注塑加工（精选十篇）
注塑加工 篇1
塑料注射模具是现在所有塑料模具中使用最广的模具,能够成型复杂的高精度的塑料制品。但在注塑模具的加工工艺设计中,如注射时间、注射温度这样具有连续取值空间的参数,可以采用基于人工神经网络的方法来优化。利用优化目标函数并在一定的优化策略下,得到优化系统确认的最优参数。
1 注塑成形加工参数优化
1.1 数学模型的建立
在注塑成形过程中,过高的注射压力容易造成模具缺陷,如飞边、翅曲变形,也容易造成模具变形,影响寿命,同时对注塑机的寿命也极为不利,因而成形过程中希望有较小的注射压力。此外,成形过程中塑料温度对成形质量也有重要影响,过大的温差导致熔体冷却不一致,容易产生收缩扭曲变形及残留较大的收缩应力。均匀而适当的熔体温度是形成质量的保证。
因此,优化的目标就是要获得较小的注射压力P,较小的温差∆T=Tmax-Tmin。
设某种塑料的降解温度为Td,不流动温度为Tu,为使注射过程顺利进行而又不致使塑料降解,塑料温度因满足Tmax≤Td,Tmin≤Tu。
这是一个有约束的多目标优化问题,利用加权方法变成单目标问题,同时采用罚函数将约束问题变成无约束问题[6,7],则目标函数为:
式中W1,W2——权等数
f1,f2——罚因子。
当目标函数达到最小时,对应的一组工艺参数即为最优参数,而获得温度和压力值是优化问题的关键。
1.2 基于神经网络的压力、温度模型
采用两个单隐层BP网络分别模拟压力模型和温度模型[1]。
压力模型:对于以压力、温度参数作为控制对象的注射成形物理系统,其行为规律极其复杂,影响因素甚多,且诸因素之间还存在藕合关系,因而从这样一个系统中提取一组反应压力变化的参数是比较困难的。
通过分析熔体的力学模型,可知浇口处的注射压力与流动长度(L),注射流量(Q),模具壁厚(δ),在注射温度和熔体最低温度时熔体的零剪切粘度(γT和γTm)这几项参数密切相关,故压力模型的输入参数为五个,输出参数为一个,即通过BP网络求出在不同的五个输入参数(L,Q,δ,γT,γTm)值对应的输出参数值(P)。
在5个输入参数值中,流动长度、模具厚度信息可由CAE模型的网络及浇口信息获取,注射流量由充模时间及模具体积确定,两个剪切粘度参数与所选择的材料及熔体温度相关(熔体温度由温度模型给出)。
温度模型:引起温度变化的因素主要是热传导、热对流和流动过程中的剪切发热。可用注射时间(t),模具厚度(δ),材料热扩散率(aω)作为输入参数,充模完成时熔体的最高、最低温度与注射温度之差(∆T1、∆T2)作为网络输出参数,故温度网络模型是由t、δ、aω求∆T1、∆T2。
1.3 样本的获取、训练及模拟精度[4]
网络的训练样本要能反映在不同模具厚度、不同流动长度、不同材料以及不同注射时间下的压力和温度,且这些样本要在输入参数所张成的空间均匀分布。对这样一种多参数组合下的注射工艺参数获取,通过实验是无法做到的,只有借助CAE软件。
塑料成形CAE就是对塑料成形过程进行计算机模拟。塑料成形模拟涉及的内容很多,就本问题而言,CAE将作塑料的流动模拟。通过这种模拟,将获得熔体的温度场、压力场、应力应变场,从而可以确定熔体的流动前沿位置、熔接线位置、缩孔位置等信息,为合理选择工艺参数和设计模具结构参数提供了科学依据。
目前注塑模具CAE软件很多,如美国某公司的C-Mould,澳大利亚某公司的MF,国内华中科技大学模具技术国家实验室的HSCAE3DRF,北京华正模具研究所的CAXA-IPD等等。
本问题的压力模型和温度模型由HSCAE 3DRF分别获得了600及160个样本,用Matlab神经网络工具箱训练网络。
为了验证压力和温度模型的预测能力,通过实验作了验证。以一个塑料洗衣机顶盖的注塑过程进行实验,在材料一定(ABS)、其他工艺参数一定的前提下,在注射机上获取的不同注射时间下的注射压力与熔体温度关系和用神经网络获得的相应关系极为吻合,表明神经网络预测注塑过程的压力与温度是完全可行的。
1.4 工艺参数优化系统
图1为基于ANN的工艺参数优化系统框图。在该系统中,ANN所需的初始输入信息一部分来源于CAE几何模型,另一部分来源于数据输入。用ANN代替CAE计算出给定几何信息和工艺参数下的温度、压力值[3],然后通过优化技术求得目标函数极小时对应的工艺参数[8]。上述过程不断循环直至收敛条件得以满足。
2 训练算法与优化结果
2.1 训练算法
上述神经网络在使用之前都必须进行离线训练。多层感知器型神经网络最常用的训练算法为BP算法,但该算法具有容易陷入局部最小的缺点。找到全局(或近似)最优解,可充分发挥其优点。其训练步骤如下[2]:
1)预置初始值:ωji(0)为小的随机数。
2)提供训练样本对[X1,d1],[X2,d2],...,[Px,dp],输入样本对,计算yi=f(WjXp),Wj是W矩阵的第j行,也即输出结点j的权值行矢量。
3)调整权值,对于单极性转移函数由式∆Wj=η(dj-yj)yj(1-yj)XT得:
对于双极性转移函数由式∆Wj=1/2η(dj-yj)(1-yj)XT得:
4)计算输出全局误差
5)返回第2)步,向网络施加另一个模式对,直到P个模式对均循环一遍,转入下一步。
6)若E≤ε,ε为预先设置的精度,则停止训练,否则,令E=0,置p=1,返回第二步。
7)重复2)~6)直到达到精度要求。
经过训练后的神经网络便可用于在线优化。
2.2 优化结果
塑料洗衣机顶盖在注塑加工过程中,确定其最优的模具温度、熔化温度和填充时间,以使洗衣机顶盖的性能达到最好。塑料洗衣机顶盖成型条件范围如表1所示。如果采用罚函数法将约束优化问题转化成无约束问题,采用BP算法求得最优解,优化过程如图2所示,优化结果如表2所示。
3 结论
建立基于人工神经网络的注塑加工方式的参数选择模型,设计学习样本。采用两个单隐层BP网络模拟模具加工几何参数的非线性关系,应用训练好的BP网络为模具加工选择合理的参数。表明,应用人工神经网络可以优化注塑模具加工参数,提高注塑模具产品加工质量。
摘要：注塑成形工艺参数优化一直是模具设计人员关注的问题。一般地,合理工艺参数的选择都是在现场凭经验加上反复试模获得的,这无疑带有许多盲目性且极大地依赖试模人员的经验。现有的注塑工艺CAE软件能够计算出给定工艺参数条件下的注塑成形情况,但无法求出给定注塑成形要求下的最佳工艺参数选择。借助人工神经网络(Artificial Neural Networks简称ANN)和优化技术,可以获得最佳工艺参数。
关键词：ANN,注塑模具,加工,工艺参数
参考文献
[1]王德翔,等.基于人工神经网络技术的注塑成形工艺参数优化[J].模具技术,2001(6):1-4.
[2]钟波.基于人工神经网络在模具数控加工中的应用[J].计算技术与自动化,2008(2):11-12.
[3]刘志涛,王敏杰,蔡玉俊.人工神经网络在模具型腔加工走刀方式选择中的应用[J].锻压技术,2005(6):53-56.
[4]徐红.基于遗传算法的人工神经网络优化设计[J].燕山大学学报,2006年(6):31-33.
[5]李伟超,宋大猛,陈斌.基于遗传算法的人工神经网络[J].计算机工程与设计,2006年(2):44-50.
[6]谢庆生,尹健,罗延科.机械工程中的神经网络方法[M].北京:机械工业出版社,2006:165-166.
[7]王华山.人工神经网络专家系统注塑工艺参数在线调控系统[J].塑料科技,2004(1):35-36.
