時間:2022-06-21 23:09:33
導言:作為寫作愛好者,不可錯過為您精心挑選的10篇數控加工工藝論文,它們將為您的寫作提供全新的視角,我們衷心期待您的閱讀,并希望這些內容能為您提供靈感和參考。
數控加工是指在機床上利用數控技術對零件進行加工的一個過程。數控加工和非數控加工的流程從整體上來說是大致相同的。但在技術上卻大相徑庭。采取數字信息控制加工零件的數控加工方法是針對零件種類多樣、相同型號產量少、結構復雜、精度要求高等現實狀況達到高效化和自動化加工的有效方法。數控加工的發展方向是高速和高精度。20世紀50年代,MIT設計了APT。APT具有程序簡潔,方法靈活等優勢。但也有很多不足之處如對于復雜的幾何形狀,無法表達幾何即視感[1]。為修正APT的不足,1978年,法國達索飛機公司開發了CATIA。這個系統有效的解決了幾何形狀復雜、難以表達即視感的缺陷。目前,數控編程系統正向高智能化方向發展。
1.2數控加工的內容
數控加工的內容有挑選適宜在數控機床上加工的零件,對數控加工方案進行確定;詳細繪制所加工零件的圖紙;確定數控加工的詳細流程,如具體工作的分工、工作的前后順序、加工器具的選擇與位置確定、與其他加工工作的銜接等;修正數控加工的流程;確定數控加工中的允許誤差;指揮數控機床上一些工藝部分工作等。
2數控加工的工藝設計
2.1數控加工的工藝設計特點
采用數控加工的工藝設計具有加工程序簡單,解放枯燥工作的勞動力等特點。改進了傳統機床工藝的工序繁多,勞動強度大的弱點。如此便使數控加工工藝設計形成了自身的獨特的特點。正常來講,數控加工的內容要比傳統機床加工的內容繁多。數控加工的內容非常精確、工藝設計工作十分邏輯明確。數控加工的工作效率非常高。零件在一道工序中能完成多項工作項目。而這些工作如果換成傳統工藝則需要多個步驟才能做好[1]。所以,數控加工具有工作效率高的特點。將傳統加工工作中的幾個步驟在數控加工工藝中濃縮成更少的工作步驟,這讓零件加工所需要的專業工具數量大幅下降,零件需要加工的工序和所用時間也節省出很了多,進而大大提高所加工產品的成品率和生產效率。此外,在普通機床加工時,很多具體的工藝問題如加工時各類工序如何分類和順序如何安排、每道工序所使用工具的形狀大小、如何切割、切割多少等,在實際工作中都是靠工作人員根據自己的多年工作經驗和習慣慢慢鍛煉成的純熟的技巧來解決的。傳統加工的工藝設計正常情況下不需要加工人員在設計工藝流程時做出過多的計劃,實際工作做好就可以了。而在數控加工時,每個實際工藝問題必須事無巨細的都考慮到,而且每一個細節都必須在程序編輯時編入完全正確的加工指令,其結果也會是非常精細,這是數控加工最大的特點。
2.2數控加工的工藝設計方法
工藝設計的任務就是明確零件的什么部位需要數控加工,經過什么流程,如何確定這些流程的前后順序等等。通常在數控加工時確定零件加工的工作步驟有如下幾種方法:按所使用的工作器具確定。為了減少切換工作器具次數,節省時間,可以采取將同一種工作器具集中使用的方法來確定工作步驟。在一個工序中使用同一個工作器具的全所有步驟率先集中,統一完成后然后再使用第二種工作器具進行該種工作器具所要加工的所有步驟,以此類推。平面孔系零件一般使用點位、直線操控數控機床來加工,制定加工的工作步驟時,著重于控制加工精度、成品率和加工所需時間。旋轉體類零件通常使用數控車床或磨床加工。在車床上加工時,一般加工成品冗余多,使用粗加工方法。數控車床上用到低強度加工器具加工細小凹槽的情況很頻繁,因此適于斜向進刀,一般不要崩刃。平面輪廓零件一般使用數控機床加工。方法上應該著重把控切入與切出的方向。使用直線和圓弧插補功能的數控機床在加工不規則零件的曲線輪廓時,一定要用最短的直線段或圓弧段來無限逼近零件輪廓,讓零件的誤差在合格的基礎上加工的直線段或弧段的數量最少為最佳方案[2]。立體輪廓零件:某些形狀的零件被加工時,由于零件的形狀和表面質量等多方面問題致使零件強度較差。機床的插補方法可以解決這一難題。在加工飛機大梁直紋曲面時,如果加工機床是三軸聯動便只能使用效率較低的球頭銑刀;如果機床是四軸聯動,則可以使用效率比球頭銑刀高的圓柱銑刀銑削。
2.3數控加工的工藝設計過程
數控加工的一般過程要經過閱讀零件,工藝分析,制定工藝,數控編程,程序傳輸。數控加工之前應該繪制好零件的加工設計圖稿。在數控機床上加工零件時,應該先按照之前繪制好的零件圖稿來分析零件的結構、材質、幾何形狀、大小和精度要求,并采用分析結果作為確定零件數控加工工藝過程的基礎。確定數控加工工藝過程,要先詳細了解零件數控加工的內容和原則;之后再設計加工過程,挑選機床和加工零件所需的器具,確定零件的加工位置和裝夾,確定數控加工中工作的步驟和順序,確定每個工作步驟中具體的工作器具的使用方法及切割大小;還需要填寫數控加工的工藝文件、加工程序及程序校驗等。通過實際的操作經驗總結,單純的按照之前設定的數控加工程序來實際操作加工零件依然存在很多缺陷。因為人力工作可能對程序的具體步驟和原理不夠明確,對編程人員的本意理解也不是很透徹,通常需要編程人員在零件加工時對加工人員進行現場的指導,這種情況對于零件數量較少的加工狀況還能勉強正常工作,但對于時間長、數量大的生產情況,就會生出很多問題。所以,編程人員對數控加工程序比較復雜和不易理解的部分進行適當的補充和說明的作用是不可小覷的,尤其是要針對那些需要長時間和大批量生產零件的數控加工程序特別關鍵。
2.4數控加工的工藝設計應注意的問題
