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技能大賽勇立潮頭
潘志強(qiáng)在學(xué)校期間積極參加各種比賽。2014年8月,潘志強(qiáng)參加“華中數(shù)控杯”第六屆全國(guó)數(shù)控技能大賽湖北省選拔賽,勇奪數(shù)控車組第一名;同年11月,潘志強(qiáng)代表湖北省參加了第六屆中國(guó)技能大賽,取得優(yōu)異成績(jī)。2015年11月,他參加了2015中國(guó)技能大賽――湖北省首屆技工院校技能大賽,奪得數(shù)控車組第二名;11月中旬,參加湖北省中等職業(yè)院校技能大賽,獲得數(shù)控車組二等獎(jiǎng)。
2016年4月,通過海選,潘志強(qiáng)代表襄陽闖入《中國(guó)大能手――數(shù)控車床》全國(guó)總決賽。尤其在備戰(zhàn)《中國(guó)大能手》期間,他認(rèn)真鉆研、勤學(xué)苦練,自覺犧牲節(jié)假日和寒假休息時(shí)間,堅(jiān)持不懈地刻苦訓(xùn)練。年紀(jì)最小、資歷最淺的他不畏強(qiáng)手、勇于拼搏,在與來自全國(guó)的九名頂尖高手同臺(tái)競(jìng)技過程中,以小組第一名的成績(jī)殺入四強(qiáng),最終取得全國(guó)第四名的優(yōu)異成績(jī)。 潘志強(qiáng)
技能成才不悔追求
2011年金秋時(shí)節(jié),湖北省襄陽市谷城縣紫金鎮(zhèn)的初中畢業(yè)生潘志強(qiáng)走進(jìn)了襄陽技師學(xué)院,成為中級(jí)數(shù)控2011-5班的一名學(xué)生。入校后不久,他就以全年級(jí)第一名的成績(jī)考進(jìn)了鴻準(zhǔn)定向班。在班上,喜歡學(xué)習(xí)的他不僅是團(tuán)支部書記,還集學(xué)習(xí)委員、課代表等多種職務(wù)于一身,成為班集體的核心和同學(xué)們學(xué)習(xí)上的表率。2013年9月,他轉(zhuǎn)入高級(jí)數(shù)控2013-23班學(xué)習(xí)。
2014年春暖花開的季節(jié),潘志強(qiáng)從100多名報(bào)名者中脫穎而出,以第一名的成績(jī)考進(jìn)了學(xué)院技能競(jìng)賽班。全班24人中,一半以上是比潘志強(qiáng)高一屆的2012級(jí)技師班師兄。這個(gè)班有一個(gè)好聽的名字――魚躍班。這個(gè)由全班同學(xué)討論并投票確定的名字,其寓意是“金鱗一躍,志在千里”,表達(dá)了同學(xué)們的美好愿望和遠(yuǎn)大志向。
同年6月,臨近暑假,學(xué)院要抽調(diào)3名數(shù)控車、2名數(shù)控銑選手,利用暑假強(qiáng)化集訓(xùn),備戰(zhàn)全省技能大賽。當(dāng)時(shí)潘志強(qiáng)并非種子選手,班主任秦衛(wèi)老師已經(jīng)確定了4名同學(xué)入選,只留了1個(gè)名額讓大家毛遂自薦。在其他同學(xué)都積極準(zhǔn)備赴煙臺(tái)參加工學(xué)結(jié)合活動(dòng)的時(shí)候,潘志強(qiáng)卻主動(dòng)找到老師,要求參加集訓(xùn)隊(duì),并得到了老師的首肯。有人說潘志強(qiáng)有點(diǎn)傻,放著暑假出門見世面、掙大錢的機(jī)會(huì)不去,反而“自投羅網(wǎng)”留下來訓(xùn)練,不僅一分錢掙不到,還要吃苦受累。
工夫不負(fù)有心人。在那次全省大賽上,襄陽技師學(xué)院取得了數(shù)控車第一、三名,數(shù)控銑第三、五名的好成績(jī),學(xué)院唯一一個(gè)獲得第一名的選手就是潘志強(qiáng)。成績(jī)的取得并非偶然。在技能成才的路上,潘志強(qiáng)有著自己的獨(dú)到見解。他說,在學(xué)習(xí)技術(shù)的時(shí)候,理論和實(shí)操都重要,光會(huì)實(shí)操不行,光會(huì)理論也不行,要理論和實(shí)操融合,全面發(fā)展。在2014年全省大賽中,他只比第二名高了1.1分。他的實(shí)操得68分,理論得80分;第二名選手的實(shí)操得74分,理論得20分。潘志強(qiáng)勝就勝在理論與實(shí)操的均衡發(fā)展上。潘志強(qiáng)認(rèn)為,在技能大賽中,心理素質(zhì)十分重要。若平日有80分的實(shí)力,在大賽中能發(fā)揮出60分的水平就算不錯(cuò)的了,因?yàn)橘悎?chǎng)的影響因素很多。要想在大賽中取得好成績(jī),要有臨場(chǎng)不亂、臨危不懼的心態(tài)。即使出錯(cuò)了,也不能喪失信心,不能太在意一時(shí)之得失,要以平常心堅(jiān)持到最后。
技能雛鷹 蓄勢(shì)待發(fā)
關(guān)鍵詞:數(shù)控刀具;數(shù)控機(jī)床;刀具系統(tǒng);設(shè)計(jì)優(yōu)化
中圖分類號(hào):TG659 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-2374(2013)07-
