下面是勤劳的小编为家人们整理的机械加工论文【优秀9篇】,欢迎参考,希望对大家有所启发。
机械加工工艺论文 篇一
关键词:连杆;机械加工;工艺分析
1.前言
连杆作为汽车、船舶等发动机中的主要传动机构,其作用是将活塞的往复运动转换成曲轴的旋转运动。连杆在工作过程中会受到气体压力和惯性力的影响,使得连杆要具有较好的强度和刚度,其加工精度的高低对发动机的性能有着直接的影响,而加工工艺选择是否合理决定着加工精度的高低,除需要选用精密的加工设备外,还需要一些必备的夹具、测量工具及辅助工具等工艺设备,这样有助于改善连杆加工条件,提高生产效率。
2.连杆结构特点及材料选择
连杆是汽 车、船舶等发动机中的重要传动部件,其作用是将活塞承受的压力传给曲轴。通常,连杆由连杆体、连杆盖、连杆螺栓以及连杆轴瓦等零件组成,连杆小头、连杆大头以及杆身构成连杆体和连杆盖。杆身通常做成工字型或H型截面形状,这样有助于连杆在运行中承受急剧变化的动载荷。连,杆小头用于安装活塞销,连杆大头与曲轴连杆的轴颈相连,且为分开式,一部分与杆身联为一体,另一部分为连杆盖,两部分由连接螺栓固定为一体。
连杆既是传力件,又为运动件,在工作中会受到巨大的冲击力与惯性力的作用,因此,所选的连杆材料应具有较高的刚度、强度及抗疲劳性能,同时,在满足工作要求的前提下,连杆质量尽可能的轻,有助于减小惯性力。一般选用45钢、40Cr、40MnBH等调质钢。
3.连杆总成技术要求
连杆总成需要进行机械加工的表面主要为:连杆大小头孔及其表面,连杆体和连杆盖的结合面以及连杆的螺栓孔等,其主要技术要求如下所示。
3.1.连杆大小头孔的技术要求。连杆大头孔与轴瓦、曲轴,连杆小头孔与活塞销配合装配,大、小头孔的公差等级分别为IT6和IT8,圆柱度公差分别为0.012mm和0.0025mm。连杆大、小孔轴线在连杆轴线方向上的平行度要求小于等于0.04mm。大头孔端面对其中心轴线的垂直度要求为小于等于0.08mm,大、小头孔端面的公差等级分比为IT9和IT12。
3.2.螺栓孔的技术要求。连杆在工作中受到的动载荷会传送到连杆螺栓上,因此对螺栓孔及其端面提出更高的技术要求:连杆螺栓孔的公差等级为IT8,表面粗糙度Ra≤6.3μm。
3.3.连杆体和连杆盖结合面的技术要求。连杆受到的动载荷会导致连杆体与连杆盖的结合面发生倾斜,连杆轴颈与轴瓦产生磨损,保证连杆体与连杆盖结合面的平行度公差小于等于0.025mm。
4.连杆机械加工工艺特点
连杆因外形复杂、刚度差、易变形等特点难于进行定位和装夹,使得连杆零件在机械加工工艺中具备如下特点。
4.1.大批量的连杆零件,为缩短生产周期,需选用生产效率相对较高的机床进行加工。
4.2.连杆零件的工作面具有较高的尺寸精度、位置精度以及表面粗糙度要求,需选用高精度的数控机床进行加工和工装。
4.3.相同批次连杆零件的质量差要有严格的范围,必要时需进行称重、去重。
4.4.连杆零件机械加工工艺中应有探伤和去除飞边、毛刺工序。
5.东风6BTA型发动机连杆总成机械加工分析
5.1.连杆总成加工设备
结合连杆总成的外形特点以及精度要求,选用经济合理的加工设备。连杆总成大小孔要求很高的加工精度,半精镗、精镗加工时选用德国EX-CELL-O公司的镗床设备,选用转台式立式拉床加工连杆外部端面,选用T70金刚镗床粗加工连杆大小孔,切断面则选用双面卧式组合铣床加工。
5.2.连杆总成加工工艺特点
5.2.1.连杆体与连杆盖的厚度不同,有助于提高连杆加工的工艺性能。连杆端面的精磨可在螺栓孔加工之前进行。加工精度能确保螺栓孔及轴瓦对端面的位置精度的要求。
5.2.2.东风6BTA型发动机连杆小头端面的特殊楔形结构,提高了承压的面积,从而增大了活塞的强度和刚度。
5.3.连杆总成定位与夹紧
5.3.1.粗加工基准定位选用连杆的基准端面、连杆大、小头毛坯外圆进行定位,该定位有助于确保大、小头孔及连杆盖端面均匀的加工余量,从而确保了连杆总成位置、形状要求。
5.3.2.精加工基准定位选用连杆端面、小头顶面以及大、小头的侧面进行定位。连杆盖的定位选用盖的端面、螺栓的座面及侧面进行加工定位。该装夹定位可靠,变形小,从而保证了连杆的加工精度。
5.4.连杆总成加工工艺流程
连杆总成的机械加工工艺流程为:磨削模锻两端面切端盖镗小头孔拉小头孔拉连杆大头侧面、结合面拉螺栓底面拉连杆盖侧面粗镗杆身下半圆、上半圆探伤精磨杆身端面精镗螺栓孔去连杆盖毛刺粗镗大头孔半精镗、精镗大头孔清洗、编组管理称重检查包装、下箱。
6.连杆机械加工工艺设计中需注意的问题
6.1.合理安排连杆加工工序
连杆为细长杆件,刚度差,加工中易产生变形;连杆为模锻件,大、小头孔较大的加工余量,使得镗孔时会产生较大残余应力,因此,连杆机械加工时,应分开各主要表面的粗、精加工序。
6.2.合理进行定位
为满足对称度的要求,利用连杆杆身的对称面进行定位,双面铣削连杆可以抵消一部分切削力。为确保定位可靠,以大、小头孔端面,两孔侧面进行定位;采用小头孔进行定位有助于调整两空的中心距。
6.3.合理选择切削用量
粗加工无需保证较高的加工精度和表面粗糙度要求,应确保较高的切削用量和切削深度,尽可能提高金属的切除率。精加工要确保较高的加工精度和表面粗糙度要求,切削时需采用均匀的较小的加工余量,以保证加工的质量。
7.结论
连杆的机械加工除选用先进的加工设备外,其机械加工工艺的设计尤为重要,选择合理的加工工艺路线以及装夹定位夹具有效的保证了连杆的尺寸、形状以及位置精度的要求,提高了连杆的质量水平, 从而提高了产品的合格率。
参考文献:
[1] 冯日德。 6170柴油机连杆、机体加工中几个难点问题的工艺性研究。天津大学硕士学位论文。2003
[2] 张海军。连杆加工工艺设计。新技术新工艺。2009
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[5] 王青云。连杆零件机械加工工艺及专用夹具设计。湖南农机。2012
机械加工工艺论文 篇二
作者:马玉琼 单位:沧州师范学院
高等职业教育职业能力培养的有效方法
