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1、数控机床切削加工注意事项分析 安付行 张文静 4 5 0 0 1 3 郑州煤矿机械制造技工学校 河南郑州 Ac a d em ic 学术 摘要 在当今社会 数控机床的产生和应用 可以加工出许多高精尖的零件和产品 数控加工专业在许多技工学校开设了专业 课程 在切削加工中存在许多物理现象 诸如积屑瘤 受力变形 切削振动和热变形等 这些物理现象给我们在切削加工中带来 许多不便 我们只有认识了这些现象产生的本质 才能扬长避短 本文作者结合自己在技校数控 体化教学中的实践经验 对数 控机床在切削加工中的注意事项进行了分析 希望能起到借鉴意义 引言 数控加工作为现代制造业先进生产 力 的代表 在机械 航空
2、航天和模具等 行业发挥着极为重要的作用 据调查 许多数控机床 的实际切削时间不到工作 时间的 5 5 因此 如何提高加工效率 降低废 品率成 了众多企业共 同探讨的问 题 在 由机床 刀具 工件组成 的系统 上进行切削加工是一个动态过程 有许 多因素和参数 如工件毛坯裕量不匀 材料硬度不一 刀具磨损 刀刃积屑瘤 受力变形 切削振动和热变形等 将使 切削过程不能处于最佳状态 从而影响 切削过程的生产效率 加工质量和经济 效益 甚至还会影响切削过程的正常进 行 研究金属切削加工过程 中刀具与工 件之间相互作用和各 自的变化规律的一 门学科 在设计机床和刀具 制订机器 零件的切削工艺及其定额 合理地
3、使用 刀具和机床 以及控制切削过程时 都要 利用金属切 削原理 的研究成果 使机器 零件的加工达到经济 优质和高效率的 目的 金属 切 削加 工是 用 刀具从 工 件表 面 切除多余的金属材料 从而获得在几何 形状 尺寸精度 表面粗糙度及表面层 质量等方面均符合要求的零件 的一种加 工 方法 其 核心 问题 是 刀具切 削部分 与 工件表层的相互作用 即刀具 的切 削作 用和工件的反切削作用 这是切削加工 中的主要矛盾 而刀具的切削作用则是 矛盾的主要方面 采用新型刀具实现高 效 优质 低成本生产是现代企业提高 经济效益 的重要途径 数控机床切 削过 程实质是被切金属层受挤压产生滑移变 形 的
4、过程 在 这个 过程 中会伴 随着 金 属 变形 切削力 切削热 刀具磨损等物 理现象 而生产过程中出现的许多问题 如果一方面考虑不到 都可能产生加工 零件不合格 如鳞积屑瘤 振动 卷屑 与断屑等都是应该注意的事项 1 数控机床在切削加工过程中的切屑 切 削时 在 刀具 切 削刃 的切 割 和前 刀面的推挤作用下 使被切削的金属层 产生剪切滑移 最后脱离工件变为切屑 这个过程称为切削过程 在金属切削时 由于工件材料 刀具几何形状和切削用 量等加工条件的不同 切屑的变形程度 也会随之改变 所形成的切屑形状也各 有差异 一般有以上四种基本形态 1 1 带状切屑 一般在加工塑性金属 材料时 因切屑厚
5、度较小 切削速度较高 刀具前角较大而形成这类切屑 形成带 状切屑的切削过程较平稳 切削力变化 小 因此工件表面粗糙度较小 如果产 生连绵不断的带状切屑就会妨碍工作 容易发生事故 必须采取断屑措施 1 2挤裂切屑 这类切屑大都是在切 屑速度较低 切屑厚度较大 刀具前角 较小时 由于切屑剪切滑移量较大 在 局部地方达到了破裂而形成的 1 3 崩碎切屑 切屑脆性金属材料时 由于材料 的塑性很小 抗拉强度较低 刀具切入后 靠近切 削刃和前刀面的局 部金属未经塑性变形就被挤裂或脆断 形成不规则的崩碎切屑 工件材料越硬 越脆 刀具前角越小 切屑厚度越大 越容易产生这类切屑 1 4 粒状切屑 切削塑性很大的
