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        探討不規(guī)則零件的數(shù)控機床加工工藝

        2021-09-26 01:14:45王洪益趙鳳宮濤
        內(nèi)燃機與配件 2021年16期
        關(guān)鍵詞:加工工藝數(shù)控機床

        王洪益 趙鳳 宮濤

        摘要:隨著我國數(shù)控機床的快速發(fā)展,零件加工能力已大大提升。作為零件加工的主要生產(chǎn)技術(shù),數(shù)控機床在提升了零件加工的效率與精準(zhǔn)度同時,也對不規(guī)則零件擁有一定加工能力。而不規(guī)則零件的數(shù)控機床加工,需要擁有相關(guān)配套的加工工藝,工藝中應(yīng)涉及一定內(nèi)容,如加工刀具、切削量的選擇。本文通過對不規(guī)則零件的數(shù)控機床加工工藝探討,說明了加工刀的選用、切削用量的選擇及夾具設(shè)計,對基準(zhǔn)的確定、工件裝夾找正進行明確,最后探討加工輪架的注意事項。

        關(guān)鍵詞:不規(guī)則零件;數(shù)控機床;加工工藝

        中圖分類號:TG659? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標(biāo)識碼:A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號:1674-957X(2021)16-0107-02

        0? 引言

        相比于傳統(tǒng)的零件加工工藝,利用數(shù)控機床可保證零件的精準(zhǔn)度,提升零件加工效益,可進行批量制作,有較好的發(fā)展?jié)摿?。零件的機械加工過程一般分為兩步:一位零件生產(chǎn)過程、二為零件加工過程[1]。其主要目的為將機械材料或半成品加工成標(biāo)準(zhǔn)機械,滿足加工要求[2]。在整個生產(chǎn)加工過程中,其流程較為復(fù)雜,如需要對原材料進行運輸及存儲等。因零件加工的過程中所涉環(huán)節(jié)較多,且零件用途較為廣泛,因此零件成品的要求也有差別。通過不同的程序設(shè)定完成第一步生產(chǎn)過程,再用機械加工工藝、更改半成品零件的尺寸與形狀。隨著社會的發(fā)展與市場需求,零件加工的精密度越來越嚴格,數(shù)控機床技術(shù)也逐漸精密,越來越多的不規(guī)則零件通過數(shù)控機床技術(shù)加工出來。為了滿足社會需求,相關(guān)企業(yè)應(yīng)提升不規(guī)則零件的數(shù)控機床加工工藝,提升加工效率及質(zhì)量,推動零件加工發(fā)展,提升經(jīng)濟收益。

        1? 加工刀的選用

        在不規(guī)則零件的加工過程中,要選擇合適的加工刀具,保證零件在加工時尺寸準(zhǔn)確,且在整個過程中,因涉及各種道具切割各種材料,所以加工零件任何位置都需加工刀具在“斷續(xù)”的工作狀態(tài)下。對于刀具的選用,規(guī)格與類型是必要的,應(yīng)根據(jù)零件材料進行選擇,刀具需達到一定鋼度值,才可保證完整、利落的對零件進行切割。

        此外,在加工過程中,刀具會磨損,若不及時更換或修理,會影響整個零件的加工質(zhì)量,因此,要時刻觀察刀具情況,避免刀具過度使用,觀察刀具是否磨損的方法共有三種:一為直接觀察刀具,能用肉眼看到磨損痕跡較嚴重需更換刀具;二為觀察加工零件表面及加工時產(chǎn)生的碎屑,若碎屑的形狀、顏色改變,說明刀具已磨損;三為停刀具在加工時發(fā)出的聲音,若刀具力度增大,發(fā)出刺耳的噪音,說明刀具損壞。

