模具深腔曲面數(shù)控銑削加工技術(shù)的探究

莫宗遠

摘? ?要：本文首先剖析了數(shù)控銑削加工技術(shù)存在的主要問題和主要影響因素，在此基礎上提出了數(shù)控銑削技術(shù)的改進措施。然后簡單介紹了數(shù)控加工技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展，在得出發(fā)展數(shù)控加工的優(yōu)勢之后，總結(jié)概括了模具深腔曲面數(shù)控制技術(shù)的展望。

關(guān)鍵詞：數(shù)控銑削? 深腔曲面? 現(xiàn)狀? 發(fā)展

盡管我國的模具制造業(yè)開始的相對較遲，但它的發(fā)展速度還是十分迅速的，特別是數(shù)控加工系統(tǒng)，它的發(fā)展如雨后春筍一般呈現(xiàn)出了如火如荼的發(fā)展態(tài)勢。在我們?nèi)粘Ｉ钪兴劶暗臄?shù)控銑削系統(tǒng)一般軸數(shù)在4個以上，并且可以同時控制4個坐標軸，5軸數(shù)控加工就是其中的一個非常先進的典例。就能夠把數(shù)控機床的功能相結(jié)合在一起，這種情況下不僅加工的精度能夠有所提高，而且還能夠把生產(chǎn)的周期大幅度縮短。

1? 主要問題

（1）工件定位問題。這一問題的存在導致該技術(shù)的普遍化發(fā)展受到了限制。例如，工件尺寸在檢測階段耗費大量的資金的同時也導致了加工過程的低效率;不同的工件要求不同精度的機械夾具，這種特殊情況特殊分析的裝夾過程占用了大量的人力資源，物質(zhì)資源以及時間資源;大量資源的占用和消耗是限制該技術(shù)發(fā)展的瓶頸。

（2）數(shù)控機床技術(shù)問題。我國的數(shù)控機床技術(shù)伴隨著科技的發(fā)展得到了明顯的提高，但是由于工藝參數(shù)被保守設置，在研究過程中出現(xiàn)大量的工藝參數(shù)不匹配的現(xiàn)象，導致了數(shù)控機床技術(shù)應有的性能沒有充分發(fā)揮出來。

2? 主要影響因素

（1）順向銑削因力作用的方向的不同而不同。在這里我們以生產(chǎn)中普遍使用的球頭為例，由相關(guān)的力學原理可知，在實際的作用過程中力的作用效果是相互作用的，微元刀刃和工件在各個方向的受力是相等的，比如在切向，軸向以及徑向的受力，作用大小一樣，但作用方向卻不一致。在順削加工中根據(jù)切削每齒的厚度不相同，切削加工效果也會不相同。

（2）切削力受刀具傾角的影響。再次以球頭刀為例，該刀具存有側(cè)傾角和前傾角，刀具傾角對切削力的影響的主要通過是前傾角對刀具切削力的影響表現(xiàn)出來。假設前傾角不等于零，因為前傾角的大小以及正負，計算順銑削的瞬時未變形切削厚度有兩個計算公式，當前傾角不同時，到時順時未變形切削厚度和有效切削速度發(fā)生一定的改變，這就會讓切削力的大小等不一樣，因此在切削力存在不相同的情況時，逆銑削的加工模式在生產(chǎn)中廣受歡迎，同時加工模式的選擇影響深腔曲面數(shù)控銑削加工切削力，改變機床的運作效率的同時也提高了產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量。

3? 數(shù)控銑削技術(shù)的改進措施

3.1 保證變量設計的科學性

通過對數(shù)控銑削加工過程的研究，我們知道刀具的性能受多方因素的影響，例如，如果刀具的傾角、切削寬度、切削厚度、切削速度等因素不同，那么使用該刀具得到的銑削效果也不同。刀具在切削過程中的分量因素會直接對設備切削造成不穩(wěn)定的影響，如果設備切削出現(xiàn)不穩(wěn)定的情況，這種不穩(wěn)定的因素會加劇刀具的變形情況。注意到刀具在使用過程中會產(chǎn)生磨損，然后產(chǎn)生變形，從而出現(xiàn)因切削力的不同導致加工產(chǎn)品有不同性能的情況。例如，在刀具傾角為40°情況下，刀具變形相對較小，但在30°～40°時，刀具的表面粗糙度最高，此時需要對刀具的轉(zhuǎn)速等進行優(yōu)化設置，以達到生產(chǎn)目標的需求。

3.2 改善刀具的路徑

（1）現(xiàn)階段深腔曲面數(shù)控加工中最主要的兩種銑削方法有順銑削和逆銑削。這兩種操作方式在加工過程中都會造成切削虧欠，但是在相同的工作環(huán)境下，順銑削造成的虧欠較逆銑削小，因此我們在加工過程中采用順銑削。（2）除了銑削方法，銑削加工刀具還會受到刀具傾角的影響，從而對工藝的精確度造成影響。刀具傾角包括正前、負前、正側(cè)、負側(cè)4種傾角，不同的刀具路徑會對刀具的傾角以及切削力造成不同的影響，因此，我們要減少空刀，選擇正側(cè)傾角的路徑。

