數(shù)控加工技術(shù)在工程機(jī)械(挖掘機(jī))制造中的應(yīng)用

1、<p>　　數(shù)控加工技術(shù)在工程機(jī)械(挖掘機(jī))制造中的應(yīng)用</p><p>　　摘 要：數(shù)控加工技術(shù)被廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械制造領(lǐng)域，從傳統(tǒng)加工工藝上的改變，促使我國(guó)工程機(jī)械制造得到飛速發(fā)展。本文對(duì)數(shù)控加工技術(shù)在挖掘機(jī)等工程機(jī)械制造中的應(yīng)用進(jìn)行簡(jiǎn)單分析。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：數(shù)控加工；加工技術(shù)；工程機(jī)械；機(jī)械制造 </p><p>　　中圖分類號(hào)： T

2、U85文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A </p><p><b>　　一．引言 </b></p><p>　　數(shù)控機(jī)床具有高度柔性、加工精度高、加工質(zhì)量穩(wěn)定、生產(chǎn)率高、有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化、改善了勞動(dòng)條件等諸多優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械制造中。數(shù)控加工技術(shù)可以高效、高速、高質(zhì)量、高精度完成零配件的制造，成為現(xiàn)代工程機(jī)械制造的重要技術(shù)支持。 </p><p>

3、　　二.數(shù)控加工技術(shù)在挖掘機(jī)制造中的應(yīng)用 </p><p>　　1.數(shù)控落地鏜銑床加工挖掘機(jī)超長(zhǎng)臂。 </p><p>　　超長(zhǎng)臂是超長(zhǎng)臂挖掘機(jī)重要結(jié)構(gòu)部件，由于超長(zhǎng)臂挖掘機(jī)主要用于建筑拆除、河道疏浚及清淤等工程中，具有廣泛的工程應(yīng)用。超長(zhǎng)臂細(xì)長(zhǎng)而又中空的特點(diǎn)，對(duì)裝配尺寸及位置精度要求非常高。超長(zhǎng)臂結(jié)構(gòu)復(fù)雜、外形尺寸較大、形狀細(xì)長(zhǎng)、質(zhì)量較重，結(jié)構(gòu)質(zhì)量主要依靠孔位尺寸、位置精度和表面粗糙度進(jìn)

4、行控制。超長(zhǎng)臂加工內(nèi)容較多，存在孔系、平面和螺紋孔，在加工過程中需要不斷更換刀具和多次吊裝工件，各加工面精度要求高，普通機(jī)床難以保證加工精度、質(zhì)量和生產(chǎn)效率。為提高產(chǎn)品質(zhì)量，需要選用加工精度高的數(shù)控加工機(jī)床，設(shè)計(jì)合理的專用夾具、制定合理的加工流程，盡量在一次裝夾中完成加工任務(wù)；此外，為了避免出現(xiàn)加工變形，對(duì)各孔端面加工時(shí)，要盡量選擇對(duì)稱面同時(shí)加工。數(shù)控落地鏜銑床具有工藝范圍廣泛、性能優(yōu)良及生產(chǎn)率高、精度高、剛性好和萬能性強(qiáng)等特點(diǎn)，因此，

5、選擇數(shù)控落地鏜銑床用于挖掘機(jī)超長(zhǎng)臂加工，可以解決超長(zhǎng)臂加工中的困難，確保工件質(zhì)量。 </p><p>　?。?）專用機(jī)夾具。 </p><p>　　超長(zhǎng)臂工件外形尺寸較長(zhǎng)，為了減輕吊運(yùn)重量，可以采用分體式來設(shè)計(jì)夾具，設(shè)計(jì)為中間加兩端三部分。為避免加工中的振動(dòng)影響工件精度，要確保機(jī)夾具本身具有足夠的剛度。同時(shí)，在加工中要采用“粗調(diào)位置-系統(tǒng)定位-機(jī)夾具夾緊”的定位方法，將工件夾緊，確保工件在

6、加工過程中不松動(dòng)，避免夾緊變形。 </p><p>　?。?）加工工藝流程及參數(shù)選擇。 </p><p>　　挖掘機(jī)超長(zhǎng)臂工件加工流程和其他大型結(jié)構(gòu)機(jī)件一樣，都要遵循“先基準(zhǔn)、后一般；先粗加工后精加工”的處理原則。在粗加工和精加工時(shí)，要合理選擇刀具和切削用量，確保工件加工精度、降低生產(chǎn)成本，通高生產(chǎn)效率。 </p><p>　　1)粗調(diào)位置。待工件吊裝在專用的機(jī)夾具

