復(fù)雜曲面高效加工的關(guān)鍵技術(shù)方法分析

復(fù)雜曲面高效加工的關(guān)鍵技術(shù)方法復(fù)雜曲面高效加工的關(guān)鍵技術(shù)方法 分析分析 復(fù)雜曲面的高效加工在多個工業(yè)領(lǐng)域都有重要的應(yīng)用價值 是一項值得深入研究的技術(shù) 因此 如何實現(xiàn)復(fù)雜曲面的高效加 工 即高效率 高效益 高質(zhì)量的加工 是一個迫切需要解決的重 要課題 研究者采用各種不同的方法針對目前復(fù)雜曲面加工現(xiàn) 狀 以高效加工為目標(biāo) 對提高復(fù)雜曲面加工高效性問題進(jìn)行 了深入研究 設(shè)計了許多科學(xué)的技術(shù)方法 本文針對復(fù)雜曲面 高效加工中的關(guān)鍵技術(shù)方法進(jìn)行分析 方便更好地將復(fù)雜曲面 高效加工技術(shù)技術(shù)應(yīng)用到專業(yè)領(lǐng)域中 直接服務(wù)于社會經(jīng)濟(jì) 實現(xiàn)其最基本的社會價值 當(dāng)今工業(yè)領(lǐng)域?qū)Ω咝录夹g(shù)的發(fā)展越來越重視 復(fù)雜曲面的 應(yīng)用也隨之推廣 復(fù)雜曲面主要用于滿足兩個方面的需求 一 方面是力學(xué)特性和功能方面的需要 用于滿足設(shè)備特定的性能 要求 對產(chǎn)品形面的數(shù)學(xué)特征有高精度的要求 另一方面則為 了滿足美學(xué)效果的需要 和人們對產(chǎn)品外形的需求 針對復(fù)雜 曲面加工的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 提高復(fù)雜曲面加工的質(zhì)量 效率 及效益已成為主流方向 這對復(fù)雜曲面加工中各環(huán)節(jié)的技術(shù)方 法都有很高的要求 復(fù)雜曲面加工技術(shù)的發(fā)展概況復(fù)雜曲面加工技術(shù)的發(fā)展概況 1 1 復(fù)雜曲面加工技術(shù)的發(fā)展歷程 復(fù)雜曲面以前主要通過手工放樣 手工打磨或輔助于電脈 沖的加工方法來完成 即單純的手工制造 在制造工程中需要 進(jìn)行檢測 和大量型線樣板的制作 導(dǎo)致制作周期長 工時 材料消耗量大 從而使加工精度降低 難以滿足實際生產(chǎn)的需 要 在數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)后 在工具和模具制造中得到了廣泛的應(yīng) 用 隨著新技術(shù) 計算機(jī) 激光 電子 新材料 的發(fā)展 在 復(fù)雜曲面加工方面的許多新技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生 如激光開槽 laser caving 快速原型制造 rapidprototyping 和快速工裝 rapid tooling 等 這些技術(shù)的優(yōu)點在于所需的設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單 靈活性 很高 特別適合于加工單件或小批量的工具和模具 1 2 復(fù)雜曲面高效加工技術(shù)的理論體系 數(shù)控加工是復(fù)雜曲面加工的一種廣泛應(yīng)用的技術(shù) 也是目 前復(fù)雜曲面加工的主要方法 包括機(jī)床數(shù)控技術(shù) 數(shù)控自動編 程技術(shù) 機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)是硬件也是控制機(jī)床運(yùn)動的執(zhí)行單元 而數(shù)控編程則是軟件 負(fù)責(zé)產(chǎn)生加工用的零件程序 二者相 互作用 構(gòu)成自動化的加工手段 數(shù)控編程解決了數(shù)控加工中程序的編制問題 目前復(fù)雜曲 面的加工主要包括 曲面造型 數(shù)控編程 數(shù)控機(jī)床加工等 同時在復(fù)雜曲面造型方面 數(shù)控編程方面 機(jī)床數(shù)控技術(shù)方面 