加強(qiáng)刀具選擇與優(yōu)化刀具系統(tǒng)設(shè)計(jì),將有助于降低企業(yè)刀具使用成本投入,更有利于提高數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)效率。本文將簡(jiǎn)要闡述加強(qiáng)數(shù)控刀具管理、促進(jìn)數(shù)控機(jī)床增效,并就數(shù)控機(jī)床,深入探討數(shù)控車刀選擇與優(yōu)化刀具系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
1 數(shù)控刀具的分類
1.1 根據(jù)數(shù)控刀具結(jié)構(gòu)分類
就數(shù)控刀具結(jié)構(gòu)而言,其可被簡(jiǎn)單劃分為整體式、鑲嵌式及減振式三大類。就鑲嵌式數(shù)控刀具而言,其可被劃分為機(jī)夾式及焊接式兩類。就機(jī)夾式數(shù)控刀具刀體結(jié)構(gòu)而言,其又可被劃分為不轉(zhuǎn)位及可轉(zhuǎn)位兩類。減振式數(shù)控刀具的適用情況:若刀具工作臂長(zhǎng),直徑的比值過大,則往往使用減振式數(shù)控刀具以減少刀具振動(dòng),提高數(shù)控產(chǎn)品加工精度。
1.2 根據(jù)數(shù)控刀具制作材料分類
就數(shù)控刀具制作材料而言,其可被簡(jiǎn)單劃分為高速鋼刀具及硬質(zhì)合金刀具、金剛石刀具三大類。通常情況下,高速鋼屬型坯材料,相對(duì)于硬質(zhì)合金,高速鋼的韌性更好,而其耐磨性、硬度及紅硬性更差,因此高速鋼刀具不適合用于高速切削及高硬度材料切削。相對(duì)于高速鋼刀具及金剛石刀具,硬質(zhì)合金刀具的切削性能更高,其在數(shù)控車削領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。硬質(zhì)合金刀片已經(jīng)出現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格系列產(chǎn)品,其具體切削性能及技術(shù)參數(shù)主要為其生產(chǎn)廠家提供。金剛石類刀具在難加工、高強(qiáng)度、高硬度、有色金屬切削加工行業(yè)的應(yīng)用較為普遍。
1.3 根據(jù)切削工序分類
就切削工序而言,數(shù)控車削刀具分為內(nèi)孔、外圓、內(nèi)螺紋、外螺紋及切槽、切端面環(huán)槽、切端面、切斷等。數(shù)控車床機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具一般屬標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格,機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具的刀體及刀片均屬標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格,刀片材料以涂層硬質(zhì)合金、硬質(zhì)合金及高速鋼為主。數(shù)控車床機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具類型以外圓刀具、內(nèi)圓刀具、外螺紋刀具、內(nèi)螺紋刀具、孔加工刀具(包括鏜刀、中心孔鉆頭、絲錐等)切斷刀具為主。機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具加固不重磨刀片常用結(jié)構(gòu)有螺釘、杠銷、螺釘壓板、楔塊等。就切削方式而言,數(shù)控車床所用刀具可分為圓表面切削刀具、中心孔類刀具、端面切削刀具。
2 數(shù)控加工刀具特點(diǎn)
2.1 刀具或刀片的經(jīng)濟(jì)壽命指標(biāo)及耐用度的合理性
現(xiàn)階段,數(shù)控加工刀具生產(chǎn)過程中,刀具質(zhì)量測(cè)量的依據(jù)為刀具耐用度。切削刀具批量生產(chǎn)時(shí),各刀具工件材質(zhì)及材料間均或多或少地存在某些差異,原因是切削刀具生產(chǎn)將不可避免地受到某些客觀因素的影響,如刃磨質(zhì)量,所以,同一生產(chǎn)環(huán)境下生產(chǎn)的切削刀具,其耐用度也將不盡相同。就數(shù)控方面而言,刀具耐用度平均指標(biāo)及其可靠指標(biāo)Tp均應(yīng)具備齊全。通常情況下,刀具標(biāo)準(zhǔn)可靠度不宜低于0.9。
2.2 刀片或刀具方便切削控制
因數(shù)控機(jī)床的各設(shè)備均存在多個(gè)刀具,且切削量相當(dāng)大,則切削塑性金屬過程中,必須確保刀具未被切屑纏繞及工藝和工件裝備均應(yīng)控制其切削不隨意噴濺,以確保切削操作人員的安全及零件輸送與定位,且避免其影響到切削液噴注施工質(zhì)量,所以,在切削作業(yè)時(shí)做好使用振動(dòng)切削、斷屑?jí)K刀具等,以提高斷削效果。
