本文摘要：【摘要】通過對KN95口罩機器的刀模零件進行加工工藝分析，提出采用四軸數(shù)控機床一頂一夾的裝夾方法。對比常規(guī)粗加工方法與高效加工的方法，提出高效加工工藝進行加工。實踐證明，該加工方案達到既定的技術目標，獲得了很好的效益，為同類零件的加工提供了參
【摘要】通過對KN95口罩機器的刀模零件進行加工工藝分析，提出采用四軸數(shù)控機床一頂一夾的裝夾方法。對比常規(guī)粗加工方法與高效加工的方法，提出高效加工工藝進行加工。實踐證明，該加工方案達到既定的技術目標，獲得了很好的效益，為同類零件的加工提供了參考。
【關鍵詞】KN95口罩;機器刀模;數(shù)控加工;加工工藝
1零件工藝分析
首先對刀模零件進行工藝分析，從而確保數(shù)控銑加工工藝能夠充分滿足零件加工工藝的要求。在具體的工藝分析中，對零件的尺寸標注有著一個較為準確的理解，在數(shù)控銑削編程作業(yè)中，有效實現(xiàn)零件加工質量和效率的控制。加工材料為DC53。該刀模零件的主要功能是利用刀模刃口部分來切斷已經壓花成型5層布料。為了使切斷效果比較理想，因此對刃口寬度均勻要求非常高，寬度需控制在0.1mm左右，不能太過于鋒利，太過于鋒利容易導致使用壽命短，也不能刃口寬度過于寬，寬度過大導致切斷效果不良、效率低。
刀模左右兩端Φ30mm處作用是安裝軸承的，尺寸要求比較高，同時還得保證兩端同軸度。同軸度過大導致工作不平穩(wěn)，影響切斷及零件壽命。長度250mm中間尺寸區(qū)域為切刀工作區(qū)域。通過了解刀模工作原理及加工要求，制定以下加工工藝，保證產品加工出來符合使用要求。
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2加工工藝確定
根據(jù)零件加工工藝分析，提出如下的加工工藝：(1)數(shù)控車加工刀軸兩端頂尖工藝孔，為下工序磨床加工及數(shù)控銑削提供裝夾及定位作用。接著車削刀軸外形，為了保證熱處理后的變形導致工序加工不到位，需要單邊保留0.5余量。(2)磨床加工外形保證各直徑同軸度。(3)四軸數(shù)控銑加工刀模位置，留0.5余量，避免熱處理后變形導致后續(xù)加工不到。(4)熱處理，保證材料硬度達到HRC50~54度。(5)熱處理后磨床加工保證軸承位置Φ30mm尺寸及外形Φ83mm尺寸至圖紙要求公差范圍內，保證同軸度及圓跳動在0.01公差范圍內。(6)四軸數(shù)控銑精修刀模刃口至尺寸，保證刃口尺寸均勻。
3數(shù)控銑機床選擇和裝夾
數(shù)控銑編程作為數(shù)控銑加工工藝中的重要環(huán)節(jié)，要求編程人員能夠對零件的曲線、尺寸和空間曲線進行分析，從而有效進行工藝編程，使得零件生產能夠更好的滿足生產要求。還應當注意對于零件的定位，實現(xiàn)對于零件加工精確性的有效控制。工程圖尺寸分析選擇型號為850立式四軸聯(lián)動加工中心機床進行加工比較適合。在采用數(shù)控機床進行零件加工時，將其放置在適當?shù)膴A具上，從而有效避免由于零件位移造成的損失。
定位裝夾的進行，需要工作人員能進行一個相對準確的計算，以確保能一次性裝夾成功，盡量避免不必要的損失，有效實現(xiàn)零件加工準確性的提高。KN95刀模零件采用裝夾方式為一頂一夾的常規(guī)裝夾方法，如圖2所示。裝夾時需注意利用百分表檢查直徑83處圓跳動，保證跳動范圍在0.01以內，不符合要求情況下需要校正，還要確保兩端平行度在0.01范圍內。
4數(shù)控銑削程序編制
由于KN95刀模零件形狀主要是曲面為主，手工編程無法實現(xiàn)，程序編制選用SolidCAM軟件進行編程加工。編程工藝流程如下：(1)四軸銑削粗加工時需保證整體余量0.5，注意對于毛坯余量的控制，從而盡量避免零件加工中存在的誤差，有效實現(xiàn)零件加工準確性的提高。根據(jù)3D圖分析粗加工使用D8R0.5圓鼻銑刀進行開粗加工。由于粗加工占據(jù)整個零件加工時間百分之60左右時間，所以粗加工需進行優(yōu)化。
(2)確定加工坐標系，如圖3所示加工坐標系需定義在直徑83mm圓柱中心，可以保證后續(xù)再次加工，避免由于余量減少導致形狀偏移加工不到位的情況。(3)軸銑削粗加工時需保證整體余量0.5，注意對于毛坯余量的控制，從而盡量避免零件加工中存在的誤差，有效實現(xiàn)零件加工準確性的提高。根據(jù)3D圖分析粗加工使用D8R0.5圓鼻銑刀進行開粗加工。由于粗加工占據(jù)整個零件加工時間百分之60左右，所以粗加工需進行優(yōu)化。
4.1常規(guī)粗加工方法
常規(guī)加工方式是采用層降加工，每加工完一個切削深度，在繼續(xù)下刀加工下一層深度。加工時間統(tǒng)計為2小時11分38秒。
4.2高效粗加工方法
高效加工方式是采用螺旋下刀到一個比較深的切削深度，主要通過側刃切削加工方式進行加工。加工時間統(tǒng)計為40分16秒。通過磨床進行加工，以保證Φ83mm和Φ30mm兩端安裝軸承位置尺寸在公差范圍內，同時保證同軸度及跳動在0.01范圍內。精銑刀模刀口至尺寸，保證刃口在0.1mm寬度，按圖2裝夾示意圖檢查安裝是否達到加工要求，保證同軸度及跳動在0.01范圍以內。
在編制精加工數(shù)控程序時需注意考慮刀具磨損導致刃口寬度不均勻現(xiàn)象，刃口加工面需要按每層加工的方式。每個面深度加工完畢，再去加工另外一個面，這樣的加工方式由于刀具加工時會磨損，導致刀模刃口部分尺寸不均勻，致使刀模使用時，切斷效果不好。精加工刀具使用D3涂層平底刀，留余量0.1進行中光加工，精加工為了保證尖角位置圓角不能太大選用R1球刀作為最后精加工刀具。
5結語
當前數(shù)控加工技術正向著智能化、高精度化、高速化和柔性化的方向發(fā)展。新技術、新工藝不斷出現(xiàn)，我國在高端機床制造、高精度加工、原材料生產等方面和國外的工業(yè)強國還有一定的差距。數(shù)控加工是一門學之不盡且實踐性很強的技術，在實際工作中需要不斷學習新工藝、新技術、新材料知識，不斷進行經驗總結并勇于創(chuàng)新，并提出新的加工工藝，以提高加工質量來獲得好的經濟效益。
參考文獻
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作者：楊偉明
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