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数控加工中配合件的工艺分析及加工方法

盘套类零件在机器设备中用得非常普遍,多与同属回转体零件的轴类零件配合,由于其功能不同,盘套类零件结构和尺寸有着很大的差别,但其结构仍有共同点,零件的主要表面为同轴度要求较高的内外圆表面,零件壁的厚度较薄且易变形,盘套类零件的结构一般由孔,外圆,端面,沟槽及内螺纹和外螺纹,内锥面和内型面组成。常见的有轴承套,衬套,齿轮,带轮,轴承端盖等。

(作者单位:绵阳市机械电气工业学校)

零件是机械中的最小单位,零件的配合组成了机构,机构之间的配合组成了机械,一部机器要能正常工作,发挥应有的作用,那么零件与零件之间的配合是的关键。如今,随着机电一体化技术的迅速发展,数控机床已经日走趋普及。加之对配合的零件之间的要求,零件表面的粗糙度,度等要求不断提高,普通机床很难达到,那么就需要在数控机床完成。

朱万彬

二.箱体零件加工方法

在孔系加工中,先加工大孔,再加工小孔,特别是在大小孔相距很近的时候,更要采用这种方法。对于跨度较大的箱体的同轴孔加工,尽量采用调头加工的方法,以缩短刀辅具的径比,增加刀具刚性,提高加工质量。

五. 箱体零件的加工编程

在数控机床上加工箱体等配合件,工序比较集中,一般只需要一次装夹即可完成所有加工,通常可按照从简单到复杂的原则,先加工平面、沟槽,再加工内腔、外形,最后加工曲面,先加工精度要求低的,再加工精度要求较高的。为了提高机床的使用寿命,数控机床的精度,降低零件的加工成本,通常把零件的粗加工,特别是零件 的定位面在普通机床上加工。

六.切削用量的选择

直径小于30的孔,可以不铸出毛坯孔,但孔和孔的端面全部都 得在加工中心上完成,可分为“锪平端面打中心孔钻扩孔端倒角精镗”工步完成。有同轴度要求的小孔,须采用“多锪平端面(打中心孔)钻半精镗孔端倒角精镗”工步完成。

一.数控机床的选用方面

所有孔系都应先完成所有孔的粗加工,再精加工。

铣削加工切削用量包括:切削速度,进给速度,背吃刀量,及侧吃刀量,从刀具寿命的角度出发,切削用量的选择方法是:先选择背吃刀量,侧吃刀量,其次选择进给速度,最后确定切削速度。

箱体类零件一般是其它零件配合的载体。都 需要进行多工位孔系、轮廓及平面加工,公差要求较高,特别是形位公差要求较为严格,通常要经过铣、钻、扩、镗、铰、锪、攻丝等工序。

需要刀具多,在普通机床上加工难度大,工装套数多,费用高,加工周期长,需要多次装夹,找正,手工测量次数多,加工时还要频繁的换刀,工艺难制定,更重要的是精度难以。这类零件在加工中心上加工,一次装夹可完成普通机床的60%--95%工序内容,零件各项精度一致性好,质量稳定,同时节约费用,缩短加工周期。

三.加工工序的划分

一般情况下,直径大于30的孔都应先铸出毛坯孔,在普通机床上完成毛坯孔的粗加工,给加工中心留4-6mm的加工余量,再上加工中心进行孔和面的加工,通常分为“粗镗半精镗孔端倒角精镗”四个工步完成。

加工中心与数控铣床铣削加工是型腔模具加工的重要手段。数控铣床是一种加工功能很强的数控机床,数控铣床是一种加工功能很强的数控机床,在数控加工中占据了重要地位。现在数控铣床已全面向多轴化发展。目前迅速发展的加工中 已全面向多轴化发展。目前在数控铣床和数控镗床的基础上产生了加工中心和柔性制造单元也是在数控铣床和数控镗床心和柔性制造单元。铣削加工是型腔模具加工的重要手段。并且现今产生了高速铣削,而高速铣削具有工件温升低、切削力小、 加工平稳、 加工质量好、加工效率高及可加工硬材料等,且高速铣削加工不仅可提高效率,该文原载于中国社会科学院文献信息中心主办的《环球市场信息导报》总第488期2013年第12期-----转载须注名来源而且也可提高表面质量,从而减轻了精加工负担,缩短了工期。诸多优点。因而在模具加工中日益受到重视。

四.铣削中刀具夹具的选择

选择刀具的重要依据是被加工零件的几何形状和材料。加工曲面类零件时,一般用球头刀,粗加工用两刀刃铣, 半精加工和精加工用四刃铣刀。刀刃娄还与刀具直径有关,铣较大平面时,一般采用刀片数控加工中配合件的工艺分析及加工方法镶嵌式租车形面铣刀。铣小平面或台阶时,一般采用通用铣刀, 铣键槽时,一般用两刃键槽铣刀。 孔加工时,可采用钻头、镗刀、铰刀等孔加工刀具。

切削 用量的选择必须在机床主传率。进给传率以及主轴转速范围,进给范围内。机床-刀具-工件系统的刚性是切削用量的重要因素。切削 用量的选择应使机床-刀具-工件系统不发生较大的振动。如果机床的稳定性好,工件的热变形小,刀具材料性能好,可适当的加大切削用量。

盘套类零件表面精度要求除尺寸外、形状精度外,内孔一般要作为配合和装配的基准,孔的直径尺寸等级一般为IT7,精密轴套可以取IT6,孔的形状精度应控制在孔径公差内,,一些精密套筒控制在孔径的公差的二分之一到三分之一,对于长度较长的轴套零件,除了圆度要求以外,还应注内孔面的圆柱度,端面对内孔轴线的圆跳动度和垂直度,以及两端面的的平行度等要求,为了零件的功用和提高其耐磨性,孔的表面粗糙度值Ra1.6-0.16um,甚至更高。

下面以数控车削加工的典型零件-盘套类零件,铣削为主的箱体类零件为例讨论配合件的加工。

一般情况下,零件如尺寸少,相对确定,可以人工编程,如几何形状复杂的零件。或有复杂曲面的零件,或几何形状并不复杂,但程序量很大的零件,这种加工编程计算相当复杂,应采用自动编程。所谓自动编程,是指编程过程用计算机辅助的方法来自动完成。这类自动编程系统数控编程的一般过程包括:零件几何造型CAD ,刀具定义,刀具相对于零件表面运动方式定义,切削加工参数确定,走刀轨迹、刀位文件的生成,加工过程的动态图形仿真,后置处理产生G代码程。典型代表: UG , Pro-E , SurfCAM , Mastercam ,北航海尔CAXA制造工程师,自动编程系统中,UG是目前功能最强大的商用CAD / CAM /CAE集成系统,它具有从功能模块包括概念设计、工业设计、结构设计与工程分析到装配、制造、模具设计、二次开发、产品数据管理等各项功能。

箱体的装夹和夹具的选择,在数控机床上加工中,既要加工 质量,又要减少辅助时间,提高加工效率。因此要选用能准确和迅速定位并夹紧的工件的装夹方法和夹具。零件的定位基准应尽量与设计基准及测量重合,以减少定位误差为了不影响进给和切削加工在装夹工件时一定要将加工部位敞开,选择夹具时应尽量做到在一次装夹中将要求加工的面都加工出来。

加工箱体类零件的加工中心,当加工工位较多是时,需要工件台多次旋转角度才能完成的零件,一般选用卧式加工中心,当工位较少,且跨度不大时,可选用立式加工中心。

当既有孔,又有面时,应先铣面,后加工孔。



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