零件钳加工

2024-09-08

零件钳加工(精选5篇)

零件钳加工 篇1

一、理论依据

行为引导型教学法的核心要素是通过在课堂教学中适时引导学生锻炼并提高综合职业能力,改变传统教育的教学方法,形成以学生能力培养为本、以学生为课堂中心的教学模式,是先进教育理念的有效体现。

(一)符合以学生为本的教育理念

“以学生能力培养为本”是课堂教学的目标和宗旨,让学生在三到五年的学习过程中培养现代企业所需求的综合职业能力是我们所追求的教育理念。明确学生能力存在个性差异和倾向性,以学生为本,因材施教,注重行为引导,侧重于培养、激发学生的能力特长和潜质。

(二)符合高效课堂的教学要求

现代认知心理学把人的认知过程定义为人脑的信息加工过程,它是一组相关的心理活动。行为引导型的教学法,注重学生的积极参与、主动学习,强调肢体、内心的并用,通过先进的教学方法和手段,使学生获得知识和技能,因而成为机械类专业高技能人才培养的新取向。

(三)符合“工学一体”的教学模式

教中完成学,学中实现教。“学”在教学活动中是主体,而“教”只是对学生的能力提高和职业发展起辅助和补充的作用。根据学生的认知规律和能力特征,以激发学习热情为出发点,采用高效课堂的教学模式,先进教学手段、先进教学方法的运用,使教师从注重“教法”转移到引导学生的“学法”,教会学生学习的方法。

二、具体做法

(一)教学的关键是设计课程教学方案

课程教学设计方案是根据课程实施方案制定的,内容包括两部分,一是学习任务设计,即工作情境、学习任务与目标、学习内容、教学条件与组织形式、教学流程与活动、评价内容与标准;二是教学活动设计,即学生关键能力、学生与教师活动、学习内容与资源、评价点等。将知识技能与工作任务的相关内容组织到教学方案中,并把知识合理地匹配到各个教学活动中,实现知识、技能和工作之间的有效融合。

(二)教学中注重学生工作页的开发

学生工作页主要由学习目标、工作情境描述、工作流程内容、加工图纸和各学习活动问题引导等部分组成,是有效指导学生工作的蓝本。学习活动问题引导一般由课前预习、课堂协作学习、总结评价、课后巩固学习等部分组成,学生工作页的开发重点是工作过程的设计,是有效引导学生完成工作任务的资料。

(三)教学中以教师为主导、学生为主体

在学习主体方面,行为引导型教学法提倡“以学生为中心”,即课堂教学过程中的主体是学生,而不是教师。教师设计教学活动,以导演的身份来让学生演员进入各自角色,不仅要传授知识,还要更多地培养和锻炼学生的能力;学生以工作过程为导向,以完成典型工作任务为手段培养自己的职业能力,从而实现自主学习。

(四)教学过程主要是“学生学”而不是“教师教”的过程

改变教师教、学生学,教师讲、学生听的传统式教学过程。在行为引导型教学中,教师只是按教学目标的实现设计一系列的工作任务,至于如何完成学习任务,则是学生在整个学习过程中的事。学生带着问题去寻找答案,带着任务去完成学习,在完成任务的过程中,学会学习,学会工作。

(五)教学过程评价适时合理

在教学中,教师要将口头评价与量化评价相结合、定性评价与定量评价相结合、自评互评与教师评价相结合,应牢牢把握住评价体系这个有力武器,将教学与评价整合为一体,并紧密地融合在师生的整个教学活动中,使评价成为教学的有效调节器,实现教学与评价的一体,从而促进学生的发展与教学质量的提高。

三、教学效果

在教学中,学习过程成为学生人人参与的创造实践活动,注重的不是最终的结果,而是完成学习任务的过程。

(一)教之转变

教师课前能准备细致充分、教学策划形式新颖,有序组织课堂教学环节及学生学习活动,充分调动学生学习积极性,激发学生学习兴趣,倡导学生团队协作,共同提高的学习氛围。通过各教学流程的顺利实施,使教学目标得以实现,教学效果较为理想。

