金属工艺论文1500字怎么写的
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电火花曲面展成加工的研究 来源:福建泉州华侨大学机电及自动化学院 作者:刘石安 【摘 要】研究数控电火花铣削加工工艺,探索大面积曲面铣削加工方法,加工路径直接由通用模具设计软件生成,电极损耗补偿按加工路径均匀递增补偿法计算。 【关键词】电火花加工;电火花铣削加工;电极补偿 -/tech_asp?keyno=83 电火花成形是模具型腔加工的主要方式,其加工质量关键之一是电极的制造,由于粗、中、精加工时的放电间隙不同,电极尺寸也应不同,因此需制作多个电极才能最终满足加工精度的要求。特别是型腔加工面积较大时,有时还必须使用分割电极加工法,依次完成型腔各个部分的加工。由此使电极制作成本增高。分割电极加工时,型腔表面还会产生接缝以及电极二次装夹重复定位精度问题,这些都会影响电火花成形加工的质量。 随着数控技术的发展,模具型腔加工有了新的工艺方法——数控电火花铣削加工,即用简单电极展成复杂型面。数控电火花铣削加工工艺的关键是加工路径的生成和电极损耗的补偿。对此国内外许多电加工学者做了大量深入细致的研究,如研究等损耗分层加工模型以及基于该模型建立加工路径生成的专用CAM软件,研究电极损耗精密检测技术、在线电极补偿等[1~4]。 数控电火花铣削工艺可进行修尖角加工、窄缝加工及侧面伺服加工等,但本文更关心的是空间直线伺服进给问题,研究的主要内容集中于空间曲线轨迹加工方向、空间曲面展成加工方向,探索型腔型面的数控电火花铣削加工工艺。 本文引用金属切削加工中心的工艺路线,应用通用的模具加工软件UG造型,生成加工路径,并将加工代码编译成具体机床的数控指令。在电极损耗补偿方面,只考虑Z轴方向的补偿,并提出沿电极加工路径、按轨迹路程均匀递增补偿电极损耗的方法。 1 数控电火花铣削加工工艺 加工中心的铣削加工工艺已很成熟,故将其引入数控电火花铣削加工工艺中。经过研究和实验,已证实轮廓加工、挖槽加工、沿曲面加工、修边、去残留等加工问题都能用数控电火花铣削加工方法解决,也就是说数控电火花铣削加工中的加工路径生成问题可以用通用模具加工软件解决。 值得注意的是电火花铣削加工并不等同金属切削加工,由于放电间隙和电极损耗的存在,会对型腔尺寸精度产生影响,因此在给数控电火花铣削加工编程时必须注意如下问题: (1) 加工余量。该参量的最小值要求大于放电间隙,超精加工时加工余量并不为零,且前一道工序要给后一道工序留下余量。 (2) 加工方式。在轮廓加工或挖槽加工时可以选择生成圆弧段程序。而在沿曲面加工时必须选择直线加工方式,包括切入切出程序,即程序段必须是空间微直线段,这也有利于电极损耗补偿计算。 (3) 加工精度。加工精度越高,弦线对空间曲线的逼近度越高,空间微直线段越多,程序越长。实际加工时,粗加工可以选择低一点的精度,以减少程序段数。 (4) 残余波峰高。该参量指刀具横向进给量,其值越小,加工曲面越光顺。该参量也可以用刀具直径的百分比表示。 (5) 电极尺寸。本文要求每次加工编程时输入电极直径的实测值,这样可让电极损耗补偿计算只须放在Z轴方向。 (6) 电参量和电极长度补偿。电参量的选择要参考加工余量,超精加工时要选择正极性加工方式,要用电子的能量去修平放电痕凸起。电极损耗补偿值依工艺经验而定,它与电参量、电极材料对及工作液等相关。电极损耗补偿值均匀插入每个微直线段端点上。 数控电火花铣削加工编程路线(图1)按上述6个方面要求设置参量,就可生成粗、中、精加工路径及机床数控指令。 加工余量、加工方式、精度、残余波峰高、实际电极尺寸 零件 毛坯 UG-NX 刀具路径补偿软件 电参数 刀具长度补偿值输入 电火花数控铣削加工程序 图1 数控电火花铣削加工编程路线 用模具软件UG设计了一空间曲面,上有“电火花”字样。为体现数控电火花铣削加工能力,将所有工序全部采用数控电火花铣削加工方案。粗加工用ф14mm电极,按挖槽采用分层加工,横向进刀为电极直径的80%;中精加工用ф8mm和ф4mm的端电极,按矢量、沿曲面方式加工,横向进刀分别为电极直径的8%和5%。图2为中精加工刀具路径。 电极ф8mm,E293 电极ф4mm,E250 (a)中加工 (b)中精加工 电极ф4mm,E250 电极ф4mm,E200 (c)中精加工 (d)精加工 图2 电火花中、精铣削加工刀具路径 在图2d中左下角有一块粉红色的残留区域(在曲面曲率较大凹处),该区域端刀无法深入,因此在精加工之后还需要再用ф4mm指状R刀电极进行最后的光整和去残留加工。 另外,在同一加工余量条件下,工艺上还要求生成反向刀具路径,进行反向铣削加工,消除前一道工序正向加工时因电极损耗而产生的阶梯波浪面,以提高表面形状精度。 2 电极损耗补偿对策 1 电极损耗的影响 在数控电火花铣削加工过程中,放电一般发生在电极端部前沿尖角处,电流密度较大,放电集中度高,存在着较严重的电极损耗现象。在加工的开始阶段,工件材料去除量较大;在加工的末尾阶段,工件材料去除量最小,因此实际加工面是一个“斜坡面”,如图3A表面所示。在A表面与B表面之间是本道工序的未加工区。显而易见,电极损耗影响加工精度。 电极补偿过量面C 无电极损耗理想加工面B 没有补偿的加工面A h1当前层厚度 h2下一层厚度 图3 电极损耗补偿控制参考面 2 电极损耗补偿的目的 一方面可控制每一层铣削加工的尺寸及形状精度,另一方面还可给下一层铣削加工减少加工余量累计负担。电极损耗补偿值的给定应按不过度补偿为原则,即其值应小于本层加工量与下一层加工余量之和。 3 电极损耗补偿计算的方法 沿曲面铣削加工时按直线方式生成加工路径,所有程序段都是空间微直线段,假设在加工路径相对较长的条件下,电极损耗沿路程均匀分布,其补偿值沿轨迹,按路程均匀递增补偿到每段空间直线终点上,那么电极损耗补偿值在第i程序段的值为: △i=(△/∑Lk)·(∑j=0→iLj) 式中:△i为第i程序段的电极损耗补偿值;△为当前层铣削加工电极损耗预估值;∑Lk为当前层总的加工路径长;∑j=0→iLj为电极在第i程序段已走过的加工路径长。 △值与电参数和加工路径长度有关,主要用于电火花中、精加工;超精加工时其值设为零。 △i值用于第i程序段的电极损耗Z轴方向的补偿值,是用离线补偿计算法得到的。 3 电火花曲面铣削加工工艺实验 工艺实验在RobForm30三轴数控电火花成形机上进行,用UG软件造型、生成加工路径文件,选用专家系统生成的加工余量和电参数,再经电极损耗补偿处理,生成数控电火花铣削加工程序代码。 表1 是实验选用的加工参数。在精加工中去除的工件材料厚016mm,而预估电极损耗△取值05~07mm(实验值),实际的加工路径总长约为00mm,如按理论计算,每100mm长得到10~16μm的补偿,18000条程序平均每条得到0025~0038μm的补偿,因此,如果按规格化计算,那么只有刀具加工很长一段距离之后,刀具电极才会作出实际意义上的补偿,真正作出实际意义上补偿的程序段比例很低。 表1 电火花铣削加工参 mm 加工类型 加工余量 电参数 电极补偿 粗加工 粗加工 中加工 中精加工 精加工 超精加工 800 E383 500 400 E373 250 200 E293 100 150 E250 075 134 E220 050~070 122 E200 0 注:电参数采用RobForm30电火花成形机规准。 粗加工时电极补偿视具体情况而定,首先选择补偿方式加工,补偿取值一般小于加工余量,如果电极损耗较大,电极端面圆角过大,此时应更换电极,Z轴重新对零位后,再进行加工。超精加工时只需生成正、反向加工刀具路径,来回打光打抛曲面。实验中还加入了轮廓加工、残余加工、修边,并考虑了加工精度设置、最大微直线段长度设置等内容。 电极制作部分是一个比较重要的环节,故自制了机上修磨装置,依据铣床刀具工具磨原理,设计有“电碰”定位基准,可精确定位,可修整电极圆柱面,也可修整电极端部球面。但由于铜电极在机械力作用下容易变形让刀,因此只成功修整了φ5~8mm指状棒电极。 图4是数控电火花铣削加工的实物照片,是一个面积约为100mm×70mm的曲面。