6、材料 强度 切屑容易在前刀面上形成粘结 而不易流出 产生很大变形 超过材料 强度极限 使切屑不能连续而呈分离的 颗粒状 这就形成粒状切屑 在产生粒 状切屑的过程中 切削力有较大的波动 在形成过程中会产生振动而使加工表面 粗糙 2 数控机床在切 削过程 中的积屑瘤 以中等切 削速度切削塑性材料时 带状切屑受到前刀面的挤压与摩擦作用 产生了平行于前刀面 的切应力 使切削 屑底 层 的流 略低 于上 层 的流速 即形 成 了滞流层 当滞流的部分材料所受到的 切就力大于其强度极限时 再加上适当 的温度和压力影响 这部分金属材料便 会停滞不前 而牢固地粘附在刀具上 成为硬度高于工件的积屑瘤 它可以逐 渐
7、地堆积在靠近刀刃和刀尖的地方 甚 至会 把它 们覆 盖起 来 并代 替刀 刃进 行 切 削 积屑瘤形成过程 中 积屑瘤不断 长高 当它长到一定高度后 因不能承 受切削阻力而破碎脱落 随后又不断长 高 因此 积屑瘤的形成是一个时生 时灭 周而复始的动态过程 i 2 o o 一 厂 L l 切削速度对积屑瘤的影响 a 积屑瘤对切削的影响是很大的 积 屑瘤对加工有两重性 根据表现在以下 几个方面 2 1保护刀具 积屑瘤的硬度约为工 件材料硬度的 2 4倍 好像一个刃 口 圆弧半径较大的楔块 能代替切 削刃进 行切削 且保护 了切削刃和前刀面 减 少了刀具的磨损 因此在粗加工时积屑 瘤是有积极作用的
8、2 2 增大实际前角 有积屑瘤的车刀 实际前角查增大至 3 0 3 5 因而减小 了切屑的变形 降低了切削力 2 3 影响工件表面质量和尺寸精度 由于积屑瘤总是极不稳定 时生时灭 时大时小 在切削过程中 一部分积屑 瘤被切屑带走 一部分嵌入工件 已加工 表面 使工件表面形成硬点和毛刺 表 面粗糙度值变大 所 以积屑瘤必要的时 候是要抑制的 影响积屑瘤的主要如上 图所示 a 因素是材料 切削速度 走 刀量 前角和切削液等 其中切削速度 对产生积悄的影响最大 在切削温度约 为 1 5 3 0 m m i n 时 切 削温度约 为 3 0 0 C 左右 切屑底层金属塑性变形增大 切屑与前刀面接触增大
9、因而这时的摩擦 系数最大 最容易产生积屑瘤 所 以我 们尽量避免在中等切削速度 1 5 3 0 m m i n 时的切削加工 以尽量减小积屑瘤 对切 削加工的影响 此外 增大前角 减小走刀量 减小前刀面表面粗糙度值 和注入充分的切削液冷却 都可减少积 屑瘤的产生 中国机械 M a c h in e C h in a 5 Ac a d em ic 学术 3 数控机床在切削加工过程的加工 硬化 切削塑性金属时 工件 已加工表面 层的硬度 明显提高而塑性下降的现象称 为表面加工硬化 在数控机床切削加工 塑 性金 属时 由于 刀具 的刃 口不 可 能绝 对锋利 总存一段半径 的刀尖圆弧 导 致切 削层
10、 与 工件 母体 的分 离 点不在 刃 口 圆弧的最低点 因而有一层大都市市区 的金属层留下来 并在车刀刃口圆弧面挤 压变形后成为 己加工表 面 金属塑性变形 部分不能恢复 恢复的只是弹性变形部分 塑性变形愈大 表面变形硬化愈严重 硬 化层的硬度可达工件硬度的 l 2 2 倍 硬化层深度可达 0 0 7 0 5 m m 切削加工 造成的己加工表面硬化层常常伴随有表面 裂纹 使表面粗糙度值增大 疲 劳强度下 降 当以较小的切削深度再次切削时 则 刀具不易切入 并且使刀具容易磨损 因 此增加刀具的刀刃锋利 可有效地降低加 工硬化的产生 4 数控 机床 在切 削加 工过 程 中的切 削力 切削时 切
11、削刀具对工件的作用称 为切削力 它作用在工件上 切削时 工件材料抵抗刀具切削所产生 的阻力称 为切削阴力 它作用在刀具上 切 削力 在切削过程 中 对刀具的寿命 机床功 率的消耗和工件的加工质量都有很大的 影响 切削阻力是切削过程中不可避免 的一种抗力 它对切削会产生不利 的影 响 因此应尽量减小切削阻力 影响切 削阻力 的因素很多 凡是影响变形与摩 擦 的因素都会影响切削阻力 减小切削 阻力的主要措施是刃磨合适的刀具角度 和减 小切 削深度 5 数控机床切削加工过程 中的切削 热和切削温度 切 削热 是切 削过 程 中因金 属变 形 和 摩擦而产生 的热量 切削热和它产生的 切 削温度 直接