[8]马建华,周华民,冯伟,赵朋,李德群.塑料注射缺陷修正的开放式模糊建模方法[J].电加工与模具,2007(1):45-47.
注塑加工合同范本 篇2
注塑加工合同范本【1】
甲方：
乙方：
甲乙双方本着诚心合作，互惠互利的合作意向，经协商一致，甲方为乙方加工XXX塑料配件，为保证甲乙双方履行承诺，双方特制定如下协议，以便共同遵守。
一、产品单价
乙方委托甲方加工的塑件成品，主材料由乙方拟定，成品单价初步估算：包括运输用包装、原料、加工损耗等综合价格按塑件成品净重量每吨按市场价计算，具体价格在打出合格样品后加1.4元为总单价，原材料的价格因市场价格的升浮双方在自行商议。
二、产品质量要求
1、甲方应保质保量按照双方协商好的订单，将货物送到乙方指定的仓库。
2、甲方如因产品生产因素而造成的质量问题，应及时协商解决，如因甲方生产的产品质量原因，而造成的退货或换货。甲方要赔偿乙方因此造成的部分损失。
3、乙方应以书面形式向甲方提供合格产品的质量标准和要求；
4、甲方和乙方加工的塑件成品，要组合优良，外形要光洁、平整、无毛刺、无飞边、不变形、打螺丝不爆、不裂等。
三、结算方式及期限
甲方自供货给乙方之日起，甲方每次批量送货到乙方，乙方经验收合格入仓后，开具期限不超过10天的有效支票给甲方，或以现金的方式结算。
四、双方的权利、义务
1、甲方应以以后供货货款中每套模具扣除5000元，作为质量保证金。
2、甲方随时库存300—500套成品，以备 方急所需。
3、甲方送货到乙方经验收合格后，在乙方生产过程中塑料件一经打螺丝，而非甲方质量问题为前提前，甲方不负责退货，但可协商处理。
4、乙方每次订单用传真的方式通知甲方，甲方经认可后签名确认并回传；
5、乙方必须提前一天订单，甲方在收到 方订单后按时批量送给 方；
6、甲方负责按照双方确认后的订单的数量、时间，将产品送到甲方指定的场地；
7、乙方必须在甲方每次送货验收合格后办妥进仓的相关手续；
8、甲方要对 方的模具图纸、技术做好保密，未经乙方许可不得擅自向任何一方提供有关技术资料及信息，并不得向任何第三方提供乙方自己的供塑件成品，否则按壹拾倍模具费赔偿给甲方；
五、双方不得违反本合同中的任一规定，否则赔偿因已方违约给另一方造成的一切损失。
六、解决合同纠纷方式：甲方双方执行本合同时如发生争议的，应协商解决，如协商未果的情况下可交甲方所在地的人民法院处理。
七、本合同经甲乙双方签字、盖章后生效。
八、本合同未尽事宜，甲乙双方可协商制定补充协议，补充协议与本合同具有同等的法律效力。
九、本合同一式二份，甲乙双方各执一份，具有同等法律效力。
甲方签字： 方签字：
甲方盖章： 方盖章：
二0XX年 月 日 二0XX年 月 日
注塑加工合同范本【2】
(合同编号：)
甲方:
乙方:
因甲方生产需要,特委托乙方为甲方开发制造相关生产用模具并生产相关注塑零件。本着公平、互利的交易原则，经双方友好协商，特拟定本合同。
一、模具要求及费用
1、本合同约定订制模具计 套，合计金额￥元（整）；详见附表“零件及模具组合报价清单“。（本合同相关单价金额为不含税价，如需开具增值税票，相应单价金额上浮 %）
2、乙方须根据甲方提供的相关零件设计文件和工艺说明要求，并根据约定模具组合方案设计开发模具并负责相关零件的成型加工生产。
3、乙方在模具制造前，应根据甲方的零件工艺需要和质量要求审查相应的零件设计文件，及时对设计文件中能存在的问题向甲方技术人员提出并协商进行修改。如未提出，而导致模具不能按时交付使用或交付后的模具、零件不合甲方零件品质、工艺要求等而造成模具改造损失由乙方负责。
4、甲方提供的零件设计文件、图纸及相关清单附件中提及的技术要求，是为本合同协议的重要补充，经甲方签章的书面要求、电子文件光盘或经由甲方授权负责人发出的电子邮件原文件与本合同同时生效。
5、在模具制造过程中，如甲方提出较大的零件修改而导致模具生产成本和时间的增加，双方签订“设计修改的补充说明”，相关费用及相应交期的调整以双方重新协定为准。本合同签订时，乙方已对甲方提供的零件设计及要求进行过仔细审查，如因乙方的疏忽而导致合同签订后投入生产的零件修改造成加工费用增加和时间延误由乙方负责。
二、加工验收及付款
1、本合同签订三天内，甲方向乙方支付本合同模具总额的 % 即￥ 元作为模具订金，乙方即投入模具的生产。
2、在本合同签订后的 天内，乙方须完成本合同约定模具的设计和全部生产制作，由乙方完成试模并提供经验收合格的全部零件至少 个予甲方检测测试，甲方再即时向乙方支付模具费用的%即￥元；
乙方应保障在甲方对送样零件测试检验无误10天内，根据甲方小批量试产订单要求向甲方提供相应的合格零件（小批量试产每个零件用量不超过2000个）；
本合同所涉及的模具余款，由甲方在乙方完成甲方小批量试产所需的零件订单交付3个月后付清。
本合同所涉及的相关验收，是经由甲方技术、品质人员签封后方为合格，零件验收标准以甲方提供的设计文件、图纸及相关产品要求为准。
如乙方未能如期按前述要求提供相关的合格零件供甲方检测测试或未如期按甲方小批量生产要求完成试产零件订单，每迟交一天，乙方按合同总价的1%即￥元应向甲方支付违约金。如乙方超出10天仍未达到完成上述要求，视为乙方严重违约，乙方应按甲方向乙方已支付款项的双倍金额向甲方支付违约金。
3、本合同的模具所有权为甲方，在模具试样合格后，乙方应将相关的模具图纸交予甲方；乙方有义务在生产过程中对相关模具进行保管和维护，确保模具的完整和良好；如因乙方多次无法按甲方零件品质和约定交货时间要求交货经协商仍无明显改善，或双方对生产合作无法达成一致时，甲方有权选择将相关模具收回，乙方不得有任何异议。
4、本模具在乙方生产数量达到台时，乙方向甲方返还模具款项的 %，达到 台时，再返还余下的模具款项。（乙方向甲方返还模具款项后，模具所有权仍为甲方所有）
5、在模具制造完成后，双方约定乙方根据甲方相关的零件订单为甲方进行相关的零件生产，相关零部件的验收标准以双方封样及约定的其它检验要求为准。如所加工零件不符合检验要求，甲方有权拒收并要求按期重新生产交货；乙方为甲方生产的零件交货地为甲方在广东佛山的工厂所在地；如因质量不合格或乙方的其它生产原因，导致乙方延误约定的订单交期又未能取得甲方谅解时，每延迟一天乙方应按订单金额的1%向甲方支付违约金。
6、甲方向乙方订购相关零件价格见附件表所述，所发生的货款以以下方式结算：乙方根据甲方订单要求，当月乙方所交付验收合格的零件货款账务于次于5日双方进行财务对账，甲方根据对账单于对账完成后5日内向乙方付款；如双方对付款方式达成新协议按新协议执行。如甲方要求乙方开据增值税发票，乙方应于甲方付款前将发票提供（含税开票单价见报价单所述）。
7、本合同约定交易货币为人民币。
三、知识产权及其它约定
1、甲方向乙方提供的产品设计图，甲方保障其不侵犯其它方的知识产权，如甲方所提供的产品图纸涉及第三方的技术或知识产权纠纷，由甲方负责。
