1 引言
對於車床上一些薄(báo)壁結構的零件,因工件壁薄,在夾緊力的作用下易變形(xíng),從而(ér)影響工件的尺寸精度和形狀精度。在編程時雖然有粗、精加工(gōng),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(zài)進行精加工。由於粗(cū)加工切削餘量大,切削力大,變形也較大,在進行精加工時不(bú)一定(dìng)能完全消除粗加工時因切削力過(guò)大而產生(shēng)的(de)變形。造成前後端厚薄不同,尺寸超差,很難達到工藝要(yào)求。若在編程時合理安排粗、精加工路線和合理分(fèn)
配加工餘量可解決部分剛性差的零(líng)件加工變形(xíng)問(wèn)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粗(cū)精加工分開進行在精加(jiā)工薄壁零件時,刀具(jù)要有足夠的剛度、鋒(fēng)利的刃口(kǒu),車刀的修光刃不宜過長。通常取90°~93°的主偏角,可適(shì)當增大刀具的前角、後角、副偏角及刃傾角。
粗車時,由於切(qiē)削餘量(liàng)大,在切削力(lì)、夾緊(jǐn)力的影響下(xià),變(biàn)形也會變大。精車時夾緊力可小一些,吃刀量少(shǎo)一些,以減小零件的變形。
2.2 增加裝夾的接觸(chù)麵或定(dìng)製專用工裝
裝夾薄壁零件時,當徑向夾(jiá)緊時(shí),可使用(yòng)開縫套筒或特製軟爪,以增加接觸麵積,讓作用力均勻分布在工件上以減小變形;在軸向夾(jiá)緊時可定製專用(yòng)的夾具,使夾緊力沿著零件的軸向,不易在(zài)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(cū)、精加工
(1)粗加工:粗加工為提(tí)高效率(lǜ)使(shǐ)用較(jiào)大(dà)的切削參數(shù),加工餘量可根據零件圖紙要求單邊留3~5mm,如果長度較長,應先對零件進行分段粗加工,在某一段粗(cū)加工一(yī)次後,再進行(háng)其他部分半(bàn)精加工或精加工(gōng),根據零件需要可安排再進行第二(èr)次的粗加工。以保證零件在進行半精加工或精加工時有足夠的剛性。
(2)半(bàn)精加(jiā)工:同粗加工一樣分段加工,不同(tóng)的部分,分別留有不同的加工餘量,對長度較長的可分為(wéi)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1/3 留餘量2mm;如有端麵可留0.5mm。
(3)精加(jiā)工:①精加工前麵(miàn)1/3 留餘量0mm,半精加工中間1/3 留餘量0.5mm;後(hòu)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;精加工端麵留餘量0mm;③半精加工後麵(miàn)1/3 留(liú)餘量0.5mm。④精加工1/3 留餘量0mm。在(zài)加工過程中零(líng)件形成一個像金字塔式的(de)階梯結構,具有一個較粗的根部,可保證後續加(jiā)工的進行,為較長工件的加工提供支撐。
3 實例應用
3.1 分析零件圖紙
該零件(jiàn)為某玩具汽車中的電機座,根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(míng)硬質塑料,如圖1 所示。

3.2 工藝路徑設計
經分析該電機座長67mm,後端直(zhí)徑(jìng)準38mm,前端直徑準30mm,內孔準27mm,壁厚1.5mm,由於是(shì)塑料件,因此更易變形和破裂。要完成(chéng)該零件的加工,必須選擇合(hé)理的加工工藝和參數,加工分(fèn)析簡圖如圖2 所示。
(1)調頭(tóu)前:考(kǎo)慮(lǜ)到孔的加工難於外圓的加工,且先加工孔時零件有較厚尺寸的外壁,變形較小(xiǎo),所以先加工內孔到準27mm,孔深78.5mm,然後加工外圓到準38mm,保證零件總長不少於80mm 並切斷。
(2)調頭後(hòu):為防止塑料零件(jiàn)的變形,在裝夾時使用芯軸,使用較長的的芯軸可(kě)以減小零件在加工中(zhōng)的變形,這裏隻為提高裝(zhuāng)夾時的受力,芯軸長度較短。調頭後(hòu)的加工可采(cǎi)用粗精加工同(tóng)步的工藝方案安排刀具軌跡。①粗加工:外圓直徑已車到準38mm,單邊加工餘量為4mm,所以此處不再安排粗加工;②半精加工:由於零件(jiàn)較長半精加工分4 段進行,前3 段均為15mm,最後一段為(wéi)19mm。按半精(jīng)加工(gōng)中所(suǒ)給的參數生成半精加工刀具軌跡(jì);精加(jiā)工:按半精加工工藝分層,使用精加工中所給的參數生成刀具軌跡進行逐(zhú)段加工,直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(zài)VERICUT 軟件中仿真效果見圖3。
4 結語
生成符合工藝要(yào)求(qiú)的刀具軌(guǐ)跡,編寫數(shù)控代碼,特別是對薄壁等剛性(xìng)較差的(de)零件,可以合理安排各加工階段(duàn)的餘量(liàng),保證了零件的加工精度和加工質量,降低(dī)了生(shēng)產(chǎn)成本,提高了工作效率。
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