盘类零件数控车削工艺分析与加工.doc
《盘类零件数控车削工艺分析与加工.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《盘类零件数控车削工艺分析与加工.doc(22页珍藏版)》请在沃文网上搜索。
1、目 录前言1一、零件图工艺分析1 1.1选择设备11.2确定零件的定位基准和装夹方式11.3制定加工方案11.4刀具选择及刀位号21.5确定切削用量21.6数控加工工艺卡片拟订3 二、数控加工的工艺分析42.1零件的结构特点42.2 工艺分析42.3 精加工型腔时零件的定位与装夹5 三、加工型腔的数控加工程序总方案6四、加工中心精铣削过程7五、工艺设计105.1精加工某发动机飞轮105.2精加工某发动机飞轮正反两个平面115.3精加工某制动盘12六、工装设计146.1保证定心精度的方法146.2保证端面跳动精度的方法14 七、设备选择意见167.1机床结构的选择16 7.2刀塔结构的选择17结
2、束语19致 谢 20参考文献21盘类零件数控加工工艺分析与加工实例引言理想的加工程序不仅应保证加工出符合图样的合格工件,同时应能使数控机床的功能得到合理的应用和充分的发挥。数控机床是一种高效率的自动化设备,它的效率高于普通机床的23倍,要充分发挥数控机床的这一特点,必须在编程之前对工件进行工艺分析,根据具体条件,选择经济、合理的工艺方案。数控加工工艺考虑不周是影响数控机床加工质量、生产效率及加工成本的重要因素。一、零件图工艺分析 如图所示工件,该零件属于典型的盘类零件,材料为45钢,可选用圆钢为毛坯,为保证在进行数控加工时工件能可靠的定位,可在数控加工前将左侧端面、95外圆加工,同时将55内孔
3、钻53孔。 图1-1带孔圆盘1.1选择设备 根据被加工零件的外形和材料等条件,选定Vturn-20型数控车床。 1.2确定零件的定位基准和装夹方式1.2.1定位基准 以已加工出的95外圆及左端面为工艺基准。1.2.2装夹方法 采用三爪自定心卡盘自定心夹紧。1.3 制定加工方案根据图样要求、毛坯及前道工序加工情况,确定工艺方案及加工路线。工步顺序:1.3.1 粗车外圆及端面 1.3.2 粗车内孔1.3.3 精车外轮廓及端面1.3.4 精车内孔 1.4刀具选择及刀位号选择刀具及刀位号如图1-2。 图1-2将所选定的刀具参数填入表1-1带孔圆盘数控加工刀具卡片中。 表1-1带孔圆盘数控加工刀具卡片1
4、.5确定切削用量对于高效率的金属切削机床加工来说,被加工材料、切削刀具、切削用量是三大要素。这些条件决定着加工时间、刀具寿命和加工质量。经济的、有效的加工方式,要求必须合理地选择切削条件。编程人员在确定每道工序的切削用量时,应根据刀具的耐用度和机床说明书中的规定去选择。也可以结合实际经验用类比法确定切削用量。在选择切削用量时要充分保证刀具能加工完一个零件,或保证刀具耐用度不低于一个工作班,最少不低于半个工作班的工作时间。背吃刀量主要受机床刚度的限制,在机床刚度允许的情况下,尽可能使背吃刀量等于工序的加工余量,这样可以减少走刀次数,提高加工效率。对于表面粗糙度和精度要求较高的零件,要留有足够的精
5、加工余量,数控加工的精加工余量可比普通机床加工的余量小一些。编程人员在确定切削用量时,要根据被加工工件材料、硬度、切削状态、背吃刀量、进给量,刀具耐用度,最后选择合适的切削速度。1.6数控加工工艺卡片拟订 以工件右端面为工件原点,换刀点定为X200、Z200。数控加工工艺卡片见表1-2。 表1-2 带孔圆盘的数控加工工艺卡片二、数控加工的工艺分析2.1零件的结构特点 该零件材料为硬铝LY12,其切削性能良好,属于典型的薄壁盘类结构,外形尺寸较大,周边及内部筋的厚度仅为2mm,型腔深度为27mm。该零件在加工过程中如果工艺方案或加工参数设置不当,极易变形,造成尺寸超差,零件结构如图2-1所示。图
