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        殼體零件高效插銑技術(shù)應(yīng)用探討

        2019-07-19 06:03:19楊志霞
        山東工業(yè)技術(shù) 2019年18期
        關(guān)鍵詞:路徑規(guī)劃

        楊志霞

        摘 要:高效插銑技術(shù)是一種利用加工刀具通過(guò)快速運(yùn)動(dòng)去除毛坯殘留材料的加工技術(shù),該加工技術(shù)以其卓著的使用效果,在制造業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。筆者通過(guò)查閱文獻(xiàn),結(jié)合自身經(jīng)驗(yàn),在文中對(duì)高效插銑技術(shù)在復(fù)雜殼體加工中的應(yīng)用進(jìn)行了探討,以期為相關(guān)從業(yè)人員提供有效參考。

        關(guān)鍵詞:殼體零件;插銑技術(shù);路徑規(guī)劃;刀具選擇

        DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.18.025

        高效插銑技術(shù)又被稱作為Z軸高校銑削法,是一種高效率的加工方法,能夠有效避免殼體零件在加工的過(guò)程中變形。在該加工方法下,零件的主要受力方向?yàn)檩S向,徑向力相對(duì)比較小,所以對(duì)機(jī)床的功率要求不高,且具有較高的加工穩(wěn)定性,能夠?qū)︹伜辖鸬鹊入y加工的金屬進(jìn)行加工(切槽、曲面加工),故該技術(shù)方法在制造業(yè)得到了極為廣泛的應(yīng)用,有著較高的探討價(jià)值。

        1 殼體零件高效插銑技術(shù)加工刀具的選擇

        在對(duì)殼體零件進(jìn)行插銑加工的過(guò)程中,刀具的直徑直接影響著加工精度以及加工效率,雖然大尺寸的刀具能夠有效提高加工效率,但是也會(huì)增加材料的殘留量,所以在應(yīng)用高校插銑技術(shù)之前,必須要選擇合適的加工刀具。技術(shù)人員要認(rèn)識(shí)到以下幾點(diǎn)內(nèi)容:第一,刀具直徑增加會(huì)導(dǎo)致零件材料殘留量增加;第二,刀具直徑減小會(huì)直接降低加工效率,但是零件材料殘留量也會(huì)隨之減少;第三,刀具數(shù)量減少會(huì)縮短換刀時(shí)間,而刀具數(shù)量增加雖然會(huì)增加換刀時(shí)間,但是能夠有效提高切削效率,減少材料殘留量[1]。為了盡可能的提高加工效率,縮短加工時(shí)間,要結(jié)合實(shí)際情況選擇刀具數(shù)量、尺寸,以此來(lái)達(dá)到最佳的加工效果。

        總的來(lái)說(shuō),刀具的選取和削銑平面有著直接的關(guān)系,刀具選擇的需要注意以下幾點(diǎn):第一,生成加工工藝平面到加工底面的其中一組平面,可作為“剖平面”;第二,剖平面和加工實(shí)體投影,投影圖就為加工平面圖形;第三,在剖視平面圖中能夠合理的規(guī)劃刀具選擇方法,刀具最大半徑為剖視圖上刀具能夠到達(dá)的半徑,刀具最短長(zhǎng)度剖視圖到零件加工平面最近的距離[2]。

        2 殼體零件插銑路徑規(guī)劃方法

        2.1 插銑路徑規(guī)劃方法

        在插銑加工的過(guò)程中,刀具軌跡生成和其它軌跡生成方式有著極大的不同,相鄰刀具之間軌跡并沒有直接連接的關(guān)系,而是呈現(xiàn)出“反復(fù)退刀”的狀態(tài)。所以,該路徑規(guī)劃方法不能夠按照傳統(tǒng)的刀具路徑規(guī)劃方法來(lái)實(shí)行。插銑刀具路徑規(guī)劃需要綜合考慮到毛坯形狀最小的包圍球,然后再根據(jù)加工工藝的精度要求確定刀具安全平面以及軸向,刀具的軸向應(yīng)該和其安全平面保持垂直關(guān)系,并且刀具必須保持在毛坯包圍球之外,確保刀具不會(huì)和工件安全平面發(fā)生直接碰撞。最小包圍球球心需要沿著安全平面逐步投影,然后得到相應(yīng)的投影點(diǎn),要將該投影點(diǎn)作為圓心,然后在安全平面上逐步衍生出一條圓形曲線最為刀具運(yùn)動(dòng)邊界曲線(可見圖1)。在邊界曲線生成完畢后,要根據(jù)加工工藝要求,在其內(nèi)部逐步劃出同心圓作為軌跡線,技術(shù)人員要注意“根據(jù)加工工藝要求來(lái)確定行同心圓的半徑差以及行間距,一般情況下,行間距不得超過(guò)刀具底部的超度,不然在加工的過(guò)程中,就有可能出現(xiàn)‘頂?shù)兜葐?wèn)題”。軌跡線確定后,根據(jù)刀具底刃長(zhǎng)度來(lái)確定加工步長(zhǎng),加工步長(zhǎng)不得超過(guò)刀具底刃長(zhǎng)度。

