切削数据（共9篇）
切削数据 篇1
摘要：数控编程需要设置一系列的参数, 仅依赖编程人员的经验选择和设置这些参数, 大大地降低了数控编程的质量和效率。针对这一问题, 本文提出了一种基于切削参数对接平台的切削数据库与数控编程系统的融合方法。构建了两者之间的整体融合对接框架, 建立了对接平台与数控编程系统及切削数据库的参数映射模型。使用户能借助外部切削数据库强大的功能快速获取最优化的参数, 并应用到UG数控编程过程中, 最终实现对UG编程模块的增强和数控编程质量的提高。文章最后给出了所开发的切削参数对接平台, 验证了方法的实用性和有效性。
关键词：切削数据库,数控编程,UG加工数据库,UG二次开发
0 引言
UG机械加工软件作为数控编程软件领域的佼佼者, 现已得到广泛应用。工件材料, 刀具, 加工方式, 切削用量等切削参数的选择作为关键因素, 直接影响数控程序的优劣和数控加工的合格率。通常情况下, 编程人员需要在UG软件中逐一创建这些参数, 过程繁琐, 常常出现参数定义不完整、错误的情况, 且很难给出最优化的参数。另外切削参数不能在零件间和编程团队中共享。如何让用户在数控编程的过程中快捷方便的获得、使用最优化的切削参数, 提高数控编程的质量和数控编程的效率, 成为了目前迫切需要解决的问题。针对这一问题较为可行的办法是借助切削数据库。
切削数据库功能强大、优点众多, 很多国家投入了巨大的人力、物力研究开发了自己的切削数据库, 文献[1~5]等较为详细的阐述了现今切削数据库的发展状况及切削数据库能发挥出的优势。但是这些完备的切削数据库系统与数控编程系统是相对独立的, 数控编程人员在实际应用中无法直接在CAM系统中使用外部切削数据库中的相关数据信息。如何让切削数据库中的数据更好的应用到数控编程的过程中, 实现切削数据库与数控编程系统的融合, 是一个急需解决的问题。
目前众多的研究人员在这一领域做出了自己的贡献, 提出了自己的方案。文献[6, 7]等提出的方案是:企业将自身在生产过程中产生的、收集到的切削参数或者购买的切削数据库, 在熟悉UG内部加工数据库文件结构的基础上, 按照UG内部加工数据库文件中的数据结构, 人工一一将数据添加到UG内部加工数据库文件中。文献[8]在此基础上提出了改进的方案, 其方案是通过程序将切削数据库中的信息按照一定的格式导出成一个文件, 然后利用文件的读写操作, 通过程序将文件中的数据批量写入到UG内部数据库文件中。这两个方案其思路是一致的, 文章称此方案为方案一。要充分发挥切削数据库的功能, 最为理想的方案是将切削数据库与UG数控编程系统实现无缝对接, 实现切削数据中参数直接应用到数控编程系统中, 文章称此方案为方案二。
本文在分析这两种方案的前提下, 提出了一种基于切削参数对接平台的切削数据库与数控编程系统的融合方法。
1 切削数据库与数控编程系统整体融合对接框架构建
本文的研究目的是实现数控编程过程中能快速的获取、使用最优化的切削参数, 上述两种方案的提出给文章的研究提供了思路。方案一通过丰富数控编程系统自身配置的加工数据库文件实现为数控编程过程提供参数的目的。该方案是一种较为通用的方案, 也是企业在实际生产过程中较为容易产生的方案, 能很好的起到为数控编程的过程提供参数的目的。实现起来较为简单、易行, 也没有技术难点, 只需要对UG内部的加工数据文件结构熟悉即可操作。但是采用该方案只是往UG内部加工数据文件中添加数据, 用户在编程过程中仍需从所添加的大量的数据中选出合适的参数应用到数控编程过程中, 未能很好的实现参数推荐的功能。
方案二中很好的解决了UG数控编程过程需要提供参数的问题, 实现外部切削参数库与UG数控系统的无缝连接, 能够充分发挥切削数据库的优势。但是受数控编程软件的开放程度的影响, 以及切削数据库的多样化, 目前想做到这一点较为困难, 实现起来不容易, 只能是一种理想方案。
通过分析可以看到两种方案都不能很理想的为数控编程的过程提供参数支持。但是在两种方案的基础上做一些变化, 构建如图1所示参数融合对接框架。
切削数据库与数控编程系统整体融合对接框架是在借鉴方案一和方案二, 充分考虑外部切削数据库优势, 分析数控编程系统内部结构的基础上提出来的, 该框架的目的是实现外部切削数据库系统数据与UG内部加工数据库数据的动态传递, 紧密融合。
通过该框架既要能快速获取外部切削数据库中最优化的参数, 又要能实现所获取的数据加入到数控编程系统中, 为数控编程过程所用, 实现提高数控编程质量和效率。框架构建的思路是在UG数控编程系统中利用UG的二次开发功能开发一个对接平台, 该平台要能动态的查询、获取切削数据库中的数据, 并将其经过对接平台后台处理后传递到UG内部加工数据库中, 进而应用到UG数控编程的过程中。同时数控编程过程中的数据经过对接平台的处理后也能够传递到外部切削数据库。
2 参数对接平台设计
要实现切削数据库与数控编程系统整体融合对接框架的设计意图, 关键是要设计好参数传递的中间环节——参数对接平台。
2.1 数控编程过程所需参数
UG数控编程过程指的是整个数控编程的过程中需要借助UG软件来完成的操作。数控编程过程设置的变量包括加工环境的设置、工件毛坯安装坐标系的选择、刀具的选用、加工方法的选择、加工操作的设置、刀轨验证以及NC程序单的生成。如图2所示为UG数控编程的过程以及数控编程过程中所需完成的操作和所需设置的加工参数。
从图2中编程过程所需参数的选择和确定过程来看, 可以将所需参数分成两类。一类是面向制造系统底层的制造资源, 它主要包括机床、刀具、夹具、量具、材料和切削液等。编程过程中这一类参数的设置是创建操作之前的准备阶段, 主要是通过加工零件的结构、材料、加工方式和编程人员经验等确定。另一类是切削用量, 是指切削时各运动参数的总称, 包括切削速度、进给量和背吃刀量 (切削深度) , 在编程过程中这一类参数是创建操作阶段所需的参数, 这一类参数的选择是根据之前制造资源的选择以及加工要求和编程人员经验综合确定。
2.2 参数对接平台方案设计
数控编程的过程中所需两类参数的选择和设置, 对编程人员的编程经验要求较高, 编程人员很难快速给出一个最优化的参数, 这大大的影响了数控编程的质量和效率。因此, 参数对接平台需要解决的问题是将切削数据库的强大的功能引入到数控编程的过程中, 使用户能借助该平台实现用户编程过程中快速的获得当前编程过程所需的最优化的切削参数。
通过前面的分析可以将整个对接平台涉及的参数分为两个部分, 一是制造资源模块, 是直接需要创建的参数, 如工件材料、刀具、机床和加工方法等;二是切削用量模块, 这一模块的参数确定需要综合考虑制造资源模块的选择。对接结构分为两部分, 一部分是直接给出制造资源参数供用户查询、选择和获取, 另一部分是用户通过条件的设定查找出符合要求的切削用量。
文章设计如图3所示方案, 系统的功能是让用户在数控编程的过程中能够借助该平台快速选择出合理的参数, 同时方便地应用到数控编程的过程中。具体的方案是通过对接平台获取对于当前数控编程过程合适的参数, 将所获得的参数动态传递到UG内部加工数据库文件中。
对应前面的加工参数分类, 参数的传递分为两种情况。对于制造资源类, 参数的传递过程是先通过对接平台用户获得所需的加工参数, 将参数传入到UG内部加工数据库中, 传入的过程中会在UG内部加工文件中临时创建一个自定义的参数实体类接收所需传递的参数信息, 在编程的过程中用户只需要选择该自定义的实体类即可快速的获取所传递的参数, 而当有新的数据传递时覆盖该临时类数据即可。例如创建刀具时用户通过对接平台选择所需刀具参数, 将该刀具参数信息传递到UG内部加工数据库文件中自定义的刀具类中 (该类是在参数传递过程中创建的) , 编程过程中创建刀具时用户只需选择该自定义类即可快速获得通过对接平台传递的刀具参数。而对于切削用量类, 参数数据的传递过程是用户通过对接平台上设定相关信息, 如工件信息, 刀具信息, 加工方式等获取到外部切削数据库中优化的切削用量数据, 将该数据传递到UG内部加工数据文件中, 传递的过程是将要传入的数据插入到UG内部切削用量数据库中数据的首行, 在编程的过程中只需要设定好对应的工件, 刀具, 加工方式信息就可自动获得所传递的切削用量数据。
3 参数映射模型构建
外部的切削数据库一般参数种类齐全、数据丰富、结构多样, 每一个实例其包含的属性也不一样, 而UG内部的加工数据库文件中的参数结构固定, 每一个参数所包含的属性也是确定的。如何将外部的切削数据库的不确定性映射到UG内部加工数据文件的确定性结构上, 实现UG内部加工数据库文件中临时参数实体类的构建和切削参数的高效准确传递, 这就是文章构建参数映射模型的意义所在。
U G内部加工数据库文件的结构如图4左所示, 文件中包含多种实体的参数:刀具、材料、加工方法、机床和进给速度等等, 这些实体参数之间并不是独立的。例如刀具实体的材料属性中记录的是刀具的材料, 但该属性表中并没有直接记录材料信息, 给出的只是材料实体中该材料的ID号。进给速度实体中进给速度则是对应刀具号, 工件材料号, 加工方法号, 机床号, 通过这些ID号最终确定进给速度。