在數控加工中一定要注意并且預防工作所使用的器具在工作中和零件等出現不必要的摩擦,所以一定要明確的強調工作人員數控加工的工藝設計編程中的加工器具的加工路線,使加工人員在加工前就都清楚明了的知道加工路線[2]。與此同時還應該設置好夾緊零件的位置,如此便可以減少不必要的問題出現。除此之外,對于某些程序問題需要調整程序及加工器具路線和位置時必須事先告知操作人員,以防出現不必要的問題。
2一體化教學模式的設計思路
“一體化教學模式”是按照職業崗位職責的能力要求重新組合原理性課程與實踐性課程,實現教學目標“一體化”、教學內容“一體化”、教學時空“一體化”和師資“一體化”的教學模式。通過專業調研,分析畢業生崗位,掌握市場對畢業生的知識能力素質要求,圍繞職業能力結構,確定專業定位和本專業的人才培養方向,結合職業資格標準,制定專業課程體系,從而決定本門課程的教學內容;根據學校教學資源,按照學訓結合、學訓交替的教學模式組織教學,在最大限度內采用加工操作、模擬仿真、技能拓展、綜合實訓、頂崗實習等教工學結合的教學手段進行教學;教學考核采用理論考核與實踐考核相結合的形式進行。
3高職數控加工課程一體化教學模式構建
一體化教學的特點是“練中學、學中練、重能力、見實效”。一體化教學必須改變傳統的教育觀念和傳統的教學模式,高職數控加工課程一體化教學模式的構建主要包括在以下幾個方面:
3.1教學內容模塊化、項目式
模塊式課程具有任務引領、結果驅動、突出能力、內容實用、做學一體的特點,的確起到了充分利用教學資源、降低教學成本、調動學生學習興趣、提高教學質量、促進教師教學能力提高的作用。數控加工課程包括三大模塊數控車、數控銑/加工中心、數控線切割。每一模塊又可以結合數控加工職業活動要求分成小的項目,將技能教學課題定為一項項的工作任務,通過學生完成一系列的工作任務來將所有涉及到的專業知識與專業技能串聯起來進行系統學習,其中工作任務的邏輯形式包括遞進式、并列式、流程式三種。
3.2按工作過程系統設計教學過程
本課程強調學生以直接經驗的形式來掌握數控機床的編程與操作技能,教學組織按工作過程系統設計,即按照“資訊———計劃———決策———實施———檢查———評價”完整的“行動”方式來進行組織教學。通過“做中教”,“做中學”,融職業規范和職業素質培養于一體。采用“車間教學”的組織模式,讓學生身為“準員工”體會真實的工作環境、工作過程、工作內容。
3.3建設雙師隊伍
理論基礎、專業能力過硬的“雙師型”隊伍是理實一體化教學改革的關鍵。數控加工課程實踐性強、職業能力要求高。要求教師既能從事理論教學又能承擔實踐教學,具有較強的動手能力和解決生產一線有關技術問題的能力,能在生產現場動手示范,指導學生掌握生產技能。實踐證明“雙師型”教師是實踐教學體系順利實施的重要保障。
3.4開發一體化校本教材
一體化教學凸顯了形象思維教學夠用為主的原則,這就要求教材的重點是實用和可操作的,理論淺顯易懂,教材中舍棄繁瑣的理論。一體化教材的開發應按高職教育培養目標,應以培養學生綜合素質和技能為目的,按照典型工作任務和工作過程對原有的學科和課程體系進行改革,制定教學大綱,按教學大綱和技能鑒定內容等為標準,編寫一體化教材,保證人才培養目標的實現。校本教材應以學校的教師為主體,企業的技術人員參與共同編制的。
3.5建設一體化教學場所
根據高等職業教育培養技能型人才的目標要求,高等職業學校開展一體化教學改革,必須打破理論教學與實習教學授課地點分離的模式,建立符合一體化教學需要的多功能的一體化教室,即兼有理論教學、小組討論、實驗驗證和實際操作的教學場所。數控加工課程實踐教學環節主要依托校內外“實訓基地”進行。比如在課程中講授數控工藝及編程時,我們將課堂搬到校內數控車間進行現場教學,針對實物講解,以“企業真實產品”為教學任務,以車削、銑削的工作任務或產品為載體設計教學過程,采用現場大量“產品實例”講練結合的教學方法,使學生邊學邊練,在學中做,做中學,做到學做合一。
2.動態分析法它的一般特征是能夠綜合分析在整個項目的執行期內現金流量的主要變化和它能夠取得的經濟效益,能夠充分研究和探討資金的時間價值因素能夠對這個項目的綜合影響,其中主要是考慮其對經營能力與清償能力的影響。(1)凈現值法:這種方法能夠充分體現資金的時間價值,能夠更加明確的體現投資項目在各個時期各個環節中的絕對收益,可以直觀簡單的將收入情況表現出來。但是它的缺點也很明顯,它在確定和計算折現率與準折現率的時候特別困難,可這兩者的大小卻對整個投資方案在經濟性方面有著直接的影響。(2)內部收益率法:是投資項目在一定的年限中將每一年的凈現金流量現值累計等于零的時候的折現率,也就是讓整個項目凈現值為零的貼現率。此類計算方法一般只是適合在項目的效益能夠進行預估的項目收益論證。在對內部收益率進行詳細科學的計算的時候,我們一些要經過嚴格的“逐步測試法”。在進行了多次實驗和測試之后,找到凈現值能夠等于或者無限接近于零的兩個正負貼現率,之后可以應用內插法來計算投資項目的內部收益率。
二、煤矸石電廠存在的問題分析
1.燃料費問題當前的洗煤技術越來越高超,讓單位煤矸石的含煤量減少,造成單位煤矸石的發熱量在逐漸減少,結果是發和以前同樣單位的電,需要先煤矸石中摻入更多的煤泥。如果煤泥供應不上的時候,那么就需要向煤矸石中加入熱值較高的中煤等燃料,這樣在無形之中就逐漸提高了單位電的燃料費,讓發電成本越來越高。
2.修理費問題煤矸石發電廠的另外一項重要成本就是修理費,有時為了能夠在免稅期間創造更多的價值,給投資者更多的回報,煤矸石電廠可能超負荷的提升發電量和發電時間,這種現象非常耗損設備,對于煤矸石電廠未來順利長期的發展十分的不利。
3.安全管理問題因為每一個機組都比較小,所以造成電廠職工對工作期間安全性的認識不到位,不能夠嚴格遵守電廠的安全生產制度,不能實行有效科學的安全生產管理,久而久之會對電廠的安全生產工作和當地電網的順利正常運行造成巨大的影響。
