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數控銑競賽典型零件的加工

2022-8-23 來源：廣東（dōng）省（shěng）機械技師學院作者：陳泳桓

摘要: 本文（wén）是數控銑競賽典型零件的加工（gōng），目的是解決零件圓孔的垂直度精度一直達不到（dào）要求的（de）技術難點，通過對零件圖的（de）分析，裝夾方案（àn）的確定，製定合理（lǐ）的加工工藝。依據所加工數控零件結構的性質，以及在銑床上銑孔（kǒng）加（jiā）工的特點，找出位（wèi）置尺寸及形位精度，利用（yòng）軟鉗口、工藝台及塞塊對零件（jiàn）的圓孔進行銑削加工並保證（zhèng）其垂直度，最終通過（guò）該工藝（yì）方法成（chéng）功解決了（le）該技術難點。

關鍵詞（cí） : 典型零件 ; 技術難點 ; 工藝（yì） ; 垂直（zhí）度

作為世界（jiè）技能大賽數控銑項目（mù）的之一，零件圓孔垂直度精度加工一直是個難點，具有內腔鏤空、難以裝夾（jiá）、易變形等特點。在選手多次實訓過程中發現零件的圓孔垂直度一直達不到圖紙（zhǐ）要求。了解（jiě）到選手的相關加工工藝後，對工藝進（jìn）一（yī）步優（yōu）化，通過使用塞塊、專（zhuān）用軟鉗（qián）口、螺紋千斤（jīn）頂以及工藝（yì）台來保證刀具旋（xuán）轉（zhuǎn）軸線對零（líng）件定位表麵（miàn）有正（zhèng）確的相互位置，從而保（bǎo）證該尺寸的形位精度。

1. 零件圖紙分析

從圖 1 可以得（dé）出零件形狀比較複雜，加工工序多。零件（jiàn）整體外形可裝夾位置（zhì）少，接觸麵小，內腔鏤空，懸臂結（jié）構伸出（chū）長剛性差。ф24（位置F11）的圓孔垂直度一直達不到要求，經（jīng）過分析可采用多次（cì）定位裝（zhuāng）夾，並且互為基準原則（zé），先雙（shuāng）麵開粗（cū）加工後再精加工（gōng）、優先加工基（jī）準麵再加工孔，並保證 ф24 圓孔垂直度加工時和基準麵重合（hé）。

圖 1 零件圖

2. 零件加工工藝分析

該零件表麵質量和（hé）精度要求（qiú）高（gāo），從精（jīng）度上（shàng）考慮（lǜ），如何控製零件的（de）變形（xíng）量在精度範圍內是該零件加工的最大難點，通過對該零件的精度要求、材料及設備等原因進行分析（xī），主要有以下幾個方麵 :

（1）毛坯本身內應力引起的變形切削力。

（2）夾緊（jǐn）力引起的變形。

（3）切削力及切削熱引起的變形。

（4）其中影響最大的時夾緊力引起的變形。為解決上訴問題，提出以下解決（jué）方法。

2.1 改進（jìn）零（líng）件（jiàn）的傳統夾裝法

對於該內空的薄壁件，使用以下的夾裝辦法，以減少變形 : ①填塞（sāi）法。在零件的內部（bù）填塞賽塊（kuài），使零件在裝夾時不受裝夾力影響（xiǎng）。②留出合理的工藝台。在零件的懸空位置以及裝夾位置留出工藝台，加強加（jiā）工剛性和減少裝夾的變形。

2.2 合理安排工序

動態銑削時，由於刀具快速間斷式進（jìn）給切削，整個過程會產生衝擊，影響零件精度和表（biǎo）麵粗糙度。所以，數（shù）控動態銑削時工藝一般可分為（wéi） : 粗加工、清底麵餘量和清圓（yuán）角、半精加工，最後精加工等工序。

2.3 薄壁、空型零件處理（lǐ）方（fāng）法

薄壁（bì）件、鏤空類零件在加工時容易因為裝夾力而變形。裝夾力過（guò）小，零件容易因為加工而鬆動，裝夾力過（guò）大，零件會產生變形（xíng），為控製（zhì）零件變（biàn）形量最小，可（kě）以在零件半精加工之後準備最後一步精加工時，把虎鉗輕微的鬆一下，讓（ràng）零件能自然（rán）回彈釋放部分應力，然（rán）後再輕輕夾緊（jǐn），保證剛（gāng）好能夾緊工件，獲得較好的加工（gōng）效果（guǒ）。夾緊原則是力（lì）的作用點最好在支承麵上，夾緊力方向作用（yòng）在工件剛性最好的方向上，在確保工件不鬆動的前提下，夾緊力越小越好。

2.4 夾具的選擇

夾具（jù）選擇主要有以下幾點（diǎn） :

（1）夾緊機構不對零件造成幹涉。

（2）零（líng）件夾緊（jǐn）變形小。

（3）裝（zhuāng）夾快速方便。

（4）夾具結構簡單。

（5）夾（jiá）具便於定（dìng）位元件。

3. 加工（gōng）工藝路線

該零件宜（yí）采（cǎi）用帶測力裝置的平口鉗、專用軟鉗口、壓板及輔助塞（sāi）塊（kuài）便（biàn）能滿足加工。

（1）用平口鉗夾持（chí）毛坯 100mm 寬尺寸端麵為粗基準，對正麵進（jìn）行粗（cū）加工留出 98mm 尺寸工藝台。

（2）用平口鉗夾持 98mm 尺寸端麵對反麵進行粗、精（jīng）加工。

（3）將塞塊填（tián）塞至反麵凹（āo）槽裝夾，裝夾時校正零件平形度（小於 0.01mm），清根（gēn）正麵裝（zhuāng）夾工藝台並精加工正麵，如圖 2 所示。