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禁忌:施工使用的主要材料、設(shè)備及制品,缺少符合國家或部頒現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)質(zhì)量鑒定文件或產(chǎn)品合格證。
后果:工程質(zhì)量不合格,存在事故隱患,不能按期交付使用,必須返工修理;造成工期拖延,人工和物資投入增加。
措施:給排水及暖衛(wèi)工程所使用的主要材料、設(shè)備及制品,應(yīng)有符合國家或部頒發(fā)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)質(zhì)量鑒定文件或產(chǎn)品合格證;應(yīng)標(biāo)明其產(chǎn)品名稱、型號、規(guī)格、國家質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)代號、出廠日期、生產(chǎn)廠家名稱及地點、出廠產(chǎn)品檢驗證明或代號。
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禁忌:閥門安裝前不按規(guī)定進(jìn)行必要的質(zhì)量檢驗。
后果:系統(tǒng)運(yùn)行中閥門開關(guān)不靈活,關(guān)閉不嚴(yán)及出現(xiàn)漏水(汽)的現(xiàn)象,造成返工修理,甚至影響正常供水(汽)。
措施:閥門安裝前,應(yīng)做耐壓強(qiáng)度和嚴(yán)密性試驗。試驗應(yīng)以每批(同牌號、同規(guī)格、同型號)數(shù)量中抽查10%,且不少于一個。對于安裝在主干管上起切斷作用的閉路閥門,應(yīng)逐個作強(qiáng)度和嚴(yán)密性試驗。閥門強(qiáng)度和嚴(yán)密性試驗壓力應(yīng)符合《建筑給排水及采暖工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》
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禁忌:安裝閥門的規(guī)格、型號不符合設(shè)計要求。例如閥門的公稱壓力小于系統(tǒng)試驗壓力;給水支管當(dāng)管徑小于或等于50mm時采用閘閥;熱水采暖的干、立管采用截止閥;消防水泵吸水管采用蝶閥。
后果:影響閥門正常開閉及調(diào)節(jié)阻力、壓力等功能。甚至造成系統(tǒng)運(yùn)行中,閥門損壞修理。
措施:熟悉各類閥門的應(yīng)用范圍,按設(shè)計的要求選擇閥門的規(guī)格和型號。閥門的公稱壓力要滿足系統(tǒng)試驗壓力的要求。按施工規(guī)范要求:給水支管管徑小于或等于50mm應(yīng)采用截止閥;當(dāng)管徑大于50mm應(yīng)采用閘閥。
熱水采暖干、立控制閥應(yīng)采用閘閥,消防水泵吸水管不應(yīng)采用蝶閥。
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禁忌:閥門安裝方法錯誤。例如截止閥或止回閥水(汽)流向與標(biāo)志相反,閥桿朝下安裝,水平安裝的止回閥采取垂直安裝,明桿閘閥或蝶閥手柄沒有開、閉空間,暗裝閥門的閥桿不朝向檢查門。
后果:閥門失靈,開關(guān)檢修困難,閥桿朝下往往造成漏水。
措施:嚴(yán)格按閥門安裝說明書進(jìn)行安裝,明桿閘閥留足閥桿伸長開啟高度,蝶閥充分考慮手柄轉(zhuǎn)動空間,各種閥門桿不能低于水平位置,更不能向下。暗裝閥門不但要設(shè)置滿足閥門開閉需要的檢查門,同時閥桿應(yīng)朝向檢查門。
