談薄壁零件數(shù)控加工工藝優(yōu)化方法
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【摘要】當(dāng)前，計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的不斷發(fā)展，以及市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈，這極大地推動(dòng)了薄壁零件數(shù)控加工工藝的發(fā)展。近年來(lái)，對(duì)該類工藝的技術(shù)研究已經(jīng)從傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)性探索逐步轉(zhuǎn)向科學(xué)性研究。論文從零件裝夾、走刀方式以及加工路線等方面，詳細(xì)分析影響薄壁零件數(shù)控加工工藝的因素，然后再根據(jù)這些因素提出改進(jìn)生產(chǎn)工藝的方法。
【關(guān)鍵詞】薄壁零件；數(shù)控加工；工藝質(zhì)量；改進(jìn)方法
1引言
當(dāng)前，我國(guó)已經(jīng)是工業(yè)大國(guó)，現(xiàn)代化加工工業(yè)已經(jīng)在世界上具有舉足輕重的地位，薄壁零件數(shù)控加工相關(guān)技術(shù)也變得越來(lái)越成熟，但是與世界一流水準(zhǔn)相比仍然存在一定的距離，這也是制約我國(guó)成為新型制造業(yè)強(qiáng)國(guó)的一大因素。因此，為了解決這個(gè)問(wèn)題就需要促進(jìn)該行業(yè)的發(fā)展，由薄壁零件數(shù)控加工工藝制造出的產(chǎn)品在軍事、航空航天等諸多領(lǐng)域都起到了極其重要的作用，因此，需要利用先進(jìn)軟件對(duì)其詳細(xì)分析，改善工藝從而提升產(chǎn)品質(zhì)量。
2影響因素
薄壁零件具備質(zhì)量輕的優(yōu)勢(shì)，但是在使用強(qiáng)度上并不是很高，問(wèn)題就在于構(gòu)造比較復(fù)雜，在進(jìn)行加工時(shí)由于技術(shù)不熟練或其他原因很容易因?yàn)椴僮鞑划?dāng)出現(xiàn)變形或者損壞等現(xiàn)象。在現(xiàn)代化新型技術(shù)產(chǎn)業(yè)以及制造業(yè)中對(duì)于零件精度要求很高，所以到目前為止薄壁零件加工在精度以及使用強(qiáng)度上仍然有很大的提升空間。想要提高零件精度，就需要對(duì)能夠影響加工工藝精度的因素展開(kāi)全面且細(xì)致的分析，并且需要從中找到改良工藝的方法。影響數(shù)控加工工藝的因素大致可以分為：機(jī)床精度、機(jī)床強(qiáng)度、工藝路線、走刀方式與路徑以及裝夾時(shí)造成的變形等。對(duì)于工藝精確度的定義，就是在完成加工后其表面實(shí)際情況和設(shè)計(jì)方案是趨于一致沒(méi)有任何誤差。但是目前能夠影響到加工工藝的最大因素就是零件的變形問(wèn)題，那么想要避免這種情況的發(fā)生就必須將明確為何變形放在首要位置，找出原因加以解決，其他問(wèn)題則可以隨后考慮。對(duì)于零件本身強(qiáng)度以及因?yàn)楣に嚥僮骷夹g(shù)導(dǎo)致受力不均而出現(xiàn)變形等，必須進(jìn)行詳細(xì)研究，要使所加工零件的尺寸、大小等各要素與設(shè)計(jì)之初的圖形數(shù)據(jù)一致。
2.1零件裝夾方法
