薄壁零件數控加工工藝質量分析
時間:2022-10-25 09:02:54
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摘要:薄壁零件數控加工的工藝質量受到多方因素影響,主要包括工藝路線、工序路線、裝夾、走刀路徑以及切削角度等。為了研究薄壁零件數控加工工藝質量改進策略,需要深入、全面地了解對數控加工質量與精度產生影響的因素,掌握計算機仿真技術的應用優勢,有機結合兩方面內容,不斷改進走刀方法與路徑、裝夾方法等,有效控制影響因素,確保薄壁零件數控加工工藝質量,進而促進數控加工技術持續發展。
關鍵詞:薄壁零件數控加工;工藝質量;走刀路徑;裝夾方式
當前,科技水平得到飛速提升,各種各樣的制造工藝隨之不斷升級、改進,特別是愈來愈成熟的數控加工技術已經成為現代制造加工行業必不可少的專業技術,為我國制造綜合實力的提升提供可靠技術支持。隨著航空航天以及軍事事業的蓬勃發展,數控技術扮演越來越重要的角色,對薄壁零件的需求不斷擴大,對其工藝質量也提出更高的要求。計算機仿真模擬技術[1]的應用大幅度改變了薄壁零件的數控加工流程,提升其工藝質量,有效保證了零件的精確度,但是為了進一步推動我國制造加工行業的發展,還需要持續改進薄壁零件數控加工工藝質量,本文主要研究薄壁零件數控加工工藝質量改進策略,具體內容如下。
1薄壁零件數控加工工藝質量的影響因素
目前,大型制造儀器都需要配置高精度的零件,先進的高精尖產業尤其注重把控零件的精確度,從設計、制造到加工全方位保證零件生產無誤差。但是,由于設備、技術等多種因素,確保高精度并不斷提升精度依舊是當前制造加工業的一項難題以及研究熱點。薄壁零件屬于金屬性零件,其壁厚一般小于1mm[2],具有結構緊密、質量輕以及消耗材料少等特點,其應用范圍較廣,特別是廣泛應用于工業生產中。正是因為剛性小、質量輕等特點,薄壁零件的制造工藝具有一定的難度,對加工工藝提出極其嚴苛的要求,諸如走刀、裝夾等因素均會影響薄壁零件數控加工工藝質量,質量較差的零件無法滿足市場需求,并且造成資源浪費。1.1裝夾因素。剛度顯著影響薄壁零件的精確度,因此在零件加工過程中,必須選擇適宜的裝夾位置,綜合考慮薄壁零件的應力形變以及受力情況。即使是有專門的夾具依舊無法避免裝夾工藝導致零件形變的問題,這就要從裝夾材料的選擇、制造等方面入手,由于成本較高并且復雜化工藝,實際加工過程會采用加裝增厚涂層[3]的方法,完成加工后予以清除,但是在一定程度上對零件精度造成影響。同時,裝夾工具具有通用性,無法有效滿足不同零件的加工需求,無法匹配所有零件,只能進行勉強裝夾且容易發生脫落,引起受力不均。1.2切削參數的因素。在實際加工制造過程中,對切削力產生影響的因素有很多,在控制其他變量不變的情況下,切削角參數對零件形變產生最大的影響。實驗證明,適當調整切削角度能夠有效降低形變量以及摩擦力[4],減少零件加工誤差,提高加工精度。在控制刀具與機床等參數后,切削速度、切割寬度以及進刀速度都會影響切削精度,原因在于這類參數值的改變對不同材料有不同效果,造成不同大小摩擦力,使得難以精確控制材料加工的形變量。1.3走刀的因素。走刀方式以及路徑是影響薄壁零件加工精度的又一關鍵因素。傳統的走刀方式以一次性粗刀加工為主,后期再進行不斷修正,這種方式存在諸多弊端,不僅使走刀路徑的選擇受到限制,一刀切的方式無法處理機構復雜的零件,無法準確把握零件精細部位的尺寸與外觀,而且傳統的走刀方式過于粗糙,無法滿足零件精確度要求,導致后期修正工作難以開展,耗時耗力,無法保證零件的加工質量。在薄壁零件加工制造過程中,零件的形變會導致走刀路徑無法及時得到更改,進而發生更為嚴重的形變。傳統走刀方式具有一定的技術限制,因而,改進數控技工技術應從創新走刀方式與路徑方面入手,針對零件變形及時采取調整措施,規避更為嚴重的形變風險。