1 引言
對於車床上一些薄壁(bì)結構的零件,因工件壁薄,在夾緊力的作(zuò)用下易變形,從而影響工件的尺寸(cùn)精度和形狀精度。在編程時(shí)雖(suī)然有粗、精加工,但(dàn)粗、精加工通常是分開進行(háng)的,先進行全部的粗加工,粗加工完成之後再進行精加工(gōng)。由於粗加工切(qiē)削餘量大,切削力大,變形也(yě)較大,在進行精加工時不一定能完全消除粗加工時因切削力過大而產生的變形。造成前後端(duān)厚(hòu)薄(báo)不同,尺寸超差,很難達到工藝(yì)要求。若在編程時合理安排粗、精加工(gōng)路線(xiàn)和合理分
配(pèi)加(jiā)工餘量可解決部分剛性差的零件加工變形問題。
2 薄壁零件的加工方(fāng)法
2.1 選擇合理的刀具幾何參數並(bìng)粗精加工分開進行在精(jīng)加工薄壁零件時,刀具要有足夠的剛度、鋒利(lì)的刃口,車刀(dāo)的修光刃(rèn)不宜過長。通常取90°~93°的主偏角,可適當增大刀(dāo)具的前角、後角(jiǎo)、副偏角及刃傾角。
粗車時,由於切削餘量大,在切削力、夾緊力的影響下,變形也會(huì)變大。精車時夾緊(jǐn)力可小一些,吃刀量少一些,以減小零件的變形。
2.2 增加裝夾的接觸麵或定製(zhì)專(zhuān)用(yòng)工裝
裝夾薄壁零件時,當(dāng)徑(jìng)向夾緊時,可(kě)使用開(kāi)縫套筒或特製軟爪,以增加接觸麵積,讓作用力均勻分布在(zài)工件上以減小變形;在軸向夾緊時可定製(zhì)專用的(de)夾具,使夾緊力沿著零件的軸向,不易在徑向方向上引起變形。
2.3 選擇合理的加工路線同步進行粗、精加工
(1)粗加工:粗加工(gōng)為提高效率使用較大的切削參數,加工餘量(liàng)可根據零件(jiàn)圖(tú)紙要求(qiú)單邊留3~5mm,如果(guǒ)長度(dù)較長,應先對零件進行分段粗加工,在(zài)某一段粗加工一(yī)次後,再進行其他部分半精加工或精加工,根據零件需要可安排再進行第二次的粗加(jiā)工。以保證零件在進行半精加工或精加(jiā)工時有足夠的(de)剛性。
(2)半精加工:同粗加工一樣分段(duàn)加(jiā)工,不同的部分,分別留(liú)有不同的加(jiā)工餘量,對長度較長的可分為3 段或4段,例如:前1/3 留餘量0.5mm;中間1/3 留餘量1mm;後麵(miàn)1/3 留餘量2mm;如有端麵可留0.5mm。
(3)精加工:①精(jīng)加工前麵1/3 留餘量0mm,半精加工中間(jiān)1/3 留餘量0.5mm;後麵1/3 留餘量1mm;端麵留餘量0.5mm;②精加工中間1/3 留餘量0mm;精加工(gōng)端麵留餘量0mm;③半精加工後(hòu)麵1/3 留餘量0.5mm。④精加工(gōng)1/3 留餘量0mm。在加(jiā)工過程中零(líng)件形成一個像金字塔式的階梯結構,具有一個較粗的根部,可保證後續加工(gōng)的進行,為較長工件的加工提供支撐(chēng)。
3 實例應用
3.1 分析(xī)零(líng)件圖紙
該零件為某玩(wán)具汽車中的電機座,根據零件圖紙可知該零件(jiàn)長67mm,壁厚(hòu)1.5mm,毛坯為準40 圓柱,材料為透明硬質塑料,如圖1 所示。
3.2 工藝(yì)路徑(jìng)設計
經分析該電機座長67mm,後端直徑準38mm,前(qián)端直徑準(zhǔn)30mm,內孔準27mm,壁厚1.5mm,由於是塑料件,因此更(gèng)易變形和破裂(liè)。要完成該(gāi)零件的加工,必須選擇合(hé)理的加工(gōng)工藝和參數,加工分析簡圖如圖2 所示。
(1)調頭前:考慮到孔的加工難於外圓的加(jiā)工,且先加工孔時零(líng)件有較(jiào)厚尺寸(cùn)的外壁,變形較小(xiǎo),所以先加工內孔到準27mm,孔深78.5mm,然後加工外圓到(dào)準38mm,保證零件總長不(bú)少於80mm 並切斷。
(2)調頭後(hòu):為防(fáng)止塑(sù)料零件的變(biàn)形,在裝夾時使用芯軸(zhóu),使用較長的的芯軸可以減小零件在加工(gōng)中的(de)變形,這裏隻為提高裝夾時的受力,芯軸長(zhǎng)度較短。調頭後(hòu)的加工可采用粗精加工同步的工藝方案(àn)安排(pái)刀具軌跡。①粗加工:外圓直徑已車到準38mm,單邊加工餘量(liàng)為4mm,所以此處不再(zài)安排粗加工;②半精加(jiā)工:由於零件較(jiào)長半精加工分4 段進(jìn)行,前3 段均為15mm,最後(hòu)一段為19mm。按半精加工中所給的參數生成半精加(jiā)工刀具軌跡;精加工:按半精加工工藝分(fèn)層,使用精加工中所給的參數生(shēng)成刀具軌跡進行逐段加工,直(zhí)至最後一段完成精加工後,保證零件總長並切斷。加工該零件在VERICUT 軟件中仿真(zhēn)效果見(jiàn)圖3。
4 結語
生成符合工藝要求的刀具軌跡,編寫數控代碼,特別是對薄壁(bì)等剛性較差的零(líng)件(jiàn),可以合理安排各加工階段(duàn)的(de)餘量,保證了零件的加工精度和(hé)加工(gōng)質量,降低(dī)了生(shēng)產成本(běn),提(tí)高了(le)工作效率。
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