2、乙方需保障甲方向乙方提供的图纸及相关技术资料、信息的保密性，不得向第三方泄露，乙方亦不得得用相关的技术资料、图纸、模具为任何第三方提供模具设计和零件生产。如乙方违背此约定，甲方有权根据本项合同约定按本合同总额的两倍向乙方索取违约金，并有权根据知识产权保护法相关法规对乙方提起诉讼。
四、本合同及相关附件是双方真实意图的表现，即双方签章后即行生效，与合同原件相符的传真件同等有效。
五、如因合同表述不详或因其它原因产生合同纠纷，双方友好协商解决，如协商不成，交由有管辖权的人民法院裁决。
甲方（章）： 乙方（章）：
法定代表人： 法定代表人：
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加工中心加工镍铁合金工艺分析 篇3
【关键词】合金 刀具 参数 冷却液
【中图分类号】G71【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）24-0219-02
首先，镍铁合金导热系数低，仅是钢的1/4，铝的1/13，铜的1/25。因切削区散热慢，不利于热平衡，在切削加工过程中，散热和冷却效果很差，易于在切削区形成高温，加工后零件变形回弹大，造成切削刀具扭矩增大、刃口磨损快，耐用度降低。其次，镍铁合金的导热系数低，使切削热积于切削刀附近的小面积区域内不易散发，前刀面摩擦力加大，不易排屑，切削热不易散发，加速刀具磨损。最后，镍铁合金化学活性高，在高温下加工易与刀具材料起反应，形成溶敷、扩散，造成粘刀、烧刀、断刀等现象。
一、镍铁合金在加工中心上的铣削案例分析
1.该零件的特点
1）精度要求高，批量大。
2）加工过程中必须进行多种工序加工。
3）必须严格控制零件公差范围。
4）价格昂贵，加工成本高。
2.加工中心加工镍铁合金特点
1）加工中心可以多个零件同时加工，提高生产效率。
2）提高零件的加工精度，产品一致性好。加工中心有刀具补偿功能，可以获得机床本身的加工精度。
3）有广泛的适应性和较大的灵活性。如本零件的圆弧加工、倒角和过渡圆角。
4）可以实现一机多能。加工中心可以进行铣削、钻孔、镗孔、攻丝等一系列加工。
5）可以进行精确的成本计算，控制生产进度。
6）不需要专用夹具，节约大量成本经费，缩短生产周期。
7）大大减轻了工人的劳动强度。
8）可以与UG等加工软件进行多轴加工。
3.刀具材料的选择
刀具材料选用应满足下列要求：
1）足够的硬度。刀具的硬度必须要远大于镍铁合金硬度。
2）足够的强度和韧性。由于刀具切削镍铁合金时承受很大的扭矩和切削力，因此必须有足够的强度和韧性。
3）足够的耐磨性。由于镍铁合金韧性好，加工时切削刃要锋利，因此刀具材料必须有足够的抗磨损能力，这样才能减少加工硬化。这是选择加工镍铁合金刀具最重要的参数。
4）刀具材料与镍铁合金亲合能力要差。由于镍铁合金化学活性高，因此要避免刀具材料和镍铁合金形成溶敷、扩散而成合金，造成粘刀、烧刀现象。
5）刀具粘刀、烧刀现象
经过对国内常用刀具材料和国外刀具材料进行试验表明，采用高钴刀具效果理想，钴的主要作用能加强二次硬化效果，提高红硬性和热处理后的硬度，同时具有较高的韧性、耐磨性、良好的散热性。
4.铣刀的几何参数
镍铁合金的加工特性决定刀具的几何参数与普通刀具存在着较大区别。
1）螺旋角β，选择较大的螺旋升角，散热快，同时也减小切削加工过程中的切削平稳。
2）前角γ 增大切削时刃口锋利，切削轻快，增大容削槽以避免镍铁合金产生过多切削热，从而避免产生二次硬化。
3）后角α 减小，刀刃的磨损速度降低，有利于散热，耐用度也得到很大程度的提高。
5.切削参数选择
镍铁合金机加工应选择较低的切削速度，适当大的进给量，合理的切深和精加工量，冷却要充分。
1）切削速度Vc Vc=30～50m/min
2）进给量F 粗加工时取较大进给量，精加工和半精加工取适中的进给量以F300-F500最为适合。
3）切削深度ap ap=1/3d为宜，镍铁合金亲合力好，排屑困难，切削深度太大，会造成刀具粘刀、烧刀、断裂现象。
4）精加工余量αc适中 镍铁合金表面硬化层约0.15～0.2mm，余量太小，刀刃切削在硬化层上，刀具容易磨损，应该避免硬化层加工，但切削余量不宜过大，所以精加工余量0.5mm-0.8mm最好。
6.冷却液
镍铁合金加工最好不用含氯的冷却液，避免产生有毒物质和引起氢脆，也能防止镍铁合金高温应力腐蚀开裂。选用合成水溶性乳化液，也可自配用冷却液。切削加工时冷却液要保证充足，冷却液循环速度要快，切削液流量和压力要大，加工中心都配有专用冷却喷嘴，只要注意调整就能达到预期的效果。
二、加工中心加工镍铁合金总结
通过对镍铁合金的特性分析，解决了镍铁合金切削加工过程中存在的难题；通过编制正确、科学的加工工艺，可以降低成本，提高生产效率，得出如下结论：
1.用加工中心精加工镍铁合金，满足了零件形状复杂，高精度的要求，且可多件同时加工，提高生产效率，由原来加工一件需要一个小时缩短成十五分钟可以加工完，减少了装夹停机时间。
2.GC2025刀具材料是镍铁合金理想的加工刀具。
3.选择合理的刀具几何参数、切削参数、冷却液，可以延长切削刀具寿命，提高生产效率，由原先一把刀做两个，经过刀具改进一把刀可做二十个节约成本。
4.安排出合理科学的工艺规程和CAD/CAM的编程是提高效益、节约成本的最佳方法。
5.目前CAD/CAM的技术在不断更新，我们在软硬件操作上要赶上时代的步伐，但因此却忽略了工艺的选择的重要性。
6.对于特殊的工件必须有一套科学的有效的加工工艺方法，借助于计算机强大的功能，才是科学的、合理的、处理问题的方式。
参考文献：
[1]《金属材料与热处理》史美堂 上海科学技术出版社 1980.7
[2]《机械加工工艺基础》 孔德音 机械工业出版社2003.4
快速换模技术在注塑加工中的应用 篇4
随着现代制造技术的发展, 市场竞争加剧, 注塑加工行业需适应市场变化的需要, 向多品种、高速化、自动化、柔性化方向发展。但该过程出现了诸多问题, 其中最大问题是如何实现快速换模。换模时间长短成为影响机台稼动率的主要因素之一。为提高注塑成型行业换模作业效率, 降低生产制造成本, 快速换模技术正得到越来越多的研究和关注。
本文着眼于注塑模具更换过程实例研究, 探讨快速换模技术在注塑换模过程中的应用。针对多品种注塑设备快速换模问题, 从理论和实践相结合的层面对换模流程进行了整体的分析, 并在此基础上, 运用IE方法研究和作业测定两大技术, 对注塑加工中的换模流程加以优化和改进。
2 问题描述
M公司是一家以家用电器为主要产品的注塑加工企业。伴随日趋激烈化的市场竞争, 家电行业已进入微利时代, 面临与其他同行企业的竞争。公司多品种小批量生产模式长期受换模时间长这一问题困扰, 严重影响设备稼动率。经现场调查和记录显示, 大吨位平均单次换模时间在75min左右。由于换模时间长, 换模频次多, 致使注塑机等待时间长, 造成了设备巨大的浪费。本文以注塑工段X吨位大型注塑成型机为例, 对换模过程进行综合分析, 改善换模作业流程, 降低换模时间, 提高设备利用率。