        可將圖1中表示的初始刀位點(diǎn)作為起點(diǎn),然后沿著軸向設(shè)出反向引線,反向引線和切削底面呈相交的關(guān)系。這一交點(diǎn)就可作為刀心點(diǎn)。如果對(duì)應(yīng)刀具不干涉毛坯,那么就說(shuō)明初始刀具點(diǎn)位并沒有作實(shí)際切削用,所以要去除初始刀位點(diǎn),然后再用同樣的方法判斷刀具和部位間的關(guān)系,如果發(fā)生干涉,則要利用黃金分割法(指把一條線段分割為兩部分,使其中一部分與全長(zhǎng)之比等于另一部分與這部分之比。其比值是一個(gè)無(wú)理數(shù),取其前三位數(shù)字的近似值是0.618)修正,這樣就能夠得到最后的刀位點(diǎn),按照插銑加工的方式方法來(lái)逐步連接這些點(diǎn),就能夠得到插銑路徑。而在利用一把刀具完成仿真加工之后,可導(dǎo)出加工模型,然后利用第二把刀具規(guī)劃軌跡,進(jìn)而得到相應(yīng)的加工軌跡,以此類推,不斷反復(fù),就可構(gòu)建出完整的高效插銑加工軌跡。

        3 殼體零件插銑“頂?shù)丁眴?wèn)題處理方法

        頂?shù)吨饕且驗(yàn)椴捎昧瞬贿^(guò)中心刀具來(lái)插銑,由于刀具底部中心位置沒有刀刃,并且中心速度為“0”,所以當(dāng)材料處于整個(gè)位置時(shí),就無(wú)法去除材料,進(jìn)而致使零件表面嚴(yán)重變形。技術(shù)人員要尤其注意“頂?shù)丁边@一問(wèn)題。雖然在確認(rèn)刀具加工步長(zhǎng)的時(shí)候,就已經(jīng)考慮到“頂?shù)丁边@一問(wèn)題,但在實(shí)際加工的過(guò)程中仍舊有可能會(huì)出現(xiàn)[3]。如果殼體零件在加工的過(guò)程中,已經(jīng)出現(xiàn)了“凹”形,那么刀具在遷移到的基礎(chǔ)上就會(huì)繼續(xù)順著“凹”形弧線運(yùn)動(dòng),進(jìn)而產(chǎn)生“頂?shù)丁眴?wèn)題。所以要重點(diǎn)檢查是否存在“頂?shù)丁眴?wèn)題,如果發(fā)現(xiàn)“頂?shù)丁眴?wèn)題,則可以通過(guò)調(diào)整加工步距來(lái)規(guī)避。

        4 結(jié)束語(yǔ)

        綜上所述,“插銑”是一種較新的零件加工技術(shù),是當(dāng)前實(shí)現(xiàn)金屬切削效率最高的方法之一,針對(duì)難加工的切槽、曲面加工,該加工方法效率遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的端面削銑法。經(jīng)過(guò)實(shí)踐證明,在需要快速去除零件材料時(shí),插銑法的效率是端面削銑法的2倍左右。本文對(duì)高效插銑技術(shù)方法刀具選擇、路徑規(guī)劃進(jìn)行了簡(jiǎn)單的闡述,其中更為深入的問(wèn)題,還需要廣大從業(yè)人員進(jìn)一步分析探討。

        參考文獻(xiàn):

        [1]熊明和,張晟偉,唐鋆磊.插銑工藝中切削速度對(duì)燃燒室機(jī)匣零件表面完整性的影響[J].新技術(shù)新工藝,2018.

        [2]李鋒,王景倫,劉維偉,etal.GH4169插銑參數(shù)對(duì)切削力的影響規(guī)律研究[J].工具技術(shù),2017(08).

        [3]李鋒,余斌高,劉維偉,etal.GH4169插銑參數(shù)對(duì)刀具壽命影響規(guī)律及磨損形貌研究[J].工具技術(shù),2017(01).

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