機(jī)械數(shù)控加工控制研究
時(shí)間:2022-01-29 02:46:37
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摘要:當(dāng)前,數(shù)控加工在機(jī)械加工中所占的比重越來(lái)越大,很多工廠甚至都難見(jiàn)到普通設(shè)備的蹤影。如何在數(shù)控加工過(guò)程中對(duì)刀具的使用進(jìn)行控制,甚至在設(shè)計(jì)之初就考慮后期數(shù)控加工的需求,對(duì)降低生產(chǎn)成本,提高生產(chǎn)質(zhì)量顯得尤為重要。本文針對(duì)車、銑數(shù)控加工中刀具的選擇,現(xiàn)場(chǎng)加工過(guò)程中刀具的管理,磨損刀具的回收等方面對(duì)數(shù)控加工過(guò)程中刀具如何合理使用展開討論,供讀者參考。
關(guān)鍵詞:數(shù)控加工;刀具選擇;成本控制
數(shù)控加工相對(duì)于普通加工的優(yōu)勢(shì)是非常明顯的,數(shù)控設(shè)備具有一定的柔性,能夠加工普通設(shè)備難以處理的工件,如異形曲面等等,此外數(shù)控加工效率高,在加工成批量產(chǎn)品時(shí)具有不可替代的優(yōu)勢(shì)。但是數(shù)控加工對(duì)刀具的要求相對(duì)于普通設(shè)備也要高出很多,數(shù)控設(shè)備調(diào)機(jī)相對(duì)復(fù)雜,加工穩(wěn)定之后需要刀具具有一定的壽命,否則對(duì)效率和成本影響巨大[1]。
1加工前的準(zhǔn)備
1.1確定合理工藝。工藝對(duì)數(shù)控加工的影響是毋庸置疑的,工藝排布的合理與否不僅影響到數(shù)控加工過(guò)程中零件的裝夾,也能影響到數(shù)控加工中對(duì)刀具的損耗。加工工藝路線主要有以下3種方式:1)直接熱處理至要求的硬度,然后加工;2)直接粗加工,熱處理后精加工;3)原材料正火后,粗加工,熱處理至要求硬度,精加工。1.2選擇合適刀具。數(shù)控加工時(shí)的刀具選型是最為關(guān)鍵的,大家都知道針對(duì)不同的材料應(yīng)選用不同牌號(hào)的刀具進(jìn)行加工。事實(shí)上,刀具的涂層、刀具的角度、刀具的類型對(duì)加工影響也同樣巨大。加工鈦合金時(shí),因?yàn)殁伜辖饘?dǎo)熱性差,具有一定回彈的效應(yīng),導(dǎo)致刀具容易“燒刀”,此種現(xiàn)象在鈦合金鉆孔時(shí)尤為明顯,此外后角磨損嚴(yán)重也是碳合金加工中常見(jiàn)的情況[2]。1.3選擇合適切削液。切削液是絕大部分?jǐn)?shù)控加工過(guò)程中不可缺少的部分,切削液的作用主要有以下幾點(diǎn):1)帶走加工中產(chǎn)生的大量熱量;2)沖走加工中產(chǎn)生的鐵屑;3)在刀具和工件中間形成潤(rùn)滑的油膜,降低刀具的磨損。因此,在加工高溫合金、高硬度材料時(shí),普通的切削液無(wú)法達(dá)到很好的保護(hù)刀具的效果,這時(shí)根據(jù)加工材料合理選擇切削液對(duì)數(shù)控加工刀具來(lái)說(shuō)就顯得很重要了。
2加工中的控制
2.1選擇合適加工參數(shù)。數(shù)控加工參數(shù)主要有以下幾個(gè):線速度,吃刀量(對(duì)數(shù)控銑而言,又分為背吃刀量和切深),進(jìn)給量。不同的材料和刀具匹配的加工參數(shù)是完全不同的,例如鈦合金的最佳線速度為70m/min,鋁合金可達(dá)300m/min。就切削深度或者說(shuō)吃刀量而言,粗加工時(shí)車削最大可達(dá)到單邊6mm以上,就數(shù)控銑而言,切深可達(dá)20mm以上,若采用較小的吃刀量,換來(lái)的是效率幾十倍的降低,而刀具壽命并不會(huì)明顯提升,這顯然是不經(jīng)濟(jì)的。2.2現(xiàn)場(chǎng)刀具管理。對(duì)于很多企業(yè)來(lái)說(shuō),刀具的現(xiàn)場(chǎng)管理都是一個(gè)大難題?,F(xiàn)場(chǎng)刀具管理有序,加工效率提升,刀具損耗降低。反之,加工效率低,刀具損耗大。如何對(duì)現(xiàn)場(chǎng)刀具有序管理?筆者認(rèn)為,不同規(guī)格刀具分類存放,新舊刀具隔離,待修磨刀具和已修磨刀具分開不失為一個(gè)好的辦法,這樣一來(lái),數(shù)控加工調(diào)整準(zhǔn)備時(shí)間大大降低,數(shù)控刀具使用效率有所提高,最終達(dá)到降本增效的效果。
3加工后的回收
3.1能夠現(xiàn)場(chǎng)刃磨的刀具。對(duì)于大部分?jǐn)?shù)控車削刀片,特別是無(wú)涂層刀片,在使用磨損之后,都是可以手工修磨的,甚至修模之后刀具的使用效果相對(duì)新刀片來(lái)說(shuō)更好[3]。對(duì)于銑加工整體刀具而言,2刃、3刃平底銑刀的手工修磨后是完全可以重新使用的。3.2重新刃磨涂層的刀具。對(duì)于涂層整體球頭銑刀等無(wú)法手工現(xiàn)場(chǎng)修磨的刀具,在磨損后應(yīng)集中管控,統(tǒng)一由刀具提供商進(jìn)行修磨和重新涂層,成本只有采購(gòu)新刀具的三分之一[4],這種方法顯然能夠降低數(shù)控加工的刀具成本。3.3報(bào)廢的刀具刀具的報(bào)廢是難以避免的,如何減少刀具的報(bào)廢,降低刀具報(bào)廢產(chǎn)生的損失卻是值得考慮的。一般說(shuō)來(lái),對(duì)工人領(lǐng)用新刀具進(jìn)行登記,甚至只有在提供報(bào)廢刀具之后才能重新領(lǐng)用,報(bào)廢刀具集中回收,最終交由刀具廠商進(jìn)行處理,這種方案能夠起到較好的效果。
4結(jié)束語(yǔ)
數(shù)控加工過(guò)程中,刀具的消耗是很大一部分成本,在加工前、加工中、加工后分別對(duì)數(shù)控刀具的使用進(jìn)行控制,是能夠達(dá)到合理使用數(shù)控刀具的目的,對(duì)于降低生產(chǎn)成本,提升生產(chǎn)質(zhì)量也大有益處。
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作者:韋振玲 單位:襄陽(yáng)汽車職業(yè)技術(shù)學(xué)院