金屬增材制造工藝制訂與實施 課件 項目五 打印制作拓撲優(yōu)化的 項目五 任務四

項目五打印制作拓撲優(yōu)化的摩托車支架THREEDIMENSIONALPRINTINGSLM:Selectivelasermelting（選擇性激光熔化）是利用金屬粉末在激光束的熱作用下快速熔化、快速凝固的一種技術。《金屬增材制造工藝制訂與實施》教材課件任務四后序處理與檢測任務學習目標STATUSOFINDUSTRYDEVELOPMENTYOURLOGO?任務學習目標：1.能使用退火爐完成去應力退火操作；2.能操作三軸和四軸數控銑完成相關孔及周邊平面銑削；3.能手工鋸割零件，并銼修光整零件外觀；4.能及時清理打包零件，并與客戶做好溝通。任務四實施打印與控制【后處理工藝路線】本項目產品摩托車支架已完成增材部分加工，后序處理主要是進行退火處理，然后利用打印基板為裝夾基準進行相關孔位加工及周邊加工，最后可手工鋸割取件，并對支撐和毛刺進行全面處理。在保證滿足客戶圖紙要求和該零件產品使用要求的前提下，特制定以下工藝路線（見圖5-4-1），我們將分步驟進行展開學習：圖5-4-1工藝路線任務四實施打印與控制【去應力退火】一、去應力退火設備介紹

去應力退火爐又稱低溫退火爐，主要消除金屬打印件、鑄件、鍛件、焊接件、冷沖壓件以及機加工中的殘余應力，工藝是將工件慢慢加熱到去應力工藝溫度（低于再結晶溫度）后，保溫一段時間后，然后隨爐冷卻的熱處理工藝。去應力加熱溫度一般較低，不改變組織狀態(tài)，能保留冷作、熱作或表面硬化效果，可消除毛坯件和零件中的殘余應力，穩(wěn)定工件尺寸及形狀，減少零件在切削加工和使用過程中的形變和裂紋傾向。圖5-4-2箱式退火爐任務四實施打印與控制二、熱處理基本安全規(guī)程參見項目一所列相關內容三、去應力退火操作過程本工序環(huán)節(jié)的主要內容是正確使用退火爐對AlSi10Mg鋁合金材料的摩托車支架進行去應力退火，目的是為了消除增材制造中產生的內應力，減小變形開裂傾向，其工藝如下：(1)將經過激光選區(qū)熔化成型的摩托車支架放入加熱爐內，抽真空。(2)升溫:以13℃～15℃/秒的升溫速率從室溫升至溫度350℃～380℃。(3)保溫:在400~450℃保溫50min。(4)冷卻速度不大于30℃/h,冷卻至260℃以下出爐空冷。(5)熱處理后抗拉強度可≥150MPa。具體操作步驟可參見項目一所列相關內容。任務四實施打印與控制【噴砂處理】一、噴砂處理工藝介紹噴砂處理，是一種工件表面處理的工藝。采用壓縮空氣為動力，以形成高速噴射束將噴料（銅礦砂、石英砂、金剛砂、鐵砂、海砂）高速噴射到需處理工件表面，使工件表面的外表或形狀發(fā)生變化（參見圖5-4-3）。由于磨料對工件表面的沖擊和切削作用，使工件的表面獲得一定的清潔度和不同的粗糙度，使工件表面的機械性能得到改善，因此也能提高了工件的抗疲勞性。圖5-4-4是本項目中所采用的噴砂機。圖5-4-4噴砂機外形圖任務四實施打印與控制【三軸數控銑加工】一、三軸數控銑介紹三軸數控銑其實特指能夠實現三軸聯動的數控銑床，即XYZ三個軸向可以實現同時的插補聯動加工。目前多數的數控銑床都能夠實現這一功能。圖5-4-5所展示的就是一臺典型的三軸數控銑機床。圖5-4-5三軸數控銑機床任務四實施打印與控制一、數控銑安全操作規(guī)程（參見

項目三

所列相關內容）二、數控銑加工過程本工序環(huán)節(jié)的主要內容是通過銑削完成摩托車支架支撐孔周邊的平面加工，具體操作步驟參見下表：表5-4-1三軸銑削加工步驟說明表任務四實施打印與控制2.機床啟動（1）啟動前確認急停開關處于“按下”狀態(tài)，可避免浪涌電流沖擊。（2）打開機床總開關，等待數控系統自檢完成，打開急停按鈕。（3）數控機床回零：選擇回零模式，先回XY軸，再回Z軸?；亓愕轿缓笾甘緹袅疗?。任務四實施打印與控制3.第一次工件裝夾（1）摩托車支架的第一次裝夾，以打印基板為Z向基準定位，用壓緊卡盤進行裝夾。但是要把工件回轉擺正，需要進行雙側等高差找正，即其中一側的兩端高度差要等于另一側的兩端高度差。任務四實施打印與控制3.第一次工件裝夾（2）等高差找正需要百分表和機床坐標配合：百分表固定于機床主軸，工件兩端相應位置壓表到同一刻度，然后查看機床相對坐標差，然后調整工件角度，直至兩側高度差等同，則工件找正完成。任務四實施打印與控制

