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        加工模具零件的數(shù)控銑工藝改進策略探討

        2018-03-26 03:04:44龔真蕊
        山東工業(yè)技術 2018年6期
        關鍵詞:改進策略

        龔真蕊

        摘 要:隨著我國機械生產行業(yè)不斷迅速發(fā)展,社會生產對機械加工精度的要求準確性越高?,F(xiàn)如今,數(shù)控銑工工藝在機械零件生產加工中應用非常廣泛,但是加工誤差問題也是其難以解決的問題。此文中對加工精度不高的問題進行分析,從而提出數(shù)控銑床加工磨具零件中的特別注意事項和處理方法等,旨在全面提高模具零件加工精度。

        關鍵詞:模具零件;數(shù)控銑工工藝;改進;策略

        DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.06.048

        0 引言

        在市場經濟條件下,我國機械加工技術正處于高速發(fā)展階段,為提高我國社會生產力提供了巨大貢獻。當今,各個行業(yè)對數(shù)控機床的應用愈加廣泛,包括模具、航天、汽車、機械、電子等領域。數(shù)控機床能夠有效的解決復雜零件加工問題,同時也實現(xiàn)了加工自動化,在很大程度上提高了模具零件生產效率,降低人工投入成本。但是在數(shù)控銑床工藝實際應用中,依然存在著難以解決的問題。例如加工零件帶有斜面、結構尺寸不精準等。如果出現(xiàn)這一問題,就需要投入二次加工,甚至是多次加工,從而保障模具零件加工精度,降低了生產效率。就需要對數(shù)控銑床工藝進行逐步改進,從而提高模具零件加工質量和加工效率。

        1 數(shù)控技術發(fā)展背景與特點

        1.1 數(shù)控技術發(fā)展背景

        現(xiàn)如今,我國科學技術發(fā)展尤為迅速,社會對模具產品的多樣性、功能性也提出了更高的要求?,F(xiàn)如今市面上的模具產品更新速度逐漸增快,有好多品種小批量生產比重也不斷提升。再者,隨著現(xiàn)代航空運輸和輕工消費生產速度加快,各種復雜形式的零部件加工精度也不斷提高。在此背景下,數(shù)控加工技術會不斷朝向自動化、網絡化、數(shù)字化方向發(fā)展,同時也對數(shù)控銑工藝改進指明了方向。

        1.2 數(shù)控銑工藝特點分析

        (1)復雜工件加工能力強。數(shù)控銑工藝具有復雜工件加工的能力,例如數(shù)控銑加工輪船、機艙、國防軍工等,這些領域對加工模具的精度非常高,并且工件結構也非常復雜。可以說數(shù)控銑工藝加工效果會直接影響到最終產品的使用情況。數(shù)控銑加工的可控性可以完成普通加工工具無法加工的復雜任務,因此在當今各個加工工業(yè)領域都有著廣泛的應用。

        (2)加工質量高。數(shù)控銑工藝依托于計算機技術,通過數(shù)據(jù)程序控制實現(xiàn)自動化加工,工作人員只需要在控制終端中輸入相關的加工信息,即可保證加工質量,從而避免人工操作的誤差問題。如果在加工過程中出現(xiàn)了誤差問題,可以通過調整數(shù)控系統(tǒng)軟件即可實現(xiàn)誤差矯正,非常便捷。

        (3)加工效率高。相比傳統(tǒng)的模具加工工藝相比,數(shù)控銑工藝在零件加工中可以有效提高加工效率,特別是對于五面體加工中心和柔性單元等設備來說,在零件裝夾后即可實現(xiàn)絕大部分的施工,這樣即可避免多次裝夾所造成的加工誤差問題,減少服務操作流程,從而進一步提高模具加工效率。