        2? 切削用量的選擇

        選擇好合適刀具,需要確定切削用量,零件的切削深度與零件生產(chǎn)率有不可分割的聯(lián)系,做好切削工作,可提升數(shù)控機床的工作效率。在實際加工中,一般會將切削工具與機床工作速度、材料數(shù)量相互結(jié)合,在選擇切削用量時,需注意車床強度、深度與動力在合理范圍內(nèi)。在數(shù)控機床切削加工中,一般用Q代表單位時間內(nèi)金屬切除量的生產(chǎn)率,其主要公式為:Q≈vcfap[3]

        此公式中,Vc為切削速度,f為進給量,ap為切削深度,可以看出,Q與三者呈正比例關(guān)系,無論哪一項升高,都可提升零件加工的生產(chǎn)效率,將三種要素完美聯(lián)系,可延長車刀壽命[4]。

        在切削工作中,技術(shù)人員應(yīng)不斷檢查數(shù)控機床的承受能力,保證切削工作的順利進行,保證零件加工有效率。在進行不規(guī)則零件的切削時,要格外注意切削深度,每次切削時,保證在2mm的深度,先對零件進行粗略加工,再進行精細加工,這種切削技術(shù)不僅提高零件加工的工作效率,還能節(jié)約資源、提高成品率。在選擇好切削用量的同時,選好合適的進給量也同樣重要(如表1),如:精車進給量一般為0.05-0.2mm之間,粗車可稍微擴大此區(qū)間,此外,應(yīng)選好車削速度,考慮深度與進給量與刀具磨損情況,保證車削效率。

        3? 夾具設(shè)計

        選擇好刀具與切削用量,需相關(guān)人員進行夾具設(shè)計。常規(guī)數(shù)控機床一般帶有自定心卡盤裝夾,但這種夾具只針對規(guī)則零件使用,若生產(chǎn)不規(guī)則零件,需對夾具進行設(shè)計,制成輔助裝夾生產(chǎn)。在設(shè)計過程中,設(shè)計人員需根據(jù)不規(guī)則的零件材質(zhì)、尺寸、形狀、用途等多項特點設(shè)計,首先,對夾具行基準(zhǔn)定位,并確定孔軸與主線軸之間的關(guān)系,確保二者垂直度為0.1之間,便可將夾具與工件通過螺絲固定,減少夾具誤差,保證毛坯位置準(zhǔn)確;其次,注意毛坯軸線與夾具中心位置,確保兩者相互垂直,另外,通過數(shù)控機床對不規(guī)則零件進行制造,在旋轉(zhuǎn)過程中不需進行傳統(tǒng)的打百分表,只需在夾具中做一個4mm深的槽,用來輔助彈簧與定位板即可,可實現(xiàn)毛坯軸線與夾具中心位置的垂直關(guān)系,提升加工效率并可批量生產(chǎn);最后,在夾具的設(shè)計中,確保其可用于多種不規(guī)則零件的加工,設(shè)計人員可在定位板上設(shè)計一個斜坡角,增加定位板的活動空間,便可滿足其他不規(guī)則零件的夾具制作,再通過螺絲配合完成其旋轉(zhuǎn)加工。

        4? 基準(zhǔn)的確定

        不規(guī)則零件在加工時,需基準(zhǔn)自身尺寸及表面粗糙度,保證這些數(shù)據(jù)在合理范圍內(nèi),進而保證質(zhì)量[5]。加工過程中,應(yīng)保證不規(guī)則零件的三個轉(zhuǎn)輪與三叉軸相吻合才可進行加工,為提升精準(zhǔn)度,應(yīng)保證夾具位置,明確基準(zhǔn)定位,即可提升效率,提高精準(zhǔn)度。

        5? 工件裝夾找正

        此為制作夾具最后的步驟,也是使用夾具前的最后一個步驟,工件裝夾找正可提升不規(guī)則零件的精密度,使零件的精密誤差在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)[6]。首先,在自定心卡盤上安裝夾具并固定好,使回轉(zhuǎn)軸線控制合理,找好車床主軸軸線的平行度,將誤差降低;其次,將毛坯安裝帶夾具上,用百分表找好平行度;最后,調(diào)整位置,平衡螺釘壓力,找到最佳位置,精確精度,可保證不規(guī)則零件的生產(chǎn)質(zhì)量。

