1．被加工對象的選定確定選購對象之前，首先要明確準(zhǔn)備加工的對象,。一般來說,，具備下列特點的零件適合在加工中心加工：多工序集約型工件指在一個工件上需要用許多把刀具進(jìn)行加工,。定位繁瑣的工件例如有一定位孔距精度要求的多孔加工,，利用機(jī)床定位精度高的特點,，很方便實施,。重復(fù)生產(chǎn)型的工件適合加工單件小批量生產(chǎn),。小批量指在1-100件，每批數(shù)量不多,，但又需要重復(fù)生產(chǎn),。另外，即使工件形狀尺寸不同,，但又是相似工件,，易于實現(xiàn)成組加工(gt)工藝的零件,。復(fù)雜形狀的零件模具、航空零件等復(fù)雜形狀工件,，能借助自動程序編制技術(shù)在加工中心上加工各種異形零件,。箱體類、板類零件在臥式加工中心上利用回轉(zhuǎn)工作臺,，對箱體零件進(jìn)行多面加工,，如主軸箱體、泵體,、閥體,、內(nèi)燃機(jī)缸體等。如果連頂面也要一次裝夾中加工,，可選用五面體加工中心,。立式加工中心適合加工箱蓋缸蓋,、平面凸輪等,。龍門加工中心用于加工大型箱體、板類零件,，如內(nèi)燃機(jī)車缸體,、加工中心立柱、床身,、印刷墻板機(jī)等,。2．機(jī)床規(guī)格的選定根據(jù)確定的加工工件的大小尺寸，相應(yīng)確定所需機(jī)床的工作臺尺寸和三個直線坐標(biāo)系的行程,。工作臺尺寸應(yīng)保證工件在其上面能順利裝夾工件,，加工尺寸則必須在各坐標(biāo)行程內(nèi)，此外還要考慮換刀空間和各坐標(biāo)干涉區(qū)的限制,。3．機(jī)床精度的選定加工中心的精度分類為普通型和精密型,，其主要精度項目見下表：用戶根據(jù)工件的加工精度要求，選用相應(yīng)精度等級的機(jī)床,，批量生產(chǎn)的零件,，實際加工出的精度數(shù)值可能是定位精度的1.5-2倍。普通型機(jī)床批量加工8級精度工件,，精密機(jī)床加工精度可達(dá)5-6級,，但要有恒溫等工藝條件，所以精密型機(jī)床使用嚴(yán)格,，價格高,。4．刀庫容量的選定加工中心的制造廠家對同一種規(guī)格的機(jī)床，通常都設(shè)2-3種不同容量刀庫,，例如臥式加工中心刀庫容量有30,、60,、80等，立式加工中心有16,、24,、32把容量的刀庫。用戶在選定時,，可以根據(jù)被加工工件的工藝分析結(jié)果來確定所需數(shù)量,，通常以需要一個零件在一次裝夾中所需刀具數(shù)來確定刀庫的容量，因為換另一零件加工時,，需要重新安排刀具,，否則刀具管理復(fù)雜并容易出錯。從統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看立式加工中心選用20把刀左右的刀庫,，臥式加工中心則選用40把刀左右的刀庫為宜,。當(dāng)然要根據(jù)實際需要最后確定。用于柔性制造單元(fmc)或柔性制造系統(tǒng)(fms)的加工中心機(jī)床,，其刀庫容量應(yīng)選大容量刀庫,，甚至配置可交換刀庫。5．機(jī)床選擇功能及附件的選定選定加工中心機(jī)床時,，除了基本功能和基本件以外,，還有提供用戶根據(jù)自身要求選用的功能和附件，稱選擇功能,、選擇附件(任選附件),。隨著精工技術(shù)的發(fā)展，可供選擇的內(nèi)容越來越多,，其構(gòu)成價格在主機(jī)中所占的比例也越來越大,，所以不明確目的大量選用附件也是不經(jīng)濟(jì)的，所謂“有備無患”的訂購指導(dǎo)思想實質(zhì)上是浪費,。因此選訂時要全面分析,，還要適當(dāng)考慮長遠(yuǎn)因素。選擇功能主要對于精工系統(tǒng)而言,，對那種價格增加不多,，但對使用帶來許多方便的功能，應(yīng)適當(dāng)配置齊全一點,，而對可以多臺機(jī)床公用的附件,，就可以考慮一機(jī)多用，但必須考慮接口是通用的,。6．加工節(jié)拍與機(jī)床臺數(shù)估算根據(jù)已經(jīng)選定的工件,，然后分析工藝路線，在這個工藝路線中選出準(zhǔn)備在加工中心上加工的工序,，對這些工序作工時節(jié)拍估算,。根據(jù)現(xiàn)用工藝參數(shù),，估算每道工序的切削時間，而輔助時間通常取切削時間的10%-20%,。另外中小型加工中心的每次換刀時間約需10-20秒,，這樣單工序時間為：t單序=t切+t輔+(10-20s)=t切+(10%-20%)t切+(10-20s)有了單工序時間就不難計算出年產(chǎn)量。一年300個工作日,，機(jī)床開動率按75%-85%計算,，如果計算結(jié)果產(chǎn)量達(dá)不到目標(biāo)值，但相差不多,、修改工藝參數(shù),；如果差距很大，應(yīng)考慮增加機(jī)床臺數(shù)配置,。加工中心的調(diào)試與驗收一．加工中心的調(diào)試機(jī)床調(diào)試的目的是考核機(jī)床安裝是否穩(wěn)固,，各傳動、操縱,、控制等系統(tǒng)是否正常和靈敏可靠,。調(diào)試試運(yùn)行工作依以下步驟進(jìn)行：按說明書的要求給個潤滑點加油，給液壓油箱灌入合乎要求的液壓油,，接通氣源,。通電,，各部件分別供電或各部件一次通電試驗后,，再全面供電。觀察各部件有無報警,、手動各部件觀察是否正常,，各安全裝置是否起作用。即使機(jī)床的各個環(huán)節(jié)都能操作和運(yùn)動起來,。灌漿,，機(jī)床初步運(yùn)轉(zhuǎn)后，粗調(diào)機(jī)床的幾何精度,，調(diào)整經(jīng)過拆裝的主要運(yùn)動部件和主機(jī)的相對位置,。將機(jī)械手、刀庫,、交換工作臺,、位置找正等。這些工作做好后,，即可用快干水泥灌死主機(jī)和各附件的地腳螺栓,，將各地腳螺栓預(yù)留孔灌平。調(diào)試,，準(zhǔn)備好各種檢測工具,，如精密水平儀,、標(biāo)準(zhǔn)方尺、平行方管等,。精調(diào)機(jī)床的水平,，使機(jī)床的幾何精度達(dá)到允許誤差的范圍內(nèi)，采用多點墊支撐,，在自由狀態(tài)下將床身調(diào)成水平,，保證床身調(diào)整后的穩(wěn)定性。用手動操縱方式調(diào)整機(jī)械手相對于主軸的位置,，使用調(diào)整心棒,。安裝******重量刀柄時，要進(jìn)行多次刀庫到主軸位置的自動交換,，做到準(zhǔn)確無誤,，不撞擊。．將工作臺運(yùn)動到交換位置,，調(diào)整托盤站與交換工作臺的相對位置,，達(dá)到工作臺自動交換動作平穩(wěn)，并安裝工作臺******負(fù)載,，進(jìn)行多次交換,。檢查精工系統(tǒng)和可編程控制器plc裝置的設(shè)定參數(shù)是否符合隨機(jī)資料中的規(guī)定數(shù)據(jù)，然后試驗各主要操作功能,、安全措施,、常用指令的執(zhí)行情況等。檢查附件的工作狀況,，如機(jī)床的照明,、冷卻防護(hù)罩、各種護(hù)板等,。