4.小指標問題煤矸石電廠進行評價的時候不能單單只看其發電量,還需要考察其廠用電率、標煤耗、主汽壓力、主汽溫度、爐水凝水合格率、給水溫度、除鹽水用量等小指標的基本完成情況。現在很多的煤矸石電廠都對這些比較小的指標不能夠給予足夠的重視,這種現象將會給電廠的經濟效益造成嚴重影響。
三、煤矸石電廠的發展趨勢
一、數控車削加工工藝的內容
數控車削加工工藝是采用數控車床加工零件時所運用的方法和技術手段的總和。其主要內容包括以下幾個方面:
(一)選擇并確定零件的數控車削加工內容;(二)對零件圖紙進行數控車削加工工藝分析;(三)工具、夾具的選擇和調整設計;(四)工序、工步的設計;(五)加工軌跡的計算和優化;(六)數控車削加工程序的編寫、校驗與修改;(七)首件試加工與現場問題的處理;(八)編制數控加工工藝技術文件;總之,數控加工工藝內容較多,有些與普通機床加工相似。
二、數控車削加工工藝分析
工藝分析是數控車削加工的前期工藝準備工作。工藝制定得合理與否,對程序的編制、機床的加工效率和零件的加工精度都有重要影響。為了編制出一個合理的、實用的加工程序,要求編程者不僅要了解數控車床的工作原理、性能特點及結構。掌握編程語言及編程格式,還應熟練掌握工件加工工藝,確定合理的切削用量、正確地選用刀具和工件裝夾方法。因此,應遵循一般的工藝原則并結合數控車床的特點,認真而詳細地進行數控車削加工工藝分析。其主要內容有:根據圖紙分析零件的加工要求及其合理性;確定工件在數控車床上的裝夾方式;各表面的加工順序、刀具的進給路線以及刀具、夾具和切削用量的選擇等。
(一)零件圖分析
零件圖分析是制定數控車削工藝的首要任務。主要進行尺寸標注方法分析、輪廓幾何要素分析以及精度和技術要求分析。此外還應分析零件結構和加工要求的合理性,選擇工藝基準。
1.尺寸標注方法分析
零件圖上的尺寸標注方法應適應數控車床的加工特點,以同一基準標注尺寸或直接給出坐標尺寸。這種標注方法既便于編程,又有利于設計基準、工藝基準、測量基準和編程原點的統一。如果零件圖上各方向的尺寸沒有統一的設計基準,可考慮在不影響零件精度的前提下選擇統一的工藝基準。計算轉化各尺寸,以簡化編程計算。
2.輪廓幾何要素分析
在手工編程時,要計算每個節點坐標。在自動編程時要對零件輪廓的所有幾何元素進行定義。因此在零件圖分析時,要分析幾何元素的給定條件是否充分。
3.精度和技術要求分析
對被加工零件的精度和技術進行分析,是零件工藝性分析的重要內容,只有在分析零件尺寸精度和表面粗糙度的基礎上,才能正確合理地選擇加工方法、裝夾方式、刀具及切削用量等。其主要內容包括:分析精度及各項技術要求是否齊全、是否合理;分析本工序的數控車削加工精度能否達到圖紙要求,若達不到,允許采取其他加工方式彌補時,應給后續工序留有余量;對圖紙上有位置精度要求的表面,應保證在一次裝夾下完成;對表面粗糙度要求較高的表面,應采用恒線速度切削(注意:在車削端面時,應限制主軸最高轉速)。
(二)夾具和刀具的選擇
1.工件的裝夾與定位
數控車削加工中盡可能做到一次裝夾后能加工出全部或大部分代加工表面,盡量減少裝夾次數,以提高加工效率、保證加工精度。對于軸類零件,通常以零件自身的外圓柱面作定位基準;對于套類零件,則以內孔為定位基準。數控車床夾具除了使用通用的三爪自動定心卡盤、四爪卡盤、液壓、電動及氣動夾具外,還有多種通用性較好的專用夾具。實際操作時應合理選擇。
2.刀具選擇
刀具的使用壽命除與刀具材料相關外,還與刀具的直徑有很大的關系。刀具直徑越大,能承受的切削用量也越大。所以在零件形狀允許的情況下,采用盡可能大的刀具直徑是延長刀具壽命,提高生產率的有效措施。數控車削常用的刀具一般分為3類。即尖形車刀、圓弧形車刀和成型車刀。
(1)尖形車刀。以直線形切削刃為特征的車刀一般稱為尖形車刀。其刀尖由直線性的主、副切削刃構成,如外圓偏刀、端面車刀等。這類車刀加工零件時,零件的輪廓形狀主要由一個獨立的刀尖或一條直線形主切削刃位移后得到。
(2)圓弧形車刀。除可車削內外圓表面外,特別適宜于車削各種光滑連接的成型面。其特征為:構成主切削刃的刀刃形狀為一圓度誤差或線輪廓誤差很小的圓弧,該圓弧刃的每一點都是圓弧形車刀的刀尖,因此刀位點不在圓弧上,而在該圓弧的圓心上。
(3)成型車刀。即所加工零件的輪廓形狀完全由車刀刀刃的形狀和尺寸決定。數控車削加工中,常用的成型車刀有小半徑圓弧車刀、車槽刀和螺紋車刀等。為了減少換刀時間和方便對刀,便于實現機械加工的標準化。數控車削加工中,應盡量采用機夾可轉位式車刀。
(三)切削用量選擇
數控車削加工中的切削用量包括背吃刀量ap、主軸轉速S(或切削速度υ)及進給速度F(或進給量f)。
切削用量的選擇原則,合理選用切削用量對提高數控車床的加工質量至關重要。確定數控車床的切削用量時一定要根據機床說明書中規定的要求,以及刀具的耐用度去選擇,也可結合實際經驗采用類比法來確定。一般的選擇原則是:粗車時,首先考慮在機床剛度允許的情況下選擇盡可能大的背吃刀量ap;其次選擇較大的進給量f;最后再根據刀具允許的壽命確定一個合適的切削速度υ。增大背吃刀量可減少走刀次數,提高加工效率,增大進給量有利于斷屑。精車時,應著重考慮如何保證加工質量,并在此基礎上盡量提高加工效率,因此宜選用較小的背吃刀量和進給量,盡可能地提高加工速度。主軸轉速S(r/min)可根據切削速度υ(mm/min)由公式S=υ1000/πD(D為工件或刀/具直徑mm)計算得出,也可以查表或根據實踐經驗確定。
(四)劃分工序及擬定加工順序
1.工序劃分的原則
在數控車床上加工零件,常用的工序的劃分原則有兩種。