6、2-1零件结构示意图2.2 工艺分析 该零件毛坯选用棒料,采用粗加工、精加工的工艺方案,具体工艺流程如下:毛坯粗车粗铣时效精车精铣。粗车:分别在外圆及端面预留1.5mm精加工余量,并预钻中心孔。 粗铣:分别在型腔侧面及底面预留余量1.5mm,并在12mm孔位处预钻工艺孔。时效:去除材料及加工应力。 精车:精车端面、外圆并镗工艺孔6mm,要求一次装夹完成,以便保证同轴度,为后序加工打好基础。精铣:保证零件的最终要求,是本文论述的重点。2.2.1粗铣型腔粗加工主要是去除大余量,并为后序精加工打好基础,所以加工型腔时,选择低成本的普通数控铣床加工。该工序要求按所示零件结构图加工出内形轮廓,圆弧拐角为
7、R5mm,所留精加工余量均匀,为1.5mm。而且本道工序还需要在12mm孔位处预先加工精加工所需的定位孔。 2.2.2精铣型腔高速加工技术是近年应用起来的制造技术。在高速切削加工中,由于切削力小,可减小零件的加工变形,比较适合于薄壁件,而且切屑在较短时间内被切除,绝大部分切削热被切屑带走,工件的热变形小,有利于保证零件的尺寸、形状精度;高速加工可以获得较高的表面质量,加工周期也大大缩短,所以结合该类薄壁盘类零件的特点,精加工型腔时选用高速加工。 2.2.3 定位孔的加工 该零件精加工选用中心孔6mm及12mm孔作为定位孔,所以精加工型腔前必须先将其加工到位。中心孔6mm在车工精车外圆301.5
8、mm时将其镗削为6H8;12mm孔由数控铣床钻、铰至12H8。 2.3 精加工型腔时零件的定位与装夹 为了使工件在机床上能迅速、正确装夹,而且在加工一批工件时不必逐个找正,所以此次加工采用一面两销的定位方式。以零件上已经存在的6mm及12mm孔作为定位孔,做简易工装,该工装采用一个圆柱销和一个扁形销作为定位元件。由于该零件属于薄壁件,容易变形,在夹紧工件时,压板应压在工件刚性较好的部位,分布尽可能均匀,以保证夹紧的可靠性,而且夹紧力的大小应适当,以防破坏工件的定位或使工件产生不允许的变形。其具体定位与装夹示意图见图2-2。此装夹方式完全符合加工中心的特点,一次装夹可以完成型腔及所有孔的加工。图
9、2-2 零件的定位与装夹方式示意图三、加工型腔的数控加工程序总方案3.1编程软件该零件的数控加工程序是基于软件MasterCAM生成的。该软件无须画出实体,只需按1:1正确画出要加工的轮廓线,选择适当的图形和参数即可生成用于加工的程序。 3.2设备的选择精加工型腔选用加工中心设备:德国HERMLE(悍马)C1200U,该设备的操作系统是HEIDENHIN(海德汉),其性能指标为:主轴最高转速18000r/mm,快速移动30000mm/min,行程1200mm1000mm800mm,响应灵敏,适合高速加工。该零件以前曾选用其他加工中心设备进行加工,但因为壁薄,筋厚度仅为2mm,型腔深,为27mm
10、,为防止零件变形,只能选用小规格刀具,较小的加工速度,并进行多次时效,加工周期很长,所以此次加工选用了适合高速加工的数控设备。 3.3刀具的选择根据零件材料,选择国产的镶齿硬质合金立铣刀,双刃,大螺旋角,刃前空间大,耐磨,成本低。经过实践发现该刀具非常适合铝材的高速加工。对具体的参数选择,需要在实际切削中摸索,发现合适速度,当然还要参考厂家的资料。四、加工中心精铣削过程该型腔的铣削加工分两步进行,分别为底面和侧面加工,先底面,后侧面。数控程序的中心设在工件外圆圆心,安全高度在零件表面上方50mm处。 4.1底面加工刀具规格:选用14mm的立铣刀。下刀方式:采用螺旋下刀,可以改善进刀时的切削状态