(二)学之变化

学生在学习实践过程中,理解和把握课程要求的知识和技能,体会到学习的激情与乐趣。能积极查阅资料,课前预习充分,课堂表现踊跃,小组分工合理,任务要求明确,任务实施积极主动,成果展示形式新颖,总结评价专业到位,有效达到了学习目标,专业能力、方法能力和社会能力得到提高。

(三)课堂教学成效

行为引导型教学使学生真正感受到了理论与实践的有机结合,教学与企业产品有机结合,将教学内容的理论知识和实际技能结合起来;使学生学会了怎样学习和运用新知识、新技能的方法,学会了学习,体验了知识技能的“边学边用,活学活用”的价值,学会了面对问题、分析问题、解决问题的方法,做中学,学中做,边做边学;教学过程全面调动了学生的积极性,这个过程既培养了学生的独立工作能力、协作精神,同时又有助于学生社会能力及综合职业能力的养成。

参考文献

周美虹.行为引导型教学法初探[J].科技信息,2011(15).

浅析零件的加工工艺 篇2

【关键词】零件加工 生产过程 工艺分析

一、基准和定位基准的选择

1.基准的分类

基准就是用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面。按照基准的不同作用,常将其分为设计基准和工艺基准两大类。在设计图样上所采用的基准称为设计基准。它是加工、测量和安装的依据。在工艺过程中所采用的基准,称为工艺基准。根据用途不同,工艺基准又可分为定位基准、测量基准和装配基准。在加工中用作工件定位的基准称为定位基准。测量时所采用的基准称为测量基准。装配时,用来确定零件或部件在产品中的相对位置所采用的基准,称为装配基准。

2.定位基准的选择

在零件加工过程中,合理选择定位基准对保证工件的尺寸精度,尤其是位置精度起着决定性的作用。定位基准有粗基准和精基准两种。用毛坯表面作为定位基准的称为粗基准;用已加工过的表面作为定位基准的称为精基准。选择粗基准时,必须达到以下两个基本要求:首先,应该保证所有加工表面都有足够的加工余量;其次,应该保证零件上加工表面和不加工表面之间具有一定的位置精度。因此,应做到:选择不加工表面作为粗基准;对所有表面都要加工的零件,应根据加工余量最小的表面找正,这样不会因位置偏移而造成余量太少的部分车不出;应选用比较牢固可靠的表面作为基准,否则会使工件夹坏或松动;粗基准应选择平整光滑的表面。铸件装夹时应让开浇冒口部分;粗基准不能重复使用等多个方面。选择精基准时应注意:要尽可能采用设计基准或装配基准作为定位基准。也要尽可能使定位基准与测量基准重合。同时,也应尽可能使基准统一。除第一道工序外,其余工序尽量采用同一个精基准。因为统一基准后,可以减少定位误差,提高加工精度,使装夹方便。如一般轴类零件的中心孔,在车、铣、磨等工序中,始终用它作为精基准。又如,齿轮加工时,先把内孔加工好,然后始终以孔作为精基准。另外,还应选择精度较高、装夹稳定可靠的表面作为精基准,并尽可能选用形状简单和尺寸较大的表面作为精基准。这样,可以减少定位误差和使定位稳固。

二、工艺路线的拟订

工艺路线是指产品或零部件在生产过程中,由毛坯准备到成品包装入库,经过企业各有关部门或工序的先后顺序。拟订零件的加工工艺路线时,应着重考虑零件经过哪几个加工阶段,采用什么加工方法,热处理工序如何穿插,是采取工序集中还是工序分散等方面的问题,以便拟订最佳方案。拟订零件加工工艺路线时,要注意考虑:生产类型、加工阶段的划分、确定零件的加工顺序、安排好零件的热处理工序等。如:轴的加工工艺路线如下:下料、锻造、退火(正火)、粗加工、调质、半精加工、表面淬火、粗磨、时效。