案例分析教学法案例分析教学法的核心是教师要在教材中讲解基本原理、方法以后,搜集和编写案例。教师向学生提示处理案例的要点和难点,给学生提供线索让学生去搜集、查阅相关资料分析案例,教师适时给予必要的指导,从而使学生学会运用基本理论、原则及方法解决实际问题,培养其实际工作能力。案例分析教学法从总体上来说是一种归纳模式,通过案例来学习解决实际问题的原则和处理方法。例如在《机械制造技术》这门专业课中,工艺规程的制订是课程的主线,在教学过程中,我们选择中国一拖公司的连杆、变速箱体等典型零件的加工工艺规程的制订作为案例,让学生自己动手,编制机械加工工艺规程,然后师生共同讨论,教师点评,选择最佳方案。在毕业实习中到生产现场了解现行的工艺方案,与自己制订的方案进行比较,找出自己方案的优缺点,分析现行方案的不足之处,让学生知道工艺方案不具备唯一性———制订工艺方案的原则是在满足使用要求的前提下,提高效率,降低成本。只要符合上述要求,制订的工艺方案即为最佳。通过此类案例教学,使学生了解工程实例及其处理方法,吸取现行案例成功的经验,学会因地、因时制宜,科学、合理地处理实际工程问题,提高了学生分析问题、解决问题的能力。项目化教学法项目化教学法即将某门或几门专业课程按类别分成若干技术或技能单元,每个技术或技能单元为一个教学项目,实行理论实践一体化的单元式教学模式。每一个项目都应最终实现该项目的考核目标。以机制专业作为我们的试点专业,具体作法是:在实习实训教学过程中,把热加工方法、热处理方法、车削加工、铣削加工、数控加工及其他加工方法分别作为不同的项目,把相应的理论知识融入到实训当中进行现场教学,实现理论与实践教学的一体化。这种教学方法,变抽象为具体,增强了学生的学习兴趣,提高了学生的应用能力。这种教学法还解决了专业知识多、课时少的矛盾,使课本上的基本知识与基本技能得到有机的整合,用()较短的时间完成了预定的教学目标,收到很好的教学效果。2.3课题教学法课题教学法是由教师根据教学目标给定课题方向,学生去查阅相关资料和参考现场条件,在教师的指导下,完成研究课题,写出综合实训报告或完成课题论文,达到教学目的的教学方法。通过这种方法,能使学生学会科学合理地运用所学的知识,创造性地完成相关课题,增强学生的动手能力、自主决断能力和知识的运用能力。课题教学法的结构程式是:依据教学目标选定课题(教师指定或自主选择)—结构设计—完成制造—完成课题论文、综合实训报告。以笔者所在院系为例,本系根据教学目标要求,在教学计划中安排了七周综合实训,其中两周为生产实习,到生产现场了解典型零件的用途及机械制造工艺与工装结构,在教师的指导下,选择合适的设计课题。学生利用剩余五周时间完成典型零件的工艺设计,从工艺过程中选择典型工序,设计专用夹具,拆出专用夹具的所有非标准零件图,分别编制其工艺规程,然后从市场调研分析着手,选择购置毛坯材料,进行非标准零件的加工制造,完成专用夹具的装配调试,最后完成课题论文或综合实训报告。课题教学法可以激发学生的学习欲望,调动学生学习的主动性、积极性和创造性,锻炼学生的实际工作能力,提高学生的综合素质。目标教学法目标教学与教学目标是两个完全不同的概念,教学目标仅仅是课程设置的一部分,在教学过程中起定向作用;目标教学是完成一系列教学任务和教学活动、达到教学目标的一套教学模式,为提高教学质量而设计的具有独特性的教学范型。它的实施程式为:设置教学目标———实施教学活动———反馈评价教学结果———修正、补救教学偏差———实现教学目标。具体实施过程是:以教学目标为导向,确定设计课题;根据题目的难易程度和工作量的大小,分成若干个课题小组,工艺实施过程及工装设计方案由小组成员共同协商、讨论,确定多个设计方案,然后与指导教师共同分析,确定最佳方案;具体制造和装配、调试过程由小组成员分工合作,共同完成。学生课题的质量由专家组综合评价;专家肯定成绩,提出缺点,让学生及时改正,最终达到全面提高教学质量的目的。
高等职业教育职业能力培养的效果分析
通过职业能力训练,培养学生从业的基础能力,使学生提高对所学专业的认识和对专业的兴趣。通过开发性的综合实训,达到了培养目标所要求的基本技能;培养了学生的创新精神和创业能力;培养了学生的团结协作能力和社会协调能力。将知识、技能、经验等能力要素转变为一定的从业能力,再通过产学结合回归于实际工作中,最终使理论、经验及各项技能得以升华为职业能力。培养综合职业能力通过七周的综合实训,经过师生的共同努力,设计并制造出典型的工艺装备———某设备的专用夹具,学生具备了编制、实施机械制造工艺能力和设计一般工艺装备的能力,简单机械设备的安装、调试、维护的基本能力,机械加工质量分析的初步能力,以及计算机操作及使用本专业CAD/CAM实用软件的基本能力,完成了从单纯注重培养学生的专门技能和专业能力向注重培养学生的社会适应能力和综合职业能力的转变。人才培养目标向多元化整合型方向发展,呈现由学科本位向能力本位发展的趋势。培养创新意识和立业创业能力在给出设计课题时,要求学生运用所学知识自己动手设计机构运动方案、手工绘图或计算机绘图、按规范要求编写设计说明书。在综合实训的实施过程中,尽量树立创新意识,进行创新思维能力的训练,力求做到:每个学生独立完成实训环节的某项任务;学生在实训中遇到问题,指导教师不是简单地告诉学生自己的想法,而是积极启发学生的思路,鼓励学生动脑筋、想办法,创造性地解决问题,让每个人最大限度地发挥自己的主观能动性,重点培养学生的创新意识和立业创业能力。培养团结协作能力和社会协调能力综合实训的每一课题由一个课题小组共同完成,小组成员有分工有合作。专用夹具整体方案的设计实施、整机的装配由课题组同学共同完成。另外每人必须负责部分零件的工艺实施,其实施的结构程式为:制定零件的加工工艺规程———购买材料———机械加工。学生从设计开始,注意市场调查,了解金属材料的结构形状,便于设计出合理的结构;学生自己联系加工设备,完成零件的加工,进而根据装配工艺完成装配过程。通过真题综合实训,让学生感受、理解专业知识的应用过程,培养他们收集和处理信息的能力和获取新知识的能力;培养他们分析和解决实际问题的能力,培养团结协作能力和社会协调能力,最终培养出适应社会、富于团队精神的实干家。