一臺加工中心安裝調(diào)試完畢后,，由于其功能繁多，在安裝后,，可在一定負(fù)載下經(jīng)過長時間的自動運(yùn)行,，比較全面的檢查機(jī)床的功能是否齊全和穩(wěn)定。運(yùn)行的時間可每天8小時連續(xù)運(yùn)行2到3天或每24小時連續(xù)運(yùn)行1到2天,。連續(xù)運(yùn)行可運(yùn)用考機(jī)程序,。二．加工中心的驗收加工中心的驗收是一項復(fù)雜的檢測技術(shù)工作。它包括對機(jī)床的機(jī),、電,、液、氣各部分的綜合性能檢測及機(jī)床靜、動態(tài)精度的檢測,。在我國有專門的機(jī)構(gòu),，即國家機(jī)床產(chǎn)品質(zhì)量檢測中心。用戶的驗收工作可依照該機(jī)構(gòu)的驗收方法進(jìn)行,，也可請上述機(jī)構(gòu)進(jìn)行驗收,。主要集中在兩個方面：加工中心幾何精度檢查加工中心的幾何精度是組裝后幾何形狀誤差，其檢查內(nèi)容如下：工作臺的平面度各坐標(biāo)方向移動的相互垂直度x軸方向移動歲工作臺面的平行度y軸方向移動歲工作臺面的平行度x軸方向移動對工作臺上下型槽側(cè)面的平行度主軸的軸向竄動主軸孔的徑向跳動主軸箱沿z坐標(biāo)方向移動對主軸軸心線的平行度主軸回轉(zhuǎn)軸心線對工作臺面的垂直度主軸箱在z坐標(biāo)方向移動的直線度常用的檢測工具有：精密水平儀,、直角尺,、精密方箱、平尺,、平行光管,、千分表或測微儀、高精度主軸心棒及剛性好的千分表桿,。每項幾何精度按照加工中心的驗收條件的規(guī)定進(jìn)行檢測,。注意：檢測工具的等級必須比所測的幾何精度高一等級。同時,，必須在機(jī)床稍有預(yù)熱的狀態(tài)下進(jìn)行,，在機(jī)床通電后，主軸按中等轉(zhuǎn)速回轉(zhuǎn)15 分鐘以后再進(jìn)行檢驗,。機(jī)床性能驗收根據(jù)《金屬切削機(jī)床實驗規(guī)范總則》規(guī)定的試驗項目如下：對機(jī)床做全面性能試驗必須高精度的檢測儀器,。在具體的機(jī)床驗收時，各驗收內(nèi)容可按照機(jī)床廠標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行,。加工中心操作要點作為一個熟練的操作人員,，必須在了解加工零件的要求、工藝路線,、機(jī)床特性后,，方可操縱機(jī)床完成各項加工任務(wù),。因此,，整理幾項操作要點供參考：為了簡化定位與安，夾具的每個定位面相對加工中心的加工原點,，都應(yīng)有精確的坐標(biāo)尺寸,。為保證零件安裝方位與編程中所選定的工件坐標(biāo)系及機(jī)床坐標(biāo)系方向一致性，及定向安裝,。能經(jīng)短時間的拆卸,，改成適合新工件的夾具。由于加工中心的輔助時間已經(jīng)壓縮得很短,，配套夾具的裝卸不能占用太多時間,。夾具應(yīng)具有盡可能少的元件和較高的剛度。夾具要盡量敞開，夾緊元件的空間位置能低則低,，安裝夾具不能和工步刀具軌跡發(fā)生干涉,。保證在主軸的行程范圍內(nèi)使工件的加工內(nèi)容全部完成。對于有交互工作臺的加工中心,，由于工作臺的移動,、上托、下托和旋轉(zhuǎn)等動作,，夾具設(shè)計必須防止夾具和機(jī)床的空間干涉,。盡量在一次裝夾中完成所有的加工內(nèi)容。當(dāng)非要更換夾緊點時,，要特別注意不能因更換夾緊點而破壞定位精度,，必要時在工藝文件中說明。夾具底面與工作臺的接觸,，夾具的底面平面度必須保證在0.01-0.02mm以內(nèi),，表面粗糙度不大于ra3.2μm。加工中心的生產(chǎn)管理技術(shù)加工中心的使用是一項具有一定規(guī)模的復(fù)雜的技術(shù)工程,。它涉及到生產(chǎn)管理,、技術(shù)管理、人才培訓(xùn)等一系列工作,。各項工作都應(yīng)遵行一定的原則運(yùn)行,。這個原則就是充分發(fā)揮加工中心效益的保證系統(tǒng)。因此,，重視使用技術(shù)是一方面,，重視管理技術(shù)又是必不可少的另一方面。我國各機(jī)械制造廠中已把加工中心作為高效率自動化裝備,，作為重點設(shè)備,。但在設(shè)備管理上卻參差不齊。在加工中心的管理上,，必須提倡加工中心的生產(chǎn)特點和它所需配合的各環(huán)節(jié)的生產(chǎn)節(jié)拍,。不能將普通機(jī)床的管理方法移到精工機(jī)床上，在管理上應(yīng)注意以下幾點：充分發(fā)揮機(jī)床的全部功能在機(jī)床投入使用時,，為了充分發(fā)揮機(jī)床具有的全部功能,，應(yīng)必須認(rèn)真閱讀使用說明書，深刻理解機(jī)床的各種功能及其能力,。根據(jù)本廠加工零件的性質(zhì),，合理安排加工的對象、工序,，選擇相應(yīng)的配套件和附件,。對易損件安排好備件。設(shè)置精工工段將精工機(jī)床集中在一個專門的部門，工藝技術(shù)準(zhǔn)備,、生產(chǎn)管理準(zhǔn)備由工廠技術(shù)部門統(tǒng)一進(jìn)行,。生產(chǎn)車間設(shè)有專門的技術(shù)人員。避免單臺精工機(jī)床分散在個車間,，只加工少量關(guān)鍵零件,，造成大量生產(chǎn)時間閑置的局面。設(shè)置專門的工段,，便于維修的管理,。合理安排生產(chǎn)節(jié)拍、技術(shù)準(zhǔn)備周期在向加工中心安排生產(chǎn)任務(wù)時,，應(yīng)先將工藝部門的工藝文件,、加工工序、工具卡片準(zhǔn)備齊全,，再送加工零件到加工位置上,。以免操作者停機(jī)去找工具、修改程序,、組裝夾具而造成長時間停機(jī),。選擇合適的規(guī)章制度如精工機(jī)床管理制度、安全操作規(guī)程,、精工機(jī)床使用規(guī)定,、精工機(jī)床保養(yǎng)、點檢制度等,。同時,，要及時向制造和設(shè)計部門反饋信息。重視技術(shù)隊伍的建設(shè)對一臺包括多種技術(shù)成果的復(fù)雜設(shè)備,，完全掌握使用需要一個訓(xùn)練有素的技術(shù)班子,，包括工藝、操作,、機(jī)電維修等,，人員的培養(yǎng)要有一個過程，領(lǐng)導(dǎo)管理設(shè)備的部門對此要有全面認(rèn)識,。工裝夾具的應(yīng)用在多品種小批量的生產(chǎn)過程中,，工件的安裝、拆卸和清洗,、托板的自動交換、切屑的排出等在整個制造過程中是頻繁發(fā)生的,。為了提高加工中心的加工效率,，在加工設(shè)備上搞高速化和高性能化是一方面，縮短安裝時間，降低消耗是另一重要方面,。夾具在制造廠來說屬于工裝部分,，它是保證零件準(zhǔn)確定位、有效加工的必要手段,。對于加工中心來說,，要求夾具定位精度高、,、裝卸方便,，適于粗加工、精加工和各種多工序復(fù)合加工的形式,。國內(nèi)加工中心的使用尚處于初期階段,，夾具設(shè)計采用手工設(shè)計方式較多，備有cad/cam系統(tǒng)的還較少,。