三、工艺文件和工艺卡的制定

1.工艺文件

工艺文件是指导工人操作和用于生产、工艺管理等的各种技术文件。常用的机械加工工艺文件主要有机械加工工艺过程卡片、机械加工工艺卡片、机械加工工序卡片三种。

机械加工工艺过程卡片是以工序为单位,简要说明产品或零、部件的加工(或装配)过程的一种工艺文件。它是制定其他工艺文件的基础,也是生产技术准备、编排作用计划和组织生产的依据。在这种卡片中,由于各工序的说明不够具体,故一般不能直接指导工人操作,而多作生产管理方面使用;机械加工工艺卡片是按产品或零、部件的某一加工阶段编制的一种工艺文件。它以工序为单元,详细说明产品(或零、部件)在某一工艺阶段中的工序号、工序名称、工序内容、工艺参数、操作要求以及采用的设备和工艺装备等。

它是工艺准备、生产管理和指导操作的一种主要技术文件。广泛用于成批生产和小批生产的关键或复杂零件;机械加工工序卡片是在工艺过程卡片的基础上,按每道工序所编制的一种工艺文件。一般具有工序简图,并详细说明该工序的每个工步的加工(或装配)内容、工艺参数、操作要求以及所用的设备和工艺装备等,以具体指导工人進行操作,其内容比工艺卡更详细。常用于大批、大量生产场合。

2.工艺卡的制定

如前所述,将工艺规程的内容,填入一定格式的卡片,即成为生产准备和施工依据的工艺文件。那么,我们在制定工艺规程、编制工艺卡片时,则必须保证加工质量、生产效率和经济性三方面的基本需要,并尽可能满足技术上的先进性、经济上的合理性及改善工人的劳动条件等要求。工艺卡片的编制步骤为:分析零件图样、确定毛坯、选择定位基准、拟定零件加工工艺路线。

模具钳加工一体化教学分析 篇3

1 教学准备

1.1 班级的甄选

通过前期对该校多个模具班进行多次问卷调查、老师和学生多番交流, 最终选择模具A班。之所以选择这个班, 基于以下几点原因。

(1) 该班绝大部分学生对模具钳加工专业较感兴趣。

(2) 该班学生在素质、自控能力、学习积极性、团体协作方面较突出。

(3) 该班绝大部分学生有一定的动手能力。

1.2 观念的转变

一体化教学要求学生自主学习, 通过团体协助去完成制定计划、搜集资料、实施方案、评价反馈等内容, 对学生的自控能力、自主学习能力要求较高。现阶段的大部分技校生是中考落榜, 升高中无望或分流生。这些学生一方面好胜心强、好奇心强、热情单纯、思想开放, 但另一方面厌学思想严重、劳动观念较差、意志品质较差, 普遍在素质、自控能力、学习积极性、团体协作方面较国外一体化开展成熟的地区差别还是很大的。因此, 要保证教学顺利开展, 首要就是要使学生转变与小学、初中不同学习方式的观念。现阶段要使学生实现接受教学方式的转变, 最有效的还是拓展训练。

因此, 在一体化教学开展之前, 我们甄选出适合在校园进行的拓展项目, 例如高空扔鸡蛋、拥挤的公交车等。拓展训练能让学生认识自身潜能, 增强自身信心、克服心理惰性, 磨练战胜困难的毅力、调适身心状态, 乐观面对工作与生活的挑战、认识群体的作用, 增进对集体的参与意识和责任心、改善人际关系, 学习关心和更融洽地与他人合作。这些都对一体化教学的成功开展起着重要的铺垫作用, 并且在日后的一体化教学中, 有意识的穿插一些拓展活动, 调节气氛、调动学生积极性的参与到一体化学习当中。

1.3 一体化老师配置

一体化教学过程中, 一个教师需要完成理论与实践内容的全过程教学, 只有这样才能让学生边学习, 边操作。在操作练习中掌握专业知识和职业技能。因此, 在挑选一体化老师的时候, 提出了以下几个要求:

(1) 有5年以上模具专业教学经验。

(2) 双师型教师, 其专业知识丰富、实践动手能力较强。

2 教学实施

2.1 一体化教学布局

一体化教学中, 学生不再像以往坐在固定座位上听老师讲课, 学生记笔记, 学生要在课堂上“动”起来。以学习性的工作任务为载体, 实现在“做中学”, 为学生完成实际性的工作任务奠定基础。

