泡沫型材圓臺(tái)形斜面加工工藝比較

郭琨，曹戰(zhàn)龍

(寶雞石油機(jī)械有限責(zé)任公司，陜西 寶雞 721013)

0 引言

隨著單件產(chǎn)品需求數(shù)量的增多，用泡沫型材制作模型成為一種節(jié)約成本的有效途徑。用泡沫型材制作模型具有原料輕、制模操作輕巧靈便、簡(jiǎn)化工藝工序、縮短生產(chǎn)周期等特點(diǎn)[1]。但用泡沫型材加工圓臺(tái)形斜面，一直是困擾模型工的一個(gè)難題。傳統(tǒng)加工工藝，加工工序比較復(fù)雜，受機(jī)床開(kāi)口空間的限制，較大直徑不易磨削，且磨削后還要進(jìn)行手工修整，其尺寸不易控制準(zhǔn)確，表面光潔度也不是很好；采用木工數(shù)控龍門(mén)銑床進(jìn)行加工，加工工序簡(jiǎn)單，加工后尺寸精確，表面光潔度好，但工件不易裝夾；利用電阻絲加工，工序簡(jiǎn)單，但在電阻絲的加工過(guò)程中，對(duì)同步度要求過(guò)高。

1 三種加工工藝的比較

本文以圖1所示結(jié)構(gòu)為例，對(duì)三種加工工藝進(jìn)行比較。

圖1 工件剖面圖

1.1 傳統(tǒng)加工工藝

傳統(tǒng)加工工序：

1) 準(zhǔn)備好加工坯料：把泡沫型材制作成直徑2 600mm，厚度240mm的圓柱形坯料。

2) 放樣：模型工根據(jù)圖樣按1:1比例在紙板上畫(huà)出工件的剖面圖，并根據(jù)斜面的斜度分出一定數(shù)量的同心圓，做出垂直線，便于量取高度，作為磨削工序的磨削高度基準(zhǔn)。如圖2所示。

圖2 工件放樣圖

3) 畫(huà)線：在圓柱形坯料上進(jìn)行畫(huà)線，按放樣尺寸畫(huà)出同心圓，并在各圓處寫(xiě)出需要磨削的高度。

4) 磨削同心圓：在木工鉆床上磨削直徑2 000mm，高13mm圓柱，磨削半徑50mm的連接圓弧，按各同心圓大小高低進(jìn)行磨削，磨削后如圖3(b)所示，圖3(a)為局部放大圖。

圖3 磨削后坯料

5) 手工磨削：手工磨削上一工序中的剖面線部分，達(dá)到工件要求。

傳統(tǒng)工藝加工特點(diǎn)：

傳統(tǒng)工藝是采用手工操作配合木工鉆床，不需要裝夾工件，對(duì)機(jī)械化程度要求不高，適合較小直徑范圍斜面加工；對(duì)較大直徑斜面加工時(shí)，磨削尺寸不易控制，臺(tái)階面要進(jìn)行手工磨削，表面光潔度主要由模型工技術(shù)水平控制。

1.2 木工數(shù)控龍門(mén)銑床加工工藝

a) 固定工作臺(tái)加工工藝

加工工序：

1) 準(zhǔn)備好坯料：把泡沫型材制作成直徑2 600mm，厚度240mm的圓柱形坯料。

2) 裝夾坯料：用較重物件壓住坯料。

3) 機(jī)床對(duì)刀，確定坯料中心。

4) 量取斜度，編寫(xiě)程序，并輸入機(jī)床。

加工程序：

G91 G54

G0 Z2

S6000 M04

G01 X1000 F2000

Z-15

G02 X0 Y0 I-1000 J0

R1=50 R2=1000

MA1:G01 X1

R3=SQRT(50*50-R1*R1)

R1=R1-1

R4=SQRT(50*50-R1*R1)