要将外部的切削参数映射到UG内部加工文件中, 就要对UG内部的加工数据库文件和外部的切削数据库结构进行一个数据的协调, 而这种协调是通过对接平台实现的。具体的实现方式是在对接平台上构建新的切削参数实体, 形成对接平台参数与UG数控编程系统内部加工数据库文件的参数映射, 外部切削数据库系统与对接平台的切削参数映射。
考虑到数控编程系统内部的加工数据库其结构是固定的, 所以切削参数对接平台上参数实体及实体属性的构建是依据数控编程系统内部切削参数数据结构来构建的, 具体的构建形式有以下两种:1) 一对一:对于UG内部加工数据库中的独立的实体 (与其他实体没有关联的实体) , 在对接平台上构建与之对应的参数实体时, 遵循的是一对一的对应关系, 只需将其实体所对应的参数完全应用在新建实体中, 即可实现两者之间参数的传递。参数传递时临时实体类的构建只需构建一个与UG内部加工数据库中对应类一样数据结构的类即可, 为了应用方便可加上一些识别属性。2) 一对多:对于UG内部加工数据库文件中与其他实体相关联的实体, 在对接平台上构建与之对应的实体时, 遵循的是一对多的对应关系, 即对接平台上一个实体对应内部加工数据库文件中多个与主要实体相关的实体。目的是解决数据关联的问题, 避免编程系统内部多个数据库之间数据不相匹配的问题。如图4所示构建了UG内部的刀具实体与对接平台上的实体1的对应关系。其构建过程是这样的:列举出UG内部加工数据库文件中某一类型的刀具 (如端铣刀) 的所有单独的属性项 (如某一尺寸) 和涉及到其他实体的属性项 (如材料编号对应的材料数据库中的相关属性) , 在对接平台上构建一新的实体1包含该刀具的所有属性, 形成实体1与该刀具的对应关系。即对接平台上的实体1对应着UG内部加工数据库文件中的多个实体。采用该映射形式的参数传递时临时实体需构建多个与其对应的参数实体类。通过这两种形式就可以构建对接参数平台与数控编程系统内部参数的映射, 而不受外部切削数据库变化的影响。
对接平台上所构建参数实体其参数的获取是借助外部切削数据库实现的, 其实现形式主要有以下两种:1) 一对一:对接平台上一个实体对应外部的切削数据库中的一个实体, 主要是一些独立而完整的实体, 这种方式参数的获取只需通过数据库的查询操作即可实现。2) 一对多:对接平台上一个实体对应外部切削数据库中的多个实体对。如外部切削数据库中的刀具实体和刀柄实体对应着对接平台上的刀具实体。这种情况就需在通过查询所获取的参数中添加一些关联属性如刀柄实体编号等。这些实现形式有较好的兼容性, 当外部数据库变化时, 只需要更改查询条件即可, 能较好的满足企业的需求。
各种不同的映射形式的目的就是为了通过各种拆分和组合实现外部切削数据库中的数据能够与UG内部的切削数据库中的数据实现一个动态的流通与传递。
4 系统实现与验证
按照上述设计在UG软件上开发了切削参数对接平台。该平台能够为用户提供最佳的切削参数推荐, 并将其方便的应用到数控编程的过程中, 从而保证数控编程的质量和效率。本文是借助UG的二次开发功能利用visual C++6.0中的MFC模块和SQL SERVER2000开发了一个C/S三层结构应用系统。
图5中客户层是利用UG提供的二次开发功能在UG系统中设计用户菜单、使用界面等, 使用户能方便的浏览、选择、查询、修改数据库中的切削参数。中间层是对各数据的逻辑处理使外部的切削数据库能够与UG内部加工数据库相映射, 实现参数的处理和传输。数据层主要是数据的存储。
本文开发如图6所示切削参数库对接平台, 在该平台中左侧的树型结构显示的切削参数的种类, 是通过UG内部的加工数据库中实体构建的与之对应的实体, 主要包括制造资源和切削用量两部分。
通过左侧切削参数的选择会弹出切削参数查询界面, 用户可以通过设定工件信息、刀具信息和加工方式等信息从外部切削数据库中获得合适的切削用量参数, 将所获得的参数信息传递到UG内部加工数据库文件中, 插入到原有切削用量数据文件的首行, 在数控编程的过程中, 通过设置相应的工件、刀具和加工方式等信息就能快速方便的获取所需的切削用量信息, 实现借助外部切削数据库的功能来提高数控编程的质量和效率的目的。
5 结束语
文章针对数控编程的过程中需要设置的加工参数较多, 参数的选择对编程人员的经验要求较高, 很难快速给出一个合适的参数, 大大影响编程的质量和效率这一问题出发, 提出了一种基于切削参数对接平台的切削数据库与数控编程系统融合方法, 突出了在对接过程中用户的需求, 以用户的需求为导向, 开发了切削参数对接平台, 较好的实现了外部切削数据库与UG数控编程系统的融合, 提高了切削参数的使用效率和使用质量, 最终较好的为数控编程的过程服务, 提高了编程的质量和编程的效率。
参考文献
[1]张晓辉.基于切削过程物理模型的参数优化及其数据库实现[D].上海交通大学, 2009.
[2]Wang Y.C., Chen C.H., Lee B.Y., The predictive model of surface roughness and searching system indatabase for cutting tool grinding, Materials ScienceForum, 2009, 626:11-16.
[3]相克俊.混合推理高速切削数据库系统的研究与开发[D].山东大学, 2007.
[4]Xiang K.J, Liu Z.Q., Ai X., Development of high-speedcutting database system based on hybrid reasoning, KeyEngineering Materials, 2006, 12 (3) :420-427.
[5]蒋启梅.优化型切削参数数据库系统开发与应用[J].航空制造技术, 2010 (22) .
[6]袁朝阳, 臧小俊.UG加工数据库研究与应用[J].中国制造业信息化, 2007, 36 (3) .
[7]刘东杰, 刘静, 高莹.UG/CAM切削参数库的建立[A].机械电子学术论文集[C], 2005.
[8]李向阳.增强UG计算机辅助制造模块功能的研究[D].同济大学, 2008.
切削数据 篇2
1.普通切削与振动切削
在普通切削中,切削是靠刀具与工件的相对运动来完成的。切屑和已加工表面的形成过程,本质上是工件材料受到刀具的挤压,产生弹性变形和塑性变形,使切屑与母体分离的过程(见图1)。在这种刀具始终不离开切削的普通切削中,刀具的作用包括两个方面:一个是刀刃的作用;一个是形成刀刃的刀面的作用。由于刀刃与被切物接触处局部压力很大,从而
使被切物分离。刀面则在切削的同时撑挤被切物,促进这种分离。普通切削中,伴随着切屑的形成,由于切屑与刀具之间的挤压和摩擦作用,将不可避免地产生较大的切削力,较高的切削温度,使刀具磨损和产生切削振动等有害现象。
基于这种思想,在和有害的自激振动现象作斗争中产生了一种新的切削方法——振动切削。振动切削即是通过在切削刀具上施加某种有规律的、可控的振动,使切削速度、背吃刀量发生周期性的改变,从而得到特殊的切削效果的方法(见图2)。振动切削改变了工具和被加工材料之间的空间与时间存在条件,从而改变了加工(切削)机理,达到减小切削力、切削热,提高加工质量和效率的目的。振动切削按所加频率不同可分为高频振动和低频振动,低频振动仅仅从量上改变切屑的形成条件,主要用来解决断屑问题以及与此相关的一系列问题。而超声振动(高频振动)切削已经使切屑形成机理产生重大变化,可以提高被加工材料的可加工性,提高刀具寿命和工件加工质量。超声加工的工艺效果来自刀具和工件之间的分离运动,即它是一种脉冲式的断续切削过程。所以,作为精密加工和难加工材料加工中的一种新技术,它的切削效果已经得到世界各国的一致公认,认为它是传统加工技术的一个飞跃。
振动切削系统的流程是:超声波电源输出大功率的超声频的交流信号,由换能器将电能转换成同频率的机械振动,经过变幅杆进行振幅放大,从而带动刀具振动。其组成如图3所示。把振动系统固定在刀架上,刀杆的左端是刀片,右端是振动驱动中心,由换能器和变幅杆将纵向振动转换为弯曲刀杆的横向振动。
2.振动切削的特点及工艺效果分析
(1)振动切削的特点
振动切削可以使切削力大幅度降低,使摩擦热减小、刀具寿命提高和已加工表面粗糙度值减少,即有以下特点:
①在切削过程中,刀具前面不是始终与工件保持接触状态,而是处于有规律的接触、分离状态。
②有规律的脉冲冲击切削力取代了连续切削力。
③刀具(或工件)的有规律强迫振动取代了刀具和工件无规律的自激振动。
④切削力大部分来自刀具(或工件)的振动,刀具(或工件)的运动仅是为了满足工件加工几何形状而设置的。
(2)工艺效果分析
①瞬间切削力增大
根据连续弹性体动力分析理论,在普通切削中,切削力一直作用在工件上,使得周边的材料也参与抵抗变形,就使得切口处切削力降低。在振动切削中,材料的破坏过程与普通切削不同,它由每次冲击产生细微破坏而完成切削。在振动切削中,因振动提高了实际的瞬间切削速度,并以动态冲击力作用于工件,使得局部变形减少,作用力集中,瞬间切削力增大。从而获得较大的波前切应力,有利于金属的塑性脆化。减小塑性变形,利于切削。在超硬材料的加工方面,这一优点更为突出。
