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机械工程师论文

摘要:医疗器械产品,尤其是内植入物,螺纹的加工质量将直接影响零件的加工质量。

医疗器械产品螺纹的加工特点:材料使用钛及合金,属于难加工材料;螺纹小径小,旋合长度长,工艺系统的刚性差;螺纹属于非标螺纹,刀具需采用专用刀具。

本文通过总结实际加工中螺纹加工方法,采用的是先进的纵切机床(瑞士车),提高加工零件工艺系统的刚性,此类螺纹的加工采用车削的方法,运用宏程序数控编程方法,准确的分解螺纹加工步骤,使加工过程中零件的切削力大大较低,保证了良好的工系统刚性。

并对加工过程中的注意事项进行了分析和说明,使数控加工工艺人员能够较快的掌握此类螺纹加工方法,解决此类零件的加工问题。

关键词:刀具、纵切机床、仿形车削螺纹、宏程序编程绪论:本文螺纹加工方法是接到四肢钢板钉体加工任务,进行研究的。

主要研究的钛合金非标超长超小径螺纹的加工方法,解决此类螺纹的加工,填补公司加工技术的空白。

对于螺纹的加工,国内外有很多方法加工螺纹,但对超长、超小径螺纹的加工方法提到的比较少。

钛合金非标螺纹加工方法,是采用先进的纵切加工机床,通过编制宏程序,采用减小螺纹刀具刀宽,分段、分部分进行螺纹加工。

与普通的螺纹加工方法相比,减少切削力,多方面提高工艺系统的刚性,从而实现对超长,超小径螺纹的加工。

加工零件图如下:刀具的选择。

我厂的钛合金加工,已经非常娴熟,对于钛合金螺纹刀具的几何角度已经有很深的研究。

各种角度,与其他资料的对比。

本次加工的刀具与常规刀具的对比如下图(前图为仿形车削螺纹图,后图为普通车削螺纹图):此次加工刀具的宽度与普通加工方法的刀具宽度减少(1.67-0.95)/1.67=43.1%,刀具与零件本身的接触面积大大减少,根据切削力的计算公式:在相同的切削条件下,减少面积,可以减少切削力。

刀具由本厂刃磨,刀具的角度由长期加工经验来确定,适合钛合金加工,使用寿命长,刀具的成本较低,加工质量稳定。

从刀具的生产成本来讲,大大降低了成本。

机床的选择。

纵切机床,一种先进的加工机床,对于小零件的加工有着突出的表现。

机床的原理如下图。

主轴进行送料的移动,导套可与刀具始终位置保持不变,切削力对工艺系统的影响不变,工件的变形小,提高工艺系统的刚性,加工质量好,质量稳定。

传统的加工机床,零件本身不能Z轴方向上移动,刀具相对于工件移动,整个过程的切削力,对于工件各个部分的影响不一致,中间部分变形最大,工艺系统的刚性较差,螺纹的加工质量较差。

纵切机床对于工艺系统的刚性提高,有着非常大的优势,也为本次试验取得成功提供了保证。

加工方法。

螺纹的加工方法很多,传统加工方法(车、铣)有车削螺纹,用旋风铣铣削螺纹,仿形车削螺纹等。

车削螺纹可以采用“左右进刀”的方法进行加工,但对于此类细长零件的加工,加工过程中,刀的接触面积始终比仿形车削螺纹的大,加工路线如下图(前图为仿形车削螺纹图,后图为普通车削螺纹图):通过图形比较来看,仿形加工有着非常大的优势。

对于此类螺纹普通数控机床几乎不能进行加工,先进的旋风铣,对于细小螺纹的加工,也存在工艺系统的刚性问题及刀片价格比较昂贵,使用寿命短等问题,成为加工此类零件的颈瓶。