金属材料是指由金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称。包括纯金属、合金、金属间化合物和特种金属材料等。人类文明的发展和社会的进步同金属材料关系十分密切。继石器时代之后出现的铜器时代、铁器时代,均以金属材料的应用为其时代的显著标志。现代,种类繁多的金属材料已成为人类社会发展的重要物质基础。我们对金属材料的认识应从以下几方面开始:一、分类:金属材料通常分为黑色金属、有色金属和特种金属材料。①黑色金属又称钢铁材料,包括含铁90%以上的工业纯铁,含碳 2%~4%的铸铁,含碳小于 2%的碳钢,以及各种用途的结构钢、不锈钢、耐热钢、高温合金、精密合金等。广义的黑色金属还包括铬、锰及其合金。②有色金属是指除铁、铬、锰以外的所有金属及其合金,通常分为轻金属、重金属、贵金属、半金属、稀有金属和稀土金属等。有色合金的强度和硬度一般比纯金属高,并且电阻大、电阻温度系数小。③特种金属材料包括不同用途的结构金属材料和功能金属材料。其中有通过快速冷凝工艺获得的非晶态金属材料,以及准晶、微晶、纳米晶金属材料等;还有隐身、抗氢、超导、形状记忆、耐磨、减振阻尼等特殊功能合金,以及金属基复合材料等。金属材料按生产成型工艺又分为铸造金属、变形金属 、喷射成形金属,以及粉末冶金材料。铸造金属通过铸造工艺成型,主要有铸钢、铸铁和铸造有色金属及合金。变形金属通过压力加工如锻造、轧制、冲压等成型,其化学成分与相应的铸造金属略有不同。喷射成形金属是通过喷射成形工艺制成具有一定形状和组织性能的零件和毛坯。金属材料的性能可分为工艺性能和使用性能两种。二、性能为更合理使用金属材料,充分发挥其作用,必须掌握各种金属材料制成的零、构件在正常工作情况下应具备的性能(使用性能)及其在冷热加工过程中材料应具备的性能(工艺性能)。材料的使用性能包括物理性能(如比重、熔点、导电性、导热性、热膨胀性、磁性等)、化学性能(耐用腐蚀性、抗氧化性),力学性能也叫机械性能。材料的工艺性能指材料适应冷、热加工方法的能力。三、生产工艺:金属材料生产,一般是先提取和冶炼金属 。有些金属需进一步精炼并调整到合适的成分,然后加工成各种规格和性能的产品。提炼金属,钢铁通常采用火法冶金工艺,即采用转炉、平炉、电弧炉、感应炉、冲天炉(炼铁)等进行冶炼和熔炼;有色金属兼用火法冶金和湿法冶金工艺 ;高纯金属以及要求特殊性能的金属还采用区域熔炼、真空熔炼和粉末冶金工艺。金属材料通过冶炼并调整成分后,经过铸造成型,或经铸造、粉末冶金成型工艺制成锭、坯,再经塑性加工制成各种形态和规格的产品。对有些金属制品,要求其有特定的内部组织和力学性能,还常采用热处理工艺 。常用的热处理工艺有淬火、正火、退火、时效处理(将淬火后的金属制件置于室温或较高温度下保温适当时间,以提高其强度和硬度)等。四、发展趋势:金属材料的发展已从纯金属、纯合金中摆脱出来。随着材料设计、工艺技术及使用性能试验的进步,传统的金属材料得到了迅速发展,新的高性能金属材料不断开发出来。如快速冷凝非晶和微晶材料、高比强和高比模的铝锂合金、有序金属间化合物及机械合金化合金、氧化物弥散强化合金、定向凝固柱晶和单晶合金等高温结构材料、金属基复合材料以及形状记忆合金、钕铁硼永磁合金、贮氢合金等新型功能金属材料,已分别在航空航天、能源、机电等各个领域获得了应用,并产生了巨大的经济效益。
高中化学金属小论文怎么写①论钠的性质钠,一种金属元素,质地软,能使水分解释放出氢在地壳中钠1的含量为83%,居第六位,主要以钠盐的形式存在,如食盐(氯化钠)、智利硝石(硝酸钠)、纯碱(碳酸钠)等钠也是人体肌肉和神经组织中的主要成分之一在古汉语中,“钠”字的意思是锻铁化学性质钠原子的最外层只有1个电子,很容易失去因此,钠的化学性质非常活泼,在与其他物质发生氧化还原反应时,都是由0价升为+1价金属性强钠跟氧气的反应 在常温时4Na+O2=2Na2O (白色固体)在点燃时2Na+O2=Na2O2 (淡黄色粉末) ★钠在空气中点燃时,迅速熔化为一个闪亮的小球,发出黄色火焰,生成过氧化钠过氧化钠比氧化钠稳定,氧化钠可以和氧气化合成为过氧化钠,化学方程式为:2Na2O+O2=2Na2O钠能跟卤素、硫、磷、氢等非金属直接发生反应,生成相应的化合物,如 2Na+Cl2=2NaCl 2Na+S=Na2S(硫化钠)(钠与硫化合时研磨会发生爆炸) 钠跟水的反应 在烧杯中加一些水,滴入几滴酚酞溶液,然后把一小块钠放入水中观察到的现象及由现象得出的结论有:1、钠浮在水面上(钠的密度比水小)2、钠熔成一个闪亮的小球(钠与水反应放出热量,钠的熔点低)3、钠在水面上四处游动(有气体生成)钠单质与水的反应4、发出嘶嘶的响声(生成了气体,反映剧烈)5、事先滴有酚酞试液的水变红(有碱生成)反应方程式2Na+2H2O=2NaOH+H2↑★钠由于此反应剧烈,能引起氢气燃烧,所以钠失火不能用水扑救,必须用干燥沙土来灭火钠具有很强的还原性,可以从一些熔融的金属卤化物中把金属置换出来由于钠极易与水反应,所以不能用钠把居于金属活动性顺序钠之后的金属从其盐溶液中置换出来4、钠与酸溶液反应钠与酸溶液的反应涉及到钠的量,如果钠少量,只能与酸反应,如钠与盐酸的反应:2Na+2HCl=2NaCl+H2↑
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金属材料是指由金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称。包括纯金属、合金、金属间化合物和特种金属材料等。人类文明的发展和社会的进步同金属材料关系十分密切。继石器时代之后出现的铜器时代、铁器时代,均以金属材料的应用为其时代的显著标志。现代,种类繁多的金属材料已成为人类社会发展的重要物质基础。我们对金属材料的认识应从以下几方面开始:一、分类:金属材料通常分为黑色金属、有色金属和特种金属材料。①黑色金属又称钢铁材料,包括含铁90%以上的工业纯铁,含碳 2%~4%的铸铁,含碳小于 2%的碳钢,以及各种用途的结构钢、不锈钢、耐热钢、高温合金、精密合金等。广义的黑色金属还包括铬、锰及其合金。②有色金属是指除铁、铬、锰以外的所有金属及其合金,通常分为轻金属、重金属、贵金属、半金属、稀有金属和稀土金属等。有色合金的强度和硬度一般比纯金属高,并且电阻大、电阻温度系数小。③特种金属材料包括不同用途的结构金属材料和功能金属材料。其中有通过快速冷凝工艺获得的非晶态金属材料,以及准晶、微晶、纳米晶金属材料等;还有隐身、抗氢、超导、形状记忆、耐磨、减振阻尼等特殊功能合金,以及金属基复合材料等。金属材料按生产成型工艺又分为铸造金属、变形金属 、喷射成形金属,以及粉末冶金材料。铸造金属通过铸造工艺成型,主要有铸钢、铸铁和铸造有色金属及合金。变形金属通过压力加工如锻造、轧制、冲压等成型,其化学成分与相应的铸造金属略有不同。喷射成形金属是通过喷射成形工艺制成具有一定形状和组织性能的零件和毛坯。金属材料的性能可分为工艺性能和使用性能两种。二、性能为更合理使用金属材料,充分发挥其作用,必须掌握各种金属材料制成的零、构件在正常工作情况下应具备的性能(使用性能)及其在冷热加工过程中材料应具备的性能(工艺性能)。材料的使用性能包括物理性能(如比重、熔点、导电性、导热性、热膨胀性、磁性等)、化学性能(耐用腐蚀性、抗氧化性),力学性能也叫机械性能。材料的工艺性能指材料适应冷、热加工方法的能力。