德玛吉标印技术研究

李远宾　盛永刚　张一鸣　陈博

摘 要：本文以德玛吉五坐标加工中心为载体，通过机床新功能模块-雕刻模块的开发，将其应用在零件标印上，使之能够在实际加工中进行应用，拓宽设备加工范围，提升设备利用率。

关键词：德玛吉五坐标；标印；雕刻

中图分类号：TG506 文献标志码：A

0 引言

随着新进设备的不断增多，新进设备功能开发需求日益增加，在新进设备基础上，以新进设备为载体，开发设备新功能，拓宽设备加工范围，提升设备加工能力已经成为一种现行有效提高工厂生产效率，提高设备利用率的模式。本文以新进的德玛吉五坐标加工中心设备为基础，开发并应用其新功能模块—雕刻功能模块，将其应用到零件标印上，用以解决现场零件工人手工标印的差异性，使零件加工完成即可在线标印，同时标印清晰，美观。

1 标印技术应用难点分析

德玛吉的铣削功能模块中有一个雕刻子功能模块，基于雕刻的子功能模块，在此基础上进行零件标印技术研究，首先要解决的程序问题。对于该技术应用的程序必须编制模版程序，且可扩展应用，不能只能应用于一种零件上，因此要求对于编制的模板程序以及要应用的雕刻功能模块程序中的参数都要有明确的定义。

其次要解决的是刀具问题。根据HB5936—2011对标印要求，标印字符宽度约0.3 mm～0.5mm，因此该技术对于刀具直径要求非常小；同时该技术会应用至各种加工材料，例如高温合金、钛合金、铝合金等，因此对于刀具的强度及韧度以及刀刃、刀柄等都有一定要求，一旦刀具达不到要求极易导致刀具崩刃、断裂。

最后要解决的就是加工参数问题，这个只能根据刀具的性能在其理论加工参数范围试验加工以得到最好的加工效果。

2 技术方案制定与实施

2.1 技术方案的制定

根据前面的分析可以将技术方案分为3步：

（1）编制德玛吉五坐标加工中心标印模版程序。

（2）标印刀具的选择。

（3）加工参数的选择。

2.2 技术方案的实施

2.2.1 编制德玛吉五坐标加工中心标印模版程序

以德玛吉加工中心的雕刻子功能模块为基础，编制标印模版程序。

2.2.2 标印刀具的选择

根据目前对我厂德玛吉加工中心加工材料的统计，标印加工材料主要涉及四大类，分别为铝合金类、钛合金类、不锈钢类及高温合金类。因此，选择的刀具必须满足3方面要求：

（a）按照HB5936—2011中对标印字符的参数相关规定，刀具直径最佳为0.3mm～0.5mm。

（b）具备足够的硬度和韧性同时也能耐高温，既能加工高温合金等高硬度材料，同时又能够加工钛合金类有黏性的材料。

（c）在加工标印过程中，机床转速高，刀具必须能具备高速铣削的能力。

最终根据这3方面要求购进专用标印刀具：F692TX 0.3×1（刀具规格：刀柄φ4mm，刀长51mm，刀刃为两刃，刀刃直径φ0.3mm，刀刃长度1mm）。

根据这3方面要求购进专用标印刀具：F692TX 0.3*1（示意图见图1）。

2.2.3 加工参数的选择

经过理论计算，可得出刀具理论最佳加工参数：机床转数40000r/min以上，刀具以80mm/min～10mm/min的进给，0.1min～0.3mm的切深进行加工。但是经过实际的现场验证，由于我厂的机床目前限速在12000r以内，导致加工效率大大降低。以目前的最大转速进行验证，钛合金、高温合金、以及不锈钢类材料加工参数基本一致：机床转速为12000r/min，进给5mm/min，深度进给5mm，加工时间约为20min～25min；铝合金类材料参数为：机床转速为12000r/min，进给5 mm/min，深度进给5mm，加工时间约为10min。

3 经验、问题与建议

（1）目前该标印功能由于受到刀具（刀刃直径小，刀刃长度过长，导致刀具强度不够）、卡簧以及设备自身功能（如主轴转速达不到刀具理论转数要求）等方面的限制，还不够完善，在加工时间、加工效率上还无法满足现场实际加工需求。

（2）目前该标印程序只能满足在平面内进行标印加工，在一些特殊的型面（如曲面）上无法直接应用该模版程序进行标印加工，后续还需要通过UG进行完善，以满足三维空间内任意特殊型面的标印加工。

（3）后续在外购标印专用刀具时，必须同时考虑刀柄及卡簧的配套情况，保证能达到刀具的理论需求。

结语

以德玛吉五坐标加工中心雕刻功能模块为基础，开发编制的标印模版程序能够实现零件标印的加工，表明了德玛吉五坐标加工中心标印技术研究攻关课题的成功。而从现场验证的情况来看，在合理的参数范围内，标印程序能够有效运行，并且由设备加工的标印字迹清晰明了，字高与字深协调统一，字体美观。但是在后续标印刀具以及配套卡簧和加工参数方面，仍有待进一步深入的研究。

参考文献

[1]吴慧兰，曾为民.计算机数控雕刻技术及其应用前景[J].机械设計与制造，2007（1）：159-160.

[2]王俊峰，管允劼，李凯.数控车床刻花纹程序编写及计算[J].金属加工（冷加工）冷加工，2017（4）：56-57.