11、,保持较高的进刀速度和较低的切削负荷。 走刀方式:选用PocketParallel,Spiral,clean Cor-ners(平行环绕并清角)方式,从内到外,三个型腔分别加工,可以减少提刀,提升铣削效率。 加工时按顺铣方式,将底面1.5mm的加工余量分两次完成,第一刀背吃刀量1.4mm,刀路重叠50,转速8000r/min,进给速度1400mm/min;精加工时,背吃刀量0.1mm,转速升至12000r/min,进给不变,底面的表面质量非常好。其刀路轨迹如图4-1所示,由里向外逐步扩展,与外形相似,刀路平顺、柔和,尽量减少剧烈变化,以免引起机床振动。注意:精加工底面时,给侧面预留了3mm余量
12、,以免铣到侧面时吃刀量增大。图4-1型腔底面刀路轨迹4.2侧面加工刀具规格:为防止在拐角处走刀路径突然改变而导致冲击力太大,所以高速加工时应尽量避免选用与拐角半径一致的刀具,此次选用8mm的立铣刀(拐角为R5mm)。装刀时,刀具尽可能缩短伸出长度,以保证高速加工时的刀具强度。进、退刀方式:以圆弧方式接近、离开工件,可以避免突然接触工件时产生的接刀痕,保证零件的表面质量。走刀方式:选用Contour(外形铣削)方式。加工时,按Z轴分层并以顺铣的方式进行,转速10000r/min,进给速度1000mm/min,三个型腔同时逐层向下铣,每次背吃刀量为2mm。注意:不可一个型腔铣削后再铣削下一个型腔。
13、因为,当第一个型腔加工完后,内部筋的壁厚只剩3.5mm,而加工下一个型腔时,内部筋的切削量将是1.5mm,这会导致局部支撑力变小,工件容易受切削力的影响而变形;若三个型腔同时逐层向下铣削时,筋的壁厚是5mm,相对而言支撑力要大得多。加工的刀路轨迹如图4-2所示。图4-2型腔侧面刀路轨迹加工操作完成后,选择HEIDENHIN后置处理,生成NC程序,用网线传到机床。 盘类零件的数控车床加工编程源程序如下:N10 G92X100Z100N20 M06T0101N25 G04P3N30 M03M07N40 G90G00X42Z2N50 G01Z0F200N60 X15N70 G90G00X60Z10N
14、80 G73U7W0R5P90Q170X0.5Z0F200N90 G01X28Z10F100N100 Z0N110 X30Z-1N120 Z-10N130 X26Z-12N140 Z-22.775N150 G02X30.8Z-28R7N160 G01X38Z-48N170 Z-52N180 G90G00X100Z100N190 T0100N200 M05M00N210 M06T0303N215 G04P3N220 M03N225 G90G00X15Z4N230 G71U1W0R1P240Q270X-0.5Z0F200N240 G01X22Z4F100N250 Z0N260 X18Z-10N27
- 1.请仔细阅读文档,确保文档完整性,对于不预览、不比对内容而直接下载带来的问题本站不予受理。
- 2.下载的文档,不会出现我们的网址水印。
- 3、该文档所得收入(下载+内容+预览)归上传者、原创作者;如果您是本文档原作者,请点此认领!既往收益都归您。
下载文档到电脑,查找使用更方便
20 积分
下载 | 加入VIP,下载更划算! |
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 零件 数控 车削 工艺 分析 加工