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禁忌:蝶閥法蘭盤用普通閥門法蘭盤。
后果:蝶閥法蘭盤與普通閥門法蘭盤尺寸大小不一,有的法蘭內(nèi)徑小,而蝶閥的閥瓣大,造成打不開或硬性打開而使閥門損壞。
措施:要按照蝶閥法蘭的實際尺寸加工法蘭盤。
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禁忌:建筑結(jié)構(gòu)施工中沒有預(yù)留孔洞和預(yù)埋件,或預(yù)留孔洞尺寸偏小和預(yù)埋件沒做標(biāo)記。
后果:暖衛(wèi)工程施工中,剔鑿建筑結(jié)構(gòu),甚至切斷受力鋼筋,影響建筑物安全性能。
措施:認(rèn)真熟悉暖衛(wèi)工程施工圖紙,根據(jù)管道及支吊架安裝的需要,主動認(rèn)真配合建筑結(jié)構(gòu)施工預(yù)留孔洞和預(yù)埋件,具體參照設(shè)計要求和施工規(guī)范規(guī)定。
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禁忌:管道焊接時,對口后管子錯口不在一個中心線上,對口不留間隙,厚壁管不鏟坡口,焊縫的寬度、高度不符合施工規(guī)范要求。
后果:管子錯口不在一中心線直接影響焊接質(zhì)量及觀感質(zhì)量。對口不留間隙,厚壁管不鏟坡口,焊縫的寬度、高度不符合要求時焊接達(dá)不到強(qiáng)度的要求。
措施:焊接管道對口后,管子不能錯口,要在一個中心線上,對口應(yīng)留間隙,厚壁管要鏟坡口,另外焊縫的寬度、高度應(yīng)按照規(guī)范要求焊接。
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禁忌:管道直接埋設(shè)在凍土和沒有處理的松土上,管道支墩間距和位置不當(dāng),甚至采用干碼磚形式。
后果:管道由于支承不穩(wěn)固,在回填土夯實過程中遭受損壞,造成返工修理。
措施:管道不得埋設(shè)在凍土和沒有處理的松土上,支墩間距要符合施工規(guī)范要求,支墊要牢靠,特別是管道接口處,不應(yīng)承受剪切力。磚支墩要用水泥沙漿砌筑,保證完整、牢固。
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高速車削TC4鈦合金硬質(zhì)合金刀片槽型對刀具磨損的影響
TC4鈦合金具有比強(qiáng)度高、高溫?zé)釓?qiáng)性和耐熱功能高、抗腐蝕性好等尤秀功能,因而成為航空航天工業(yè)中應(yīng)用前景極其寬廣的資料。一起,因為化學(xué)活性大、變形系數(shù)小、熱傳導(dǎo)率低一級特色又使其成為一種典型的難加工資料?,F(xiàn)在,硬質(zhì)合金是切削TC4鈦合金的首要刀具資料,且可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金刀片的使用越來越廣泛。在加工過程中,可轉(zhuǎn)位刀片的槽型對切削過程有很大影響,國內(nèi)外學(xué)者對刀片槽型對切削加工的影響進(jìn)行了深入的研討,波蘭學(xué)者Grzesik對三維槽型刀具切削鋼材的切屑折斷機(jī)理進(jìn)行了研討,發(fā)現(xiàn)對觸摸面的控制是影響切屑折斷的一個重要因素。中山一雄以為:切屑受擠壓而彎曲是因為斷屑槽施加彎矩效果的結(jié)果,并以為斷屑槽型的不同會導(dǎo)致斷屑功能的不同。Worthington等人研討了棱帶寬度在切削過程中的斷屑效果,并給出棱帶的寬度范圍,一起給出了切屑彎曲半徑。方寧研討了刀片槽型對斷屑功能的影響,并應(yīng)用多重線性辦法,建立了兩種預(yù)測新型刀片斷屑功能的數(shù)學(xué)模型。
