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5.19 1 球墨铸铁热塑性变形及组织研究 .docx

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14、钢和不锈钢奥氏体及铸铁为YW类属于M型,切削钛金属及高温合金属于M-S型,切削非钛金属、低温强硬铸铁、铸铁属于K类即YG型,切削非铁合金、镁铝金属属于K-N型,切削淬火硬化合金属于K-H型。以上属于在数控加工切削过程中使用频率极高的硬质合金类刀具。固定型状毛坯料、坚韧级别高的硬质合金适合作为高速钢刀具;而易磨损、硬度低、红硬性低于硬质合金的高速钢,则不符合应用在数控高速加工切削选择的刀具中,无法针对高硬度材料进行切削,高速钢加工刀具刃部需要在加工前期进行针对加工材料的专业打磨,加工为符合特别目的的非国标准的非标加工刀具。随着模块化刀具根据新兴工程材料领域的发展,特别行业应用陶瓷加工刀具、金刚石

15、加工刀具及PCBN刀人造立方氮化硼刀具。陶瓷加工刀具具有耐磨、高密度、高硬度、无毛细孔、不会藏污纳垢、非金属铸造不会生锈、切食物无金属味残留、轻薄锐利、易拿易切、清洗容易等优点,具有许多金属制刀具无法取代的特性。陶瓷刀的硬度仅次于钻石;金刚石刀具具有极高的硬度和耐磨性、低摩擦系数、高弹性模量、高热导、低热膨胀系数,以及与非铁金属亲和力小等优点。可以用于非金属硬脆材料如石墨、高耐磨材料、复合材料、高硅铝合金及其它韧性有色金属材料的精密加工。金刚石刀具类型繁多,性能差异显著,不同类型金刚石刀具的结构、制备方法和应用领域有较大区别。PCBN刀具最适合于铸铁、淬硬钢等材料的高速切削加工,当切削速度超过

16、一定限度后,切削速度越高,PCBN刀具后刀面磨损速度反而越小,即高速切削下刀具的寿命反而高,这一特点尤其适合现代高速切削加工。数控车床车削加工刀具通常应用国家标准的转位机夹刀具,转位机床机夹夹具均有标准对应的刀具刀片刃部和刀具刀体。车削刀体刀刃部可按对应车削材料分为高速钢刀片、硬质合金外涂层刀片、及硬质合金刀体刀刃刀片三类型。其切削刀具分类为内螺纹切削刀、外螺纹切削刀、内圆切屑刀、外圆切削刀、切断切削刀、孔切屑刀、镗削刀具、改丝锥、心孔钻削刀具。如果使用机夹杠销、机夹螺钉及机夹螺钉夹板和机夹内外楔块,则数控切削加工刀具作为机夹可转位刀具不需要进行刀刃部位打磨。数控车削刀具具体为切削断面、切削断

17、面环形槽、切削凹槽、切削内螺纹、切削外螺纹、切削内孔、切削外圆、切削断面等。数控机床钻削应用为:钻削铰制孔、钻削内外螺纹、钻削深孔、钻削小孔径、钻削短浅孔洞。数控加工钻削刀具常用六种联接方式,各自与数控铣床、数控镗床、数控加工中心、数控车床和数控车削中心配套联接。六种联接方式为:圆柱联接、圆锥联接、螺纹联接、紧定螺钉直柄联接和最简单常用的直柄联接。数控镗床镗削加工镗刀根据加工要求为粗镗刀和精镗刀,根据镗刀分部为镗头加镗刀柄式和整体式。镗刀是精密孔加工中不可缺少的重要刀具。数控铣床铣削加工刀具要以以下对象为基准进行选择:铣削性能和加工余量、铣削加工件的金属材质、铣削加工件的几何形状、铣削加工件的

18、表面质量要求、铣削加工件的热处理状态等,铣刀应用高刚性、高耐用度的刀具。铣削大面积时使用镶嵌刀片式盘形铣刀,增加单位时间产品产成效率和增加被加工工件外部表面的粗糙度;使用通用铣刀铣削小面积或阶梯面;使用用两刃键槽铣刀铣键槽;使用钻头、镗刀等孔加工类刀进行孔加工。在轻中型铣削中使用平装结构铣刀,在重型型铣削中使用立装结构铣刀铣削加工。数控机床的切削刀具选择问题尽可能选择高硬度、高强度、高耐受性切削刀具。增强切削加工时效、提高切削可靠性延迟了刀具使用时效和耐用度,在切削加工前严格按工艺流程检查刀具,避免切削过程损失。使用可转位机夹刀具,补偿刀具预调和满足精度要求。第3章 数控机床的程序编写3.1、