        (4)柔性高。柔性主要是體現(xiàn)在進行多種模具加工過程中,只需要對編程內容進行調整即可實現(xiàn)不同種類模具加工,通常不需要專門定制專用工具夾,這樣接口大大縮短模具生產周期,并且可以降低成本,從而更好的適應各種模具加工,滿足批量生產的需求。

        2 數(shù)控銑床加工工藝與問題

        通過選用不同類型的銑刀,比較建工過程中刀具和所加工零件斜面接觸情況,對比數(shù)控銑床加工斜面零件精度,從而進行深度探究。

        2.1 倒角立銑刀加工

        通常情況下,立銑刀加工中的刀具參數(shù)為:主軸速度為1200r/min;進給量100 m m/m i n;平頭立銑刀直徑Φ14 mm;刀尖倒角β=30 °。采用倒角立銑刀加工方法,加工表面會出現(xiàn)一定的殘留物,并且還多出了因為道具被倒掉部分的殘留部分,因此,增加了表面上的殘留物,理想面和基準點的距離也不符合標準,想要處理掉基準點中的殘留量,其理想面和所得面之間的距離也不符合標準,最終導致所得到的工件上存在一定的誤差問題。如果在此基礎上繼續(xù)加工制造,則沒有標準的基準線,這樣很難加工出符合設計尺寸的零部件。

        2.2 不倒角立銑刀加工方法

        刀具加工參數(shù):主軸速度1200r /m i n;進給量100 mm/m i n;立銑刀直徑Φ14 mm;刀尖半徑為R=0。為了能夠更好觀察數(shù)控機床的加工情況,在理論上可以將刀具和斜面接觸情況進行理想化設計,沿著模具零件的峰、谷兩側進行加工,但是在實際應用中,加工表面依然存在殘留問題,可以通過精加工工序去除殘留量,并得到要求尺寸。如果在刀具加工參數(shù)設置過程中,降低加工增量值,可以得到更小的峰值,因此表面殘留量也會有所降低,同時也能夠降低加工難度。但實際加工中恰恰相反,不僅會增加工序、增加加工時間,同時也會降低工作效率??梢?,不倒角立銑刀加工方法理論上非常理想,但是在實踐中有著各種問題,倒角不可能為零,如果刀具不倒角會大大降低強度和剛度,提高刀具的磨損度,甚至出現(xiàn)崩刃問題,加工出的零件也表面粗糙、不夠理想。因此不會采用不倒角立銑刀加工法。

        3 加工模具零件的數(shù)控銑工藝改進策略

        上述表明,如果采用不倒角銑刀能夠保障加工質量,想要得到更加理想的斜面,需要在銑削之后進行精加工處理掉斜面刀痕即可,但該種方法會導致刀具磨損和崩刃問題,因此不采用不倒角立銑刀。為了能夠提高加工精度和降低表面粗糙度,可以從以下幾點出發(fā):

        3.1 改進加工方式

        在加工過程中,需要保證刀具斜面上的穩(wěn)定性,不能突然變化刀具的運動方向,在斜面和斜面間的圓弧位置需要降低銑削給進速度。道具與零件斜面一旦接觸,后刀面和零件會生產較大的摩擦力,這種情況會產生刀具共振問題,在刀具運行到斜面圓弧位置時,切入角和銑削長度也會增加,銑削切削度會變薄。由于銑刀的彈性形變會造成讓刀現(xiàn)象,再加上逆銑時和順銑時的狀態(tài)不同,彈性變形會產生共振,從而造成過切問題。這就需要關注切削量,由于切削量選擇是否合理直接影響著整個零件加工質量。這就需要控制好切削量和切削速度,降低共振現(xiàn)象,這樣即可保證加工出更加理想的加工面。如果剛度允許的條件下,需要保證切削量(切削深度)與加工深度相等,這樣對降低走刀次數(shù)有著很好的作用。

