从刀具加工工艺解析未来刀具产业趋势(优秀范文五篇)

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第一篇:从刀具加工工艺解析未来刀具产业趋势

从刀具加工工艺解析未来刀具产业趋势

近年来,金属加工业发展迅速,其动力来自于多个方面。例如经济的全球化、市场竞争的加剧、难加工材料的使用以及对环境问题的觉悟等因素。其结果是,刀具的最终用户对刀具制造商提出持续改进的要求。金属加工业的总趋势是发展更多先进的加工工艺。虽然刀具发展史上具有划时代意义的创造发明多数来自专门的科研机构,但是直接面对具体加工挑战的是广大的刀具制造商。因为刀具制造商处在开发新型刀具材料、刀具结构和加工方法的第一线。

本文将针对几个方面的加工挑战给出具体的案例,阐述刀具制造商如何在实践中推进刀具的发展。

新材料的加工挑战

粉末金属零件是一种经济型的替代方案。使用粉末金属技术制成的零件具有许多独特的优势。粉末金属技术使得被加工的复杂零件接近最终的尺寸和轮廓,从而明显提高加工效率。通常所需要的只是一次精加工。另外,粉末金属技术在零件内特意留出残余孔隙度,这对于自润滑、减轻重量和消声等特性非常有利。某些复杂零件很难或不能采用传统铸造工艺制造,能很轻易地使用粉末金属技术进行生产。总之,粉末金属技术提供了一个经济的零件生产方法。那么,加工粉末金属面对的挑战是什么?

粉末金属材料的加工难度经常被低估。由于粉末金属材料往往是在一种软的、有时为多孔结构中含有硬颗粒,加工人员经常被材料硬度值所误导。颗粒硬度高达HRC70,而宏观硬度低到HRC10。硬颗粒和多孔性会导致刀具切削刃的微观疲惫。刀具的切削刃在切入切出时如同是在颗粒和颗粒之间以及孔和孔之间穿行。反复的小冲击导致切削刃上产生小裂纹。这些疲惫裂纹越来越大,最终导致切削刃微崩。这种微崩非常细微,以致于看上去就像正常的磨损。颗粒硬度和宏观硬度之间的常见偏差意味着加工粉末金属零件通就像是在加工一个砂轮。

粉末金属零件的独特性能和加工特性意味着增加耐磨性的高CBN含量和为了改善切削刃韧性的细颗粒度是加工的基本要求。CBN200刀片正是由CBN高含量的极细颗粒材料构成,正好满足了这些要求。此外还有一种独特的金属粘合剂,从而使CBN200成为理想的加工解决方案。它极好的耐磨性和韧性对于最小化加工成本非常理想。

通过匹配倒角、宽度和切削刃研磨,我们已经强化了切削刃,并因此提高了刀具寿命,改善表面粗糙度和加工公差,使客户获得更高的生产率和可靠性。这种切削刃设计对于难加工的粉末金属材料尤其适用。

汽车发动机缸盖上的阀座是一个典型的粉末金属零件,阀座孔的精加工用PCBN加工的刀具寿命是5000件,而用硬质合金刀具加工的寿命为300件,两者的寿命相差十几倍。PCBN等超硬刀具材料替代硬质合金刀具已经在越来越多的应用场合成为一种趋势。

难加工材料断屑的挑战

钛合金是众人皆知的不良导热体,也就是说高温保持在切削点上,导致能产生焊接、粘结和扩散等合金化倾向,切削刃会很快被损坏。钛合金的切削特性是产生一种薄的高速切屑,它很难被折断成可控制的碎屑。通常,这种切屑将使传统的冷却传输系统偏移,导致切削点缺乏冷却液,并损坏零件。使用大正前角且切削刃锋利的传统刀具可以使这些影响最小化,但是生成的长切屑很难控制。