下面僅就加工中心常見的裝夾定位的使用方式作一介紹：加工中心加工定位基準(zhǔn)的選擇在確定工藝方案之前,，合理地選擇定位基準(zhǔn)對保證加工中心的加工精度，提高加工中心的應(yīng)用效率有著決定性的意義,。在選擇定位基準(zhǔn)時要全面考慮各個工位的加工情況,，達(dá)到下面三個目的：所選基準(zhǔn)應(yīng)能保證工件定位準(zhǔn)確，裝卸方便,、迅速,，夾緊可靠，且夾具結(jié)構(gòu)簡單,。所選定的基準(zhǔn)與加工部位的各個尺寸計算簡單,。保證各項加工精度。確定零件夾具在加工中心上,，夾具的任務(wù)不僅是夾緊工件,，而且還要以各個方向的定位面為參考基準(zhǔn)，確定工件編程的原點,。加工中心的高柔性要求其夾具比普通機(jī)床結(jié)構(gòu)更緊湊,、簡單，夾緊動作更迅速,、準(zhǔn)確,，盡量減少輔助時間。在加工機(jī)床上,，要想合理應(yīng)用好夾具,，首先要對加工中心的加工特點有比較深刻的理解和掌握，同時還要考慮加工零件的精度,、批量大小,、制造周期和制造成本,。根據(jù)加工中心機(jī)床特點和加工需要，目前常用的夾具類型有專用夾具,、組合夾具,、可調(diào)夾具和成組夾具。一般的選擇順序是單件生產(chǎn)中盡量用虎鉗,、壓板螺釘?shù)韧ㄓ脢A具,，批量生產(chǎn)時優(yōu)先考慮組合夾具，其次考慮可調(diào)夾具,，最后選用專用夾具和成組夾具,。在選擇時要綜合考慮各種因素，選擇最經(jīng)濟(jì)的,、最合理的夾具形式,。加工中心夾具設(shè)計及組裝時應(yīng)注意的問題為了簡化定位與安，夾具的每個定位面相對加工中心的加工原點,，都應(yīng)有精確的坐標(biāo)尺寸,。為保證零件安裝方位與編程中所選定的工件坐標(biāo)系及機(jī)床坐標(biāo)系方向一致性，及定向安裝,。能經(jīng)短時間的拆卸,，改成適合新工件的夾具。由于加工中心的輔助時間已經(jīng)壓縮的很短,，配套夾具的裝卸不能占用太多時間,。夾具應(yīng)具有盡可能少的元件和較高的剛度。夾具要盡量敞開,，夾緊元件的空間位置能低則低,，安裝夾具不能和工步刀具軌跡發(fā)生干涉。保證在主軸的行程范圍內(nèi)使工件的加工內(nèi)容全部完成,。對于有交互工作臺的加工中心,，由于工作臺的移動、上托,、下托和旋轉(zhuǎn)等動作,，夾具設(shè)計必須防止夾具和機(jī)床的空間干涉。盡量在一次裝夾中完成所有的加工內(nèi)容,。當(dāng)非要更換夾緊點時,，要特別注意不能因更換夾緊點而破壞定位精度，必要時在工藝文件中說明,。夾具底面與工作臺的接觸,，夾具的底面平面度必須保證在0.01-0.02mm以內(nèi)，表面粗糙度不大于ra3.2μm,。
一個完善的PLC程序不僅能使機(jī)床正常運(yùn)行,，還要讓人看起來一目了然,，既為自己調(diào)試提供方便,，還能幫助維修人員查找故障和分析原因,。下面就XH756B系列臥式加工中心配SIEMENS802D精工系統(tǒng)時，在自動換刀過程中機(jī)械手的編程技巧作一介紹,。 首先簡單介紹一下刀具交換裝置的基本情況,，刀庫是可正反向旋轉(zhuǎn)的鏈?zhǔn)降稁臁⒀b在刀具交換裝置上的機(jī)械手用個步驟將刀庫中的刀具交換到主軸,，并將主軸刀具還回刀庫對應(yīng)的刀套中,。為盡量縮短換刀時間，我們采用刀具預(yù)選與零件加工同時進(jìn)行的方式來壓縮換刀時間,。 機(jī)械手動作順序如下： 步驟1：平移縮回,，抓刀庫中預(yù)選的刀具：步驟2：拔刀伸出，拔出刀套中的刀具：步驟3：平移伸出,，離開刀庫側(cè)抓刀位置：步驟4：拔刀縮回,，機(jī)械手縮回：步驟5：搖臂伸出，搖臂轉(zhuǎn)向主軸側(cè)：步驟6：平移伸出,，抓主軸刀具：步驟7：拔刀伸出,，拔出主軸中的刀具：步驟8：換刀正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，刀具交換：步驟9：拔刀縮回,，將預(yù)選刀具插入主軸：步驟10：平移縮回,，機(jī)械手離開主軸：步驟11：搖臂縮回，搖臂轉(zhuǎn)向刀庫側(cè)：步驟12：拔刀伸出,，準(zhǔn)備將主軸刀具送回刀庫：步驟13：平移縮回,，機(jī)械手移向刀庫：步驟14：拔刀縮回，將主軸刀具插入刀庫：步驟15：平移伸出,，離開刀庫側(cè)抓刀位置,。 以上15個步驟可分為如下4個階段： 第1階段：抓新刀。Txx代碼控制刀庫按就近方向轉(zhuǎn)動到編程刀具所在的位置,，到位且有刀庫定位I信號后啟動機(jī)械手,，經(jīng)過步驟1→步驟2→步驟3→>步驟4將編程刀具抓在手上等待換刀。 第2階段：換刀,。M06啟動換刀固定循環(huán)“TOOL”,。“TOOL”控制各坐標(biāo)移動到換刀位置,，并用M90通知PLC啟動換刀,，PLC用M90信號請求NC“讀入禁止”并啟動機(jī)械手換刀步驟5→步驟6→步驟7→步驟8→步驟9→步驟10→步驟11，同時用步驟5的到位信號控制刀庫轉(zhuǎn)到主軸刀號的位置,。 第3階段：還刀,。步驟5啟動的刀庫旋轉(zhuǎn)停止且有刀庫定位I信號后,，啟動機(jī)械手步驟12→步驟13→步驟14→步驟15，將主軸刀具還到刀庫中并將記憶主軸刀號的存儲器更新,。步驟1完成后,，取消“讀入禁止”，激活刀具參數(shù),，加工程序和機(jī)械手還同時進(jìn)行,。 第4階段：抓預(yù)選新刀。在M06的下一段緊跟下道工序要用的刀具號Txx,，刀庫在完成還刀動作后可在零件加工的同時啟動機(jī)械手步驟1→步驟2→步驟3→步驟4,，將下道工序所用的刀具預(yù)選抓到機(jī)械手上，等待M06啟動后面的換刀動作,，這樣大大縮短了刀具交換的時間,，提高了工作效率。
航空發(fā)動機(jī)是飛機(jī)的心臟,，其制造精度的高低對于航空發(fā)動機(jī)的使用性能有著極為重要的影響,，其中航空發(fā)動機(jī)葉片由于屬于薄壁類零件，其在加工的過程中容易受到切削力及材料的影響而導(dǎo)致航空發(fā)動機(jī)葉片出現(xiàn)一定的變形從而影響航空發(fā)動機(jī)葉片的加工精度>通過使用材料力學(xué)與有限元分析法找出航空發(fā)動機(jī)葉片在加工過程中變形的規(guī)律,，并在此基礎(chǔ)上對產(chǎn)生的葉片變形進(jìn)行二次造型以提高航空發(fā)動機(jī)葉片的加工精度：1. 導(dǎo)致航空發(fā)動機(jī)葉片加工變形的因素分析航空發(fā)動機(jī)葉片屬于薄壁類零件,，在航空發(fā)動機(jī)葉片的加工過程中會造成其加工變形的影響因素眾多，這些影響因素相互影響相互制約工作共同影響航空發(fā)動機(jī)葉片的加工精度?，F(xiàn)今在航空發(fā)動機(jī)葉片的加工變形的原因分析中多考慮的是加工中的彈性變形對航空發(fā)動機(jī)葉片加工所造成的影響,。