编成方法。

采用宏程序仿形加工,加工路线如上图。

普通编程方法编程的加工路线如上图。

两种方法的比较仿形加工路线是点的集合,普通方法加工,是一个X向的进给运动。

仿形加工刀具的接触面积始终很小,而传统螺纹加工方法,刀具接触面积越来越大,到牙型底面接触面积达到最大。

接触面积越大,其他方面相同的情况下,切削抗力会很大,工艺系统刚性低,就很容易车断,扎刀等现象。

宏程序的编程方法的优势,减少切削抗力,保证此类零件的加工。

加工程序宏程序如下。

T300G0X11.5Z8.5T3M3S800G4X2.0G65P0002K0.05B25.0E0.6C0.1F2.5X0.1D6.5H3.0A5.0W60.0宏程序调用。

G0X10.0G0T0O0002N10#139=#6*#2*#8*#3*#9*#24*#7*#11*#1*#23IF[#139EQ0]GOTO666#101=#5002(Z) 当前Z值#102=#5001(X) 当前X值#111=#102-#7( U G ) 刀具距原材料距离#112=#102-#11(U B ) 刀具到螺纹底径的距离#103=[[TAN[#1]]*#24]/2(K) Z轴方向的进给量#126=[[TAN[#1]]*[#7-#11]]/2(KI) Z轴方向的左侧加工量#120=#102#127=#111#121=#101+#126G0Z#121WHILE[#127LT#112]DO1#120=#120-#24(I)#127=#127+#24(U)#121=#121-#103(ZI)G32U-[#111]W[#111/2]F#9 左侧螺纹车削G32W#23F#9G32U#111W[#111/2]F#9G0Z#121END1N20#127=#127-#24#130=#112-#127IF[#130EQ0]GOTO999#120=#120+#24-#130#113=[[TAN[#1]]*#130]/2(K)#121=#101+#103-#113(ZI)G0X#120Z#121#137=#121G32U-[#111]W[#111/2]F#9 中间螺纹加工G32F#9W#23G32F#9U#111W[#111/2]G0X#120G0Z#121N30#135=[[TAN[#2]]*[#7-#11]]/2(KI)#125=#101-#8+#3-#135#111=#102-#7(U G )#112=#102-#11(U B )#103=[[TAN[#2]]*#24]/2(K)#120=#102#127=#111#121=#125G0X#102Z#121WHILE[#127LT#112]DO1#120=#120-#24(I)#127=#127+#24(U)#121=#121+#103(ZI)G32U-[#111]W[#111/2]F#9 右侧螺纹加工G32W#23F#9G32U#111W[#111/2]F#9G0X#120G0Z#121M1END1M1N40#127=#127-#24#130=#112-#127IF[#130EQ0]GOTO999#120=#120+#24-#130#121=#125+#103+#135(ZI)M1G0X#120Z#121G32U-[#111]W[#111/2]F#9 左侧最后加工G32F#9W#23G32F#9U#111W[#111/2]G0X#120G0Z#121M1N50#138=#121+#6G0X#120Z#138WHILE[#138LT#137]DO1#138=#138+#6G32U-[#111]W[#111/2]F#9 中间最后加工G32W#23F#9G32U#111W[#111/2]F#9G0X#120G0Z#138END1G0X#120Z#137G32U-[#111]W[#111/2]F#9 左侧最后加工G32W#23F#9G32U#111W[#111/2]F#9G0X#102G0Z#101N999M99N666#3001=2(NO DATA)M99螺纹调用程序中符号的代表意思○1:K=#6 底径Z方向的吃刀量B=#2 右手侧角度E=#8 底径宽度C=#3 刀尖宽度F=#9 螺距D=#7 材料的直径H=#11 底径的深度A=#1 左手侧角度W=#23 螺纹的长度X=#24 X轴的进给量可行性试验。

加工过程头部外形的车削——冲内六方——分段车削螺纹——车尖,切断。

螺纹加工方法,根据导套合金长度,确定每次车削的螺纹长度。

接刀位置距离为2扣,依次进行车削,直到螺纹车削完毕。

机床的转速800转/分,加工时,加工零件时间8分钟,加工的表面质量Ra1.6um以上,无接刀痕迹。

用工具显微镜观测螺纹牙型图,螺纹牙型完整,查角度,直线度等符合图纸要求。

刀具使用寿命3000枚,加工质量稳定,零件变形几乎没有。

此类加工方法,与其他加工方法相比,有着很大的优势。

第一,使用先进的纵切加工机床,提高工艺系统的刚性。

第二,刀具的设计,采用缩小刀宽,减少切削抗力,残余应力也小。

第三,采用宏程序进行仿形螺纹加工,从实际解决切削应力大的问题。

第四,分段进行螺纹加工,打破了传统加工方法,大大提高了工艺系统的刚性。

加工事实也充分证明,此加工方法的可行性、优越性。

结论:宏程序是手工编程的精髓,具有灵活性,通用性和智能性等特点。

它即可以采用变量,也可以采用常量进行编程。

完全用变量编程,能使编程人员从大量的重复性的编程工作中解脱出来,是一种一劳永逸的编程方法。

同时也开发了系统的功能,扩展了机床的适应性。

纵切机床的应用,大大改善长径比大零件的加工,对此类机床开发和推广,必将带来新加工方法的革新。

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