1 引言
對於車床上(shàng)一些薄(báo)壁結構的零件,因工件壁薄,在夾緊力的作用下易變形,從而(ér)影響工件的(de)尺寸精度和形狀精度。在編程時(shí)雖然有粗(cū)、精加(jiā)工,但粗、精加工通常是(shì)分開進行的,先進行全部的粗加工,粗加工完成之後(hòu)再進行(háng)精加工。由於粗加工切削餘量大,切削(xuē)力大,變(biàn)形也較大,在進行精(jīng)加工時不一定能(néng)完全消除粗加工時因切削力過(guò)大而產生的變形。造成前後端厚薄(báo)不同,尺寸超差,很難達到工藝要求(qiú)。若在編程(chéng)時合理安排粗、精加工路線和合理分
配(pèi)加工餘量(liàng)可解(jiě)決部分剛性差的零件加工變形問題(tí)。
2 薄壁零件的加工方法
2.1 選擇合理的(de)刀具幾何參數並粗精加(jiā)工分開進行在精加工薄壁零件(jiàn)時,刀具要有(yǒu)足夠的剛度、鋒利的刃口,車刀(dāo)的修光刃不宜過長。通常取90°~93°的主(zhǔ)偏(piān)角,可(kě)適當增大刀具的(de)前角、後角、副偏角及(jí)刃傾角。
粗車時,由於切削(xuē)餘量大,在切(qiē)削力、夾緊力的影響下,變形也(yě)會變大。精車時(shí)夾緊力可小一些(xiē),吃刀量少一些,以減小零(líng)件的變形(xíng)。
2.2 增加裝夾的接觸麵(miàn)或定製專用工裝(zhuāng)
裝夾薄(báo)壁零件(jiàn)時,當徑向(xiàng)夾(jiá)緊時,可(kě)使用開縫套筒或特製軟(ruǎn)爪,以增加接觸麵積,讓作(zuò)用力均勻分布在工件上以減(jiǎn)小變形;在軸向夾緊時可定製專用的夾(jiá)具,使(shǐ)夾緊力沿著零件的軸(zhóu)向,不易在徑向方向上引起變形。
2.3 選擇合理的加工(gōng)路線同步進行粗、精加工
(1)粗加工:粗加工為提高效率使用較大的切削參數,加(jiā)工(gōng)餘量可根據零件圖紙(zhǐ)要求(qiú)單邊留3~5mm,如果長度較長,應(yīng)先對零件進行分段(duàn)粗加工(gōng),在某一段粗加工一次後,再進行其他部分半精加工或精加工,根據零件(jiàn)需要可安排再進行第二次的粗加工。以保證零件在進行半(bàn)精加工或精加工時有足夠的剛性。
(2)半精加工:同粗加工一樣分段加工,不同的部分,分別留(liú)有不同的加工餘量(liàng),對(duì)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(liú)餘量1mm;後麵(miàn)1/3 留餘量2mm;如(rú)有端麵可留0.5mm。
(3)精(jīng)加工:①精加工前麵1/3 留餘(yú)量(liàng)0mm,半精加工中間1/3 留餘量0.5mm;後麵1/3 留餘量1mm;端(duān)麵留餘(yú)量0.5mm;②精加工中間1/3 留餘量(liàng)0mm;精加(jiā)工端麵留餘量0mm;③半精加工(gōng)後麵(miàn)1/3 留餘量0.5mm。④精加工1/3 留餘量0mm。在加工過程中零(líng)件形成一個像金字塔式的階梯結構(gòu),具有一個較粗的根部,可(kě)保證後續加工的進行,為(wéi)較長工件的加工提供支撐。
3 實例(lì)應用
3.1 分析零件圖紙
該零件為某玩具汽車中的電機座,根(gēn)據零件圖紙可知該零件長67mm,壁厚1.5mm,毛坯為準40 圓柱,材料為透明硬質塑料,如圖1 所(suǒ)示。
3.2 工藝路徑設計
經分析該(gāi)電機座長67mm,後端直徑準38mm,前(qián)端直徑準30mm,內孔準27mm,壁厚1.5mm,由於是塑料件,因此更易變形和破裂。要完成(chéng)該零件(jiàn)的加工,必須選擇合理(lǐ)的加工工藝和參(cān)數,加工分析簡(jiǎn)圖如(rú)圖2 所示。
(1)調頭前:考慮到孔的加工(gōng)難於外圓的加工(gōng),且先加工孔時零件(jiàn)有較厚(hòu)尺寸的外壁,變(biàn)形較小(xiǎo),所以先加(jiā)工內孔到準27mm,孔深78.5mm,然(rán)後加工外圓到準(zhǔn)38mm,保證零件總長不少於80mm 並切斷。
(2)調頭後:為防止塑料零件的變(biàn)形,在裝(zhuāng)夾時(shí)使用芯軸,使用較長的的芯軸可以減小零件在加工中的變形,這裏隻為提高裝夾時的受力,芯軸長度較(jiào)短。調頭後的加工可采用(yòng)粗精加工同(tóng)步的工藝(yì)方案安排刀具軌跡。①粗加工:外圓直徑已車到準38mm,單邊加工餘量為4mm,所以(yǐ)此處不再安排粗加工;②半精加工:由於零件較長(zhǎng)半精加(jiā)工分4 段進行,前3 段均為15mm,最後一段為19mm。按半(bàn)精加工中所給的參數生成半精加工刀具(jù)軌跡;精加工:按半精加工工藝分層,使用(yòng)精加工中所給的參數生成刀具軌跡進行逐段加工,直至最後一段完(wán)成精加工後,保證零件總長並切斷(duàn)。加工該零件在VERICUT 軟件(jiàn)中仿真效果見圖3。
4 結語
生成符合工(gōng)藝要求的刀具(jù)軌跡,編寫數控代碼,特別是對(duì)薄壁等剛性較(jiào)差的零(líng)件,可以合理安排各加工階段的餘量,保證了零(líng)件的加(jiā)工精度和(hé)加工質量,降低了生產成本(běn),提高了工作效率。
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