该班采取小班教学, 学生共30人。为了实现学生在课堂上能够完成接受任务、小组讨论、评价反馈等多个项目, 一体化课室分为信息检索区、讨论区、工具材料区、学习成果展示区、作品展示五大区域, 在课室的布置方面作以下调整 (如图1所示) 。

2.2 主要实训场所、设备装备配置

按照工学结合, 校企合作的教学的要求, 围绕满足模具制造专业教学、培训、技能鉴定、生产、技术服务的需要, 主要设备装备标准建议如下配置。

2.2.1 钳工实训场所

建议配备台虎钳30只、台式钻床8台、钳工操作台2张、砂轮机4台。

2.2.2 机加工实训场所

建议配备普通车床10台、立式升降台铣床4台、万能铣床3台、平面磨床1台、数控车床4台。

2.2.3 数控车削实训场所

建议配备数控车床4台、全功能数控车床1台。

2.2.4 数控铣削、加工中心实训场所

建议配备数控铣床4台、加工中心2台、对刀仪1台。

2.2.5 电加工实训场所

建议配备电火花线切割机床2台、电火花成型加工机床1台。

2.2.6 CAD/CAM实训场所

建议配备计算机32台、CAD软件30节点、数控仿真加工软件30节点、CAD/CAM软件30节点、服务器1台。

2.2.7 冷冲压模具调试实训场所

建议配备曲柄压力机2台、红外线安全保护装置2套、自动送料装置1套。

2.2.8 气动、液压实训场所

建议配备气动传动实验台1台、液压传动实验台1台、气动液压仿真软件30节点。

2.2.9 模具拆装实训场所

建议配备钳工操作台20张、台虎钳30只、冷冲压模具30套、注塑成型模具30付、台式钻床5台、砂轮机6台、研磨工具20套、摇臂钻床1台、合模机1台。

2.2.1 0 注塑成型模具调试实训场

建议配备注射成型机2台、模具温度控制器2台、塑料干燥箱1台、机械手2台、塑料粉碎机1台。

2.2.1 1 模具零件检测实训场所

建议配备三坐标测量仪1台、光学投影测量仪2台、万能工具显微镜2台。

2.3 一体化教学方法

一体化的课程是以典型工作任务为载体, 以学生为中心, 鼓励学生独立思考, 激发学习的主动性, 充分尊重学生在教学过程中的主体地位就显得格外重要。一体化教学可采取以下方法进行教学。

2.3.1 项目驱动教学法

教学过程中, 为培养学生思维能力和综合分析问题、解决问题能力, 提高其职业技能。如机械设计基础课程, 以冲裁模具设计为项目, 在教师的指导下, 让学生自己制订设计方案, 讨论项目实施方案的可行性、结构的合理性, 设计计算相关工程数据, 画出装配图与零件图, 标明技术要求, 完成项目设计, 并要求学生利用实习机会完成零件加工, 以检验设计效果。这种以项目为导向, 理论教学与技术应用相结合, 综合利用所学知识完成项目任务, 让学生有成就感, 提高学生的积极性。

2.3.2 基于工作过程教学法

为突出学生在校学习内容与实际工作的一致性, 采用基于实际工作过程为导向的教学方法。以《机械制图》课程教学为例, 采用模具工作零件的表达、活动镶件零件的表达等工作中常见的工作任务为课题, 教师根据工作过程调整教学内容, 引导学生自己分析零件的表达, 让学生懂得需要做什么, 怎样做, 需要具备哪些知识和技能, 让学生有针对性的学习, 学以致用。

2.3.3 仿真教学法

利用现代信息技术和教学软件建立虚拟车间、虚拟工作项目, 并通过“虚拟工位”操作来完成工作任务, 营造仿真工作环境, 优化教学过程, 提高教学质量和教学效果。如《数控加工与编程》课程, 利用FANUC0、SIMENS810D、华中世纪星等软件, 在虚拟环境下, 模拟数控机床 (数控车床、数控铣床或加工中心) 仿真操作, 完成零件编程与加工。