綜上所述,現(xiàn)在對切削加工中槽型對切削影響的研討首要集中在斷屑方向。事實上,刀片的槽型對刀片本身的磨損也有很大影響,特別是高速切削TC4鈦合金時刀具磨損很快,此刻,槽型對刀片磨損的影響就顯得更為突出。本文選用山特維克可樂滿CNMG120408刀片的SM和QM兩種槽型進(jìn)行研討,通過實驗來比照剖析不同切削速度下兩種槽型刀片的磨損特色。
1 實驗設(shè)備及條件
1.1 實驗設(shè)備
實驗選用的是沈陽地一機(jī)床廠出產(chǎn)的數(shù)控車床CAK6150(如圖1),其主軸蕞大轉(zhuǎn)速為1800r/min。
刀片磨損的觀測選用基恩士VHX-1000C型超景深三維顯微體系(如圖2)。
1.2 刀片的幾許參數(shù)及槽型特征
實驗選用刀片的商標(biāo)為H13A,它是山特維克可樂滿公司針對鈦合金及耐熱合金切削開發(fā)的一種新型細(xì)晶硬質(zhì)合金刀具商標(biāo),具有良好的耐磨粒磨損性和韌性,適用于鈦合金的車削加工。
刀片型號為CNMG120408,其安裝后的刀具幾許參數(shù)如表1。
實驗選用了CNMG120408的兩種槽型,即QM槽型和SM槽型刀片進(jìn)行比照研討。兩種刀片槽型的結(jié)構(gòu)特征如圖3所示,它們的前角均為15°,QM槽型選用波濤形槽背,一起它具有較大的棱帶寬度,寬深比較小。SM槽型的棱帶寬度較小,根本可以忽略,因而刀刃比較尖利,槽型較陡峭,寬深比較大。
1.3 實驗方案
TC4鈦合金常用切削速度為40~50m/min,為深入研討高速車削時刀片槽型對刀具磨損的影響規(guī)律,實驗選擇兩種不同的切削速度進(jìn)行比照剖析,其切削速度分別為:95m/min、139m/min。詳細(xì)切削條件如表2所示。
2 實驗結(jié)果及剖析
2.1 切削速度為95m/min時刀具磨損的形狀
圖4為切削速度95m/min時兩種槽型刀片的磨損情況。在前刀面上,兩種槽型刀片的磨損描摹首要是月牙洼磨損,QM槽型刀片磨損更為嚴(yán)峻,可觀察到刀具資料因為高溫發(fā)生了塑性變形。在后刀面上,因為鈦合金的回彈較大,后刀面和工件的觸摸應(yīng)力增大,切削區(qū)的溫度升高,因而刀具后刀面的磨損比切削其他資料時要相對嚴(yán)峻一些。由圖4可知,兩種槽型刀片中QM槽型刀片后刀面磨損比SM槽型刀片嚴(yán)峻得多,可以顯著觀察到刀具資料高溫軟化后工件資料中的硬質(zhì)點在刀具上劃擦發(fā)生的犁溝,一起可見因為高溫使刀具資料發(fā)生塑性變形引起的粘結(jié)磨損。SM槽型刀片的后刀面磨損較輕,僅發(fā)生了較小的機(jī)械磨損,未見顯著犁溝
圖5為兩種槽型刀片在切削速度95m/min時的磨損曲線,可以看出,在切削初始階段QM槽型刀片磨損稍大,跟著切削的持續(xù),SM槽型刀片有很長的一段正常磨損階段,切削旅程到達(dá)1400m后,后刀面磨損量仍小于0.15mm。QM槽型刀片的正常磨損階段要短得多,后刀面磨損量在切削旅程為1300m時到達(dá)0.25mm,此后刀具磨損加重,進(jìn)入急劇磨損階段,切削旅程到達(dá)1400m時后刀面磨損量已超越0.5mm。在切削速度為95m/min時SM槽型刀片的磨損顯著小于QM槽型刀片,SM槽型刀片具有更好的切削功能。
2.2 切削速度為139m/min時刀具磨損的形狀
圖6為切削速度為139m/min時兩種槽型刀片的磨損情況。兩種槽型刀片在前刀面上的月牙洼磨損均較為嚴(yán)峻,且均可觀察到高溫引起的塑性變形。在后刀面上,兩種槽型刀片均能顯著觀察到因為高溫發(fā)生的粘結(jié)磨損和刀具資料高溫軟化后發(fā)生的犁溝磨損,且SM槽型刀片的后刀面磨損較重。