7、上后，對(duì)工件在工作臺(tái)上的位置進(jìn)行粗略調(diào)整，確保工件主要基準(zhǔn)線和機(jī)床的主軸軸線保持垂直狀態(tài)。 </p><p>　　2）系統(tǒng)定位。利用數(shù)控系統(tǒng)開找正定位，采用獲取關(guān)鍵點(diǎn)坐標(biāo)的方法，調(diào)整專用機(jī)夾具上工件的位置。調(diào)整時(shí)要做到：A孔和D孔的軸線要保持在同一水平線上；A孔兩側(cè)和工作臺(tái)臺(tái)面的垂直度誤差要小于0.5mm；A孔、B孔、D孔兩側(cè)端面和相對(duì)應(yīng)的機(jī)床主軸的距離要保持相等，距離誤差要小于0.5mm。 </p>

8、<p>　　3）粗加工。對(duì)A孔和B孔端面進(jìn)行粗銑，A孔、B孔進(jìn)行粗鏜。加工時(shí)孔徑尺寸和寬度尺寸的單邊都要預(yù)留1mm的精加工余量。 </p><p>　　4）精加工。粗加工完成后，為消除工件的內(nèi)應(yīng)力，要將機(jī)夾具松開后重新夾緊。鏜削A孔和B孔至規(guī)定尺寸，銑A孔和B孔的兩端面。對(duì)各孔位進(jìn)行精加工處理，直至尺寸符合標(biāo)準(zhǔn)要求。同樣流程完成另一端加工。(各孔位置如圖所示) </p><p&g

9、t;　?。?）切削用量選用。 </p><p>　　在進(jìn)行粗加工時(shí)，只有機(jī)床功率允許，要盡量選擇較大的切削量，一般情況下，選擇主軸速度為200-300r/min，切削深度為5-6mm。粗鏜各孔時(shí)，主軸移動(dòng)速度F設(shè)置為200mm/min;在粗銑孔側(cè)面時(shí)，主軸移動(dòng)速度F設(shè)置為300mm/min。 </p><p>　　在進(jìn)行精加工時(shí)，為了保證表面粗糙度和加工面精度，要降低切削深度，主軸速度控制

10、在300-450r/min，切削深度約為0.3-0.5mm。 </p><p>　　2.電火花加工挖掘機(jī)零件。 </p><p>　　電火花加工，與激光加工、電解加工等均屬于特種加工方法，它是在一定的介質(zhì)中，通過工具電極和工件電極之間脈沖放電產(chǎn)生高溫將金屬蝕除的作用而加工工件的方法，又稱“電脈沖加工”或“電蝕加工”。它在對(duì)一些難切削的材料、非凡及復(fù)雜外形的零件的加工上較傳統(tǒng)的切削加工方法具

11、有明顯的優(yōu)勢(shì)，因此被廣泛應(yīng)用于模具、工具、航空航天等制造加工領(lǐng)域。當(dāng)前國(guó)內(nèi)外的線切割機(jī)已占電加工機(jī)床的60%以上。采用電火花加工挖掘機(jī)零件具有重要作用。 </p><p>　　正確選擇脈沖電源加工參數(shù)，可以提高加工工藝指標(biāo)和加工的穩(wěn)定性。加工過程中下列電規(guī)準(zhǔn)實(shí)例可供使用時(shí)參考： </p><p>　　（1）.精加工：脈沖寬度選擇最小檔，電壓幅值選擇低檔，幅值電壓為75V左右，接通一到二個(gè)功

12、率管，調(diào)節(jié)變頻電位器，加工電流控制在0.8～1.2A，加工表面粗糙度Ra≤2.5um。 </p><p>　?。?）.最大材料去除率加工：脈沖寬度選擇四～五檔，電壓幅值選取“高”值，幅值電壓為100V左右，功率管全部接通，調(diào)節(jié)變頻電位器，加工電流控制在4～4.5A，可獲得100/min左右的去除率（加工生產(chǎn)率）。（材料厚度在40～60mm左右）。 </p><p>　　(3).大厚度工件加

13、工（>300mm）：幅值電壓打至“高”檔，脈沖寬度選五～六檔，功率管開4～5個(gè)，加工電流控制在2.5～3A，材料去除率>30 /min。 </p><p>　　(4).較大厚度工件加工（60～100mm）：幅值電壓打至高檔，脈沖寬度選取五檔，功率管開4個(gè)左右，加工電流調(diào)至2.5～3A，材料去除率50～60/min。 </p><p>　　(5).薄工件加工：幅值電壓選低檔，脈沖

14、寬度選第一或第二檔，功率管開2～3個(gè)，加工電流調(diào)至1A左右。 </p><p>　　數(shù)控電火花線切割加工作為一種成形加工方法，往往是零件加工的最后一道工序，所以在選擇好電加工及其他參數(shù)的基礎(chǔ)上，就要根據(jù)零件圖、材料和設(shè)備、操作人員等具體情況，制訂詳細(xì)的加工工藝過程，以保證零件的加工精度、幾何精度和表面粗糙度等技術(shù)要求。 </p><p>　　三.數(shù)控加工誤差保證措施 </p>

