分層制造和數(shù)控加工成形技術(shù)研究論文

　　摘要：基于工業(yè)生產(chǎn)的角度來看，提升我國機(jī)械制造技術(shù)的水平成為機(jī)械制造者最關(guān)注的課題。當(dāng)前復(fù)合快速成形技術(shù)是機(jī)械設(shè)備加工制造的主要技術(shù)手段，傳統(tǒng)的分層制造技術(shù)和數(shù)控技術(shù)雖然具有一定的技術(shù)優(yōu)勢，但是同樣存在著一些瓶頸，如前者生產(chǎn)制造過程中容易制造出外觀以及精度不佳的產(chǎn)品，而后者則無法實(shí)現(xiàn)對于結(jié)構(gòu)形狀較為復(fù)雜的組件的生產(chǎn)。因而實(shí)現(xiàn)分層制造和數(shù)控加工雙重技術(shù)下的復(fù)合快速成形技術(shù)的研究具有現(xiàn)實(shí)意義。

　　關(guān)鍵詞：分層制造；數(shù)控加工；復(fù)合快速成形技術(shù)

　　引言

　　隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，社會(huì)各領(lǐng)域之間的競爭力越發(fā)激烈，要想占據(jù)更多的市場地位，要求社會(huì)各行業(yè)都能夠?qū)崿F(xiàn)精準(zhǔn)化、創(chuàng)新化的發(fā)展，對于服務(wù)業(yè)要實(shí)現(xiàn)個(gè)性化的服務(wù)；作為我國國民經(jīng)濟(jì)的中堅(jiān)力量的制造產(chǎn)業(yè)，就要提高制造加工的及其零部件的精度、美觀程度、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。對于傳統(tǒng)的機(jī)械制造技術(shù)的創(chuàng)新優(yōu)化就是要推動(dòng)復(fù)合快速成形技術(shù)的發(fā)展。

　　1復(fù)合快速成形技術(shù)分析

　　1.1復(fù)合快速成形技術(shù)概念

　　復(fù)合快速成形技術(shù)是在快速成形技術(shù)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的二維層成形轉(zhuǎn)變?yōu)槿�維層成形的技術(shù)手段。根據(jù)之前的機(jī)械制造工業(yè)技術(shù)，快速成形技術(shù)是制造業(yè)中最常用的工藝手段，主要是通過引入銑削加工程序，采取二次疊加的方式實(shí)現(xiàn)二維成形，該工藝能夠?qū)�工件進(jìn)行固定從而實(shí)現(xiàn)工件表面的光滑和完整，但是其無法實(shí)現(xiàn)對設(shè)備的制造精度的提升。因此就需要研發(fā)三維層的制造方案，也就是本文要展開分析的復(fù)合快速成形技術(shù)，它能夠同時(shí)兼顧工件的表面光滑、平整程度還能夠提高制造的精度。簡要來說，復(fù)合快速成形技術(shù)是基于分層制造的二維理念，經(jīng)過添加進(jìn)數(shù)控加工技術(shù)最終形成的三維層的制造方案，它將疊加的三維層作為原型，對所有的待加工的工件分為厚度相當(dāng)?shù)娜�維層，通過銑削加工、材料處理等程序制造出工件模型。同時(shí)數(shù)控加工技術(shù)能夠提升刀具對于形狀復(fù)雜的結(jié)構(gòu)的接近率，降低所分設(shè)的層次，通過分別對三維層的各個(gè)層面的銑削加工，實(shí)現(xiàn)對三層原材料的堆積和去除，通過交替反復(fù)進(jìn)行塑性的工藝，最后造成產(chǎn)品的原型。