針對(duì)這個(gè)問(wèn)題就需要選擇正確、合理的裝夾法，以提升數(shù)控操作工藝精度。要對(duì)零件某些部位由于容易受到外力擠壓而變形的位置，展開(kāi)詳細(xì)細(xì)致的數(shù)據(jù)分析找出問(wèn)題所在。對(duì)于大多數(shù)夾緊裝置其實(shí)也可以采用專業(yè)的夾具來(lái)進(jìn)行處理，如施工環(huán)等。對(duì)此還需要說(shuō)明通常情況下軸向裝卡可以用徑向來(lái)代替，并且利用當(dāng)前較為常用的改良手段，針對(duì)零部件容易變形的位置進(jìn)行針對(duì)性處理。假如想要提升零件精度，還可以通過(guò)提高部件強(qiáng)度來(lái)實(shí)現(xiàn)，針對(duì)這個(gè)問(wèn)題在當(dāng)前常用的辦法就是增加壁厚。但這也帶來(lái)了新問(wèn)題，如空缺處該如何處理等。此時(shí)，可以用石蠟對(duì)其填補(bǔ)，當(dāng)然也可用松香進(jìn)行操作。這種方法與古時(shí)制造青銅的“失蠟法”類似，在完畢之后要將這些澆筑的材料全部清理干凈。
2.2角度的選擇
經(jīng)過(guò)大量實(shí)際試驗(yàn)表明，如果機(jī)床結(jié)構(gòu)系統(tǒng)與刀具的數(shù)據(jù)能夠基本確定，那么切割力度也會(huì)受到多方面因素影響，最終導(dǎo)致被加工物品變形。但是在這些因素當(dāng)中影響最大的莫過(guò)于刀具的切割角度，假如能夠正確地運(yùn)用刀具的前、后角度，那么可以在很大程度上有效減少變形，同時(shí)，也有利于降低摩擦受損程度。在加工過(guò)程中，軸向與徑向受到的切割力度主要還是由片角度來(lái)決定的。對(duì)于某些強(qiáng)度稍弱的零件而言，此時(shí)主偏角應(yīng)該盡量向90°靠攏，所以在加工不同的物品時(shí)，角度問(wèn)題并不是固定不變的，而是要根據(jù)實(shí)際情況具體分析。
2.3走刀方式與路徑
不合理的走刀方式與路徑也有可能造成被加工零件變形，假如對(duì)此進(jìn)行改良，那么首要問(wèn)題就是注重精度。在當(dāng)前多種走刀方式中，有兩種方法不僅可以提高效率，還能夠更加快速地完成粗加工并且也不容易出現(xiàn)變形。分別為一次性和階梯式粗加工法，其共同點(diǎn)是按照高線的痕跡以及和加工量同等均勻的走刀路線。但是和傳統(tǒng)的操作方法相比，由于斜線角度加工存在很大弊端，也容易造成零件破損與變形，所以當(dāng)?shù)毒唠S著x軸或者y軸方向在等高線上進(jìn)行平行移動(dòng)，這樣就可以輕松地消除附在物品表面的雜質(zhì)，極大地提高了精度，并且在進(jìn)行切割時(shí)也能夠有效保護(hù)刀具，減少不必要的磨損，延長(zhǎng)使用期限，提高加工質(zhì)量。
2.4加工路線
對(duì)于任何加工企業(yè)而言，在引進(jìn)先進(jìn)設(shè)備后還需要不斷調(diào)試，這樣才能提升加工工藝水平，但是關(guān)于薄壁零件出現(xiàn)變形問(wèn)題，也需要找出原因，同時(shí)，也要探究其變形的根本規(guī)律。針對(duì)這些問(wèn)題展開(kāi)詳細(xì)的研究與分析，對(duì)于大多數(shù)的專業(yè)人員而言，還需要制定出合理的加工制作路線。但是在這個(gè)過(guò)程中，假如因?yàn)楣ば蚝凸に嚥缓侠矶霈F(xiàn)變形問(wèn)題，就需要找到正確的解決方法，并且也需要掌握其規(guī)律。從加工工序的大致流程也可以看出，零件強(qiáng)度、規(guī)格不同，那么受力部位也需要作出改變，同時(shí)，還需要將元件的接觸方法綜合考慮，避免在加工過(guò)程當(dāng)中出現(xiàn)震動(dòng)的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致出現(xiàn)變形。
