模具深腔曲面数控铣削加工技术的探究

来源:用户上传      作者:莫宗远

　　摘   要：本文首先剖析了数控铣削加工技术存在的主要问题和主要影响因素，在此基础上提出了数控铣削技术的改进措施。然后简单介绍了数控加工技术的现状和发展，在得出发展数控加工的优势之后，总结概括了模具深腔曲面数控制技术的展望。
　　关键词：数控铣削  深腔曲面  现状  发展
　　尽管我国的模具制造业开始的相对较迟，但它的发展速度还是十分迅速的，特别是数控加工系统，它的发展如雨后春笋一般呈现出了如火如荼的发展态势。在我们日常生活中所谈及的数控铣削系统一般轴数在4个以上，并且可以同时控制4个坐标轴，5轴数控加工就是其中的一个非常先进的典例。就能够把数控机床的功能相结合在一起，这种情况下不仅加工的精度能够有所提高，而且还能够把生产的周期大幅度缩短。
　　1  主要问题
　　（1）工件定位问题。这一问题的存在导致该技术的普遍化发展受到了限制。例如，工件尺寸在检测阶段耗费大量的资金的同时也导致了加工过程的低效率;不同的工件要求不同精度的机械夹具，这种特殊情况特殊分析的装夹过程占用了大量的人力资源，物质资源以及时间资源;大量资源的占用和消耗是限制该技术发展的瓶颈。
　　（2）数控机床技术问题。我国的数控机床技术伴随着科技的发展得到了明显的提高，但是由于工艺参数被保守设置，在研究过程中出现大量的工艺参数不匹配的现象，导致了数控机床技术应有的性能没有充分发挥出来。
　　2  主要影响因素
　　（1）顺向铣削因力作用的方向的不同而不同。在这里我们以生产中普遍使用的球头为例，由相关的力学原理可知，在实际的作用过程中力的作用效果是相互作用的，微元刀刃和工件在各个方向的受力是相等的，比如在切向，轴向以及径向的受力，作用大小一样，但作用方向却不一致。在顺削加工中根据切削每齿的厚度不相同，切削加工效果也会不相同。
　　（2）切削力受刀具倾角的影响。再次以球头刀为例，该刀具存有侧倾角和前倾角，刀具倾角对切削力的影响的主要通过是前倾角对刀具切削力的影响表现出来。假设前倾角不等于零，因为前倾角的大小以及正负，计算顺铣削的瞬时未变形切削厚度有两个计算公式，当前倾角不同时，到时顺时未变形切削厚度和有效切削速度发生一定的改变，这就会让切削力的大小等不一样，因此在切削力存在不相同的情况时，逆铣削的加工模式在生产中广受欢迎，同时加工模式的选择影响深腔曲面数控铣削加工切削力，改变机床的运作效率的同时也提高了产品的生产质量。
　　3  数控铣削技术的改进措施
　　3.1 保证变量设计的科学性
　　通过对数控铣削加工过程的研究，我们知道刀具的性能受多方因素的影响，例如，如果刀具的倾角、切削宽度、切削厚度、切削速度等因素不同，那么使用该刀具得到的铣削效果也不同。刀具在切削过程中的分量因素会直接对设备切削造成不稳定的影响，如果设备切削出现不稳定的情况，这种不稳定的因素会加剧刀具的变形情况。注意到刀具在使用过程中会产生磨损，然后产生变形，从而出现因切削力的不同导致加工产品有不同性能的情况。例如，在刀具倾角为40°情况下，刀具变形相对较小，但在30°～40°时，刀具的表面粗糙度最高，此时需要对刀具的转速等进行优化设置，以达到生产目标的需求。
　　3.2 改善刀具的路径
　　（1）现阶段深腔曲面数控加工中最主要的两种铣削方法有顺铣削和逆铣削。这两种操作方式在加工过程中都会造成切削亏欠，但是在相同的工作环境下，顺铣削造成的亏欠较逆铣削小，因此我们在加工过程中采用顺铣削。（2）除了铣削方法，铣削加工刀具还会受到刀具倾角的影响，从而对工艺的精确度造成影响。刀具倾角包括正前、负前、正侧、负侧4种倾角，不同的刀具路径会对刀具的倾角以及切削力造成不同的影响，因此，我们要减少空刀，选择正侧倾角的路径。