三、生产工艺:金属材料生产,一般是先提取和冶炼金属 。有些金属需进一步精炼并调整到合适的成分,然后加工成各种规格和性能的产品。提炼金属,钢铁通常采用火法冶金工艺,即采用转炉、平炉、电弧炉、感应炉、冲天炉(炼铁)等进行冶炼和熔炼;有色金属兼用火法冶金和湿法冶金工艺 ;高纯金属以及要求特殊性能的金属还采用区域熔炼、真空熔炼和粉末冶金工艺。金属材料通过冶炼并调整成分后,经过铸造成型,或经铸造、粉末冶金成型工艺制成锭、坯,再经塑性加工制成各种形态和规格的产品。对有些金属制品,要求其有特定的内部组织和力学性能,还常采用热处理工艺 。常用的热处理工艺有淬火、正火、退火、时效处理(将淬火后的金属制件置于室温或较高温度下保温适当时间,以提高其强度和硬度)等。四、发展趋势:金属材料的发展已从纯金属、纯合金中摆脱出来。随着材料设计、工艺技术及使用性能试验的进步,传统的金属材料得到了迅速发展,新的高性能金属材料不断开发出来。如快速冷凝非晶和微晶材料、高比强和高比模的铝锂合金、有序金属间化合物及机械合金化合金、氧化物弥散强化合金、定向凝固柱晶和单晶合金等高温结构材料、金属基复合材料以及形状记忆合金、钕铁硼永磁合金、贮氢合金等新型功能金属材料,已分别在航空航天、能源、机电等各个领域获得了应用,并产生了巨大的经济效益。
青铜是人类历史上一项伟大发明,它是红铜和锡、铅的合金,也是金属治铸史上最早的合金。青铜发明后,立刻盛行起来,从此人类历史也就进入新的阶段-青铜时代。 中国使用铜的历史年代久远。大约在六、七千年以前我们的祖先就发现并开始使用铜。1973年陕西临潼姜寨遗址曾出土一件半圆型残铜片,经鉴定为黄铜。1975年甘肃东乡林家马家窑文化遗址(约公元前3000左右)出土一件青铜刀,这是目前在中国发现的最早的青铜器,是中国进入青铜时代的证明。相对西亚、南亚及北非于距今约6500年前先后进入青铜时代而言,中国青铜时代的到来较晚,但却不能否认它是独立起源的,因为中国存在一个铜器与石器并用时代,年代距今约为5500~4500年。中国在此基础上发明青铜合金,与世界青铜器发展模式相同,因而可以排除中国青铜器是由境外传播而来之说。 “国之大事,在祀及戎”。对于中国先秦中原各国而言,最大的事情莫过于祭祀和对外战争。作为代表当时最先进的金属治炼、铸造技术的青铜,也主要用在祭祀礼仪和战争上。夏、商、周三代所发现的青铜器,其功能(用)均为礼仪用具和武器以及围绕二者的附属用具,这一点与世界各国青铜器有区别,形成了具有中国传统特色的青铜器文化体系。 一般把中国青铜器文化的发展划分为三大阶段,即形成期、鼎盛时期和转变期。形成期是指龙山时代,距今4500~4000年;鼎盛期即中国青铜器时代,时代包括夏、商、西周、春秋及战国早期,延续时间约一千六百余年,也就是中国传统体系的青铜器文化时代;转变时期指战国末期-秦汉时期,青铜器已逐步被铁器取代,不仅数量上大减,而且也由原来礼乐兵器及使用在礼仪祭祀,战争活动等等重要场合变成日常用具,其相应的器别种类、构造特征、装饰艺术也发生了转折性的变化。 一、形成期 距今4500~4000年龙山时代,相当于尧舜禹传说时代。古文献上纪载当时人们已开始冶铸青铜器。黄河、长江中下游地区的龙山时代遗址里,经考古发掘,在几十处遗址里发现了青铜器制品。从现有的材料来看,形成期的铜器有以下特点: 1、红铜与青铜器并存,并出现黄铜。甘肃省东乡林家遗址,出土一件范铸的青铜刀;河北省唐山大城山遗址发现两件带孔红铜牌饰;河南省登封王城岗龙山城内出土一件含锡7%的青铜容器残片;山西省襄汾陶寺墓地内出土一件完整铜铃,系红铜;山东胶县三里河遗址出土两件黄铜锥;山东省栖霞杨家圈出土黄铜残片。发现铜质制品数量最多的是甘肃、青海、宁夏一带的齐家文化,有好几处墓地出土刀、锥、钻、环和铜境,有些是青铜,有些是红铜。制作技术方面,有的是锻打的,有的是用范铸造的,比较先进。 2、青铜器品种较少,多属于日常工具和生活类,如刀、锥、钻、环、铜镜、装饰品等。但是应当承认当时人们已能够制造容器。此外,在龙山文化中常见红色或黄色陶鬶,且流口,腹裆部常有模仿的金属柳钉,如果认为这时的铜鬶容器与夏商铜鬶,爵、斝容器功能一样的话,当时的青铜器已经在或开始转向礼器了。 3、一般小遗址也出土铜制品,一般居民也拥青铜制品。此外,这个时期的青铜制品多朴实无饰,就是有纹饰的铜镜也仅为星条纹、三角纹等等的几何文饰,绝无三代青铜器纹饰的神秘感。 二、鼎盛期: 鼎盛期即中国青铜器时代,包括夏、商、西周、春秋及战国早期,延续时间约一千六百余年。这个时期的青铜器主要分为礼乐器、兵器及杂器。乐器也主要用在宗庙祭祀活动中。礼器是古代繁文缛节的礼仪中使用的,或陈于庙堂,或用于宴饮、盥洗,还有一些是专门做殉葬的明器。青铜礼器带有一定的神圣性,是不能在一般生活场合使用的。所有青铜器中,礼器数量最多,制作也最精美。礼乐器可以代表中国青铜器制作工艺的最高水平。礼器种类包括烹炊器、食器、酒器、水器和神像类。这一时期的青铜器装饰最为精美,文饰种类也较多。 青铜器最常见花纹之一,是饕餮纹,也叫兽面纹。这种纹饰最早出现在距今五千年前长江下游地区的良渚文化玉器上,山东龙山文化继承了这种纹饰。饕餮纹,本身就有浓厚的神秘色彩。《吕氏春秋·先识》篇内云“周鼎著饕餮,有首无身,食人未咽,害及其身”,故此,一般把这种兽面纹称之为饕餮纹。饕餮纹在二里头夏文化中青铜器上已有了。商周两代的饕餮纹类型很多,有的像龙、像虎、像牛、像羊、像鹿;还有像鸟、像凤、像人的。西周时代,青铜器纹饰的神秘色彩逐渐减退。龙和凤,仍然是许多青铜器花纹的母题。可以说许多图案化的花纹,实际是从龙蛇、凤鸟两大类纹饰衍变而来的。 蝉纹,是商代、西周常见的花纹,到了春秋,还有变形的蝉纹。春秋时代,螭龙纹盛行,逐渐占据了统治地位,把其他花纹差不多都挤掉了。 中国古代青铜器的另一个突出特征是制作工艺的精巧绝伦,显示出古代匠师们巧夺天工的创造才能。用陶质的复合范浇铸制作青铜器的和范法,在中国古代得到充分的发展。陶范的选料塑模翻范,花纹刻制均极为考究,浑铸、分铸、铸接、叠铸技术非常成熟。随后发展出来毋需分铸的失蜡法工艺技术,无疑是青铜铸造工艺的一大进步。 在青铜器上加以镶嵌以增加美观,这种技术很早就出现了。镶嵌的材料,第一种是绿松石,这种绿色的宝石,至今仍应用在首饰上。第二种是玉,有玉援戈,玉叶的矛,玉刃的斧钺等。第三种陨铁,如铁刃铜钺,铁援铜刃,经鉴定,铁刃均为硕铁。第四种是嵌红铜,用红铜来组成兽形花纹。春秋战国时也有用金、银来镶嵌装饰的青铜器。 东周时代,冶铸技术发展较高,出现了制造青铜器的技术总结性文献《考工记》。书中对制作钟鼎、斧斤、弋戟等各种器物所用青铜中铜锡的比例作了详细的规定。由于战争频繁,兵器铸造得到了迅速发展。特别是吴、越的宝剑,异常锋利,名闻天下,出现了一些著名的铸剑的匠师,如干将,欧治子等人。有的宝剑虽已在地下埋藏两千多年,但仍然可以切开成叠的纸张。越王勾践剑等一些剑,其表面经过一定的化学处理,形成防锈的菱形、鳞片形或火焰形的花纹,异常华丽。 中国青铜器还有一特点,就是迄今为止没有发现过任何肖像。不少的青铜器用人的面形作为装饰品,如人面方鼎、人面钺等,但这些人面都不是什么特定人物的面容。更多的器物是人的整体形象,如人形的灯或器座;或者以人的整体作为器物的一部分,如钟架有佩剑人形举手托住横梁,铜盘下有几个人形器足之类,这些人形大部分是男女待从的装束,而且也不是特定婢奴的肖像。四川广汉三星堆出土的立体像、人头像,大小均超过正常人,均长耳突目,高鼻阔口,富于神秘色彩,应是神话人物。 商周青铜器中数以万计的铜器留有铭文,这些文字,现在一般叫金文。对于历史学者而言起着证史、补史的作用。 中国青铜器的铭文,文字以铸成者为多。凹入的字样,称为阴文,少数文字凸起,称阳文。商代和西周,可以说铭文都是铸成的,只有极个别用锋利的工具刻字的例子。 