而在航空發(fā)動機(jī)葉片的加工過程中，采用精工補(bǔ)償?shù)姆绞絹韺娇瞻l(fā)動機(jī)葉片進(jìn)行加工時,，毛坯件剛度不足所導(dǎo)致的航空發(fā)動機(jī)葉片加工變形是影響航空發(fā)動機(jī)葉片加工精度的主要影響因素：在對航空發(fā)動機(jī)葉片進(jìn)行銑削加工時,，加工所產(chǎn)生的銑削力會使得航空發(fā)動機(jī)葉片毛坯件產(chǎn)生一定的彈性變形，而當(dāng)?shù)毒咄瓿闪藢τ谝蚯邢髁Χ鴮?dǎo)致變形的葉片部分時,，葉片會彈性恢復(fù),，從而導(dǎo)致實際切削量偏少從而使得加工后的航空發(fā)動機(jī)葉片壁厚過大的加工誤差，因此,，在航空發(fā)動機(jī)葉片加工時因葉片變形會導(dǎo)致讓刀而導(dǎo)致切削量較小從而造成超差,。因此，通過分析航空發(fā)動機(jī)葉片加工時由于切削力而導(dǎo)致的航空發(fā)動機(jī)葉片變形的規(guī)律并在精工加工過程中予以相應(yīng)的加工補(bǔ)償以確保加工后工件彈性恢復(fù)后能夠形成符合公差要求的弧面,,， 在分析航空發(fā)動機(jī)葉片加工過程中,、因切削力所導(dǎo)致的切削加工變形可以使用材料力學(xué)和有限元分析法來對相應(yīng)的變形量進(jìn)行分析航空發(fā)動機(jī)葉片屬于自由曲面，因此其截面形狀極為復(fù)雜,，因此在分析由于切削力所導(dǎo)致的變形量的計算上所使用的慣性積,、慣性矩等的參數(shù)不能僅僅通過采用簡單的代數(shù)運(yùn)算算出，需要在分析航空發(fā)動機(jī)葉片參數(shù)的基礎(chǔ)上采用數(shù)值積分的方式予以計算在對葉片受力分析建立模型的過程中、假定刀具切削過程中所產(chǎn)生的切削力的大小保持不變,、且航空發(fā)動機(jī)葉片在加工過程中所產(chǎn)生的變形主要是由彎曲和扭轉(zhuǎn)兩個主要因素所造成的,，在分析航空發(fā)動機(jī)葉片沿長度方向的加工彎曲變形時，應(yīng)忽略夾具對葉片所造成的影響,。在刀具的加工過程中,，刀具切削所產(chǎn)生的切削力會垂直于葉片表面形成向下的切削力，從而導(dǎo)致航空發(fā)動機(jī)葉片產(chǎn)生彎曲和扭轉(zhuǎn),，因此假定造成航空發(fā)動機(jī)葉片變形的力主要是由于刀具所產(chǎn)生的垂直于航空發(fā)動機(jī)葉片表面的一個向下的作用力,，此作用力會導(dǎo)致葉片變形并造成讓刀從而影響航空發(fā)動機(jī)葉片的加工精度,。通過對航空發(fā)動機(jī)葉片加工過裎中的受力變形進(jìn)行建模分析可以推出航空發(fā)動機(jī)葉片的******彎曲變形發(fā)生在航空發(fā)動機(jī)葉片葉身中間靠近頂尖端的部位,，約在航空發(fā)動機(jī)葉片長度接近60%的部位在切削力產(chǎn)生_個彎曲變形的同時也會在航空發(fā)動機(jī)葉片上產(chǎn)生一個扭轉(zhuǎn)的作用力，其中扭轉(zhuǎn)變形的特點是在航空發(fā)動機(jī)葉片截面的中間區(qū)域變形不大而在航空發(fā)動機(jī)葉片的緣頭區(qū)域則會劇烈的增大,。其中,，航空發(fā)動機(jī)葉片的變形量主要與葉片的寬度有關(guān)，通過對航空發(fā)動機(jī)葉片的彎曲與扭轉(zhuǎn)受力變形進(jìn)行綜合分析可以看出：航空發(fā)動機(jī)葉片從葉片的根部,、葉尖直至航空發(fā)動機(jī)葉片的******彎曲變形處這一彎曲變形量呈現(xiàn)出線性分布的特點,，而航空發(fā)動機(jī)葉片的扭轉(zhuǎn)變形則主要產(chǎn)生于葉尖端緣頭處在航空發(fā)動機(jī)葉片的截面內(nèi)，從中部指向緣頭區(qū)域,，航空發(fā)動機(jī)葉片的扭轉(zhuǎn)變形以二次曲線規(guī)律增大：通過對航空發(fā)動機(jī)葉片受力變形使用有限元進(jìn)行建模分析驗證,，確保航空發(fā)動機(jī)葉片的加工變形量與分析結(jié)果相一致：2. 航空發(fā)動機(jī)葉片加工變形的解決措施在航空發(fā)動機(jī)葉片的加工質(zhì)量會受到切削力、刀具,、毛坯件的質(zhì)量等多種因素的影響,，同時在完成了對于航空發(fā)動機(jī)葉片的加工變形后由于加工應(yīng)力的釋放會導(dǎo)致航空發(fā)動機(jī)葉片產(chǎn)生一定的彎扭變形> 為解決加工所帶來的加工誤差，需要在總結(jié)分析航空發(fā)動機(jī)葉片加工過程中變形規(guī)律的基礎(chǔ)上對航空發(fā)動機(jī)葉片進(jìn)行二次造型以提高航空發(fā)動機(jī)葉片的加工精度,。在對航空發(fā)動機(jī)葉片進(jìn)行加工的過程中對彎扭變形后的葉片模型作為目標(biāo)實體進(jìn)行加工,，從而使得葉片在加工前具有一定的反應(yīng)變形用以抵消航空發(fā)動機(jī)葉片加工過程中由于切削力和熱應(yīng)力而導(dǎo)致的葉片變形，從而確保航空發(fā)動機(jī)葉片的加工精度,。
二 . 凱恩帝KND系統(tǒng) ：1.參數(shù)修改：先選擇“錄入”模式,，按“索引”按鍵，在“第一頁”里,，打開程序開關(guān)（按數(shù)值按鍵4）,，在“設(shè)置”里，“參數(shù)設(shè)置”--打開參數(shù)設(shè)置開關(guān),；修改K參數(shù)和D數(shù)據(jù)時,，需要在“錄入”模式下和打開“程序開關(guān)”。 2. 軟限位檢查：按機(jī)床行程檢查機(jī)床軟限位是否有效,，確定機(jī)床軟限位有效后,，方可進(jìn)行回零或其他操作。 #0610-1.2.3.4---機(jī)床正限位,，#0611-1.2.3.4---機(jī)床負(fù)限位 3. 機(jī)床原點：軟限位檢查確定無誤后,，方可進(jìn)行回零操作,。在選擇“回零”模式，按各軸正向按鍵,，機(jī)床回零（確定機(jī)床倍率開關(guān)不為0）,。 機(jī)床原點的設(shè)定：將機(jī)床停到原點位置，在伺服驅(qū)動器上按住“TU2”,，直到變成“數(shù)字”,。 4. 刀庫調(diào)整；調(diào)試換刀之前,，必須重新確定刀庫換刀點和主軸定位位置是否正確（為了安全,，先斷開控制刀庫電機(jī)斷路器）。 換刀參數(shù): #0511-3 第三軸第二參考點 , 主軸定位---在主軸驅(qū)動器上執(zhí)行“TU5”,直到顯示“FINISH” 排刀：將刀庫回到“1號”刀杯,，“診斷”---“PC參數(shù)”--“刀庫TL”里數(shù)據(jù)改為一一對應(yīng),；在“D數(shù)據(jù)”里--D7位刀庫總刀數(shù)，D18-D26的數(shù)據(jù)都改為0（改不了的可以不改）D27=1后,，在“錄入”模式下,，執(zhí)行“T1”,斷電重啟。 調(diào)試刀庫需要移動Z軸時,，只有在手輪模式下可以移動,。 5.四軸調(diào)整； M10 四軸夾緊 ,，M11 四軸松開,。按鍵控制：F4按鍵。6. 機(jī)床剛性：伺服驅(qū)動器參數(shù)PA-05位置環(huán)增益,，PA-09速度環(huán)增益或PA55剛性等級（4~6）,。注意: 修改位置環(huán)增益和速度環(huán)增益時，三軸必須修改成一樣的參數(shù)值,，否者會影響機(jī)床精度,。 7.機(jī)床反向間隙：參數(shù) #2625 8. 氣壓和潤滑油：K9.1為氣壓低報警高低電平轉(zhuǎn)換，K9.3為潤滑油報警高低電平轉(zhuǎn)換,。正常情況下K9=00001111,。