15、<p>　　數(shù)控加工過程中工藝系統(tǒng)誤差是客觀存在而無法避免的，只能采取措施予以補(bǔ)償。誤差會(huì)影響到刀具與工件的位置關(guān)系，對(duì)工件的加工精度產(chǎn)生直接影響。當(dāng)然，多種因素均會(huì)導(dǎo)致加工誤差的產(chǎn)生，比如工藝系統(tǒng)自身的結(jié)構(gòu)狀態(tài)、切削過程等，而在數(shù)控機(jī)床加工工件時(shí)產(chǎn)生誤差的主要原因來自于兩個(gè)方面，即加工方法誤差與調(diào)安誤差。在工件加工過程中要求實(shí)際誤差不得大于工件加工精度允許值。其中操作人員進(jìn)行工件安裝或刀具調(diào)整時(shí)不準(zhǔn)確是出現(xiàn)調(diào)安誤差的主要原

16、因；而導(dǎo)致加工方法誤差的主要原因則比較復(fù)雜，工藝系統(tǒng)的幾何誤差，這類誤差主要來自于加工方法的原理誤差、機(jī)床誤差、刀具及夾具誤差、工藝系統(tǒng)磨損誤差等等；其次，工藝系統(tǒng)受力及受熱后發(fā)生變形而導(dǎo)致的誤差；最后測(cè)量誤差及編程誤差。工藝系統(tǒng)的幾何誤差及熱變形誤差為主要原因。 </p><p>　　誤差補(bǔ)償法就是在數(shù)控系統(tǒng)中輸入一定形式的測(cè)量誤差，其主要作用是減弱或完全抵消當(dāng)前誤差，在掌握原始誤差的特點(diǎn)及規(guī)律后，再通過分析、

17、統(tǒng)計(jì)、歸納建立誤差數(shù)學(xué)模型，最終使得人為誤差與原始誤差的數(shù)值相等、方向相反，最大程度上降低加工誤差，提高工件的加工精度等級(jí)。誤差補(bǔ)償技術(shù)不僅具有較高的有效性，而且不會(huì)造成生產(chǎn)成本的增加，從而取得事半功倍的效果。 </p><p>　　首先要對(duì)原始誤差進(jìn)行嚴(yán)格控制，分析產(chǎn)生加工誤差的各項(xiàng)原始誤差，再根據(jù)實(shí)際情況采取對(duì)應(yīng)的解決措施。在加工一些精度等級(jí)較高的工件時(shí)，可以采用精密機(jī)床進(jìn)行加工，并對(duì)其幾何精度、剛度等進(jìn)行改

18、善，對(duì)其加工熱變形進(jìn)行控制；針對(duì)一些具有成形表面的產(chǎn)品，主要通過誤差補(bǔ)償減少成形刀具的形狀識(shí)差及安裝誤差。其實(shí)，可以進(jìn)行實(shí)行實(shí)時(shí)補(bǔ)償。所謂實(shí)時(shí)補(bǔ)償即在加工過程中采用高精度測(cè)量裝置進(jìn)行誤差數(shù)據(jù)的定時(shí)采集，再結(jié)合實(shí)際誤差的方向、大小等采用補(bǔ)償控制裝置控制刀架進(jìn)行微量位移。由于實(shí)時(shí)補(bǔ)償控制采集的是實(shí)時(shí)實(shí)際誤差數(shù)據(jù)，盡管受補(bǔ)償裝置機(jī)枕慣性會(huì)對(duì)補(bǔ)償位置產(chǎn)生影響，但仍然可以獲得較高的補(bǔ)償精度，不過該方法最大的不足在于補(bǔ)償裝置比較復(fù)雜，且調(diào)試?yán)щy。最

19、后，積極轉(zhuǎn)移誤差法。該方法就是把敏感方向上的原始誤差轉(zhuǎn)移至非敏感方向。比如一些多工位加工工序，一般具有分度或轉(zhuǎn)位，分度轉(zhuǎn)位的誤差會(huì)對(duì)產(chǎn)品表面的加工誤差補(bǔ)償產(chǎn)生直接影響，如果可以把切削刀具安裝到恰當(dāng)?shù)奈恢?，則分度轉(zhuǎn)位誤差就會(huì)處于產(chǎn)品表面的切向，從而降低分度轉(zhuǎn)位誤差的影響，提高加工精度。 </p><p><b>　　四.結(jié)束語 </b></p><p>　　挖掘機(jī)制造加

20、工在工程機(jī)械加工中具有典型的代表作用，利用數(shù)控加工技術(shù)，解決了傳統(tǒng)機(jī)床加工的難題，有利于提高工件質(zhì)量，確保挖掘機(jī)械制造質(zhì)量。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1]金海薇.液壓挖掘機(jī)反鏟工作裝置的CAD/CAM研究[D].遼寧工程技術(shù)大學(xué),2004. </p><p>　　[2]韓麗華,班新龍.液壓挖掘機(jī)

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