为响应航空工业对改善钛合金切削性能的需求,山高开发了Jetstream刀具。在解决把冷却液精确地传送到切削区这个老大难问题上,它是一种革命性的新方案。

Jetstream刀具的工作原理是把集中的冷却液高压射流以高速直达接近切削刃的最佳位置。这种冷却液的射流把切屑抬离前刀面,改善切屑控制和刀具寿命,并能提高所应用的切削参数,而且不仅仅适用于航空材料。Jetstream刀具已经被证实对几乎所有的材料组有效,而且冷却液压力的选择范围宽。

从切削区高效地散热是影响刀具性能的最重要的因素之一。使用冷却液来散热的好处是清楚明了,直到现在冷却液还简单地被用在冲洗该区域。要让冷却液能真正地有效,它应该能把热量从切削区迅速带走,而定向的冷却液流将冷却液精确地送到需要的地方就会有效得多。

为了使刀片有效地工作,工件和刀片两者都需要达到某一温度水平。热量太多的话,刀具寿命将缩短;热量不足的话,切屑将不能正常形成。当切屑形成时,它所含的热量需要被带走。不能迅速带走热量导致一种延展性好的切屑,柔性好且不能折断,而其自身的不断卷曲使操作工操作起来十分不便。

Jetstream刀具对于从切削区带走热量非常有效,使得切屑迅速冷却,切屑的硬化使其变脆。由此得到的切屑易于折断并能从切削区移除。

凭借Jetstream刀具,山高清楚了直接将冷却液传输到刀具/工件接触面这一理念的重要性。它用最小量的冷却液,提供有效的冷却,也使得切屑脆到足以更轻易地折断,从而答应提高切削速度并延长刀具寿命(归因于减少加工硬化和沟槽磨损)。更不用说消除了停机时间和与缠结的长切屑相关的零件损坏。

在山高的试验中,普通刀具以40m/min的切削速度、0.25mm/rev的进给量和2mm的切削深度来生产Ti6Al4V零件,加工节拍为5min。而使用Jetstream刀具,可以把切削速度提高到80m/min,并将加工节拍缩短到3min,生产率提高了40%。

加工效率的挑战

时代在变,日益增长的效率竞争要求有越来越高效的加工方法。高进给铣削是保持公司处于领先地位的要害。

高进给铣削实际上是一个为高金属切削率开发的粗加工方法,用以提高生率和节约加工时间。把较浅的切削深度(不超过2mm)和大的切削圆弧半径或者小的主偏角相结合,将切削力的方向朝着轴向的机床主轴。

这种铣削方法能够取得比传统方法快3倍的加工速度。它并没有在切削时采用更大的切深(将缩短刀具寿命),而是从反方向进行。它把浅的切削深度和高的每齿进给量成对使用,保护了刀具。并且获得比普通加工更高的金属切除率。

这种方法具有很多优势。例如,切削力在轴线方向上指向机床主轴;减少振动并进而延长刀具寿命;高进给铣削(HFM)方法利用较小的主偏角;使得径向切削力最小化而轴向切削力最大化;减少振动的风险并获得稳定的加工;当处于大悬伸加工时,这个方法甚至又能提高切削参数。

采用较小的切深和更快的每齿进给量进行加工,每分钟可以去除超过1000cm3的工件材料。事实上,有时进给速度可以提高到常规值的10倍。而且即使它是一种粗加工方法,仍能获得接近成品的外形。这使得用户能跳过半精加工并直接进行最终的精加工。给每台机床生产更多零件的可能性。

HFM方法对于型腔铣削非常有效,尤其是模具加工。除了型腔铣削,它还可用于平面铣削、螺旋插补铣削和插铣等加工方法。HFM方法已经被更多的机加工领域所采用,刀具制造商还在提高加工经济性方面进行探索。除了最常见的三角形刀片,有4个切削刃的方刀片也已用于高进给铣刀。

加工经济性的挑战

方肩铣削在铣削加工领域占有很大份额。无论加工中碰到怎样的困难,用户都希望获得一种既能提高生产率又能降低单件成本的经济刀具的解决方案。多切削刃刀具已经存在,但是用户还在寻求能够提供最低每刃成本的刀具。