        3.2 合理設置道具路徑

        在設置銑刀加工路徑時,需要掌握模具零件的加工精度和表面粗糙度,同時要盡量減少走刀路線,降低空刀幾率??梢栽诹慵噜弮尚星械堵分g采用一定半徑的孤獨給予過渡,在軟件所提供道路光順化設置之后,相鄰行切路中的行間移刀中增加一定半徑的圓弧過渡,并在另外一側進行過渡設置,這樣即可避免出現(xiàn)兩次走到之間突然轉彎的情況,讓銑刀更加自然移動到下一個加工路線上。如果加工斜面是等高的情況,可以采用一定半徑的圓弧過渡方法。在兩個模具兩層間增加半圓弧度孤獨,這樣不僅能夠滿足刀路平滑需求,同時也能夠緩解螺旋下刀減少切削阻力問題,大大降低道具的磨損度。

        3.3 內斜面采用螺旋進刀

        由于垂直下刀會導致切削速度降低,增加銑刀和模具之間的切削力,從而提高銑刀的磨損度,同時也會提高模具表面的粗糙度。而選擇螺旋進刀形式可以有效預防此類問題。在應用螺旋進刀過程中,需要設置一個合理的螺旋直徑范圍,如果螺旋直徑小于設定范圍時,系統(tǒng)會自動降低螺旋直徑,直到能夠下刀為止。同時,在應用中有可能造成螺旋直徑過小,這樣就與垂直下刀無異,這就需要采用斜坡下刀方法,但是反復斜坡下刀會產生振動現(xiàn)象,在模具表面留下刀痕。這就要在加工帶曲面的模具時,合理選擇加工方法。在精加工時,如果道具行間距離過小,即使采用一定半徑圓弧過渡也會因為直徑太小而產生近乎直線過渡,這時就需要采用擺線進給的方法進行加工,也就是通過兩個刀具之間的距離,從而避免產生半徑弧度過小而產生直線過渡問題,從而保證模具零件的加工質量。

        3.4 優(yōu)化數(shù)控銑加工流程

        通常情況下,數(shù)控銑加工模具需要做好前期準備、方案設計、編程、最后定型四個環(huán)節(jié)。在前期準備中,要提前設定模具零件,實現(xiàn)將可能出現(xiàn)的情況提出相應的應對措施,找出在實際加工中可能出現(xiàn)的問題,掌握所有數(shù)據(jù)信息,并針對問題提出合理的建議;在設計方案中,需要結合車間實際情況進行設計,細化到每個加工細節(jié),將所有加工資源,如道具、設備機床等進行分析,規(guī)定產品型號數(shù)據(jù);編程環(huán)節(jié)作為中心環(huán)節(jié),需要重點考慮不同加工零件的作用與功能,最大限度上發(fā)揮生產工具價值,能夠結合設計標準內容進行自動化加工,通過前期準備方案設計好道具運行軌跡,之后通過模擬演練的方法觀察軌跡是否可行,如果存在偏差需要進行調整;定型環(huán)節(jié)需要從頭到尾檢查整個流程的正確性,提高驗收質量品質,從而不斷優(yōu)化加工工藝,保證加工中不會出現(xiàn)任何問題。

        4 結束語

        綜上所述,由于數(shù)控銑工藝在實際應用過程中,加工模具零件的尺寸誤差較大,并且斜面之間的弧度處會產生明顯的加工痕跡。這就需要加強對加工工藝的分析,提出相應的應對方案,抓住在加工過程中的應對事項,從改變傳統(tǒng)立銑刀加工工藝的弊端,提高模具零件的加工精度。

        參考文獻:

        [1]周其江.數(shù)控銑加工模具零件工藝改進分析[J].輕工科技,2013

        (2906):83-85.

        [2]劉強.數(shù)控銑加工模具零件工藝優(yōu)化策略分析[J].山東工業(yè)技術,

        2016(11):44.

        [3]田曉光.數(shù)控銑加工模具零件工藝優(yōu)化策略研究[J].山東工業(yè)技術,2017(20):23.

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