②零件表面质量的提高 由表面粗糙度值计算公式:
在振动切削中,由于不灵敏性振动切削机理的特性,Δf和Δαp都趋于零,故ΔRth也趋近于零,从而使已加工表面的表面粗糙度值接近几何表面粗糙度值，
③有利于冷却
刀具的高速振动对刀具的散热十分有利,同时由于刀具的前面周期性脱离工件,使得切削液更容易进入刀具和工件之间,也增加了系统的散热能力。振动切削中,刀具在振动源驱动下周期性接触、离开工件。刀屑分离时,切削液产生空化作用,切削液充分进入切削区。振动切削时刀具对工件的冲击作用,应力波的出现,有利于切削区裂纹的萌生和扩展。刀屑接触时,由于压力差出现,使得切削液渗透作用加强,充分发挥切削液的润滑和冷却作用。这些都大大降低了前刀面与切屑间及后刀面与已加工工件表面间的摩擦。
3.振动切削技术的应用
振动切削技术是在研究了切削加工本质的基础上所提出的一种精密加工方法,它弥补了普通切削加工的不足,但并不能完全取代普通切削加工,而有一定的适用范围,主要有以下几方面:
(1)难切削材料的加工
不锈钢、淬硬钢、高速钢、钛合金、高温合金、冷硬铸铁以及陶瓷、玻璃、石材等非金属材料由于力学、物理、化学等特性而难以加工,如采用超声振切削则可化难为易。例如用硬质合金刀具振动车削淬硬钢(35～45HRC)外圆、端面、螺纹与镗孔时,不但提高了平行度、垂直度与同心度,而且可达到“镜面”的表面粗糙度,也可用金刚石刀具进行振动精密加工。又如钛历来只能以磨削和研磨作为精加工,现用硬质合金刀具振动车削时,其端面上的最大表面粗糙度值可达Ra=2～3μm,最佳时可达Ra=0.5μm。此外,用普通切削加工石墨与氧化铝等材料时得不到平整的加工表面,只有采用超声振动才能产生微粒式的切削分离并得到整齐的加工表面。国外用超声振动能顺利地切削富铝红柱石,如果将超声波能源切断,工件会马上损坏,根本无法加工。
(2)难加工零件的切削加工
如易弯曲变形的细长轴类零件,小径深孔、薄壁零件,薄盘类零件与小径精密螺纹以及形状复杂、加工精度与表面质量要求又较高的零件,用普通切削与磨削加工很困难,用振动切削,既可提高加工质量,又可提高生产效率,例如用硬质合金车刀超声振动精车细长的退火调质铝棒(Φ7.2mm,长220mm)的外圆,振动频率为F=21.5kHz,振幅为A=15μm,f=0.05mm/r,ap=0.01mm,用全损耗系统用油作为切削液,加工后可获得工件直径精度为4μm,最大表面粗糙度值Ra=1μm。又如超声振动精镗有特殊钢制成的薄壁圆筒(工件长70mm,孔径15mm,壁厚1mm),在镗过的50mm长度上可测出内孔精度为4μm,最大表面粗糙度值Ra=3μm。
(3)高精度、高表面质量工件的切削加工
与普通切削相比,振动切削时切屑变形与切削力小,切削温度低,加工表面上不产生积屑瘤、鳞刺与表面微裂纹,再加上表面硬化程度较大,表面产生残余压应力小,切削过程稳定,容易加工出高精度与高表面质量的工件。例如前述的超声振动车削软铝制成的细长轴(长200mm,7mm)时可得到圆度2μm、圆柱度3μm/170mm的加工精度。超声车削Φ5mm的电动机整流器铜线时,可得到Ra=0.05μm的镜面,用其他加工方法是不可能达到的。
(4)排屑、断屑比较困难的切削加工
钻孔、铰孔、攻螺纹、剖断、锯切、拉削等切削加工时,切屑往往处于半封闭或封闭状态,因而常不得不由于排屑断屑困难而降低切削用量,这时如果用振动切削则可比较顺利地解决排屑断屑,保证加工质量与提高生产效率。
4.结语
切削数据 篇3
硬质合金与结构钢的焊接, 不能用于高精度 (要求同轴度0.02以内) 回转类刃具的刀杆与刀刃部分对接使用, 通过此论文说明一下高精度回转类刃具的刀杆与刀刃的钎焊工艺过程及后期试验结果。
2 硬质合金与结构钢的钎焊
下面分几个方面调研硬质合金与结构钢对接:
2.1 硬质合金的焊接特点:
硬质合金主要用于制造刀具、量具等双金属结构。这类工件在工作时受到相当大的应力作用, 特别是压缩弯曲、冲击和交变载荷, 要求接头强度高、质量可靠。硬质合金有高硬度和耐磨性好的特点, 但是存在脆性高、韧性差等缺点。
2.2 基体材料的选择和槽型设计
2.2.1 基体材料的选择:
硬质合金通常与基体材料连接在一起使用, 基体材料的选择主要考虑硬质合金使用时所受载荷的大小。
2.2.2 槽型设计:
钢与硬质合金刀具钎焊质量的好坏还决定于刀槽形状的设计是否合理。硬质合金槽型的设计是否合理。硬质合金槽形设计原则如下:
1) 尽量减少钎焊面;2) 焊接前采用凸台、凹槽等部位定位;3) 设计槽型时应考虑在钎焊过程中便于排渣;4) 钎焊后刀头部分不应黏附过多的焊料。
2.3 硬质合金与钢的钎焊
2.3.1 钎焊方法:
本次试验选择了氧气-乙炔火焰钎焊、高频感应钎焊两种焊接方式进行刀具的焊接, 并设计专用夹具完成焊接过程, 以达到设计需求。
2.3.2 硬质合金钎料与钎剂
1) 钎料的选择: (1) 钎料有流动性与渗透性; (2) 钎料常温下有足够硬度; (3) 钎料熔点要低, 但钎料的熔点要高于焊缝的工作温度300℃, 保证正常切削。本次选用钎料为H62、银焊条。2) 钎剂的选择:钎剂的作用是使刀杆和钎焊表面的氧化物还原, 有好的流动性和较低的黏度。
2.3.3 硬质合金与钢的钎焊工艺:
1) 焊前准备: (1) 焊前检查硬质合金裂纹、弯曲等缺陷; (2) 对硬质合金喷砂处理去除钎焊表面氧化层和黑色字母, 防止脱焊;2) 钎焊过程: (1) 焊接硬质合金工具时均匀加热刀杆和刀头保证焊接质量; (2) 钎焊后冷却硬质合金片表面产生瞬时拉应力。采用低温回火处理能消除部分钎焊应力, 减小裂纹; (3) 焊后清理:要对焊好的硬质合金工件进行焊后清理。3) 钎焊的质量检验:焊缝检测方法: (1) 刀具经喷砂处理后, 用煤油清洗, 用肉眼和放大镜观察。有裂纹时有明显黑线; (2) 用65%煤油、30%的变压器油及5%的松节油调成溶液, 加入少量苏丹红, 将检查的刃具放入该溶液中浸泡10-15min, 取出用清水洗净, 涂上高岭土, 烘干后检查表面, 如果有裂纹, 溶液的颜色将在白土显示出来, 肉眼可查。
3 硬质合金与结构钢钎焊刀具切削试验及数据分析
3.1 本次试验中制造的3把刀具的试验方法及试验数据进行介绍:
No.1刀杆材料40Grφ10;刀头材料X30φ9.8;焊料铜H62;焊缝扭曲大焊缝分布不均匀。
No.2刀杆材料40Grφ10;刀头材料X30φ9.8;焊料银焊条;焊缝扭曲小焊缝分布不均匀。
No.3刀杆材料40Grφ10;刀头材料X30φ9.8;焊料银焊条;焊缝无扭曲焊缝分布均匀。
3.2 刀具试验情况
No.1试验设备X52K;加工材料T8A;转速950转/分;切深8mm;加工1件后刀具断裂。
No.2试验设备X52K;加工材料T8A;转速950转/分;切深8mm;加工3件后刀具断裂。
No.3试验设备X52K;加工材料T8A;转速950转/分;切深4mm;加工1件后刀具正常。
No.3试验设备VH1100;加工材料Cr WMn;转速4200转/分;切深0.3mm;加工1件后刀具正常。
通过以上刀具试验数据的表现及断口部位的观察有如下发现:
3.2.1 铜焊刀具由于焊料熔点较高, 焊接质量差, 焊后焊缝扭曲较大、焊缝分布不均匀, 刀具破坏后焊接部位有较多的气泡, 大部分部位虚焊, 侵润不足, 焊料层较厚。加工过程中刀具在沿径向进刀过程中刀具受较大的径向力断裂。
3.2.2 银焊刀具由于焊料熔点较低, 焊接质量较好, 焊后焊缝扭曲一般、焊缝分布不均匀, 刀具破坏后焊接部位有两侧部位虚焊, 侵润不足, 焊料层厚。加工过程中刀具在沿径向进刀过程中刀具受较大的径向力断裂。
3.2.3 银焊刀具由于焊料熔点较低, 焊接质量较好, 焊后焊缝无扭曲、焊缝分布均匀。加工过程中刀具在沿径向进刀过程中刀具受较大的径向力没有断裂, 后又在数控铣上试验, 试验中按0.2mm、0.3mm分别进行加工, 加工中刀具尾柄刚性较差, 加工表面端刃部位刀花较深, 侧刃部位较为光滑。
3.3 试验数据分析:
通过上述试验数据的整理, 从中看出虽然可以焊接刀具毛料并能够制造成刀具, 我们的焊接工艺不成熟导致焊后焊缝扭曲较大、焊缝分布不均匀、虚焊, 侵润不足等焊接质量不稳定的现象。在焊接刀具的使用中也有较大的问题, 在普通铣X52K上使用时, 转速较慢、切深较大, 导致刀具径向受力很大, 而刀具焊口位置受径向力影响较大, 所以证明如果结合处焊接面积较小的情况下, 这类焊接刀具不适合在普通铣上应用。在数控铣上应用效果相对较好, 由于刀具受轴向力较大而径向力较小的情况下刀具刀杆刚性不足的情况就明显的反应出来, 在刀具端刃成面的质量受刀杆震动的影响表现为震纹较深, 侧刃情况好些, 但也有震纹的存在。
结语
通过此项目达到硬质合金与结构钢钎焊刀杆的现场应用, 能够更好利用现有设备、人员完成此项目所要求工艺过程。
参考文献
[1]朱警雷, 黄继华, 张华, 赵兴科.硬质合金与钢异种金属焊接的研究进展[J].焊接, 2008 (02) .