3 快速换模
快速换模 (SMED) 技术由日本丰田汽车工业工程师新乡重夫博士于1969年提出, 采用这种方法可以使产品的换模时间、生产启动时间或调整时间得到最大限度降低。快速换模运用方法研究和作业测定两大技术, 利用“5W1H”和“ECRS四大原则”, 对换模过程中的每一个程序进行分析, 发现存在的问题并进一步探讨改进的可能性。其目的是在缩短换模作业时间、提高设备利用率、增加制造柔性基础上, 提高设备综合效率OEE (Overall Effectiveness of Equipment) , 同时降低了工人劳动强度, 提高人员作业效率。
快速换模的关键点之一, 在于划定内部作业和外部作业。内部作业是指在设备停止运行后方可进行的操作, 如更换模具等;外部作业是指那些能够在设备运行过程中同时进行的操作, 如准备工具等, 换模过程损失时间见图1, 通过减少停产时间及调整时间, 有效提高设备稼动时间。
快速换模的基本步骤: (1) 对原换模过程进行了现场观察, 并对换模过程进行分析; (2) 分解作业, 区分内部作业、外部作业以及调整作业; (3) 改善内外部作业, 缩短换模时间; (4) 换模流程标准化以及持续改进。
4 实例研究
4.1 现状调查
注塑工段的注塑成型机主要生产电视机高光外壳, 改善小组以A产品为案例, 针对原换模过程进行现场观察, 记录整个换模流程, 并对整个换模过程使用秒表进行记录, 得到如表1所示各换模作业的时间数据。
通过对换模流程的观察与分析, 发现换模过程中存在大量的浪费, 如外部换模作业在停机之后完成, 致使设备利用率不高;工具及模具摆放不规范, 寻找工模具花费了大量时间;作业人员分工不明, 换模作业不规范;标准化管理不完善, 如初件调试未标准化, 浪费大量的时间。
4.2 区分内外部作业以及流程优化
通过对换模过程的分析, 区分内外部操作, 优化换模作业流程, 尽量将外部作业放置在机床运转的状态下完成。该机台停机后开始准备换模工具, 到最后能够恢复生产, 需停机94min, 内部及外部作业见表2。
通过内外部作业区分, 发现外部作业时间占整个换模时间的34%, 此部分作业均可在设备运行的情况下提前做好辅助准备。为此, 运用精益生产、“5W1H”提问法、“ECRS”四大原则等方法及原理进行分析, 对原有换模流程进行了如下改善:
(1) 吹水、翻身、移模改善:上副模具吊出机床后, 紧接着要进行吹水、模具翻身、模具搬运作业, 此三部分作业均是在设备停机的时候进行的, 共计约8min。通过流程改善将此三部分工作调整到换模完成收拾工具及定置行车之间进行, 换模效率提升8.5%。
(2) 待换模寻找、吊装、翻身、搬运改善:现有流程中, 待换模寻找、吊装、翻身、搬运作业, 均是在模具吊出机床后进行的, 共计约12min。通过流程改善将此四部分工作调整至接到换模指令准备好工具之后进行, 换模效率提升13.8%。
(3) 整理现场、收拾工具、定置行车改善:现有流程中整理现场、收拾工具、定置行车工作是在已换上模具接辅助管路后开始的, 此时设备处于停机状态, 共计约6min。通过流程改善将此三部分工作调整到调试完成后正式生产前 (或并行作业) , 换模效率提升6.5%。
通过流程改善, 停机时间减少约27min, 换模效率提升28%。
4.3 将内部作业转换为外部作业
流程改善完成后, 接下来分析内部作业时间, 通过5W1H方法分析判断内部作业能否转换为外部作业。内部作业包括:打防锈剂及拆辅助连接管;下强制复位螺钉;松螺钉及取压铁;将模具取出吊床;吊进机床并对中;调模;打压铁及上紧锁螺钉;开模;上强制复位螺钉;接辅助管路;清理模具表面及调机, 共12项作业内容, 均无法转换为外部作业。
4.4 改善内外部作业, 缩短换模时间
4.4.1 接辅助管路改善
改善前水管及油管需由专人单独安装连接, 数量多耗时长。改善后采用集中水排及油排技术, 将集中水排及油排工装安装在模具上, 实现快速插拔, 缩短水管及油管连接时间, 改善后连接辅助管路时间缩短10min, 效率提升10%, 集中油排见图2。
4.4.2 运用并行工程进行作业改善
为进一步缩短停机时间, 接下来运用并行工程原理, 对内部作业时间进行改善。通过分析目前12项内部作业, 上强制复位螺钉作业可以与接辅助管路同时并行作业, 通过改善缩短内部作业时间约2min, 换模效率提升2%, 强制复位螺钉见图3。
4.4.3 调机标准化改善
每套模具所需的锁模力、顶杆位置、操作顺序等参数都有差别。调模时, 工艺人员根据记忆及经验调试初件, 耗时长。为缩短调机时间, 采用DOE技术优化工艺参数, 降低成型周期并进行标准化管理, 制定标准成型条件参数表。调机人员在调机时按照标准成型参数表进行参数设置, 调试时间减少10min, 换模效率提升10%。
通过以上改善, 换模整体效率提升50%, 换模时间由94min缩短为47min。
4.5 换模作业标准化
在个案改善的基础上, 总结换模经验并制定合理的换模作业流程, 将换模作业流程标准化, 并制定上下模作业标准化作业规范。同时, 拍摄成视频教学影片, 通过视频教学的形式对换模操作员进行培训, 让操作人员按照标准作业流程和作业规范进行换模作业, 可规范换模作业流程和安全操作, 缩短换模时间。标准换模流程见图4。
通过对换模操作流程进行以上改善, 操作员按照指导书的标准进行操作, 模塑公司换模效率整体提升35%。
5 结语
快速换模 (SMED) 技术目的是提高设备稼动率, 进而提高设备综合效率。本文通过对M公司的换模案例进行分析, 采用快速换模技术对现有换模流程进行分析及优化, 通过快速插拔、并行工程、标准化技术改善缩短换模时间。本研究以流程改善为主线, 技术改善为支撑, 取得了较好的效果, 改善思路借鉴性强。后续研究工作将从快速装夹等技术着手, 持续降低换模时间。
摘要：针对注塑加工中模具更换时间较长的问题, 根据企业设备的特点和运行的实际情况, 从实例出发, 运用SMED (快速换模) 技术, 区分内部和外部作业, 优化换模作业流程, 提升换模效率30%以上, 有效提升注塑机设备稼动率。
关键词：注塑成型,内外部作业,快速插拔,集中水排油排
参考文献
[1]王洪广, 张丽丽, 王胜利.快速换模技术在大中型客车行业冲压加工中的应用[J].装备制造技术, 2009 (4) :139-141.
[2]王卫刚, 周炳海.快速换模技术的实践研究[J].机床与液压, 2007 (5) :4-6.
[3]路士利, 鲁建厦, 等.精益生产中快速换模技木研究[J].轻工机械, 2006, 24 (4) :91-93.
[4]李葆文.TnPM推进实务和案例分析汇[M].北京:机械工业出版社, 2007.