圖7為兩種槽型刀片在切削速度為139m/min時的磨損曲線,可以看出,在切削初始階段,兩種槽型刀片磨損大致相同,跟著切削的持續(xù),兩種槽型刀片的磨損均較快,首要原因是高速切削時刀具與工件觸摸頻率增大,刀尖的散熱時刻縮短,導(dǎo)致切削區(qū)的溫度急劇添加,刀具磨損速度加快。與切削速度為95m/min時不同,此刻QM槽型刀片磨損相對較小,切削旅程到達(dá)300m曾經(jīng)刀具的磨損都比較平穩(wěn),為正常磨損階段,而SM槽型刀片在切削旅程到達(dá)250m時就進(jìn)入了急劇磨損階段,正常磨損階段較短。與切削速度為95m/min時相比,兩種槽型刀片的磨損均敏捷得多。SM槽型刀片的后刀面磨損量到達(dá)0.3mm時,切削旅程不足450m,刀具使用壽命比切削速度為95m/min時大幅下降。QM槽型刀片的后刀面磨損量到達(dá)0.3mm時,切削旅程約為500m,刀具使用壽命不及切削速度為95m/min時的一半。在整個磨損過程中QM槽型刀片的磨損小于SM槽型刀片,此刻QM槽型刀片具有更好的切削功能。
2.3 兩種切削速度下兩種槽型刀片功能差異的剖析
比較圖5和圖7不難發(fā)現(xiàn),兩種槽型刀片在兩種切削速度下的切削功能體現(xiàn)恰好相反。在相對較低的95m/min切削條件下,SM槽型要比QM槽型刀片的切削功能好,而在相對較高的139m/min切削條件下,結(jié)果相反,QM槽型刀片的磨損一向小于SM槽型刀片。
如圖3所示,剖析SM槽型與QM槽型的區(qū)別可知,SM槽型刀片刃口尖利,刀尖體積較小,QM槽型刀片刃口粗鈍,刀尖體積較大。在切削過程中切削區(qū)的溫度是影響刀具磨損機(jī)理與速率的決定性因素,而切削區(qū)的溫度又由切削時切削熱的發(fā)生速率與散出速率一起決定。換言之,切削時單位時刻發(fā)生的熱量經(jīng)切屑、刀具、工件和周圍介質(zhì)散出后,留存在切削區(qū)內(nèi)的熱量決定了其切削溫度,進(jìn)而決定了刀具的磨損機(jī)理與速率。
選用95m/min的切削速度時,因為SM槽型刀片刃口尖利,切屑早年刀面流出更順暢,摩擦熱發(fā)生較少,切削區(qū)內(nèi)刀尖處的溫度相對較低,因而SM槽型刀片磨損較少。
當(dāng)選用139m/min的切削速度時,高速切削條件下兩種槽型刀片發(fā)生切削熱的速率均遠(yuǎn)高于較低的95m/min速度時的切削加工,此刻切削區(qū)的散熱條件對切削區(qū)溫度的影響效果凸顯出來。在干切削時切削熱的傳出途徑除掉切屑和工件散熱外,刀具散熱是切削熱傳出的重要途徑,特別是關(guān)于導(dǎo)熱性不好的鈦合金零件,其工件散熱較慢,刀具散熱就顯得更為重要。此刻,SM槽型刀片雖然產(chǎn)熱較少,但其散熱條件相對更差,QM槽型刀片雖然產(chǎn)熱較多,但其粗鈍的刃口和較大的刀尖體積大大改善了散熱條件,這樣,在切削熱的發(fā)生與散出這對對立中,QM槽型刀片勝出,QM槽型刀片在切削區(qū)內(nèi)刀尖處的溫度低于SM槽型。一起,此刻兩種槽型刀片的切削溫度都遠(yuǎn)高于95m/min時的切削溫度,粘接磨損成為此刻刀具的首要磨損方式。QM槽形刀片刃口粗鈍,更有利于抵抗工件資料的粘接,然后減小刀具的磨損。因而,在切削速度為139m/min時,QM槽形刀片體現(xiàn)出更好的切削功能。
在德國刀具制作商Horn公司每兩年舉辦一次的“技術(shù)開放日”上,媒體記者獲邀參觀了該公司坐落德國圖賓根市的硬質(zhì)合金刀片毛坯生產(chǎn)線,親眼見證了用包含多種不同成分的混合粉料生產(chǎn)可轉(zhuǎn)位刀片的全進(jìn)程。
Horn公司生產(chǎn)的各種刀具產(chǎn)品(如銑刀、車刀、拉刀、鉸刀等)廣泛采用了可轉(zhuǎn)位刀片。圖1中的旋轉(zhuǎn)展臺展示了該公司蕞新開發(fā)的一些立異產(chǎn)品,包含圓柄和削柄25A端面切槽體系、用于S100內(nèi)冷卻車削刀片的新式刀夾等。