1.4工序路線。工藝工序路線是保證薄壁零件數控加工質量與精度的必備條件,了解每種制造材料的性質與功能,清除材料形變規律,研究零件形變的各種參數,依據需求設計切實可行且完善的工藝工序路線。但是,當前薄壁零件數控機床加工工藝逐漸落后,未研發出新型有效的數控技術,依舊普遍采用舊有的工藝路線,無法滿足當代機械制造發展需求。傳統加工制造工藝無法有效保證零件精度,加工質量良莠不齊,對我國整體制造業的發展造成阻礙,隨著市場逐漸擴大對高精度零件的需求,改進薄壁零件數控加工工藝質量已成為必然趨勢。
2薄壁零件數控加工工藝質量改進策略
2.1改進數控仿真工藝質量。當前,數控仿真工藝的工藝流程可用KU=F公式[5]來表示,其中K是工件整體強度矩陣加工工藝需要控制的參數,U代表工件形變情況,F則代表工件負載列陣,合理控制此三類參數就能有效控制薄壁零件加工參數,當然有試驗已經證實這一理論的有效性,可以顯著提高薄壁零件加工精度,生產出高質量零件。試驗具有一定理想化程度,應用于實際加工制造過程中會存在導致一定誤差,因而需要制造人員結合實際情況不斷改進數控仿真工藝,利用科學的數控仿真公式能夠有效模擬工藝參數,大幅提高薄壁零件數控加工工藝質量。2.2改進走刀路徑。制定走刀路徑是改進薄壁零件數控加工工藝質量的重要環節。當前薄壁零件越來越傾向于輕量化生產,因而在實際加工制造過程中反復進行切割、加緊,為了避免薄壁零件發生形變,應當保證走刀路徑可以隨時進行更改。以薄壁零件實際加工情況為標準選擇不同的走刀路徑,力求最大程度降低對零件的損傷,減少零件形變的發生,進而保障薄壁零件加工工藝質量以及精確度。實時修補走刀路徑可以縮小由于薄壁零件發生形變而造成的路徑偏差。改進走刀路徑一方面需要制造工人具備高超成熟的技術與豐富的制造經驗,可以隨時準確判斷根據零件形變類型以及程度,精確地做出科學的走刀路徑變更決策,并及時變更路徑,另一方面需要借助數控仿真模擬技術對走刀路徑進行精確的模擬、計算,進而確定最適宜的走刀路徑,充分發揮數控機床智能化的優勢。2.3改進裝夾方式。在實際制造加工過程中,加持薄壁零件需要采取額外的保護措施。首先,為了提高零件抗壓力,應為薄壁零件提供可靠的支持力,以分散零件表面受力,降低薄壁零件形變幾率。其次,制造工業應改良裝夾工具,針對不同類型的薄壁零件設計不同的符合其特征的夾裝工具,使得工具使用高度契合薄壁零件加工工藝需求,以避免震動以及滑動情況的出現。再次,可以借助緩沖材料[6]包裹裝夾工具,發揮緩沖作用,以保護零件不會因為裝夾力度不當、位置不適宜而發生變形。
綜上所述,改進薄壁零件數控加工工藝質量需要深入了解加工工藝影響因素以及計算機數控技術的應用優勢,改進裝夾方式、走刀路徑以及數控仿真工藝質量,有效控制影響因素,以提高薄壁零件加工工藝質量與精度,推動我國制造加工業進一步發展。
參考文獻
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[2]邱洪濤.淺談薄壁零件數控加工工藝質量的改進方法[J].內燃機與配件,2019(06):120-121.
[3]廖劍斌,蘇茜.分析薄壁零件數控加工工藝質量改進方法[J].科技創新與應用,2017(06):133-134.
[4]王甫,任國柱,岳紅梅.有效提升薄壁鋁合金殼體零件數控銑削加工效率的工藝研究[J].機床與液壓,2016,44(23):102-103.
[5]張本忠.薄壁零件數控加工工藝質量的改進方法[J].現代制造技術與裝備,2016(05):85-87.
[6]季愷.薄壁零件數控加工工藝質量改進分析[J].佳木斯職業學院學報,2015(09):491-492.
作者:趙建林 張娟 周丹 單位:武漢職業技術學院
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