2.3.4 多媒体直观演示教学法

利用多媒体设备将那些抽象的理论知识用多媒体课件演示出来, 编制一些动画, 收集一些案例实物来丰富课程内容和表现形式, 变黑板式教学为电化教学和实体化教学, 使过去因没有看到物体而抽象难学的内容变得具体、形象。比如《塑料模具设计》的滑块机构, 以前在课堂上讲很多遍学生也很难理解, 而经过改革后, 将滑块机构做成动画, 把常用的滑块部件拍成照片播放给学生看, 还做了滑块教具, 直接带上讲台演示, 使深奥的理论变得生动、易懂。

3 一体化教学的效果

经过两年多的一体化教学, 教学试点班学生在团队意识、自信心方面得到了极大增强, 对模具钳加工专业表现出极大的兴趣, 绝大部分同学积极参与到一体化教学当中。教学成果显著, 初级工鉴定考核一次通过率从85%提高到98%以上, 中级工合格率从81%提高到95%以上。学生普遍在动手能力与创新思维方面要远优胜于非一体化教学的学生, 一体化教学试点工作在我校取得了初步成效。

技工院校是培养具有一定基础理论知识和娴熟操作技能的中、高级实用型人才的中等职业院校。而作为职业教育的一种教学模式, 一体化教学是一项探索性和实践性的工作, 也是技工院校、职业教育教学改革的重点和方向, 现阶段一体化教学已得到该校全体老师的认可。在接下来的日子里, 将再接再厉, 努力探索最适合该校学生的一体化教学方式方法, 提高学生的专业技能, 拓宽学生的就业面, 促进学校的建设和发展。

参考文献

[1]教育部关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见[S].教高[2006]16号.

[2]教育部关于加强高职高专教育人才培养工作的意见[S].教高[2000]2号.

[3]一体化教学的探索与思考[J].全国职业培训教学工作指导委员会.

偏心轴零件的加工工艺 篇4

关键词:偏心轴;加工工艺;安装车削;检测

偏心轴工件是零件的外圆和外圆或外圆与内孔的轴线平行而不相重合,偏一个距离的工件。这两条平行轴线之间的距离称为偏心距。外圆与外圆偏心的零件叫做偏心轴。

在机械传动中,回转运动变为往复直线运动或往复直线运动变成回转运动,一般都是利用偏心零件来完成的。大多数偏心轴是高压开关操纵机构上的关键零件,通过电机驱动实现对机构储能。其偏心外圆中心位置,直接影响偏心轴的使用性能及工作寿命。

1.工艺分析

要保证偏心轴零件加工精度,必须在两端打两组偏心中心孔,如何保证偏心外圆中心与零件中心在一条线上,是加工偏心轴类零件的难点。通过分析,只能先打偏心中心孔,然后加工偏心外圆,否则偏心外圆中心与零件中心不会在一条直线上。

2.偏心工件安装车削方法

偏心轴零件加工主要是在装夹方面采取措施,即把需要加工的偏心部分的轴线找正到与车床主轴旋转轴线想重合。但实践加工中应按工件的不同数量、形状和精度要求采用不同的装夹方法,将需要加工偏心部分的轴线找正到与车床主轴轴线相重合的位置进行加工,并注意轴线间的平行度和偏心距的精度。

一般车偏心工件的方法有5种,即在三爪卡盘上车偏心工件,在四爪卡盘上车偏心工件,在花盘上车偏心工件,在两顶尖间车偏心工件,在专门夹具上车偏心工件。下面我将介绍前3种常用的方法:

2.1在三爪卡盘上车削

长度较短,数量较多,偏心距较小,精度要求不高的偏心工件,大多采用三爪自定心卡盘安装车削。其方法是先把偏心工件中的非偏心部分的外圆车好,然后在三爪中的任意一个卡爪与工件接触面之间,垫上一块预先选好的垫片,经校正母线与偏心距,使工件轴线相对车床主轴轴线产生位移,并使位移距离等于工件的偏心距,并把工件夹紧后,即可车削。