机械加工工艺论文 篇三
如图1所示,课题要完成从选材至加工出成品的全过程,内容包括测绘零件,CAD画零件图,产品造型设计,生成凹、凸模,数控加工,产品检验,完成技师论文的编写等。
一、数控铣/加工中心预备技师课题内容
1.课题来源
预备技师课题的来源一般有:具有一定技术含量的企业产品、历年全国数控技能竞赛试题、国家题库、企业攻关课题、企业的技术改造课题、根据培养知识点设计的课题等。
本课题源自一灯具生产企业,产品为外贸定单,销往日本。该产品是企业与我校合作开发的新产品。在实施本课题前,已完成了该模具图纸的设计,本课题主要完成模具型芯和型腔的选材与加工。
2.能力目标
通过本套课题的学习,掌握利用数控设备加工具有实际价值产品的能力,以及培养学员应具有良好的团队意识和工作习惯。
3.课题开发
根据能力目标,将金属材料及热处理、CAD、数控造型软件的使用、自动编程知识、机械加工知识等涉及的技术融合在一起,形成完整的知识结构,强化各知识点的有机结合,形成较强的职业能力。
4.教学实践
(1)教学形式――导师制。
(2)学习形式――2人/组,任务驱动式团队自主学习。
(3)教学设备――数控铣/加工中心。
(4)学习内容――灯罩模具产品产出的全过程。
该灯罩模具的加工涵盖了数控专业学习中所涉及到的知识。灯罩模具的加工过程即是以行动导向组织的教学过程,以师生共同确定的加工方案及完成的加工步骤来引导教学组织过程,学生通过主动和全面的学习,达到脑力劳动和体力劳动的统一。
该灯罩模具的加工任务(行动)绝非单指某一技术或技艺,而是灯罩模具产品产出的全过程,包括接受定单、确定任务、资料检索、制订计划、服务加工、质量控制、售后服务等,是学生即将从事的数控加工职业可能发生的一个完整的工作过程。给学生提供了一个典型的综合科技环境,使学生将学过的诸多单科专业知识在这里得到全面认识、综合训练和相互提升。
5.课题实施
(1)选择型芯及型腔材料。
提出问题:如何选择模具材料?选择模具材料时要考虑哪些因素?所选择模具材料的性能?
涉及知识:金属材料及热处理
教师行为:提供需查阅的相关资料,解答相关问题。
(2)画模具型芯图。
涉及知识:机械制图及相关绘图标准,手工画图、CAD绘图。
教师行为:检查所画视图的规范性与正确性,提出解决方案,CAD辅导。
(3)选择毛坯并进行数控车加工。
涉及知识:数控车床的编程与操作、选择刀具、夹具、切削用量、工件装夹与校正。
教师行为:检查数控车程序,数控车床的操作,数控车宏程序辅导。
(4)产品造型。
涉及知识:数控造型软件的使用。
教师行为:实体造型辅导。
(5)生成数控加工程序。
涉及知识:自动编程知识,机械加工知识。
教师行为:加工方式选择,加工刀具选择,切削用量选择辅导
(6)数控铣/加工中心加工。
涉及知识:程序的传输,数控铣/加工中心的操作,程序的修改,夹具的选择,工件装夹与校正。
教师行为:程序传输辅导。
(7)精度检验。
涉及知识:精度检验的方法。
教师行为:精度分析,提出解决措施。
(8)模具装配。
涉及知识:模具装配与调试。
教师行为:精度分析,提出解决措施。
(9)加工产品。
加工出的产品如图2所示。
(10)完成技师论文。
涉及知识:完成课题全过程中的心得与体会。
教师行为:提供技师论文的格式,书写论文的注意事项,论文辅导。
根据学员的学习情况及教学设备在实际使用过程中的效能,指导教师提出改进建议,完成成果评价。
二、成绩考核及教学效果评定
为了严把预备技师的出口关,数控铣/加工中心预备技师考评主要有以下内容组成:
1.预备技师理论考试
本着够用和实用的原则,检验学生对基本理论知识的掌握程度,其内容包括机械制图、机制工艺知识、机械加工、数控加工工艺、数控编程、数控原理等知识。
2.编制加工工艺
检验学生分析问题、解决问题的能力。考试内容为编写复杂零件的数控加工工艺规程(包括工序卡、刀具卡、切削用量参数表等内容)。
3.手工编程
检验学生对数控编程的基础知识的掌握程度。考试内容为编写考试工件的加工程序。
4.CAD绘图
绘制复杂零件或装配图,考核学生的计算机绘图能力及对机械制图的掌握程度。
5.自动编程
考核学生造型能力和自动编程能力。
6.数控技能应会考核
完成数控机床加工技师操作课题,考核学生的实际动手能力。
7.预备技师论文答辩
通过预备技师论文的答辩,考核学生对预备技师所需掌握的各项知识的综合运用能力,提高学生分析问题、解决问题的能力。
以上内容的1~3项归纳为应知考试,所占比例依次为60%、20%、20%。4~6项归纳为应会考试,所占比例依次为20%、30%、50%。当应知、应会和论文答辩全部合格后,方可认为预备技师合格。
(作者单位:江苏省常州技师学院)
注:“本文中所涉及到的图表、公式、注解等请以PDF格式阅读”
机械加工工艺论文 篇四
机械加工工艺指的是根据参考的工艺流程来准确操作,然后用特定的方法将生产初产品的几何形状、尺寸大小以及相对位置进行不同程度的改变,进而得到机械半成品。我们经常说的工艺流程也就是指的是工艺过程,该过程与产品的数量、员工的素质以及设备的条件等有很大的关联。在整个的机械加工过程中包含很多内容,即毛坯制造、原材料的保存以及热处理零件等等。实施工艺过程需要按照规定的工序来操作。生产类型主要有三种类型,即大量生产、单件生产和批量生产。机械加工工艺的生产水平对于机械零件的加工的任何一个过程都很非常大的影响。如果机械加工的工艺水平没有达到对应标准,生产出来的机械零件的精度就会很低。因此,在进行机械加工时经常有多种因素对机械零件质量产生影响,比如几何体的精确度、受外力的变形情况以及热变形等等。
2机械加工工艺对加工精度影响的因素
机械加工工艺整体来讲是一个非常复杂的过程,涉及到的工艺条件有很多,进而造成影响加工精度的因素很多。如机械机床本身在几何精度上存在误差,加工的方法存在的偏差,工艺过程使用的磨制道具存在磨损误差等。下面分析机械加工工艺对加工精度影响主要因素。