方肩铣削的经济性还体现在以下方面。用户希望第一次就实现真正的90°直壁,不必动用费钱耗时的另一个铣削加工。有些多刃刀具噪声很大,振动剧烈,因此其表面粗糙度的效果不甚理想。需要低噪声、低振动的铣削刀具,而且必须采用较小的公差刀片(周边磨削)和刀片座。客户需要高精度的刀具来实现最佳质量的表面粗糙度。减少不同刀具的库存量有助于提高利润。客户需要可用于多种不同加工(包括平面铣削)的方肩铣刀。事实上,客户希望得到一种用于普通加工的可靠、经济高效、首选的解决方案。

山高刀具公司的Square-6产品是一款采用三角形刀片的独特方肩铣刀。每个刀片有2个切削刃的Turbo旋风铣刀是一款最常见的方肩铣刀,它切削轻快,加工效率高。美中不足的是刀片的有效切削刃数量少,在谈及经济性时缺乏优势。Square-6有6个切削刃,因此每个切削刃的成本低,非常经济。刀片座的轴向前角为负,但是刀片上的正角切削刃能保证切削前角为正,因此可以确保高性能。Square-6具备3种不同刀片几何角度和3种不同的齿距,这使得其能在广泛的材料、加工和工况下都能提供同样的高性能。90°的主偏角确保只需一次加工就能得到真正的90°方肩,从而节约生产时间。带涂层的刀体具有更长的刀具寿命。预硬的刀体和周边精磨的刀片具有更好的精度,可靠性更高,也能够提高所加工零件的精确度和公差。

三角形的方肩铣刀刀片有6个切削刃,增加了刀体的制造难度。常见的Turbo旋风铣刀片和方刀片都是单面刀片,分别由2个和4个切削刃。而Square-6的刀片是双面的,对刀杆上刀片座的设计、制造提出更高的要求。但随着制造技术的进步,其加工也不成为一个难题。所以,随着制造技术的不断进步,类似于Square-6这种注重经济性的产品将会不断出现。

第二篇:汽车各类零部件加工工艺及所用的刀具

汽车各类零部件加工工艺及所用的刀具

孔类零件的加工

零件的孔加工多半采用多刃复合式(刀刃机夹、镶焊组合)结构,以铰、挤削代替磨削。在一次性走刀过程中完成孔的精加工,其转速达3000r/min,走刀速度达1.5~3m/min,精度达5~7级,粗糙度Ra=0.7μm,枪钻转速达8000r/min,Ra=2μm。德国Mapal公司生产的精密镗、铰刀,以其独特的结构、超精密的内孔精度、优异的表面粗糙度及高的经济效益被汽车工业广泛采用。Mapal刀具为单刃切削刀具,刀片采用精密研磨的可转位刀片。在刀体上镶有两块以上的支承导条,几乎在刀片进入工件切削的同时,支承导条也紧跟在对应的位置起支撑作用,并吸收切削时所引起的振动和阻力,保证内孔圆度和圆柱度在1~3μm以内,其孔径公差达H6。在汽车发动机气门导管孔加工中,其加工精度、表面质量都优于枪钻加工。汽缸孔镗削采用双工位、机床主轴内置式、轴向往复运动推拉杆机构。往复走刀分别用于粗镗和精镗,镗削速度达800m/min。

平面类零件的加工

平面类零件的铣削多半采用具有密齿、过定位、重复夹紧结构的径、轴向双向可调高速密齿面铣刀。铣刀直径250~400mm,轴向跳动≤±0.0025mm。零件装配平面的加工是以铣代磨,粗糙度Ra=0.7μm,不平度<0.02mm。

精铣刀盘的刀片可通过偏心螺钉进行调整,调整精度达0.002mm。在中等进给精铣加工时,采用普通刀片与修光刀片合理布置,零件表面粗糙度可明显改善;大进给精铣加工时,全部采用修光刀片,可获得理想的表面粗糙度。

