本文摘要：【摘要】通過對KN95口罩機(jī)器的刀模零件進(jìn)行加工工藝分析，提出采用四軸數(shù)控機(jī)床一頂一夾的裝夾方法。對比常規(guī)粗加工方法與高效加工的方法，提出高效加工工藝進(jìn)行加工。實(shí)踐證明，該加工方案達(dá)到既定的技術(shù)目標(biāo)，獲得了很好的效益，為同類零件的加工提供了參
【摘要】通過對KN95口罩機(jī)器的刀模零件進(jìn)行加工工藝分析，提出采用四軸數(shù)控機(jī)床一頂一夾的裝夾方法。對比常規(guī)粗加工方法與高效加工的方法，提出高效加工工藝進(jìn)行加工。實(shí)踐證明，該加工方案達(dá)到既定的技術(shù)目標(biāo)，獲得了很好的效益，為同類零件的加工提供了參考。
【關(guān)鍵詞】KN95口罩;機(jī)器刀模;數(shù)控加工;加工工藝
1零件工藝分析
首先對刀模零件進(jìn)行工藝分析，從而確保數(shù)控銑加工工藝能夠充分滿足零件加工工藝的要求。在具體的工藝分析中，對零件的尺寸標(biāo)注有著一個(gè)較為準(zhǔn)確的理解，在數(shù)控銑削編程作業(yè)中，有效實(shí)現(xiàn)零件加工質(zhì)量和效率的控制。加工材料為DC53。該刀模零件的主要功能是利用刀模刃口部分來切斷已經(jīng)壓花成型5層布料。為了使切斷效果比較理想，因此對刃口寬度均勻要求非常高，寬度需控制在0.1mm左右，不能太過于鋒利，太過于鋒利容易導(dǎo)致使用壽命短，也不能刃口寬度過于寬，寬度過大導(dǎo)致切斷效果不良、效率低。
刀模左右兩端Φ30mm處作用是安裝軸承的，尺寸要求比較高，同時(shí)還得保證兩端同軸度。同軸度過大導(dǎo)致工作不平穩(wěn)，影響切斷及零件壽命。長度250mm中間尺寸區(qū)域?yàn)榍械豆ぷ鲄^(qū)域。通過了解刀模工作原理及加工要求，制定以下加工工藝，保證產(chǎn)品加工出來符合使用要求。
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2加工工藝確定
根據(jù)零件加工工藝分析，提出如下的加工工藝：(1)數(shù)控車加工刀軸兩端頂尖工藝孔，為下工序磨床加工及數(shù)控銑削提供裝夾及定位作用。接著車削刀軸外形，為了保證熱處理后的變形導(dǎo)致工序加工不到位，需要單邊保留0.5余量。(2)磨床加工外形保證各直徑同軸度。(3)四軸數(shù)控銑加工刀模位置，留0.5余量，避免熱處理后變形導(dǎo)致后續(xù)加工不到。(4)熱處理，保證材料硬度達(dá)到HRC50~54度。(5)熱處理后磨床加工保證軸承位置Φ30mm尺寸及外形Φ83mm尺寸至圖紙要求公差范圍內(nèi)，保證同軸度及圓跳動在0.01公差范圍內(nèi)。(6)四軸數(shù)控銑精修刀模刃口至尺寸，保證刃口尺寸均勻。
3數(shù)控銑機(jī)床選擇和裝夾
數(shù)控銑編程作為數(shù)控銑加工工藝中的重要環(huán)節(jié)，要求編程人員能夠?qū)α慵那�、尺寸和空間曲線進(jìn)行分析，從而有效進(jìn)行工藝編程，使得零件生產(chǎn)能夠更好的滿足生產(chǎn)要求。還應(yīng)當(dāng)注意對于零件的定位，實(shí)現(xiàn)對于零件加工精確性的有效控制。工程圖尺寸分析選擇型號為850立式四軸聯(lián)動加工中心機(jī)床進(jìn)行加工比較適合。在采用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行零件加工時(shí)，將其放置在適當(dāng)?shù)膴A具上，從而有效避免由于零件位移造成的損失。