2.3 刀片或刀具切削參數(shù)及幾何參數(shù)的典型化及規(guī)劃化
數(shù)控刀具的精度應(yīng)該得到切實(shí)的保證,數(shù)控刀具精度主要是指刀具形狀精度、刀柄及刀片對(duì)數(shù)控機(jī)床主軸相對(duì)位置精度、刀柄及刀片拆裝及轉(zhuǎn)位重復(fù)精度。數(shù)控刀具切削部分幾何尺寸變化幅度應(yīng)該被控制在一定的范圍內(nèi),不宜過大。此外,刀體刀片及刀桿反復(fù)裝卸精度的穩(wěn)定性應(yīng)該得到控制。
2.4 優(yōu)化刀柄及刀片自動(dòng)換刀及定位基準(zhǔn)系統(tǒng)
數(shù)控刀具更換的自動(dòng)化及快速性要求刀柄及刀片高度的規(guī)格化、通用化及系列化,且刀具應(yīng)該具備調(diào)整及控制尺寸的功能或自動(dòng)補(bǔ)償?shù)毒吣p的裝置,以加快刀具換刀調(diào)整速度。
3 刀具選擇
3.1 數(shù)控刀具型號(hào)
國(guó)內(nèi)外刀具廠商統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)為ISO。若編號(hào)不同,其代表的刀具參數(shù)亦不同,則數(shù)控刀具選擇時(shí),應(yīng)以其具體幾何參數(shù)為參考依據(jù)。
3.2 刀片形狀選擇
3.2.1 數(shù)控車刀片形狀主要由加工部位形狀所決定,且其也為刀具選擇的重要參考依據(jù)之一。數(shù)控車刀片形狀主要包括刀尖角、刀具主偏角、刀具有效刃數(shù)等,通常情況下,刀尖強(qiáng)度隨著刀尖角的增大而逐漸增強(qiáng),若刀尖角小,其也不會(huì)對(duì)任何方面造成干涉。針對(duì)刀尖角小的刀具,其最佳使用范圍為復(fù)雜型面,即溝槽或下坡型面開挖。表1列出了刀片形狀選擇所涉及的相關(guān)內(nèi)容:
3.2.2 刀片類型。刀片類型主要是指刀具是否存在中心孔或斷屑槽,選定刀體之后,可用刀片可適當(dāng)確定為一類或幾類。通常情況下,A、G、N等正反面均設(shè)置有刀刃的類型更容易被選中,理由是這三類刀片類型有助于刀片利用率的提高。
3.2.3 刀尖半徑。刀尖圓弧半徑事關(guān)數(shù)控刀具切削效率、被加工工件精度及其表面粗糙度等。就刀尖最大進(jìn)給量與其圓弧半徑間的關(guān)系而言,最大進(jìn)給量應(yīng)該≤80%刀尖圓弧半徑,不然,其勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致刀具切削條件惡化或出現(xiàn)打刀及螺紋狀問題。所以,在選擇刀具時(shí),一定要確保刀具的刀尖圓弧半徑應(yīng)該≥1.25倍最大進(jìn)給量。
3.2.4 就小余量而言,若車削為小進(jìn)給量,則其刀尖圓弧半徑也應(yīng)該足夠??;若車削為大進(jìn)給量,則其刀尖圓弧半徑應(yīng)該足夠大。通常情況下,就精加工而言,刀具刀尖圓弧半徑被設(shè)定為0.2、0.4或0.8;就半精加工而言,刀具刀尖圓弧半徑被設(shè)定為0.4、0.8或1.2;就粗加工而言,刀具刀尖圓弧半徑被設(shè)定為0.8、1.2、1.6或2.4。
3.3 車刀類型選擇
3.3.1 選擇刀具時(shí),其要求刀具強(qiáng)度應(yīng)該達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn),且嚴(yán)禁與工件間發(fā)生沖突。就刀具刀桿頭部形式而言,其應(yīng)該以直頭及主偏角為主要指標(biāo)。偏頭形式多樣,則在刀具使用過程中,應(yīng)該協(xié)調(diào)好刀片類型與工件形狀間的關(guān)系。
3.3.2 選擇車刀類型時(shí),應(yīng)該以刀具主偏角為依據(jù)。通常情況下,若工件存在直角臺(tái)階,其刀桿主偏角應(yīng)該≥90°。就粗車而言,工件刀桿主偏角應(yīng)為45°~90°;就精車而言,工件刀桿主偏角應(yīng)為45°~75°。若工藝系統(tǒng)剛度足夠,則工件主偏角應(yīng)該足夠?。蝗艄に囅到y(tǒng)剛度較弱,則工件主偏角應(yīng)該足夠大。
3.3.3 選擇刀片卡緊方式。目前,刀具刀片卡緊方式主要分為C、D、M、P、S,具體選擇何種刀片卡緊方式應(yīng)以刀片形狀及切削強(qiáng)度為參考依據(jù)。
3.4 刀桿尺寸選擇
3.4.1 刀桿基本尺寸包括刀桿長(zhǎng)度及寬度、刀尖高度,就標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)尺寸內(nèi),刀桿長(zhǎng)度、寬度及高度間均為一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。刀桿尺寸應(yīng)該與機(jī)床匹配,且
刀尖高度應(yīng)該在刀夾及刀墊的協(xié)助下方能與機(jī)床匹配。