12、影响刀具的磨损和使用 寿命 并影响工件的加工精度和表面质 量 尤其在高速切削时更为明显 切削 温度对加工有两重性 一方面它会加速 刀具磨损 降低刀具寿命 影响加工精度 会造成工件表面烧伤和退火现象 一方 面它会使工件材料软化 易于切削 此外 较高的切削温度也不利于积屑瘤 的生成 可减轻刀具的粘结磨损及改善工件表面 质量 以上几点是数控机床在切削加工过 程中的常见的事项 它们之间是相互联 系 相 互 制约 的 在数控 车 床加 工 中还 要综合考虑车床 夹具 工件和刀具等 因 素 的影 响 只要 我们 认 真总 结经 验 提高操作加工的熟练程度 就会尽量避 免不合格零件的产生 参考文献 1 彭德
13、荫主编 车工工艺与技能 训练 M 北京 中国劳动和社会保障 部教材办公室 2 0 0 1 2 韩鸿鸾主编 数控2 u II艺学 M 北京 中国劳动社会保障出版社 2 0 0 5 作 者简介 安付 行 1 9 7 6 一 男 本科 郑 州 煤矿机械制造技工学校讲师 研究方向 职业教育 机械加工 张文 静 1 9 8 0 女 本科 郑 州煤矿机械制造技工学校助理讲师 研 究方向 职业教育 机械 流机发动机舱 自动灭火系统的安装及应用 沈燕斌 赵望 2 6 4 0 0 0 烟台港集装箱有限公司 山东烟台 摘要 本文从港口流机设备安全管理的角度出发 提出在其发动机舱安装自动灭火装置是非常必要的 并以正
14、面帛发动机舱为 例 介绍了超细干粉自动灭火装置的优越性及安装原理 最后通过模拟火灾现场 验证该装置的应用效果 关 键 词 1 安装 自动灭火装置 的必要性 随着港 口现代化程度的提高 流动 机械的使用数量和使用频率也必将越来 越高 加强设备安全管理是港 口装卸作 业的重要环节 近年来 全国港 口发生 流机设备火灾事故 的案例呈逐年上升趋 势 其严重程度可想而知 不仅会影响 到企业的经济效益 而且直接关乎港 口 声誉 因此 设法在流机设备上安装自 动灭火装置具有重要的意义 经调查发现 几乎所有品牌 的流动 机械都发生过火灾事故 考虑到流动机 械技术性能及工况 对其加装 自动灭火 系统具有重要的意
15、义 主要原因如下 1 流机发动机舱的空间受限 一 旦发生火灾事故 操作人员可能根本发 现不了 即使知道火灾发生 也因推动 驾驶室 寻找灭火器等事情耽误了灭火 的最佳时机 导致车辆报废 2 有些设备上虽然配备有灭火器 但在实际使用中根本发挥不 了作用 特 e 4中国机械 M a c h in e C h in a 别是后置式发动机或是发动机密闭于驾 驶室底部的车辆 一旦着火 发现后就 是火灾了 普通灭火器的灭火效果差 根本灭不了 即使发现的早 但人工很 难靠近灭火 且非常危险 通过 以上分析 安装车用 自动灭火 装置是唯一有效 可靠的灭火方法 2 车用超细干粉 自动灭火装置的优 越性 2 1 车
16、用自动灭火装置的概念 是安装于各类车辆发动机舱的消防 装置 用于扑救车辆起火 市面上车用 自动灭火装置有 非贮压超细千粉车用 自动灭火装置 微型贮压车用自动灭火 装置 固气转换式车用自动灭火装置 2 2超细干粉自动灭火系统的特点 1 超细干粉的平均粒径不大于 5 微米 以氮气为驱动体 以超细干粉为 分散体 灭火 效率是普通干粉 的 6 1 0 倍 是细水雾 的 2 O倍 以上 喷射时 间 大于 l 0秒 与火焰混合时 灭火组分 迅速捕获燃烧 自由基 使自由基被消耗 的速度大于生产的速度 燃烧 自由基很 快耗 尽 链式 反应 历程 即 被终 止 火焰 迅速 熄灭 2 既可手动灭火亦可 自动智能灭 火并成功的将人和火灾分离开来 保证 灭火的最佳时机 3 采用超细干粉作为灭火自动灭 火装置能保证灭火效果 该灭火剂 的灭 火效率是 目前世界上已查明的灭火剂中 灭火浓度最低 灭火效能最高 灭火速 度最快 的一种 3 自动灭火装置的安装方案 3 1安装部位及数量 以港 口集装箱正面吊运车为例 考 虑其发动机舱体积 经规范计算 对保 护空间实施全淹没 需要用到 3公斤的 超细干粉 按使用产 品推荐