垫片厚度可用近似公式计算:垫片厚度X=1.5e(偏心距)。若使计算更精确一些,则需要在近似公式中带入偏心距修正值K来计算和调整垫片厚度,则近似公式为:垫片厚度X=1.5e+K(查表可得)。

但是用三爪卡盘车削需注意,在应选用硬度较高的材料做垫块,以防止在装夹时发生挤压变形,垫块与卡爪接触的一面应该成为卡爪圆弧相同的圆弧面,否则,接触面将会产生间隙,造成偏心距误差。并装夹时,工件轴线不能歪斜,否则会影响加工质量。在加工精度要求较高的偏心工件,必须按上述计算方法,在首件加工时进行试车检验,再按实测偏心距误差求得修正值K,从而调整垫片厚度,然后才可正式车削。

2.2在四爪卡盘上车削

数量少、长度短,形状比较复杂的偏心工件,可在四爪卡盘上车削。用四爪卡盘车削首先把划好线的工件装在四爪卡盘上。在装夹时,先调节卡盘的两爪,使其呈不对称位置,另两爪成对称位置,工件偏心圆线在卡盘中央。

其次在床面上放好小平板和划针盘,将工件垫上薄铜皮,夹紧后,让尾座顶尖接近工件,调整卡爪位置,使顶尖对准偏心圆中心,校正偏心圆,使偏心圆轴线与车床主轴轴线重合,移去尾座。然后把针尖对准外圆水平线,自左至右检查水平线是否水平。使划针对准工件外圆侧素线校正水平,转过90度,用同样的方法检查另一条水平线,然后紧固卡脚和复查工件装夹情况。

最后工件校准后,把四爪再拧紧一遍,即可进行切削。

2.3用花盘车削偏心工件

适用于加工长度较短、偏心距较大,精度要求不高的偏心孔工件。

先将工件外圆、两端面加工至要求后,在一端面上画好偏心孔的位置,然后用压板均布地把工件装夹花盘上,用划针盘校正后压紧,即可车削。

3.偏心轴零件车削步骤

3.1装夹工件

在三爪卡盘的任一卡爪上垫一片厚度为1.5mm的垫片。

3.2粗车削偏心轴

由于粗车偏心圆是在光轴的基础上进行车削的,切削余量不均匀且又是断续切削,所以外圆车刀取刃倾角。开始车削时,进给量和切削深度要小,待工件车圆后,在适当增加,否则容易打刀或使工件发生位移。此外,还应该在车刀远离工件在启动车床,然后,车刀刀尖必须从偏心的最远点开始切入工件进行车削,以免打坏刀具或损坏机床。

3.3检查偏心距

当还有0.5mm左右精车余量时,用游标卡尺测量两外圆间最大距离和最小距离。则偏心距就等于最大距离与最小距离值的一半,若实测偏心距误差较大时,可以松开卡爪,调整垫片的厚度,但是工件不能旋转方位。

3.4精车偏心轴

4.偏心轴零件的检测方法

4.1用游标卡尺检测

最简单的测量方法,适用于测量精度要求不高的偏心轴。

4.2用心轴和百分表检测

适用于精度要求较高而偏心距较小的偏心工件。为扩大测量范围百分表也可装在游标高度尺上配合使用。

4.3用两顶尖孔和百分表检测

适用于两端有中心孔、偏心距较小的偏心轴测量。偏心套的偏心距也可用这种方法测量,但需将偏心套装在心轴上才能测量。

参考文献:

[1]杨黎明主编.机床夹具设计手册.北京:国防工业出版社

零件钳加工 篇5

关键词:薄壁零件;铣销加工;振动;加工工艺;优化

中图分类号:TG506 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2016)21-0010-02

虽然薄壁零件在现代工业生产中占据十分重要的地位,但其在加工过程中,因零件本身结构、形状的复杂,加工工艺的不够成熟,及加工过程中会受到振动等因素的影响,使得薄壁零件数控加工的精度与加工质量常常会受到不利影响,难以满足工业生产要求。