3.4.2 刀桿長(zhǎng)度確定依據(jù)應(yīng)為夾持懸伸量及長(zhǎng)度。就外圓刀桿而言,通常情況下,其懸伸量應(yīng)為1.5倍刀尖高度。此外,刀具加工部位位置及孔深應(yīng)由內(nèi)孔刀懸伸量為參考依據(jù)。
4 刀具系統(tǒng)的設(shè)計(jì)優(yōu)化
4.1 工位刀具系統(tǒng)
就工位刀具系統(tǒng)而言,應(yīng)該尤其關(guān)注機(jī)床與卡具、工件與刀具間的碰撞及干涉問題,其主要表現(xiàn)為:
4.1.1 若刀具安裝方向?yàn)閺较?,其長(zhǎng)度如果過長(zhǎng),則勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致機(jī)床內(nèi)壁與刀具于刀位轉(zhuǎn)換過程中發(fā)生碰撞現(xiàn)象。
4.1.2 若刀具處于鄰刀位位置,則其對(duì)工件的干涉將發(fā)生在大直徑帶小孔工件加工過程中,尤其是在孔加工刀具時(shí),此種干涉現(xiàn)象尤其普遍。此外,刀具與卡具間相互干涉現(xiàn)象也易發(fā)生于小直徑內(nèi)孔加工過程中,若工件直徑較大,則加工部位與中心位置間的間距應(yīng)該足夠大。
4.1.3 刀具系統(tǒng)調(diào)試過程中,如果機(jī)床內(nèi)壁與刀具間相互干涉與否不能被準(zhǔn)確判定,則應(yīng)該合理繪制刀具干涉圖。因刀架工位數(shù)量較多,則刀夾相鄰角度會(huì)相應(yīng)變小,并最終致使無干涉區(qū)范圍縮小。若加工工件直徑較大,則其無干涉區(qū)應(yīng)該相應(yīng)擴(kuò)大,這樣便可有效改變裝刀位置及減小刀具長(zhǎng)度,例如盡量隔開孔加工刀具等。
4.2 刀架最大轉(zhuǎn)動(dòng)慣量
就刀架最大轉(zhuǎn)動(dòng)慣量而言,若刀夾重量較大、鏜桿直徑加大及其長(zhǎng)度過長(zhǎng),則應(yīng)該精確計(jì)算出刀架轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,以確保最大轉(zhuǎn)動(dòng)慣量被控制在允許值范圍內(nèi)。
5 結(jié)語
數(shù)控加工刀具可簡(jiǎn)單劃分為兩大類,即模塊化刀具及常規(guī)刀具。模塊化刀具是數(shù)控加工刀具未來的發(fā)展方向,相對(duì)于常規(guī)刀具,模塊化刀具具備眾多獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),即換刀停機(jī)時(shí)間相對(duì)縮短,從而實(shí)現(xiàn)了數(shù)控生產(chǎn)加工效率的提高;換刀速度相對(duì)加快及刀具安裝時(shí)間大大縮短,從而實(shí)現(xiàn)了小批量數(shù)控產(chǎn)品生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性的提高;刀具合理化及標(biāo)準(zhǔn)化程度相對(duì)更高;刀具管理水平及數(shù)控柔性加工水平等相對(duì)更高;刀具的利用率得到了擴(kuò)大,且刀具的性能實(shí)現(xiàn)了最大化發(fā)揮;刀具測(cè)量工作中斷現(xiàn)象被消除,從而實(shí)現(xiàn)了線外預(yù)調(diào)的目的。
綜上,刀具選擇及刀具系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)化過程中,應(yīng)該綜合考慮刀具使用數(shù)量的減少、刀具使用成本的降低、工件產(chǎn)品加工質(zhì)量及效率的提高等,并基于分析的基礎(chǔ)上,選擇高層次刀具等。
參考文獻(xiàn)
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【關(guān)鍵詞】數(shù)控車床 鉆孔夾具 彈簧夾筒
中圖分類號(hào):TG751.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009―914X(2013)35―365―01
前言:
在普通車床上加工套類零件需要鉆孔時(shí),通常是將鉆頭直接套在尾座套筒上,或附加變徑套或采用鉆夾頭等裝夾進(jìn)行鉆孔,工人的勞動(dòng)強(qiáng)度比較大,生產(chǎn)效率比較低。隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展,如今數(shù)控車床被廣泛應(yīng)用,我國(guó)在20 世紀(jì)七八十年代開始大力推廣,尤其是適合我國(guó)國(guó)情的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng),開始在機(jī)械制造等多個(gè)領(lǐng)域使用,但多數(shù)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床,其尾座不能自動(dòng)控制運(yùn)動(dòng),鉆孔操作跟普通車床一樣,如廣州數(shù)控設(shè)備廠生產(chǎn)的CSK6140-T 型數(shù)控車床。這樣,在中、小批量生產(chǎn)套類零件時(shí),其生產(chǎn)效率相對(duì)低下,工人的勞動(dòng)強(qiáng)度大,加工質(zhì)量難以保證。本文就上述情況考慮,自行設(shè)計(jì)一種專用夾具,此類問題就能迎刃而解。