[2]吕鹏, 刘庆梅.刃具硬质合金与结构钢钎焊工艺研究中国新技术新产品, 2012, 19.
金属切削设备操作规程 篇4
金属切削设备操作规程主题内容与适用范围
本标准规定了机械加工工人操作金属切削设备的一般守则及操作要求。
本标准适用于本公司机械加工工人操作机械设备时遵照执行。机械加工工人操作机械设备的一般守则。
2.1 必须了解所用机械设备的构造、性能及维护保养方法。
2.2 必须持证上岗。
2.3 开动设备前进行巡回检查和润滑。
2.4 开始启动时须打慢车3-5分钟（冬季5-10分钟）确认无误时，方可提高速度，发现异常情况，应立即采取必要措施。
2.5 设备运转时，严禁擅自离岗位，必须离开时，要停车，禁止与他人闲谈或戏闹。
2.6 变换速度或走刀量时，需先退刀，停车后再扳动手柄。
2.7 导轨面和工作台严禁摆放物件。
2.8 保护好防护罩、档板、限位开关等安全装置，不得随意拆除或敲打。
2.9 操作者应穿紧身工作服，女同志要戴工作帽。高速作业在砂轮机上磨刀时需戴防护镜，必要时应加挡板。
2.10 要经常保持设备及周围环境卫生，物件摆放要规格化。
2.11 不许隔着运转物递东西。
2.12 除上、下工件外，操作机床时严禁戴手套。
2.13 交接班时，双方必须严格遵守交接班制度。普通车床操作规程
3.1 床头箱手柄只许在停车时搬动。
3.2 进给箱手柄只许在低速或停车时搬动。
3.3 装卸工件或者离开机床时必须停止电机转动。
3.4 夹持偏重工件时，要加平衡铁，防止震动。
3.5 校正工件时，不能用力过猛，以免损坏主轴和轴承。
3.6 切削作业时，中途停车先退刀，以免操损伤工件或刀具。
3.7 做下列工作时，必须将刀架移至安全位置。
3.7.1 校正工件
3.7.2 用锉刀或砂布抛光工件。
3.7.3 换卡盘或校对工件尺寸。
3.7.4 转动小刀架或换刀待等。
3.8 车长工件时，应合理使用跟刀架或中心架，使用尾座顶尖时套筒伸出长度一般不能超过套筒的三分之一。
3.9 换卡盘或加工较重工件时，事先在床面上放置垫板，防止碰伤床面。
3.10 严禁用脚踏手柄，猛打反车或猛刹车。
3.11 刹车时，不得用手制动卡盘或工件。铣床（立铣、万能铣床）操作规程
4.1 工作前，工件、刀具、分度头、顶尖应紧固。
4.2 使用分度头时，应先将分度量和各部手柄及螺丝调整好，摇动分度手柄时，不得有负荷不匀现象。
4.3 移动工作台时，注意刀与工件不得相碰。
4.4 拆除立铣刀时，台面需垫木板，禁止用手去托刀盘。
4.5 对刀时，当刀具接近工件时，需用手摇进刀，不准快速进刀。
4.6 快速进刀时，注意手柄伤人。
4.7 铣刀杆和支架配合要好，防止刀杆弯曲变形。
4.8 停车后方能进行调整，测量工件。牛头刨床操作规程
5.1 工件夹装要牢固，增加虎钳夹固力应用接长套筒，不准用铁榔头敲打扳手。
5.2 刨刀要装牢，工作台上不得放置工具。
5.3 记事牛头冲程在使刀具不接触工件，用手摇动或点动，全行程检验有无障碍。
5.4 机床调整好后，随时将摇手柄取下。
5.5 在刨削过程中，头、手不要伸到滑枕前检查工件，测量必须停车。
5.6 所有摩擦面必须经常保持清洁并加润滑油，以防拉伤机床。钻床
6.1 工作前必须检查主轴是否窜动，松旷和弯曲。
6.2 钻不规则的孔和小、薄工件的孔时，必须用螺丝和平口钳压牢固，方可施工。
6.3 钻直径3mm以下的孔和超过钻床负荷的大孔一律禁止自动走刀。
6.4 钻孔时，必须有充足的冷却液。
6.5 钻孔时，必须将工件放稳，找准中心钻孔，钻偏时不准用钻头借正，以免损坏机床。7平面磨床操作规程
7.1 非磁性工件磨削时，应采用机械紧固，磁性材料磨削时，应使每个工件尽可能盖信
几个抗磁圈，在任何情况下不得下于一个。
7.2开动机床前，快速进给手柄应在后退位置，砂轮离工作台距离不少于快速进给量。其余操纵手柄及进给手柄必须在停止位置行程挡铁必须调整好，紧固好。
7.3 砂轮接近工件或砂轮修正器时，进给应平稳、缓慢，以确保安全。
7.4 磨削精度较高的工件时，磨头应与台面保持垂直，粗磨时应调整砂轮主轴，轴心位置，使整个磨削过程中砂轮用前端工作。
7.5 工作台面发现有较大凹痕，必须进行修磨，磨削工作台面时应采用硅酸盐软砂轮，并喷射大量冷却液，台面先用最低转速磨削不得厚于0.03-0.05mm。
7.6 在停止工作前，须先关冷却液，使磨头空转一段时间，以驱潮气。
7.7 离开机床要切断电源，各手柄、手轮、按钮均应在停止位置。
7.8 结束作业要擦干净冷却液后污垢，保持机床各部清洁，并涂油保养不致锈蚀，同时将磨头升到最高位置，以防电机受潮。
7.9 机床长期使用，启动前要检查电机绝缘情况。滚齿机操作规程
8.1 操作者应根据加工情况，调整行程位置，选配挂轮进刀量等，不得负荷运转。
8.2 工作台对主轴套、轴、凸轮、导轨的压板、镶条要经常检查，注油，以免使之过热，拉杆，螺帽要紧固可靠。
8.3 工作中应注意检查进刀丝杆，进刀凸轮，限位开关的灵敏可靠性。
8.4 工作时，必须注意力集中，不可擅离职守。
8.5 随时注意机床运转情况，发现有不正常现象应立即停车，通知有关人员检查，不得隐瞒，更不得私自处理事故。铣刀刃磨床操作规程
9.1 熟悉机床结构及性能，并能熟练地对各有关部位进行调整。
9.2 工作前检查各撞块位置是否正确，行程开关是否灵活，液压油、润滑油是否足够，做到定期加油与换油，并保持油的清洁。
9.3 启动油泵，将工作部分的压力和润滑部分的压力分别调至10-16kg/cm，1.5-2kg/cm 检查砂轮的摇摆运动，引进分度退出等动作是否正常，各油路是否畅通。
9.4 工作前应先开空车2-3分钟，待一切正常后，方可工作。
9.5 工作时如发现不正常现象，应立即停车，配合维修工检查修理，不能带隐患工作，发生任何事故后，应保持现场，如实逐级上报，离开机床应先停车。
9.6 操作工必须紧衣扎袖，不准戴手套，穿拖鞋，打赤脚，赤膊，工作时不能站在砂轮可能飞溅的方向。
9.7 拆卸刀盘时，不得撞击刀尖，放置要平稳。
9.8 班后，应首先切断电源，然后清洗机床外露工作面，应涂油防锈。万能工具磨床操作规程
10.1 熟悉机床结构、性能、功用，并能对各有关部分进行调整。
10.2 开车前，检查砂轮传动，工作台精手送、粗手送、磨头垂直，水平进给，传动等机构是否灵活可靠。
10.3 各润滑部位，每班前加油一次，磨头箱轴承用无锡炼油厂生产的精密二号润滑脂半年加润滑脂一次。
10.4 装换砂轮时，不应采用手锤敲击，以免损坏砂轮精度，开车时，需让砂轮空转一至二分钟，工作时，人不能站在砂轮的离心力方向。
10.5 工作时，如发现不正常的现象，应立即停车，配合维修工检查修理，不能带隐患工作，发生事故后，应先停车，并保持现场，如实逐级上报。
10.6 工作台面不得摆放工具，工件等杂物，不得锤击工作表面和虎钳钳口。
10.7 班后，应坚持除屑，擦洗机床外露工作表，应涂防锈油，工件附件摆放整齐，做好交接班手续。内圆磨床操作规程
11.1 操作者必须熟悉本机床的性能、结构与传动系统，凭证操作设备。
11.2 开机前按机床要求做好各部位的润滑工作。空运转3-5分钟，看设备运转是否正常。11.3 检查砂轮是否有裂纹或残缺，发现异常及时更换。