注塑加工 篇5
（1）B公司的加工费用是30万元。收回后直接用于销售
（2）收回加工的球包，以及剩余3万元材料，随后销售收回不含税价格200万元（3）A公司购买一批材料，用于加工高尔夫球杆，不含税价格400万元，委托丙公司加工100个，加工费用50万元，加工后收回在继续加工
（4）继续加工，产生人工加工费用10万元，后销售，收到不含税价格700万元。（1）借：原材料 100 应交税费—应交增值税（进项税）17 贷：银行存款 117（2）发送物资加工
借：委托加工物资 100 贷：原材料 100（3）加工费用计入成本，还应缴纳消费税 高尔夫球消费税为10%。因为是直接销售的，消费税不可抵扣，直接计入成本
借：委托加工物资 33 应交税费—应交增值税 5.1 贷：银行存款 38.1 收回加工物品，后销售 实际成本计算：130/100=1.3万元/个
借：库存商品 130 原材料 3 贷：委托加工物资 133 借：银行存款 234 贷：主营业务收入 200 应交税费—应交增值税（销项税）34 借：主营业务成本 130 贷：库存商品 130（5）继续购买 及委托加工 借：原材料 500 应交税费—应交增值税（进项税）105 贷：银行存款 605 借：委托加工物资 500 贷：原材料 500 借：委托加工物资 50 应交税费—应交增值税 10.5 —应交消费税 5 贷：银行存款 65.5（6）收回加工后销售
借：库存商品—半成品 550 贷：委托加工物资 550 借：生产成本—人工 10 贷：应付职工薪酬 10 借：库存商品—半成品 10 贷：生产成本—人工 10 借：库存商品 560 贷：库存商品—半成品 560
刍议机械加工工艺对加工精度的影响 篇6
关键词：几何精度 受力变形 热变形
中图分类号：TG506文献标识码：A文章编号：1674-098X（2014）04（a）-0058-01
1 机械加工工艺的概况
机械加工工艺是指根据加工工艺流程，采取相应的加工方式对生产对象的尺寸大小、几何形状、相对位置等进行改变处理，如此把生产对象加工成所需的半成品或者成品，而加工工艺流程往往视设备条件、产品数量、人工素质等而定。机械加工生产包括原材料的运输与储存、毛坯的制造、零件的热处理等环节，而加工工艺过程是指对原材料的尺寸大小、几何形状、相对位置等进行直接性改变的过程，此乃机械加工的关键性环节。机械加工包括大量生产、成批生产、单件生产三大类型。机械加工工艺路线的制定必须坚持“优先加工基准面、分精粗加工、优选加工设备”等原则。机械加工工艺规程的制定流程为：明确加工的工艺线路→测量出各工序的实际尺寸→明确各工序的加工设备。根据机械加工工艺的基本概况可知，机械加工精度的影响因素很多，比如几何精度、受力变形、热变形等。本文主要从几何精度、受力变形、热变形三方面，分别浅析机械加工工艺对加工精度的影响，以提高机械加工的精度。
2 机械加工工艺对加工精度的影响
2.1 几何精度的影响
机械加工工艺系统由夹具、刀具、工件、机床等组成，而工艺系统内各组成部分的几何精度均会对零件的加工精度造成或多或少的影响。就机床的影响而言，如果机床自身的制造精度存有误差，那么零件的几何形状、相对位置的精度亦会出现误差，此外如果机床的安装未能到位或者磨损程度较重，那么同样也会对零件的加工精度造成影响。就刀具的影响而言，零件加工过程，刀具与工件间始终保持着直接接触的关系，如此刀具的磨损程度定会相当严重，而如果继续使用此种被严重磨损的刀具，那么定会对零件的加工精度造成影响。就夹具的影响而言，零件加工过程，先固定零件后加工的加工顺序要求必须控制好夹具的误差，即夹具制造过程产生的误差、使用过程产生的安装误差以及定位误差、长期使用过后的磨损误差。针对上述情况，该文认为必须从以下方面进行控制，以规避几何精度对加工精度的影响：落实好检验工作，以规避夹具、刀具、机床等自身存有误差；采用针对性的补偿技术就磨损程度较轻的部分进行修正，或者更换掉磨损程度较重的部分；操作人员必须提升自身工作能力，切实控制好安装误差的出现，同时必须对工艺系统的几何精度进行定期或不定期的检查，如此提高零件的加工精度。
2.2 受力变形的影响
零件的加工精度不仅受到加工系统的几何尺寸的影响，同时也受到受力变形的影响，即运行设备对零件的加工过程，各种力定会作用到工艺系统，而当此作用的时间超出既定范畴，那么工艺系统便会出现变形现象，如此刀具的运行轨迹以及夹具与刀具的相对位置均会发生改变，进而对零件的加工精度造成影响。针对上述情况，本文认为必须从以下方面进行控制，以规避受力变形对加工精度的影响：用高强度的零件替换掉工艺系统内刚度较弱的部分，如此提高工艺系统的整体刚度或者降低工艺系统的变形程度；采用针对性的方法来降低工艺系统的载荷量，如此降低工艺系统的变形程度，例如采用受力小的夹装方法来规避工艺系统的变形。除此以外，工艺系统的残余应力亦会对零件的加工精度造成影响，而零件加工过程的热处理以及切削均会产生残余应力，如此势必造成工艺系统变形。针对此种情况，本文认为必须从下列方面进行控制：增强零件的刚度，以抵抗加工过程产生的残余应力；就被热处理的工件事先进行退火处理，以控制残余应力的产生量；优化工艺流程，以免粗精加工顺序出错影响到零件的加工精度。
2.3 热变形的影响
零件加工过程往往会经历若干环节，例如磨、铣、车等，而此过程定会产生大量的热量，如此势必导致工艺系统热变形的产生，进而影响到零件的加工精度。下文主要从机床、刀具、工件三方面，浅析热变形对加工精度的影響：就工件的热变形而言，工件的热变形对零件的加工精度起着直接性的影响，而此种影响定会随着零件加工精度要求的增高而变大。针对此种情况，常用的控制方法包括：零件加工过程，适当使用冷却液，以控制零件的表面温度；减少单次切削量，以控制单次热量的产生量或者增加热量的散发量；粗加工后，先停机散热后精加工。就刀具的热变形而言，刀具的热变形往往由切削过程所产生的热量所致，而零件加工过程，连续切削作业定会使刀具的热变形经历猛增、缓慢、平衡三大阶段。针对上述情况，常用的控制方法包括：优选刀具；合理确定切削用量；充分冷却以及润滑刀具。就机床的热变形而言，机床作为零件加工的必要设备，而机床工作过程，零件加工过程产生的热量以及外部环境均会对机床造成影响，从而导致机床的整体温度升高，外加机床具有热源不同、结构复杂、分布不均的特点，因此各部件温度的差异性定会使机床产生不均温度场，进而对机床的几何尺寸产生破坏作用，如此影响到零件的加工精度。针对上述情况，常用的控制方法包括：减少产热量，即采用改善或者隔离热源的方法来减少产热量；增加散热量，即采用冷却的方法来吸收加工过程产生的热量；快速实现机床的热平衡状态或者维持环境温度的恒定状态，如此规避机床的热变形影响到零件的加工精度。
3 结语
尽管我国机械加工工艺已经取得较大的精度，但机械加工生产领域存在的问题依然相当突出，比如文中提及的几何精度、受力变形、热变形对零件加工精度的影响。因此，零件加工过程，必须就影响到零件加工精度的各项因素进行严格控制，同时就常见的影响因素进行重点控制，如此提高零件的加工精度。
参考文献
[1]江敦清.浅谈机械加工工艺对零件加工精度的影响[J].黑龙江科技信息，2010（16）.
[2]黄晓波.机械加工工艺对加工精度的影响[J].装备制造技术，2012（9）.