精工系統(tǒng)插補(bǔ)的方法和原理 精工機(jī)床上進(jìn)行加工的各種工件，大部分由直線和圓弧構(gòu)成,。因此,，大多數(shù)精工裝置都具有直線和圓弧的插補(bǔ)功能。對于非圓弧曲線輪廓軌跡,，可以用微小的直線段或圓弧段來擬合,。 插補(bǔ)的任務(wù)就是要按照進(jìn)給速度的要求，在輪廓起點和終點之間計算出若干中間控制點的坐標(biāo)值。 由于每個中間點計算的時間直接影響精工裝置的控制速度,，而插補(bǔ)中間點的計算精度又影響整個精工系統(tǒng)的精度,，所以插補(bǔ)算法對整個精工系統(tǒng)的性能至關(guān)重要，也就是說精工裝置控制軟件的核心是插補(bǔ),。 插補(bǔ)的方法和原理很多,，根據(jù)精工系統(tǒng)輸出到伺服驅(qū)動裝置的信號的不同，插補(bǔ)方法可歸納為脈沖增量插補(bǔ)和數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ)兩種類型,。一,、脈沖增量插補(bǔ) 這類插補(bǔ)算法是以脈沖形式輸出，每次插補(bǔ)運(yùn)算一次,，最多給每一軸一個進(jìn)給脈沖,。把每次插補(bǔ)運(yùn)算產(chǎn)生的指令脈沖輸出到伺服系統(tǒng)，以驅(qū)動工作臺運(yùn)動,。 一個脈沖產(chǎn)生的進(jìn)給軸移動量叫脈沖當(dāng)量,，用δ表示。 脈沖當(dāng)量是脈沖分配計算的基本單位,，根據(jù)加工的精度選擇，普通機(jī)床取δ＝0.01mm,，較為精密的機(jī)床取δ＝1μm或0.1μm ,。插補(bǔ)誤差不得大于一個脈沖當(dāng)量。 這種方法控制精度和進(jìn)給速度低,，主要運(yùn)用于以步進(jìn)電動機(jī)為驅(qū)動裝置的開環(huán)控制系統(tǒng)中,。二、數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ) 數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ)又稱時間標(biāo)量插補(bǔ)或數(shù)字增量插補(bǔ),。這類插補(bǔ)算法的特點是精工裝置產(chǎn)生的不是單個脈沖,，而是數(shù)字量。插補(bǔ)運(yùn)算分兩步完成,。第一步為粗插補(bǔ),，它是在給定起點和終點的曲線之間插入若干個點，即用若干條微小直線段來擬合給定曲線,，每一微小直線段的長度△L都相等,，且與給定進(jìn)給速度有關(guān)。粗插補(bǔ)時每一微小直線段的長度△L與進(jìn)給速度F和插補(bǔ)T周期有關(guān),，即△L＝FT,。 圖1 數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ) 第二步為精插補(bǔ)，它是在粗插補(bǔ)算出的每一微小直線上再作“數(shù)據(jù)點的密化”工作,。這一步相當(dāng)于對直線的脈沖增量插補(bǔ),。數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ)方法適用于閉環(huán)、半閉環(huán)的直流或交流伺服電動機(jī)為驅(qū)動裝置的位置采樣控制系統(tǒng)中。
精工加工中心在線檢測如何提升加工中心的制造質(zhì)量意義是很大的,。而精工機(jī)床,、加工中心所具備的在線檢測功能就 是 一種十分有效的手段，能有效地提高工件的制造質(zhì)量,。 隨著轎車制造業(yè)的生產(chǎn)模式從大批量單一品種漸漸演變成中小批量多品種,，加工中心在相關(guān)企業(yè)中的應(yīng)用日趨增多，尤其是用于動力總成系中那些復(fù)雜零件的加工,，如發(fā)動機(jī)中的缸體,、缸蓋，變速器中的殼體等,。鑒于這些零件不但形狀復(fù)雜,、工藝要求高，一旦出現(xiàn)廢品就會造成很大損失,，因此,，如何提升加工中心的制造質(zhì)量意義是很大的。而隨機(jī)檢測功能的設(shè)置就是一種十分有效的手段,。 隨機(jī)量儀的基本組成及主要功能 1.系統(tǒng)的組成 量儀主要由接觸式測頭,、信號接收器和輸出電纜(或接口裝置)組成，根據(jù)傳送信號的性質(zhì),，又分為紅外線和無線電等兩種,。兩者的差別在于后一種的信號傳送能力更強(qiáng)，不但距離遠(yuǎn),，在受到物體阻擋的情況下也不受影響,。圖1給出了一種典型系統(tǒng)的工作過程：接觸式測頭的檢測結(jié)果以紅外信號方式發(fā)送到安裝在加工中心內(nèi)的接收器，接收器通過輸出電纜(或經(jīng)過接口裝置)再將信號傳送到機(jī)床控制系統(tǒng),。而測頭作為紅外信號發(fā)送器,，可在360°范圍內(nèi)發(fā)送信號，圖1中的接口裝置可對信號數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后將其傳送到加工中心的精工系統(tǒng),。但在多數(shù)情況下,，檢測程序還是由機(jī)床廠商按實際需求編制后，根據(jù)輸入的信號實現(xiàn)相應(yīng)的功能,。 2.主要功能 測頭就象刀具一樣,，平時存放在加工中心的刀庫中，依照不同的要求,，在一道加工工序之前或之后調(diào)出,，再按程序執(zhí)行自動檢測，從而實現(xiàn)某種功能,。概括地說,，通過隨機(jī)檢測主要可以達(dá)到以下目的： 刀具狀態(tài)的檢測 有別于存放在機(jī)床刀庫中的測頭,，此時是利用設(shè)置在機(jī)床工作臺面上的測量裝置(測頭)，對刀庫中的刀具按事先設(shè)定的尺寸進(jìn)行對刀測量,，同時也能進(jìn)行刀具破損或安裝型號正確與否的識別,。 在這種應(yīng)用場合，檢測信號是采用前述電纜傳送方式輸入接口裝置,，或直接與機(jī)床精工系統(tǒng)連接,。對刀測量裝置有接觸式和非接觸(光學(xué))式兩種，圖2是接觸式的一個示例,。 圖2 隨機(jī)量儀的對刀檢測·確定加工狀態(tài)：工件找正,、參數(shù)設(shè)定和補(bǔ)償 所謂“找正”，是指為了保證工件的正確安裝,、定位而采取的相應(yīng)措施,。至于存在“不正”，則既有夾具方面的原因,，也有工件自身因素的影響,。無疑，加工狀態(tài)的找正是確保工件加工質(zhì)量的基礎(chǔ),。