綜合效益方面還存在諸多問題 我們的目的是通過對這些問題 的研究來完善高效加工技術(shù)的理論體系 提高復(fù)雜曲面加工水 平 復(fù)雜曲面高效加工的技術(shù)方法復(fù)雜曲面高效加工的技術(shù)方法 2 1 復(fù)雜曲面加工方法分析 從兩個方面分析復(fù)雜曲面的加工方法 一是在造型方面 復(fù)雜曲面造型可以從數(shù)學(xué)的角度和加工的可行性上進(jìn)行綜合考 慮 可以有效地避免復(fù)雜曲面加工中重迭現(xiàn)象的產(chǎn)生 增強(qiáng)企 業(yè)的市場競爭力 實現(xiàn)更大的經(jīng)濟(jì)效益 二是在數(shù)控程序設(shè)計 方面 復(fù)雜曲面的數(shù)控程序設(shè)計技術(shù)正飛速發(fā)展 要對基于特 征的刀具軌跡生成方法進(jìn)行研究 并且重視發(fā)展高速加工的數(shù) 控程序設(shè)計技術(shù) 尤其是對 nurbs 加工的使用和有效的 nurbs 刀具軌跡的研究 2 2 復(fù)雜曲面加工設(shè)備技術(shù) 復(fù)雜曲面質(zhì)量的要求提高 帶動了復(fù)雜曲面加工設(shè)備的進(jìn) 一步發(fā)展 建立在五軸聯(lián)動加工技術(shù)基礎(chǔ)上的復(fù)雜曲面加工逐 漸推廣 五軸聯(lián)動包括 u v w 軸不同組合的多軸控制多坐標(biāo) 軸聯(lián)動 不再僅限于 x y z a b 或 c 軸聯(lián)動 采用高精度 的等動態(tài)誤差補(bǔ)償技術(shù) 降低形位誤差 提高機(jī)床加工的幾何 精度 表面粗糙度等 使復(fù)雜曲面加工設(shè)備功能部件實現(xiàn)高速 度 高精度 大功率和智能化 2 3 復(fù)雜曲面高效加工關(guān)鍵技術(shù) 2 3 1 毛坯制備技術(shù) 現(xiàn)在實型鑄造技術(shù)廣泛地應(yīng)用于毛坯的制備 就是傳統(tǒng)的 木?；蚪饘倌１慌菽芰现谱鞔?造型后不需取出模型 便 可以澆注 泡在高溫液體金屬作用下 沫塑料模型迅速燃燒氣 化而消失 原來泡沫塑料模型所占有的位置被金屬液取代 冷 凝后形成鑄件 包括干砂實型鑄造 負(fù)壓實型鑄造 樹脂砂實 型鑄造 在毛坯制造時 余量的確定是一個關(guān)鍵的問題 余量太小 刀具在鑄造缺陷 如夾砂 氧化硬皮等 處會磨損劇烈甚至折斷 因為粗加工時進(jìn)刀量不可能太大 反而使加工成本加大 若余 量過大 則使后續(xù)數(shù)控加工的工作量增大 降低了加工的高效 性 2 3 2 高速銑削技術(shù) 加工速度高以及良好的加工精度和表面質(zhì)量是高速銑削加 工技術(shù)的特點 目前該技術(shù)已向更高的敏捷化 智能化 集成 化方向發(fā)展 成為第三代模具加工技術(shù) 主軸轉(zhuǎn)速 工作臺快 速移動和進(jìn)給速度的提高是等機(jī)床高速化的具體表現(xiàn) 高速切 削機(jī)床克服了機(jī)床振動 大大降低了傳入零件中的熱量 大大 提高了排屑率 減小熱變形 提高加工精度 加工面的粗糙度 得到改善 所以 經(jīng)過高速加工的工件一般不再需要精加工 2 3 3 工藝決策技術(shù)等 復(fù)雜曲面加工工藝規(guī)劃包括工藝方案優(yōu)化及工藝參數(shù)優(yōu)化 加工的高效性受不同的工藝影響非常大 復(fù)雜曲面加工時進(jìn)給 量 切削速度和切削深度對刀具的壽命有很大的影響 最佳切 削用量一般在一個很小的范圍內(nèi) 要根據(jù)具體的刀具與工件材 料進(jìn)行確定 影響工藝的因素既有定量指標(biāo) 又有定性指標(biāo) 因此要實現(xiàn)復(fù)雜曲面的高效加工 必須采用一定的方式進(jìn)行工 藝決策 此外 還包括刀具技術(shù) 現(xiàn)場化的檢測技術(shù) nurbs 加工技 術(shù) 和數(shù)控連網(wǎng)技術(shù)等 對復(fù)雜曲面質(zhì)量的要求帶動了復(fù)雜曲面加工設(shè)備的進(jìn)一步 發(fā)展 復(fù)雜曲面多軸聯(lián)動加工技術(shù)也日趨