加工复杂箱体工艺与加工 篇7
如下图所示工件是航天科技集团某院重点实验任务, 工件使用7075 (代号) 材料, 外形尺寸500*310*78, 上面左侧槽尺寸261*299*30, 右侧槽222*299*53三处公差±0.1, 圆角R2, 左边4处基本尺寸18*15*3方形槽, 1处基本尺寸261*11*0.8浅槽, 右边三处φ37.5*21.5圆柱槽, 一处51*94*14长方形槽, 及42个M4*5深标准螺纹孔。底面1个12.5宽20深通槽, 28个宽5.0深20槽, 35个宽5.0深43通槽。毛坯尺寸510*320*85方料。
加工设备主要是是立式加工中心, 型号VB-825。采用FANUC 0iMATE-TB系统, 工作台导轨行程采用面轨全程支撑, 适合重负载工作, 且结构高刚性, 支撑稳固X/Y/Z轴行程1, 650/825/825mm, 刀库采用斗笠式换到方法, 刀具数量最多可容纳24把, 工作台面积1, 900x800mm
1.1 数控铣床加工过程分析
图样分析:技术员在拿到零件图样后, 首先应准确地识读, 并理解零件图样表达的各种信息, 这些信息主要包括零件的材料、形状、尺寸精度、批量、毛坯形状和热处理要求, 通过对这些信息的分析, 确定该零件是否适合在数控机床上加工, 还要确定零件的哪几道工序在数控铣床上加工。确定工艺过程:在分析图样的基础上, 还要进行工艺分析, 选定机床刀具和夹具, 确定零件加工的工艺路线、工步顺序以及切削用量等工艺参数。计算加工轨迹和加工尺寸:根据零件图样、加工厂路线和零件加工允许的误差, 计算出零件轮廓的坐标值。编写加工程序单和校核:根据加工路线切削用量、刀具号码、刀具补偿量、机床辅助动作及刀具运动轨迹, 按照数控系统使用的指令代码和程序段格式编写零件加工的程序单并校核上述两个步骤的内容, 纠正其中的错误。制作控制介质:零件加工程序单是数控车床加工过程的文字记录, 要控制数控车床加工, 还要将程序单上内容记录在数控车床的控制介质上, 作为数控系统的输入信息, 即通过键盘进行输入。程序校验和试切削:所制作的控制介质在正式使用之前必须经过进一步校验和试切削。一般将控制介质上的内容输入数控系统, 进行空运行检验。在CRT屏幕动态图形显示零件加工过程。然后试切削检验加工精度是否符合要求。确认程序可行后方可加工。
2 零件加工工艺方案分析
2.1 零件加工难点分析
零件的尺寸大, 外形尺寸500*310*78, 且盒体侧壁只有5.0mm厚对于装夹, 刀具选用, 测量都带来一定的难度。工件上面槽深且拐角处圆角R2过小, 普通加工方式很难加工。工件上面孔小且深, 尤其是侧壁边缘处小孔, 加工时侧壁会干涉刀柄, 如果刀体伸出过长, 强度会变弱, 摆动严重, 尺寸不容易保证。工件下面细窄槽宽5.0深43, 且刀体伸出过长, 强度降低且不容易排屑, 容易断刀, 且让刀现象很严重。
2.2 毛坯的确定
考虑加工为单件生产, 加工要求内部不得有缝隙, 裂痕, 需要进行探伤处理, 且根据现有条件零件毛坯选用锻件尺寸510*320*85。
2.3 刀具的选用及切削用量的选择
2.3.1 使用刀具表
2.3.2 切屑用量的选择
对于高效率的数控加工机床加工来说, 被加工材料、切削刀具、切削用量是三大要素。这些条件决定着加工时间、刀具寿命和加工质量。经济、有效的加工方式, 要求必须合理地选择切削条件。
编程人员在确定每道工序的切削用量时, 应根据刀具的耐用度和机床说明书中的规定去选择。也可以结合实际经验用类比法确定切削用量。在选择切削用量时要充分保证刀具能加工完一个零件, 或保证刀具耐用度不低于一个工作班, 最少低于半个工作班的工作时间。
背吃刀量主要受机床刚度的限制, 在机床刚度允许的情况下, 尽可能使被吃刀量等于工件的加工余量, 这样可以减少走刀次数, 提高加工效率。对于表面粗糙度和精度要求较高的零件, 要留有足够的精加工余量, 数控加工的精加工余量可比通用机床加工的余量小一些。编程人员在确定切削用量时, 要根据被加工工件材料、硬度、切削状态、背吃刀量、进给量, 刀具耐用度, 最后选择合适的切削速度。下表为铣削加工时的选择切削用量条件的参考数据。
2.4 夹具的选用及夹紧定位的选用原则
2.4.1 铣床夹具的主要类型
在铣削加工时, 往往把家具安装在铣床工作台上, 工件连同家具随工作台作进给运动。根据工件的进给方式, 一般将铣床夹具分为下列两种类型:a.直线进给式铣夹具:这类夹具在铣削加工中随铣床工作台作直线进给运动。b.圆周进给式铣床夹具:这类夹具常用于具有回转工作台的铣床上, 工件连同夹具随工作台做连续、缓慢地回转进给运动, 不需停车就可装卸工件, 圆周位置安装的夹具上。
2.4.2 铣床夹具的安装及其精度的保证
铣床夹具在铣床工作台上的安装位置, 直接影响被加工表面的位置精度, 所以在设计时就必须考虑其安装方法。一般情况下, 我们在夹具底座下面装两个定伟键, 将这两个定位键嵌入到铣床工作台的同一条T形槽中, 再用T形螺栓和垫圈、螺母将夹具体紧固在工作台上。为保证安装精度, 两个定位键间的距离尽可能大些。安装夹具时, 让键紧靠T形槽一侧, 减小间隙的影响。对于精度要求高的家具, 常不设置定位键, 而在夹具体的侧面加工出一窄长平面作为夹具安装时的找正基面。如夹具宽度较大时, 可以在同侧设置两个耳座, 但两耳座的间距必须与工作台上两个T形槽的间距相同。如定位精度要求高时, 可修配定位键下部的尺寸b, 或在安装夹具时将夹具推向T形槽的一侧, 一避免间隙的影响。
2.4.3 设计夹紧方案时应注意以下几个问题。
尽可能做到设计基准、工艺基准与编程计算基准的统一。尽量将工序集中, 减少装夹次数, 尽可能在一次安装夹后能加工出全部待加工表面。避免采用占机人工调整时间长的装夹法案。
摘要：装备工业的技术水平和现代化程度决定着整个国民经济的水平和现代化程度, 数控技术及装备是发展新兴高新技术产业和尖端工业的使能技术和最基本的装备。制造技术和装备就是人类生产活动的最基本的生产资料, 而数控技术又是当今先进制造技术和装备最核心的技术, 本文从工件简介数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术, 数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造业的渗透形成的机电一体化产品, 即所谓的数字化装备, 其技术范围覆盖很多领域: (1) 机械制造技术; (2) 信息处理、加工、传输技术; (3) 自动控制技术; (4) 伺服驱动技术; (5) 传感器技术; (6) 软件技术等。
难加工材料的切削加工研究 篇8
关键词：难加工材料,切削加工性,刀具材料
0 引言
近年来,随着社会的发展难加工材料的应用越来越广泛,但是其切削加工仍然是一个难题。如何高效地加工这些难加工材料一直困扰着工程技术人员,既要保证加工效率和加工质量,又要控制加工成本。要切削难加工材料,必须了解其切削加工性,掌握切削规律,寻求切削措施,这是难加工材料切削加工中的重要课题。本文将主要对几种典型难加工材料的特性和切削时对刀具材料的选择以及刀具几何参数方面的选用原则进行分析,以期对难加工材料的切削加工有一定的帮助和指导作用。由于车削在难加工材料的切削加工中所占比重较大,因此本文中的切削加工都是指车削。
1 难加工材料的分类及其切削加工性
难加工材料种类繁多,分类方法也很多,按照材料的种类可分为:不锈钢、钛合金、高强度与超高强度钢、高锰钢、高温合金、冷硬铸铁、喷焊(涂)材料及淬硬钢等金属材料,此外,还有石材、工程陶瓷、工程塑料和复合材料等许多非金属材料。
切削加工性是指工件材料切削加工的难易程度。材料的切削加工性是一个相对的概念,因为它不仅和材料本身有关,而且随切削加工条件和加工要求等的不同而异,因此生产中常用相对切削性来衡量。难加工材料之所以难以加工就是因为其相对切削性太差,如高硬度和高强度、高塑性和高韧性、低导热性、低塑性、高脆性、化学性能过于活泼等特点造成切削过程中切削力大、切削温度高、切屑难于控制、加工硬化严重和刀具耐用度低,这是难加工材料切削加工中的一般特点。由于各种材料的成份和性能各异,切削加工性也不同,只有掌握它们的特殊性,才能研究出相应的工艺方法来解决切削加工中的各种问题。