另外,，由于受到溫度變化和刀具磨損等漸變因素的作用，加工狀態(tài)的穩(wěn)定性也會發(fā)生改變,，影響到制成品的質(zhì)量,，故在必要時也需采取補(bǔ)償措施。隨機(jī)檢測在期間也發(fā)揮了重要的作用,。 工件的自動檢測 在一道工序完畢后，或?qū)λ泄ば蚨家淹瓿珊蟮墓ぜM(jìn)行自動測量,，即直接在機(jī)床上實施對制成品的檢驗,，是隨機(jī)檢測的又一種功能。此時,，相當(dāng)于把一臺坐標(biāo)測量機(jī)移到了機(jī)床上,，顯然，這能大大減少脫機(jī)測量的輔助時間,，降低質(zhì)量成本,。事實上，現(xiàn)今這種在機(jī)測量功能也確已十分強(qiáng)大,，除了可進(jìn)行各種幾何元素的快速檢測外,，利用專門開發(fā)的軟件還能完成脫機(jī)編程，通過在電腦中模擬,，還可避免干涉,、碰撞等現(xiàn)象的發(fā)生,。 應(yīng)用實例 加工中心多年前在國內(nèi)機(jī)械制造業(yè)，包括汽車行業(yè)已有所應(yīng)用,，但裝備隨機(jī)檢測系統(tǒng)則還是近十年來才出現(xiàn)的現(xiàn)象,。由于能顯著提高制造質(zhì)量、工作效率和降低差錯,，在企業(yè),、特別是汽車發(fā)動機(jī)、變速器等工廠的應(yīng)用日趨增多,。以下一些來自生產(chǎn)實際的示例提供了充分的說明,。 例1：溫度補(bǔ)償和刀具磨損補(bǔ)償 10 年前，某發(fā)動機(jī)廠正在驗收一條柔性缸蓋自動生產(chǎn)線,，在對其中二臺加工中心幾項關(guān)鍵線性尺寸參數(shù)進(jìn)行設(shè)備能力評定時,，發(fā)現(xiàn)機(jī)器能力指數(shù)都能滿足要求。但當(dāng)執(zhí)行過程能力評價時,，即對延續(xù)二班或更長時間的抽檢數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析時,，就出現(xiàn)分散性較大，過程能力指數(shù)Cp.Cpk值偏低的情況,。經(jīng)剖析可能引起的原因,，確認(rèn)是溫度變化造成的，顯然,，不采取補(bǔ)償措施就難以消除由此引起的誤差,。最后，通過給機(jī)床添加了隨機(jī)檢測功能,，終于徹底解決了問題,。方法是：在刀庫中配一觸發(fā)式測頭，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的頻次(如1次/10件),，如同一把刀具般地取出,，打在安裝工件的夾具上的某一固定位置。由于正確地判斷出這一位置的變化與受控關(guān)鍵尺寸之間存在著線性相關(guān),，因此就可以根據(jù)測得值的變化來調(diào)整進(jìn)刀量,，從而有效地實施了補(bǔ)償。 同樣地,，進(jìn)行溫度補(bǔ)償或刀具磨損補(bǔ)償也可采用另一種方法,。不久前，南方一汽車發(fā)動機(jī)廠為了確保加工缸蓋上平面后的尺寸精度,，采取了將隨機(jī)量儀的測頭打在銑削完畢后的工件表面上,，按每10件1 次的間隔進(jìn)行測量。若發(fā)現(xiàn)有較大偏差,，即根據(jù)設(shè)定的補(bǔ)償方式自動調(diào)整加工參量,。一般來說,，受溫度變化或刀具磨損的影響而帶來的波動呈現(xiàn)規(guī)律性，據(jù)此可確定相應(yīng)的補(bǔ)償方式,。 圖 3所示的加工中心擁有一個碩大的,、稱為“交換器”的轉(zhuǎn)臺，在其直徑方向安裝了兩個“托盤”,，其實是兩個用于裝夾工件的回轉(zhuǎn)工作臺,，可背向安裝兩個缸蓋罩殼。兩個工作臺所處位置總是對應(yīng)機(jī)床前,、后部的“上下料”和“加工”工位,，即當(dāng)一組工件處于加工工位被順序進(jìn)行加工時，操作工則在上下料工位從事工序完畢后的卸料和再次上料,?！敖粨Q器”和“托盤”的回轉(zhuǎn)精度很高，但前者在交換兩個工作臺位置時,，必須先由舉升機(jī)構(gòu)將整個轉(zhuǎn)臺抬起,，然后轉(zhuǎn)動180°，再落入一依靠錐面匹配的定位裝置,。由于工作環(huán)境惡劣,，難免會有冷卻液帶入的鋁屑、雜物等粘附在定位面上,，由此會造成轉(zhuǎn)臺的微量偏斜,，并傳遞到工作臺（“托盤”）和其上的夾具。從圖3可見,，被加工的缸蓋罩殼是直立裝夾的,，故受偏斜帶來的影響就更大。若不對這一項引起誤差的因素進(jìn)行監(jiān)控,，將不利于保證工件的質(zhì)量,，為此，安排了隨機(jī)檢測的環(huán)節(jié),，用于夾具的找正。方法是在工作臺上夾具的上部設(shè)一基準(zhǔn)塊,，當(dāng)工作臺置于機(jī)床的加工工位時,，在對工件實施切削加工前，動力頭先調(diào)出測頭,，打在基準(zhǔn)塊的小平面上(見圖3所示),，通過與預(yù)先的設(shè)定值相比較來判斷夾具的狀態(tài)，當(dāng)出現(xiàn)超出允許范圍的偏差時,，即通知操作人員或機(jī)修人員進(jìn)行處理,。 例3：工件找正被加工工件是一種新穎汽車發(fā)動機(jī)上的大型鋁鑄件——鏈輪罩殼,，在這臺機(jī)床的眾多工序中，對其中4個孔的加工是極為重要的,。圖4中,，從左至右顯示了這些孔，其中第4個,，也是最右側(cè)一個正所處在待測(相當(dāng)于“加工”)位置,。為了確保孔的加工質(zhì)量,，在工藝上就必須使刀具的回轉(zhuǎn)中心與工件毛坯孔的中心保持一致,。但從圖中可見，四個孔呈輻射,、散布狀,，孔徑和中心高又相差很大。在這種情況下,，如果仍執(zhí)行一成不變的加工程序,，那么即使是裝夾中的細(xì)微差別，或是鑄件自身的一些差異,，都會影響孔的制造質(zhì)量,。為此，利用機(jī)床的隨機(jī)檢測系統(tǒng)在加工前先逐個對每個毛坯孔進(jìn)行測量,。方法是通過在圓周的上下,、左右共打4點來精確地確定孔中心的坐標(biāo)位置，據(jù)此,，再有針對性地執(zhí)行各個孔的加工,，顯然，經(jīng)過“工件找正”之后,，各孔的制造質(zhì)量就有了充分保證,。此外，在找正的同時,，還可以得到鑄孔的毛坯余量,，若進(jìn)一步利用變量編程，還可以實現(xiàn)毛坯余量的自動分配,，這樣就既能保證孔加工過程中切削力不會過大,，以免損傷機(jī)床和刀具，又能提高刀具的耐用度,，以使工作效率達(dá)到最高,。 利用隨機(jī)量儀進(jìn)行機(jī)內(nèi)對刀，以及在加工前對夾具,、工件實施“找正”,，或在加工后通過隨機(jī)檢測進(jìn)行溫度,、刀具磨損的補(bǔ)償，凡此種種,，不但保證了零件的加工質(zhì)量,，而且能有效地提高生產(chǎn)過程運(yùn)行的質(zhì)量水平。