西周晚期,开始出现完全是刻成的铭文。战国中期,大多数铭文已经是刻制的,连河北省平山中山王汉墓的三件极为典重的礼器,都是契刻而成,其刀法异常圆熟,有很高的艺术价值。 古人认为青铜器极其牢固,铭文可以传流不朽,因此要长期流传的事项必须铸在青铜物之上。因此,铭文已成为今天研究古代历史的重要材料。 三、转变时期; 转变时期一般指战国末年至秦汉末年这一时期。经过几百年的兼并战争及以富国、强兵为目的的政治、经济、文化改革,以郡县制取代分封制,具有中央集权性质的封建社会最终建立,传统的礼仪制度已彻底瓦解,铁制品已广泛使用。社会各领域均发生了翻天覆地的变化。 青铜器在社会生活中的地位逐渐下降,器物大多日用化,但是具体到某些青铜器,精美的作品还是不少的。如在陕西临潼秦始皇陵掘获的两乘铜车马。第一乘驾四马,车上有棚,御者为坐状。这两乘车马均为青铜器铸件构成,大小与实际合乎比例,极其精巧。车马上还有不少金银饰件,通体施以彩绘。第二乘马,长17、高06米,可以说是迄今发掘到的形制巨大、结构又最复杂的青铜器。 到了东汉末年,陶瓷器得到较大发展,在社会生活中的作用日益重要,从而把日用青铜器皿进一步从生活中排挤出去。至于兵器,工具等方面,这时铁器早已占了主导地位。隋唐时期的铜器主要是各类精美的铜镜,一般均有各种铭文。自此以后,青铜器除了铜镜外,可以说不再有什么发展了,因而本网对中国古代铜器发展的研究,至隋唐为止。 追问: 复制别人的 这个我刚看过 鄙视这类团队 回答: 我只是代表我 不代表团队啊·········· 追问: 额 这话我喜欢 采纳了
电火花曲面展成加工的研究 来源:福建泉州华侨大学机电及自动化学院 作者:刘石安 【摘 要】研究数控电火花铣削加工工艺,探索大面积曲面铣削加工方法,加工路径直接由通用模具设计软件生成,电极损耗补偿按加工路径均匀递增补偿法计算。 【关键词】电火花加工;电火花铣削加工;电极补偿 -/tech_asp?keyno=83 电火花成形是模具型腔加工的主要方式,其加工质量关键之一是电极的制造,由于粗、中、精加工时的放电间隙不同,电极尺寸也应不同,因此需制作多个电极才能最终满足加工精度的要求。特别是型腔加工面积较大时,有时还必须使用分割电极加工法,依次完成型腔各个部分的加工。由此使电极制作成本增高。分割电极加工时,型腔表面还会产生接缝以及电极二次装夹重复定位精度问题,这些都会影响电火花成形加工的质量。 随着数控技术的发展,模具型腔加工有了新的工艺方法——数控电火花铣削加工,即用简单电极展成复杂型面。数控电火花铣削加工工艺的关键是加工路径的生成和电极损耗的补偿。对此国内外许多电加工学者做了大量深入细致的研究,如研究等损耗分层加工模型以及基于该模型建立加工路径生成的专用CAM软件,研究电极损耗精密检测技术、在线电极补偿等[1~4]。 数控电火花铣削工艺可进行修尖角加工、窄缝加工及侧面伺服加工等,但本文更关心的是空间直线伺服进给问题,研究的主要内容集中于空间曲线轨迹加工方向、空间曲面展成加工方向,探索型腔型面的数控电火花铣削加工工艺。 本文引用金属切削加工中心的工艺路线,应用通用的模具加工软件UG造型,生成加工路径,并将加工代码编译成具体机床的数控指令。在电极损耗补偿方面,只考虑Z轴方向的补偿,并提出沿电极加工路径、按轨迹路程均匀递增补偿电极损耗的方法。 1 数控电火花铣削加工工艺 加工中心的铣削加工工艺已很成熟,故将其引入数控电火花铣削加工工艺中。经过研究和实验,已证实轮廓加工、挖槽加工、沿曲面加工、修边、去残留等加工问题都能用数控电火花铣削加工方法解决,也就是说数控电火花铣削加工中的加工路径生成问题可以用通用模具加工软件解决。 值得注意的是电火花铣削加工并不等同金属切削加工,由于放电间隙和电极损耗的存在,会对型腔尺寸精度产生影响,因此在给数控电火花铣削加工编程时必须注意如下问题: (1) 加工余量。该参量的最小值要求大于放电间隙,超精加工时加工余量并不为零,且前一道工序要给后一道工序留下余量。 (2) 加工方式。在轮廓加工或挖槽加工时可以选择生成圆弧段程序。而在沿曲面加工时必须选择直线加工方式,包括切入切出程序,即程序段必须是空间微直线段,这也有利于电极损耗补偿计算。 (3) 加工精度。加工精度越高,弦线对空间曲线的逼近度越高,空间微直线段越多,程序越长。实际加工时,粗加工可以选择低一点的精度,以减少程序段数。 (4) 残余波峰高。该参量指刀具横向进给量,其值越小,加工曲面越光顺。该参量也可以用刀具直径的百分比表示。 (5) 电极尺寸。本文要求每次加工编程时输入电极直径的实测值,这样可让电极损耗补偿计算只须放在Z轴方向。 (6) 电参量和电极长度补偿。电参量的选择要参考加工余量,超精加工时要选择正极性加工方式,要用电子的能量去修平放电痕凸起。电极损耗补偿值依工艺经验而定,它与电参量、电极材料对及工作液等相关。电极损耗补偿值均匀插入每个微直线段端点上。 数控电火花铣削加工编程路线(图1)按上述6个方面要求设置参量,就可生成粗、中、精加工路径及机床数控指令。 加工余量、加工方式、精度、残余波峰高、实际电极尺寸 零件 毛坯 UG-NX 刀具路径补偿软件 电参数 刀具长度补偿值输入 电火花数控铣削加工程序 图1 数控电火花铣削加工编程路线 用模具软件UG设计了一空间曲面,上有“电火花”字样。为体现数控电火花铣削加工能力,将所有工序全部采用数控电火花铣削加工方案。粗加工用ф14mm电极,按挖槽采用分层加工,横向进刀为电极直径的80%;中精加工用ф8mm和ф4mm的端电极,按矢量、沿曲面方式加工,横向进刀分别为电极直径的8%和5%。图2为中精加工刀具路径。 电极ф8mm,E293 电极ф4mm,E250 (a)中加工 (b)中精加工 电极ф4mm,E250 电极ф4mm,E200 (c)中精加工 (d)精加工 图2 电火花中、精铣削加工刀具路径 在图2d中左下角有一块粉红色的残留区域(在曲面曲率较大凹处),该区域端刀无法深入,因此在精加工之后还需要再用ф4mm指状R刀电极进行最后的光整和去残留加工。 另外,在同一加工余量条件下,工艺上还要求生成反向刀具路径,进行反向铣削加工,消除前一道工序正向加工时因电极损耗而产生的阶梯波浪面,以提高表面形状精度。 2 电极损耗补偿对策 1 电极损耗的影响 在数控电火花铣削加工过程中,放电一般发生在电极端部前沿尖角处,电流密度较大,放电集中度高,存在着较严重的电极损耗现象。在加工的开始阶段,工件材料去除量较大;在加工的末尾阶段,工件材料去除量最小,因此实际加工面是一个“斜坡面”,如图3A表面所示。在A表面与B表面之间是本道工序的未加工区。显而易见,电极损耗影响加工精度。 电极补偿过量面C 无电极损耗理想加工面B 没有补偿的加工面A h1当前层厚度 h2下一层厚度 图3 电极损耗补偿控制参考面 2 电极损耗补偿的目的 一方面可控制每一层铣削加工的尺寸及形状精度,另一方面还可给下一层铣削加工减少加工余量累计负担。电极损耗补偿值的给定应按不过度补偿为原则,即其值应小于本层加工量与下一层加工余量之和。 3 电极损耗补偿计算的方法 沿曲面铣削加工时按直线方式生成加工路径,所有程序段都是空间微直线段,假设在加工路径相对较长的条件下,电极损耗沿路程均匀分布,其补偿值沿轨迹,按路程均匀递增补偿到每段空间直线终点上,那么电极损耗补偿值在第i程序段的值为: △i=(△/∑Lk)·(∑j=0→iLj) 式中:△i为第i程序段的电极损耗补偿值;△为当前层铣削加工电极损耗预估值;∑Lk为当前层总的加工路径长;∑j=0→iLj为电极在第i程序段已走过的加工路径长。 △值与电参数和加工路径长度有关,主要用于电火花中、精加工;超精加工时其值设为零。 △i值用于第i程序段的电极损耗Z轴方向的补偿值,是用离线补偿计算法得到的。 