数控加工中心薄壁零件加工方法

发表时间:2020/9/9   来源:《科学与技术》2020年28卷第9期   作者:吕钢兴
[导读] 中心薄壁零件以其轻巧、节约材料、结构紧凑等优势被人们广泛应用在产品的生产中,

        吕钢兴
        新昌县三瑞实业有限公司,浙江省绍兴市,邮编312500
        摘要:中心薄壁零件以其轻巧、节约材料、结构紧凑等优势被人们广泛应用在产品的生产中,但车床上的一些薄壁结构比较复杂,在夹紧力的作用下容易变形,由此影响了工件制作尺寸精确度和形状精确度。为此,本文首先阐述了数控车零件及其加工工艺概述,然后详细的概述了数控加工中心薄壁零件加工应注意的问题,最后分析了工艺方案分析及工件的装夹。旨在有效提出数控加工中心薄壁零件加工的方法。
        关键词:中心薄壁零件;数控车;加工方法
        第一章数控车零件及其加工工艺概述
1.1数控车概述
        (1)数控车定义
        数控技术是当前大力发展的一种特殊的机床控制技术。可以快速的利用数字信息来及时准确的控制机械运动的工作过程。而数控设备是以数控技术为代表的一种新型技术,主要是利用传统的制造业的渗透所形成的机电一体化产品和新的制造业,也就是数字设备。
        (2)数控车床的主要加工对象
        精度要求非常高的零件。零件的精度主要指的是零件的尺寸、形状、位置以及表面的精度要求,其中曲面精度主要是指表面粗糙度。由于数控车床的刚性好,加工的精度高,所以使用起来就会非常的方便准确,属于加工尺寸精度较高的零件,在很多的场合都可达到磨削的效果。
1.2中心薄壁零件概述
        中心薄壁零件显著特征就是薄壁,同时也具有强度差以及抗变形能力低的特点。加工过程中的硬化、颤振、热以及切削等因素都与薄壁零件的变形息息相关。数控加工过程可主要分为设计与编程、加工与监控以及成品检验三个特殊的阶段。对于薄壁零件的加工,最突出的问题是零件的变形不易得到及时的控制。这也说明对薄壁零件的加工工艺、夹紧方法、刀具以及切割技术都有很严格的要求。


第二章数控加工中心薄壁零件加工应注意的问题
2.1数控加工中心薄壁零件切削用量的选择
        切削的用量主要包括:切削的深度、进给的速度以及主轴的转速。主要根据依据的原则是:最大程度的发挥数控机床的基本性能;充分的确保数控车表面得粗糙度与零件加工精度;降低生产成本,提高劳动生产率,增加经济效益。
        (1)切削深度:通常情况下是根据工件、机床、刀具的刚度进行选择。为提高数控车表面质量,应保留一定的精加工余量。该高硬度薄壁筒形零件在内外型的加工中,要保证两侧端面平衡,并保留1mm左右的余量。
        (2)进给速度:进给速度受零件表面粗糙度的影响。此外,由于存在惯性,在零件轮廓的拐角处会出现超程现象。此时,应适当降低进给速度(通常为正常进给速度的一半)。
2.2数控加工中心薄壁零件走刀路线的选择
        选择走刀的路线时,既要考虑加工的质量,又要考虑生产效率。确定正确的走刀路线应该满足以下:
        (1)确保满足零件的表面粗糙和加工精度的要求;
        (2)确保加工路线最短,以减少走刀的时间,提高工作效率;
在编程时数值计算要简单,以便减少编程的工作量。走刀路线的选择对工作效率及加工质量有较大的影响。刀具应该沿着其外轮廓曲线延长线的切向切入,避免刀痕的产生。除此之外,要尽量避免过切削或者欠切削的现象产生。数控车床上加工直线与圆弧或者圆弧与圆弧连接的内外轮廓的时候,应尽量注意其过渡圆弧半径的大小,这主要是因为刀具半径的大小会直接导致切削现象的发生。若出现这种情况,应该及时使用刀具刀尖半径自动补偿的方法来解决。使用铣刀加工其内外轮廓的时候,刀具的切入点与切出点应该在零件轮廓几何参数的交点处,并且要选择合适的切入或者切出方向,避免欠切削或者过切削现象,影响加工的质量。


