德瑪吉標(biāo)印技術(shù)研究

李遠賓　盛永剛　張一鳴　陳博

摘 要：本文以德瑪吉五坐標(biāo)加工中心為載體，通過機床新功能模塊-雕刻模塊的開發(fā)，將其應(yīng)用在零件標(biāo)印上，使之能夠在實際加工中進行應(yīng)用，拓寬設(shè)備加工范圍，提升設(shè)備利用率。

關(guān)鍵詞：德瑪吉五坐標(biāo)；標(biāo)印；雕刻

中圖分類號：TG506 文獻標(biāo)志碼：A

0 引言

隨著新進設(shè)備的不斷增多，新進設(shè)備功能開發(fā)需求日益增加，在新進設(shè)備基礎(chǔ)上，以新進設(shè)備為載體，開發(fā)設(shè)備新功能，拓寬設(shè)備加工范圍，提升設(shè)備加工能力已經(jīng)成為一種現(xiàn)行有效提高工廠生產(chǎn)效率，提高設(shè)備利用率的模式。本文以新進的德瑪吉五坐標(biāo)加工中心設(shè)備為基礎(chǔ)，開發(fā)并應(yīng)用其新功能模塊—雕刻功能模塊，將其應(yīng)用到零件標(biāo)印上，用以解決現(xiàn)場零件工人手工標(biāo)印的差異性，使零件加工完成即可在線標(biāo)印，同時標(biāo)印清晰，美觀。

1 標(biāo)印技術(shù)應(yīng)用難點分析

德瑪吉的銑削功能模塊中有一個雕刻子功能模塊，基于雕刻的子功能模塊，在此基礎(chǔ)上進行零件標(biāo)印技術(shù)研究，首先要解決的程序問題。對于該技術(shù)應(yīng)用的程序必須編制模版程序，且可擴展應(yīng)用，不能只能應(yīng)用于一種零件上，因此要求對于編制的模板程序以及要應(yīng)用的雕刻功能模塊程序中的參數(shù)都要有明確的定義。

其次要解決的是刀具問題。根據(jù)HB5936—2011對標(biāo)印要求，標(biāo)印字符寬度約0.3 mm～0.5mm，因此該技術(shù)對于刀具直徑要求非常小；同時該技術(shù)會應(yīng)用至各種加工材料，例如高溫合金、鈦合金、鋁合金等，因此對于刀具的強度及韌度以及刀刃、刀柄等都有一定要求，一旦刀具達不到要求極易導(dǎo)致刀具崩刃、斷裂。

最后要解決的就是加工參數(shù)問題，這個只能根據(jù)刀具的性能在其理論加工參數(shù)范圍試驗加工以得到最好的加工效果。

2 技術(shù)方案制定與實施

2.1 技術(shù)方案的制定

根據(jù)前面的分析可以將技術(shù)方案分為3步：

（1）編制德瑪吉五坐標(biāo)加工中心標(biāo)印模版程序。

（2）標(biāo)印刀具的選擇。

（3）加工參數(shù)的選擇。

2.2 技術(shù)方案的實施

2.2.1 編制德瑪吉五坐標(biāo)加工中心標(biāo)印模版程序

以德瑪吉加工中心的雕刻子功能模塊為基礎(chǔ)，編制標(biāo)印模版程序。

2.2.2 標(biāo)印刀具的選擇

根據(jù)目前對我廠德瑪吉加工中心加工材料的統(tǒng)計，標(biāo)印加工材料主要涉及四大類，分別為鋁合金類、鈦合金類、不銹鋼類及高溫合金類。因此，選擇的刀具必須滿足3方面要求：

（a）按照HB5936—2011中對標(biāo)印字符的參數(shù)相關(guān)規(guī)定，刀具直徑最佳為0.3mm～0.5mm。

（b）具備足夠的硬度和韌性同時也能耐高溫，既能加工高溫合金等高硬度材料，同時又能夠加工鈦合金類有黏性的材料。

（c）在加工標(biāo)印過程中，機床轉(zhuǎn)速高，刀具必須能具備高速銑削的能力。

最終根據(jù)這3方面要求購進專用標(biāo)印刀具：F692TX 0.3×1（刀具規(guī)格：刀柄φ4mm，刀長51mm，刀刃為兩刃，刀刃直徑φ0.3mm，刀刃長度1mm）。

根據(jù)這3方面要求購進專用標(biāo)印刀具：F692TX 0.3*1（示意圖見圖1）。

2.2.3 加工參數(shù)的選擇

經(jīng)過理論計算，可得出刀具理論最佳加工參數(shù)：機床轉(zhuǎn)數(shù)40000r/min以上，刀具以80mm/min～10mm/min的進給，0.1min～0.3mm的切深進行加工。但是經(jīng)過實際的現(xiàn)場驗證，由于我廠的機床目前限速在12000r以內(nèi)，導(dǎo)致加工效率大大降低。以目前的最大轉(zhuǎn)速進行驗證，鈦合金、高溫合金、以及不銹鋼類材料加工參數(shù)基本一致：機床轉(zhuǎn)速為12000r/min，進給5mm/min，深度進給5mm，加工時間約為20min～25min；鋁合金類材料參數(shù)為：機床轉(zhuǎn)速為12000r/min，進給5 mm/min，深度進給5mm，加工時間約為10min。

3 經(jīng)驗、問題與建議

（1）目前該標(biāo)印功能由于受到刀具（刀刃直徑小，刀刃長度過長，導(dǎo)致刀具強度不夠）、卡簧以及設(shè)備自身功能（如主軸轉(zhuǎn)速達不到刀具理論轉(zhuǎn)數(shù)要求）等方面的限制，還不夠完善，在加工時間、加工效率上還無法滿足現(xiàn)場實際加工需求。

（2）目前該標(biāo)印程序只能滿足在平面內(nèi)進行標(biāo)印加工，在一些特殊的型面（如曲面）上無法直接應(yīng)用該模版程序進行標(biāo)印加工，后續(xù)還需要通過UG進行完善，以滿足三維空間內(nèi)任意特殊型面的標(biāo)印加工。

（3）后續(xù)在外購標(biāo)印專用刀具時，必須同時考慮刀柄及卡簧的配套情況，保證能達到刀具的理論需求。

結(jié)語

以德瑪吉五坐標(biāo)加工中心雕刻功能模塊為基礎(chǔ)，開發(fā)編制的標(biāo)印模版程序能夠?qū)崿F(xiàn)零件標(biāo)印的加工，表明了德瑪吉五坐標(biāo)加工中心標(biāo)印技術(shù)研究攻關(guān)課題的成功。而從現(xiàn)場驗證的情況來看，在合理的參數(shù)范圍內(nèi)，標(biāo)印程序能夠有效運行，并且由設(shè)備加工的標(biāo)印字跡清晰明了，字高與字深協(xié)調(diào)統(tǒng)一，字體美觀。但是在后續(xù)標(biāo)印刀具以及配套卡簧和加工參數(shù)方面，仍有待進一步深入的研究。

參考文獻

[1]吳慧蘭，曾為民.計算機數(shù)控雕刻技術(shù)及其應(yīng)用前景[J].機械設(shè)計與制造，2007（1）：159-160.

[2]王俊峰，管允劼，李凱.數(shù)控車床刻花紋程序編寫及計算[J].金屬加工（冷加工）冷加工，2017（4）：56-57.