3 电火花曲面铣削加工工艺实验 工艺实验在RobForm30三轴数控电火花成形机上进行,用UG软件造型、生成加工路径文件,选用专家系统生成的加工余量和电参数,再经电极损耗补偿处理,生成数控电火花铣削加工程序代码。 表1 是实验选用的加工参数。在精加工中去除的工件材料厚016mm,而预估电极损耗△取值05~07mm(实验值),实际的加工路径总长约为00mm,如按理论计算,每100mm长得到10~16μm的补偿,18000条程序平均每条得到0025~0038μm的补偿,因此,如果按规格化计算,那么只有刀具加工很长一段距离之后,刀具电极才会作出实际意义上的补偿,真正作出实际意义上补偿的程序段比例很低。 表1 电火花铣削加工参 mm 加工类型 加工余量 电参数 电极补偿 粗加工 粗加工 中加工 中精加工 精加工 超精加工 800 E383 500 400 E373 250 200 E293 100 150 E250 075 134 E220 050~070 122 E200 0 注:电参数采用RobForm30电火花成形机规准。 粗加工时电极补偿视具体情况而定,首先选择补偿方式加工,补偿取值一般小于加工余量,如果电极损耗较大,电极端面圆角过大,此时应更换电极,Z轴重新对零位后,再进行加工。超精加工时只需生成正、反向加工刀具路径,来回打光打抛曲面。实验中还加入了轮廓加工、残余加工、修边,并考虑了加工精度设置、最大微直线段长度设置等内容。 电极制作部分是一个比较重要的环节,故自制了机上修磨装置,依据铣床刀具工具磨原理,设计有“电碰”定位基准,可精确定位,可修整电极圆柱面,也可修整电极端部球面。但由于铜电极在机械力作用下容易变形让刀,因此只成功修整了φ5~8mm指状棒电极。 图4是数控电火花铣削加工的实物照片,是一个面积约为100mm×70mm的曲面。
金属工艺论文1500字开头怎么写
青铜是人类历史上一项伟大发明,它是红铜和锡、铅的合金,也是金属治铸史上最早的合金。青铜发明后,立刻盛行起来,从此人类历史也就进入新的阶段-青铜时代。 中国使用铜的历史年代久远。大约在六、七千年以前我们的祖先就发现并开始使用铜。1973年陕西临潼姜寨遗址曾出土一件半圆型残铜片,经鉴定为黄铜。1975年甘肃东乡林家马家窑文化遗址(约公元前3000左右)出土一件青铜刀,这是目前在中国发现的最早的青铜器,是中国进入青铜时代的证明。相对西亚、南亚及北非于距今约6500年前先后进入青铜时代而言,中国青铜时代的到来较晚,但却不能否认它是独立起源的,因为中国存在一个铜器与石器并用时代,年代距今约为5500~4500年。中国在此基础上发明青铜合金,与世界青铜器发展模式相同,因而可以排除中国青铜器是由境外传播而来之说。 “国之大事,在祀及戎”。对于中国先秦中原各国而言,最大的事情莫过于祭祀和对外战争。作为代表当时最先进的金属治炼、铸造技术的青铜,也主要用在祭祀礼仪和战争上。夏、商、周三代所发现的青铜器,其功能(用)均为礼仪用具和武器以及围绕二者的附属用具,这一点与世界各国青铜器有区别,形成了具有中国传统特色的青铜器文化体系。 一般把中国青铜器文化的发展划分为三大阶段,即形成期、鼎盛时期和转变期。形成期是指龙山时代,距今4500~4000年;鼎盛期即中国青铜器时代,时代包括夏、商、西周、春秋及战国早期,延续时间约一千六百余年,也就是中国传统体系的青铜器文化时代;转变时期指战国末期-秦汉时期,青铜器已逐步被铁器取代,不仅数量上大减,而且也由原来礼乐兵器及使用在礼仪祭祀,战争活动等等重要场合变成日常用具,其相应的器别种类、构造特征、装饰艺术也发生了转折性的变化。 一、形成期 距今4500~4000年龙山时代,相当于尧舜禹传说时代。古文献上纪载当时人们已开始冶铸青铜器。黄河、长江中下游地区的龙山时代遗址里,经考古发掘,在几十处遗址里发现了青铜器制品。从现有的材料来看,形成期的铜器有以下特点: 1、红铜与青铜器并存,并出现黄铜。甘肃省东乡林家遗址,出土一件范铸的青铜刀;河北省唐山大城山遗址发现两件带孔红铜牌饰;河南省登封王城岗龙山城内出土一件含锡7%的青铜容器残片;山西省襄汾陶寺墓地内出土一件完整铜铃,系红铜;山东胶县三里河遗址出土两件黄铜锥;山东省栖霞杨家圈出土黄铜残片。发现铜质制品数量最多的是甘肃、青海、宁夏一带的齐家文化,有好几处墓地出土刀、锥、钻、环和铜境,有些是青铜,有些是红铜。制作技术方面,有的是锻打的,有的是用范铸造的,比较先进。 2、青铜器品种较少,多属于日常工具和生活类,如刀、锥、钻、环、铜镜、装饰品等。但是应当承认当时人们已能够制造容器。此外,在龙山文化中常见红色或黄色陶鬶,且流口,腹裆部常有模仿的金属柳钉,如果认为这时的铜鬶容器与夏商铜鬶,爵、斝容器功能一样的话,当时的青铜器已经在或开始转向礼器了。 3、一般小遗址也出土铜制品,一般居民也拥青铜制品。此外,这个时期的青铜制品多朴实无饰,就是有纹饰的铜镜也仅为星条纹、三角纹等等的几何文饰,绝无三代青铜器纹饰的神秘感。 二、鼎盛期: 鼎盛期即中国青铜器时代,包括夏、商、西周、春秋及战国早期,延续时间约一千六百余年。这个时期的青铜器主要分为礼乐器、兵器及杂器。乐器也主要用在宗庙祭祀活动中。礼器是古代繁文缛节的礼仪中使用的,或陈于庙堂,或用于宴饮、盥洗,还有一些是专门做殉葬的明器。青铜礼器带有一定的神圣性,是不能在一般生活场合使用的。所有青铜器中,礼器数量最多,制作也最精美。礼乐器可以代表中国青铜器制作工艺的最高水平。礼器种类包括烹炊器、食器、酒器、水器和神像类。这一时期的青铜器装饰最为精美,文饰种类也较多。 青铜器最常见花纹之一,是饕餮纹,也叫兽面纹。这种纹饰最早出现在距今五千年前长江下游地区的良渚文化玉器上,山东龙山文化继承了这种纹饰。饕餮纹,本身就有浓厚的神秘色彩。《吕氏春秋·先识》篇内云“周鼎著饕餮,有首无身,食人未咽,害及其身”,故此,一般把这种兽面纹称之为饕餮纹。饕餮纹在二里头夏文化中青铜器上已有了。商周两代的饕餮纹类型很多,有的像龙、像虎、像牛、像羊、像鹿;还有像鸟、像凤、像人的。西周时代,青铜器纹饰的神秘色彩逐渐减退。龙和凤,仍然是许多青铜器花纹的母题。可以说许多图案化的花纹,实际是从龙蛇、凤鸟两大类纹饰衍变而来的。 蝉纹,是商代、西周常见的花纹,到了春秋,还有变形的蝉纹。春秋时代,螭龙纹盛行,逐渐占据了统治地位,把其他花纹差不多都挤掉了。 中国古代青铜器的另一个突出特征是制作工艺的精巧绝伦,显示出古代匠师们巧夺天工的创造才能。用陶质的复合范浇铸制作青铜器的和范法,在中国古代得到充分的发展。陶范的选料塑模翻范,花纹刻制均极为考究,浑铸、分铸、铸接、叠铸技术非常成熟。随后发展出来毋需分铸的失蜡法工艺技术,无疑是青铜铸造工艺的一大进步。 在青铜器上加以镶嵌以增加美观,这种技术很早就出现了。镶嵌的材料,第一种是绿松石,这种绿色的宝石,至今仍应用在首饰上。第二种是玉,有玉援戈,玉叶的矛,玉刃的斧钺等。第三种陨铁,如铁刃铜钺,铁援铜刃,经鉴定,铁刃均为硕铁。第四种是嵌红铜,用红铜来组成兽形花纹。春秋战国时也有用金、银来镶嵌装饰的青铜器。 东周时代,冶铸技术发展较高,出现了制造青铜器的技术总结性文献《考工记》。书中对制作钟鼎、斧斤、弋戟等各种器物所用青铜中铜锡的比例作了详细的规定。由于战争频繁,兵器铸造得到了迅速发展。特别是吴、越的宝剑,异常锋利,名闻天下,出现了一些著名的铸剑的匠师,如干将,欧治子等人。有的宝剑虽已在地下埋藏两千多年,但仍然可以切开成叠的纸张。越王勾践剑等一些剑,其表面经过一定的化学处理,形成防锈的菱形、鳞片形或火焰形的花纹,异常华丽。 中国青铜器还有一特点,就是迄今为止没有发现过任何肖像。不少的青铜器用人的面形作为装饰品,如人面方鼎、人面钺等,但这些人面都不是什么特定人物的面容。