铣削铝合金材料的工件时,采用各种规格的不等齿距的铣刀以及大的轴向与径向前角,刀具的前刀面经抛光处理,切削时切削力小,无振动,表面质量佳。

曲轴主轴承盖的加工,则采用倒置、排列式机夹复合成形拉削专用刀具,安装3种共713片可转位硬质合金涂层(TiCN)刀片,进给速度25m/min,班产1750件,拉削切削余量1.5~3mm。

在汽车的连杆加工中,其分离面涨断工艺、双侧面卧式双轴圆台平面磨削工艺都是目前国外连杆生产普遍采用的高质量、高效加工工艺。

轴类零件的加工

汽车曲轴主轴颈、连杆轴颈的加工是采用双工位车——拉削专用刀具。刀盘直径为700mm,刀盘圆周装有40片硬质合金涂层刀片,每10片为1组,切削速度为150m/min,快进速度为4.6m/min,径向切削余量为1.5~3mm。此外,一些零件的轴端头外圆柱面加工采用成形组合外圆铣、铰削专用工具,一次走刀完成外圆和端面粗加工,替代单刃车削加工工艺。?

齿轮加工

1.圆柱齿轮加工

国外大多采用多头涂层高速滚刀(切削速度110m/min以上)及径向剃齿刀滚、剃成形,以剃代磨。大量采用数控切齿设备,大大提高了加工效率,加工精度可稳定在7级以上;用硬质合金刀具进行硬齿面切削成为当前的重要研究领域。

国内100m/min以上的高速滚齿在一些合资企业应用。珩齿、磨齿、径向剃齿也有不同程度的应用,但大多数是加工效率、精度及稳定性较差,一般只能达到8级精度。

2.直齿锥齿轮加工

国外大量采用精锻工艺,在精度要求高的场合保留切齿工艺,目前国内精锻工艺已获得应用,但在汽车生产中应用较少,大多还是采用切齿工艺。

3.螺旋锥齿轮加工

国外螺旋锥齿轮加工大都采用数控铣齿机切齿,热处理后采用数控研齿机研齿;配对精细装配或采用数控铣齿机,热处理后采用数控磨齿机磨齿,较好地纠正了热处理变形,可不配对装配。硬齿面刮削技术在螺旋锥齿轮加工中有一定应用。

Gleason、Oerlikon公司都推出了用于六轴数控设备的最新设计、分析和测量软件,使得螺旋锥齿轮的设计、加工、齿形修正形成了智能化的闭环系统。

采用齿轮测量中心,由于工艺先进、自动检测,使之测量准确、精度高、效率高。

发动机几种传动轴上的花键齿形加工采用双工位、成对配置的搓、挤无屑加工专用刀具,一次往复运动,将花键齿形搓挤成形。

国内螺旋锥齿轮加工大多采用普通铣齿机加工,热处理后进行研齿。其切齿精度低,研齿的真正功能未能发挥出来。材料的热处理变形的控制能力差。

一汽集团、东风汽车公司刚引进的Gleason和Oerlikon公司的数控磨齿机尚未用于生产。齿轮检测一般采用周节检查仪、渐开线检查仪、基节仪等,少数厂家采用齿轮检测中心。

壳体类零件加工

该类零件多半属于平面、多孔位薄壁零件结构,其刚性差,对孔位的精度要求较高,所以国外多半采用加工中心进行加工。

差速器壳体内球面的镗削采用主轴内置式机床,其推拉杆轴向往复运动,带动镗刀头二维成半圆轨迹移动,叠加壳体回转运动,一次走刀完成球面成形镗削加工。我国根据产品市场的多品种需求,已形成了由过去的大量专用组合机床的生产线向由数控机床和加工中心组成的柔性生产线方面转移的趋势。采用三坐标测量机进行半自动非在线测量,检测精度较高,但效率不高。