一、夾具設(shè)計(jì)的思路啟發(fā)
在數(shù)控車床的刀架上裝上車刀后,可以通過數(shù)控系統(tǒng)里的加工程序控制車刀的運(yùn)動(dòng)軌跡,加工出外圓、槽和螺紋等等。同理,我們可以把鉆頭裝在刀架上,通過加工程序控制鉆頭的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行鉆孔。但是鉆頭的裝夾部分有直柄和錐柄,這兩種柄部都不能直接裝在刀架上,為此,我設(shè)計(jì)了自動(dòng)鉆孔夾具。鉆頭或鉸刀等刀具安裝在車床的刀架上,問題就迎刃而解了。
二、擬定夾具的結(jié)構(gòu)方案
刀具(鉆頭)的定位方案、定位方法和定位元件為了便于專業(yè)化生產(chǎn),鉆頭的結(jié)構(gòu)、尺寸已標(biāo)準(zhǔn)化和系列化。為方便安裝使用,通常直徑小于16mm 的鉆頭做成直柄,直徑大于16mm 的鉆頭做成錐柄。這里所介紹的是直柄鉆頭的結(jié)構(gòu)特征,應(yīng)當(dāng)選擇的是外圓柱表面為定位基準(zhǔn),采用定心夾緊裝置為定位元件,刀具(鉆頭)的夾緊方案、夾緊方法和夾緊裝置根據(jù)鉆頭在加工中的使用特點(diǎn),鉆頭的軸線必須與被加工孔的旋轉(zhuǎn)軸線重合。根據(jù)數(shù)控機(jī)床對(duì)夾具要求,即應(yīng)具有可靠的夾緊力,具有較高的定位精度,具有較強(qiáng)的剛性,結(jié)構(gòu)盡量簡(jiǎn)單,以便于裝卸(鉆頭)和夾具在機(jī)床上的安裝,可采用已標(biāo)準(zhǔn)化的彈簧夾筒,即采用普通銑床上的銑刀彈簧夾筒,這樣可以滿足設(shè)計(jì)夾具(刀夾)要求,適應(yīng)不同尺寸規(guī)格的直柄鉆頭。該裝置是利用彈簧夾筒的彈性變形將鉆頭定心并夾緊的(這只是作為過渡裝置用),彈簧夾筒如圖1 所示。
圖1 彈簧夾筒
三、夾具的設(shè)計(jì)
確定彈簧夾筒鉆孔夾具的結(jié)構(gòu)彈簧夾筒是該夾具中的主要元件,根據(jù)其構(gòu)造特點(diǎn),選擇彈簧夾筒7∶24 的外圓錐表面為定位基準(zhǔn),夾具采用7∶24 的內(nèi)圓錐表面作為定位元件。經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床的刀架采用的是一種簡(jiǎn)單的四工位自動(dòng)換刀設(shè)備,只能安裝普通方形刀把,不能安裝回轉(zhuǎn)體刀柄的刀具,所以該夾具外形應(yīng)做成方形,依該數(shù)控車床四工位刀架安裝刀具刀桿尺寸為25X25mm,并要求使麻花鉆要安裝在夾具上與主軸回轉(zhuǎn)中心等高。該夾具為帶有錐孔和凸出邊緣的方塊。厚度為23mm、寬度為25mm 的凸出邊緣為裝夾部分,A 面與B 面分別為定位面。帶有錐孔部分是用來安裝彈簧夾筒并帶有鉆頭。在彈簧夾筒刀柄槽滑過防轉(zhuǎn)銷,為了避免彈簧夾筒在使用過程中,圓錐小端與夾具內(nèi)圓錐孔小端發(fā)生不正常的干涉,可在內(nèi)圓錐孔與內(nèi)圓柱孔之間加段過渡槽。如圖2所示。
圖2 自動(dòng)鉆孔刀夾設(shè)計(jì)
夾具體材料為45# 鋼,并進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理,硬度為HBS280 左右,其目的是為了保證夾具體有足夠的強(qiáng)度和硬度,經(jīng)多次使用后仍有較高的尺寸精度和形位精度。
四、夾具加工的制作
在夾具設(shè)計(jì)的過程中要解決技術(shù)問題:是在制作過程中怎樣保證自動(dòng)鉆孔夾具的錐孔與數(shù)控車床主軸同軸。自動(dòng)鉆孔夾具的外部形狀可以在銑床上加工。而加工孔與錐孔時(shí)要使用四爪卡盤數(shù)控車床,用四爪卡盤夾住自動(dòng)鉆孔夾具,找正自動(dòng)鉆孔夾具孔軸心線與數(shù)控車床主軸軸心線的重合(可用百分表校正)。其工序?yàn)椋合扔忙?2鉆頭鉆穿鉆孔夾具,再用φ21鉆頭擴(kuò)孔,深度為108mm,最后用鏜刀鏜出內(nèi)孔(內(nèi)圓錐孔)。
五、夾具的使用說明
本夾具適用于無尾座運(yùn)動(dòng)控制功能的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床,如CSK6140-T 型;適用于孔徑小于16mm 的鉆孔、擴(kuò)孔和鉸孔等場(chǎng)合。采用不同直徑的鉆頭鉆孔、擴(kuò)孔等操作,要相應(yīng)地選擇不同規(guī)格的彈簧夾筒。
1、夾具工作原理
當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)螺釘1 時(shí),使得彈簧夾筒2向右移動(dòng),在夾具體3 內(nèi)圓錐表面的作用力下,彈簧夾筒的錐體部分收縮,最終使得鉆頭定心夾緊。(如圖3、4所示)