2.1几何精度造成误差几何精度误差对加工精度有非常大的影响,在几何精度中机床本身的误差是最重要的误差因素,因此几何精度对于整个的加工过程有较大的影响。这其中最重要的原因是加工使用的刀具主要是由机床进行控制的,而且能够制造出各式各样的工程零件。若是机床自身在制造工艺上存在问题,很容易引起主轴发生偏差,进而引起零件的尺寸或者是性质出现很大的问题,造成零件的精度降低。若是由于制造工艺差的原因,很容易引起导轨误差的现象。机床的许多移动部件其位置主要是由导轨控制的,若是导轨出了问题,加工工艺就会出现严重的问题。
2.2受外力发生变形外力对于机械加工的影响主要包括两个方面的内容。即工艺系统受到的外力影响以及其他多余应力的影响。其中工艺系统受到的外力影响是主要因素,工艺系统主要包括工件、机床以及夹具等,在切削加工工艺时,会受到切削、夹紧力和重力三方面的影响,能够使其产生一定程度上的变形,进而会使在静态位置上的刀具或者是工件的几何形态发生变化,同时刀具的形态也会产生一定的改变,这样一来就会产生一定的误差范围。若是真的遇到上述的情况,采取的可行的办法是尽量减轻整个系统的受力程度,进而来有效地减小误差。进行实际操作时主要有两种对应方法,其一是工艺系统强度的加强,进而能够有效的抵抗外来压力的损坏;其二是尽量减小系统的负荷,以避免变形现象的发生。根据木桶效应,需要考虑的是系统最脆弱部件的承受力度,进而能够有效的防止变形的发生以及误差的产生。另外一方面就是多余应力的影响方面,多余的应力也能够使工艺系统产生很大的变形,而这一变形主要是由于加工切削和热处理等,在不受外力的情况下也能使系统发生变形。这就需要对加工工艺进行深层次的受力分析,要尽可能的使受力变形的程度降到最低限度,进而保证工艺的加工精度。尤其是在实际操作中,操作人员负责的是提高系统的刚度,进而减少载荷,才能有效的提高加工精度以及生产效率。
2.3加工过程中热变形第一,加工过程产生的热量。在机械零件的加工过程中,会产生很大的热量,然而产生的各种形式的热量都会对零件的加工过程产生或多或少的影响,进而影响工艺的加工精度。由于不同的热量会引起热变形并使刀具和机件之间的关系发生变化,甚至受到严重的破坏,进而导致零件的加工精度下降,使加工系统产生严重的误差。第二,刀具产生热变形。不仅在整个的加工过程中会产生很多的热量,还会对精度有很大的影响,因此,刀具的热变形也会影响零件的加精度。特别是在初级阶段进行切削的时候,这一变形会很快发生,但后来会越来越慢,经过一段时间以后就会趋于平缓。第三,机床发生热变形。机床的热变形对于精度也会产生很严重的影响。特别是在机床的工作过程中,由于受到内外热源的影响,系统的各部分温度会逐渐地升高。但是,各部件受到的热源不同,并且分布不均匀,而且机床的结构较复杂。所以,机床不同部件的温升不同,有时同一部件的不同位置处的温升也有不同,进而就会形成不均匀的温度场,造成机床各部件之间的相对位置发生很大的变化,进而破坏了机床的几何精度,产生了严重的加工误差。另外,不同类别的机床的热源也有很大的不同。另外,车床类机床的主要热源有主轴箱,包括轴承、齿轮和离合器等,由于摩擦作用会使主轴箱以及床身的温度有所上升,进而造成了机床的主轴抬高或者发生倾斜。大型机床温度的变化也会产生很大的影响,温差的影响也是很显著的。因此减少误差是关键,主要的方法有以下几种。其一,将热源与部件之间隔开。如可以将热源与主机分别放置,另外,也可以通过一定的作用来减少摩擦的发热。其二,要加快机床系统的热平衡速度,进而能够更好的掌握系统加工精度。其三,可以采用科学、合理的机床部件结构进行装配基准。其四,可以强制使其变冷的效果。
3结束语
近年来,随着我国经济的飞速增长,同时科学技术的水平也在不断的提高,在这一大的时代背景下,机械加工工艺系统水平也有了很大程度的提升。然而,从目前的机械加工工艺水平来看还有很大的进步空间。所以,有关的部门以及工作人员需要不断的进行探索和研究,进而使机械加工工艺水平有更大层次的提高。只有这样,在机械零件的加工精度上才能有很大的提高。所以总体来说,提升机械加工工艺水平是需要长期不断探索的,应不断提高加工工艺,尽量避免各种干扰工件质量的因素。
机械加工工艺论文 篇五
1.1工艺系统的几何精度对加工精度的影响工艺系统主要包括机床、工件、刀具和夹具等。工艺系统的几何精度会影响到零件的加工精度。首先是机床的影响,由于机床自身制造时会存在误差,加工出来的零件的形状以及位置精度便会不足。然后是刀具的影响,因为刀具加工时直接与工件接触,时间长了,刀具的磨损便会十分严重。还有是夹具的影响,在零件加工过程中,需要将零件进行固定后才能进行加工,这时就需要使用夹具。夹具的误差主要有以下几个方面:一是夹具本身的制造误差,二是使用过程当中产生的定位误差和安装误差,三是长期使用后的磨损误差。刀具出厂时由于制造工艺的问题自身也可能存在一定的误差,但是这种误差可以通过机床的调整而进行调节。因此对于加工零件来说没有直接的影响。在整个系统当中,为了将零件进行有效的固定,使其保持和刀具之间一定的位置,这就需要使用夹具,夹具的误差主要包括出厂时的制造误差以及在使用过程中产生定位误差以及安装位置不准确造成的误差。
1.2工艺系统的热变形对加工精度的影响
1.2.1工件热变形对精度的影响一般来说工件热变形在精加工中影响比较严重,特别是长度长、而精度要求高的零件。为减少这些误差可以采取的措施:在切削时使用充分的切削液减少表面升温。也可采取误差补偿法:在装夹工件时使工件表面产生微量的夹紧变形,以此来减少切削时工件单面受热而拱起的误差,或降低切削用量以减少切削热和摩擦热,也可以采用粗加工后停机以待热量散发后再进行精加工。2.2.2刀具热变形对加工精度的影响主要由切削热引起的。连续切削时,刀具的热变形在切削初始阶段增加很快,随后变得较缓慢,经过不长时间后便趋于平衡状态。为减少热变形应合理选择切削用量和刀具的几何参数,并给予充分的冷却润滑。