(1)保持精度原則。工序一般要求盡可能地集中,粗、精加工通常會在一次裝夾中全部完成。為減少熱變形和切削力變形對工件的形狀、位置精度、尺寸精度和表面粗糙度的影響,則應將粗、精加工分開進行。
(2)提高生產效率原則。為減少換刀次數,節省換刀時間,提高生產效率,應將需要用同一把刀加工的加工部位都完成后,再換另一把刀來加工其他部位,同時應盡量減少空行程。
2.確定加工順序
制定加工順序一般遵循下列原則:
(1)先粗后精。按照粗車半精車精車的順序進行,逐步提高加工精度。
(2)先近后遠。離對刀點近的部位先加工,離對刀點遠的部位后加工,以便縮短刀具移動距離,減少空行程時間。此外,先近后遠車削還有利于保持坯件或半成品的剛性,改善其切削條件。
(3)內外交叉。對既有內表面又有外表面需加工的零件,應先進行內外表面的粗加工,后進行內外表面的精加工。
隨著科學技術的發展,世界先進制造技術的興起和不斷成熟,對數控加工技術提出了更高的要求,目前我國制造業已開始廣泛使用先進的數控技術,但掌握數控技術的機電復合型人才奇缺,數控編程、數控機床操作和維護人員更是不足。據調查目前我國高校數控方向的畢業生每人通常有4個以上的就業崗位可供選擇,畢業生一次性就業率在95%以上。來自大學、高等職業技術院校的數控技術應用專業的畢業生,雖然具有一定的專業知識和動手能力,但缺乏工藝經驗,難以滿足某些企業對加工和維修一體化的復合型人才的要求。這主要是作為培養技術人才的高校、高職院校在加大培養數控人才的力度的同時,沒有根據數控技術崗位需求的變化來相應的改變教學模式和教學內容,仍在延續傳統教學模式所造成的。
目前市場對數控人才的需求有以下三個層次,所需掌握的知識結構也各不同。
(1)金領層:這類人才需熟悉機械加工和數控加工工藝,具有熟練的數控編程能力、較高的數控設備操作能力和數控設備的維護、維修能力,且具有一定的實際經驗和寬厚的綜合理論知識,能自行完成數控系統的選型、數控機床機械機構的設計和控制系統的安裝調試和維護,獨立完成機床數控化改造等工作。
(2)灰領層:具有較為系統的機械加工工藝理論知識,熟悉數控加工工藝的特點,能夠完成數控程序編制和數控機床維護等工作。
(3)藍領層:具有手工編程和調試數控機床的能力,熟練的數控機床操作能力,了解自動編程和數控機床的簡單維修,能夠完成數控機床的操作、調試和維護等工作。
本文從培養數控技術應用型通才的角度來探討其崗位所需的專業知識結構,并依此為基礎來討論專業基礎課和專業課程的設置及課程教學內容的整合。
數控技術是用數字化信號對設備運行及其加工過程進行控制的一種自動控制技術。模擬控制系統中的控制信息是模擬量,而數字控制系統中的控制是數字量,在計算機技術迅速發展的推動下數控技術以其表達信息準確,可進行復雜信息處理且具有邏輯處理能力,使剛性機械設備具備了柔性。
從機床控制技術的觀點來看,數控技術的cnc系統把計算機引入數控系統,可利用計算機的數據處理能力方便地實現各種控制策略,用軟件實現機床的開關量控制。當被加工對象的數字信息被送入到專用的或通用的計算機后,計算機對輸入的信息進行處理與運算,發出各種指令來控制機床的伺服系統或其它執行元件,使機床自動加工出所需要的工件。數控機床就是將加工過程所需的各種操作和步驟,以及刀具與工件之間的相對位移量都用數字化的代碼來表示。這使數控機床與其它自動機床具有了一個顯著的區別:當加工對象改變時,除了重新裝夾工件和更換刀具之外,只需要更換新的控制程序,不需要對機床硬件作任何調整或少量調整即可。
從機械加工技術的觀點來看,數控加工技術屬于現代制造技術的范疇,是計算機技術、信息技術與機械技術交叉融合而形成的一門綜合性新技術。數控機床,是數字控制技術嫁接到金屬切削機床上的產物。數控機床的加工方法仍然是采用金屬切削方法。因而,數控加工與傳統機械加工的工藝規程從總體上說是一致的。由數控機床的成形運動的控制采用了計算機數字控制技術,不但能夠使其成形運動實行兩軸或多軸聯動,使數控機床能夠在兩維和三維空間中實現任意曲面的加工,而且使機床結構大大簡化,使數控機床所能采用的切削方法增多,加工工藝范圍增大。因而數控加工工藝過程與傳統加工工藝過程產生了較大差異,主要體現在:單臺數控機床可使用多種切削加工方法、工藝范圍增大,數控加工的工序內容比普通機加工的序內容復雜、工藝過程縮短,工藝裝備種類和數量減少,裝夾次數減少,加工精度和質量主要由機床保證,特別是加工中心(mc),可實現除定位基面以外的其它大部分表面的加工,機床柔性增大。數控加工工藝的制訂不但涉及到傳統機械制造工藝制定的基本理論知識,還包括加工原點的確定、工序內容的劃分、刀具軌跡的確定、刀具的選擇與使用和切削用量的選擇等具體內容。
從以上分析,數控的金領層應具備根據被加工對象的工藝特征和特殊要求,編制數控程序及調試、維護數控機床和使用數控機床進行加工的能力。
根據其能力需求,我們可以從以下兩個方面來分析其所需的知識結構。
從機床控制方面,數控的金領層應在電工電子、計算機原理及控制、計算機編程語言、數控原理及數控機床、數控軟件及數控編程等方面具備扎實的基礎知識;
從機械加工方面,數控的金領層應在現代機械設計、機械加工工藝、金屬切削理論、夾具、刀具和量具等方面具備扎實的基礎知識;
從機械加工技術和控制兩個方面出發,數控技術應用所涉及的學科范圍廣、教學內容多、課程內容本身具有其系統性要求。怎樣在有限的教學時間里,將所需的基本知識傳授給學生,且能達到培養目標的要求,是課程體系建立和教學內容的確定過程中應解決的關鍵問題。因此,課程內容的合理安排和整合是必需的,也是至關重要的。
關鍵詞:CAD/CAM;Pro/ENGINEER;參數化;數控加工工藝;后置處理
The CAD/CAM For Plastic Moulds of Oil Can On Industrial