若薄壁零件数控加工精度与质量得不到保证,那么行业发展将会受到严重限制。所以,分析薄壁零件加工振动与加工工艺至关重要。

1 薄壁零件基本内容

壁非常薄的零件即为薄壁零件。薄壁零件采用数控加工工艺的步骤主要包括三部分,即设计编程、加工和成品检验。

设计编程阶段就是对欲生产的薄壁零件结构、形状、规格等进行设计,并对该零件的加工工艺进行编程;

加工阶段就是按照设计要求利用事先编好的程序对薄壁零件进行数控加工;

成品检验阶段就是对加工好的薄壁零件成品的质量、精度、规格等进行抽样检查与合格验收[1]。

对于这种零件要满足薄壁条件,就意味着零件的强度与抗变形能力会变差,而在薄壁零件各种工艺加工过程中,热处理、铣销、硬化处理等流程均会造成薄壁零件的变形,所以加工精度控制在薄壁零件生产加工过程中是非常重要的一环。

2 薄壁零件的加工振动分析

2.1 薄壁零件的铣削加工振动

在薄壁零件加工过程中,受零件本身特性的影响,铣销加工时零件往往会因受到刀具铣销力的作用而发生弹性偏转,从而容易产生加工振动,对薄壁零件的加工质量与精度带来负面影响,降低零件成品合格率。

所以,在分析薄壁零件加工振动时,由于铣销加工刀具所产生的铣销力是造成加工振动的一个最主要原因,因而需要重点分析铣销力这一因素[2]。

在实际分析时,首先应对零件的加工振动情况进行分析,然后开展铣销实验,在实验中建立一个薄壁零件振动模型,在该模型下模拟实际加工条件,对产生的铣销力进行判断并与实际误差进行比较,若结果偏小,则说明模型有效,假设成立,那么在实际加工时就可以按照该模型进行加工。

2.2 薄壁零件数控加工精度的影响因素

结合实践经验,从薄壁零件的加工过程来看,零件自身结构特性、处理工艺、使用刀具、装夹方式等都是影响薄壁零件数控加工精度的主要因素。

由于零件本身壁薄,抗变形能力差,强度低,材质本身轻薄,因而在外力的作用下很容易发生变形、弹性偏转等现象,这就会引起加工振动,而加工振动的产生无疑会严重影响薄壁零件加工精度。例如,零件装夹装置,当装置受到外力作用时,零件在夹紧的状态下就会形成与装置类似的形状,导致薄壁零件形状发生改变,按照原来的程序可能就会出现不适应现象,影响薄壁零件加工精度[3]。

不同刀具切入角度对薄壁零件所产生的变形影响也较为明显。由于刀具类型、角度的不同对薄壁零件表面粗糙度产生的适应性也不同,在数控机床加工或铣销加工过程中,主偏角角度大小直接决定着薄壁零件径向切削力的受力情况。

3 薄壁零件加工工艺的优化对策

3.1 合理选择刀具等加工工具

刀具的类型、刀具路径、切入角度等都会给薄壁零件数控加工精度带来影响,只有刀具类型适合,刀具路径与角度设置合理,薄壁零件的数控加工精度才能得到有效提高,质量才能得到较好保证。

所以,优化薄壁零件加工工艺,合理选择刀具非常重要[4]。为保证刀具选择的恰当合理,在选择时首先应对车床的类型进行充分考虑,根据不同车床选用相适应的刀具,如对于车螺纹一般适宜选用机夹刀,对于外圆的精车一般适宜选用90度合金刀具,对于镗孔用镗刀以机夹刀为宜等。

合理选择刀具不仅能够较好的满足薄壁零件刚性要求,而且可以较好的避免加工过程中因刀钝而换刀情况发生。在保证刀具选择合理的前提下还应对铣销参数进行合理设计,包括铣销深度、铣销力大小、铣销速度等。

3.2 充分考虑零件的结构特性

由于零件本身的结构特性也是影响薄壁零件数控加工精度的一个重要因素,所以在优化薄壁零件加工工艺时需要对零件的结构特性进行充分考虑。

首先,对零件材质的特性进行充分考虑,思考薄壁零件在加工过程中可能承受的铣销力大小,然后对零件的结构、形状、应用场合等进行综合考虑,科学设计零件结构与形状,确保零件在该领域有着良好的适应性。