圖3 夾具、刀具裝配1 圖4 夾具、刀具裝配圖2
2、保證自動(dòng)鉆孔夾具的錐孔與數(shù)控車床主軸同軸
鉆頭在垂直方向上的中心高,由夾具的本身結(jié)構(gòu)尺寸保證,為了方便對(duì)刀和檢驗(yàn)夾具的錐孔是否和車床主軸同軸,我自制了輔助件1、輔助件2。其其使用過程為:將輔助件1安裝在卡盤上(安裝時(shí)要校正);將輔助件2安裝在鉆孔夾具,并安裝于刀架上。手動(dòng)移動(dòng)數(shù)控車床的X軸和Z軸,使輔助件1與輔助件2兩尖端重合(如輔助件2尖端低,還可以加輔助刀墊)。這樣就可以保證自動(dòng)鉆孔夾具的錐孔與數(shù)控車床主軸同軸。
圖5 檢查刀夾與車床同軸度
3、使用自動(dòng)鉆孔夾具鉆孔時(shí)對(duì)刀
X軸:當(dāng)輔助件1與輔助件2兩尖端重合(如圖5所示),可以保證X方向?qū)?zhǔn)工件中心,在錄入方式輸入G50,X0;然后在刀補(bǔ)輸入X=0。
關(guān)鍵詞:數(shù)控銑床;數(shù)控刀具;刀具材料;零件質(zhì)量
“三分加工,七分刀具”這是對(duì)普通加工的真實(shí)寫照,其實(shí),對(duì)于數(shù)控加工而言,刀具的作用更勝于普通加工,尤其在刀具方面更是數(shù)控加工所獨(dú)有。下面從刀具的材料要求和刀具選擇兩個(gè)方面對(duì)刀具在數(shù)控加工中的重要作一下探究。
一、銑床刀具材料
金屬在切削過程中,刀具切削部分是在較大的切削壓力、較高的切削溫度級(jí)劇烈摩擦條件下工作的。在切削余量不均勻級(jí)斷續(xù)加工時(shí),刀具受到很大的沖擊和振動(dòng),因此,刀具切削部分材料應(yīng)具備如下性能:
1.高硬度。硬度是刀具材料最基本的性能,其硬度必須高于工件材料的硬度,方能將工件上多余的金屬切削掉。
2.高耐磨性。高耐磨性是刀具抵抗磨損的能力,在劇烈的摩擦下刀具磨損要小高耐磨性一方面取決于它的硬度;另一方面與它的化學(xué)成分、纖維組織有關(guān)。材料硬度越高,耐磨性越好;含有耐磨的合金化合物越多,晶粒越細(xì),分布均勻則耐磨性越好。
3.足夠的強(qiáng)度和韌度。切削時(shí)刀具要能承受各種壓力與沖擊。一般用抗彎強(qiáng)度和沖擊來衡量材料強(qiáng)度與韌度的高低。
4.高耐熱性與化學(xué)穩(wěn)定性。高耐熱性,是指刀具在高溫下仍能保持原有的硬度,強(qiáng)度,韌度還耐磨性能?;瘜W(xué)穩(wěn)定性,是指高溫下不易與加工材料或周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的能力,包括抗氧化能力和粘結(jié)能力。化學(xué)穩(wěn)定性越高,刀具磨損越慢,加工表面質(zhì)量越好。
二、銑床刀具的選擇
1.常用刀具的種類
數(shù)控加工刀具必須適應(yīng)數(shù)控機(jī)床高速、高效和自動(dòng)化程度高的特點(diǎn),一般應(yīng)包括通用刀具、通用連接刀柄及少量專用刀柄。刀柄要聯(lián)接刀具并裝在機(jī)床動(dòng)力頭上,因此已逐漸標(biāo)準(zhǔn)化和系列化。
(1)根據(jù)刀具結(jié)構(gòu)可分為:
整體式; 鑲嵌式,采用焊接或機(jī)夾式聯(lián)接,機(jī)夾式又可分為不轉(zhuǎn)位和可轉(zhuǎn)位兩種;特殊型式,如復(fù)合式刀具、減震式刀具等。
(2)根據(jù)制造刀具所用的材料可分為:
高速鋼刀具; 硬質(zhì)合金刀具; 金剛石刀具; 其他材料刀具,如立方氮化硼刀具、陶瓷刀具等。
(3)從切削工藝上可分為:
車削刀具,分外圓、內(nèi)孔、螺紋、切割刀具等多種; 鉆削刀具,包括鉆頭、鉸刀、絲錐等; 鏜削刀具; 銑削刀具等。
為了適應(yīng)數(shù)控機(jī)床對(duì)刀具耐用、穩(wěn)定、易調(diào)、可換等的要求,近幾年機(jī)夾式可轉(zhuǎn)位刀具得到廣泛的應(yīng)用,在數(shù)量上達(dá)到整個(gè)數(shù)控刀具的30%~40%,金屬切除量占總數(shù)的80%~90%。
2.刀具的選擇
刀具的選擇是在數(shù)控編程的人機(jī)交互狀態(tài)下進(jìn)行的。應(yīng)銑床刀具的選擇分銑刀直徑選擇和銑刀齒數(shù)選擇。銑刀直徑的選擇:一般盡可能選用小直徑規(guī)格的銑刀,因?yàn)殂姷吨睆酱?,切削力矩增大,易造成切削振?dòng),而且銑刀的切入長(zhǎng)度增加,使銑削效率下降。當(dāng)然,也不盡然,當(dāng)銑刀的剛性較差,則應(yīng)按加工情況盡可能選用較大直徑的銑刀,以增加銑刀的剛性。
選取刀具時(shí),要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸相適應(yīng)。生產(chǎn)中,平面零件周邊輪廓的加工,常采用立銑刀;銑削平面時(shí),應(yīng)選硬質(zhì)合金刀片銑刀;加工凸臺(tái)、凹槽時(shí),選高速鋼立銑刀;加工毛坯表面或粗加工孔時(shí),可選取鑲硬質(zhì)合金刀片的玉米銑刀;對(duì)一些立體型面和變斜角輪廓外形的加工,常采用球頭銑刀、環(huán)形銑刀、錐形銑刀和盤形銑刀。