11.4 检查各手柄是否在正常位置，移动位置是否准确，各连锁安全装置是否良好。11.5 磨削工件的中心线与主轴中心线必须平行，偏差不得超过规定值。
11.6 严禁在机床上校正工件，更不可敲打。
11.7 机床附件必须完好，不允许挪用。
11.8 设备发生故障立即停机，通知机电维修人员检修，发生事故立即停机，报各有关部门处理。
11.9 下班应清扫设备，关闭电源，并做好交接班工作。外圆磨床操作规程
12.1 操作人员在使用本机床前必须了解机床结构性能和操作调整要领。
12.2 在启动机床前要检查各电气开关，操作手柄是否处于零位，紧固螺钉、防护罩是否松动、完好。
12.3 启动机床液压后注意电机旋转方向，并检查其工作压力是否正常，各液压动作是否动作正常。机床空转10分钟后才能正常工作。
12.4 操作人员应遵照说明书对砂轮主轴油、床身油池、液压油、冷却液、过滤器进行更换、清洗。
12.5 机床停车前应关掉冷却液，让砂轮空转一段时间后方可停止砂轮电机。12.6 机床在工作时间出现异常情况应立即停车报告维修人员。
12.7下班前一定要将机床擦试干净，并涂上防锈油。最后关闭电源。
13数控车床操作规程
13.1 操作人员开始工作前要参阅机床说明书，熟悉各手柄的作用及使用方法。13.2 开机前要检查油箱，油位是否在油标刻度之上，确保液压系统供油畅通。
13.3 启动机床后注意电机、卡盘旋转方向是否与规定一致，油压是否正常，不得超压使用，特别注意要空运行3-5分钟后方可进行工作。
13.4 在按产品编程时，注意不要超程，注意刀架与卡盘位置，不要矛盾，特别注意刀架转位，应将刀架退到上部与尾部，防止撞刀，发生损坏。
13.5 操作人员应按说明书定期对导轨进行润滑。
13.6 在使用过程中，如机床发生异常情况，应及时报告维修人员，保护现场，不得隐瞒或带着隐患强行工作。
切削数据 篇5
1 高速切削技术介绍
高速切削技术是建立在高速主轴与快速进给系统, 高性能控制技术, 高性刀具材质及刀具制造系, 高速切削机理等制造技术制造技术全面发展的基础上综合而成的, 高速切削技术在切削原理上是对常规切削的重大突破, 在切削加工工艺安排、切削用量选择及刀具应用等方面有较大的特殊性, 普通切削工艺及传统刀具不能满足高速切削技术要求。它需要刀具材料性能显著改善, 以及新型刀具材料和涂层工艺的开发和推广应用, 性能更耐磨、更可靠, 价格相对低廉的刀具材料成为发展高速切削的可靠保证。该技术也要求数控机床的主机结构和数控系统具备了更高的刚性、更快的运动速度和精度。
2 硬态切削技术应用研究
硬态切削是高速切削技术的一个应用领域, 它是指用车床使用单刃或多刃刀具来加工淬硬材料 (54-63HRC) 零件的一种加工方法。, 这种加工通常是作为最终加工或精加工, 它比传统的磨削加工有效率高、柔性好、工艺简单、投资少等优点, 已在一些应用领域产生较好的效果。在汽车业, 用CBN刀具加工20Cr Mo5淬硬齿轮 (60H RC) 内孔, 代替磨削, 表面粗糙度可达0.22μm, 已成为国内外汽车行业推广的新工艺。
淬硬钢是一类较难加工的材料, 它通常指淬火后具有马氏体组织, 硬度高, 强度也高, 几乎没有塑性的工件材料。其硬度可高达50-65HRC, 主要包括普通淬火钢、淬火态模具钢、轴承钢、轧辊钢及高速钢等。由于其典型的耐磨结构, 淬硬钢被广泛用于制造各种要求高硬度和高耐磨性的基础零部件, 淬硬钢工件的表面也比较光亮, 能达到磨削加工的效果。随着超硬刀具材料——陶瓷和PCBN性能的提高和价格的调整, 解决了淬硬零件传统制造工艺与快速发展的市场需求之间的矛盾, 使得更经济地切削加工淬硬钢成为可能。在德国等发达国家的汽车工业中, 多种轴类、套类零件大多采用硬车工艺代替磨削, 收到了良好效果, 因此在发达国家硬车技术已率先被普遍应用。
硬车技术是硬态切削技术的典型应用, 和普通车削相比在相同条件下, 硬车的切削力会增加70%以上, 切削所需功率也相应增加。硬车出现较大的切削力, 这就要求机床本身具备较高的刚性。切削用量选择是否合理, 对切削影响很大, 工件材料硬度越高, 其切削速度应越小。硬车过程中精加工合适的切削速度为70-150 m/min, 常用范围为125 m/min。当采用大切深或断续切削时, 切速应保持在60~120 m/min, 通常切深为0.1~0.25 mm;当加工表面粗糙度要求高时, 可选小的切削深度, 进给量通常选择0.04~0.14 mm/r, 具体根据表面粗糙度数值和生产率要求而定。
3 硬态车削技术优势分析
在硬态切削加工技术的采用与推广过程中, 与磨削技术相比具有良好加工柔性、经济性和环保性能。以硬态车削为例, 在加工淬硬钢精磨工序中采用硬态车削替代磨削, 分析比较其中优势。
(1) 避免工件灼伤, 磨削时的瞬时高温使工件表层局部组织发生变化, 并在工件表面的某些部分出现氧化变色的现象。磨削烧伤会降低材料的耐磨性、耐腐蚀性和疲劳强度, 烧伤严重时还会出现裂纹。零件的磨削会对工件造成回火烧伤与淬火烧伤。而硬切加工时, 大量的热会被铁屑带走, 不会对工件造成烧伤和裂纹。另外硬切一次装夹, 可同时加工多个部分, 如外圆, 端面, 内孔等, 避免了多次装夹造成的累计误差, 所以它的同轴度, 垂直度的位置精度就很高。
(2) 加工表面质量较高, 局部的高温可以软化切削层, 便于切削。刀具硬度高, 能起到挤压的效果。一般车床的加工精度极限是Ra1.6, 而硬车可以达到0.7~0.8, 甚至更好, 也就实现了以车代磨的功能。
(3) 低成本, 较低的加工费用, 因为车床加工相对于钻床、镗床、铣床、磨床来说是最经济的。高效率, 车削装夹快速, 一次装夹可以完成多个表面的加工, 加工时间可缩短70%~80%, 因此硬车的加工效率为磨削的3~5倍, 而且CNC车床辅助时间短, 一般硬车的综合效率为磨削的3~5倍。CNC车床投资通常是磨床成本的一半以内, 设备成本低、适合柔性生产, 更好地适应柔性化生产要求。
(4) 降低维护费用, 节能环保, CN C车床和磨床相比占据更少的空间, 在CNC车床上, 磨损的CBN刀片可快速更换;硬车削里不需要冷却液, 污染排放量大大减小。
4 结语
硬态切削是高速切削技术的主要发展方向之一, 随着CNC技术, 新材料等基础技术的发展, 使得硬态切削成为当前关注的新型加工工艺, 它已经引起制造业界和科研机构的高度重视和极大兴趣。但是我们也应客观的对其进行分析, 认识到该技术自身也存在着一些有待深入研究的问题, 如高硬材料的切削机理研究, 建立高速切削的数据库, 开发适用于高速加工状态的监控技术等, 除了加强研究以外, 还应积极推广, 使这种高效率, 绿色的加工工艺更好的应用于生产实际。随着加工技术的不断发展, 硬态切削技术将会发展的加成熟, 并被广泛应用。
摘要：高速切削工艺以高效、精密和柔性为基本特征, 被视为现代制造技术领域的一个里程碑。本文介绍了高速切削的发展情况并通过研究其中硬态切削技术的应用从而分析高速切削具备一系列显著优势, 使制造业整体切削加工效率有显著的提高。
关键词：高速切削,硬切削,加工工艺,硬车技术
参考文献
[1]艾兴.高速切削加工技术[M].国防工业出版社, 2003, 10.
[2]陈日曙.金属切削原理[M].北京:机械工业出版社, 2002.
