淺談對有機(jī)玻璃零件的切削加工

1、淺談對有機(jī)玻璃零件的切削加工笈談對有祝玻璃零件的幼削力口工口萬枝銘江西特康科技有限公司南昌330096摘要:通過實踐總結(jié)出有機(jī)玻璃工件的切削加工性能,并對刀具的幾何角度,切削用量等提出自己的見解.關(guān)鍵詞:有機(jī)玻璃切削加工刀具切削用量中圖分類號:TB322;TG50文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B文章編號:10004998(2007)08004002有機(jī)玻璃全名聚苯乙烯改性有機(jī)玻璃.因其有極好的透光性和一定的耐腐性,尺寸穩(wěn)定易于成型.因此廣泛地應(yīng)用于各種醫(yī)學(xué)檢驗儀器.在我公司生產(chǎn)的全自動血細(xì)胞分析儀中,其關(guān)鍵零部件材料大都為有機(jī)玻璃.零件的形位公差,表面粗糙度要求都很高,因為它將直接影響儀器的產(chǎn)品質(zhì)量(儀器檢驗結(jié)

2、果的一致性).在實際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)有機(jī)玻璃切削加工存在2個問題:1)機(jī)械強(qiáng)度較低,材質(zhì)較脆;2)熔點(diǎn)低,導(dǎo)熱性差.為此,在生產(chǎn)中總結(jié)出通過幾個方面的改進(jìn)以提高加工精度:1)調(diào)整機(jī)床主軸精度;2)對切削刀具選擇合理的幾何角度及改善各個刀面的表面粗糙度;3)選擇合理的切削用量;4)選擇合理的加工工藝;5)解決裝夾時工件易變形問題.1機(jī)械強(qiáng)度較低,材質(zhì)較脆據(jù)大量實踐證明,影響工件加工精度的主要原因為理論設(shè)計誤差,機(jī)床制造誤差等.就機(jī)床而言是機(jī)床主軸組件的回轉(zhuǎn)精度誤差對工件加工精度和表面粗糙度有很大的影響.機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)精度誤差主要表現(xiàn)為主軸的軸向竄動和徑向跳動.主軸的軸向竄動超差在加工時會造成較大的振動

3、和尺寸控制的不準(zhǔn),而徑向跳動超差則會影響加工精度和加工表面粗糙度.正因為有機(jī)玻璃的機(jī)械強(qiáng)度較低,表面硬度不夠,易被破壞,通過機(jī)床主軸傳遞給刀具的微小振動極易破壞產(chǎn)品的已加工表面,甚至產(chǎn)生加工件的破裂而導(dǎo)致工件報廢.實踐生產(chǎn)中我們選用三座標(biāo)工具鉆銑床來保證位置度的控制及鉆孔時手動進(jìn)給的良好手感;并調(diào)整主軸的滾動軸承及向心推力軸承的間隙來控制軸向竄動量(0.01mm)和徑向跳動量(0.02mm).2熔點(diǎn)低,導(dǎo)熱性差收稿日期:2o06年11月2007/8有機(jī)玻璃屬于熱塑性塑料.其熔點(diǎn)低(160200.C),玻璃化溫度僅為105.C因此對切削熱較敏感.在切削過程中當(dāng)切削溫度過高時,加工表面極易產(chǎn)生熔結(jié)

4、的現(xiàn)象.而且有機(jī)玻璃在切削時被切屑帶走的切削熱很少,主要靠刀具和冷卻液散熱,所以工件和刀具間聚集著很高的切削熱.這對刀具使用的耐用度,產(chǎn)品已加工表面的粗糙度是非常不利的,特別是在高速切削和深孔加工等工作條件惡劣的情況下影響最大.針對它導(dǎo)熱性差,熔點(diǎn)低的特性采取以下幾條措施解決:1)在選用刀具材料時常用高速鋼或碳素工具鋼,這樣刃磨時較易獲得鋒利的切削刃.并在刃磨后x,-j-前,后刀面進(jìn)行精修,使其表面粗糙度值達(dá)R10.10.2m.2)刀具刃磨時幾何角度的選擇:選用大前角(2530.)以減小材料變形及切削熱的產(chǎn)生,并提高刀具的耐用度.根據(jù)切削深度(或進(jìn)給量)選擇合理的后角(610.).一般切削深度

5、與后角成反比例關(guān)系.但在保證刀具強(qiáng)度的情況下盡量取大值,以減小后刀面的磨損,提高刀具的耐用度,減小對已加工面的摩擦;同時在工藝系統(tǒng)剛性較差時,可減小或消除切削時的振動.選用較小的主偏角(4560.)和修磨圓弧形過渡刃(R0.5R2).較小的主偏角可以提高刀尖強(qiáng)度,改善散熱條件;修磨圓弧形過渡刃可改善已加工面的表面粗糙度.選用正刃傾角(2030.)來控制切屑不流向已加工的表面,以避免切屑擦傷已加工的表面.同時可以減小材料變形及切削熱的產(chǎn)生.鉆孔加工時可取較小的頂角(90110.)和修短橫刃,修窄刃帶(0.10.2mm),頂角修磨圓弧修光刃.3切削速度及走刀量在選擇切削速度及走刀量時,要根據(jù)加工方