更多的器物是人的整体形象,如人形的灯或器座;或者以人的整体作为器物的一部分,如钟架有佩剑人形举手托住横梁,铜盘下有几个人形器足之类,这些人形大部分是男女待从的装束,而且也不是特定婢奴的肖像。四川广汉三星堆出土的立体像、人头像,大小均超过正常人,均长耳突目,高鼻阔口,富于神秘色彩,应是神话人物。 商周青铜器中数以万计的铜器留有铭文,这些文字,现在一般叫金文。对于历史学者而言起着证史、补史的作用。 中国青铜器的铭文,文字以铸成者为多。凹入的字样,称为阴文,少数文字凸起,称阳文。商代和西周,可以说铭文都是铸成的,只有极个别用锋利的工具刻字的例子。 西周晚期,开始出现完全是刻成的铭文。战国中期,大多数铭文已经是刻制的,连河北省平山中山王汉墓的三件极为典重的礼器,都是契刻而成,其刀法异常圆熟,有很高的艺术价值。 古人认为青铜器极其牢固,铭文可以传流不朽,因此要长期流传的事项必须铸在青铜物之上。因此,铭文已成为今天研究古代历史的重要材料。 三、转变时期; 转变时期一般指战国末年至秦汉末年这一时期。经过几百年的兼并战争及以富国、强兵为目的的政治、经济、文化改革,以郡县制取代分封制,具有中央集权性质的封建社会最终建立,传统的礼仪制度已彻底瓦解,铁制品已广泛使用。社会各领域均发生了翻天覆地的变化。 青铜器在社会生活中的地位逐渐下降,器物大多日用化,但是具体到某些青铜器,精美的作品还是不少的。如在陕西临潼秦始皇陵掘获的两乘铜车马。第一乘驾四马,车上有棚,御者为坐状。这两乘车马均为青铜器铸件构成,大小与实际合乎比例,极其精巧。车马上还有不少金银饰件,通体施以彩绘。第二乘马,长17、高06米,可以说是迄今发掘到的形制巨大、结构又最复杂的青铜器。 到了东汉末年,陶瓷器得到较大发展,在社会生活中的作用日益重要,从而把日用青铜器皿进一步从生活中排挤出去。至于兵器,工具等方面,这时铁器早已占了主导地位。隋唐时期的铜器主要是各类精美的铜镜,一般均有各种铭文。自此以后,青铜器除了铜镜外,可以说不再有什么发展了,因而本网对中国古代铜器发展的研究,至隋唐为止。 追问: 复制别人的 这个我刚看过 鄙视这类团队 回答: 我只是代表我 不代表团队啊·········· 追问: 额 这话我喜欢 采纳了
电火花曲面展成加工的研究 来源:福建泉州华侨大学机电及自动化学院 作者:刘石安 【摘 要】研究数控电火花铣削加工工艺,探索大面积曲面铣削加工方法,加工路径直接由通用模具设计软件生成,电极损耗补偿按加工路径均匀递增补偿法计算。 【关键词】电火花加工;电火花铣削加工;电极补偿 -/tech_asp?keyno=83 电火花成形是模具型腔加工的主要方式,其加工质量关键之一是电极的制造,由于粗、中、精加工时的放电间隙不同,电极尺寸也应不同,因此需制作多个电极才能最终满足加工精度的要求。特别是型腔加工面积较大时,有时还必须使用分割电极加工法,依次完成型腔各个部分的加工。由此使电极制作成本增高。分割电极加工时,型腔表面还会产生接缝以及电极二次装夹重复定位精度问题,这些都会影响电火花成形加工的质量。 随着数控技术的发展,模具型腔加工有了新的工艺方法——数控电火花铣削加工,即用简单电极展成复杂型面。数控电火花铣削加工工艺的关键是加工路径的生成和电极损耗的补偿。对此国内外许多电加工学者做了大量深入细致的研究,如研究等损耗分层加工模型以及基于该模型建立加工路径生成的专用CAM软件,研究电极损耗精密检测技术、在线电极补偿等[1~4]。 数控电火花铣削工艺可进行修尖角加工、窄缝加工及侧面伺服加工等,但本文更关心的是空间直线伺服进给问题,研究的主要内容集中于空间曲线轨迹加工方向、空间曲面展成加工方向,探索型腔型面的数控电火花铣削加工工艺。 本文引用金属切削加工中心的工艺路线,应用通用的模具加工软件UG造型,生成加工路径,并将加工代码编译成具体机床的数控指令。在电极损耗补偿方面,只考虑Z轴方向的补偿,并提出沿电极加工路径、按轨迹路程均匀递增补偿电极损耗的方法。 1 数控电火花铣削加工工艺 加工中心的铣削加工工艺已很成熟,故将其引入数控电火花铣削加工工艺中。经过研究和实验,已证实轮廓加工、挖槽加工、沿曲面加工、修边、去残留等加工问题都能用数控电火花铣削加工方法解决,也就是说数控电火花铣削加工中的加工路径生成问题可以用通用模具加工软件解决。 值得注意的是电火花铣削加工并不等同金属切削加工,由于放电间隙和电极损耗的存在,会对型腔尺寸精度产生影响,因此在给数控电火花铣削加工编程时必须注意如下问题: (1) 加工余量。该参量的最小值要求大于放电间隙,超精加工时加工余量并不为零,且前一道工序要给后一道工序留下余量。 (2) 加工方式。在轮廓加工或挖槽加工时可以选择生成圆弧段程序。而在沿曲面加工时必须选择直线加工方式,包括切入切出程序,即程序段必须是空间微直线段,这也有利于电极损耗补偿计算。 (3) 加工精度。加工精度越高,弦线对空间曲线的逼近度越高,空间微直线段越多,程序越长。实际加工时,粗加工可以选择低一点的精度,以减少程序段数。 (4) 残余波峰高。该参量指刀具横向进给量,其值越小,加工曲面越光顺。该参量也可以用刀具直径的百分比表示。 (5) 电极尺寸。本文要求每次加工编程时输入电极直径的实测值,这样可让电极损耗补偿计算只须放在Z轴方向。 (6) 电参量和电极长度补偿。电参量的选择要参考加工余量,超精加工时要选择正极性加工方式,要用电子的能量去修平放电痕凸起。电极损耗补偿值依工艺经验而定,它与电参量、电极材料对及工作液等相关。电极损耗补偿值均匀插入每个微直线段端点上。 数控电火花铣削加工编程路线(图1)按上述6个方面要求设置参量,就可生成粗、中、精加工路径及机床数控指令。 加工余量、加工方式、精度、残余波峰高、实际电极尺寸 零件 毛坯 UG-NX 刀具路径补偿软件 电参数 刀具长度补偿值输入 电火花数控铣削加工程序 图1 数控电火花铣削加工编程路线 用模具软件UG设计了一空间曲面,上有“电火花”字样。为体现数控电火花铣削加工能力,将所有工序全部采用数控电火花铣削加工方案。粗加工用ф14mm电极,按挖槽采用分层加工,横向进刀为电极直径的80%;中精加工用ф8mm和ф4mm的端电极,按矢量、沿曲面方式加工,横向进刀分别为电极直径的8%和5%。图2为中精加工刀具路径。 电极ф8mm,E293 电极ф4mm,E250 (a)中加工 (b)中精加工 电极ф4mm,E250 电极ф4mm,E200 (c)中精加工 (d)精加工 图2 电火花中、精铣削加工刀具路径 在图2d中左下角有一块粉红色的残留区域(在曲面曲率较大凹处),该区域端刀无法深入,因此在精加工之后还需要再用ф4mm指状R刀电极进行最后的光整和去残留加工。 另外,在同一加工余量条件下,工艺上还要求生成反向刀具路径,进行反向铣削加工,消除前一道工序正向加工时因电极损耗而产生的阶梯波浪面,以提高表面形状精度。 2 电极损耗补偿对策 1 电极损耗的影响 在数控电火花铣削加工过程中,放电一般发生在电极端部前沿尖角处,电流密度较大,放电集中度高,存在着较严重的电极损耗现象。在加工的开始阶段,工件材料去除量较大;在加工的末尾阶段,工件材料去除量最小,因此实际加工面是一个“斜坡面”,如图3A表面所示。在A表面与B表面之间是本道工序的未加工区。显而易见,电极损耗影响加工精度。 电极补偿过量面C 无电极损耗理想加工面B 没有补偿的加工面A h1当前层厚度 h2下一层厚度 图3 电极损耗补偿控制参考面 2 电极损耗补偿的目的 一方面可控制每一层铣削加工的尺寸及形状精度,另一方面还可给下一层铣削加工减少加工余量累计负担。电极损耗补偿值的给定应按不过度补偿为原则,即其值应小于本层加工量与下一层加工余量之和。 