浅谈对有机玻璃零件的切削加工

1、浅谈对有机玻璃零件的切削加工笈谈对有祝玻璃零件的幼削力口工口万枝铭江西特康科技有限公司南昌330096摘要:通过实践总结出有机玻璃工件的切削加工性能,并对刀具的几何角度,切削用量等提出自己的见解.关键词:有机玻璃切削加工刀具切削用量中图分类号:TB322;TG50文献标识码:B文章编号:10004998(2007)08004002有机玻璃全名聚苯乙烯改性有机玻璃.因其有极好的透光性和一定的耐腐性,尺寸稳定易于成型.因此广泛地应用于各种医学检验仪器.在我公司生产的全自动血细胞分析仪中,其关键零部件材料大都为有机玻璃.零件的形位公差,表面粗糙度要求都很高,因为它将直接影响仪器的产品质量(仪器检验结

2、果的一致性).在实际生产中发现有机玻璃切削加工存在2个问题:1)机械强度较低,材质较脆;2)熔点低,导热性差.为此,在生产中总结出通过几个方面的改进以提高加工精度:1)调整机床主轴精度;2)对切削刀具选择合理的几何角度及改善各个刀面的表面粗糙度;3)选择合理的切削用量;4)选择合理的加工工艺;5)解决装夹时工件易变形问题.1机械强度较低,材质较脆据大量实践证明,影响工件加工精度的主要原因为理论设计误差,机床制造误差等.就机床而言是机床主轴组件的回转精度误差对工件加工精度和表面粗糙度有很大的影响.机床主轴的回转精度误差主要表现为主轴的轴向窜动和径向跳动.主轴的轴向窜动超差在加工时会造成较大的振动

3、和尺寸控制的不准,而径向跳动超差则会影响加工精度和加工表面粗糙度.正因为有机玻璃的机械强度较低,表面硬度不够,易被破坏,通过机床主轴传递给刀具的微小振动极易破坏产品的已加工表面,甚至产生加工件的破裂而导致工件报废.实践生产中我们选用三座标工具钻铣床来保证位置度的控制及钻孔时手动进给的良好手感;并调整主轴的滚动轴承及向心推力轴承的间隙来控制轴向窜动量(0.01mm)和径向跳动量(0.02mm).2熔点低,导热性差收稿日期:2o06年11月2007/8有机玻璃属于热塑性塑料.其熔点低(160200.C),玻璃化温度仅为105.C因此对切削热较敏感.在切削过程中当切削温度过高时,加工表面极易产生熔结

4、的现象.而且有机玻璃在切削时被切屑带走的切削热很少,主要靠刀具和冷却液散热,所以工件和刀具间聚集着很高的切削热.这对刀具使用的耐用度,产品已加工表面的粗糙度是非常不利的,特别是在高速切削和深孔加工等工作条件恶劣的情况下影响最大.针对它导热性差,熔点低的特性采取以下几条措施解决:1)在选用刀具材料时常用高速钢或碳素工具钢,这样刃磨时较易获得锋利的切削刃.并在刃磨后x,-j-前,后刀面进行精修,使其表面粗糙度值达R10.10.2m.2)刀具刃磨时几何角度的选择:选用大前角(2530.)以减小材料变形及切削热的产生,并提高刀具的耐用度.根据切削深度(或进给量)选择合理的后角(610.).一般切削深度

5、与后角成反比例关系.但在保证刀具强度的情况下尽量取大值,以减小后刀面的磨损,提高刀具的耐用度,减小对已加工面的摩擦;同时在工艺系统刚性较差时,可减小或消除切削时的振动.选用较小的主偏角(4560.)和修磨圆弧形过渡刃(R0.5R2).较小的主偏角可以提高刀尖强度,改善散热条件;修磨圆弧形过渡刃可改善已加工面的表面粗糙度.选用正刃倾角(2030.)来控制切屑不流向已加工的表面,以避免切屑擦伤已加工的表面.同时可以减小材料变形及切削热的产生.钻孔加工时可取较小的顶角(90110.)和修短横刃,修窄刃带(0.10.2mm),顶角修磨圆弧修光刃.3切削速度及走刀量在选择切削速度及走刀量时,要根据加工方