        6? 加工輪架的注意事項

        待夾具做好,刀具、切削用量選好之后,即可對不規(guī)則零件進行機床數(shù)控加工,在加工過程中,應(yīng)注意輪架切削狀態(tài)時的注意事項,因輪架在切削時,由于不規(guī)則零件旋轉(zhuǎn)較快,因此產(chǎn)生的離心率較大,需要操作人員隨時對不規(guī)則零件的加工情況進行勘察,尤其在加工設(shè)備的休息期間,操作人員應(yīng)對不規(guī)則零件的尺寸及夾具的精密度情況進行檢查,如:在進行粗工后,檢查螺釘松緊度,為精細加工的精密度提供保障,此外,在對不規(guī)則零件的各個部位進行精密加工時,都要注意轉(zhuǎn)輪搭配,避免轉(zhuǎn)輪的深度及尺寸出現(xiàn)誤差引起不規(guī)則零件的精密度增大,在不規(guī)則零件的每一面加工完成時,都須將此面的毛刺剔除。

        7? 總結(jié)

        隨著社會發(fā)展,我國經(jīng)濟、科技也在不斷進步,數(shù)控機床技術(shù)也有了質(zhì)的飛躍,在工業(yè)制造及零件加工中,數(shù)控機床是不可缺少的生產(chǎn)技術(shù)[7]。相對于傳統(tǒng)加工技術(shù),數(shù)控機床對不規(guī)則零件的加工具有一定優(yōu)越性,可提高不規(guī)則零件的精準(zhǔn)度,縮短加工時間,并可進行批量生產(chǎn),具有一定的高效性,需要注意的是,在使用數(shù)據(jù)機床對不規(guī)則零件進行加工時,要保證工刀的選用及切削用量,對夾具的設(shè)計與基準(zhǔn)的確定也有嚴格要求,保證工件裝夾找正明確,注意加工輪架的一般事項,才可順利、準(zhǔn)確的對不規(guī)則零件進行加工,制成高質(zhì)量零件。本文對不規(guī)則零件的數(shù)控機床加工工藝進行探討分析,為我國零件加工工藝提供技能,有益于社會發(fā)展。

        參考文獻:

        [1]李孝元,郭亮,劉麗明.基于信息化資源的數(shù)控加工技術(shù)在機械設(shè)計制造中的應(yīng)用——評《數(shù)控加工技術(shù)與實踐》[J].機械設(shè)計,2020,373(11):160.

        [2]Mercy T, Jacquod N, Herzog R, et al.Spline-Based Trajectory Generation for CNC Machines[J]. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2019, 66(8):6098-6107.

        [3]王輝.廣數(shù)系統(tǒng)GSK980TDc數(shù)控車床常用刀具的試切對刀方法研究[J].河南科技,2020(7):54-56.

        [4]汪鵬,王婕.基于精益6σ的航空高強鋼零件大尺寸面輪廓度數(shù)控加工參數(shù)優(yōu)化[J].航空發(fā)動機,2020,201(1):90-94.

        [5]Park C,Bae S.A Study on the Predictive Maintenance of 5 Axis CNC Machine Tools for Cutting of Large Aircraft Parts[J].Journal of Society of Korea Industrial and Systems Engineering,2020,43(4):161-167.

        [6]李華芳,楊延波.基于VERICUT軟件構(gòu)建四軸數(shù)控加工中心的研究與實踐[J].系統(tǒng)仿真技術(shù),2019,15(2):148-151.

        [7]高駿,杜柳青.基于VERICUT的虛擬龍門加工中心建模和仿真關(guān)鍵技術(shù)研究[J].組合機床與自動化加工技術(shù),2020(5):121-123,128.

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