典型盤類零件的數(shù)控工藝

東北大俠 · 發(fā)表于 2008-10-18 20:54:37

近年來，隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展,，性能良好的加工中心設(shè)備使許多零件的加工更為方便,。利用這些設(shè)備如何能高效地加工出更為優(yōu)質(zhì)的零件,，已成為企業(yè)關(guān)心的問題。本文以典型薄壁盤類零件為例,，基于近年應(yīng)用起來的高速加工制造技術(shù)的優(yōu)勢,，利用工廠現(xiàn)有的數(shù)控設(shè)備，積極探索出加工該類零件的較好的工藝方案及數(shù)控加工過程,。　　1.數(shù)控加工的工藝分析
　　(1)零件的結(jié)構(gòu)特點該零件材料為硬鋁LY12,，其切削性能良好，屬于典型的薄壁盤類結(jié)構(gòu)，外形尺寸較大,，周邊及內(nèi)部筋的厚度僅為2mm,，型腔深度為27mm。該零件在加工過程中如果工藝方案或加工參數(shù)設(shè)置不當(dāng),，極易變形,，造成尺寸超差，
　　(2)工藝分析該零件毛坯選用棒料,，采用粗加工,、精加工的工藝方案，具體工藝流程如下：毛坯→粗車→粗銑→時效→精車→精銑,。粗車：分別在外圓及端面預(yù)留1.5mm精加工余量,，并預(yù)鉆中心孔。粗銑：分別在型腔側(cè)面及底面預(yù)留余量1.5mm,，并在φ12mm孔位處預(yù)鉆工藝孔,。
　　時效：去除材料及加工應(yīng)力。精車：精車端面,、外圓并鏜工藝孔φ6mm,，要求一次裝夾完成，以便保證同軸度,，為后序加工打好基礎(chǔ)。精銑：保證零件的最終要求,，是本文論述的重點,。①粗銑型腔粗加工主要是去除大余量，并為后序精加工打好基礎(chǔ),，所以加工型腔時,，選擇低成本的普通數(shù)控銑床加工。該工序要求按所示零件結(jié)構(gòu)圖加工出內(nèi)形輪廓,，圓弧拐角為R5mm,，所留精加工余量均勻，為1.5mm,。而且本道工序還需要在φ12mm孔位處預(yù)先加工精加工所需的定位孔,。②精銑型腔高速加工技術(shù)是近年應(yīng)用起來的制造技術(shù)。在高速切削加工中,，由于切削力小,，可減小零件的加工變形，比較適合于薄壁件,，而且切屑在較短時間內(nèi)被切除,，絕大部分切削熱被切屑帶走，工件的熱變形小,，有利于保證零件的尺寸,、形狀精度,；高速加工可以獲得較高的表面質(zhì)量，加工周期也大大縮短,，所以結(jié)合該類薄壁盤類零件的特點,，精加工型腔時選用高速加工。③定位孔的加工該零件精加工選用中心孔φ6mm及φ12mm孔作為定位孔,，所以精加工型腔前必須先將其加工到位,。中心孔φ6mm在車工精車外圓φ301.5mm時將其鏜削為φ6H8；φ12mm孔由數(shù)控銑床鉆,、鉸至φ12H8,。(3)精加工型腔時零件的定位與裝夾為了使工件在機床上能迅速、正確裝夾,，而且在加工一批工件時不必逐個找正,，所以此次加工采用一面兩銷的定位方式。以零件上已經(jīng)存在的φ6mm及φ12mm孔作為定位孔,，做簡易工裝,，該工裝采用一個圓柱銷和一個扁形銷作為定位元件。由于該零件屬于薄壁件,，容易變形,，在夾緊工件時，壓板應(yīng)壓在工件剛性較好的部位,，分布盡可能均勻,，以保證夾緊的可靠性，而且夾緊力的大小應(yīng)適當(dāng),，以防破壞工件的定位或使工件產(chǎn)生不允許的變形,。其具體定位與裝夾。此裝夾方式完全符合加工中心的特點,，一次裝夾可以完成型腔及所有孔的加工,。