切削数据 篇6
随着工业技术的发展, 许多新型材料诞生, 与传统材料不同, 新型材料往往具有更优秀的物理性质。为了适应日益发展的工业技术和工业发展以及为了满足客户越来越多的要求, 对许多工业产品的硬度有了一定的要求。随着产品硬度的提高, 传统切削液的切削效率已经无法保证切削工作的顺利完成, 又因为切削液是机械加工行业中极其重要的配套材料, 因此我们必须就如何改良切削液使用现状及如何正确选用和维护切削液进行深入地研究, 以求提高切削液的工作效率以及相关机器的使用寿命[1]。
1 对切削液主要概念的介绍
1.1 切削液的主要概念
切削液是一种用在金属切削、磨加工过程中, 用来冷却和润滑刀具及加工部件的工业用具。切削液一般由许多种超强功能助剂通过一步步的科学复合方法配成, 目前, 切削液是工业生产中必不可少的配套材料, 切削液的质量直接影响到工业生产的顺利与否。
1.2 切削液的主要作用
在工业材料的生产工作中, 切削液的作用众多, 主要作用包括对金属材料及相关部件的冷却、润滑、除垢、除锈以及防腐。切削液的诞生解决了传统皂基乳化液防锈效果差、难以稀释所带来了种种不便。切削液的各项功能均优于皂化油, 同时切削液无毒, 无害, 无刺激性气味, 对设备、人体、环境都不会造成损害。
1.3 切削液的主要分类
1.3.1 水基切削液
水基切削液分为水溶液、乳化液和化学合成切削液三种。三种水基切削液最大的不同在于主要成分的不同, 这就导致了两种切削液性能的不同。水溶液主要由水构成, 在水溶液中加入一定量的防锈剂和油性添加剂, 可以起到一定的防锈润滑作用, 水溶液的导热性能较好, 因此工业生产中常在磨削工作中运用水溶液。乳化液与水溶液有所不同, 乳化液主要由乳化液构成, 在乳化液中加入矿物油和防锈剂就可以起到一定的清洗冷却作用, 同时也可以用于防锈和润滑;同样, 在乳化液中只加入大量的防锈剂, 就可以用于气候潮湿地区的防锈工作[2];此外, 在乳化液中加入含硫等元素的极压添加剂就可以借助切削产生的高温和高压形成一层密集的金属保护膜, 起到一定的润滑和防腐作用。乳化液比水化液应用更加广泛, 原因在于, 乳化液可以有效避免各种防腐剂和油性剂所带来的爆炸、起火危险, 可以大量用于热度较高的切削工作车间, 同时乳化液的成本更小, 价格更便宜, 可以广泛应用于工业生产的各个环节上。除了乳化液和水溶液, 化学合成切削液是一种由水及各种添加剂所构成的多功能切削液, 可以有效运用于工业生产中的冷却和清洗, 适用于高速切削工作。化学合成的切削液具有良好的可见性, 可以适用于数控机床等现代新型加工设备的工作中, 但是, 化学合成切削液缺乏一定的润滑和防锈作用, 这就导致了化学合成切削液适用范围并不如水溶液和乳化液。
1.3.2 油或油基切削液
油或油基切削液在工业生产中的应用并不广泛。其主要成分是矿物油, 包括脂肪油切削液、极压切削液和符合切削液三种, 与水基切削液类似, 油或油基切削液的三种切削液根据成分的不同也具备不同的性能和不同的实际应用。脂肪油切削液主要由矿物油和脂肪油构成, 该种切削液润滑性能优秀, 适用于精密零件的加工与制作;极压切削液由矿物油和极压添加剂构成, 可以用于高温场合的切削工作;复合切削液由多种添加剂构成, 既能适用于高温环境又能适用于润滑工作。
2 切削液的选用原则
2.1 根据切削工作的要求进行切削液选择
一般来说, 切削工作包括粗加工、精加工两种, 同时根据加工方式, 又可以分为孔加工、深孔加工和磨削三种。不同的工艺加工特点对切削工作的要求也有所不同, 对于切削液种类的选用也有所不同, 例如在粗加工时应以部件的冷却为工作重点, 因此应选用水溶液或低浓度乳化液以保证冷却工作的正常进行, 同样, 在进行磨削时, 会产生大量的碎屑, 因此需要具有优质清洗作用的切削液[3]。总之, 切削液的选用与具体的生产工作要求相关, 切削工作人员应提前对切削工作进行分析, 选用正确的切削液, 方能保证切削工作和工业生产的顺利完成。
2.2 根据加工材料的性质进行切削液选择
加工材料的各种性质都影响到切削工作的进行, 一般来说, 切削硬度一般的普通钢材可以选用乳化液, 而切削不锈钢等高强度金属时就应该选用包含极压添加剂的切削液, 一方面可以提高切削液的活性, 另一方面也可以增加一定的润滑性, 促使切削工作的完成[4]。此外, 在切削硬度较低的材料时应采用不含极压添加剂的切削液, 以防止高压所带来的材料损害。除了根据材料硬度选用切削液外, 还应根据生产工作的实际温度和材料的具体成分进行切削液的选择, 以防止因切削液选择不当而造成的材料浪费和设备损害。
2.3 根据刀具材料的种类进行切削液选择
不同材料的刀具对切削液的选择也会有影响, 具体来说, 一方面不同材料的刀具会适用于不同的切削工作, 不同的切削工作就需要选择不同的切削方式;另一方面, 如果选用不正确或不合适的切削刀具进行切削工作, 势必降低切削液应有的工作效率。
3 切削液的维护原则
3.1 确保切削液管道通畅
应尽量保障切削液管道的顺畅, 防止因杂油、杂物等其他材料所造成的切削液管道堵塞现象以及对切削液质量的影响[5]。
3.2 防止切削液细菌滋生
切削液在合适的环境中极易滋生各种细菌, 这些细菌会严重降低切削液的实际工作效率。因此必须定期向切削液中投入定量杀菌剂, 以防止细菌的滋生。
3.3 控制切削液的浓度
应随时对切削液的浓度进行检查和调整, 保证切削液的稳定性。同时应及时对切削液进行净化, 防止发霉变臭现象的发生。
4 结语
从工业革命起至今, 工业技术已经发生翻天覆地的进步。近年来, 随着科学技术以及新型机械加工设备的进步与发展, 许多新材质新材料逐渐被研发出来。许多新型材料具有一定的强度, 传统的切削液无法顺利对其进行切削工作。为了满足工业领域对产品零件加工质量的需求以及新材料的切削工作要求, 就必须选择更加合适的切削液进行切削工作。合理的切削液可以最大程度上提高工件的质量和机床的使用寿命, 可以有效提高切削工作的效率。
摘要：选用正确的切削液进行切削工作, 同时加强切削液的维护工作, 对减少成本支出, 提高企业经济效益有着重要作用。就切削液的种类、特点及实际应用进行分析, 并探索出选用切削液的原则和切削液的具体维护方法。
关键词：金属切削,切削液,种类,特征,选用,维护
参考文献
[1]姜吉行, 张文科.切削液系统的统筹维护[J].金属加工 (冷加工) , 2015 (5) :32-34;36.
[2]徐增梅, 张立君, 张树军.切削液的选购、配制与维护[J].金属加工 (冷加工) , 2015 (8) :74-75.
[3]顾永其.切削液的选择、维护及应用案例[J].石油商技, 2010 (1) :40-42.
[4]高虹静.浅论金属切削加工切削液[J].物流工程与管理, 2009 (12) :124-126.
切削数据 篇7
1 机械加工中的切削加工分析
1.1 切削加工在机械加工生产中的重要作用
在机器制造程序中, 开展机器制造的零件商品, 大都是生产行业制造中关键制造的配件。一般来讲, 开展机器零配件的制作程序中, 针对机器零配件的制作技术方式, 大多是铸造与锻造, 亦或是焊接, 这些机器制造技术方式关键是在机器零配件商品的半成品制作。伴随着机器制造技术措施的持续提升, 在开展机器商品的制造程序中, 制造手段也随之前进, 例如, 精铸造与精锻造制造技术等, 都能够采用来开展机器零配件商品毛坯的制作使用中。除此之外, 在机器制作制造中, 迅速原型生产技术, 也是开展机器零配件模子生产中经常使用的技术方式, 一般来讲, 经常和别的机器生产制作措施一起使用, 在机器商品的制作制造中使用。在开展机器商品的生产制作中, 除了会运用到经常见的切削以及磨削技术, 还能够运用到激光束、电化学、电子束等机器生产技术, 在这些机器制造技术中, 切削技术是机器生产制作中最经常使用到的同时也是最基本的制作措施之一。所以, 切削制作在机器生产制作中很普通、常见, 同时针对机器制造也有着关键的影响。
1.2 机械切削加工与切削应用刀具的分析
在使用切削制造措施开展机器商品的生产制作程序中, 刀具的运用对制造的技术水准与切削品质有着十分重要的意义。一般来讲, 切削生产中切削运用的刀具功能以及品质状况, 对切削生产的速度以及切削生产品质有着关键的作用以及意义, 进而对机器生产制作的速度以及品质也有着影响。在机器制造中切削制造就是经过实用切削刀具把制作的配件中不需要的物料金属切削掉, 以便取得想要的金属商品大小以及样式、外观品质等一种生产制作方式。在开展机器切削生产中, 关键就是使用切削刀具的切削位置和开展切削生产金属配件的切削外层产生功效, 来完成切削制作制造的程序, 这种功效就是刀具具有的切削功效与切削生产配件的反切削功效, 两种功效下开展金属配件的机器切削制作制造, 也是机器切削制作中的关键程序, 通过这些就能够得知刀具在切削制作制造中的关键位置。伴随着机器生产制造业的持续前进, 在开展机器制作制造的程序中, 不光对刀具的生产制作品质关注程度日益提升, 并且伴随着工件生产制作措施的持续提升, 刀具制造品质也在慢慢的改善。在开展切削生产程序中, 珍贵切削使用的刀具, 不光要求其具有高度的可靠性, 同时针对切削功能越高越好。除此之外, 对刀具进行稳固固定的夹具、刀具生产物料以及构造等, 在切削生产使用中对其需求也都是很高的。
2 切削加工中的切削颤振与影响分析
在使用机器制作制造程序中, 加工设备的颤动会给设备制作制造产生非常不良的作用, 不光会使操纵设备的工作人员产生疲惫, 减少制作制造作用速度以及产生生产品质, 并且对于设备制作制造程序中的安全也存在很大的威胁。除此之外, 设备制作制造程序中的设备颤动情况, 还有可能对设备设施与生产工件等带来一定程度的损害, 降低机床设施以及工件的工作时间。
切削颤振是进行切削加工生产过程中, 产生的一种由于动态周期性作用力引发的、并且维持颤振不进行衰减的振动现象, 它对于机械切削加工的工艺技术、产品加工质量、加工生产效率等都有着十分不利的影响。通常情况下, 在进行机械切削加工生产过程中, 切削颤振现象在切削加工的多余切削金属材料的剥离切削加工过程中, 与切削加工中的切削以及进给、切入等操作动作进行叠加出现, 切削颤振对于切削加工中的刀具以及机床使用寿命有着很大的影响。并且在进行切削加工生产的过程中, 一旦出现切削颤振问题, 为了避免切削颤振对于切削加工的不利影响, 通常需要停止切削或者是控制切削用量等, 来对于切削颤振的影响作用进行控制, 这样一来就会对于切削加工的工作效率等产生影响, 而且强烈的切削颤振还容易造成机械加工制造的噪声污染, 对于周围的环境与人们正常生活、健康状况等, 都有十分不利的影响。
3 切削加工中切削颤振的控制措施
根据上述切削加工过程中切削颤振以及影响的分析, 在进行切削加工中的切削颤振的控制中, 首先需要对于切削颤振出现的相关理论进行分析认识, 在此基础上, 结合切削颤振的发生原理, 采取有效的措施对于切削颤振进行控制避免。
在对于切削颤振发生原理的研究中, 认为切削颤振问题发生的物理原因, 主要是由于两次不同切削加工过程中, 切削加工形成的振纹与振动位移之间的相位差, 造成在切削加工过程中由于切削刀具的切削厚度不同引起的颤振问题, 这种切削颤振与原理被称为值再生颤振理论。此外, 在不存在再生颤振条件的切削加工过程, 切削颤振产生的原理现象被称为是振型耦合颤振理论。比如, 切削加工中, 由于切削螺纹在前后两次切削动作中没有重合, 导致的颤振现象就是振型耦合颤振。
总之, 根据上述切削颤振产生的原因以及颤振理论, 在进行切削颤振控制中, 可以通过对于切削加工中切削加工机床主轴运转速度以及切削进给量、切削宽度、切削刀具的安装角度等, 进行适当的调整以满足切削加工的需求, 避免切削颤振问题的发生。其中, 以调整切削加工机床主轴运转速度对于切削颤振的控制效果最为明显。
4 结束语
总而言之, 针对机器切削生产和其在制作制造程序中存在的颤动毛病开展解析研究, 能够使用相关有用的技术改善与防治切削制造中的颤动毛病与风险, 并且还能够提升机器设备切削生产的措施水准、确保切削制造品质等, 也都有着积极主动的影响。
参考文献
[1]张玲, 田守仁.浅谈机械加工中切削加工及切削颤振[J].企业文化, 2012 (2) .