1.2.3机床热变形对精度的影响机床在工作过程中,受到内外热源的影响,各部分温度将逐渐升高。由于各部件的热源不同,分布不均匀,以及机床结构的复杂性,因此各部件的温升不同,而且同一部件不同位置发生变化,破坏了机床原有的几何精度而造成加工误差。对机床热变形我们可以从以下几个方面进行解决:一是减少产热,从此角度出发可以隔离热源或者改善热源降低产热;二是增加散热,从此角度出发,可以采取合适的冷却方法,充分吸收加工过程中散发的热量;三是控制环境温度恒定,或者使机床加速达到热平衡的状态,从而减少机床热变形对加工精度的影响。
1.3工艺系统的受力变形对加工精度的影响工艺系统在进行高强度的加工过程中会受到各种力的作用,在长期的受力状态下,工艺系统会发生轻微的变形。工艺系统的刀具等部件的相对位置是在设备静止的情况进行调整的,而随着工艺系统受力变形,这就会导致刀具等部件的相对位置发生变化,使得切削过程当中刀具的运动轨迹也出现相应的改变,从而导致加工精度下降。针对这种原因引起的加工误差,可以通过降低整个系统的受力来完成。早实际的操作过程当中可以采取以下几种方式:第一,增强整个工艺系统的刚度,从而有效地提升对外力作用的抵抗。第二,降低工艺系统的载荷,从而防止出现变形。
2机械加工工艺对加工精度的应用办法
2.1解决加工精度内在因素的办法可采取一定的补偿技术来对,设备出厂本身所带的误差、使用中的因磨损产生的误差进行控制,来确保构件误差在实践中,能达到其可接受的范围之内。正常来看,在高精度的机床设备系统中,其会配置有相应的误差补偿控制构件,使用单位以及工作人员能够根据加工需求对其做一定的矫正。可采用:(1)一些专业的矫正软件,来专门用作机床各构件磨损的技术矫正,一般的普通机床而言,其磨损校正只有通过参考校正尺数据、手动操作设置补偿螺母来实现系统及构件的误差补偿;(2)在实际的生产实践中,可输入相应的补偿数据,再由软件自行运行,便可实现参数的修改;(3)采用软件编程,例如:CAD、CAPP、CAM、DNC、EDM、PDM、MES、MPM等PLM软件产品。选择【加工】―【其它加工】―【铣螺纹加工】命令,一般包括:粗加工第一刀、粗加工第二刀、粗加工第三刀、粗加工第四刀、精加工、程序结束、宏程序名、起始高度、终止深度、螺距、循环等11的步骤,并根据所加工的螺纹填写好加工参数。
2.2解决加工精度外在因素的办法可通过调整工艺加工系统的受力,来对被加工零件精度进行把控,从而使整个系统的受力均衡。具体的做法主要有:(1)改造工艺系统本身相对薄弱的构件及部件进行改造,来提升工艺系统本身的刚度,提高系统对外部受力的抵抗性能,切实防止加工系统因受力而发生形变,导致加工误差。(2)可通过缩短整个工艺系统的载荷量,减少系统外力的大小,从根本上实现设备的变形预防。(3)机械加工工艺系统在运行中会产生导致系统发生形变的热应力、切削应力。因此,为减少热应力,一定要对热加工的零件进行退火处理,严格避免粗加工所产生的额外应力,确保工作零误差。
3结语
为尽快提高我国机械加工技术水平、增强竞争力,我们要在现代综合集成制造技术的基础上,融合先进的管理理念和信息技术进而有效提高产品加工精度。虽然我国的科学技术在飞速发展,加工工艺技术也在不断的提高,为了使加工精度保持允许的误差范围内,这就要求相关工作人员不断的试验、仔细的分析研究,提高加工工艺技术水平,提高加工精度。
机械加工工艺论文 篇六
关键词:机械加工工艺;GE公司;钴基高温合金;难切削
中图分类号:TQ320.67+1 文献标识码:A
该零件外形均由曲面构成,壁厚为3.175mm,外圆型面上有八个大岛屿与一个小岛屿,在前端面有144处孔,径向孔有20处。在零件后端面有160处孔,径向孔有21处,并有21处花边。针对零件在加工中受到零件材料难加工,及零件型面复杂的制约,我们进行了大量的研制工作。本篇论文论述了高压涡轮机匣加工研制的整个过程。
本论文内容主要包含以下两个部分:
a.概述部分:介绍GE公司大型钴基高温合金机匣的结构特点和加工工艺难点;
b.工艺路线及机械加工:针对零件结构特点和加工难点论述零件加工工艺和机械加工过程。
1 零件及加工概述
1.1 零件结构
高压涡轮机匣为钴基高温合金环形静止零件,轮廓以曲面为主,最大外径尺寸φ1137mm,高116.497mm,型面壁厚3.619mm,型面上有八个大岛屿及一个小岛屿;零件分前后端面,前端面有114个通孔,径向孔有20处。在零件后端面有160处孔,径向孔有21处,并有21处花边。零件整体如图1
1.2 零件材料及特点
1.2.1钴基高温合金
高压涡轮机匣材质为RENE41,毛料为钴基高温合金模锻件,含有金属主要成分有镍、铬、钨和少量的钼、铌、钽、钛等合金元素。钴基高温合金具有较高的强度、良好的抗热疲劳、抗热腐蚀、和耐磨腐蚀性能。用于制作航空喷气发动机、工业燃气轮机、舰船燃气轮机的涡轮增压器。正是由于这种性能,该材料用于高压涡轮机匣。
1.2.2 加工特点
钴基高温合金材料由于成分的原因,材质硬难于切削,在加工时受切削力影响变形不大。零件的结构特点对工艺路线、刀具及加工的方法有所要求,在新件的研制阶段需要合理安排工艺路线及安排合理的加工方法。
1.3 工艺难点
该零件从设计图纸进行工艺分析,从工艺路线、加工、刀具三个方面对加工难点进行论述。
1.3.1 机械加工
零件的材料硬度大,型面复杂:
切削零件材料时,零件材料硬度大,型面加工长。在进行半精车时进行深槽加工,普通刀具难于加工该处。
铣加工表面:在进行粗铣削加工时,零件型面余量大,最大处达到19mm余量,加工时需用大量刀具。
2 加工工艺研究
2.1 工艺路线
通过以上的分析制定工艺路线,编制工艺规程,由于零件整体结构比较复杂,加工路线已先车加工零件外形,后进行粗铣加工去余量,然后进行热处理工序。再进行精铣加工零件的型面,后焊接,再进行零件的精车加工,后对零件进行铣花边及钻孔,最后对零件内部进行喷涂。
2.1.1 工艺路线制定
