cnc加工-軌交工程車鋁合金大組件與此同時實現(xiàn)高速加工的舉措。鋁合金因產(chǎn)品質(zhì)量輕、比氣壓高，已成為平庸的結(jié)構(gòu)金屬材料，廣泛用于機械制造、鐵道工程車、動力系統(tǒng)機械及航空工業(yè)等各方面。由于鋁合金氣壓和延展性相對較高、脆性較小，對磨損小，且電阻率較高、研磨環(huán)境溫度較高，適合高速研磨加工，但是鋁合金熔點較高，環(huán)境溫度升高后脆性增大，在高溫高壓作用下，研磨界面摩擦力很大，墊圈易熔結(jié)在研磨刃上而粘刀，不易獲得較高的體積精度和低的表層溫度梯度值。下面以典型的軌交工程車鋁合金大組件為載體，通過機床THF1明確要求、明確要求和加工工藝分析，提出了為與此同時實現(xiàn)高速加工而采取的一連串舉措。

1.軌交工程車大組件加工工藝癥結(jié)分析

如圖1所示，此大組件長度為19 650mm，型材材質(zhì)為6061鋁合金，如此長的型材連續(xù)性小，焊接后扭曲變形大，裝夾困難，加工時極易造成阻尼，并且明確要求確保良好的零件表層產(chǎn)品質(zhì)量和體積精度。這樣就必須明確要求選用高速加工工藝，只有這樣才能達到預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)。然而選用高速加工后驟然帶來了一連串難題：阻尼大而導(dǎo)致零件體積精度不高、表層溫度梯度產(chǎn)品質(zhì)量不好、研磨時難粘刀等。為的是克服上述癥結(jié)，論文從下列幾個各方面展開了詳細(xì)的論述。

2.研磨加工工藝

（1）高速加工機床。高速加工明確要求高速機床具有高性能的切入點單元和加熱控制系統(tǒng)、高連續(xù)性的機床結(jié)構(gòu)、防護裝置和監(jiān)控控制系統(tǒng)以及優(yōu)良的靜動力系統(tǒng)特性等，具有技術(shù)含量高、機床制造難度大等特點。在這個產(chǎn)品的加工中，換用的機床是德國生產(chǎn)的大型龍門五軸加工中心Fooke。這種機床具有了高速加工中對機床的所有明確要求，機床切入點轉(zhuǎn)速高達15 000r/min，切削速度達到40m/min，機床動態(tài)響應(yīng)很好。最關(guān)鍵的是機床具有切入點油霧內(nèi)研磨液控制系統(tǒng)，研磨液換用了美國ITW集團ACCU-LUBE（洛里路巴）的LB-6000高濃度油氣潤滑，高濃度的機油在組織工作點形成內(nèi)里的膠體，膠體具有很高的表層粘附氣壓，機油的高耐熱性使刀片在組織工作操作過程中減少摩擦，減少切削應(yīng)力，與此同時高壓加熱技術(shù)可將研磨液精準(zhǔn)地導(dǎo)向?qū)嶋H研磨區(qū)，更難地控制加工區(qū)域的環(huán)境溫度，高壓油霧加熱能有效減少研磨中的環(huán)境溫度，使得排屑更為通暢，其優(yōu)勢已經(jīng)彰顯。

（2）高速加工優(yōu)先選擇。金屬材料優(yōu)先選擇。高速加工中的在高溫下展開研磨組織工作，與此同時還要承受研磨力、沖擊和阻尼，因而金屬材料明確要求具有足夠的氣壓和韌性、高延展性、高耐磨性和紅硬性等。與此同時為的是便于的制造和成本控制，金屬材料還需要具有良好的工藝性和經(jīng)濟性。常用的金屬材料有高速鋼、軟質(zhì)合金、金剛石及立方銦等。在圖1所示的零件加工中，換用的金屬材料為軟質(zhì)合金金屬材料，由于鋁合金屬于比較難研磨的金屬材料之一，但是在高速加工中難造成粘刀現(xiàn)象。為的是避免這一難題，在這個零件的加工中選用的是非薄膜，因為非薄膜可以比薄膜做得更加鋒利，研磨鋁合金時的研磨力更小，研磨操作過程更通暢，因而可以有效地減少粘刀的難題造成。

刀身的優(yōu)先選擇。高速加工中的刀身優(yōu)先選擇適應(yīng)機床高速、高效的特點，因而在高速下展開研磨加工，應(yīng)具有較高的控制系統(tǒng)精度、較高的控制系統(tǒng)剛度及良好的加蛋性。高速研磨加工條件下，微小產(chǎn)品質(zhì)量的不均衡單廂造成巨大的離心力，在加工操作過程中引起機床和的急劇阻尼，會造成機床和的破壞，因而，高速控制系統(tǒng)的加蛋顯得尤為重要。為的是提高與刀身的聯(lián)接精度，選用熱裝式的錘打控制系統(tǒng)逐漸取代了車輪錘打、側(cè)固等控制系統(tǒng)，如圖2所示的刀身控制系統(tǒng)。

此刀身具有了下列優(yōu)點：

①很高的同心度。

②所傳遞的力矩為液壓夾頭或車輪夾頭的2～4倍。

③刀桿的加蛋性非常好。熱脹控制系統(tǒng)通常都是利用熱感應(yīng)線圈使刀身的滾輪部分在短時間內(nèi)加熱，使刀身管徑驟然擴張，此時立即把裝入刀身內(nèi)，而刀身加熱收縮時，即可賦予滾輪面均勻的壓力，從而造成很高的徑向錘打力，將牢牢滾輪住。因而，熱脹控制系統(tǒng)是一種與刀身間不介入任何物質(zhì)的熱裝錘打方法，它可解決高速加工中極為重要的均衡、振擺精度及滾輪強度等難題。

（3）高速刀路優(yōu)化。為的是能夠確保最大的研磨效率，又確保在高速研磨時加工的安全性，使用了UGNX7.5軟件展開零件編程，生成軌跡時考慮了下列幾個各方面：

選用較小的研磨深度和研磨寬度，與此同時選用很高的研磨速度和切削速度，可以有效減少研磨操作過程中的研磨抗力。

應(yīng)避免軌跡中走刀方向的突然變化，以免因局部過切而造成或機床的損壞；應(yīng)保持軌跡的平穩(wěn)，避免突然加速或減速。

殘料加工或清根加工是提高加工效率的重要手段，一般應(yīng)選用多次加工或選用大開粗去大部份余料，然后選用小展開清角和精加工，還應(yīng)減少研磨步距以減少研磨抗力。

刀路優(yōu)化非常重要，避免多余空刀，可通過對刀路鏡像、復(fù)制及旋轉(zhuǎn)等操作，避免重復(fù)計算；刀路裁剪功能也很重要，可通過精確裁剪減少空刀，提高效率，也可用于零件局部變化時的編程，此時只需修改變化的部分，無須對整個模型展開編程。

下刀或行間過渡部分應(yīng)選用斜式下刀或圓弧下刀，避免垂直下刀直接扎入工件金屬材料；行切的端點選用圓弧連接，避免直線連接；與此同時精加工時的起刀點應(yīng)設(shè)在邊線端點而不是中點。

3.結(jié)語

通過分析軌交工程車車體鋁合金大組件高速加工中難出現(xiàn)的難題，提出解決舉措，優(yōu)先選擇合適的機床、控制系統(tǒng)，與此同時選用了合適的研磨參數(shù)，優(yōu)化高速加工的工藝路線，最終高效地完成了該零件的加工。