　　1.2復(fù)合快速成形技術(shù)工藝程序

　　從理論上來說，復(fù)合快速成形技術(shù)經(jīng)濟(jì)性價(jià)比更高。為了體現(xiàn)其應(yīng)用價(jià)值，本研究將六軸并聯(lián)機(jī)床作為加工開發(fā)的中介，分析復(fù)合快速成形技術(shù)的實(shí)際工藝程序。這里提到的六軸并聯(lián)機(jī)床是指一次性能夠同時(shí)夾裝五個(gè)面的工件，同時(shí)需要兩個(gè)機(jī)床同時(shí)使用，機(jī)床甲用于工件正面的加工，機(jī)床乙用作反面的疊層加工作用，通過甲乙機(jī)床的柔性合作的方式，來展開三維分層制造快速成形加工。其主要的工藝流程入下所示：①將需要加工的板材裝夾在機(jī)床甲上，設(shè)定操作軌跡，板材會(huì)逐漸移動(dòng)到六軸并聯(lián)的機(jī)床上先進(jìn)行反面的加工，該機(jī)床主要是對工件的輪廓過渡線之下部分的構(gòu)造，然后完成反面加工后，機(jī)床通過反方向的操作軌跡，返回到出發(fā)位置，同時(shí)也將反面構(gòu)造加工完成的板材翻轉(zhuǎn)黏貼到機(jī)床乙上；②傳遞到乙機(jī)床上已完成反面構(gòu)造加工的板材不需要在進(jìn)行類似于機(jī)床甲那樣的構(gòu)造加工，只需要從正面進(jìn)行一次三軸銑削加工使其成形即可，在操作過程中，對工件正面的塑形為主要的工藝流程。總之在復(fù)合快速成形技術(shù)工藝中，整個(gè)機(jī)械設(shè)備的加工是完成反面加工后，進(jìn)行板材疊加或是黏粘的方式，實(shí)現(xiàn)正面加工，該工序反復(fù)操作，直至造成符合標(biāo)準(zhǔn)的工件的原型。該過程中是基于對CAD模型的原型的三維層面分割后，在水平面上形成一個(gè)固定層，完成工件加工后，再經(jīng)過六軸機(jī)床的水平支撐處理，完成的工件加工方式。

　　2分層制造技術(shù)分析

　　復(fù)合快速成形技術(shù)是基于分層制造技術(shù)和數(shù)控加工下的工藝流程，其中較多的核心工藝是基于分層處理制造技術(shù)上實(shí)現(xiàn)的。最為經(jīng)典的就是將CAD模型的分層處理制造，其工藝要求是保證工件的各個(gè)層面都要在制定的加工條件、加工位置上完成銑削加工，并且要求完成切削的數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度，以及切削后的正反面構(gòu)造的美觀性。因而在復(fù)合快速成形技術(shù)下的分層處理制造技術(shù)的施工要點(diǎn)有以下幾點(diǎn)：①保證切削刀具同板材工件的接近性，在機(jī)床加工中，不論是工件的正面或是反面都是根據(jù)一定的運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)入到切削工具中的，因而要求盡可能的考慮計(jì)算出切削刀具需要加工形成的厚度數(shù)據(jù)，切削工具的深度、板材原有的厚度以及多個(gè)層面下的工件的厚度；②需要盡可能的保證各個(gè)層面的數(shù)量，這樣的技術(shù)工藝能夠減少多次疊層的時(shí)間，提高工作的效率；③盡量減少疊加過程中切削的頻率，實(shí)現(xiàn)一刀完成所有的切削的材料才能夠節(jié)省切削的時(shí)間。這都是分層處理制造技術(shù)在復(fù)合快速成形技術(shù)中需要注意的工藝流程要點(diǎn)，而隨著現(xiàn)代軟件技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械制造業(yè)逐步實(shí)現(xiàn)了智能化發(fā)展，當(dāng)前的分層處理制造技術(shù)是能夠依托于商用的分層軟件來實(shí)現(xiàn)的，這能夠提高CAD模型的分層處理制造的效率和準(zhǔn)確性。以化學(xué)木材為制造材料制造汽車把手的過程中，通過分層制造下的復(fù)合快速成形技術(shù)實(shí)踐研究可以了解到，由于汽車把手具有較高的外形特點(diǎn)，曲面較多，所以根據(jù)原先機(jī)械加工中數(shù)控加工所產(chǎn)生的汽車把手的制造加工軌跡建立汽車把手的CAD模型，將CAD模型按照上述的分層制造處理加工后發(fā)現(xiàn)，當(dāng)水平面支撐被去除后，最終制造成形的汽車把手的制造精度高達(dá)0.05mm，同時(shí)完成所有的構(gòu)件加工的程序時(shí)間僅耗時(shí)5h，對于傳統(tǒng)的分層制造技術(shù)和快速成形技術(shù)而言，具有很大的技術(shù)創(chuàng)新，并且?guī)�來更高的�?jīng)濟(jì)收益。