3.3 分析模具深腔加工過程中引起誤差的因素

（1）模具深腔的精加工與半精加工環(huán)節(jié)要求精度很高的機床處理設備，在加工過程中，機床會因受熱而變形，但是機床的變形基本上對工件的影響比較小，那么加工精度的影響就是刀具的長度和半徑補償功能這兩個方面。所以只要在這兩個方面下功夫我們就可以很好的去控制加工精度。（2）在曲面加工中，我們常采用球頭刀。

4? 數(shù)控加工技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展

4.1 數(shù)控加工技術(shù)的現(xiàn)狀

（1）數(shù)控加工技術(shù)是制造業(yè)空前發(fā)展的成果，它因集簡單加工和一次性裝夾為一體極大提高了加工效率和加工的精確度而得到了廣泛的推廣和升級。（2）數(shù)控加工技術(shù)以零件的一次裝夾為顯著特征，工序簡單操作方便，極大的縮減了人力物力和財力成本，此外，數(shù)控加工技術(shù)的推廣也減少了車間的占地面積，變相的縮減了成本。（3）數(shù)控加工技術(shù)減少加工的步驟，工人可以更加簡單的操作機器，大幅度縮減新產(chǎn)品的生產(chǎn)時間，同樣也極大的提高了新產(chǎn)品研發(fā)的成功率。（4）綜上所述，我們可以理解數(shù)控加工即使價格昂貴，但是它也在不同的方面降低了企業(yè)的成本，和企業(yè)利潤的提高直接掛鉤。這就為什么即使它價格昂貴，現(xiàn)在很多制造業(yè)企業(yè)還是會不惜重金去購買和應用。

4.2 數(shù)控加工技術(shù)的難點

（1）數(shù)控加工是制造業(yè)發(fā)展的革命，同樣它也面臨了前所未有的困難，首先它的研發(fā)和推廣缺乏雄厚的資金的支持，數(shù)控的局限性在于只有少數(shù)資金雄厚的部門得以應用，以至于數(shù)控技術(shù)的推廣和普遍發(fā)展受到資金的限制。（2）數(shù)控技術(shù)對編程過程要求非常嚴格，它的編程不僅復雜而且空間運動軌跡還非常的抽象，無法滿足要求的編程的結(jié)果直接影響到該技術(shù)的方向感和靈敏度。由于編程的復雜性以及研發(fā)過程中需要投入非常多的精力，這方面編程人員也非常的稀缺，供不應求，這也是數(shù)控技術(shù)發(fā)展的不利因素。

4.3 數(shù)控技術(shù)的發(fā)展

伴隨著我國制造業(yè)的極速崛起，數(shù)控加工技術(shù)展現(xiàn)出了強大的生機和生命力，首先要在培養(yǎng)高素質(zhì)的編程人員上下功夫，不斷的克服復雜的編程過程中存在的難題，研發(fā)出屬于本國的核心技術(shù)，不再依賴進口，自力更生突破自我，不斷創(chuàng)新。其次，國家要制定數(shù)控加工的技術(shù)扶持的政策，對該技術(shù)的研發(fā)和推廣提供必要的資金支持，在保證企業(yè)利潤的同時也提高了我國的制造業(yè)水平，也相應的增強了我國的綜合國力。

5? 結(jié)語

（1）通過對數(shù)控銑削過程中出現(xiàn)的工件定位問題和數(shù)控機床技術(shù)問題的研究和分析，在日后的加工過程中積極解決和規(guī)避這些問題，數(shù)控機床技術(shù)應有的性能會得到充分的發(fā)揮。（2）通過對數(shù)控加工系統(tǒng)影響因素的分析，切削加工中很多常見的問題都得到關(guān)注和改進在生產(chǎn)過程中有利于升化產(chǎn)品加工的精度和深度。（3）在分析了數(shù)控加工中的主要問題和主要影響因素之后，提出了數(shù)控銑削技術(shù)的改進措施。（4）在提出三點軸數(shù)控銑削技術(shù)的改進措施之后，簡單介紹了數(shù)控加工技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展，數(shù)控加工技術(shù)的憑借其先進的技術(shù)優(yōu)勢受到了很多廠家的歡迎，但是缺乏雄厚的資金的支持以及編程過程的嚴格性和研發(fā)人員的稀缺，數(shù)控技術(shù)在制造業(yè)領(lǐng)域得到普遍的應用和推廣。（5）在分析了數(shù)控技術(shù)的現(xiàn)狀之后，提出了數(shù)控技術(shù)發(fā)展相應的改革措施，例如培養(yǎng)高素質(zhì)的編程人員;國家要制定數(shù)控加工的技術(shù)扶持的政策，對該技術(shù)的研發(fā)和推廣提供必要的資金支持等。

參考文獻

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