磨削加工

平面磨削国内大多采用大平面高精度磨床,磨削粗糙度为Ra=0.5μm,磨削速度8.0m/s。

外圆磨削国内采用高精度数控外圆磨床。

内圆磨削国内采用高精度内圆磨床,磨削粗糙度Ra=0.2μm。

不锈钢焊条

今后的发展趋势是:在圆柱齿轮加工方面将解决国产机床的精度和刚度问题,解决刀具材料及其寿命问题,发展高速滚齿和硬齿面加工技术;发展径向剃齿和稳定珩齿工艺;引进数控齿轮加工机床,提高整体加工水平。在锥齿轮加工方面,发展精锻工艺加工直齿锥齿轮,以便提高效率,降低成本;对于螺旋锥齿轮,将逐步形成较完善的螺旋锥齿轮试制体系。对设计、强度分析、试制、试验和生产准备等将形成一套完备的软、硬件环境,解决投产前切齿工艺的关键技术;具备高精度、低噪音齿轮的研制和开发能力;有效承担新产品试制和小批量、高精度特殊品种齿轮的生产任务;细化装配工艺,确定合理的质量检验环节和工艺节拍,对不同齿轮产品的不同需求确定相应工艺措施;齿轮试制和生产车间均应配有齿轮检测中心,实现自动检测,减少人为误差。在壳体零件加工方面,将采用高速加工中心模块系统加工壳体类零件,生产线将匹配三坐标测量机或自动量仪,实现自动或半自动在线检测。在各类平面的加工方面,将开发大平面高速高精度磨床磨削平面,其粗糙度达Ra=0.5μm;开发强力磨床、高精度数控外圆磨床和点磨削工艺磨削外圆,开发高精度内圆磨床磨削内圆表面,其粗糙度可达Ra=0.2μm。

第三篇:如何配置CNC加工中心的刀具及配件解析

如何配置CNC加工中心的刀具及配件解析

如今,很多公司因业务及工作要求重新购置新的机器。如:CNC加工中心、CNC高速机、精雕机。那么在买了这类机器设备的同时,使用它们还要采购什么工具及配件才能在工作中有条不紊呢!那些工具及配件的综合性价比较好呢?

一、工具及配件清单:

1:配置CNC机床工具配件有:万能磨刀机1台、BT强力刀头2个、锁台座1个、锁刀板手及锁工件板手各1个、ER延长杆一套、ER直筒弹性筒夹2组、对刀器1个、虎钳1个、主轴清洁棒1个、偏心式分中棒2个、万能夹具(螺丝、螺帽)2套、百分表1个、工件治具板2-3块(可自已加工)等,这些具体各型号与规格都有不同。

2:CNC刀具的配置:刀具柜1个、钨刚铣刀平刀与球刀(R刀)各种规格备5-10支之间、飞刀杆各种规格备2-3支、刀粒各型号5-10盒。

二、选配工具、配件、刀具的原则与要点:

1:选购工具配件时应充分了解公司机床类别,各种配件的规格与型号,公司要求购买的品牌,找有实力的刀具及配件公司进行咨询,最好供应商有专业CNC技术工程师可以根据公司的要求进行配置方案,既省事又称心。在这一行中每样的工具配件都有好几种品牌如:日本的、台湾的、欧美的、国内的、价格品质各有千秋。

2:刀具选购应事先定位公司的机加工要求及品质、加工材料等,是选择日本的、台湾的、欧美的、国内的。同时采购员不要一再对比价格而不进行综合性价比。钨刚铣刀一般的、普通的满天飞。很难采购好这一项目并具繁锁,应选择一些有自己生产车间、有技术工程师配刀及一些技术支持的公司进行合作,这样一来保证了交期、质量、了解技术参数的同时保证了公司的生产品质。

3:以上具配件和刀具的部分品牌有:韩国韩松HANSONG刀具、日本(MITSUISHI三菱、HITACHI日立刀具、SUMITOMO住友、DIJET黛杰、BIG大昭、STK、OSG、NT精密刀头等)台湾:(PARFAITE普慧、SYIC正河源、AKENJYC、亚肯精机数控铣刀杆、铣刀盘、AWACROW安威(丸荣)精密刀头、搪孔器、E-CHENSUNROXM益诠数控车床车刀杆、DHF钨钢铣刀、HKF、西门德克、STS、TTK等)。欧美及其他(美国肯纳、韩国AHK刀头、韩国M&T、以色列VARGUS、德国HAIMER等)。