在經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床的加工過程中,由于刀具的刃磨、測(cè)量和更換多為人工手動(dòng)進(jìn)行,占用輔助時(shí)間較長(zhǎng),因此,必須合理安排刀具的排列順序。一般應(yīng)遵循以下原則:①盡量減少刀具數(shù)量;②一把刀具裝夾后,應(yīng)完成其所能進(jìn)行的所有加工步驟;③粗精加工的刀具應(yīng)分開使用,即使是相同尺寸規(guī)格的刀具;④先銑后鉆 ;⑤先進(jìn)行曲面精加工,后進(jìn)行二維輪廓精加工;⑥在可能的情況下,應(yīng)盡可能利用數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)換刀功能,以提高生產(chǎn)效率等。
因此刀具選用時(shí)應(yīng)該符合下列原則:
(1)平面銑削應(yīng)選用不重磨硬質(zhì)合金端銑刀或立銑刀。一般采用二次走刀,第一次走刀最好用端銑刀粗銑,沿工件表面連續(xù)走刀。
注意選好每次走刀寬度和銑刀直徑,使接刀刀痕不影響精切走刀精度。因此加工余量大又不均勻時(shí),銑刀直徑要選小些。精加工時(shí)銑刀直徑要選大些,最好能包容加工面的整個(gè)寬度。
(2)立銑刀和鑲硬質(zhì)合金刀片的端銑刀主要用于加工凸臺(tái)、凹槽和箱口面。
為了提高槽寬的加工精度,減少銑刀的種類,加工時(shí)可采用直徑比槽寬小的銑刀,先銑槽的中間部分,然后用刀具半徑補(bǔ)償功能銑槽的兩邊。
(3)銑削平面零件的周邊輪廓一般采用立銑刀。
(4)加工型面零件和變斜角輪廓外形時(shí)常采用球頭刀、環(huán)形刀、鼓形刀和錐形刀等。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞:數(shù)控加工;對(duì)刀點(diǎn);刀位點(diǎn);換刀點(diǎn);設(shè)置;效率
數(shù)控加工中的工藝設(shè)計(jì)是十分重要的環(huán)節(jié)。它關(guān)系到所編制零件加工程序的正確性與合理性。由于數(shù)控加工過程是在加工程序的控制下自動(dòng)進(jìn)行的,因此對(duì)加工程序的正確性與合理性要求極高,不能有絲毫差錯(cuò),否則加工不出合格零件。正因?yàn)槿绱?,在編寫程序前,編程人員必須對(duì)加工過程、工藝路線、刀具、切削用量等進(jìn)行正確、合理的確定和選擇。數(shù)控機(jī)床與普通機(jī)床的工藝處理雖然基本相同,但又有其特點(diǎn)。一般說來,數(shù)控加工的工序內(nèi)容要比普通機(jī)床加工內(nèi)容復(fù)雜。從編程來看,加工程序的編制要比普通機(jī)床編制工藝過程復(fù)雜。因?yàn)橛休^多的本來可由操作者靈活掌握隨時(shí)調(diào)整的事情,在數(shù)控加工中都變成了必須事先選定和安排好的事情,這樣才能保證加工的正確性。數(shù)控編程中的工藝處理主要包括數(shù)控加工的合理性分析、零件的工藝性分析、工藝過程和工藝路線的確定、零件安裝方法的確定、選擇刀具和確定切削用量等。
其中在編制程序時(shí),如何正確地選擇“對(duì)刀點(diǎn)”、“刀位點(diǎn)”和“換刀點(diǎn)”的位置尤為重要。
一 “對(duì)刀點(diǎn)”概念與設(shè)置
對(duì)刀點(diǎn)是指程序起點(diǎn)處刀具位置點(diǎn)。刀具究竟從什么位置開始移動(dòng)到指定的位置呢? 所以在程序執(zhí)行的一開始,必須確定刀具在工件坐標(biāo)系下開始運(yùn)動(dòng)的位置,這一位置即為程序執(zhí)行時(shí)刀具相對(duì)于工件運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn),所以稱程序起始點(diǎn)或起刀點(diǎn)。此起始點(diǎn)一般通過對(duì)刀來確定,所以,該點(diǎn)又稱對(duì)刀點(diǎn)。
對(duì)刀的目的是確定編程原點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)中的位置。對(duì)刀點(diǎn)可以選擇在零件上的某一點(diǎn),也可以選擇在零件外(如夾具或機(jī)床上)的某一點(diǎn),應(yīng)選擇在機(jī)床上容易找正,加工中便于檢查,編程時(shí)便于數(shù)值計(jì)算的地方。所選擇的對(duì)刀點(diǎn)必須與零件的定位基準(zhǔn)有一定的坐標(biāo)尺寸關(guān)系,如圖1-1所示。當(dāng)對(duì)刀精度要求較高時(shí),對(duì)刀點(diǎn)應(yīng)盡量選在零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)上。例如以孔定位的零件,選用孔的中心作為對(duì)刀點(diǎn)較合適。在利用相對(duì)坐標(biāo)系編程的數(shù)控機(jī)床上,對(duì)刀點(diǎn)可選在零件中心孔上或垂直平面的交線上。在絕對(duì)坐標(biāo)系編程的數(shù)控機(jī)床上,對(duì)刀點(diǎn)可選在機(jī)床坐標(biāo)系的原點(diǎn)或距原點(diǎn)為確定值的點(diǎn)上。在安裝零件時(shí),零件坐標(biāo)系與機(jī)床坐標(biāo)系要有確定的尺寸關(guān)系。