圖1
Horn公司在世界各地的刀具生產(chǎn)廠都能夠?qū)Y(jié)而成的刀片進(jìn)行刃磨成形加工,但一切的刀片毛坯都來自坐落圖賓根的Horn
Hartstoffe硬質(zhì)合金生產(chǎn)廠。制坯工藝的地一步是將不同配比的碳化物、結(jié)合劑資料(如鈷和鉭)以及后續(xù)加工所需的添加劑經(jīng)精密稱量后制成混合粉料(圖2)。在冶金實驗室對質(zhì)料進(jìn)行的檢驗檢測后,對其進(jìn)行攪拌混合,直至達(dá)到所要求的濃度,然后送至下一道工序,用三種成型辦法(軸向壓制成型、擠出成型或打針成型)之一進(jìn)行毛坯成型加工。
圖2
如果刀片的形狀比較簡單,一般可采用如圖3所示的電動軸向壓坯機(jī)壓制成型。這種常用的刀片壓制辦法是將粉料放入模具之中,經(jīng)過單向或雙向加壓,壓制出終究形狀。雖然該辦法比其他成型辦法更簡潔(如在燒結(jié)前無需參加添加劑),但卻不適合壓制較雜亂的刀片形狀,因為刀片脫?;蛟S比較困難(或許完全無法脫模)。Horn公司這臺壓坯機(jī)采用了機(jī)器人自動裝料/卸件設(shè)備(見壓坯機(jī)左側(cè))。
圖3
形狀較雜亂的刀片一般是在如圖4所示的活塞式擠出成型機(jī)上成型。該機(jī)推擠原資料經(jīng)過一個模具而取得所需的形狀。值得注意的是,利用浮動芯軸銷,能夠在刀片毛坯內(nèi)部構(gòu)成內(nèi)冷卻通道。在擠出成型機(jī)下部能夠看到,構(gòu)成的生坯呈長條狀,還需要將其切成所需長度,經(jīng)過清潔后再送去進(jìn)行預(yù)燒結(jié)和燒結(jié)。
圖4
用于擠出成型的粉料中含有各種蠟和其他添加劑,這些添加劑可使加工出的刀片生坯具有延展性并呈橡膠狀(見圖5),這些長條形生坯還要切成所需尺度,并在后續(xù)工序中成型。隨后,這些添加劑將在預(yù)燒結(jié)工序中予以去除。
圖5
Horn公司還開發(fā)了一種用于大批量生產(chǎn)雜亂形狀刀片毛坯的金屬打針成型工藝(圖6所示為兩個裝在流道上的刀片的3D設(shè)計圖)。該工藝所用的打針成型機(jī)能夠設(shè)置超過5000種不同的工藝參數(shù)和變量。注入資料的體積范圍為0.2-20 cm3,打針?biāo)俣葹?m/sec,打針壓力蕞大可達(dá)2,200bar,模具重量范圍為150-200kg。
圖6
與打針成型機(jī)、壓坯機(jī)和擠出成型機(jī)相鄰的工區(qū)(見圖7)專門擔(dān)任為硬質(zhì)合金刀片生產(chǎn)線制作東西和夾具。為此,Horn公司裝備了電火花加工機(jī)床、車床、三軸和五軸銑床、平面磨床和坐標(biāo)磨床等機(jī)床,以及微噴砂體系、激光測量儀和三坐標(biāo)測量機(jī)等設(shè)備。
圖7
用擠出成型機(jī)或打針成型機(jī)成型的刀片生坯經(jīng)過清潔后,還必須進(jìn)行預(yù)燒結(jié)。這道工序耗時2-4天,生坯要在氫氣氛爐中逐步加熱到850℃左右,使其中的各種添加劑受熱揮發(fā),并使生坯預(yù)固化。刀片毛坯經(jīng)過預(yù)燒結(jié)后,即可進(jìn)入燒結(jié)階段(用軸向壓坯機(jī)成型的毛坯無需預(yù)燒結(jié),可直接進(jìn)行燒結(jié))。經(jīng)過在1,350℃-1,550℃的高溫文可達(dá)100bar的氣體壓力下進(jìn)行燒結(jié),刀片資料即可取得其終究的物理性能。在燒結(jié)進(jìn)程中,資料部分呈液相狀況,碳化物以相同的方法重新排列,構(gòu)成無孔隙的同質(zhì)結(jié)構(gòu)。此外,燒結(jié)后刀片的體積大約會比燒結(jié)前縮小20%-22%(見圖8)。整個燒結(jié)進(jìn)程大約需要持續(xù)20小時才干完結(jié)。