本人多年從事數控編程與操作課程的教學工作,在這個過程中了解到數控實踐教學存在著若干問題:
1.學生人均實際操作時間相對較少
由于數控實習設備價位相對來說比較高, 一般職業院校購置數控設備的臺套數有限,而學校在校的實習學生數量相對較大,因此不能保證學生的人均實踐操作時間。[1]
2.學生實習的內容與生產實際嚴重脫節
與生產實際相脫節的原因有多個方面,首先,在數控機床的操作過程中,由于教學時間有限,指導教師多以指導學生的基本操作為主,而理論、實踐技能訓練的內容偏少,與實際生產銜接不夠;其次,學生使用的毛坯材料和刀具與實際生產有差距。由于用于加工生產的毛坯原材料價格比較昂貴,加之學生多以練習為主,不進行實際工件的加工,大部分材料都是浪費,所以車間用于學生練習的毛坯一般是價格相對便宜。從另一個方面考慮,就是在實習過程中選擇了比較好的材料,由于學生對加工工藝認識的相對缺乏,刀具必定會被頻繁的打壞,而更換刀具的價格也是不菲的。
3.機械加工工藝知識面窄,給數控實踐教學帶來了極大的困難
學生數控知識面培養不夠,并且經歷實踐操作環節很少,對設備安全和學生人身安全存在的危險問題考慮不到,也影響了數控實踐教學的順利進行。[2]
4.由于設備少、資金緊張等多方面原因,數控實踐教學多以演示性和驗證性實驗為主,只注重對理論知識的驗證和實際零件加工的演示,學生無需或很少動手,學習效果較差。
5.數控實踐教學不能充分利用課堂時間
由于數控技術專業實踐性強、職業能力要求高,要求教師既能從事理論教學又能承擔實踐教學,具有較強的動手能力和解決生產一線有關技術問題的能力,能在生產現場動手示范,指導學生掌握生產技能,因此擔任這門課程的一般為“雙師型”教師。但這樣也存在著弊端,一個教師在數控機床前面指導的學生是有限的,不可能將整個班級的學生都拉到機床前面教學,所以就要分組進行,最多十個學生一組,這樣勢必就會有許多空余時間不能充分利用。
針對上述在數控實踐教學中存在的問題,對高校數控實踐教學的培養目標、組織實施方式和實踐教學內容等教學環節進行改革,勢在必行。本人認為應該從不同層次認識數控實踐教學,從而在教學條件有限的情況下提高“數控編程與操作”課程的實踐操作性。
二、問題的解決
1.揭掉“數控”的神秘面紗。
一般人提起數控總感覺數控很神秘,經過這幾年的數控教學,我的認識是數控并不神秘,其實所謂的“數控”也就是機械加工,再進一步說就是無人值守的全自動的機械加工過程。因此既然是機械加工,所以學習數控最主要的是學習機械加工工藝,而工藝知識正是我們學生最缺乏的。因為機械工藝知識的獲取不單單是靠教師對工藝知識的理論講解,更重要的是在實際加工過程中積累工藝經驗,只有在實際加工中經歷了解決問題的過程,工藝知識才會有積累。
2.進行數控實踐操作必須具有的知識基礎。
實踐教學一般包括實驗、實習和實訓,而數控實踐教學實質是實習加實訓。在進行數控實踐操作之前學生必須完成一定程度的專業基礎實習,專業基礎實習主要是進行金工實習。通過金工實習,要求學生掌握常用機械加工方法以及車床、銑床、鉆床、磨床的加工工藝特點,機械加工工藝方法和工藝參數選擇。
學生在掌握了金工實習所要求的技能的基礎上,再進行數控機床的實際操作,可以對比學習,相對來說就比較簡單了,而且很多機械加工工藝的知識對數控加工也是通用的。
3.綜合利用數控仿真軟件完成數控實踐教學
首先利用數控仿真軟件在虛擬加工的軟件環境中讓每個學生得到充分的訓練,然后在真實的生產設備上進行加工,這樣既獲得了較好的教學效果,而且也為學校節省了大量加工材料和刀具材料等不必要的浪費。[3]
4.重新設計數控實踐教學的考核
對實踐教學的考核,是實施實踐教學體系過程中的重要環節。考試對于學生來說是一種壓力,同時也是一種動力,只有通過考核,才能檢驗學生的掌握程度,對于數控的實踐教學來說也是如此。學校考核數控實踐教學的教學效果主要是考核學生對理論知識的掌握和職業技能的初步操作程度,在考核過程中應制定評分細則,全方位加以考評。但是由于時間和機床有限的原因,全方位考評在學校實施起來是比較困難的。社會的考核主要是讓學生參加相應職業崗位技術等級考核。
對于數控實踐教學來說,重點內容是讓學生掌握數控機床的手動操作方法,對于自動加工,只要學生編寫程序沒有錯誤,只要按下 “循環啟動”按鍵,讓程序自動運行便可以了。而手動操作數控機床主要是建立工件坐標系的操作,也就是“對刀”操作。所以學校考核只要進行“對刀”手動操作的考試便可以了。如表1所示是本人從事數控實踐操作過程中定制的數控手動操作的評分標準。
三、總結
中圖分類號:F407文獻標識碼: A
一.前言
隨著計算機在制造型企業中的應用,通過計算機進行工藝的輔助設計已成為可能。CAPP 技術的應用為提高工藝文件的質量,縮短生產準備周期,提高信息處理能力和企業各部門間信息的交流能力,并為廣大工藝人員從繁瑣、重復的勞動中解放出來提供一條切實可行的途徑。應用 CAPP 技術將縮短設計周期,對修改和變更設計能快速做出響應;工藝人員的經驗能夠得到充分的積累和繼承,減小編制工藝文件的工作量和產生錯誤的可能性。應用計算機輔助工藝設計的必要性已被越來越多的企業所認識。
二.汽車覆蓋件模具結構特征及加工工藝
1、汽車覆蓋件模具結構特征
由于汽車覆蓋件模具結構的多樣性和復雜性,不同部位的加工面和加工方式均不相同。針對汽車覆蓋件模具加工工藝性的區別,汽車覆蓋件模具可以分為不同的結構特征,不同的結構特征常有其特定的相似加工方法、走刀路線、工藝流程和工藝參數。對于大中型汽車覆蓋件模具來說,由于常見的沖壓件沖壓工藝主要有拉深、修邊、翻邊、整形等幾種沖壓工序,則相應的模具類型也主要以拉延模、修邊模、整形模等幾種主要類型及其復合模具為主。這些大中型模具中,同一類模具的結構大同小異,而同一種結構特征的加工工藝大致相似。