6、法的不同加以區(qū)別.如:鉆孔時采用高轉(zhuǎn)速,大走刀量,但要勤退刀,勤排屑并加注充足的冷卻液,利用有機(jī)玻璃的玻璃化度(熔融度)低的特性來提高加工面的表面光潔度.而銑削時(順銑)則應(yīng)用高切削速度,小走刀量.以機(jī)械制造45卷第516期TK68125A主軸低頭問題的解決口夏向陽口馬勵江蘇多棱數(shù)控機(jī)床股份有限公司常州213012摘要:為解決大型落地鏜銑床主軸前伸時低頭問題,專門設(shè)計了一套液壓平衡裝置,全面解決了滑枕前伸時主軸低頭問題.關(guān)鍵詞:落地鏜銑床主軸平衡裝置中圖分類號:TG535文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B文章編號:10004998(2007)08004102TK68125A是根據(jù)”十五”國家科技攻關(guān)計劃大型鏜銑數(shù)

7、控機(jī)床及關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)課題中的專題項目(TK68125A落地式數(shù)控鏜銑床開發(fā)設(shè)計的一臺落地式六軸五聯(lián)動數(shù)控鏜銑床.立柱橫向移動為軸,拖板帶動滑枕在立柱上上下移動為y軸,滑枕作前后進(jìn)給為z軸,固定工作臺旁邊附加的數(shù)控轉(zhuǎn)臺為曰軸,A軸,c軸固定在滑枕頭部作回轉(zhuǎn)擺動運(yùn)動,其中,y,z,A,c五軸聯(lián)動.落地式數(shù)控鏜銑床具有龍門式機(jī)床無法替代的工藝適用范圍:開放的工作區(qū)域特別適用于超大型,不規(guī)則零件的加工,本機(jī)床是一臺五軸聯(lián)動機(jī)床,因此尤其適用于具有空間多曲面零件,如航空工業(yè)中的蝸輪,葉片,桁架等有色金屬及輕合金零件的加工.但帶有擺動頭A,c軸的方滑枕既大又重,而且方滑枕的前后進(jìn)給會導(dǎo)致其重心位置的變化,

8、故方滑枕的平衡問題是本機(jī)床設(shè)計的一個難點(diǎn).為攻克這一技術(shù)難點(diǎn),我們對該機(jī)床的拖板和方滑枕分別進(jìn)行平衡,拖板和方滑枕的總重量由懸掛在立柱方形內(nèi)腔里的重錘來平衡,該平衡裝置結(jié)構(gòu)比較簡單這里不再贅述.方滑枕的前后進(jìn)給會導(dǎo)致其重心位置發(fā)生變化,從而產(chǎn)生主軸低頭現(xiàn)象,因此我們要為國家”十五”科技攻關(guān)項目(編號:2001BA203B0802)中國機(jī)械工業(yè)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步三等獎(證書編號:0401030一O1)收稿日期:2007年2月方滑枕單獨(dú)設(shè)計一套液壓平衡裝置解決這一問題.在試制過程中我們發(fā)現(xiàn),雖然在設(shè)計過程中考慮到方滑枕的變形問題而加大了方滑枕的截面尺寸,但由于A,c軸轉(zhuǎn)動擺頭太重,方滑枕由0800mm行

9、程中主軸端部低頭達(dá)到0.18mm.為此我們對其進(jìn)行分析(如圖1所示),實質(zhì)上機(jī)床的方滑枕懸伸部分就是一個標(biāo)準(zhǔn)的懸臂梁,圖中F為方滑枕懸伸部分的重量,為方滑枕懸伸部分重心至支點(diǎn)的距離,厶為方滑枕的高度,F為方滑枕的懸伸部分在重心位置斷面所受拉伸力力的合力,正是此力使方滑枕上部產(chǎn)生拉伸變形,而形成撓度,產(chǎn)生主軸低頭.為了便于分析,我們將圖1簡化成等效的圖2(a)所示的簡支梁結(jié)構(gòu),并假設(shè)圖中拉桿.和支桿b為剛性桿,不會產(chǎn)生變形,F為方滑枕懸伸部分的重量,為重心至支承點(diǎn)的距離,它是F對支承點(diǎn)的力臂,F對支承點(diǎn)產(chǎn)生一個逆時針的力矩=FL,F.為方滑枕的懸伸部分在重心位置斷面所受拉伸力的合力,這里簡化為拉桿0產(chǎn)生的拉力,厶為方滑枕的高度,它是F.對支承點(diǎn)的力臂,F.對支承點(diǎn)產(chǎn)生一個順時針力矩為M,=FXL,圖中為拖板對方滑枕支點(diǎn)的支反力,由于其力臂為0,此力對支點(diǎn)不產(chǎn)生力矩,故=0根據(jù)受力平衡原理有+(一.)+=0,這里以逆時針方向為正,順時針方向為負(fù),所以FXL一F1XL.=0,F.=FX/.,因為一卜”卜”卜”卜”卜”卜防止工件的開裂.在條件允許的時候可用”拖刀”進(jìn)行修光加工面.4裝夾時工件易變形1)在零件設(shè)計階段充分考慮材料特性,從結(jié)構(gòu)上盡量增強(qiáng)零件的剛性.2)加工時選擇合理的方法,保證零件一次裝夾加工成型.機(jī)械制造45卷第516期一卜*-4-卜-卜”+”