對木材,、塑料,、橡膠、玻璃,、大理石,、花崗石等非金屬材料的切削加工,雖與金屬材料的切削類似,但所用刀具、設(shè)備和切削用量等各有特點,。木材制品的切削加工主要在各種木工機(jī)床上進(jìn)行,其方法主要有:鋸切,、刨切、車削,、銑削,、鉆削和砂光等。木材的鋸切通常采用木工圓鋸機(jī)或木工帶鋸機(jī)(見木工鋸機(jī)),。兩者都可用不同鋸齒形狀的刀具(鋸片或鋸帶)進(jìn)行截料,、剖料或切榫。帶鋸切的鋸縫較窄,窄帶鋸切還能切割曲面和不規(guī)則的形狀,。刨削通常用木工平刨床或木工壓刨床(見木工刨床),。兩者都可用旋轉(zhuǎn)的刨刀刨削平面或型面,其中壓刨床加工可得到較高的尺寸精度。當(dāng)表面的光潔程度要求較高時可用木工精光刨,。木料的外圓一般在木工車床上車削,。木料的開榫、開槽,、刻模和各種型面的加工,可用成形銑刀在木工銑床上銑削,。鉆孔可用木工鉆頭、麻花鉆頭或扁鉆,在臺鉆或木工鉆床上進(jìn)行,。小孔也可用手電鉆加工,。木料表面的精整可用木工砂光機(jī)。平面砂光可用帶式砂光機(jī),；各種型面的砂光可用滾筒式砂光機(jī),；端面砂光和邊角倒棱可用盤式砂光機(jī)。也可用木工車床或木工鉆床砂光,。木料加工的切削速度比金屬切削高得多,所以刀具的刃口都較薄而鋒利,進(jìn)給量也較大。如鋸切速度常達(dá)40～60m/s,；車削或刨削時,刀具前角常達(dá)30°～35°,切削速度達(dá)60～100m/s,故出屑量很大,。切削時一般不用切削液,干切下來的大量木屑可用抽風(fēng)機(jī)吸走,。高速旋轉(zhuǎn)的木工機(jī)床一般都設(shè)有機(jī)動進(jìn)給和安全防護(hù)裝置,但不少木材的切削加工仍需用手動進(jìn)給,因此必須特別注意操作安全。塑料切削加工塑料的剛度比金屬差,易彎曲變形,尤其是熱塑性塑料導(dǎo)熱性差,易升溫軟化,。故切削塑料時,宜用高速鋼或硬質(zhì)合金刀具,選用小的進(jìn)給量(0.1～0.5mm/轉(zhuǎn))和高的切削速度,并用壓縮空氣冷卻,。若刀具鋒利,角度合適(一般前角為10°～30°,后角為5°～15°),可產(chǎn)生帶狀切屑,易于帶走熱量。若短屑和粉塵太多則會使刀具變鈍并污染機(jī)床,這時需要對機(jī)床上外露的零件和導(dǎo)軌進(jìn)行保護(hù),。切削賽璐珞時,容易著火,必須用水冷卻,。車削酚醛塑料、氨基塑料和膠布板等熱固性塑料時,宜用硬質(zhì)合金刀具,切削速度宜用80～150m/min,；車削聚氯乙烯或尼龍,、電木等熱塑性塑料時,切削速度可達(dá)200～600m/min。銑削塑料時,采用高速鋼刀具,切削速度一般為35～100m/min,；采用硬質(zhì)合金刀具,切削速度可提高2～3倍,。塑料鉆孔可用螺旋角較大的麻花鉆頭,孔徑大于30mm時,可用套料鉆。采用高速鋼鉆頭時,常用切削速度為40～80m/min,。由于塑料有膨縮性,鉆孔時所用鉆頭直徑應(yīng)比要求的孔徑加大0.05～0.1mm,。鉆孔時,塑料下面要墊硬木板,以阻止鉆頭出口處孔壁周圍的塑料碎落。刨削和插削的切削速度低,一般不宜用于切削塑料,但也可用木工刨床進(jìn)行整平和倒棱等工作,。攻絲時可采用溝槽較寬的高速鋼絲錐,并用油潤滑,；外螺紋可用螺紋梳刀切削。對尼龍,、電木和膠木等熱固性塑料,可以用組織疏松的白剛玉或碳化硅砂輪磨削,也可用砂布(紙)砂光,但需用水冷卻,。由于熱塑性塑料的磨屑容易堵塞砂輪,一般不宜磨削。
采用傳統(tǒng)的機(jī)械研磨方法制造金剛石刀具時,，因研磨線速度高,，局部壓力大，對刀具表面及刃口沖擊劇烈,，不可避免地會導(dǎo)致刀具表面產(chǎn)生微小溝紋和較厚的加工變質(zhì)層,，且刀刃鋸齒度較大，從而限制了刀具質(zhì)量的進(jìn)一步提高,。試驗表明,，采用機(jī)械方法研磨金剛石的表面粗糙度極限值約為3nm，刀刃鋸齒度最小只能達(dá)到幾十納米的數(shù)量級,，表面加工變質(zhì)層厚度約為200nm,。隨著超精密加工技術(shù)的不斷發(fā)展以及加工精度的不斷提高，對金剛石刀具的精度及質(zhì)量要求也更為苛刻,。研究還發(fā)現(xiàn),，刀具表面變質(zhì)層厚度將直接影響刀具的壽命與零件的加工質(zhì)量。因此，開發(fā)新型的金剛石刀具加工方法無疑是突破機(jī)械研磨方法對刀具質(zhì)量限制的有效途徑,。此外,，如高精度輪廓儀、隧道掃描顯微鏡,、原子力顯微鏡等儀器中使用的金剛石探針的前端球頂圓弧半徑要求達(dá)到或小于1～2μm,，精度要求高于0.1μm；加工光通信用光柵表面的微細(xì)溝紋時,，需要使用刀尖圓弧半徑為0.1～3μm,，并具有相當(dāng)高的尺寸與形狀精度的金剛石雕刻刀具。對于此類特殊要求,，采用傳統(tǒng)的機(jī)械研磨方法或者無法達(dá)到,，或者加工成本極高，因此也迫切需要開發(fā)新型的金剛石工具加工方法,。下面介紹近年來出現(xiàn)的四種較為典型的金剛石工具加工方法,。2 離子束濺蝕法離子束濺蝕法是利用高能離子的轟擊作用直接對被加工工件進(jìn)行物理濺蝕，以實現(xiàn)原子級的微細(xì)加工,。采用擴(kuò)散泵使加工室達(dá)到10-5torr的真空,，然后充入壓力為5×10-4torr的工作氣體(如氬氣)。鎢陰極與環(huán)狀陽極之間的電壓為40V,，可保證電極間的持續(xù)放電,。永久磁鐵產(chǎn)生的軸向磁場為熱激發(fā)電子形成一個螺旋形長通道，可******程度地使氬氣電離為等離子體,。由等離子體中釋放出的離子束通過雙層?xùn)艠O聚焦系統(tǒng)(其中內(nèi)柵起隔離作用,，外柵用于離子束的加速)，由此形成具有強(qiáng)方向性及低散射能的簇射離子束,。被加工的金剛石安裝在一個傾斜角可調(diào)的回轉(zhuǎn)工作臺上,，距柵極約5mm。通過改變回轉(zhuǎn)軸的傾角范圍和回轉(zhuǎn)速度,，可得到不同的加工形狀及加工精度,。加工速率及質(zhì)量與離子束能量、工件表面電流密度及離子束相對于被加工表面的夾角有關(guān),。離子束濺蝕法最適于加工關(guān)鍵尺寸小于1μm的微小金剛石工具,，并可達(dá)到很高的形狀精度。3 真空等離子化學(xué)拋光法 真空等離子化學(xué)拋光法的加工原理如圖2所示,。轉(zhuǎn)動的磨盤被中間的高真空區(qū)分為左右兩部分,。左邊為沉積區(qū)，采用真空等離子物理氣相沉積法在磨盤表面鍍上一層細(xì)晶粒氧化硅,；右邊為研磨區(qū),，金剛石表面處于活化狀態(tài)的碳原子通過與磨盤上的氧化硅發(fā)生分子級化學(xué)反應(yīng)而形成磨削作用。反應(yīng)生成的一氧化碳或二氧化碳?xì)怏w被真空泵抽出反應(yīng)室。該方法的研磨速度為1～3000μm3/s,，約每秒0.25～750個原子層,，可研磨出極高質(zhì)量的刃口。該方法最先被美國刀刃技術(shù)公司用于研磨超精密金剛石鏡面切削刀具,，該刀具可廣泛用于加工各種納米級精度的超精表面。4 無損傷機(jī)械化學(xué)拋光法該方法是在NaoH溶液中加入適量的細(xì)金剛石粉和更細(xì)微(達(dá)納米級)的硅粉,，帶強(qiáng)負(fù)靜電的細(xì)微硅粉會吸附在粒度大得多的單個金剛石微粒上形成具有硅吸附層的金剛石磨料,，然后將其涂敷在多孔的鑄鐵磨盤上對被加工金剛石進(jìn)行研磨。