2、結構特征加工工藝性
在制定該類型面結構特征加工工藝時,主要考慮如下: 在完成模具的定位和夾緊后,首先要對工件進行試加工,以檢測毛坯各加工部位的切削余量是否均勻。因為大型模具型面毛坯體積均較大且以鑄件為主,加工余量常不夠均勻,直接對模具型面進行整個表面粗加工,會使刀具載荷變化較大,引起機床振動。檢測后,對模具型面毛坯進行粗加工。之后,進行清角加工,習慣上把這道工序稱為粗清角加工。主要是為了去除粗加工后毛坯角落處刀具未能加工到的材料,保證在半精加工過程中,加工量比較均勻,有利于提高半精加工的速度,達到提高效率的目的。而半精加工則是把前道工序加工后的殘留加工變得平滑,同時去除拐角處的多余材料,在工件加工面上留下一層比較均勻的余量,為精加工做準備。半精加工后仍需進行清角加工,稱為半精清角加工,主要是為去除半精加工后刀具未能加工到的殘留余量,為精加工做準備;精加工的目的是按照零件的設計要求,達到較好的表面質量和輪廓精度,是實現模具型面最終形狀最關鍵的一步。最后,對于某些型面曲率半徑小于精加工刀具半徑的地方,還需進行清角加工,去除精加工后刀具未能加工到的殘留余量,使模具型面的表面質量和輪廓精度符合設計要求。
三.汽車覆蓋件模具加工工藝模板的開發
為了實施工藝模版的開發,以 PowerMILL 軟件為開發平臺,利用其方便的工藝模版開發接口,可以靈活、快捷地開發出汽車覆蓋件模具加工工藝模版 工藝模版的開發,根據每種結構特征的加工工藝性,首先確定它們的加工工藝流程,根據每一步加工工藝的特點,結合 PowerMILL 軟件豐富的加工策略,找到與之相匹配的加工策略,并定義合理的加工工藝參數,以模版形式保存在 PowerMILL 軟件的加工策略中。把每種結構特征合理的工藝流程所對應的加工策略和工藝參數以上述方式保存在相同的工藝模版中,即可完成汽車覆蓋件模具加工工藝模的開發。 由于每種汽車覆蓋件模具結構特征的工藝模版開發過程相同,現以上節所提及的拉延模模具型面加工工藝模版的開發為例,來詳述工藝模版的開發。 首先,根據拉延模模具型面加工工藝的特點,在 PowerMILL 軟件環境中,定義每一步工藝流程的加工策略及其合理的工藝參數。然后,將每一步的加工策略與工藝參數以模版的形式保存在 PowerMILL 軟件加工策略的同一個模版目錄中,即可完成汽車覆蓋件拉延模模具型面加工工藝模版的開發。為汽車覆蓋件拉延模模具型面每一步工藝流程對應的加工策略及加工工藝參數情況。
四.數控加工工藝方案
1、金屬模具
大中型模具型面的數控加工,模具表面所留的加工余量較大,所以型面分粗加工、半精加工、精加工3道工序完成。為了提高編程效率,粗加工和半精加工一般采用多曲面連續加工刀具運動軌跡的生成方法,精加工可根據實際加工要求,采用單曲面刀具運動軌跡的生成方法或多曲面連續加工刀具運動軌跡的生成方法。
2、主模型
汽車主模型的數控加工,由于采用了可加工塑料作為原料,使這種主模型具有變形小、便于保存、切削加工性能好等特點。為了確保主模型的加工質量,主模型一般采用粗、精加工兩道工序完成。
3、泡沫塑料模型
由于泡沫塑料模型精度要求低,而且泡沫材質松軟,泡沫塑料模型可采用一次成形的加工方法。
五.數控加工工藝參數的設定
為了生成加工所需的刀具運動軌跡,必須首先弄清楚與此有關的一些概念,并在此基礎上,合理地確定加工工藝參數。
1、刀具
在數控編程中,刀具各部分的幾何參數可用兩個選項來設定。第一選項用來確定刀體類型,包括圓柱形和圓錐形刀具;第二個選項用來確定刀頭類型,包括平頭、球形和圓角。定義刀具幾何形狀的參數包括如下幾項:
(1)刀錐角度:用于定義圓錐刀具的刀具軸線與刀具斜側刃的夾角,用角度表示。當角度為零時,就表示圓柱銑刀。
(2)刀具半徑:對圓柱銑刀而言,指刀具圓柱形工作截面的半徑;對圓錐銑刀而言,指圓錐刀體部分與刀頭相接處的圓的半徑。
(3)圓角半徑:對具有球頭的圓角頭的刀具來說,它是指球的半徑或圓角半徑。
(4)刀具高度:用來表示刀具切削部分的高度值。在生成刀具運動軌跡的編程中,刀具選擇合理與否,關系到零件的加工精度、效率及刀具的使用壽命。刀具應根據被加工零件的幾何形狀特性、材料的機械加工性能、切削余量、現存刀具的規格等進行綜合考慮。
2、切削容差
對曲面的三軸數控加工而言,刀具的運動是通過對3個坐標軸進行線性插補來完成的,這意味著,刀具運動軌跡是由相應的直線段組成。為了確保被加工零件的加工精度,必須根據實際加工要求,由編程人員給定合理的加工容差值。該值表示實際切削軌跡偏離理論軌跡的量。有下列3種定義容差的方式可供編程人員選用:
(1)指定內容差值,它表示可被接受的表面切過量。
(2)指定外容差值,它表示由誤差所產生的剩余材料被留在零件表面上作余量。
(3)同時指定內、外容差值。
3、切削間距
在數控編程中,切削間距的選擇是非常重要的,它關系到被加工零件的精度和加工費用。切削間距小,則加工精度高,鉗工的研修工作量小,但所需加工時間長;切削間距大,則加工精度低,鉗工的研修工作量大,研修后模具型面失真性較大,難以保證模具的加工精度,但所需加工時間短。由此可見,切削間距必須根據加工精度要求及占用數控機床的機時來綜合考慮。對于手工勞動費用昂貴的發達國家來說,切削間距可以選得很小。例如采用直徑為20mm的刀具進行模具表面的數控加工,間距可選為0.5mm,甚至更小一些,此時留在模具表面的手工研修量僅0.005mm左右,只需對模具表面稍加拋光即可。但其數控加工的時間很長,這對數控加工費用相對較昂貴的我國來說,顯然是不合理的。因此,切削間距必須根據國情和廠情來合理地選擇。