第四篇:磨削加工与先进工艺NC刀具轨迹生成研究发展现状

磨削加工与先进工艺一 磨削加工的基础知识

近几年来,磨床加工有很大的发展,已广泛地应用于机械加工行业,磨削的机械零件有很高的精度和很细的表面粗糙度。随着机制造的精度提高,一个国家的磨削工艺水平,往往地反映了国家机械制造的水平。我国制造的著名磨床有“MG1432A型高精度万能外圆磨床,MG7132型高精度平面磨床,MS1312型高速外圆磨磨床,S7450型大螺纹磨床,MK8532型数控凸轮磨床等。磨床除能磨削外圆,内圆,平面、成型面外,还能磨削螺纹、齿轮、刀具、模具等复杂零件表面加工。

磨床—磨床在磨削工件时,按加工要求不同,工作台纵向运动的速度必须可以调整,能实现无极变速,并在换向时有一定的精度要求,磨床要具备这些条件,磨床的纵向往复运动采用了液压传动,液压传动在磨床的工作台驱动及横向快速进退等方面已广泛应用。

液压传动工作原理—在机床上为改善液压传动的性能,以满足生产加工中的各种要求,磨床工作的液压传动系统是由以下部分组成:

执行部分—液压机(液压缸、液压马达)在压力油的推动下,作直线运动或回转运动,即将液体的压力能转换为机械能。

控制部分—压力控制阀,流量控制阀,方向控制阀等,用以控制液压传动系统所需要的力速度方向和工作性能的要求。

辅助部分—油箱滤油器,油管和油管接头等。其作用是创造必要的条件以保证液压系统正常工作。机床的液压传动系统能实现工作台的自动往复运动,砂轮架快速进退运动,砂轮架周期进给,尾架套筒的缩回,车轨润滑以及其它一些动作。

磨削加工的特点及磨削过程 特点

砂轮是由磨料和结合刘粘结而成的特殊多刃具,在砂轮表面每平方厘米面积上约有60~1400颗磨料,每颗磨粒相当于一个刀齿,磨粒是一种高硬度的非金属晶体,它不但可磨削铜,铸铁等较软的材料,而且还可以加工各种淬火钢的零件,高速钢刀具和硬质合金等硬材料以及超硬材料。

砂轮具有较高的周线速长一般35m/s左右,砂轮在磨削时除了对工件表面有切削作用外,还有强烈的挤压和摩擦作用,在磨削区域瞬时温度高达1000℃左右;

砂轮工作面经修正手,可形成极细微的刃口以切除工件表面极薄的金属层。

磨削加工能获得极高的加工精度和极细的表面粗糙度,磨削精度通常达到IT6~IT7公差等级,表示粗糙度可达Ra1.25~0.16µm,如境磨削工件表示粗糙度为Ra0.1µm工件表光滑如境,尺寸精度和形壮精度可达到1um以内,其误差相当于人体头发丝粗细的1/70或更小。

砂轮在磨削时,部分磨钝的磨粒在一事实上的条件下能自动落或崩碎,从而使砂轮保持良好的磨削性能。

磨削过程—金属磨削的实质是工件被磨削的金属表层,在无数磨粒瞬间的挤压,摩擦作用下生产变形,而后转为磨屑,并形成光洁表示的过程。金属磨屑过程可分为:三个阶段,砂轮表示的磨粒与工件材料接触,为弹性变形成为第一阶段,磨粒继续切入工件,工件材料进入塑性变形的第二阶段,材料晶粒发生滑移。使塑性变形不断增大,当力达到工件的强度极限时,被磨削层材料。产生挤裂,即进入第三阶段,最后被切离。