工艺路线:№0毛料—№5车后端面基准—№10粗车前端及型面—№15粗车后端及型面—№20粗铣外型面—№25去应力热处理—№30修后端面基准—№35半精车前端及型面—№40半精车后端及型面—№50精铣外型面—№55去毛刺—№60焊接连接座—№70修基准—№75精车前端—№80精车后端—№85钻前端面孔、径向孔并铣端面槽—№90钻后端面孔、径向孔并铣端面槽—№100攻螺纹—№105标印—№110清洗—J115中间检验—120荧光检查—125清洗—130集件—135装配—140清洗—145喷涂—150车涂层—155修喷涂表面—J160最终检验—165入库
2.1.2 工装和刀具选择
工装:主要根据GE公司提供的车床和铣床夹具结构图纸进行设计并制造,检测用约束测具为自主设计制造。
刀具的选择:钴基高温合金是一种难切削材料,刀具本身成分内含有钴成分,在加工中,刀具材料容易与零件材料产生亲和,刀具很容易磨损,故选用刀具时,应选用耐磨涂层,防止零件在加工时,刀具磨损,使得刀具有更高耐磨性,零件得到更好的表面质量且延长刀具寿长。
2.2 车加工
车加工共有9道工序:№5车后端面基准—№10粗车前端及型面—№15粗车后端及型面—№30修后端面基准—№35半精车前端及型面—№40半精车后端及型面—№70修基准—№75精车前端—№80精车后端
№5车后端面基准:本道工序车加工零件的内孔及外圆,用于下一道工序的找正及压紧;
№10粗车前端及型面:去除大部分余量为精加工单边留有3mm余量;
№15粗车后端及型面:去除大部分余量为精加工单边留有3mm余量;
№30修后端面基准:热处理后,进行修基准工序,为下道车加工做准备。
№35半精车前端及型面:在零件型面处加工到零件设计图尺寸,端面留有余量1mm余量。(在NO20工序应力释放后,型面加工到零件设计图尺寸)
№40半精车后端及型面:在零件型面处加工到零件设计图尺寸,端面留有余量1mm余量。(在NO20工序应力释放后,型面加工到零件设计图尺寸)
№70修基准:车零件的止口端面及外圆,用于零件的装夹找正。
№75精车前端:将零件端面尺寸加工到零件最终尺寸,并扎槽。
№80精车后端:将零件端面尺寸加工到零件最终尺寸,并扎槽。
2.3 铣加工
零件的精铣加工:
零件的精铣加工,在精铣加工时,注意合理的安排零件的加工路线,加工的先后顺序,加工时的走刀路线。具体精铣的加工路线如下:
第一步:加工零件型面,在加工零件型面时,采用切线进刀,在加工零件型面时,采用上下往复铣加工,保证零件的表面质量,零件的表面粗糙度,铣削零件的型面。
第二步:铣加工岛屿凸台表面,用Φ20刀具铣加工凸台表面,在零件表面方向进刀切削
第三步:加工岛屿大孔及岛子台阶。
第四步:清理大岛屿两侧,用Φ20R3进行清理岛屿两侧。
第五步:清理小岛屿,在小岛屿外层走两次,将零件铣型面的残余清除。
第六步:清理小岛屿下部,用R6球刀进行清根,清根时需注意刀具的磨损。
2.4 关键和难点
高压涡轮机匣加工的关键在于车加工的车槽及铣加工的工艺路线。
2.4.1 进行粗铣零件型面,注意走刀路线的刀路,在粗铣时,大量去除零件余量。
2.4.2 除零件余量后需要对零件进行热处理,将零件粗车及粗铣时的残余应力释放。
2.4.3 后进行车基准及半精车加工。在半精车时,先用R2.5球刀进行粗扎槽,在用R2球刀进行精车。在遇到特殊槽型时,选用非标刀片进行车加工零件的型面。
2.4.4 进行精铣加工时,注意零件的走刀路线,合理的安排刀路,加工出零件的型面。
3 加工工艺总结和推广
随着民用航空飞机的发展,类似钴基高温合金被越来越多的应用,钴基合金材料应用领域的越来越广泛,必将对制造业提出更高的要求,对特种合金加工工艺的研究也会更加深入。
此次对钴基高温合金类大型机匣件工艺方法的第一次探索尝试,发现了一些钴基高温合金的加工工艺方法,如合理安排零件工艺路线,选用合适刀具进行加工,安排合理的走刀路线;除此之外,也对刀具对零件加工中应用的重要性有所认识,这些方法和措施也会推广到其他GE公司的大型机匣合金类零件的研制中去,不断摸索创新。
参考文献
[1]金属切削手册[M].技术中心金属研究室。
[2]金属切削技术指南[M].山特维克可乐满。
[3]西门子编程教程[M].
[4]AMS4132美国航空材料标准[S].
机械加工工艺论文 篇七
在制造业中,机械制造占据了很大一部分,尤其是当今社会,可以说几乎所有的制造都是机械加工而成的。因此,机械制造业在我国市场占据了主要的地位,机械制造业在国民经济当中为国家供应了装备,它的发展对国民经济的发展有着很大的影响。我国的制造业为国民经济的发展贡献了很大一部分的力量,并且成绩斐然。可以根据机械制造业的几个主要的部分分析一下,以此来看它的发展现状。
1.1基础设施与设备
在机械制造业之中,制造专业的设备与仪器的加工对加工的水平有着重要的作用。可是,事实上我国对很多精密的设备零件并没有自主的知识产权,主要依靠的是进口,这对国内制造业有着极大的限制。对比日本、美国等发达国家,我国在制造技术和加工工艺上有着巨大的差距,正是因为这种机械加工工艺的落后,造成了我国机械加工的效率低下,生产的质量也比较差。
1.2制造加工工艺
当今社会,电子技术和信息技术都由于科技信息的发达而得到了快速的发展。机械制造业也越来越关注科技信息的应用。近几年来,提起中国制造,人们往往把他与假冒伪劣或是质量没保障相联系。产品质量往往是和机械加工工艺相联系的。因此我国应当加大对于新型和高科技技术的加工方法的扩大应用,努力使制造加工水平得到良好的提高。
1.3智能与自动化工艺技术
计算机技术的日益发展,使得制造工业中的自动化的程度得到了充分的提高。发达国家已经基本实现了机械制造工业的自动化与智能化以及集成化产品制造。可是,在我国只有极少数的大型机械加工企业达到了国际的水平,而大部分工厂仍旧是以传统的制造工艺进行生产的。
1.4生产与管理部分
制造工业发达的一些国家对于机械加工的管理都是通过计算机进行远程管理与操控的,相对于我们国家只有极少数的企业应用计算机进行辅的管理之外,剩下的大多数中小型企业依然是处在经验的管理阶段。我国的大部分机械加工企业的管理都是管理水平较低,市场开拓的能力弱,竞争能力低下。
1.5核心技术与开发
