“塔”的加工
——數(shù)控銑床的應(yīng)用

撰文/詹淑梅

■121000 錦州市機(jī)電工程學(xué)校 遼寧 錦州

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“塔”的加工
——數(shù)控銑床的應(yīng)用

撰文/詹淑梅

■121000 錦州市機(jī)電工程學(xué)校 遼寧 錦州

“塔”作為工藝品或教學(xué)產(chǎn)品，要求美觀，不生銹、有光澤、表面光潔，并且要求達(dá)到足夠的精度以滿足配合要求。六邊形塔、分層加工、層層疊加，適合選擇數(shù)控銑床來加工。本篇總結(jié)多年的數(shù)控銑床教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，從制定加工工藝和編制加工程序等方面闡述“塔”的加工過程。數(shù)控銑床；加工工藝；軟件編程

“塔”的圖紙及效果圖如下：

零件分析

a毛坯的選擇

從效果圖可以看出各層的形狀是相似的，所以本篇選擇其中的一層來介紹加工過程。為保證產(chǎn)品長(zhǎng)時(shí)間展擺不失去光澤，同時(shí)為防止在教學(xué)過程中因加工參數(shù)過大或誤操作等原因損壞刀具或機(jī)床，本工件采用的材料是LY12硬鋁。

b機(jī)床的選擇

使用北京第一機(jī)床廠的XKA714數(shù)控床身銑床，華中數(shù)控系統(tǒng)。

零件加工工藝的分析

a制定加工工藝：該工件必須分兩次裝夾才能加工完成。先加工底部，后調(diào)轉(zhuǎn)180°加工頂部平面和曲面部分。底部加工先用面銑刀銑平面，再根據(jù)先外后內(nèi)的原則，加工外部周邊部分，最后加工內(nèi)空部分和月亮門。其中月亮門部分采用球頭銑刀加工，如選擇和月亮門直徑相等的球頭銑刀，可一次性加工成型，但加工后由于刀具的旋轉(zhuǎn)軸線和月亮門的軸線重合，會(huì)造成加工后始終有一邊的毛刺突出，影響加工質(zhì)量。所以在加工中，外周邊的精銑過程放在加工內(nèi)空部分和月亮門之后。掉頭裝夾后，裝夾周邊部分時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部空心的部分壁厚只有2mm，所以不能承受太大的力，裝夾的力不能太大。在切削時(shí)切削參數(shù)也不能設(shè)置的太大。通常在精密加工中，我們也可以采用塞木頭的方法防止變形。

b選擇刀具材料：因?yàn)榧庸げ牧蠟長(zhǎng)Y12硬鋁，刀具選擇W18Cr4V的高速鋼材料。

c毛坯加工：先將材料粗加工到55X63mm，厚度精加工到20mm。

d毛坯裝夾：利用平口鉗夾緊胚胎材料，尺寸與電腦圖形一致。利用百分表將工件上表面校水平，用尋邊器對(duì)刀并用系統(tǒng)分中。Z向采用Z向?qū)Φ秲x進(jìn)行對(duì)刀，建立坐標(biāo)系。

零件加工程序的編寫

a選擇編程軟件：常用的CAM軟件有CAXA制造工程師、PRO/E軟件、Mastercam軟件、UG軟件、Cimatron軟件、SOLIDWORKS軟件等。我們?cè)谶@里選擇的是CAXA制造工程師2013r3版本軟件。

b編制粗銑周邊的程序

首先繪制正六邊形；使用平面輪廓精加工進(jìn)入?yún)?shù)設(shè)置，設(shè)置層深、刀次等參數(shù)，注意刀軌的順銑選擇方向；后處理，生產(chǎn)G代碼，利用U盤將程序?qū)霗C(jī)床加工。

c編制內(nèi)空部分程序（可使用平面輪廓精加工）

d編制精銑周邊程序（可使用平面輪廓精加工）

e掉頭裝夾，裝夾時(shí)注意裝夾的力不要過度，防止工件變形。如采用塞木頭、墊銅皮等方法，裝夾力可以適當(dāng)增加。

f編制頂部曲面程序

在CAXA制造工程師中提供了多種的曲面加工方式，常用的有曲面輪廓精加工、曲面區(qū)域精加工、參數(shù)線精加工、等高線精加工、掃描線精加工等。該零件適合采用輪廓導(dǎo)動(dòng)精加工。優(yōu)點(diǎn)在于生成程序簡(jiǎn)潔，如果采用掃描線精加工或參數(shù)線精加工的話指令可能達(dá)到6萬多條，同時(shí)走刀時(shí)刀軌較混亂。采用輪廓導(dǎo)動(dòng)精加工程序大概只有幾千條，刀軌規(guī)則。另外采用輪廓導(dǎo)動(dòng)精加工，不需要對(duì)工件進(jìn)行實(shí)體造型，只需要畫出關(guān)鍵的曲線和軌跡線即可。

畫出關(guān)鍵的空間曲線，選擇合適的球頭銑刀和切削參數(shù)生成刀軌。選擇球頭銑刀加工曲面行距可選擇0.1～0.2mm，如果用端銑刀加工層距需要放到0.01～0.02才行。

通過后處理，生成加工程序。利用U盤導(dǎo)入數(shù)控銑床。

程序調(diào)試

程序輸入完以后，把機(jī)械運(yùn)動(dòng)、主軸運(yùn)動(dòng)以及 M 、 S 、 T 等輔助功能鎖定，在自動(dòng)循環(huán)模式下讓數(shù)控銑床靜態(tài)地執(zhí)行程序，通過觀察機(jī)床坐標(biāo)位置數(shù)據(jù)和報(bào)警顯示判斷程序是否有語法、格式或數(shù)據(jù)錯(cuò)誤。進(jìn)一步檢查刀軌跡是否正確。全部無誤后加工完成。

總結(jié)

數(shù)控銑削加工的適應(yīng)性強(qiáng)、靈活性好，能加工輪廓形狀特別復(fù)雜或難以控制尺寸的零件，如模具類零件、殼體類零件等。能加工普通機(jī)床無法加工或很難加工的零件，如用數(shù)學(xué)模型描述的復(fù)雜曲線零件以及三維空間曲面類零件。能一次裝夾定位后，進(jìn)行多道工序加工，加工精度高、加工質(zhì)量穩(wěn)定可靠。生產(chǎn)自動(dòng)化程度高，可以減輕操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度。有利于生產(chǎn)管理自動(dòng)化。生產(chǎn)效率高。合理的選擇程序編制軟件及加工方式，可以節(jié)省加工時(shí)間，提高加工效率。

參考：

［1］孫建東，袁鋒.《數(shù)控機(jī)床加工技術(shù)》 高等教育出版社.2010

［2］徐衛(wèi)東.《數(shù)控銑削加工》高等教育出版社.2013