6、法的不同加以区别.如:钻孔时采用高转速,大走刀量,但要勤退刀,勤排屑并加注充足的冷却液,利用有机玻璃的玻璃化度(熔融度)低的特性来提高加工面的表面光洁度.而铣削时(顺铣)则应用高切削速度,小走刀量.以机械制造45卷第516期TK68125A主轴低头问题的解决口夏向阳口马励江苏多棱数控机床股份有限公司常州213012摘要:为解决大型落地镗铣床主轴前伸时低头问题,专门设计了一套液压平衡装置,全面解决了滑枕前伸时主轴低头问题.关键词:落地镗铣床主轴平衡装置中图分类号:TG535文献标识码:B文章编号:10004998(2007)08004102TK68125A是根据”十五”国家科技攻关计划大型镗铣数

7、控机床及关键技术开发课题中的专题项目(TK68125A落地式数控镗铣床开发设计的一台落地式六轴五联动数控镗铣床.立柱横向移动为轴,拖板带动滑枕在立柱上上下移动为y轴,滑枕作前后进给为z轴,固定工作台旁边附加的数控转台为曰轴,A轴,c轴固定在滑枕头部作回转摆动运动,其中,y,z,A,c五轴联动.落地式数控镗铣床具有龙门式机床无法替代的工艺适用范围:开放的工作区域特别适用于超大型,不规则零件的加工,本机床是一台五轴联动机床,因此尤其适用于具有空间多曲面零件,如航空工业中的蜗轮,叶片,桁架等有色金属及轻合金零件的加工.但带有摆动头A,c轴的方滑枕既大又重,而且方滑枕的前后进给会导致其重心位置的变化,

8、故方滑枕的平衡问题是本机床设计的一个难点.为攻克这一技术难点,我们对该机床的拖板和方滑枕分别进行平衡,拖板和方滑枕的总重量由悬挂在立柱方形内腔里的重锤来平衡,该平衡装置结构比较简单这里不再赘述.方滑枕的前后进给会导致其重心位置发生变化,从而产生主轴低头现象,因此我们要为国家”十五”科技攻关项目(编号:2001BA203B0802)中国机械工业科学技术进步三等奖(证书编号:0401030一O1)收稿日期:2007年2月方滑枕单独设计一套液压平衡装置解决这一问题.在试制过程中我们发现,虽然在设计过程中考虑到方滑枕的变形问题而加大了方滑枕的截面尺寸,但由于A,c轴转动摆头太重,方滑枕由0800mm行

9、程中主轴端部低头达到0.18mm.为此我们对其进行分析(如图1所示),实质上机床的方滑枕悬伸部分就是一个标准的悬臂梁,图中F为方滑枕悬伸部分的重量,为方滑枕悬伸部分重心至支点的距离,厶为方滑枕的高度,F为方滑枕的悬伸部分在重心位置断面所受拉伸力力的合力,正是此力使方滑枕上部产生拉伸变形,而形成挠度,产生主轴低头.为了便于分析,我们将图1简化成等效的图2(a)所示的简支梁结构,并假设图中拉杆.和支杆b为刚性杆,不会产生变形,F为方滑枕悬伸部分的重量,为重心至支承点的距离,它是F对支承点的力臂,F对支承点产生一个逆时针的力矩=FL,F.为方滑枕的悬伸部分在重心位置断面所受拉伸力的合力,这里简化为拉杆0产生的拉力,厶为方滑枕的高度,它是F.对支承点的力臂,F.对支承点产生一个顺时针力矩为M,=FXL,图中为拖板对方滑枕支点的支反力,由于其力臂为0,此力对支点不产生力矩,故=0根据受力平衡原理有+(一.)+=0,这里以逆时针方向为正,顺时针方向为负,所以FXL一F1XL.=0,F.=FX/.,因为一卜”卜”卜”卜”卜”卜防止工件的开裂.在条件允许的时候可用”拖刀”进行修光加工面.4装夹时工件易变形1)在零件设计阶段充分考虑材料特性,从结构上尽量增强零件的刚性.2)加工时选择合理的方法,保证零件一次装夹加工成型.机械制造45卷第516期一卜*-4-卜-卜”+”