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电脑数控机械加工加工技术是什么?
来源: | 作者:pmtfb60a8 | 发布时间: 799天前 | 931 次浏览 | 分享到:
近年来,随着数字控制CNC加工技术的发展,性能良好的加工中心设备使许多零件的加工更为方便。利用这些设备如何能高效地加工出更为优质的零件, 已成为企业关心的问题
近年来,随着数字控制CNC加工技术的发展,性能良好的加工中心设备使许多零件的加工更为方便。利用这些设备如何能高效地加工出更为优质的零件, 已成为企业关心的问题。以典型薄壁盘类零件为例,基于近年应用起来的高速加工制造技术的优势,利用工厂现有的数字控制CNC加工设备,积极探索出 加工该类零件的较好的工艺方案及数字控制CNC机加工加工过程。
  1.数字控制CNC加工加工的工艺分析
  (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,
  (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φ12mm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φ6mm,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。
  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 通数字控制CNC加工铣床加工。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R5mm,所留精加工余量均匀,为1.5mm。而且本道工序还需要在 φ12mm孔位处预先加工精加工所需的定位孔。
  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。
  ③定位 孔的加工该零件精加工选用中心孔φ6mm及φ12mm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φ6mm在车工精车外圆φ301.5mm 时将其镗削为φ6H8;φ12mm孔由数字控制CNC加工铣床钻、铰至φ12H8。
  (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φ6mm及φ12mm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。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。
  2.加工型腔的数字控制CNC加工加工程序总方案
  (1)编程软件该零件的数字控制CNC加工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。
  (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1200mm×1000mm×800mm,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,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字控制CNC加工设备。
  (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。
  3.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。数字控制CNC加工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。
  (1)底面加工刀具规格:选用φ14mm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,保持较高的 进刀速度和较低的切削负荷。走刀方式:选用Pocket-Parallel,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,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,以免铣到侧面时吃刀量增大。
  (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φ8mm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 。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 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。
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