在編制程序時(shí),要正確選擇對(duì)刀點(diǎn)的位置。對(duì)刀點(diǎn)設(shè)置原則是:便于數(shù)值處理和簡(jiǎn)化程序編制。易于找正并在加工過程中便于檢查;引起的加工誤差小。對(duì)刀點(diǎn)可以設(shè)置在加工零件上,也可以設(shè)置在夾具上或機(jī)床上,為了提高零件的加工精度,對(duì)刀點(diǎn)應(yīng)盡量設(shè)置在零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或工藝基誰上。實(shí)際操作機(jī)床時(shí),可通過手工對(duì)刀操作把刀具的刀位點(diǎn)放到對(duì)刀點(diǎn)上,即“刀位點(diǎn)”與“對(duì)刀點(diǎn)”的重合。
二 刀位點(diǎn)概念
所謂 “刀位點(diǎn)”是指刀具的定位基準(zhǔn)點(diǎn),車刀的刀位點(diǎn)為刀尖或刀尖圓弧中心。平底立銑刀是刀具軸線與刀具底面的交點(diǎn);球頭銑刀是球頭的球心,鉆頭是鉆尖等。用手動(dòng)對(duì)刀操作,對(duì)刀精度較低,且效率低。而有些工廠采用光學(xué)對(duì)刀鏡、對(duì)刀儀、自動(dòng)對(duì)刀裝置等,以減少對(duì)刀時(shí)間,提高對(duì)刀精度。加工過程中需要換刀時(shí),應(yīng)規(guī)定換刀點(diǎn)。所謂“換刀點(diǎn)”是指刀架轉(zhuǎn)動(dòng)換刀時(shí)的位置,換刀點(diǎn)應(yīng)設(shè)在工件或夾具的外部,以換刀時(shí)不碰工件及其它部件為準(zhǔn),如圖1-2所示。
三 換刀點(diǎn)的概念與設(shè)置
換刀點(diǎn)是指加工過程中需要換刀時(shí)刀具的相對(duì)位置點(diǎn)。帶有多刀加工的數(shù)控機(jī)床,在加工過程中如需換刀,編程時(shí)要設(shè)置一個(gè)換刀點(diǎn)。換刀點(diǎn)是轉(zhuǎn)換刀位置的基準(zhǔn)點(diǎn)。換刀點(diǎn)應(yīng)選在零件的外部,如圖1-1所示,以避免加工過程中換刀時(shí)劃傷工件或夾具。
特別是數(shù)控車加工過程中更換刀具是自動(dòng)完成的,如果每次都返回機(jī)床參考點(diǎn)換刀,不僅會(huì)增加空行程的時(shí)間,而且還會(huì)增大機(jī)床的磨損,因此需要設(shè)置一個(gè)刀架換刀的位置,并將該位置稱作換刀點(diǎn)。換刀點(diǎn)應(yīng)選在最安全的位置,即換刀時(shí)刀架或刀盤上的任何刀具不能與工件發(fā)生碰撞的位置。數(shù)控車削加工程序中自動(dòng)換刀采用刀具功能指令Txxxx,而且要使刀架先回到換刀點(diǎn),然后再換刀。
四 研究結(jié)論
1 對(duì)刀點(diǎn)應(yīng)選擇在機(jī)床上容易找正,加工中便于檢查,編程時(shí)便于數(shù)值計(jì)算的地方。所選擇的對(duì)刀點(diǎn)必須與零件的定位基準(zhǔn)有一定的坐標(biāo)尺寸關(guān)系,在實(shí)際操作機(jī)床時(shí),可通過手工對(duì)刀操作把刀具的刀位點(diǎn)放到對(duì)刀點(diǎn)上,即“刀位點(diǎn)”與“對(duì)刀點(diǎn)”的重合。
2 換刀點(diǎn)應(yīng)選在零件的外部最安全的位置,即換刀時(shí)刀架或刀盤上的任何刀具不能與工件發(fā)生碰撞的位置,同時(shí)在可能的情況下應(yīng)盡可能的靠近工件以保證加工效率。
3 實(shí)際加工中還應(yīng)根據(jù)工件的批量及機(jī)床的情況等等來綜合考慮“對(duì)刀點(diǎn)”、“刀位點(diǎn)”和“換刀點(diǎn)”的位置的選擇,切忌不可盲目的教條主義?!?/p>
參考文獻(xiàn)
[1] 魏杰《數(shù)控機(jī)床編程與操作》電子工業(yè)出版社2012-07
數(shù)控機(jī)床論文 數(shù)控技術(shù) 數(shù)控加工論文 數(shù)控技術(shù)論文 數(shù)控加工 數(shù)控論文 數(shù)控機(jī)床知識(shí) 數(shù)控技術(shù)專業(yè) 數(shù)控實(shí)訓(xùn)報(bào)告 數(shù)控編程論文 紀(jì)律教育問題 新時(shí)代教育價(jià)值觀