磨削的全过程表现为,力和热的作用,以磨削力——磨削时砂轮与工件间发生切削作用和摩擦作用,在砂轮和工件上分别,作用着大、小相等方向相反的力,这种相互作用的力称为磨削力磨削热——磨削时产生的热量较车削,铣削大,热量转入砂轮,磨悄或被切削液带走,然而砂轮是热的不良导体,因此几乎80%的热量转入工件和磨屑,磨削区域的瞬间高温可烧伤工件的表层,并使磨屑时特别注意对工件的冷却。切削液—过去又称冷却液,主要用来降低度磨削热和减小庞大磨削过程中的摩擦。切削液的主要作用是:冷却,润滑,清洗,防锈在切削过程中,把切削液直接浇注在砂轮和工件接触的地方,以达到切削液的作用保证零件加工的质量。

二 高精度磨削加工及先进的工艺方法

为了适应各类零件的磨削,磨床和砂轮的品种,性能也有了进一步的发展,在基本型谱的基础上,又生产出,精密型,高精度型,半自动型及数控型等10个系列,各类磨床的精度适应性和专门化程度均有很大提高,如适于模具制造的坐标磨应酬具有加工精度高使用寿命长等特点,近20年来,在我国超硬磨料,如人造金钢石,立方氮化硼等,已广泛地应用于各种高硬度材料的磨削。

要求精度高的机械零件的加工方法一般分为粗磨—半精磨—精磨—精密磨—超精磨五个阶段。磨削加工一般是属于零件的后道工序,即零件的精加工。困此零件的尺寸精度和相关面的位置精度以及有关表示的形状精度和表示粗糙度,都要在磨削中得到最后控制和保证,所以必须仔细分析和研究零件图及技术要求,根据对零件图的分析研究,就可以初步确定零件的加工顺序和所采用的加工方法。例如:尺寸精度IT6级,表示粗糙度为Ra0.8—0.1um时一般只需要经过粗磨,精磨或粗磨,精磨或粗磨。精磨和精密磨削,尺寸精度在IT6—IT5表示粗糙度为0.1um~Ra0.5 um时,一般要经过粗磨,半精磨,精磨,高精度磨削加工。磨削加工所用的机床除特殊机床外,一般采作通用工艺装备,以降低生产成本取得良好的经济效果,成批大量生产时,可以根据零件的加工精度和技术要求,尽量采用专用夹具,专用量具,以满足高生产率的要求,砂轮的选择也应可能按照不同工序的不同要求考虑,磨料,粒度,硬度,尺寸等这样人但能保证工件的加工精度,同时对提高生产率也有利。

大批量的机械零件生产中,零件的产生相当稳定并广泛采用专用机床的自动生产线,生产率极高,整个生产过程按一事实上节拍自动循环,操作工人只是在自动生产线的一端装上毛坯,在另一端卸成品,并监视自动线的正常运转,就可以了,我国已在汽车,拖拉机,轴承承等生产中建立了许多自动线,现在的机械制造基本特征是:多品种,中、小批生产占主导地位,工厂生产的产品经常地更换,以适应市场的竞争,目前除采用先进高效,高速磨削,强力磨削外,还逐步采用先进的自动或半自动磨削,数控磨削,适应控制磨削,和成组工艺等新技术,达到较高的生产率和设备负荷率。硬车削的经济性 硬车削的发展

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现役几个主要CAD/CAM系统中的NC刀轨生成方法分析

现役CAM的构成及主要功能

目前比较成熟的CAM系统主要以两种形式实现CAD/CAM系统集成:一体化的CAD/CAM系统(如:UGII、Euclid、Pro/ENGINEER等)和相对独立的CAM系统(如:Mastercam、Surfcam等)。前者以内部统一的数据格式直接从CAD系统获取产品几何模型,而后者主要通过中性文件从其它CAD系统获取产品几何模型。然而,无论是哪种形式的CAM系统,都由五个模块组成,即交互工艺参数输入模块、刀具轨迹生成模块、刀具轨迹编辑模块、三维加工动态仿真模块和后置处理模块。下面仅就一些著名的CAD/CAM系统的NC加工方法进行讨论。