研磨時,，吸附在金剛石微粒上的硅粉一方面可阻止金剛石微粒對被加工金剛石表面的直接沖擊,，保護(hù)金剛石表面不會產(chǎn)生深度損傷，另一方面可與被加工金剛石表面發(fā)生反應(yīng)并通過其微弱的磨削作用將反應(yīng)層去除,。該方法的磨削速度非常低,，僅為每分鐘一個原子層。5 熱化學(xué)拋光法在溫度為800℃時,，若使金剛石表面與鐵接觸,，金剛石晶體中的碳原子能夠擺脫自身晶格的約束，擴(kuò)散到鐵晶體晶格中去,。熱化學(xué)拋光法即是運(yùn)用此機(jī)理對金剛石表面進(jìn)行研磨加工。研磨時,，在氫氣氣氛中將鐵質(zhì)研磨盤加熱到800℃,，使被加工金剛石表面與鐵質(zhì)研磨盤接觸并相對滑動，金剛石晶格中的碳原子就會擴(kuò)散到鐵晶體晶格中,，達(dá)到磨削金剛石的目的,。進(jìn)入鐵晶格中的碳又與氫氣反應(yīng)生成甲烷并隨氣流散發(fā)到空氣中。該方法的磨削速度為每秒40～2000個原子層,。利用該方法刻蝕金剛石,，還可在其表面加工出圖案和花紋，制成各種精美的金剛石工藝品,。6 結(jié)語上述加工方法具有以下共同特點：對被加工金剛石表面無沖擊,，避免了機(jī)械加工方法造成的表面沖擊溝痕，使被加工表面異常光潔,，其表面粗糙度可達(dá)1nm,。被加工金剛石表面與研磨盤之間的接觸力非常小，易于研磨出高質(zhì)量的刀刃,。被加工金剛石表面的損傷與變質(zhì)層較磨削速度很低,，只適用于精磨加工后的超精密拋光。此外，采用機(jī)械方法加工制成的金剛石刀具用于鏡面切削時,，通常存在一個“磨合期”,，即需要經(jīng)過一段時間的切削過程，刀具才能達(dá)到******加工效果,。究其原因,，是由于刀刃圓弧實際是由一些不規(guī)則的折線組成。研究文獻(xiàn)表明,，化學(xué)研磨方法可得到比機(jī)械加工方法光滑得多的刀具刃口圓弧(如圖3所示),，制成的刀具在使用過程中可消除“磨合期”，且工件表面加工質(zhì)量得以大幅度提高,。
由于鈦合金具有比重小,，比強(qiáng)度與熱強(qiáng)度高，熱穩(wěn)定性和抗腐蝕性好,，可以顯著地減輕產(chǎn)品重量,，提高推重比、結(jié)構(gòu)的抗熱能力和可靠性,，所以在航空,、航天、石油,、化工,、造船等部門得到廣泛應(yīng)用，幾年來,，由于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)要求,，我們在鈦合金的切削加工工藝上進(jìn)行了一些探索，下面就此作一介紹,。鈦合金簡介鈦合金是同素異構(gòu)體,，在低于882℃時呈密排六方晶體，稱為α鈦,，在882℃呈體心六方晶體，稱為p鈦,，隨著添加其它合金元素的種類,、數(shù)量不同，相變,、溫度及相分含量也逐漸改變,，從而得到不同的鈦合金，室溫下可分為α,、（α+β）,、β型三種?基本組織,，各組織對應(yīng)的典型牌號有α鈦：TA6―TA8；α+β：TCl―TCll,；β鈦；TBl―TB3,。 (1)影響鈦合金切削加工性的因素鈦及鈦合金的切削加工,，從切削的刀具耐用度、加工表面的質(zhì)量及切屑形成和排屑的難易程度等方面來衡量,，鈦及鈦合金屬難加工材料,。鈦及鈦合金的切削加工性比奧氏體不銹鋼還差,，退火或固溶處理的鈦合金切削加工性優(yōu)于高溫合金，而經(jīng)時效處理后的鈦合金切削加工性和高溫合金差不多,。 鈦合金切削加工性差主要有以下原因：①導(dǎo)熱、導(dǎo)溫系數(shù)小,，切削溫度高,。鈦合金的導(dǎo)熱系數(shù)平均是工業(yè)純鈦的一半，導(dǎo)溫系數(shù)分別為鐵和鋁的1／4和1／16,，因此在相同的切削條件下,，鈦合金的切削溫度比45鋼高1倍以上。 ②切削變形系數(shù)小,，單位面積上的切削力大。鈦合金的切削變形系數(shù)小于1或接近1,，鈦合金切屑被主切削刃切離后,，立即向上翻卷,，使切屑與刀具前刀面接觸減少,，刀具單位面積上所承受的壓力要比一般鋼材大得多，切削溫度急劇上升,、③化學(xué)活性大,。 鈦合金在300℃以上高溫下極易與刀具材料“親和”，產(chǎn)生嚴(yán)重的粘刀現(xiàn)象o (2)刀具材料的選擇 切削加工鈦合金的刀具材料,，要求抗變強(qiáng)度高,、硬度高、韌性好,、熱硬性好,、耐磨性好,，還要散熱好，決不能用含鈦的刀具材料,，因為含鈦的刀具材料在高溫下很容易與鈦合金親和,，加劇刀具磨損。切削刀具要求刀面表面光潔,，刃口鋒利,。對多刃刀具，應(yīng)控制切削刃的跳動量,。 綜合因素探討影響鈦合金切削加工的因素很多,，要依據(jù)實際零件加工情況從各個方面進(jìn)行綜合分析，找出******途徑,。下面介紹一下在加工TA7,、TC4材料零件中采取的幾點措施。 (1)切削機(jī)床,、夾具的選擇切削加工鈦合金應(yīng)選擇剛性好,、功率大、具有大的變速范圍和進(jìn)給范圍的機(jī)床,，以便于調(diào)整切削參數(shù),。切削加工前認(rèn)真調(diào)整機(jī)床導(dǎo)軌間隙，或單獨使用某一方向進(jìn)給加工時,，最好將另一方向的螺母鎖緊，減少機(jī)床振動,；夾具剛性要好,，使用圓工作臺時，應(yīng)將其間隙調(diào)好,，螺母鎖緊,。 (2)切削用量、刀具幾何參數(shù)選擇切削加工鈦合金時,，應(yīng)重點考慮鈦合金切削時會產(chǎn)生較高溫度的因素,，由于切削溫度高，刀具磨損加快,。切削溫度一般取值為：硬質(zhì)合金刀具切削溫度應(yīng)控制在600―800℃,，高速鋼刀具切削溫度控制在450―560℃的范圍內(nèi)，還要嚴(yán)格控制切削用量,，特別是切削速度不能高,。在實際加工中要根據(jù)具體材料和不同加工工序進(jìn)行選擇，并使用充足的切削液,，提高切削效率,。
這里主要的問題是床身的穩(wěn)定性,、工藝性和成本的問題.不論是鑄造的還是焊接的,都存在著熱加工過程.既然如此,冷卻后在結(jié)構(gòu)內(nèi)部必然存在著殘余應(yīng)力.殘余應(yīng)力能夠使得機(jī)床幾何形狀處于不穩(wěn)定狀態(tài),這對于機(jī)床這個加工母機(jī)來講顯然是不允許的.工藝上,對于鑄造機(jī)床體常在鑄造后給予時效處理；焊接床身則給予消應(yīng)力退火處理,以消除這些殘余應(yīng)力的威脅,然后再進(jìn)行加工成為床身產(chǎn)品.由此可見,不論是鑄造床體還是焊接床體,只要進(jìn)行了有效的消應(yīng)力處理,那么在幾何穩(wěn)定性方面是一樣的.從另一角度講,一般對于穩(wěn)定性要求高的床身,還是以鑄造為多,這和成本比較低,、材料剛度大（難以在使用過程中受外力而變形）有關(guān).但是有些床身的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,難以用澆鑄的方法生產(chǎn),因此采取焊接方法解決.