圖8
經(jīng)過一系列計量室測試和質(zhì)量控制程序(包含掃描電鏡檢測、維氏硬度檢測、密度檢測、磁飽和度檢測等)之后,各批制品刀片毛坯將從硬質(zhì)合金工廠運(yùn)送到同樣坐落Horn工業(yè)園區(qū)的刀具生產(chǎn)廠,并在那里的專用磨床(見圖9)上刃磨出刀片的終究形狀。DMG/森精機(jī)公司專門為Horn公司提供的銑床渠道也能夠滿意其刀具刃磨的特定需求。Horn刀具生產(chǎn)廠的加工機(jī)床總數(shù)超過200臺,這些機(jī)床均按所加工的刀片類型分組。
圖9
圖10所示為Horn公司員工將刃磨好的刀片置于夾具上,準(zhǔn)備對其進(jìn)行清潔和噴砂處理。處理完畢后,再將這些夾具移至涂層爐中(Horn公司共有8臺涂層爐)進(jìn)行PVD或CVD涂層。完結(jié)涂層工序后,制品刀片就能夠包裝發(fā)貨了。
圖10
圖11所示為Horn公司生產(chǎn)夾持刀片的刀體和刀夾的加工車間。
圖11
Horn公司從事各種刀片生產(chǎn)任務(wù)的許多員工都曾參加過企業(yè)自己的學(xué)徒訓(xùn)練計劃。圖12中正在操作五軸加工中心的學(xué)徒已處于訓(xùn)練的高及階段。在參與手動和數(shù)控加工之前,學(xué)徒們先要學(xué)習(xí)一些基本技能(如整理文檔)。
刀具的挑選是數(shù)控加工工藝中的重要內(nèi)容之一,不只影響機(jī)床的加工功率,并且直接影響零件的加工質(zhì)量。因為數(shù)控機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速及規(guī)模遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于一般機(jī)床,并且主軸輸出功率較大,因而與傳統(tǒng)加工辦法相比,對數(shù)控加工刀具的提出了更高的要求,包含精度高、強(qiáng)度大、剛性好、耐用度高,并且要求尺度安穩(wěn),裝置調(diào)整便利。這就要求刀具的結(jié)構(gòu)合理、幾許參數(shù)規(guī)范化、系列化。
1 數(shù)控刀具是進(jìn)步加工功率的先決條件之一,它的選用取決于被加工零件的幾許形狀、資料狀況、夾具和機(jī)床選用刀具的剛性。應(yīng)考慮以下方面:
(1)依據(jù)零件資料的切削功能挑選刀具。如車或銑高強(qiáng)度鋼、鈦合金、不銹鋼零件,建議挑選耐磨性較好的可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金刀具。
(2)依據(jù)零件的加工階段挑選刀具。即粗加工階段以去除余量為主,應(yīng)挑選剛性較好、精度較低的刀具,半精加工、精加工階段以確保零件的加工精度和產(chǎn)品質(zhì)量為主,應(yīng)挑選耐用度高、精度較高的刀具,粗加工階段所用刀具的精度蕞低、而精加工階段所用刀具的精度蕞高。如果粗、精加工挑選相同的刀具,建議粗加工時選用精加工篩選下來的刀具,因為精加工篩選的刀具磨損狀況大多為刃部細(xì)微磨損,涂層磨損修光,持續(xù)運(yùn)用會影響精加工的加工質(zhì)量,但對粗加工的影響較小。
(3)依據(jù)加工區(qū)域的特色挑選刀具和幾許參數(shù)。在零件結(jié)構(gòu)允許的狀況下應(yīng)選用大直徑、長徑比值小的刀具;切削薄壁、超薄壁零件的過中心銑刀端刃應(yīng)有滿意的向心角,以削減刀具和切削部位的切削力。加工鋁、銅等較軟資料零件時應(yīng)挑選前角稍大一些的立銑刀,齒數(shù)也不要超越4齒。