　　3基于分層制造和數(shù)控加工指導(dǎo)下的加工工件的固定處理

　　在對加工工件實(shí)施疊層操作與正面加工過程中，需要考慮到的核心的工藝手段是如何實(shí)現(xiàn)加工工件在水平面上的疊層固定以及單一固定。基于分層制造和數(shù)控加工指導(dǎo)下的加工工件的固定方法主要是以下工序要求：①不論是何種結(jié)構(gòu)類型的工件，都要對第一層加工板材進(jìn)行水平固定，第二層是針對于CAD板材模型設(shè)置一個(gè)水平支撐，使其能夠支撐起完成銑削加工，這樣就可以讓板材外幣和被加工成形的板材部分連接在一起，實(shí)現(xiàn)加工固定工藝；②固定后加工工件在切削過程中，秩序采用通用的夾具進(jìn)行固定在工作臺上，一次完成反面加工處理；③完成反面技工處理后，其被加工的板材外壁和已經(jīng)加工成型的板材將會(huì)出現(xiàn)分離的狀態(tài)，導(dǎo)致部分加工成形的板材出現(xiàn)脫落的現(xiàn)象，因而可以利用設(shè)置水平支撐的設(shè)置再次將板材外幣同已經(jīng)加工成形的板材連接在一起，然后用通用夾具將其固定的工作臺上。總之基于分層制造技術(shù)下的復(fù)合快速成形技術(shù)需要完成三種情況下的工件加工工藝，第一次是在開始本次的工件制造的固定，第一層加工板材的固定和第二層CAD模型的分層固定后，完成反面的構(gòu)造切削，由于切削后會(huì)出現(xiàn)位移等現(xiàn)象，將會(huì)帶來不穩(wěn)定的現(xiàn)象，因而要進(jìn)行第二次的固定，當(dāng)實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)進(jìn)行正面構(gòu)件加工時(shí)，也要進(jìn)行再一次的固定加工的檢查。

　　4結(jié)語

　　綜上所述，通過對加工工件的固定方法、工件的分層處理指導(dǎo)及工件的快速成形復(fù)合技術(shù)方面的分析，對基于分層制造和數(shù)控加工的復(fù)合快速成形技術(shù)進(jìn)行了逐一的分解分析，希望能夠彌補(bǔ)傳統(tǒng)的分層制造技術(shù)和數(shù)控加工技術(shù)的缺陷，將分層制造和數(shù)控加工的優(yōu)勢有機(jī)結(jié)合起來，提高復(fù)合快速成形技術(shù)的技術(shù)優(yōu)勢，創(chuàng)造出更具市場競爭力的產(chǎn)品。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]劉霖，謝衛(wèi)剛.碳纖維復(fù)合材料汽車件改進(jìn)VARI一體化成形技術(shù)[J].石化技術(shù)，2018，25（03）：14.

　　[2]王斐然.基于分層控制的并聯(lián)逆變器功率均衡技術(shù)研究[D].北方工業(yè)大學(xué)，2017.

　　[3]王虎.納米改性光固化快速成形樹脂性能的研究[D].青島科技大學(xué)，2016.

　　[4]李俊男，趙強(qiáng).數(shù)控技術(shù)在機(jī)械加工技術(shù)中的應(yīng)用研究[J].科技經(jīng)濟(jì)市場，2015（04）：17.

　　[5]梁春鴻.數(shù)控技術(shù)在機(jī)械加工中的應(yīng)用及其發(fā)展前景[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2015（05）：62-63.

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