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木材顺纹抗拉强度试件的数控加工技术

2013-11-01 09:49:58 来源:中国投资研究网 【字体: 【收藏本页】【打印】【关闭】

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核心提示:数控机床技术是将数字化技术直接应用在物品生产中的一种现代化技术,该技术能够直接将数字化的代码以实体化的方式把物件加工生产出来,并且其加工的形状、大小、尺寸等各个方面的数据都可以进行定制,只要设定好了各个方面的数据,便能够使用铣床来直接进行加工生产。


关键词: 数控机床

  数控机床技术是将数字化技术直接应用在物品生产中的一种现代化技术,该技术能够直接将数字化的代码以实体化的方式把物件加工生产出来,并且其加工的形状、大小、尺寸等各个方面的数据都可以进行定制,只要设定好了各个方面的数据,便能够使用铣床来直接进行加工生产。而木材顺纹抗拉强度试件,则是对不同木材自身进行试验过程中所使用的试验试件。下文主要依据我国针对试件所颁布的相关标准来列举了一个加工案例,明确阐述了木材顺纹抗拉强度试件的数控加工技术。

  1、试件加工工艺的确定

  木材顺纹抗拉强度试件是在木材力学试验时常用的试件,以下将木材顺纹抗拉强度试件简称为试件。按照我国国家标准,该案例试件有八段圆弧加工面,而且要求圆弧面与拉伸段的平面准确相切,试件在X,Y,Z三个方向都要对称。同时,由于试件拉伸段的厚度只有4mm,在加工过程中易于变形,采用普通机床难以精确加工,采用手工加工方法又很难达到标准的要求。为此,我们对该类试件采用数控铣床进行加工。这种加工方法加工精确、效率高,成品完全符合国家标准试件的要求。

  在对试件进行加工之前,必须要先加工出一个和试件各项数据基本相同的毛坯。其毛培的加工材料应当严格根据相关标准来进行选择,毛坯的总体形状首先要是长方形,而试件的宽度和高度之比则必须要比试件的相关数据少打,通常情况下,都要在高和宽这两个不同的方向选定一个适合的精细加工处理面,并且其加工面必须要保证是完全垂直的。此外,为了能够使得加工过程中的夹紧变得更加的便捷,其加工材料的长度方面就应当预留出一定的长度,本文案例在进行了各个方面的综合考虑之后,其试件自身的毛坯尺寸最终确定为470x24x19mm,而数控机床所加工出来的试件两端头的长度必须要比实际试件的长度多出5mm,而试件长度方向的尺寸则最终使用锯机来进行确定。下锯点分别A点或M点左侧5mm处,采用轮廓铣削的方式进行加工。其最薄处只有4mm厚。加工过程中极易变形,甚至断裂,所以从加工工艺角度考虑,首先加工轮廓,然后再加工轮廓。试件两端的加工余量为2mm,而中部的加工余量较大,分别为4.5mm和7.5mm,可以根据试件材性的不同制定1到3次完成的相应加工工艺。

  2、试件夹紧装置的设计

  在进行加紧装置设计的过程中,必须要充分、周密的考虑以下几个不同的方面:把试件经过精加工的面当做是两个更为精确的定位,这两个位置的面可以当做是两个精确的基准定位;为了能够更加方便后一起的轮廓铣削等方面的加工处理措施,就必须要把试件底部所处的位置垫高至少5-10mm;由于试件中部位置的大小数据偏低,当某一侧再进行加工的过程中,就必须要对另外一侧进行支撑,以此来最大限度地避免试件在进行加工的过程中出现破损或者断裂的现象;在夹紧某些构件以及其他元件的过程中,不得影响到整个工程的进给。并且各个构件在进行加工的过程中其加工的部位必须要保持露出的状态,其中的一些后加具以及夹持工件在实际操作的过程中要避免避免影响到刀具的运动轨迹;机床的夹具夹紧力足够的情况下,要最大限度的避免由于加工受力等各个方面的因素而造成的松动或者脱落等现象,最终导致了较为严重的事故。

  3、数控加工程序编制

  (1)程序原点与工件坐标系的确定

  对于我国现代加工行业来说,数控编程以及数控加工其中一个重要的因素就在于程序的原点,这一原点通常使用w的方式来进行表示,在部分情况下,这一现象也被称之为工件自身的原点。现代CNC系统一般都要求机床在回零(Zeroing)操作,即机床回到机床原点或机床参考点(不同的机床采用的回零操作方式可能不一样,但一般都要求回参考点)之后,才能启动。机床参考点和机床原点之间的偏移值存放在机床参数中,回零操作后机床控制系统进行初始化,使机床运动坐标X,Y,Z,A,B等的显示(计数器)为零。为了能够促使编程工作更加的方便,在进行数控编程的过程中,通常都需要对弓箭之上的某一个点进行选择,从而将这一个点作为原点。并且直接把这一个原点当作是该数控试件的坐标系原点,而通过这一方式重新建立起来的一个坐标系,也被称之为工件自身的坐标系。尤其是工件在机床上直接进行固定之后,其加工过程中的程序原点和机床之间的参考点所存在的偏移量,都必须要通过有效的测试方法来进行确定。通常情况下现代的CNC系统再进行测量的过程中都专门配有相应的工件测量头,如果说利用手工的方式无法准确的对数据偏移量进行测定,那么就可直接将试件的原点存入其中,从而将其直接提供给相应的CNC系统作为原点偏移的计算来进行使用。在完全没有测量测量头或者相应工具的情况下,其程序自身的原点位置就只有依靠对刀的方式进行解决。

  在程序中,试件加工开始要设置工件坐标系,即确定刀具起点相对于工件坐标系原点的位置。可用G92指令建立工件坐标系。G92指令通过设定刀具起点相对于工件坐标系原点的相对位置,建立该坐标系,该坐标系在机床重开机时消失。执行此段程序只是建立在工件坐标系中刀具起点相对于程序原点的位置,刀具并不产生运动。试件在铣削加工的整个过程中,要进行二次夹紧定位。

  (2)程序编制。为了简化程序,下面只列出试件的基本加工程序。试件实际加工中,为了减小切削力,提高加工精度,有时需要进行不同切削量的多次加工,可以通过调用零点偏移的方法解决。切削速度要根据待加工试件的材性进行调节。


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