[2]张向慧, 贺建芸, 徐红娟.非线性颤振对切削加工过程影响初探[J].机械工程师, 2002 (3) .
[3]傅惠南, 李锻能, 王成勇, 王晓红.纳米机械加工与材料表面性质研究[J].电子显微学报, 2003 (3) .
切削数据 篇8
现在的大多数商用CAM软件没有考虑加工切削力和被加工表面的形状特征等物理特性。利用这些CAM软件生成的刀具轨迹在加工时会出现切削力突变的现象。切削力的变化会引起变形误差、热变形误差及振动误差。这些误差都直接影响工件成形误差的大小[1]。许多学者为了提高工件加工质量和加工效率, 针对切削参数优化进行了大量研究。翟玉山等[2]以材料去除率为约束来优化二维铣削的进给率;Wang[3]将材料去除率作为控制指标来改变数控程序中的进给率;刘长清等[4]在对加工过程进行仿真并预测切削力的基础上, 利用粒子群优化算法来优化数控程序中的进给率和主轴转速, 达到对加工过程优化和控制的目的;Lim等[5,6]提出了使用加工模拟程序帮助NC编程人员规划走刀路径和选择进给率的思想;Kim等[7]利用仿真获取刀具的有效直径, 通过改变主轴转速来达到以恒速度切削的目的。
笔者在前人研究成果的基础上, 首先建立了球头铣刀主切削力的力学模型, 然后在切削力基本恒定的约束下, 利用线性经验公式对数控加工中的NC代码进行切削进给率的优化, 以达到减小甚至消除加工中切削力突变的目的, 从而减小或者消除切削力突变给机床带来的损坏, 减缓刀具的磨损, 防止刀具折断、扎伤工件, 提高加工件的质量。仿真结果表明, 采用优化以后的NC代码能显著缩短加工时间, 提高加工效率。
1 球头铣刀力学模型
文献[8,9,10]建立了多个切削力力学模型。为简化问题, 本文采用文献[10]中的主切削力模型, 该模型比较简单, 计算所得主切削力的准确程度依赖于单位切削力的经验值, 可以满足本文研究的要求。主切削力作用在铣刀外圆的切线上, 它消耗了机床动力的大部分功率[11]。
1.1 球头铣刀主切削力模型
主切削力模型如图1所示。当apo≤R时, 如图1a所示, 切削力公式为[10]
式中, F为铣削主切削力;aeo为铣削行距;fz为铣刀每齿进给量;Z为铣刀齿数;apo为铣削深度;R为铣刀球面半径;p1、p2分别为不同切削层的单位切削力;h为球头铣刀铣削行距间的铣削残留面积高度。
当apo>R时, 如图1b所示, 切削力公式为[10]
式中, p3为 (apo-R, 0) 切削层之间的单位切削力。
单位切削力p4与切削层厚度的关系为
p4=p5/huav (3)
其中, huav为切削层公称厚度;u为指数, 表示hav对切削层单位面积切削力的影响程度。当切削层公称厚度和公称宽度各为1mm时, p5为切削层单位切削力[10]。
(1) 当R-apo≤z≤0时, hav=aeofz/[Rarccos (1-aeo/R) ], 将hav代入式 (3) 得单位切削力p4:
p4=p3=p5[Rarccos (1-aeo/R) / (aeofz) ]u (4)
(2) 当R-h≤z≤R时, hav=2fz/π, 将hav代入式 (3) 得单位切削力p4:
p4=p1=p5[π/ (2fz) ]u (5)
(3) 当0<z<R-h时, 切削层厚度hav随z的变化而变化。
但由于指数u很小, 因此hav随z变化不大, 则以球头铣刀参与切削的切削层厚度hav的平均值havp来计算单位切削力, p4=p5/huavp。
当apo≤R时, havp=∫
p4=p2=p5/huavp=p5/[∫R-hR-apohav/ (apo-h) dz]u (6)
当apo>R时, havp=∫
p4=p2=p5/huavp=p5/[∫
1.2 刀轴不垂直于被加工曲面时切削力的计算
在用球头铣刀进行铣削的时候, 如果刀轴不垂直于被加工曲面, 如图2所示, 则参与切削的切削刃起点不是刀尖的顶点, 需要对1.1节中的铣削力F进行修正, 设F′=F-ΔF。F′为修正后的主切削力, ΔF为从球头铣刀刀尖开始到参与切削的切削刃起点这一段的切削力。
当hh≤h时
ΔF1=∫
当hh>h时
所以修正以后的切削力公式如下:
当apo≤R且hh≤h时
当apo≤R且hh>h时
当apo>R且hh≤h时
当apo>R且hh>h时
2 切削力优化公式
文献[12]给出了关于切削进给率和期望切削力之间的一个线性关系式:
i=1, 2, 3, …, C
式中, C为刀位轨迹中刀位点的序号;f1为给定的进给率, f2=2f1 (为了获得线性关系) ;F1, i为第i个刀位点进给率为f1时的切削力;F2, i为第i个刀位点进给率为f2时的切削力;flim, i为经过优化得到的第i个刀位点的进给率;Flim为设定的期望切削力。
该关系式可以使得切削力保持在期望切削力附近。
3 数控加工刀轴控制方式
Erdim等[12]分析了球头铣刀的进给运动, 见图3。从图3中可以看出, 球头铣刀在进行下行斜面铣削加工、上行斜面铣削加工以及平面铣削加工时, 切削厚度是不同的, 因此, 切削力也是不同的。在自由曲面的铣削加工中, 下行斜面铣削加工、上行斜面铣削加工和平面铣削加工状态会交替出现, 从而造成切削力的不断变化, 恶化了切削条件。
在加工自由曲面的过程中, 如果条件允许, 应使刀轴矢量始终垂直于被加工曲面, 刀轴矢量与进给速度矢量夹角为90°。这样, 切削厚度波动范围缩小, 减小了铣削过程中切削力的突变, 使得切削平稳。但是需要注意的是, 当刀轴垂直于工件表面时, 球头铣刀刀尖的线速度为零, 与加工件处于摩擦状态, 这样会增加刀具在切削过程中的发热, 影响加工质量, 所以在优化参数时应考虑将刀轴适当倾斜一个角度, 以改善发热的不良状态。
随着刀具轴线相对于刀具铣削方向倾斜的角度β的增大, 切削力变化的趋势是减小的;但是当倾角β达到15°之后, 随着倾角的增大, 切削力的减小趋势不再明显[13]。
4 切削力基本恒定约束下切削进给率的优化仿真
4.1 加工曲面的选取
选取加工曲面时需要考虑如下问题:①考虑机床刀轴转速的变化, 曲面的曲率变化率不能太大;②曲面的波峰波谷不可以太接近, 以免造成干涉。
本文选取的材料为镁合金, 其参数为p5=25MPa, u=0.19[14]。选取的加工曲面的截面曲线为椭圆, 长半轴长为100mm, 短半轴长为5mm。截选了宽为160mm的上半部分来进行加工仿真。为便于研究, 所选取的整个曲面的曲率较小。
设定的切削参数如下:进给率f=3mm/s, 铣削行距aeo=3mm。选用半径为5mm的球头铣刀, 铣刀齿数Z=3, 选用五轴数控机床, 采用的刀轴控制方式为Pattern Surface。
4.2 仿真结果
设定优化后切削力的期望值为400N, 根据球头铣刀主切削力模型和Master CAM生成的NC代码计算切削力F1, i, 然后将进给率f加倍, 其他切削参数保持不变, 根据式 (1) 和式 (2) 计算切削力F2, i, 并根据式 (15) 来计算优化后的进给率flim, i, 最后将计算出的进给率插入到原来的NC代码中进行优化。优化前后的切削力变化曲线如图4所示。切削力的比较见表1。
从表1中的数据可以看出, 优化前, 当进给率为f时切削力的变化幅值为230.231N, 当进给率为2f时, 切削力的变化幅值为403.644N, 而优化后的切削力的变化幅值仅为6.936N, 是优化前进给率为3mm/s时变化幅值的3%, 是进给率为6mm/s时的变化幅值的1.7%。
图5所示为优化前后的进给率变化曲线, 优化前的进给率恒定, 为3mm/s, 比较进给率可知, 优化后加工效率明显提高。
从图4中可以看出, 在恒定的进给率下, 随着刀具的移动, 切削力先减小、后增大, 造成切削力波动。利用式 (15) 对进给率进行优化后, 在优化前主切削力较小的地方采用较大的进给率, 从而保证了切削力基本维持恒定, 如图4中优化后曲线所示。
本文就该优化方法与普通三轴自由曲面加工和三轴Highfeed优化加工方式的效率作了比较。切削加工参数如下:p5=275MPa, u=0.19, 进给率f=3mm/s, 铣削行距aeo=3mm, 采用半径R=5mm的球头铣刀, 铣刀齿数Z=3。三种方式的加工时间见表2, 加工时的切削力如图6所示。
从图6a可以看出, 在切削力基本恒定的约束下, 对NC代码进行进给率优化后, 切削力基本维持不变, 从图6b中可以看出使用Master CAM的Highfeed模块对程序进行优化, 优化后的切削力变化较大, 且在加工中出现2个波峰。