　　3.3 分析模具深腔加工过程中引起误差的因素
　　（1）模具深腔的精加工与半精加工环节要求精度很高的机床处理设备，在加工过程中，机床会因受热而变形，但是机床的变形基本上对工件的影响比较小，那么加工精度的影响就是刀具的长度和半径补偿功能这两个方面。所以只要在这两个方面下功夫我们就可以很好的去控制加工精度。（2）在曲面加工中，我们常采用球头刀。
　　4  数控加工技术的现状和发展
　　4.1 数控加工技术的现状
　　（1）数控加工技术是制造业空前发展的成果，它因集简单加工和一次性装夹为一体极大提高了加工效率和加工的精确度而得到了广泛的推广和升级。（2）数控加工技术以零件的一次装夹为显著特征，工序简单操作方便，极大的缩减了人力物力和财力成本，此外，数控加工技术的推广也减少了车间的占地面积，变相的缩减了成本。（3）数控加工技术减少加工的步骤，工人可以更加简单的操作机器，大幅度缩减新产品的生产时间，同样也极大的提高了新产品研发的成功率。（4）综上所述，我们可以理解数控加工即使价格昂贵，但是它也在不同的方面降低了企业的成本，和企业利润的提高直接挂钩。这就为什么即使它价格昂贵，现在很多制造业企业还是会不惜重金去购买和应用。
　　4.2 数控加工技术的难点
　　（1）数控加工是制造业发展的革命，同样它也面临了前所未有的困难，首先它的研发和推广缺乏雄厚的资金的支持，数控的局限性在于只有少数资金雄厚的部门得以应用，以至于数控技术的推广和普遍发展受到资金的限制。（2）数控技术对编程过程要求非常严格，它的编程不仅复杂而且空间运动轨迹还非常的抽象，无法满足要求的编程的结果直接影响到该技术的方向感和灵敏度。由于编程的复杂性以及研发过程中需要投入非常多的精力，这方面编程人员也非常的稀缺，供不应求，这也是数控技术发展的不利因素。
　　4.3 数控技术的发展
　　伴随着我国制造业的极速崛起，数控加工技术展现出了强大的生机和生命力，首先要在培养高素质的编程人员上下功夫，不断的克服复杂的编程过程中存在的难题，研发出属于本国的核心技术，不再依赖进口，自力更生突破自我，不断创新。其次，国家要制定数控加工的技术扶持的政策，对该技术的研发和推广提供必要的资金支持，在保证企业利润的同时也提高了我国的制造业水平，也相应的增强了我国的综合国力。
　　5  结语
　　（1）通过对数控铣削过程中出现的工件定位问题和数控机床技术问题的研究和分析，在日后的加工过程中积极解决和规避这些问题，数控机床技术应有的性能会得到充分的发挥。（2）通过对数控加工系统影响因素的分析，切削加工中很多常见的问题都得到关注和改进在生产过程中有利于升化产品加工的精度和深度。（3）在分析了数控加工中的主要问题和主要影响因素之后，提出了数控铣削技术的改进措施。（4）在提出三点轴数控铣削技术的改进措施之后，简单介绍了数控加工技术的现状和发展，数控加工技术的凭借其先进的技术优势受到了很多厂家的欢迎，但是缺乏雄厚的资金的支持以及编程过程的严格性和研发人员的稀缺，数控技术在制造业领域得到普遍的应用和推广。（5）在分析了数控技术的现状之后，提出了数控技术发展相应的改革措施，例如培养高素质的编程人员;国家要制定数控加工的技术扶持的政策，对该技术的研发和推广提供必要的资金支持等。
　　参考文献
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