　　2.加工型腔的數(shù)控加工程序總方案(1)編程軟件該零件的數(shù)控加工程序是基于軟件MasterCAM生成的。該軟件無須畫出實體,，只需按1：1正確畫出要加工的輪廓線,，選擇適當(dāng)?shù)膱D形和參數(shù)即可生成用于加工的程序。(2)設(shè)備的選擇精加工型腔選用加工中心設(shè)備：德國HERMLE(悍馬)C1200U,，該設(shè)備的操作系統(tǒng)是HEIDENHIN(海德漢),，其性能指標(biāo)為：主軸最高轉(zhuǎn)速18000r/mm，快速移動30000mm/min,，行程1200mm×1000mm×800mm,，響應(yīng)靈敏，適合高速加工。該零件以前曾選用其他加工中心設(shè)備進(jìn)行加工,，但因為壁薄,，筋厚度僅為2mm，型腔深,，為27mm,，為防止零件變形，只能選用小規(guī)格刀具,，較小的加工速度,，并進(jìn)行多次時效，加工周期很長,，所以此次加工選用了適合高速加工的數(shù)控設(shè)備,。(3)刀具的選擇根據(jù)零件材料，選擇國產(chǎn)的鑲齒硬質(zhì)合金立銑刀,，雙刃,，大螺旋角，刃前空間大,，耐磨,，成本低。經(jīng)過實踐發(fā)現(xiàn)該刀具非常適合鋁材的高速加工,。對具體的參數(shù)選擇,，需要在實際切削中摸索，發(fā)現(xiàn)合適速度,，當(dāng)然還要參考廠家的資料,。
　　3.加工中心精銑削過程該型腔的銑削加工分兩步進(jìn)行，分別為底面和側(cè)面加工,，先底面，后側(cè)面,。數(shù)控程序的中心設(shè)在工件外圓圓心,，安全高度在零件表面上方50mm處。(1)底面加工刀具規(guī)格：選用φ14mm的立銑刀,。下刀方式：采用螺旋下刀,，可以改善進(jìn)刀時的切削狀態(tài)，保持較高的進(jìn)刀速度和較低的切削負(fù)荷,。走刀方式：選用Pocket—Parallel,，Spiral，clean Cor-ners(平行環(huán)繞并清角)方式,，從內(nèi)到外,，三個型腔分別加工，可以減少提刀，提升銑削效率,。
　　加工時按順銑方式,，將底面1.5mm的加工余量分兩次完成，第一刀背吃刀量1.4mm,，刀路重疊50%,，轉(zhuǎn)速8000r/min，進(jìn)給速度1400mm /min,；精加工時,，背吃刀量0.1mm，轉(zhuǎn)速升至12000r/min,，進(jìn)給不變,，底面的表面質(zhì)量非常好。其刀路軌跡,，由里向外逐步擴展,，與外形相似，刀路平順,、柔和,，盡量減少劇烈變化，以免引起機床振動,。注意：精加工底面時,，給側(cè)面預(yù)留了3mm余量，以免銑到側(cè)面時吃刀量增大,。
　　(2)側(cè)面加工刀具規(guī)格：為防止在拐角處走刀路徑突然改變而導(dǎo)致沖擊力太大,，所以高速加工時應(yīng)盡量避免選用與拐角半徑一致的刀具，此次選用φ8mm的立銑刀(拐角為R5mm),。裝刀時,，刀具盡可能縮短伸出長度，以保證高速加工時的刀具強度,。進(jìn),、退刀方式：以圓弧方式接近、離開工件,，可以避免突然接觸工件時產(chǎn)生的接刀痕,，保證零件的表面質(zhì)量。走刀方式：選用Contour(外形銑削)方式,。加工時,，按Z軸分層并以順銑的方式進(jìn)行，轉(zhuǎn)速10000r/min,，進(jìn)給速度1000mm/min,，三個型腔同時逐層向下銑,，每次背吃刀量為2mm。注意：不可一個型腔銑削后再銑削下一個型腔,。因為,，當(dāng)?shù)谝粋€型腔加工完后，內(nèi)部筋的壁厚只剩3.5mm,，而加工下一個型腔時,，內(nèi)部筋的切削量將是1.5mm，這會導(dǎo)致局部支撐力變小,，工件容易受切削力的影響而變形,；若三個型腔同時逐層向下銑削時，筋的壁厚是5mm,，相對而言支撐力要大得多,。加工的刀路軌跡
　　加工操作完成后，選擇HEIDENHIN后置處理,，生成NC程序,，用網(wǎng)線傳到機床。4.結(jié)束語該零件采用此種方式加工,，既保證了加工質(zhì)量,，相對于傳統(tǒng)的數(shù)控加工而言，又使生產(chǎn)周期縮短了一半,，大大提高了生產(chǎn)效率,，本文也可以為同行加工同類零件提供一些參考.

yuan6238 · 發(fā)表于 2008-10-19 06:39:19

東東是好東東，學(xué)習(xí)了,！最好是能上兩張零件圖,，我們可能更明白一些

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