此外,还需考虑的内容有零件加工精度、装夹位置,夹紧力大小等,深入分析装夹可能给薄壁零件带来的变形,对精密薄壁零件的定位、装夹位置进行重点分析,预测装夹位置可能给零件带来的外力大小与作用方向,以便对零件铣销加工方式、刀具路径与速度等进行合理设定。

通过对零件本身结构特性的充分考虑,提高薄壁零件对数控加工工艺的适应性与抵抗性,提高薄壁零件数控加工精度,优化零件加工工艺。

3.3 改进零件装夹方式

装夹装置给薄壁零件产生的装夹力是影响薄壁零件数控加工工艺水平与加工精度的重要因素之一,改进装置对零件的装夹方式,可以减小装夹力对薄壁零件数控加工工艺的影响。就加工实际情况而言,若薄壁零件刚度较小、强度较低,那么在数控加工过程中,装夹力较大就容易造成零件变形。

实际上,除了装夹力之外,支撑力也会对薄壁零件产生一定影响[5]。支撑力的存在是为弥补薄壁零件本身刚度较小一缺陷,若支撑力过大不但不会起到支撑的作用,反而会增加薄壁零件外力作用。

因此,通常情况下支撑力应作用在薄壁零件强度较小的表面之上,而装夹力应作用在薄壁零件刚度较大的表面之上,通过装夹力与支撑力的合理布置,从而起到一个良好的弥补作用,改进薄壁零件装夹方式,实现薄壁零件数控加工工艺的优化。

对于装夹装置与装夹位置的改进,需要在进行大量详细数据分析的基础上,由专业人士制定出一套具体的、切实可行的改进方案,实现装夹装置与装夹位置的改进。

3.4 修正刀具路径

刀具路径作为影响薄壁零件数控加工精度与质量的重要因素之一,有必要对给薄壁零件加工精度造成负面影响的路径进行修正。

在薄壁零件正常加工过程中,对于刀具路径的确定首先得对薄壁零件的变形情况进行充分考虑,因为薄壁零件变形情况直接影响着零件自身的加工质量,而其变形程度在一定程度上由刀具路径所决定。

在充分考虑加工过程中夹紧与铣销可能对薄壁零件造成的变形及回弹量前提下,通过试验等方式不断对刀具路径即入刀位置与切割方向进行调整和修正,并对刀具路径进行补偿,使刀具路径对薄壁零件加工时所产生的变形等影响降至最低限度。

由于薄壁零件铣销加工是一个动态的持续进行的过程,因而对于刀具路径的修正也应随时跟进。这就需要加工人员对薄壁零件加工过程中的状态进行全面细致的观察,只要状态出现偏差就立刻修正刀具路径,确保刀具路径在整个加工过程中均被控制在正确的轨道之上。

总之,刀具路径的修正是提高薄壁零件数控加工精度,优化加工工艺的一个有效手段。

4 结 语

在我国推动经济、技术发展过程中,作为汽车、航空航天、工业等诸多领域主要机械零部件的薄壁零件,在其中发挥着巨大的作用。

随着社会的不断进步,相关制造企业应总结经验教训对薄壁零件加工工艺、数控车车床、铣销加工工艺等进行不断优化完善,以提高薄壁零件加工精度和加工质量,为国内航空航天、工业等的发展注入新的生机与活力。

参考文献:

[1] 朱婧怡. 基于加工误差综合分析的薄壁件工艺顺序及参数优化方法 研究[D].上海:东华大学,2010.

[2] 俞松.薄壁零件的加工振动分析与加工工艺研究[J].品牌,2014,11:292.

[3] 刘学航,周为,周文超,等.振动频谱分析协助下薄壁零件加工工艺参数 优化[J].机床与液压,2015,08:38-40+43.

[4] 姜晓华.薄壁零件冲压模具加工工艺过程可靠性分析[D].沈阳:东北大 学,2010.

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