高速切削加工的加工时间比普通三轴加工方式缩短了84%, 但是切削力有较大波动;而本文提出的优化加工方式, 不仅在加工时间方面比普通三轴加工方式缩短了42%, 而且切削力在加工过程中基本保持不变。与普通的三轴加工方式相比, 本文建立的优化加工方式在时间与切削力方面都有很大的优势。
切削力基本恒定约束下自由曲面优化加工考虑了切削加工中实际的物理过程, 可以减小机床因为力的波动而产生的振动以及超负荷, 可以延长刀具的寿命且避免刀具折损, 优于Highfeed加工方式。
5 结束语
针对铣削加工中常用的球头铣刀, 建立了球头铣刀的主切削力模型, 该模型考虑了切削厚度对单位切削力的影响, 并对当参与切削的切削刃的起始点不是球头铣刀球头顶点时切削力的计算进行了修正, 探讨了在切削力基本恒定约束下切削进给率的优化。在切削力基本恒定约束下, 切削进给率的优化减小了加工中切削力的波动, 减小了加工中的设备损坏率和刀具的磨损, 延长了它们的使用寿命, 节约了成本, 同时优化以后显著缩短了加工时间, 提高了生产效率。
摘要：针对球头铣刀的铣削特点, 建立了铣削的力学模型。利用经验公式, 在保持切削力基本恒定的约束下, 对加工自由曲面的NC代码进行了进给率的优化, 从而减小切削力的波动, 提高数控加工件的质量和加工效率, 延长刀具的使用寿命并避免刀具折损等现象。建立了在切削力基本恒定的约束下的加工优化原型系统, 并用实例进行了验证。
切削数据 篇9
大型筒节是石油化工和核电重大工程项目的核心零件。其切削加工效率的高低、加工质量的好坏, 直接影响到国家石油化工和核电的建设。重型筒节加工的特点是尺寸很大, 直径最大达5m以上 (如图1所示) , 重量可达数百吨, 特别是加氢反应器可达上千吨。与普通切削加工相比较, 由于其切削加工过程有切削深度大、切削去除量多 (多达50%) (如图2、图3所示) 、切削速度低、进给速度缓慢等特点, 所以相对于普通车削加工来讲, 在工艺方面有很大的不同, 比如:切削用量、刀具材料、刀具槽型、刀具涂层和切削冷却等各个方面。鉴于以上问题, 本文对大型筒节零件切削加工性以及如何提高切削效率进行了探讨。
2 大型筒节零件加工难点分析
2.1 大型筒节零件表面状况恶
大型筒节毛坯是直接锻造而成的, 所以其加工表面状态极其恶劣, 有氧化皮、夹砂、夹渣、大裂纹、锻造铲沟及余量不均匀等缺陷 (如图4、图5所示) 。其切削去除量达50%, 背吃刀量是中小型机床的10倍, 给切削加工带来极大的困难, 导致切削速度低, 机动时间增加, 生产效率很低。
2.2 粗车筒节刀具破损严重寿命低
由于大型筒节是用于核电与石油化工, 其工作属性决定了用于生产大型筒节的材料要具有热韧性、红硬性等特点。就拿加氢筒节来说, 其中一种材料是2.25Cr-1Mo-0.25V, 该材料调质后的硬度约为HRC60, 硬度高, 强度大, 粘性大, 是一种难加工材料, 加上筒节毛坯锻造后的各种缺陷 (如图6、图7所示) , 在粗加工时, 刀具每次的切入与切出冲击力非常大, 特别是筒节的内外圆周不同心, 导致其在车削加工时的切削量变化很大, 刀具很容易受到冲击而破损 (如图8、图9所示) 。
2.3 粗车筒节零件切削力大
大型筒节材料特殊, 筒节材料中的Fe与硬质合金刀具中的Co属同族元素, 亲和力强, 在高温高压下产生粘结, 消耗功率多, 切削过程中, 产生的切削力大, 最大可达几吨, 所以在车削时, 对刀具、刀杆以及车床主轴强度是一个巨大的考验 (如图10所示) 。
2.4 筒节切削时产生大量热
大型筒节由于其材料的性质, 特别是加氢筒节, 由于其材料的热韧性很高, 在切削时产生大量的热, 加上切削刀具的散热条件差, 导致刀具与切屑、刀具与工件间热量的大量堆积, 进而产生高温 (可达1000℃以上) , 所以很容易引起刀具表面与切屑之间的熔融, 而使刀具涂层磨损甚至刀具粘结破损 (如图11所示) 。
3 提高切削效率措施探讨
针对大型筒节切削过程, 特别是粗车过程中切削效率低, 刀具容易 (冲击、粘结) 破损、切削热量大、断屑难等突出问题, 研究分析了筒节重型车削中导致这些问题的主要原因, 现就刀具材料优选、刀具几何参数优化、刀片断屑槽型优化、粗车筒节切削参数优化以及采用合理冷却方式等工艺措施进行探讨。
3.1 刀具材料的优选
针对制造筒节材料本身的特殊性, 要解决车削筒节刀具容易冲击、粘结破损的问题, 对刀具材料的选择很重要。这就要求刀具材料要具备很高的抗弯强度、良好的冲击韧性、红硬性和耐磨性, 而且应具备很好的散热性能。一般刀具材料的硬度应高于工件材料很多, 才能正常切削, 而加工大型筒节零件的刀具材料硬度至少应该高于HRC60。考虑生产成本及加工效率要求, 可选用硬质合金基底、陶瓷涂层的刀片。
3.2 刀具几何参数的优化
在难加工材料的切削加工中, 刀具几何参数非常重要, 特别是角度参数。大型筒节切削过程中, 切削力非常大, 最大可达到几吨。车刀的冲击破损, 很大程度上是因为刀具角度选择不合理。要是刀具角度选择合理, 有可能用脆性材料也能加工。因为, 在重型车削当中, 刀具冲击破损主要集中在刀尖上 (如图12所示) , 所以应从保护刀尖和增加刀片强度方面出发来选择或设计具有合理角度的刀片。
3.3 刀片断屑槽型优化
断屑槽通常可以按用途分为精加工、半精加工和粗加工用断屑槽。为了改进刀片在粗车难加工材料时的切削性能, 提高刀片使用寿命, 应对其断屑槽进行优化。比如采用负倒棱和凹坑、负倒棱和椭圆球、负倒棱和波浪形散热槽组合的断屑槽槽型。因为切削过程中, 切屑从刀具前刀面流出时, 切屑底层与断屑槽的槽底发生强烈的摩擦, 会产生大量的热量, 切削热不断地从切屑传递到刀片, 致使刀片产生磨损。如图13、图14所示, 在断屑槽底切出一个凹坑可以使刀片与切屑底层的接触面积达到最少, 以减少刀片的磨损, 提高刀片的使用寿命。适当的正前角负倒棱设计是为了降低切削过程中产生的切削力。
3.4 重型切削参数的优化
应对筒节车削过程中的切削参数进行优化, 在实际生产过程中对切削参数进行统计、分析和研究, 用数理统计的方法, 归纳出一套适合大型筒节切削加工的实用数据。
3.5 切削过程中采用合理的冷却方式
大型筒节零件的材料特殊, 强度高、韧性大, 在进行切削时, 会产生大量的热。由于该零部件尺寸规格大, 加工场地需要平整、宽阔, 在切削过程中会产生大型切屑 (如图15所示) , 若采用冷却效果好的水冷基冷却液冷却, 会由于大量冷却液的流淌, 导致加工现场环境污染, 不利于车床的保洁与大型切屑的处理。所以, 对于这种重型切削, 应该采用污染小、能保证加工环境卫生整洁的冷却方法, 例如采用气雾冷却或高压风冷。
3.5 粗车后放置冷却
由于筒节零件是核电和石油化工的重要零件, 其加工精度要求高, 又由于筒节尺寸巨大, 考虑到温度对后续加工的影响, 需要对其在粗车后进行放置冷却处理以释放应力和粗加工产生的热变形, 从而提高产品的合格率。怎样选择放置时间, 又直接影响到筒节生产效率。因此, 放置所需时间以不影响下道工序加工精度为准。
4 结语
通过对大型筒节切削加工过程中的难点进行介绍, 分析其切削过程中引起生产效率低、车削过程中刀具破损严重等原因。提出了从加工用刀具入手 (刀具材质优选、刀具几何角度优化、刀片断屑槽优化) 配合加工参数的优化以及合理的冷却方式等方案, 一定程度上解决了大型筒节切削加工难题。
参考文献
[1]孟安.难加工材料高效切削技术的研究[D].哈尔滨:哈尔滨理工大学, 1997.
[2]郭金星, 陈玉全, 李振加, 等.大型容器车削加工工艺参数优化专家系统[J].哈尔滨理工大学学报, 2005, 10 (1) :11-13, 16.
[3]王志勇.重型车床刀具及切削用量的选择[J].工具技术, 2003, 37 (10) :39-41.
[4]吴立勋, 马军.新型重型车削用硬质合金刀具结构[J].机床与液压, 2007, 35 (2) :99-100, 14.
[5]查永明.加氢反应器的制造[J].化学工业与工程技术, 2007 (6) .
[6]史晓红.热壁加氢反应器设计和使用的几点探讨[J].机械, 2007 (9) :23-25, 30.
[7]王强.加氢反应器制造质量因素[J].科技资讯, 2007 (6) :25.