R5=R4-R3

G01 Z=-R5

R2=R2+1

G02 X0 Y0 I=-R2 J0

IF R1>15 GOTOB MA1

R6=1035

L1P100

G0 Z200

M05

M30

子程序L1

G91 G01 X2.65 F1000

Z-0.81

R6=R6+2.65

G02 X0 Y0 I=-R6 J0 F2000

RET

5) 機(jī)床加工：對(duì)坯料進(jìn)行機(jī)床加工，即可完成斜面的銑削。

b) 旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)加工工藝

加工工序與固定工作臺(tái)相似，只是要把坯料裝夾在旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)上，加工程序改為：

G91 G54

T01D01

G0 Z2

S6000 M04

G01 X1000 F2000

Z-15

B360

G03 X35 Z-46 CR=50 B21600 F30

G01 X265 Z-81 B90000 F30

B360

G0 Z200

M05

M30

數(shù)控龍門(mén)銑床加工特點(diǎn)：

木工數(shù)控龍門(mén)銑床加工工藝加工圓臺(tái)形斜面可以實(shí)現(xiàn)一次加工即可滿(mǎn)足圖樣要求，加工工序比較簡(jiǎn)單，加工精度高，尤其在大型工件加工方面表現(xiàn)尤為明顯，但泡沫型材不易裝夾。

1.3 電阻絲加工工藝

利用泡沫型材熔點(diǎn)低、電阻絲通電后發(fā)熱的特點(diǎn)，用帶電電阻絲代替操作機(jī)床加工泡沫形材[2]。裝置示意圖如圖4所示。

1—電阻絲；2—標(biāo)尺；3—工作臺(tái) 圖4 電阻絲裝置示意圖

加工工藝：

1) 準(zhǔn)備好加工坯料：把泡沫形材制作成直徑2 600mm，厚度240mm的圓柱形坯料。

2) 放樣：模型工根據(jù)圖樣按1:1比例在紙板上畫(huà)出工件的剖面圖。

3) 畫(huà)線：在坯料上畫(huà)線。

4) 電阻絲加工：由兩人協(xié)作進(jìn)行加工，用通電電阻絲沿端面圓，側(cè)面圓做圓周遠(yuǎn)動(dòng)，如圖5所示，加工時(shí)，電阻絲必須拉直，且要求切削速度必須同步。

5) 加工其余直徑2 000mm圓和半徑50mm圓弧連接部分(用鉆床代替磨床進(jìn)行磨削加工)。

6) 連接兩部分，即完成工件加工。

圖5 電阻絲加工示意圖

電阻絲加工特點(diǎn)：

電阻絲加工工藝，加工工序比較簡(jiǎn)單，速度快，但切削加工只能分工序完成，切削斜面不能太長(zhǎng)，完成切削加工一般需要兩人配合操作，且切削速度不易掌握，加工工件精度不高。

2 三種工藝特點(diǎn)比較

三種加工工藝各有優(yōu)缺點(diǎn)，模型工在實(shí)踐中根據(jù)加工斜面的尺寸，得出各種工藝的適用范圍如表1所示。

表1 三種工藝特點(diǎn)比較

3 結(jié)語(yǔ)

鑄件的種類(lèi)千差萬(wàn)別，斜面形狀也是各種各樣，各種鑄件對(duì)模型的質(zhì)量等級(jí)要求也不完全相同。一級(jí)模型對(duì)鑄件尺寸精度和表面質(zhì)量要求較高，二級(jí)模型對(duì)鑄件尺寸精度和表面質(zhì)量有一定要求或鑄件尺寸精度和表面質(zhì)量要求不高，三級(jí)模型對(duì)鑄件尺寸精度和表面質(zhì)量要求不高，適用與單次或少量生產(chǎn)[3]。操作者可以根據(jù)三種加工方法的工藝特點(diǎn)，合理選擇。

參考文獻(xiàn):

[1] 繆承偉. 木模工藝學(xué)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1980.

[2] 郭新玲，楊兵兵，朱榮蓉，等. 一種泡沫型材電阻絲切割裝置[P]. 中國(guó)：ZL 2013 2 0804955.3，2014-06-11.

[3] JB/T7699-1995. 鑄造用木制模樣和芯盒技術(shù)條件[S].