定位裝夾的進(jìn)行，需要工作人員能進(jìn)行一個(gè)相對準(zhǔn)確的計(jì)算，以確保能一次性裝夾成功，盡量避免不必要的損失，有效實(shí)現(xiàn)零件加工準(zhǔn)確性的提高。KN95刀模零件采用裝夾方式為一頂一夾的常規(guī)裝夾方法，如圖2所示。裝夾時(shí)需注意利用百分表檢查直徑83處圓跳動，保證跳動范圍在0.01以內(nèi)，不符合要求情況下需要校正，還要確保兩端平行度在0.01范圍內(nèi)。
4數(shù)控銑削程序編制
由于KN95刀模零件形狀主要是曲面為主，手工編程無法實(shí)現(xiàn)，程序編制選用SolidCAM軟件進(jìn)行編程加工。編程工藝流程如下：(1)四軸銑削粗加工時(shí)需保證整體余量0.5，注意對于毛坯余量的控制，從而盡量避免零件加工中存在的誤差，有效實(shí)現(xiàn)零件加工準(zhǔn)確性的提高。根據(jù)3D圖分析粗加工使用D8R0.5圓鼻銑刀進(jìn)行開粗加工。由于粗加工占據(jù)整個(gè)零件加工時(shí)間百分之60左右時(shí)間，所以粗加工需進(jìn)行優(yōu)化。
(2)確定加工坐標(biāo)系，如圖3所示加工坐標(biāo)系需定義在直徑83mm圓柱中心，可以保證后續(xù)再次加工，避免由于余量減少導(dǎo)致形狀偏移加工不到位的情況。(3)軸銑削粗加工時(shí)需保證整體余量0.5，注意對于毛坯余量的控制，從而盡量避免零件加工中存在的誤差，有效實(shí)現(xiàn)零件加工準(zhǔn)確性的提高。根據(jù)3D圖分析粗加工使用D8R0.5圓鼻銑刀進(jìn)行開粗加工。由于粗加工占據(jù)整個(gè)零件加工時(shí)間百分之60左右，所以粗加工需進(jìn)行優(yōu)化。
4.1常規(guī)粗加工方法
常規(guī)加工方式是采用層降加工，每加工完一個(gè)切削深度，在繼續(xù)下刀加工下一層深度。加工時(shí)間統(tǒng)計(jì)為2小時(shí)11分38秒。
4.2高效粗加工方法
高效加工方式是采用螺旋下刀到一個(gè)比較深的切削深度，主要通過側(cè)刃切削加工方式進(jìn)行加工。加工時(shí)間統(tǒng)計(jì)為40分16秒。通過磨床進(jìn)行加工，以保證Φ83mm和Φ30mm兩端安裝軸承位置尺寸在公差范圍內(nèi)，同時(shí)保證同軸度及跳動在0.01范圍內(nèi)。精銑刀模刀口至尺寸，保證刃口在0.1mm寬度，按圖2裝夾示意圖檢查安裝是否達(dá)到加工要求，保證同軸度及跳動在0.01范圍以內(nèi)。
在編制精加工數(shù)控程序時(shí)需注意考慮刀具磨損導(dǎo)致刃口寬度不均勻現(xiàn)象，刃口加工面需要按每層加工的方式。每個(gè)面深度加工完畢，再去加工另外一個(gè)面，這樣的加工方式由于刀具加工時(shí)會磨損，導(dǎo)致刀模刃口部分尺寸不均勻，致使刀模使用時(shí)，切斷效果不好。精加工刀具使用D3涂層平底刀，留余量0.1進(jìn)行中光加工，精加工為了保證尖角位置圓角不能太大選用R1球刀作為最后精加工刀具。
5結(jié)語
當(dāng)前數(shù)控加工技術(shù)正向著智能化、高精度化、高速化和柔性化的方向發(fā)展。新技術(shù)、新工藝不斷出現(xiàn)，我國在高端機(jī)床制造、高精度加工、原材料生產(chǎn)等方面和國外的工業(yè)強(qiáng)國還有一定的差距。數(shù)控加工是一門學(xué)之不盡且實(shí)踐性很強(qiáng)的技術(shù)，在實(shí)際工作中需要不斷學(xué)習(xí)新工藝、新技術(shù)、新材料知識，不斷進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)總結(jié)并勇于創(chuàng)新，并提出新的加工工藝，以提高加工質(zhì)量來獲得好的經(jīng)濟(jì)效益。
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作者：楊偉明
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