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電腦數控機械加工加工技術是什么?
來源: | 作者:pmtfb60a8 | 發布時間: 799天前 | 936 次瀏覽 | 分享到:
近年來,隨著數字控制CNC加工技術的發展,性能良好的加工中心設備使許多零件的加工更為方便。利用這些設備如何能高效地加工出更為優質的零件, 已成為企業關心的問題
近年來,隨著數字控制CNC加工技術的發展,性能良好的加工中心設備使許多零件的加工更為方便。利用這些設備如何能高效地加工出更為優質的零件, 已成為企業關心的問題。以典型薄壁盤類零件為例,基于近年應用起來的高速加工制造技術的優勢,利用工廠現有的數字控制CNC加工設備,積極探索出 加工該類零件的較好的工藝方案及數字控制CNC機加工加工過程。
  1.數字控制CNC加工加工的工藝分析
  (1)零件的結構特點該零件材料為硬鋁LY12,其切削性能良好,屬于典型的薄壁盤類結構,外形尺寸較大,周邊及內部筋的厚度僅為2mm,型 腔深度為27mm。該零件在加工過程中如果工藝方案或加工參數設置不當,極易變形,造成尺寸超差,
  (2)工藝分析該零件毛坯選用棒料,采用粗加工、精加工的工藝方案,具體工藝流程如下:毛坯→粗車→粗銑→時效→精車→精銑。粗車:分 別在外圓及端面預留1.5mm精加工余量,并預鉆中心孔。粗銑:分別在型腔側面及底面預留余量1.5mm,并在φ12mm孔位處預鉆工藝孔。 時效:去除材料及加工應力。精車:精車端面、外圓并鏜工藝孔φ6mm,要求一次裝夾完成,以便保證同軸度,為后序加工打好基礎。精銑: 保證零件的最終要求,是本文論述的重點。
 ?、俅窒承頹淮旨庸ぶ饕僑コ笥嗔?,并為后序精加工打好基礎,所以加工型腔時,選擇低成本的普 通數字控制CNC加工銑床加工。該工序要求按所示零件結構圖加工出內形輪廓,圓弧拐角為R5mm,所留精加工余量均勻,為1.5mm。而且本道工序還需要在 φ12mm孔位處預先加工精加工所需的定位孔。
 ?、誥承頹桓咚偌庸ぜ際跏墻曖τ悶鵠吹鬧圃旒際?。在高速切削加工中,由于切削力小,可減小 零件的加工變形,比較適合于薄壁件,而且切屑在較短時間內被切除,絕大部分切削熱被切屑帶走,工件的熱變形小,有利于保證零件的尺寸、 形狀精度;高速加工可以獲得較高的表面質量,加工周期也大大縮短,所以結合該類薄壁盤類零件的特點,精加工型腔時選用高速加工。
 ?、鄱ㄎ?孔的加工該零件精加工選用中心孔φ6mm及φ12mm孔作為定位孔,所以精加工型腔前必須先將其加工到位。中心孔φ6mm在車工精車外圓φ301.5mm 時將其鏜削為φ6H8;φ12mm孔由數字控制CNC加工銑床鉆、鉸至φ12H8。
  (3)精加工型腔時零件的定位與裝夾為了使工件在機床上能迅速、正確裝夾,而且在 加工一批工件時不必逐個找正,所以此次加工采用一面兩銷的定位方式。以零件上已經存在的φ6mm及φ12mm孔作為定位孔,做簡易工裝,該工裝 采用一個圓柱銷和一個扁形銷作為定位元件。由于該零件屬于薄壁件,容易變形,在夾緊工件時,壓板應壓在工件剛性較好的部位,分布盡可能 均勻,以保證夾緊的可靠性,而且夾緊力的大小應適當,以防破壞工件的定位或使工件產生不允許的變形。其具體定位與裝夾。此裝夾方式完全 符合加工中心的特點,一次裝夾可以完成型腔及所有孔的加工。
  2.加工型腔的數字控制CNC加工加工程序總方案
  (1)編程軟件該零件的數字控制CNC加工加工程序是基于軟件MasterCAM生成的。該軟件無須畫出實體,只需按1:1正確 畫出要加工的輪廓線,選擇適當的圖形和參數即可生成用于加工的程序。
  (2)設備的選擇精加工型腔選用加工中心設備:德國HERMLE(悍馬)C1200U ,該設備的操作系統是HEIDENHIN(海德漢),其性能指標為:主軸最高轉速18000r/mm,快速移動30000mm/min,行程1200mm×1000mm×800mm,響 應靈敏,適合高速加工。該零件以前曾選用其他加工中心設備進行加工,但因為壁薄,筋厚度僅為2mm,型腔深,為27mm,為防止零件變形,只能 選用小規格刀具,較小的加工速度,并進行多次時效,加工周期很長,所以此次加工選用了適合高速加工的數字控制CNC加工設備。
  (3)刀具的選擇根據零件材 料,選擇國產的鑲齒硬質合金立銑刀,雙刃,大螺旋角,刃前空間大,耐磨,成本低。經過實踐發現該刀具非常適合鋁材的高速加工。對具體的 參數選擇,需要在實際切削中摸索,發現合適速度,當然還要參考廠家的資料。
  3.加工中心精銑削過程該型腔的銑削加工分兩步進行
分別為底面和側面加工,先底面,后側面。數字控制CNC加工程序的中心設在工件外圓圓心,安全 高度在零件表面上方50mm處。
  (1)底面加工刀具規格:選用φ14mm的立銑刀。下刀方式:采用螺旋下刀,可以改善進刀時的切削狀態,保持較高的 進刀速度和較低的切削負荷。走刀方式:選用Pocket-Parallel,Spiral,clean Cor-ners(平行環繞并清角)方式,從內到外,三個型腔分別加 工,可以減少提刀,提升銑削效率。 加工時按順銑方式,將底面1.5mm的加工余量分兩次完成,第一刀背吃刀量1.4mm,刀路重疊50%,轉速8000r/min,進給速度1400mm /min;精 加工時,背吃刀量0.1mm,轉速升至12000r/min,進給不變,底面的表面質量非常好。其刀路軌跡,由里向外逐步擴展,與外形相似,刀路平順、 柔和,盡量減少劇烈變化,以免引起機床振動。注意:精加工底面時,給側面預留了3mm余量,以免銑到側面時吃刀量增大。
  (2)側面加工刀具規格:為防止在拐角處走刀路徑突然改變而導致沖擊力太大,所以高速加工時應盡量避免選用與拐角半徑一致的刀具,此次 選用φ8mm的立銑刀(拐角為R5mm)。裝刀時,刀具盡可能縮短伸出長度,以保證高速加工時的刀具強度。進、退刀方式:以圓弧方式接近、離開工 件,可以避免突然接觸工件時產生的接刀痕,保證零件的表面質量。走刀方式:選用Contour(外形銑削)方式。加工時,按Z軸分層并以順銑的方 式進行,轉速10000r/min,進給速度1000mm/min,三個型腔同時逐層向下銑,每次背吃刀量為2mm。注意:不可一個型腔銑削后再銑削下一個型腔 。因為,當第一個型腔加工完后,內部筋的壁厚只剩3.5mm,而加工下一個型腔時,內部筋的切削量將是1.5mm,這會導致局部支撐力變小,工件 容易受切削力的影響而變形;若三個型腔同時逐層向下銑削時,筋的壁厚是5mm,相對而言支撐力要大得多。加工的刀路軌跡 加工操作完成后,選擇HEIDENHIN后置處理,生成NC程序,用網線傳到機床。
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