2 难加工材料切削时刀具的选用原则
金属的切削加工其本质是被切削金属层在刀具切削刃和前刀面的作用下,经受挤压而产生剪切滑移变形的过程。刀具材料的切削性能对切削加工技术水平影响极大,金属切削的生产率、成本和质量在很大程度上取决于刀具材料的合理选择。在金属切削中刀具起主导作用,而刀具几何参数和切削用量都以刀具材料的性能为依据,尤其在难加工材料的切削加工中,优选刀具材料往往是工艺人员的首要任务。根据难加工材料切削的特点,选择刀具材料应优先考虑以下性能:①高的硬度和耐磨性;②高的耐热性;③足够的强度和韧性。考虑到难加工材料切削的特殊性,选择刀具材料时还必须考虑到以下几个问题:①要避免因刀具材料和工件材料之间某些元素的亲和作用致使刀具磨损加剧;②根据刀具材料、工件材料和其他切削条件选择最佳切削速度,即在此切削速度下切削时刀具磨损量最小,耐用度最高,切削路程最长;③各种刀具材料的优越性只有在相应的速度范围内才能充分显示出来,比如,陶瓷和立方氮化硼刀具切削时要求切削速度高,如果在较低的速度下切削,其耐用度并不比高速钢刀具好,因此要确定所选择刀具适应的切削速度范围。
3 典型难加工材料的切削加工
3.1 不锈钢的切削
不锈钢因具有耐腐蚀性能及在较高温度(>450o)下具有较高强度而在机械制造、航空、航天、石油、化工及人们的日常生活中得到了广泛的应用。不锈钢的切削加工性较差,其加工性约是45钢的一半,切削时须选用红硬性高、抗弯强度高、耐磨、导热性好、抗粘结、抗扩散和抗氧化磨损性好的刀具材料,常选用YG类及含Ta(Nb)C的YG类硬质合金。粗车时可选用YG8或者YC6,若用YG8N和813硬质合金,能大大地提高刀具耐用度;在连续切削条件下的高速精车或半精车宜选用YT5、YTl5、798、YWl和YW2等硬质合金。
切削不锈钢时,应在保证切削刃强度的前提下尽量选用较大前角以利断屑,通常前角γ0取值如下:粗车时γ0=10o~15o;半精车时γ0=15o~20o;精车时γ0=20o~30o。后角α0应取较大值,以减小后刀面与加工表面间的摩擦,一般粗车时α0=4o~6o;半精车及精车时α0=6o~10o。其他几何参数的选择如下:主偏角kr=45o~75o;副偏角kr′=10o~15o;刀尖圆弧半径rε常取0.5 mm;刃倾角λs=-3o~-8o,精车时一般可以取正值。
切削不锈钢时还有个值得注意的问题就是断屑槽,由于切削奥氏体类不锈钢时断屑特别困难,可将切削部分刃磨成全弧型的卷屑槽,以达到断屑的目的。
3.2 钛合金的切削
钛合金具有比强度高、耐热性好、耐蚀性好等优良的力学和物理性能,因此在航空、航天、造船、石油、冶金、化工等工业中得到了广泛的应用,但钛合金本身化学活性大、导热系数小、弹性模量小等特点使得钛合金很难切削。切削钛合金时宜选用与钛化学亲和作用小、导热系数高、强度大、晶粒度小的钨钴类硬质合金作刀具材料,以不含或少含TiC的硬质合金为宜,如YG8、YG3、YG6X、YG6A、813、643M、YS2、YD15、YG10H等牌号。若用金刚石和立方氮化硼切削钛合金效果更好,因刀具导热性高、抗粘结、刀刃锋利。
由于钛合金塑性小,刀—屑接触长度短,切削时应选较小前角,硬质合金车刀的前角γ0一般取5o;由于钛合金弹性模量小,为避免因回弹造成的摩擦,后角应取较大值,一般取α0=10o~15o;主偏角kr≤45o;副偏角kr′一般取15o;rε不宜过大,一般0.5 mm≤rε≤1.5 mm,此外rε应小于切深ap的一半。
进行切削前应采用金刚石砂轮精磨车刀前、后刃面,且要防止有裂纹和任何细小的缺口,因车刀切削刃的细小缺口会导致崩刃、粘屑,从而使刀具耐用度大大降低。
3.3 淬硬钢的切削
淬硬钢属于高硬度难加工材料,在生产中常被用作耐磨材料。淬硬钢的切削加工性差、强度高、硬度高、脆性大、导热性差,因此给切削加工造成很大困难。切削淬硬钢时宜选用红硬性高、耐磨、导热性好的刀具,可以用硬质合金、陶瓷和立方氮化硼作为刀具材料。用硬质合金时,一般以含TaC(NbC)的K类和M类硬质合金为好,可选用600、610、767、726、712、YW1、YW2、YN05、YT05等牌号。由于陶瓷刀具耐磨、耐热性好,切削时不仅可以提高刀具耐用度,还可在更高的切削速度范围内切削,从而提高生产率,这是硬质合金刀具所不能比拟的。
因淬硬钢的硬度和强度都很高,为加强刃口强度必须选择负前角,且负值不能太大,以免使切削力显著增大,应在保证刃口强度的前提下选择最小负前角,一般γ0=-5o~-10o;为减少刀具磨损,后角值可以稍大些,一般α0=8o~15o;机床刚度好时kr=20o~45o,刚度不好时kr=45o~60o;副偏角一般取kr′=5o~15o;λs=-5o~-15o;rε一般取0.5 mm,在不产生振动条件下其值可适当加大。
3.4 高强度钢的切削
高强度钢是指那些强度和硬度都很高,具有一定合金含量的结构钢,常用作机器中的关键承载部件,如发动机的曲轴、重要的齿轮、连杆和花键轴等。高强度钢的切削加工性差主要是由于其高的室温强度和硬度,钢中合金元素的含量和成分也对其加工性有很大影响,切削用的刀具材料应具有很高的硬度和很好的耐磨性。由于高强度钢属铁基金属,不能采用金刚石刀具,其他的先进刀具材料都能用来切削高强度钢,推荐使用新型硬质合金(如添加钽、铌或稀土元素的P类合金,TiC基合金,P类涂层合金)和Al2O3基陶瓷作为刀具材料。
由于高强度钢的硬度和强度高,须加强刀具的切削刃和刀尖部分。刀具前角应适当减小,一般取γ0=-5o~10o,被加工材料强度高时取小值;后角半精加工时取α0=8o~10o,精加工时取α0=10o~12o;其他几何参数的选取原则和切削一般钢料时相同。切削高强度钢时还应在刀具前面磨出断屑台,以利断屑,断屑台的宽度一般为(3~4)f(f为每转进给量),高度为0.6 mm~0.8 mm,根部圆弧半径为0.8 mm~1 mm。
3.5 热喷焊(涂)材料的切削
喷焊与喷涂是一种对零件进行表面处理、防护和修复的新工艺,能显著提高零件的耐磨、耐热、耐腐蚀等性能,已经广泛应用于航空、航天、汽车、造船、石油等工业中。热喷焊(涂)材料是一种新兴的难加工材料,具有硬度高、耐磨性好等特点,给加工带来很大困难。切削用的刀具材料不仅要有高的耐磨性,还要有较高的抗弯强度,可选用添加TaC(NbC)的超细晶粒硬质合金、陶瓷和立方氮化硼刀具进行切削。硬质合金刀具选用YD05、610、726、643M、YG10H、YD15、YM051、YM053等牌号较好;陶瓷刀具可选用SG4、SG5、LT35、LT55等牌号;用立方氮化硼刀具切削热喷焊(涂)层能取得很好的切削效果,其加工效率和刀具寿命等均优于其他刀具。
切削热喷焊(涂)层时,刀具几何参数是围绕增强切削刃强度和刀尖的散热能力以及刀具耐用度等要求来确定的。前角值的选取应随被切削材料硬度的提高而适当减小,当材料硬度较高时,应取γ0=-5o~-10o,当选γ0=0o或正值时需磨出负倒棱;粗车时γ0≤-5o,精车时一般取γ0=0o~8o。其他几何参数的选择如下:α0=8o~12o;λs=0o~-5o;kr=10o~30o;kr′=10o~15o;rε=0.3 mm~1 mm。
4 结语
切削难加工材料时,刀具的材料及其几何参数的合理选择至关重要。虽然难加工材料的种类繁多,但是切削时都是在合理选择刀具材料和刀具几何参数的基础上进行切削用量的优化和加工方式的选择,因此本文对典型难加工材料切削加工的分析研究对其他难加工材料的切削也有一定的借鉴意义。随着社会的发展和科技的进步,必将涌现出更多新型的性能优良的刀具材料,也会出现更多有效的加工方法,难加工材料的切削效率和加工质量将大大提高。
参考文献
[1]韩荣第,于启勋.难加工材料切削加工[M].北京:机械工业出版社,1996.