自从中国进入世界贸易组织之后,虽然大量对外招商引资,可是在引进先进装备的同时,核心技术却是过不去的一道坎,始终难以把握。根据相关数据说明,对外来技术的依赖性居然高至50%,对于这个比例,发达国家却只有30%以下。国防企业是一定要有自己的核心技术,国防技术的依赖性对于国家的安全性是一个很大的威胁。现在世界格局发生了转变,中国是一个全球性的制造大国。但是因为核心技术的不足以及自主知识产权的缺乏,致使我国的制造加工业处于国际价值链的低端。除去以上分析的几个问题,国家的政治政策与宏观方针,创新能力以及人才的培养方案等等,对我国的机械制造与加工工艺都有着一定的影响。文章从机械加工工艺的流程和优化进行重点分析。
2机械加工工艺的优化研究
为使机械加工更好的适应现代市场的转变,机械加工真要面对一个巨大的改革,而对于机械加工工艺的优化就成了中小型企业的选择。要想要优化加工工艺,需要从以下几点考虑:
2.1了解机械加工工艺发展中出现的问题
对于机械加工工艺中的问题在上文中已有提到,现阶段最主要的问题就是如何提高我们自主创新的能力以及对于核心技术研发的能力和怎样提高我国制造工艺信息化的水平。
2.2优化工艺流程建立在提高效益的基础之上
对引进先进的设施设备注重看待,淘汰掉落后的加工工艺。通过对原材料形状、性能、材质等进行相应的改变与优化,成为更加优良的成品的过程就是加工工艺的优化。新的工艺主要的一点就是要提高生产的效率降低制造的成本。用新进的科技技术,运用新的装备是优化工艺的最有效的路径。对技术人员研发产品过程中的知识产权进行保护,对技术人员的待遇进行合理提高。我国在机械加工上通常是缺少原则的,存在普遍的仿制加工的现象。对于知识产权的维护几近于无,这不仅是损害了发明者的利益,还禁锢了机械制造工艺的发展,大大打击了制造工艺者的创新工艺的积极性。国家应该制定相关政策,打击技术盗用,维护技术人员的利益。
3对于制造工艺成本的优化
主要内容:①对工艺材料进行合理的选择,材料本身的性质,如硬度、性能、可加工性等对于机械制造工艺都有一定的影响;②对于金属材料的切割尽可能减少,这样做不仅节约了时间,同时也减少了原材料的浪费,但是减少的程度与实际加工要进行优化比对,做到综合最佳;③降低加工的难度。因为机械加工工艺的操作与工具的一些限制,有的形状难以加工。因此要尽可能的把难度降到最低,但是还是要做到符合要求。
4结束语
我国的机械加工工艺与发达国家的差距是显而易见的,但是不能够自暴自弃,应该想办法提升能力,提高在机械加工上的竞争能力,为经济水平的提高贡献自己的力量。
机械加工工艺论文 篇八
关键词:工作过程;数控技术;工艺规程的编制;课程开发
中图分类号:G712 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)20-0191-03
通过认真学习研究国内外的课程建设理论,确定了基于“工作过程”的课程建设理念和方法,联合企业技术、管理等人员,在对学生就业岗位的典型工作任务所需要的专业能力、方法能力、社会能力进行分析的基础上,参照相关职业资格标准,形成了数控技术专业的课程体系,确定了数控专业的专业岗位群,从中得到岗位群的工作项目。在广泛调研的基础上,以职业能力培养为本位,在教学中体现职业工作过程特征,形成了工艺规程的编制这一重要的学习领域课程,最终把“需要工作的人”培养成“工作需要的人”。
一、工艺规程的编制课程分析
高职数控技术专业的培养目标与相关岗位职业能力需求的吻合程度决定了人才培养的质量,通过对高职数控技术专业职业岗位群的分析,工艺规程的编制这门课程主要是面向初始就业的机床操作岗位,以及经过二至三年经验的积累后方可胜任的数控程序员、工艺员而开设的。
通过对数控工艺员、机床操作工的职业岗位能力进行分析细化,针对工艺规程的编制这一领域,确定了本门课程的教学目标(如表1所示)。
二、课程内容的重组与序化
传统教学重视陈述性知识的学习,而忽视了学生职业能力的培养,造成了人才培养的结构性缺陷,而以工作工程为导向,以岗位的工作内容和技能要求为依据进行的课程开发,恰恰弥补了这种不足。在明确了工艺规程的编制教学内容及教学目标的基础上,由学院教师以及生产企业管理及技术人员共同对本课程教学内容进行整合与序化;课程内容围绕“零件工艺规程的编制”,共设置了六个学习情境,所选的任务载体均是来自于企业生产一线的典型机械加工零件,并经过教学改造承载着相关的教学内容,它们都较好地体现了高职教学“工学结合”的特征。(详见表2)
三、课程改革的教学效果
以工作过程为导向的课程改革取得较好的学习效果,与传统教学相比,有明显不同。
1.面向生产实际。学生像在工厂接受实际任务一样,认真对待课程任务,在教师的指导下,根据任务要求,认真、有计划地按时完成学习任务。
2.培养专业能力。任务的完成是学生应用所学理论知识,完成编制零件加工工艺规程的学习过程,给学生独立思考的空间,能充分发挥学生的主观能动性;通过理论联系实际,鼓励学生大胆提出技术先进、经济合理、切实可行的工艺规程方案,有利于培养学生的创新能力。
3.培养社会能力与方法能力。在编制工艺规程的过程中,学生要认真阅读原始资料,并查阅《刀具工程师手册》、《机械加工工艺师手册》等相关手册。有利于培养学生独立查阅参考资料的能力;在对多个工艺方案进行分析比较时,要求学生以科学、负责的态度对待自已所做的选择,有利于培养其良好的工作作风;在整个完成任务的过程中,需要多名同学相互配合,有利于培养学生团队协作精神,促进学生综合素质的全面提高。
参考文献:
[1]姜大源。工作过程导向的高职课程开发探索与实践[M].北京:教学科学出版社,2008.
[2]戴士弘。职业教育课程教学改革[M].北京:清华大学出版社,2007.
[3]晋其纯,张秀珍。车铣工艺学[M].北京大学出版社,2010.
[4]于爱武。机械加工工艺编制[M].北京大学出版社,2010.
[5]姜大源。职业教育学研究新论[M].北京:教学科学出版社,2007.
[6]张明建。数控加工工艺规划[M].北京:清华大学出版社,2009.