六.結束語
近年來,模具制造業在我國迅速發展,汽車模具制造需求量也隨之增加,所以,汽車模具制作是汽車制造的重要階段,希望通過這篇論文的講解,給汽車生產商和制造商有所幫助。
切削用量是表示機床主運動和進給運動大小的重要參數。切削用量的確定是數控加工工藝中的重要內容, 切削用量的大小對加工效率、加工質量、刀具磨損和加工成本均有顯著影響。現在,隨著CAD/CAM技術的發展,許多CAD/CAM軟件都提供自動編程功能,這些軟件一般是在編程界面中提示工藝規劃的有關問題,比如:刀具選擇、加工路徑規劃、切削用量設定等,編程人員只要設置了有關的參數,就可以自動生成NC程序并傳輸至數控機床完成加工。因此,數控加工中切削用量的確定是在人機交互狀態下完成的,這與普通機床加工形成鮮明的對比,同時也要求編程人員必須掌握切削用量確定的基本原則,在編程時充分考慮數控加工的特點來合理的選擇切削用量。文章對數控編程中必須面對切削用量的確定問題進行了探討,給出了若干原則和建議,且對應該注意的問題進行了討論。
1. 數控加工中切削用量的選擇原則
切削用量包括切削速度( 主軸轉速) 、背吃刀量、進給量,通常稱為切削用量三要素。數控加工中選擇切削用量,就是在保證加工質量和刀具耐用度的前提下,充分發揮機床性能和刀具切削性能,使切削效率最高,加工成本最低。粗、精加工時切削用量的選擇原則如下。
粗加工時,一般以提高生產效率為主,但也應考慮經濟性和加工成本。切削用量的選擇原則首先選取盡可能大的背吃刀量;其次要根據機床動力和剛性的限制條件等,選取盡可能大的進給量;最后根據刀具耐用度確定最佳的切削速度。
半精加工和精加工時, 應在保證加工質量的前提下,兼顧切削效率、經濟性和加工成本。 切削用量的選擇原則首先根據粗加工后的余量確定背吃刀量;其次根據已加工表面的粗糙度要求,選取較小的進給量;最后在保證刀具耐用度的前提下,盡可能選取較高的切削速度。具體數值應根據機床說明書、切削用量手冊,并結合實踐經驗而定。
(1) 背吃刀量ap(mm)的選擇
背吃刀量ap根據加工余量和工藝系統的剛度確定。在機床、工件和刀具剛度允許的情況下,ap就等于加工余量, 這是提高生產率的一個有效措施。為了保證零件的加工精度和表面粗糙度,一般應留一定的余量進行精加工。數控機床的精加工余量可略小于普通機床。具體選擇如下:
粗加工時,在留下精加工、半精加工的余量后,盡可能一次走刀將剩下的余量切除;若工藝系統剛性不足或余量過大不能一次切除,也應按先多后少的不等余量法加工。第一刀的ap應盡可能大些,使刀口在里層切削,避免工件表面不平及有硬皮的鑄鍛件。
當沖擊載荷較大(如斷續表面)或工藝系統剛度較差(如細長軸、鏜刀桿、機床陳舊)時,可適當降低ap,使切削力減小。
精加工時,ap應根據粗加工留下的余量確定,采用逐漸降低ap的方法,逐步提高加工精度和表面質量。一般精加工時,取ap=0.05~0.8mm;半精加工時,取ap=1.0~3.0mm。
(2) 切削寬度L(mm)
一般L與刀具直徑d成正比,與切削深度成反比。在數控加工中,一般L的取值范圍為: L=(0.6~0.9)d。
(3) 進給量(進給速度)f(mm/min或mm/r)的選擇
進給量( 進給速度)是數控機床切削用量中的重要參數,根據零件的表面粗糙度、加工精度要求、刀具及工件材料等因素,參考切削用量手冊選取。對于多齒刀具, 其進給速度vf、刀具轉速n、刀具齒數Z 及每齒進給量fz的關系為: Vf=fn=fzzn。
粗加工時, 由于對工件表面質量沒有太高的要求, f主要受刀桿、刀片、機床、工件等的強度和剛度所承受的切削力限制,一般根據剛度來選擇。工藝系統剛度好時,可用大些的f;反之,適當降低f。
精加工、半精加工時,f應根據工件的表面粗糙度Ra要求選擇。Ra要求小的,取較小的f,但又不能過小,因為f過小,切削厚度hD過薄,Ra反而增大,且刀具磨損加劇。刀具的副偏角愈大,刀尖圓弧半徑愈大,則f可選較大值。一般,精銑時可取20~25mm/min, 精車時可取0.10~0.20mm/r。還應注意零件加工中的某些特殊因素。比如在輪廓加工中,選擇進給量時,應考慮輪廓拐角處的超程問題。特別是在拐角較大、進給速度較高時,應在接近拐角處適當降低進給速度,在拐角后逐漸升速,以保證加工精度。
(4) 切削速度Vc(m/min)的選擇
根據已經選定的背吃刀量、進給量及刀具耐用度選擇切削速度。可用經驗公式計算,也可根據生產實踐經驗在機床說明書允許的切削速度范圍內查表選取或者參考有關切削用量手冊選用。在選擇切削速度時,還應考慮:應盡量避開積屑瘤產生的區域;斷續切削時,為減小沖擊和熱應力,要適當降低切削速度;在易發生振動的情況下,切削速度應避開自激振動的臨界速度;加工大件、細長件和薄壁工件時, 應選用較低的切削速度;加工帶外皮的工件時,應適當降低切削速度;工藝系統剛性差的,應減小切削速度。
(5) 主軸轉速n(r/min)
主軸轉速一般根據切削速度VC來選定。
計算公式為: n=1000VC/πD
式中,D為工件或刀具直徑(mm)。
數控機床的控制面板上一般備有主軸轉速修調(倍率)開關,可在加工過程中對主軸轉速進行整倍數調整。
2. 結論
隨著數控機床在生產實際中的廣泛應用,數控編程已經成為數控加工中的關鍵問題之一。在數控加工程序的編制過程中,要在人機交互狀態下合理的確定切削用量。因此,編程人員必須熟悉數控加工中切削用量的確定原則,結合現場的生產狀況,選擇出合理的切削用量,從而保證零件的加工質量和加工效率,充分發揮數控機床的優點,提高企業的經濟效益和生產水平。
參考文獻
[1] 趙長旭. 數控加工工藝. 西安:西安電子科技大學出版社,2006.1(2007.9重印).