19、数控机床的编程3.1.1、数控机床的自动编程内容与步骤1.自动编程自动编程也称为计算机(或编程机)辅助编程。即程序编制工作的大部分或全部由计算机完成。如完成坐标值计算、编写零件加工程序单等,有时甚至能帮助进行工艺处理。自动编程编出的程序还可通过计算机或自动绘图仪进行刀具运动轨迹的图形检查,编程人员可以及时检查程序是否正确,并及时修改。自动编程大大减轻了编程人员的劳动强度,提高效率几十倍乃至上百倍,同时解决了手工编程无法解决的许多复杂零件的编程难题。工作表面形状愈复杂,工艺过程愈繁琐,自动编程的优势愈明显。自动编程的主要类型有:数控语言编程(如APT语言)、图形交互式编程(如CAD/CAM软件)

20、、语音式自动编程和实物模型式自动编程等。1)数控语言编程数控语言编程要有数控语言和编译程序。编程人员需要根据零件图样要求用一种直观易懂的编程语言(数控语言)编写零件的源程序(源程序描述零件形状、尺寸、几何元素之间相互关系及进给路线、工艺参数等),相应的编译程序对源程序自动的进行编译、计算、处理,最后得出加工程序。数控语言编程中使用最多的是APT数控编程语言系统。会话型自动编程系统是在数控语言自动编程的基础上,增加了“会话”的功能。编程员通过与计算机对话的方式,输入必要的数据和指令,完成对零件源程序的编辑、修改。它可随时停止或开始处理过程;随时打印零件加工程序单或某一中间结果;随时给出数控机床的

21、脉冲当量等后置处理参数;用菜单方式输入零件源程序及操作过程等。日本的FAPT、荷兰的MITURN、美国的NCPTS、我国的SAPT等均是会话形自动编程系统。2)图形交互式编程图形交互式编程是以计算机绘图为基础的自动编程方法,需要CAD/CAM自动编程软件支持。这种编程方法的特点是以工件图形为输入方式,并采用人机对话方式,而不需要使用数控语言编制源程序。从加工工件的图形再现、进给轨迹的生成、加工过程的动态模拟,直到生成数控加工程序,都是通过屏幕菜单驱动。具有形象直观、高效及容易掌握等优点。近年来,国内外在微机或工作站上开发的CAD/AM软件发展很快,得到广泛应用。如美国CNC软件公司的Maste

22、rcam、美国UGS(Unigraphics Solutious)公司的UG(Unigraphics)、我国北航海尔的制造工程师(CAXA-ME)等软件,都是性能较完善的三维CAD造型和数控编程一体化的软件,且具有智能型后置处理环境,可以面向众多的数控机床和大多数数控系统。 3)语音式自动编程语音式自动编程是利用人的声音作为输入信息,并与计算机和显示器直接对话,令计算机编出数控加工程序的一种方法。语音编程系统编程时,编程员只需对着话筒讲出所需指令即可。编程前应使系统“熟悉”编程员的“声音”,即首次使用该系统时,编程员必须对着话筒讲该系统约定的各种词汇和数字,让系统记录下来并转换成计算机可以接受

23、的数字命令。4)实物模型式自动编程实物模型式自动编程适用于有模型或实物,而无尺寸的零件加工的程序编制。因此,这种编程方式应具有一台坐标测量机,用于模型或实物的尺寸测量,再由计算机将所测数据进行处理,最后控制输出设备,输出零件加工程序单或穿孔纸带。这种方法也称为数字化技术自动编程。 2.自动编程的内容与步骤数控编程是从零件图纸到获得合格的数控加工程序的过程,其任务是计算加工中的刀位点。刀位点一般为刀具轴线与刀具表面的交点,多轴加工中还要给出刀轴矢量。数控编程的主要内容包括:分析零件图样、确定加工工艺过程、数学处理、编写零件加工程序、输入数控系统、程序检验及首件试切。根据问题复杂程度的不同,数控加

24、工程序可通过手工编程或计算机自动编程来获得。目前计算机自动编程采用图形交互式自动编程,即计算机辅助编程。这种自动编程系统是CAD(计算机辅助设计)与CAM(计算机辅助制造)高度结合的自动编程系统,通常称为CAD/CAM系统,其工作流程如图所示。CAM编程是当前最先进的数控加工编程方法,它利用计算机以人机交互图形方式完成零件几何形状计算机化、轨迹生成与加工仿真到数控程序生成全过程,操作过程形象生动,效率高、出错几率低。而且还可以通过软件的数据接口共享已有的CAD设计结果,实现CAD/CAM集成一体化,实现无图纸设计制造。计算机辅助编程的步骤:为适应复杂形状零件的加工、多轴加工、高速加工,一般计算机辅助编程的步骤为: (1)零件的几何建模对于基于图纸以及型面特征点测量数据的复杂形状零件数控编程,其首要环节是建立被加工零件的几何模型。 (2)加工方案与加工参数的合理选择数控加工的效率与质量有赖于加工方案与加工参数的合理选择,其中刀具、刀轴控制

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