3工藝改進(jìn)方法
在前期工藝設(shè)計(jì)大多采用高度仿真的專業(yè)技術(shù)，并且也需要模擬出真實(shí)的工藝系統(tǒng)，聯(lián)系該系統(tǒng)的特征找出最適合的改良方法。數(shù)控加工技術(shù)的基本內(nèi)容包含了幾何與物理仿真兩個(gè)方面，幾何主要就是將機(jī)床、刀具、工件等物品，根據(jù)刀具的實(shí)際情況，觀察檢測(cè)存在的問(wèn)題，而物理仿真是為了制造出工藝模型，用于分析微觀理念下的誤差值。以切割為例，在設(shè)定刀具路徑時(shí)首先應(yīng)當(dāng)考慮到工件是否存在變形等問(wèn)題，假如在加工過(guò)程中出現(xiàn)變形，那么就足以證明工藝存在問(wèn)題。而當(dāng)前大多數(shù)的薄壁零件，其主要特征就是輕，但是強(qiáng)度卻沒(méi)有明顯變化。因此，目前薄壁零件總的發(fā)展趨勢(shì)是輕量化，但由于重量輕，也容易導(dǎo)致強(qiáng)度不足。但是強(qiáng)度過(guò)高也容易導(dǎo)致數(shù)控設(shè)備磨損速度過(guò)快，提高經(jīng)營(yíng)成本，因此，這就存在很大的矛盾點(diǎn)，想要讓零件變得越來(lái)越輕薄，但是加工難度也在不斷提高。這一系列的問(wèn)題就要求操作人員在進(jìn)行加工時(shí)，必須考慮到路徑問(wèn)題，要仔細(xì)觀察工件在進(jìn)行加工時(shí)所遇到的各種情況，根據(jù)實(shí)際情況隨時(shí)做好調(diào)整路徑的準(zhǔn)備，確保刀具始終都能夠在預(yù)設(shè)的軌道當(dāng)中正常運(yùn)行工作，要極力避免因?yàn)槁窂匠霈F(xiàn)誤差，從而導(dǎo)致被加工產(chǎn)品出現(xiàn)異常的情況。此外，對(duì)于刀具路徑的修改和彌補(bǔ)，也能夠在很大程度上降低因?yàn)榱慵冃畏磸椂a(chǎn)生的誤差值。當(dāng)工件夾緊或者在進(jìn)行切割時(shí)，其切割速度快慢與角度高低都會(huì)影響被加工物品的狀態(tài)，從切割角度來(lái)看待這個(gè)問(wèn)題，還需要根據(jù)科學(xué)合理的方法進(jìn)行檢驗(yàn)，同時(shí)，還可以采取其他手段對(duì)其實(shí)行輔助操作。例如，適當(dāng)增加刀具前后角度，那么就可以有效調(diào)控切割速度以及刀具之間摩擦力度。
4結(jié)語(yǔ)
當(dāng)前，加工工藝的進(jìn)步相當(dāng)快速，對(duì)于數(shù)控加工行業(yè)的快速發(fā)展也起到了很大的推動(dòng)作用，在目前也運(yùn)用于各大加工工業(yè)當(dāng)中，如航空航天、機(jī)械制造等。目前，人們對(duì)于薄壁零件數(shù)控加工工藝的要求也不斷提高，要求其具備比以前更好的質(zhì)量，以便于滿足當(dāng)前現(xiàn)代加工行業(yè)的需求。對(duì)于薄壁零件數(shù)控加工工藝而言，能夠影響加工工藝質(zhì)量的因素有很多，如零件裝夾、切割角度、走刀方式與路徑以及加工路線等。因此，作為專業(yè)人員必須掌握這些因素，同時(shí)，還需要了解改進(jìn)加工工藝的方法，這樣才能夠推動(dòng)該行業(yè)繼續(xù)發(fā)展。
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作者：魯劍 單位：中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司洛陽(yáng)電光設(shè)備研究所