3 电极损耗补偿计算的方法 沿曲面铣削加工时按直线方式生成加工路径,所有程序段都是空间微直线段,假设在加工路径相对较长的条件下,电极损耗沿路程均匀分布,其补偿值沿轨迹,按路程均匀递增补偿到每段空间直线终点上,那么电极损耗补偿值在第i程序段的值为: △i=(△/∑Lk)·(∑j=0→iLj) 式中:△i为第i程序段的电极损耗补偿值;△为当前层铣削加工电极损耗预估值;∑Lk为当前层总的加工路径长;∑j=0→iLj为电极在第i程序段已走过的加工路径长。 △值与电参数和加工路径长度有关,主要用于电火花中、精加工;超精加工时其值设为零。 △i值用于第i程序段的电极损耗Z轴方向的补偿值,是用离线补偿计算法得到的。 3 电火花曲面铣削加工工艺实验 工艺实验在RobForm30三轴数控电火花成形机上进行,用UG软件造型、生成加工路径文件,选用专家系统生成的加工余量和电参数,再经电极损耗补偿处理,生成数控电火花铣削加工程序代码。 表1 是实验选用的加工参数。在精加工中去除的工件材料厚016mm,而预估电极损耗△取值05~07mm(实验值),实际的加工路径总长约为00mm,如按理论计算,每100mm长得到10~16μm的补偿,18000条程序平均每条得到0025~0038μm的补偿,因此,如果按规格化计算,那么只有刀具加工很长一段距离之后,刀具电极才会作出实际意义上的补偿,真正作出实际意义上补偿的程序段比例很低。 表1 电火花铣削加工参 mm 加工类型 加工余量 电参数 电极补偿 粗加工 粗加工 中加工 中精加工 精加工 超精加工 800 E383 500 400 E373 250 200 E293 100 150 E250 075 134 E220 050~070 122 E200 0 注:电参数采用RobForm30电火花成形机规准。 粗加工时电极补偿视具体情况而定,首先选择补偿方式加工,补偿取值一般小于加工余量,如果电极损耗较大,电极端面圆角过大,此时应更换电极,Z轴重新对零位后,再进行加工。超精加工时只需生成正、反向加工刀具路径,来回打光打抛曲面。实验中还加入了轮廓加工、残余加工、修边,并考虑了加工精度设置、最大微直线段长度设置等内容。 电极制作部分是一个比较重要的环节,故自制了机上修磨装置,依据铣床刀具工具磨原理,设计有“电碰”定位基准,可精确定位,可修整电极圆柱面,也可修整电极端部球面。但由于铜电极在机械力作用下容易变形让刀,因此只成功修整了φ5~8mm指状棒电极。 图4是数控电火花铣削加工的实物照片,是一个面积约为100mm×70mm的曲面。
金属材料是指由金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称。包括纯金属、合金、金属间化合物和特种金属材料等。人类文明的发展和社会的进步同金属材料关系十分密切。继石器时代之后出现的铜器时代、铁器时代,均以金属材料的应用为其时代的显著标志。现代,种类繁多的金属材料已成为人类社会发展的重要物质基础。我们对金属材料的认识应从以下几方面开始:一、分类:金属材料通常分为黑色金属、有色金属和特种金属材料。①黑色金属又称钢铁材料,包括含铁90%以上的工业纯铁,含碳 2%~4%的铸铁,含碳小于 2%的碳钢,以及各种用途的结构钢、不锈钢、耐热钢、高温合金、精密合金等。广义的黑色金属还包括铬、锰及其合金。②有色金属是指除铁、铬、锰以外的所有金属及其合金,通常分为轻金属、重金属、贵金属、半金属、稀有金属和稀土金属等。有色合金的强度和硬度一般比纯金属高,并且电阻大、电阻温度系数小。③特种金属材料包括不同用途的结构金属材料和功能金属材料。其中有通过快速冷凝工艺获得的非晶态金属材料,以及准晶、微晶、纳米晶金属材料等;还有隐身、抗氢、超导、形状记忆、耐磨、减振阻尼等特殊功能合金,以及金属基复合材料等。金属材料按生产成型工艺又分为铸造金属、变形金属 、喷射成形金属,以及粉末冶金材料。铸造金属通过铸造工艺成型,主要有铸钢、铸铁和铸造有色金属及合金。变形金属通过压力加工如锻造、轧制、冲压等成型,其化学成分与相应的铸造金属略有不同。喷射成形金属是通过喷射成形工艺制成具有一定形状和组织性能的零件和毛坯。金属材料的性能可分为工艺性能和使用性能两种。二、性能为更合理使用金属材料,充分发挥其作用,必须掌握各种金属材料制成的零、构件在正常工作情况下应具备的性能(使用性能)及其在冷热加工过程中材料应具备的性能(工艺性能)。材料的使用性能包括物理性能(如比重、熔点、导电性、导热性、热膨胀性、磁性等)、化学性能(耐用腐蚀性、抗氧化性),力学性能也叫机械性能。材料的工艺性能指材料适应冷、热加工方法的能力。三、生产工艺:金属材料生产,一般是先提取和冶炼金属 。有些金属需进一步精炼并调整到合适的成分,然后加工成各种规格和性能的产品。提炼金属,钢铁通常采用火法冶金工艺,即采用转炉、平炉、电弧炉、感应炉、冲天炉(炼铁)等进行冶炼和熔炼;有色金属兼用火法冶金和湿法冶金工艺 ;高纯金属以及要求特殊性能的金属还采用区域熔炼、真空熔炼和粉末冶金工艺。金属材料通过冶炼并调整成分后,经过铸造成型,或经铸造、粉末冶金成型工艺制成锭、坯,再经塑性加工制成各种形态和规格的产品。对有些金属制品,要求其有特定的内部组织和力学性能,还常采用热处理工艺 。常用的热处理工艺有淬火、正火、退火、时效处理(将淬火后的金属制件置于室温或较高温度下保温适当时间,以提高其强度和硬度)等。四、发展趋势:金属材料的发展已从纯金属、纯合金中摆脱出来。随着材料设计、工艺技术及使用性能试验的进步,传统的金属材料得到了迅速发展,新的高性能金属材料不断开发出来。如快速冷凝非晶和微晶材料、高比强和高比模的铝锂合金、有序金属间化合物及机械合金化合金、氧化物弥散强化合金、定向凝固柱晶和单晶合金等高温结构材料、金属基复合材料以及形状记忆合金、钕铁硼永磁合金、贮氢合金等新型功能金属材料,已分别在航空航天、能源、机电等各个领域获得了应用,并产生了巨大的经济效益。
金属工艺论文1500字怎么写标题
电火花曲面展成加工的研究 来源:福建泉州华侨大学机电及自动化学院 作者:刘石安 【摘 要】研究数控电火花铣削加工工艺,探索大面积曲面铣削加工方法,加工路径直接由通用模具设计软件生成,电极损耗补偿按加工路径均匀递增补偿法计算。 【关键词】电火花加工;电火花铣削加工;电极补偿 -/tech_asp?keyno=83 电火花成形是模具型腔加工的主要方式,其加工质量关键之一是电极的制造,由于粗、中、精加工时的放电间隙不同,电极尺寸也应不同,因此需制作多个电极才能最终满足加工精度的要求。特别是型腔加工面积较大时,有时还必须使用分割电极加工法,依次完成型腔各个部分的加工。由此使电极制作成本增高。分割电极加工时,型腔表面还会产生接缝以及电极二次装夹重复定位精度问题,这些都会影响电火花成形加工的质量。 随着数控技术的发展,模具型腔加工有了新的工艺方法——数控电火花铣削加工,即用简单电极展成复杂型面。数控电火花铣削加工工艺的关键是加工路径的生成和电极损耗的补偿。对此国内外许多电加工学者做了大量深入细致的研究,如研究等损耗分层加工模型以及基于该模型建立加工路径生成的专用CAM软件,研究电极损耗精密检测技术、在线电极补偿等[1~4]。 数控电火花铣削工艺可进行修尖角加工、窄缝加工及侧面伺服加工等,但本文更关心的是空间直线伺服进给问题,研究的主要内容集中于空间曲线轨迹加工方向、空间曲面展成加工方向,探索型腔型面的数控电火花铣削加工工艺。 本文引用金属切削加工中心的工艺路线,应用通用的模具加工软件UG造型,生成加工路径,并将加工代码编译成具体机床的数控指令。在电极损耗补偿方面,只考虑Z轴方向的补偿,并提出沿电极加工路径、按轨迹路程均匀递增补偿电极损耗的方法。 1 数控电火花铣削加工工艺 加工中心的铣削加工工艺已很成熟,故将其引入数控电火花铣削加工工艺中。经过研究和实验,已证实轮廓加工、挖槽加工、沿曲面加工、修边、去残留等加工问题都能用数控电火花铣削加工方法解决,也就是说数控电火花铣削加工中的加工路径生成问题可以用通用模具加工软件解决。 