選取刀具時,要使刀具的尺度與被加工工件的外表尺度相適應(yīng)。出產(chǎn)中,平面零件周邊概括的加工,常選用立銑刀;銑削平面時,應(yīng)選硬質(zhì)合金刀片銑刀;加工凸臺、凹槽時,選高速鋼立銑刀;加工毛坯外表或粗加工孔時,可選取鑲硬質(zhì)合金刀片的玉米銑刀;對一些立體型面和變斜角概括外形的加工,常選用球頭銑刀、環(huán)形銑刀、錐形銑刀和盤形銑刀。
在進(jìn)行自在曲面加工時,因為球頭刀具的端部切削速度為零,因而,為確保加工精度,切削行距一般很小,故球頭銑刀適用于曲面的精加工。而端銑刀無論是在外表加工質(zhì)量上還是在加工功率上都遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于球頭銑刀,因而,在確保零件加工不過切的前提下,粗加工和半精加工曲面時,盡量挑選端銑刀。別的,刀具的耐用度和精度與刀具價格聯(lián)系極大,有必要引起注意的是,在大多數(shù)狀況下,挑選好的刀具盡管增加了刀具本錢,但由此帶來的加工質(zhì)量和加工功率的進(jìn)步,則能夠使整個加工本錢大大下降。
在加工中心上,一切刀具全都預(yù)先裝在刀庫里,經(jīng)過數(shù)控程序的選刀和換刀指令進(jìn)行相應(yīng)的換刀動作。有必要選用適合機(jī)床刀詳細(xì)系標(biāo)準(zhǔn)的相應(yīng)規(guī)范刀柄,以便數(shù)控加工用刀具能夠敏捷、準(zhǔn)確地裝置到機(jī)床主軸上或返回刀庫。編程人員應(yīng)能夠了解機(jī)床所用刀柄的結(jié)構(gòu)尺度、調(diào)整辦法以及調(diào)整規(guī)模等方面的內(nèi)容,以確保在編程時斷定刀具的徑向和軸向尺度,合理安排刀具的擺放次序。
特征造型不只能表達(dá)機(jī)械零件的底層幾許信息,并且可從具有工程意義的較高層次上對產(chǎn)品進(jìn)行表達(dá)和建模,有用支持產(chǎn)品整個生命周期內(nèi)的各個環(huán)節(jié)。因而,特征造型是將規(guī)劃與質(zhì)量計算、工程分析、數(shù)控加工編程等環(huán)節(jié)聯(lián)結(jié)起來的樞紐。
大多數(shù)特征造型體系均選用鴻溝表明法(B-rep)和結(jié)構(gòu)幾許法(CSG)相結(jié)合的辦法來描繪零件的形狀特征。鴻溝表明法首要用于描繪構(gòu)成幾許體的幾許元素(頂點、線、面等)之間的拓?fù)渎?lián)系,并可輔佐用戶選取特定的幾許元素;結(jié)構(gòu)幾許規(guī)律經(jīng)過樹形操作完結(jié)實體體素的拼合,構(gòu)成終究規(guī)劃特征。本文首要討論結(jié)構(gòu)幾許法的擴(kuò)展及其在數(shù)控鏜刀特征造型體系中的使用。該辦法對于其它數(shù)控刀具相同適用。
2 輔佐面切開法的引進(jìn)
因為數(shù)控刀具的形體為不規(guī)矩的棱柱體,而結(jié)構(gòu)幾許法選用的拼合體素為規(guī)矩形體,因而,單純選用結(jié)構(gòu)幾許法對數(shù)控刀具進(jìn)行造型,既不靈敏功率又低。如引進(jìn)輔佐面切開法,則可簡化造型進(jìn)程,進(jìn)步造型功率,在某些狀況下還可下降造型難度。
若選用輔佐面切開法解決上述問題,則只需結(jié)構(gòu)原始長方體和輔佐面P,然后用
P面切開原始長方體,即可達(dá)到目的。
