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文檔簡介
1、 復雜曲面高效加工的關鍵技術方法分析 簡單曲面的高效加工在多個工業(yè)領域都有重要的應用價值,是一項值得深化討論的技術。因此,如何實現(xiàn)簡單曲面的高效加工(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。討論者采納各種不同的方法針對目前簡單曲面加工現(xiàn)狀,以高效加工為目標,對提高簡單曲面加工高效性問題進行了深化討論,設計了很多科學的技術方法。本文針對簡單曲面高效加工中的關鍵技術方法進行分析,便利更好地將簡單曲面高效加工技術技術應用到專業(yè)領域中,直接服務于社會經(jīng)濟,實現(xiàn)其最基本的社會價值。 當今工業(yè)領域對高新技術的進展越來越重視,簡單曲面的應用也隨之推廣,簡單曲面主要用于滿意兩個方面的需求
2、,一方面是力學特性和功能方面的需要,用于滿意設備特定的性能要求,對產(chǎn)品形面的數(shù)學特征有高精度的要求;另一方面則為了滿意美學效果的需要,和人們對產(chǎn)品形狀的需求。針對簡單曲面加工的現(xiàn)狀及進展趨勢,提高簡單曲面加工的質(zhì)量、效率及效益已成為主流方向,這對簡單曲面加工中各環(huán)節(jié)的技術方法都有很高的要求。 簡單曲面加工技術的進展概況 1.1簡單曲面加工技術的進展歷程 簡單曲面以前主要通過手工放樣,手工打磨或幫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行檢測,和大量型線樣板的制作,導致制作周期長,工時、材料消耗量大,從而使加工精度降低,難以滿意實際生產(chǎn)的需要。在數(shù)控機床消失后,在工具和模
3、具制造中得到了廣泛的應用,隨著新技術(計算機、激光、電子、新材料)的進展,在簡單曲面加工方面的很多新技術應運而生,如激光開槽(Laser Caving)、快速原型制造(RapidPrototyping)和快速工裝(Rapid Tooling)等。這些技術的優(yōu)點在于所需的設備結構簡潔、敏捷性很高,特殊適合于加工單件或小批量的工具和模具。 1.2簡單曲面高效加工技術的理論體系 數(shù)控加工是簡單曲面加工的一種廣泛應用的技術,也是目前簡單曲面加工的主要方法,包括機床數(shù)控技術、數(shù)控自動編程技術。機床數(shù)控系統(tǒng)是硬件也是掌握機床運動的執(zhí)行單元,;而數(shù)控編程則是軟件,負責產(chǎn)生加工用的零件程序。二者相互作用,構成
4、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,目前簡單曲面的加工主要包括:曲面造型、數(shù)控編程、數(shù)控機床加工等。同時在簡單曲面造型方面、數(shù)控編程方面、機床數(shù)控技術方面、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討論來完善高效加工技術的理論體系,提高簡單曲面加工水平。 簡單曲面高效加工的技術方法 2.1簡單曲面加工方法分析 從兩個方面分析簡單曲面的加工方法:一是在造型方面,簡單曲面造型可以從數(shù)學的角度和加工的可行性上進行綜合考慮,可以有效地避開簡單曲面加工中重迭現(xiàn)象的產(chǎn)生,增加企業(yè)的市場競爭力,實現(xiàn)更大的經(jīng)濟效益。二是在數(shù)控程序設計方面,簡單曲面的數(shù)控程序設計技術正飛速
5、進展,要對基于特征的刀具軌跡生成方法進行討論,并且重視進展高速加工的數(shù)控程序設計技術,尤其是對NURBS加工的使用和有效的NURBS刀具軌跡的討論。 2.2簡單曲面加工設備技術 簡單曲面質(zhì)量的要求提高,帶動了簡單曲面加工設備的進一步進展。建立在五軸聯(lián)動加工技術基礎上的簡單曲面加工漸漸推廣,五軸聯(lián)動包括U、V、W軸不同組合的多軸掌握多坐標軸聯(lián)動,不再僅限于x、y、z、A、B(或C)軸聯(lián)動,采納高精度的等動態(tài)誤差補償技術,降低形位誤差、提高機床加工的幾何精度、表面粗糙度等;使簡單曲面加工設備功能部件實現(xiàn)高速度、高精度、大功率和智能化。 2.3簡單曲面高效加工關鍵技術 2.3.1毛坯制備技術 現(xiàn)在實
6、型鑄造技術廣泛地應用于毛坯的制備,就是傳統(tǒng)的木?;蚪饘倌1慌菽芰现谱鞔妫煨秃蟛恍枞〕瞿P?,便可以澆注,泡在高溫液體金屬作用下,沫塑料模型快速燃燒氣化而消逝,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)處會磨損猛烈甚至折斷,由于粗加工時進刀量不行能太大,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 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的特點,目前該技術已向更高
7、的靈敏化、智能化、集成化方向進展,成為第三代模具加工技術。主軸轉速、工作臺快速移動和進給速度的提高是等機床高速化的詳細表現(xiàn)。高速切削機床克服了機床振動,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工藝決策技術等 簡單曲面加工工藝規(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特別大。簡單曲面加工時進給量、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),要依據(jù)詳細的刀具與工件材料進行確定。影響工藝的因素既有定量指標,又有定性指標,因此要實現(xiàn)簡單曲面的高效加工,必需采納肯定的方式進行工藝決策。 此外,還包括刀具技術、現(xiàn)場化的檢測技術、NURBS加工技術、和數(shù)控連網(wǎng)技術等。 對簡單曲面質(zhì)量的要求帶動了簡單曲面加工設備的進一步進展,簡單曲面多軸聯(lián)動加工技術也日趨成熟。我國在這個領域內(nèi)起步較
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