（溫州市職業(yè)中等專業(yè)學(xué)校，浙江 溫州 325000）

傳統(tǒng)機(jī)床加工工藝采用固定式裝夾，且部分存在刀具選擇不合理的現(xiàn)象，當(dāng)加工金屬薄板時(shí)，由于裝夾的不確定性，以及加工的不科學(xué)性，存在加工精度較低的問題[1]，為此提出了金屬薄板在機(jī)床中的加工工藝分析。利用六點(diǎn)定位方式，對(duì)機(jī)床金屬薄板進(jìn)行裝夾，通過機(jī)床切削量的確定，以及刀具的選取，實(shí)現(xiàn)了金屬薄板在機(jī)床上采用的加工方法分析，實(shí)驗(yàn)結(jié)論表明，提出的加工工藝具有較高的加工精度，適合于對(duì)薄板進(jìn)行切削。

1 機(jī)床金屬薄板的裝夾方式與切削量的確定

在機(jī)床加工過程中裝夾不穩(wěn)，會(huì)造成加工對(duì)象偏移，嚴(yán)重的會(huì)使加工對(duì)象報(bào)廢，為此在機(jī)床加工過程中，正確的裝夾尤為重要，金屬薄板的裝夾與常規(guī)工件的裝夾不同，因?yàn)榻饘俦“搴穸容^小，采用常規(guī)裝夾方法很難對(duì)其進(jìn)行定位，傳統(tǒng)機(jī)床裝夾方式為虎鉗直接夾緊裝夾，這種裝夾方式適合2.5mm～3mm的金屬薄板，若夾持深度過大，零件會(huì)發(fā)生變形保證不了金屬薄板的形狀與尺度精度，這種裝夾方式需要的輔助時(shí)間少，裝夾方便，省去工裝夾具的制造成本和制造時(shí)間，在小批量生產(chǎn)和單件試制生產(chǎn)中應(yīng)用較為廣泛，本文機(jī)床所使用裝夾方式為六點(diǎn)定位方式進(jìn)行裝夾。在對(duì)金屬薄板進(jìn)行裝夾過程中，應(yīng)滿足完全定位的要求，不可出現(xiàn)過定位、欠定位、不完全定位的現(xiàn)象，針對(duì)平面工件可采用固定支撐、懸浮支撐、可調(diào)支撐進(jìn)行定位，對(duì)于圓形工件可采用定位銷支撐、圓錐銷支撐。盡量減少基準(zhǔn)位移誤差，夾緊力不易過大，為此最好借助扭力扳手進(jìn)行輔助夾緊，其中，金屬薄板件越厚需的夾緊力則越大。也可選用專用夾具、可調(diào)夾具對(duì)金屬薄板進(jìn)行裝夾，專用夾具與可調(diào)夾具需滿足六點(diǎn)定位，限制金屬薄板各個(gè)方向的自由度，以實(shí)現(xiàn)固定的作用。

在對(duì)金屬薄板進(jìn)行加工時(shí)，其金屬薄板的加工切削量通常要小，又因?yàn)楸“迨艿毒邏毫?，金屬薄板易產(chǎn)生變形，為此在加工金屬薄板過程中，金屬薄板的切削量應(yīng)盡量小，以滿足金屬薄板本身強(qiáng)度抵抗外力變形。用有限元法模擬機(jī)床切削厚度、卷曲形狀及金屬薄板的內(nèi)部應(yīng)力、應(yīng)變的分布等等，刀具切削量模擬計(jì)算公式為如下所示：

T為刀具壽命，v為切削速度，f為進(jìn)給量，ap為切削深度，C2，p，q，r為實(shí)驗(yàn)常數(shù)。

2 機(jī)床切削刀具的選擇

機(jī)床在加工過程中廣泛的使用刀具與被加工工件進(jìn)行接觸，刀具的選擇將直接影響機(jī)床的加工精度和加工效果，針對(duì)加工不同類型的薄板需選擇與其相對(duì)應(yīng)刀具，加工較厚薄板，選用硬度較大的刀具進(jìn)行加工，機(jī)床切削刀具的選擇是根據(jù)材料的硬度進(jìn)行選擇的。則有刀具選擇牌號(hào)對(duì)應(yīng)表，如表1所示：

表1 刀具選擇牌號(hào)對(duì)應(yīng)表（部分）

上表中，針對(duì)不同型號(hào)薄板加工時(shí)，使用推薦的刀具牌號(hào)，推薦牌號(hào)均為硬質(zhì)合金刀具，其硬度均能滿足加工要求。在未選擇推薦的刀具時(shí)，應(yīng)注重選擇的刀具硬度應(yīng)大于被加工薄板硬度。

刀具磨損率預(yù)測(cè)是預(yù)測(cè)機(jī)床刀具磨損的基礎(chǔ)，為了能夠定量的表示磨損量，在總結(jié)個(gè)各種刀具壽命的前提下，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)預(yù)測(cè)計(jì)算刀具磨損率，計(jì)算方式如下所示：

k，M，H，L，N0為實(shí)驗(yàn)常數(shù)，此模型預(yù)測(cè)精度較高。

3 實(shí)驗(yàn)分析

為了驗(yàn)證提出的金屬薄板在普通機(jī)床加工過程中的精準(zhǔn)度，兩臺(tái)機(jī)床同時(shí)采用不同的加工工藝進(jìn)行機(jī)加工，加工過程中隨機(jī)選取8張薄板（厚度1.0mm、2.0mm、1.5mm、2.5mm、3.5mm、3.0mm、4.0mm、4.5mm）進(jìn)行切削試驗(yàn)，將薄板兩兩一組進(jìn)行分組并編號(hào)，分別為1#、2#、3#、4#。在同一組薄板下分別利用兩種機(jī)床加工工藝對(duì)薄板進(jìn)行切削。

首先對(duì)編號(hào)1#中的一張薄板進(jìn)行切削，然后在利用提出的機(jī)床加工工藝對(duì)編號(hào)1#中的另一張薄板進(jìn)行切削。依此類推，分別完成2#、3#、4#的試驗(yàn)。

將利用傳統(tǒng)機(jī)床加工工藝，以及本文所研究的普通機(jī)床加工工藝進(jìn)行加工進(jìn)行對(duì)比分析，得出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，將對(duì)兩種機(jī)床加工工藝對(duì)薄板進(jìn)行切削的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行精準(zhǔn)度對(duì)比，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比表，如表2所示：

表2 試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比表單位粗糙度/mm

根據(jù)實(shí)驗(yàn)對(duì)比結(jié)果表可以得出，傳統(tǒng)機(jī)床加工工藝加工出的薄板粗糙度最大為0.201mm，普通機(jī)床加工工藝加工薄板的最大粗糙度為0.024mm，得出應(yīng)用提出的機(jī)床加工工藝在對(duì)薄板進(jìn)行切削的過程中，較傳統(tǒng)機(jī)床加工工藝加工精度提高85.62%。適合于對(duì)薄板進(jìn)行切削。

4 總結(jié)

本文提出了金屬薄板在機(jī)床中的加工工藝分析?；谘b夾方式、切削量、切削刀具磨損計(jì)算，實(shí)現(xiàn)了機(jī)床對(duì)金屬薄板的精確加工，實(shí)驗(yàn)結(jié)論表明，提出的加工工藝具有較高的實(shí)際應(yīng)用性。