4.分中對刀工件找正后進行分中對刀。任務四實施打印與控制

5.銑削大端內側平面1）采用D10立銑刀加工，根據坐標顯示，考慮刀具半徑補償，按照圖紙要求加工內側對稱的兩平面，控制兩平面間的距離51.8的精確尺寸。任務四實施打印與控制

5.銑削大端內側平面（2）加工時，采用手輪控制模式，盡量采用順銑，注意防止碰撞干涉，區(qū)分粗銑和精銑。任務四實施打印與控制

6.銑削小端內側平面采用D10立銑刀加工，根據坐標顯示，考慮刀具半徑補償，按照圖紙要求加工內側對稱的兩平面，控制兩平面間的距離23的精確尺寸。任務四實施打印與控制7.銑削中端內側平面任務四實施打印與控制

8.檢查尺寸無誤后，卸下工件任務四實施打印與控制【四軸數控銑加工】一、四軸數控銑介紹四軸數控銑其實特指能夠實現四軸聯動的數控銑床，一般可以在三軸數控銑的基礎上添加第四軸數控轉臺。它通過旋轉可以使產品實現多面的加工，大大提高了加工效率，減少了裝夾次數。尤其是圓柱類零件的加工多方便。并且可以減少工件的反復裝夾，提高工件的整體加工精度，利于簡化工藝，提高生產效率。圖5-4-6展示的就是一臺典型的四軸數控銑機床外觀。

圖5-4-6四軸數控銑機床任務四實施打印與控制二、數控銑安全操作規(guī)程（參見

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所列相關內容）三、數控銑加工過程本工序環(huán)節(jié)的主要內容是通過四軸數控銑加工摩托車支架橫向的三對支撐孔，該加工著重需要保證的每兩孔的同軸度，具體操作步驟參見下表：表5-4-2四軸銑削加工步驟說明表任務四實施打印與控制

2.機床啟動（1）啟動前確認急停開關處于“按下”狀態(tài)，可避免浪涌電流沖擊。（2）打開機床總開關，等待數控系統自檢完成，打開急停按鈕。任務四實施打印與控制

2.機床啟動（3）數控機床回零：選擇回零模式，先回XY軸，再回Z軸，還要回一下第四軸，也就是A軸。回零到位后指示燈亮起。任務四實施打印與控制

3.工件裝夾（1）摩托車支架在四軸數控銑上只需要裝夾一次，以打印基板為基準在卡爪上定位，由三爪卡盤進行夾緊。工件的回轉擺正，可通過卡盤旋轉進行雙側等高差找正。任務四實施打印與控制

3.工件裝夾（2）等高差找正需要百分表和數控分度頭旋轉配合：百分表固定于機床主軸，工件兩端相應位置壓表到同一刻度，然后查看機床相對坐標差，然后通過旋轉第四軸逐漸調整工件角度，直至兩側高度差等同，則工件找正完成。任務四實施打印與控制4.以中間孔為基準分中對刀（1）中間的一對支撐孔是整個孔系的核心基準，分中對刀前對該孔清理一下毛刺雜質。（2）執(zhí)行分中操作，并建立起工件坐標系。

5.中間孔擴削在上一個中間孔原點坐標的基礎上，根據計算出的孔位坐標（可在軟件上測算）來加工大端孔。任務四實施打印與控制

6.大端孔擴削采用D10加長擴孔鉆加工，根據坐標顯示手動鉆擴孔，需要進行試切削，確定孔徑符合要求后，再將兩同軸孔一次性鉆透。任務四實施打印與控制

7.小端孔擴削在上一個中間孔原點坐標的基礎上，根據計算出的孔位坐標（可在軟件上測算）來加工小端孔。任務四實施打印與控制

8.檢查尺寸無誤后，卸下工件任務四實施打印與控制

【鋸割加工】一、鋸割介紹鋸割是指利用鋸條鋸斷金屬材料（或工件）或在工件上進行切槽的操作。手鋸由鋸弓和鋸條兩部分組成。鋸條是用碳素工具鋼（如T10或T12）或合金工具鋼經熱處理制成。如圖5-4-7所示：圖5-4-7鋸割工具任務四實施打印與控制

二、鋸割操作規(guī)程（參見

項目三

所列相關內容）三、鋸割加工過程本工序環(huán)節(jié)內容是通過手工鋸割完成摩托支架的卸取。由于鋁合金材料較軟，且留有足夠支撐高度，可以通過手工鋸割來割取工件。如圖5-4-8所示：

圖5-4-8鋸割過程任務四實施打印與控制

【銼削加工】一、銼削介紹用銼刀從工件表面銼掉多余的金屬，使工件達到圖紙上所需要的尺寸、形狀和表面粗糙度，這種操作叫做銼削。銼削可以加工平面、曲面、內外圓弧面及其他復雜表面，也可用于成型樣板、模具、型腔以及部件、機器裝配時的工件修整等。參見圖5-4-9所示：圖5-4-9銼削工具任務四實施打印與控制

二、銼削操作規(guī)程（參見

項目三

所列相關內容）三、銼削加工過程本工序環(huán)節(jié)內容是通過銼削完成摩托支架的毛刺去除，同時要通過尖嘴鉗等工具來拆掉支撐（參見圖5-4-10），然后再對存有毛刺或凸點的部位進行手工銼削銼平（參見圖5-4-11），盡量達到表面光整，最后可考慮再次進行噴砂處理。圖5-4-10尖嘴鉗拆支撐任務四實施打印