值得注意的是电火花铣削加工并不等同金属切削加工,由于放电间隙和电极损耗的存在,会对型腔尺寸精度产生影响,因此在给数控电火花铣削加工编程时必须注意如下问题: (1) 加工余量。该参量的最小值要求大于放电间隙,超精加工时加工余量并不为零,且前一道工序要给后一道工序留下余量。 (2) 加工方式。在轮廓加工或挖槽加工时可以选择生成圆弧段程序。而在沿曲面加工时必须选择直线加工方式,包括切入切出程序,即程序段必须是空间微直线段,这也有利于电极损耗补偿计算。 (3) 加工精度。加工精度越高,弦线对空间曲线的逼近度越高,空间微直线段越多,程序越长。实际加工时,粗加工可以选择低一点的精度,以减少程序段数。 (4) 残余波峰高。该参量指刀具横向进给量,其值越小,加工曲面越光顺。该参量也可以用刀具直径的百分比表示。 (5) 电极尺寸。本文要求每次加工编程时输入电极直径的实测值,这样可让电极损耗补偿计算只须放在Z轴方向。 (6) 电参量和电极长度补偿。电参量的选择要参考加工余量,超精加工时要选择正极性加工方式,要用电子的能量去修平放电痕凸起。电极损耗补偿值依工艺经验而定,它与电参量、电极材料对及工作液等相关。电极损耗补偿值均匀插入每个微直线段端点上。 数控电火花铣削加工编程路线(图1)按上述6个方面要求设置参量,就可生成粗、中、精加工路径及机床数控指令。 加工余量、加工方式、精度、残余波峰高、实际电极尺寸 零件 毛坯 UG-NX 刀具路径补偿软件 电参数 刀具长度补偿值输入 电火花数控铣削加工程序 图1 数控电火花铣削加工编程路线 用模具软件UG设计了一空间曲面,上有“电火花”字样。为体现数控电火花铣削加工能力,将所有工序全部采用数控电火花铣削加工方案。粗加工用ф14mm电极,按挖槽采用分层加工,横向进刀为电极直径的80%;中精加工用ф8mm和ф4mm的端电极,按矢量、沿曲面方式加工,横向进刀分别为电极直径的8%和5%。图2为中精加工刀具路径。 电极ф8mm,E293 电极ф4mm,E250 (a)中加工 (b)中精加工 电极ф4mm,E250 电极ф4mm,E200 (c)中精加工 (d)精加工 图2 电火花中、精铣削加工刀具路径 在图2d中左下角有一块粉红色的残留区域(在曲面曲率较大凹处),该区域端刀无法深入,因此在精加工之后还需要再用ф4mm指状R刀电极进行最后的光整和去残留加工。 另外,在同一加工余量条件下,工艺上还要求生成反向刀具路径,进行反向铣削加工,消除前一道工序正向加工时因电极损耗而产生的阶梯波浪面,以提高表面形状精度。 2 电极损耗补偿对策 1 电极损耗的影响 在数控电火花铣削加工过程中,放电一般发生在电极端部前沿尖角处,电流密度较大,放电集中度高,存在着较严重的电极损耗现象。在加工的开始阶段,工件材料去除量较大;在加工的末尾阶段,工件材料去除量最小,因此实际加工面是一个“斜坡面”,如图3A表面所示。在A表面与B表面之间是本道工序的未加工区。显而易见,电极损耗影响加工精度。 电极补偿过量面C 无电极损耗理想加工面B 没有补偿的加工面A h1当前层厚度 h2下一层厚度 图3 电极损耗补偿控制参考面 2 电极损耗补偿的目的 一方面可控制每一层铣削加工的尺寸及形状精度,另一方面还可给下一层铣削加工减少加工余量累计负担。电极损耗补偿值的给定应按不过度补偿为原则,即其值应小于本层加工量与下一层加工余量之和。 3 电极损耗补偿计算的方法 沿曲面铣削加工时按直线方式生成加工路径,所有程序段都是空间微直线段,假设在加工路径相对较长的条件下,电极损耗沿路程均匀分布,其补偿值沿轨迹,按路程均匀递增补偿到每段空间直线终点上,那么电极损耗补偿值在第i程序段的值为: △i=(△/∑Lk)·(∑j=0→iLj) 式中:△i为第i程序段的电极损耗补偿值;△为当前层铣削加工电极损耗预估值;∑Lk为当前层总的加工路径长;∑j=0→iLj为电极在第i程序段已走过的加工路径长。 △值与电参数和加工路径长度有关,主要用于电火花中、精加工;超精加工时其值设为零。 △i值用于第i程序段的电极损耗Z轴方向的补偿值,是用离线补偿计算法得到的。 3 电火花曲面铣削加工工艺实验 工艺实验在RobForm30三轴数控电火花成形机上进行,用UG软件造型、生成加工路径文件,选用专家系统生成的加工余量和电参数,再经电极损耗补偿处理,生成数控电火花铣削加工程序代码。 表1 是实验选用的加工参数。在精加工中去除的工件材料厚016mm,而预估电极损耗△取值05~07mm(实验值),实际的加工路径总长约为00mm,如按理论计算,每100mm长得到10~16μm的补偿,18000条程序平均每条得到0025~0038μm的补偿,因此,如果按规格化计算,那么只有刀具加工很长一段距离之后,刀具电极才会作出实际意义上的补偿,真正作出实际意义上补偿的程序段比例很低。 表1 电火花铣削加工参 mm 加工类型 加工余量 电参数 电极补偿 粗加工 粗加工 中加工 中精加工 精加工 超精加工 800 E383 500 400 E373 250 200 E293 100 150 E250 075 134 E220 050~070 122 E200 0 注:电参数采用RobForm30电火花成形机规准。 粗加工时电极补偿视具体情况而定,首先选择补偿方式加工,补偿取值一般小于加工余量,如果电极损耗较大,电极端面圆角过大,此时应更换电极,Z轴重新对零位后,再进行加工。超精加工时只需生成正、反向加工刀具路径,来回打光打抛曲面。实验中还加入了轮廓加工、残余加工、修边,并考虑了加工精度设置、最大微直线段长度设置等内容。 电极制作部分是一个比较重要的环节,故自制了机上修磨装置,依据铣床刀具工具磨原理,设计有“电碰”定位基准,可精确定位,可修整电极圆柱面,也可修整电极端部球面。但由于铜电极在机械力作用下容易变形让刀,因此只成功修整了φ5~8mm指状棒电极。 图4是数控电火花铣削加工的实物照片,是一个面积约为100mm×70mm的曲面。
直接就写你如何所做的题目即可。我们都是这样做的
你的题目是什么,?把你的题目修改一下就可以了
要看你写什么论文了,但论文题目切忌范围不能太大,因为太大范围的论文我们是光靠你一个人是做不出来的。具体一些更好。可以写如“探析。。。原因及解决对策”、“浅析。。。”都是比较标准和常用的2种论文题目格式。
金属工艺学焊接论文1500字怎么写
焊接论文很多,如果要写的话一定要有针对性,把针对具体的问题采取的工艺写清楚,一般分为遇到的问题、可选择的焊接方法、试验过程、可用的方法、达到的效果、结论。
在我国,电焊操作需要持证上岗,焊工是属于准入类的工种,在技能人员职业资格中,81项工种里准入类的只有五项,焊工就是其中一项,而实际情况确实大部分的行业从业人士都是无证操作。随着技术的不断规范以及行业的相关要求,越来越多的人都想考一个电焊证,考证的优势还是非常大的,首先持证和非持证的薪资待遇相差很大,往往能够达到多出一倍或者更高的级别。因此,关于短期焊工培训的问题自然而然地成为了从业人员都比较关心的问题。焊接作为工业“裁缝”是工业生产中非常重要的加工手段,焊接质量的好坏对产品质量起着决定性的影响,那么,焊接技术未来的发展究竟如何呢?行业前景随着生产的发展,焊接广泛应用于宇航、航空、核工业、造船、建筑及机械制造等工业部门,在中国的经济发展中,焊接技术是一种不可缺少的加工手段。进入二十一世纪后,焊接是制造业中的一个重要组成部分,并且发展迅速,因此给焊接产业带来了前所未有的发展机遇,水电焊、氩弧焊、数控等技术类工种在就业日趋艰难的大形势下仍是一枝独秀。目前我国每年消耗钢材3亿吨(焊接结构约2吨),需要焊机约75万台,焊接行业将在今后8~10年会持续保持增长,市场上很多优秀的焊工月薪都过万,薪资也十分可观。