UGII加工方法分析

一般认为UGII是业界中最好,最具代表性的数控软件。其最具特点的是其功能强大的刀具轨迹生成方法。包括车削、铣削、线切割等完善的加工方法。其中铣削主要有以下功能:

Point to Point:完成各种孔加工;

Panar Mill:平面铣削。包括单向行切,双向行切,环切以及轮廓加工等;

Fixed Contour:固定多轴投影加工。用投影方法控制刀具在单张曲面上或多张曲面上的移动,控制刀具移动的可以是已生成的刀具轨迹,一系列点或一组曲线;

Variable Contour:可变轴投影加工;

Parameter line:等参数线加工。可对单张曲面或多张曲面连续加工; Zig-Zag Surface:裁剪面加工;

Rough to Depth:粗加工。将毛坯粗加工到指定深度;

Cavity Mill:多级深度型腔加工。特别适用于凸模和凹模的粗加工; Sequential Surface:曲面交加工。按照零件面、导动面和检查面的思路对刀具的移动提供最大程度的控制。

EDS Unigraphics还包括大量的其它方面的功能,这里就不一一列举了。

STRATA加工方法分析

STRATA是一个数控编程系统开发环境,它是建立在ACIS几何建模平台上的。

它为用户提供两种编程开发环境,即NC命令语言接口和NC操作C++类库。它可支持三轴铣削,车削和线切割NC加工,并可支持线框、曲面和实体几何建模。其NC刀具轨迹生成方法是基于实体模型。STRATA基于实体的NC刀具轨迹生成类库提供的加工方法包括:

Profile Toolpath:轮廓加工; AreaClear Toolpath:平面区域加工; SolidProfile Toolpath:实体轮廓加工; SolidAreaClear Toolpath:实体平面区域加工; SolidFace ToolPath:实体表面加工; SolidSlice ToolPath:实体截平面加工;

Language-based Toolpath:基于语言的刀具轨迹生成。

其它的CAD/CAM软件,如Euclid, Cimitron, CV,CATIA等的NC功能各有千秋,但其基本内容大同小异,没有本质区别。

现役CAM系统刀轨生成方法的主要问题

按照传统的CAD/CAM系统和CNC系统的工作方式,CAM系统以直接或间接(通过中性文件)的方式从CAD系统获取产品的几何数据模型。CAM系统以三维几何模型中的点、线、面、或实体为驱动对象,生成加工刀具轨迹,并以刀具定位文件的形式经后置处理,以NC代码的形式提供给CNC机床,在整个CAD /CAM及CNC系统的运行过程中存在以下几方面的问题:

CAM系统只能从CAD系统获取产品的低层几何信息,无法自动捕捉产品的几何形状信息和产品高层的功能和语义信息。因此,整个CAM过程必须在经验丰富的制造工程师的参与下,通过图形交互来完成。如:制造工程师必须选择加工对象(点、线、面或实体)、约束条件(装夹、干涉和碰撞等)、刀具、加工参数(切削方向、切深、进给量、进给速度等)。整个系统的自动化程度较低。

在CAM系统生成的刀具轨迹中,同样也只包含低层的几何信息(直线和圆弧的几何定位信息),以及少量的过程控制信息(如进给率、主轴转速、换刀等)。因此,下游的CNC系统既无法获取更高层的设计要求(如公差、表面光洁度等),也无法得到与生成刀具轨迹有关的加工工艺参数。

CAM系统各个模块之间的产品数据不统一,各模块相对独立。例如刀具定位文件只记录刀具轨迹而不记录相应的加工工艺参数,三维动态仿真只记录刀具轨迹的干涉与碰撞,而不记录与其发生干涉和碰撞的加工对象及相关的加工工艺参数。

CAM系统是一个独立的系统。CAD系统与CAM系统之间没有统一的产品数据模型,即使是在一体化的集成CAD/CAM系统中,信息的共享也只是单向的和单一的。CAM系统不能充分理解和利用CAD系统有关产品的全部信息,尤其是与加工有关的特征信息,同样CAD系统也无法获取CAM系统产生的加工数据信息。这就给并行工程的实施带来了困难。

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