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(jī)械制造、鐵道工程車、動力系統(tǒng)機(jī)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(jī)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(dá)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(jī)床。高速加工明確要求高速機(jī)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(jī)床結(jié)構(gòu)、防護(hù)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(jī)床制造難度大等特點。在這個產(chǎn)品的加工中，換用的機(jī)床是德國生產(chǎn)的大型龍門五軸加工中心Fooke。這種機(jī)床具有了高速加工中對機(jī)床的所有明確要求，機(jī)床切入點轉(zhuǎn)速高達(dá)15 000r/min，切削速度達(dá)到40m/min，機(jī)床動態(tài)響應(yīng)很好。最關(guān)鍵的是機(jī)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(tuán)ACCU-LUBE（洛里路巴）的LB-6000高濃度油氣潤滑，高濃度的機(jī)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(jī)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(jì)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(jī)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(jī)床和的急劇阻尼，會造成機(jī)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(kuò)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(jī)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(jī)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。