為取得形體Ⅰ,選用結(jié)構(gòu)幾許法需結(jié)構(gòu)三個別素,即原始長方體、直棱柱Ⅱ和Ⅲ,且直棱柱Ⅱ和Ⅲ中總有一個直棱柱需被結(jié)構(gòu)為比實踐需要的體素大,這也增加了不必要的存儲空間。并且,如要確保圖2中Pt點的空間方位,則需進(jìn)步原始長方體和直棱柱Ⅲ的造型要求,經(jīng)確規(guī)劃原始體素的尺度,才能得到符合要求的Pt點。
若選用輔佐面切開法,為取得形體Ⅰ,則只須結(jié)構(gòu)一個基本體素——原始長方體,然后結(jié)構(gòu)切開輔佐面P1和P2,如需確保Pt點的方位,只要確保P1和P2平面均過Pt點即可,而這一點不難做到。
為敘說便利和清楚,以上所舉二例都是經(jīng)化簡的模型,實踐造型中所遇到的問題要雜亂得多,并且用結(jié)構(gòu)幾許法結(jié)構(gòu)一個空間形體能夠經(jīng)由不同的拼合路徑。與一切拼合辦法相比,選用輔佐面切開法都具有明顯的優(yōu)越性。
3 輔佐面切開法的完結(jié)
盡管選用輔佐面切開法可大大簡化結(jié)構(gòu)幾許法,但并非在一切狀況下都能完結(jié)。如圖3所示狀況,為取得形體Ⅰ,有必要在原始長方體上減掉長方體Ⅱ,在此狀況下輔佐面切開法就無法運(yùn)用。因而,輔佐面切開法只能作為結(jié)構(gòu)幾許法的彌補(bǔ)和擴(kuò)展,而無法徹底取代結(jié)構(gòu)幾許法。
輔佐面切開法的使用條件為:
1) 結(jié)構(gòu)幾許法中兩體素有必要作差拼合運(yùn)算;
2) 拼合構(gòu)成的終究形體有必要坐落輔佐面一側(cè)。
因而,為了蕞大限度地使用輔佐面切開法,在構(gòu)成終究形體時,應(yīng)盡量選用差拼合辦法。但凡能經(jīng)機(jī)械加工得到的零件,均可經(jīng)過精心規(guī)劃基本體素而以差拼合辦法完結(jié)其特征造型。
完結(jié)輔佐面切開法的關(guān)鍵是輔佐面的結(jié)構(gòu)及體素被切開后兩部分的取舍。
平面的幾許界說為:經(jīng)過空間一固定點且垂直于一空間向量的曲面。即由一空間固定點和一空間向量可僅有地斷定一個平面,其中固定點坐落平面上,空間向量為平面的法向量。因而,平面可由其點法度方程斷定,即
A(X-X0) B(Y-Y0) C( Z-Z0)=0 (1)
其中 P0(X0,Y0,Z0)為一固定點,而V={A,B,C}為平面的法向量。
依據(jù)界說,可用平面上一點和平面的法向量來結(jié)構(gòu)平面。在某些狀況下,如平面的法向量不易斷定,但能較容易地找到平面上的三個點P0、P1、P2,則可經(jīng)過結(jié)構(gòu)向量V1=P0P1和V2=P0P2,然后求V1和V2的叉積而得到平面的法向量V0=V1×V2。
輔佐面結(jié)構(gòu)完結(jié)后,切開后的形體如何取舍?在此作如下規(guī)則:凡切開后得到的兩個形體,坐落法向量正方向的形體為所需形體,坐落法向量負(fù)方向的形體為舍棄形體。在結(jié)構(gòu)平面時,一定要細(xì)心處理法向量的方向,使其指向所需形體。
4 數(shù)控刀具造型規(guī)劃實例
結(jié)構(gòu)幾許法是實體造型中廣泛使用的辦法,但單純選用結(jié)構(gòu)幾許法進(jìn)行造型規(guī)劃有時難度相當(dāng)大。本文提出使用輔佐面切開法對結(jié)構(gòu)幾許法進(jìn)行擴(kuò)展并使用于數(shù)控刀具的特征造型進(jìn)程,大大下降了造型規(guī)劃的雜亂程度和難度,具有較好的使用價值。
1.?dāng)?shù)牲加工常用刀具的種類及特色
數(shù)控加工刀具有必要適應(yīng)數(shù)控機(jī)床高速、和自動化程度高的特色,一般應(yīng)包含通用刀具、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)床動力頭上,因而已逐漸規(guī)范化和系列化。