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加工中心内螺纹铣削加工 篇9
内螺纹螺纹加工前需要完成钻孔、铣孔的过程。螺纹刀具对材料有一定的切削挤压作用,所有孔的直径一般要略小于螺纹内孔。查表或根据经验公式,对于塑性材料有D=d-P;对于脆性材料,有D=d-(1.05~1.1)P。其中,d为螺纹外径,P为螺距。
2 螺纹加工刀具
螺纹刀具有单刃螺纹刀(见图1),采用数控车内螺纹刀杆装在铣床刀柄上,此时多采用内螺纹单刃刀片。多刃螺纹刀(见图2),采用侧固式刀柄,刀片刃口较多,加工方便,根据图纸要求选用对应螺距刀片。整体硬质合金螺纹铣刀(见图3),刀具刃口锋利,加工效果好,效率高,需要根据图纸要求选用对应螺距刀具。
3 加工螺旋路线
螺旋加工路线采用三轴联动的方法。加工过程中,X、Y、Z同时联动。一般格式如下:G17 G02/G03 X_Y_Z_R_。由于加工使用刀具的区别,我们采用的刀具路线是:单刃螺纹刀采用多条螺旋线首尾连接的加工路线,如图4所示;整体硬质合金和多刃排齿的螺纹刀采用一条螺旋线路径加工,如图5所示。
4 案例加工
在数控加工中心上完成内螺纹M32×2的螺纹,再此之前完成了底孔直径30和倒角加工,如图6所示。
5 编程方法
单刃螺纹刀在应用中方法较多,有采用子程序调用,有采用宏程序编写,也有企业使用宏程序固定模式,采用G65调用。假设采用螺纹刀具直径是20mm。
5.1 方法一
采用子程序调用加工。如果不懂宏程序,子程序容易理解。
5.2 方法二
采用宏程序变量加工。改方法应用最为广泛,是以深度为变量进行螺旋线加工。
5.3 方法三
G65 P_调用格式编程,采用固定程序格式,通过G65格式对应的螺纹图纸参数要求进行赋值。该方法企业中应用较多,格式固定化,直接套用。
G65 P666 Z-25 R2 I16 H2(Z表示螺纹深度,R螺纹由底到上最终Z高度,I螺纹的半径,H螺纹的螺距)
5.4 方法四
采用CAD/CAM软件。现在很多主流的软件有专门的铣螺纹加工模块,采用整体硬质合金刀具加工一个螺距。该方法加工简单方便,尺寸精度高,表面质量好,且不易出错。
6 总结
螺纹加工在生产应用中较多,方法也较多,各有优势。它的原理还是采用螺旋线的加工路线,程序通俗易懂,加工中只需调整刀具半径补偿来合理安排切削量,即可完成螺纹的粗精加工。
参考文献
[1]罗学科,赵玉侠,刘瑛.FANUC数控系统用户宏程序与编成技巧[M].北京:化学工业出版社,2007.
典型车加工零件的数控加工 篇10
1 数控加工原理及特点
1.1 数控加工原理及工艺分析
数控加工, 就是应用数控机床对零件进行加工的工艺过程。数控机床又被称为是一种应用计算机来控制的机床, 因此, 这里的计算机被统称为数控系统。数控系统发出的指令主要是对数控机床的运动及相关辅助动作进行有效的控制, 而数控系统的指令则是根据零件的材质及加工要求, 结合机床的特性由程序员按照规定的指令格式进行编制的。机床的各种运动均是按照数控系统发出的指令执行的, 数控系统必须要根据程序员编制的指令向机床发送各种信息。按照程序员预先编制好的程序, 当完成对零件的加工时, 机床就会自动停止运动, 通常情况下, 任何一种数控机床若没有被输入程序指令, 数控机床是不能正常工作的。
通常情况下, 数控加工工艺主要包括以下内容:对需要进行数控加工的零件进行选择并确定;对待加工零件的图纸进行数控加工的工艺分析;进行零件数控加工的工艺设计;对零件的图纸进行数学处理;编制并加工程序单;按程序单制作控制媒介;最后是程序的校验与修改;首件零件试加工的实践过程分析及现场处理;对零件数控加工的相关文档进行归档。在具体工艺分析过程中, 我们一定要做好如下几项工作:
(1) 正确标注零件图样尺寸。在具体设计过程中, 由于加工程序是以精确的坐标点来编制的, 所以我们一定要注意各个图形的几何要素以及要素之间的相互关系 (如相切、相交、平行等) ;要充分明确各种几何要素之间的条件, 不能出现多余的尺寸以及影响工序安排的封闭尺寸等。
(2) 提高零件的加工精度。虽然数控机床比传统机床的精确度高出很多, 但是对于一些特殊情况, 如过薄的底板与肋板, 由于加工时产生的切削拉力及薄板的弹性退让会增加切削面的振动, 很难使薄板厚度尺寸的公差得到保证, 同时也会增加薄板表面的粗糙度。所以, 我们在处理面积较大、厚度小于4 mm的薄板时, 在工艺上一定要充分重视这一问题。
(3) 使零件轮廓内圆弧的有关尺寸尽量保持统一。刀具的直径常常被轮廓内的圆弧半径所限制, 如果零件的被加工轮廓高度比较低, 而且转接圆弧的半径也大, 这种情况下我们可以采用较大直径的铣刀来加工, 当加工底板面时, 由于进给次数相应减少会提高表面加工的质量, 所以工艺性较好。反之, 数控铣削工艺性较差。一般来说, 当R<0.2H (H为被加工轮廓面的最大高度) 时, 可以判定零件上该部位的工艺性不好。
(4) 保证基准统一原则。通常情况下, 有些零件需要在铣完一面后再重新安装铣削另一面, 此时我们切记要采用统一的基准定位, 而且零件上应有合适的孔作为定位基准孔。如果该零件上没有基准孔, 我们可以专门设置工艺孔作为定位基准。我们在进行零件的外形设计时一定要采用统一的几何类型或尺寸, 只有这样才能减少换刀的次数, 进而缩短应用程序的长度。
(5) 对零件的变形情况进行分析。如果在加工过程中使零件变形, 会严重影响零件的加工质量, 当零件变形较大时将无法进行正常的生产。这时我们必须要采用一些必要的工艺措施进行预防, 如对钢件进行调质处理等常规方法。
1.2 数控加工的特点
首先, 加工质量稳定, 具有较强的柔性和适应性。由于数控车床是通过接收指令进行加工, 大大减少了人为产生的误差, 而且零件的加工均是通过程序来实现的, 所以极大方便了复杂结构零件的生产。
其次, 加工效率较高, 能够实现对外形复杂的零件进行加工。数控车床的运行速度较快, 刀具可以自行更换, 大大减少了辅助换刀的时间。数控车床能够实现任意轨迹的运动, 对任何几何形状都能实现加工, 对于生产轮廓形状复杂的零件具有较高的适应性。
最后, 采用数控加工能够获得较高的经济效益。采用数控车床加工零件能够节省工艺装备费用, 而且数控车床具有较高的精确度, 减少了废品率, 进一步降低生产成本, 减少了人工的工作强度。
2 梯形螺纹零件加工过程的实践分析
由于螺纹的加工深度较大, 所以我们在加工梯形螺纹时无法采用直进法加工, 因此梯形螺纹宜选用G76指令, 采用斜进法进行编程加工。相关计算公式如表1。
3 结语
本文在对数控加工的原理及特点进行详细阐述的基础上, 以梯形螺纹零件为例对其加工实践过程进行具体的分析。通过分析发现, 数控加工技术是解决零件品种多变、批量小、形状复杂、精度高等问题和实现高效化和自动化加工的有效途径, 该种工艺技术能够有效提高零件的生产效率, 提高生产质量, 减少人工投入, 而且产品质量稳定, 废品率低, 能够有效提高企业的经济效益。
摘要：本文详细阐述了数控加工的原理及特点, 并以梯形螺纹零件的实践过程为例进行分析, 发现数控加工技术能够有效降低零件的废品率, 提高零件的生产质量及效率, 降低人工成本, 提高企业效益。因此, 具有一定的现实意义。
关键词：数控加工,零件,工艺分析
参考文献
[1]侯全林.双刀三刃车削梯形丝杆[J].工具技术, 2005 (4) .