2.3数控加工中心薄壁零件程序流程设计
数控车床在零件的加工过程中,应根据零部件的实际图样,合理设计零件加工的程序设计流程,争取一次装夹能够完成尽量多的加工工序,零件加工工序的划分则主要是从加工的精度和加工的效率两方面进行考虑。在一个数控车加工工序内通常需要使用不同的切削用量及其刀具,根据不同的表面进行不同的加工工序,上述例子中的零件加工流程主要包括:粗车外圆一热处理一钻侧孔一精车右端面精车左端面一精车外圆。

第三章工艺方案分析及工件的装夹
3.1工艺方案分析
        (1)零件图
        零件图的基本技术要求:及时去除毛刺,尖角要倒钝;未注倒角都是45°。
        (2)零件图的分析
        主要是由3个零件组成,包括外轮廓,由圆筒、圆锥、圆锥、椭圆、抛物线、凹槽以及螺纹等加工而成。而表面的内轮廓由内孔、内切槽以及内螺纹等组成。坯料为45号钢,没有具体的热处理。
        (3)确定加工的方法
        加工方法的原则是充分的保证加工表面的精度以及表面的粗糙度。获得相同等级以及表面粗糙度的加工方法有很多。而加工效率以及加工经济最理想的加工方式其实是转向。这3个零件都是具有复杂曲线零件,基于此,加工的设备采用的是数控车床的方式。
        (4)确定加工的方案
        零件表面较精密的加工一般指得是通过粗加工、半精加工以及精加工来快速实现的。只是根据质量的要求来选择相应的最终加工方法是远远不够的。还需要正确的确定毛坯的右端,而最终成型的工艺方案是2,钻孔30mm空气,钻孔33mm内孔,切回槽4mm,内螺纹M36mmx1.5-7H。坯料1先夹在右端,外轮廓大概是58mm,R5圆弧,内孔钻30mm是空的,室孔大概是42.65mm,36mm的内孔。钢坯左边结束标志车的总长度大概是67毫米,右端处理是36毫米,4毫米的减少线程是M36mmx1.5,椭圆暂时不削减,空白2左和钢坯1右解冻外环轮车58毫米,椭圆。坯料3首先夹在右侧,外轮廓车大概是51mm,半段抛物线2-5槽。空格3表示左端;外轮廓36mm,1:25圆锥体,4265mm半截面抛物线。
3.2工件的装夹
        (1)定位基准的选择
        在制定具体的零件加工工艺规程的时候,正确选择工件的定位基准是非常重要的。定位基准的选择不仅会直接影响到零件的定位精度,还会对零件各表面的加工顺序产生非常大的影响。合理的选择定位基准是有效保证零件加工精度的前提,同时也极大的简化了加工的过程,充分的提高了加工的效率。
        (2)装夹方式的选择
        为了有效的防止工件在切削力作用下发生位移,使其在加工过程中始终保持在正确的位置,就需要对工件进行牢固的夹紧。选择合理的夹紧方式是非常重要的。工件夹紧不仅会极大的影响加工的质量,而且还会直接影响生产的效率、加工的成本以及操作的安全问题。


结论
        数控加工中心零件加工的工艺规程制订得合理与否,在很大程度上会直接影响到工件的质量,从而进一步影响到劳动的生产率以及经济的效益。而不同的加工方法都可以制造出不同的数控车的零件,但在条件一定的情况下,较合理的方法是有限的。所以,在编制数控车零件工艺规程的时候,一定要一切从实际出发,具体问题要具体分析,尽最大努力采用先进的加工工艺,制造出质量高的数控车零件。


参考文献
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[2]徐宏海.数控车零件加工工艺[M].北京:化工工业出版社,2015.
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[4]罗春华.刘海明.数控零件加工工艺简明教程[J].北京:北京理工大学出版社,2015
[5]田先亮.数控零件加工中的刀具选择和切削用量的确定[J].科技资讯,2017
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