机械加工工艺论文 篇九
水射流切割是利用高压、高速液流对工件的冲击作用去除材料来实现对工件的切割。高压水射流切割技术是以水作为携带能量的载体。用高速水射流对各类材料进行切断加工的一种方法。工作时,首先通过增压器将水压升到300~1 000MPa ( 动能转变为压力能),然后使高压水通过直径为0.1~0.6 mm的喷嘴,以2~3倍声速喷出(压力能转变为动能)。当水射流冲击被切割材料时,如果压力超过材料的破坏强度,即可切断材料。喷嘴常用人造宝石、陶瓷、碳化钨等耐磨材料制作。
该加工方法分为两类:一类是以水作为能量载体,也叫纯水射流切割。它的结构较简单,喷嘴磨损慢,但切割能力较低,适于切割软材料;另一类是以水和磨料(磨料约占90%)的混合液作为能量载体,也叫磨料射流切割,由于射流加入磨料,大大提高切割功效,即在相同切割速度下,磨料射流切割的压力可以大大降低,并极大地拓宽了切割范围,但喷嘴磨损快,且结构较复杂,适于切割硬材料。磨料射流切割根据磨料加入的方法又分成前混和后混两种。前混磨料射流切割是在水射流形成前,使水、磨料均匀混合,之后在高压下水和磨料从喷嘴中高速喷出,磨料和水流具有相同的压力和速度,但实现有一定难度。后混磨料射流切割磨料,80~150(压缩空气和泵)水射流切割加工工艺与传统的火焰切割及等离子弧切割工艺相比,具有以下优点:
1.切割精度高
使用超高压水切割可提供良好的切边品质,所加工物料无裂缝,无毛边,无浮渣,且切口小,切口平整,不产生热效应、加工硬化和应力,切缝可以达到很高的精度。
2.切割范围广
超高压水切割工艺适应性强,切割范围广,既可以切割花岗岩、玻璃、钢材及钛合金等硬质材料,又可切割布料、纸板、皮革等软材料及易变形材料等。
3.切割效率高
水射流切割加工工艺切割的速度快,生产效率高。
4.高度弹性化
从简单到复杂的图形不仅切割速度快而且切割容易。它除可切割直线、斜线、圆弧线外,还可切割地图、各种复杂图形等。
5.操作简单
水射流切割加工不仅操作方式简单,而且程序的编辑也很容易,具有“可切割任何设计或是创意之图
形”的可用性。
6.成本低
水射流切割加工工艺以水为介质,并且零配件的使用寿命很长,这样就可减少停机的时间并降低成本。
7.安全性
水射流切割加工时不会产生灰尘及有毒气体,可提供一个清洁及安全的操作环境,并提供全面的安全设施。
综上所述,与传统的切割工艺相比,水射流切割更具有切缝窄、切口光滑平整、无热变形、无边缝毛刺、切割速度快、效率高、无污染、操作安全方便和成本低等特点。
三、发展现状
1968 年,美国密执安大学教授诺曼·弗兰兹博士首次获得水射流切割技术专利。1971 年,利用该技术对做家具的硬木进行射流切割获得成功,引起了国际关注。80 年代,美国又率先把水磨料射流(AWJ)切割技术推进到了实用阶段,使切割对象更为广泛。高压水射流切割不仅可以切割各类金属或非金属、塑性或脆性硬材料,而且是冷切割工艺,因此材料的物理、机械性能及材质的晶间组织结构不会遭到破坏, 且免除了后序加工。尤其对特种材料, 如钛合金、碳纤维材料等, 其切割效果更无法比拟。目前,已有3 000多套水射流切割设备在数十个国家的几十个行业中应用,可切割500 余种材料,其设备年增长率超过20%。
,水射流发展迅速,、日本国际水射流学会(WJTA)WJTA还组织编写了等书, 使得目前从40德国、瑞士、英国、法国、加拿大、澳大利亚、印度、韩国、新加坡等。
我国的水射流技术起步并不晚,始于50 年代,但主要局限于矿业运用与开发,压力为中高压水平, 直到80 年代才开始引进超高压水射流设备, 仿制与研究相结合, 用于加工航空复合材料及钦板等, 与此同时国内船舶系统也研制开发中高压系统用于清洗、除锈等舰船的修配工作。80年代后期和90年代初国内自行研制成功了超高压水切割系统设备, 并具有自己的特色和优点, 但是在推广应用及进一步改进提高上工作还做得不够, 未能形成美国式的一条龙服务的良性循环。我国目前已有许多单位研制开发过(出)产品及正在研制开发与应用水射流切割技术与设备。
国内的水射流学术活动也较多, 已举办过三届全国喷射技术会议、八届水射流技术讨论会, 而且几乎每届的相关国际会议都有中国学者参加。我国众多学者为水射流技术做了大量工作, 并取得了许多较高水平的成果。在高压水射流切割设备方面, 我国也具备设计与制造实力。某些国产设备的指标已达国际先进水平。我国目前水射流切割技术应用还不很广泛, 并未引起应有的足够重视, 还没有一家汽车厂采用, 这不能不说是一种缺陷, 这也正是其推广与提高的障碍。
水射流切割技术发展趋势可以概括为以下几个方面:
1.主机设计日趋完善。如主机的超高压、大功率化。目前水射流的压力已超过500MPa。主机的超高压、大功率化等研究与开发十分活跃。设计工作压力更高
的、更加稳定的高压系统是当前研究热点之一。如国外的高压部分设计有2个高压发生器。其中一个高压发生器工作,另一个高压发生器备用。2个高压发生器交替工作,可以保证机床连续工作;其完善的自动诊断及保护功能使其运行更安全、维护更加简单方便;机床定位精度高,其直线定位精度为0.1076mm,重复定位精度为0.1050mm;设计了自动调高系统,能够在切割过程中自动调整切割头与工件之间的距离以保证优良的切割品质和防止砂管被撞断;此外如发展为加装多个切割刀头形式,即用一台高压系统,同时带动3- 4个喷嘴同时进行切割;加砂切割头带自动输砂装置;采用高度及碰撞感应器;增加自动化除砂系统等。
2.切割工艺参数不断优化,进一步提高效率,减少磨料消耗和降低能耗,如最佳的磨料量使用可节省成本。储备了工件材料数据库,用户可根据工件材料种类、厚度和加工要求自动变换加工参数,操作者可自行扩展数据库。
3.控制系统追求智能化、数控化控制。要进一步完善专用的水切割数控系统的功能,发展智能化控制,使工艺参数能在加工过程中自适应调整。尤其是实现从一般的两轴控制系统发展为五轴的、用于3D轮廓切割的控制系统。采用PC控制的简便的编程系统,带图形显示界面。切割路径模拟演示,用以检查切割过程,计算切割路径长度、切割时间,核算加工成本。
4.进一步扩大超高压水射流切割加工的应用范围。5个控制轴可以切割立体的轮廓并可以进一步扩展应用范围。由二维的切割和去毛刺加工发展至孔加工和三维型面的加工。高压水管以螺旋35.提高设备的可由于2-3目前高压泵和阀体的寿命可达,个指标。故如何通过提高材料的性能,采取一系列防磨损措施,进而延长易损件的寿命,降低水切割加工成本,是今后的研究重点之一。