中圖分類號:TK416+.1 文獻標識碼:A
1 問題的提出和依據
航空工藝設計成本高、周期長,這兩個特點不僅增加了傳統工藝設計的難度,而且是傳統工藝無法根本解決的。因此,對發動機關鍵零部件傳統工藝采用數字化手段進行優化改造勢在必行。數字化的工藝系統可以保證在技術層面上制定產品制造工藝時隨時地、充分地考慮企業的制造環境,作業調度,車間底層控制,工裝夾具的配套以及毛坯的設計制造等所有工藝信息,將有關信息及時反饋到設計單位并及時得到響應,生成適應性加工工藝,使制造過程達到全局優化,這是未來航空發動機工藝的重要發展方向之一。
2 延伸機匣加工工藝優化的目標
工藝方案技術經濟性分析的一個重要應用方面是在工藝流程設計過程中,對不同的工藝方案進行評價。對絕大多數產品來說,工藝過程有許多可變因素,在工藝設計中,如何確定這些可變因素,使制造過程最合理,這就是工藝過程優化研究的問題。機械制造工藝過程除要保證制造質量之外,還必須實現高的生產效率和低的生產成本,這就是工藝過程優化的主要目標。
3 參數化特征建模方法
3.1 基于特征的建模方法概述
特征 (Feature)是指描述產品信息的集合,也是設計或制造零部件的基本幾何體。它是以結構的實體幾何(CSG:Constructive Solid Geometry)和邊界表示(B-Rep:Boundary Representation)為基礎的,源于產品的模塊化設計思想。特征是參數化的幾何體,通過改變特征的尺寸,可以用有限的特征構造出無限的零、部件模型,具有一定的工程意義。從產品建模和工藝信息數字化的角度考慮,特征分類如圖3-1所示。零件模型的生成不是依賴于體素拼合,而是突出了各種面的作用,如基準面、工作面和連接面等,需要處理和記錄不同特征間的繼承、鄰接、從屬和引用聯系。
3.2 幾何平臺選擇
論文研究選擇UG-NX作為幾何造型、工程分析、數控編程平臺,在進行數控加工方法研究和典型特征五坐標數控加工的研究時,研發過程依托于UG提供的刀發接口和功能函數。Unigraphics-NX( 簡稱UG)是CAD/CAM/CAE一體化的具有強大的設計和加工功能的高端CAD/CAM軟件系統。UG實體建模將基于約束的特征建模和傳統的幾何建模方法融為一體,形成無縫銜接的“復合式建模工具”,用戶可以在基于特征的環境下發揮傳統的實體、曲面和線框造型功能的長處。其生成數控加工代碼的能力更強,可以方便的生成鉆削、3軸/多軸銑、線切割、車削等數控代碼。
4 機匣工序優化的原則和要求
4.1 加工工序劃分的一般原則
在數控機床上特別是在加工中心上加工零件,相對于傳統機械加工方法,可以做到工序相對集中,許多零件只需在一次裝夾中就能完成全部工序加工。但零件的粗加工,特別是鑄、鍛零件的基準平面、定位面等部位的加工可先在普通機床上完成,這樣有利于發揮數控機床的特點、保持其精度、延長其使用壽命并降低加工成本。
4.2 機匣工序優化的一些要求
工序相對集中是最有效的提高加工效率的措施,工序相對集中有利于發揮加工中心的加工能力。機匣加工的絕大多數金屬去除量采用數控手段去除,軍工企業新引大量進口加工中心設備。加工方案的確定可以說是由設計圖紙的工藝性分析和工序劃分過程組成。首先,設計圖紙的工藝性分析重點在于零件進行數控加工的方便性和可能性分析兩個方面進行。比如說,零件設計圖制是否便于編制NC程序,尺寸標注方面是否適應數控加工特點,以及尺寸要素提供是否充分,看是否缺尺寸或給了封閉尺寸。分析零件的加工精度能否得到滿足。其次分析零件各個加工部位結構的工藝性是否符合數控加工的特點。
5 機匣數控加工工藝的優化概述
5.1 數控加工工藝優化途徑
在整個機匣的加工過程中,數控加工工序是技術難度最大、加工耗時最長、對加工質量影響最大的環節。因此,在整個機匣加工工藝的優化的過程中,數控加工工藝的優化占舉足輕重的地位,數控加工工藝優化是整個機匣制造過程中最見效益的一個環節。
5.2 仿真加工
在實際加工一個零件之前,利用軟件在計算機上虛擬這個制造過程即為加工仿真,它可以模擬整個機床加工過程 ,查出機床的不同部位、零件、工裝夾具和刀柄等之間是否會出現碰撞,模擬采用同機床控制系統一樣的邏輯來操作,其運行就像真實機床一樣,同時在干涉校驗方面也最具準確性,它作用包括清除編程錯誤和改進切削效率 ,提高數控程序對硬材質零件、薄壁零件的切削性能。
6 機匣精車工序工藝性分析
6.1 機匣結構特點及其加工工藝性
機匣精車工序尺寸多達100多個、尺寸精度高、技術要求嚴格;內部構形復雜、環形槽區域狹窄,環形槽槽寬最小處僅為17.07mm,容刀空間狹小;環形槽部位壁厚最小處僅為2.5mm,壁厚也不均勻;零件裝夾方式采用下方幾點壓緊,懸出部分高達400mm。以上因素使得機匣零件在加工過程中的穩定性和剛性較差,抵抗徑向變形的能力更差。
6.2 車加工加工刀具的選擇
為確保加工過程和產品質量的穩定,前機匣精車工序采用專業刀具生產商提供的機夾刀具,在選擇過程中綜合考慮了以下幾個方面的問題:
(1)刀桿有足夠的穩定性、剛性;(2)刀片有足夠的強度、硬度和耐用度;(3)刀片盡可能采用標準刀片。
在此基礎上確定以下幾種刀桿:
(1)32×32×230 車刀刀桿配80度菱形刀片,用于粗加工端面、外圓及內孔;(2)32×32×230車刀刀桿配35度菱形刀片,用于精加工端面、外圓及內孔;(3)32×32×230 槽刀刀桿,用于加工各級環形槽;(4)32×32×230 T形槽刀桿共六種,分別加工各級T形槽;(5)32×32×230 45度刀桿,用于加工六級環形槽上部槽。
相應配置刀片均為標準型機夾刀片。由于鈦合金材料加工時具有彈性恢復大、化學親和性高、導熱性能差等特點,切削時熱量主要由刀具傳出、切削溫度高、粘刀現象嚴重。刀具粘接磨損及擴散磨損較突出。因此,選擇不帶鍍覆層的機夾刀片。為避免加工過程中刀具的切削刃與零件的接觸面積過大而產生的零件變形,切槽刀片寬度選擇3mm、4mm、5mm為主,刀尖圓角不大于0.8mm。
6.3 UG-CAM車削加工模塊在機匣精車加工中的應用
數控車削加工是一種重要的數控加工方法,主要用于軸類、盤類等回轉類零件的加工。在數控車削程序設計過程中,最重要的兩個環節是:一方面確保加工路線合理,數控程序準確和完整;另一方面要求選擇可靠的刀具和合理的切削參數。
考慮到機匣內腔型面包括六級環形槽、環形槽上下表面的T型槽及其環形槽之間的型面,在進行UG-CAM車加工數控程序設計時主要應用其中的車端面、粗車、精車、車槽等幾種車削加工操作。
結論
本文研究航空發動機機匣數控加工工藝。緊緊圍繞建立基于數字化思想、具有數字化特點的航空發動機機匣的優化工藝,并最終將該工藝應用于機匣的制造過程。綜上所述,通過航空發動機對開機匣數控加工技術應用研究,解決了機匣加工周期長,質量不穩定等制造難題,并在機匣制造過程取得了明顯的效果,為其它機匣類零件的加工提供寶貴的經驗,并在企業的制造加工中得到了工程化的應用。
參考文獻