龍門加工中心加工超大、超重類工件工藝分析報(bào)告

陳弘

大連市輕工業(yè)學(xué)校 遼寧大連 116000

1 工藝分析

1.1 工件結(jié)構(gòu)分析

如圖所示，需加工零件屬于封閉式結(jié)構(gòu)，由兩個(gè)支撐柱通過上下兩個(gè)橫梁連接而成，它們成對(duì)地豎立安放在零件底腳板之上，工件的中間是窗口。該零件不僅要保證一定強(qiáng)度、剛度、而且還要保證較高的尺寸精度和位置精度要求。如圖一所示：

圖1

1.2 工件的技術(shù)要求

（1）A面與E面的對(duì)稱度≦0.05mm。

（2）A面與D面的垂直度誤差⊥≤0.03mm/m，總長度≤0.1mm。

（3）A面平行度誤差∥≤0.05mm。

（4）E面與A面平行度誤差∥≤0.05mm。

（5）C向與A面的垂直度⊥≤0.03mm/m，總長≤0.1mm。

（6）B面平面度誤差 ∥ ≤0.1mm。

1.3 影響加工精度因素

（1）機(jī)床精度。機(jī)床主軸（Z軸）與機(jī)床（X軸、Y軸）垂直度誤差、Y軸與X軸垂直度誤差均影響零件D面與A面、B與D面的垂直度。

（2）零件自重影響工件加工精度。圖示零件采用鑄造加工毛坯，重量一般在8噸，長為10m，在加工時(shí)平放在工作臺(tái)上，由于工件自重產(chǎn)生了一定的撓度，而零件在整裝時(shí)是垂直的，如不加以調(diào)整，就可導(dǎo)致工件立起時(shí)B面的平面度及與D面的垂直度公差范圍。

（3）Z軸動(dòng)力頭安裝精度對(duì)加工精度的影響。安裝完刀具后，應(yīng)將刀具底面找平，否則，在加工時(shí)表面會(huì)有接刀臺(tái)及影響加工表面平面度，可使用試切法找平，在找平過程中不要怕麻煩，反復(fù)調(diào)整，反復(fù)用百分表校正。

2 步驟分析

關(guān)鍵部位指：A面與E面的對(duì)稱度，C面與D面的平行度，A面及B與D面的垂直度，工件側(cè)面的平面度。

（1）A面與E面的對(duì)稱度：為了保證A面與E面的對(duì)稱度要求，在加工工件方窗一側(cè)面和底腳一側(cè)面（同方向）時(shí)，應(yīng)在編程時(shí)，寫出完整的加工程序，要把方窗和底腳尺寸公差按中差取值，方窗一側(cè)面和底腳一側(cè)面（同方向）同時(shí)進(jìn)行加工。加工對(duì)稱面時(shí)，用相同的程序進(jìn)行加工，但是，要把編程數(shù)值改為相反的數(shù)。

（2）C面與D面的平行度：為了保證C面與D面的平行度要求，在加工C面與D面時(shí)，應(yīng)在一個(gè)工位上一次加工成型。注意C面與D面是相反的面，所以，在加工時(shí)必須把直角銑頭中心線調(diào)整成與床身軌道（X軸）直線方向平行；否則，在加工時(shí)容易產(chǎn)生接刀臺(tái)階，影響加工表面的平面度。

（3）A面及B與D面的垂直度：為了克服機(jī)床本身精度誤差給加工A面及B與D面的垂直度帶來的形位誤差，先將工件非基準(zhǔn)側(cè)面（外側(cè)面）及兩側(cè)G面加工好；其次，分別在D面做平行于Y軸及垂直主軸Z軸的檢測基準(zhǔn)，以作為下個(gè)工序基準(zhǔn)使用；將工件翻轉(zhuǎn)180度，按已加工的工件非基準(zhǔn)側(cè)面（外側(cè)面）找平正，及G面找平，將基準(zhǔn)B面加工好，用百分表檢測D面所做的基準(zhǔn)，如出現(xiàn)超差，則機(jī)床精度無法滿足加工精度要求，需調(diào)整工件或調(diào)整程序進(jìn)行加工[1]。

（4）表面粗糙度。此類產(chǎn)品對(duì)外觀要求較高，其表面粗糙度一般為Ra3.2，各別部位表面粗糙度要求達(dá)到Ra1.6。為使加工表面達(dá)到技術(shù)要求，在刀具刀片及切削用量上我們做了細(xì)致的考量。

①刀具選擇。在加工時(shí)，主要選用直徑315MM刀片角度60°和直徑250MM刀片角度90°粗精復(fù)合端面銑刀，以減少接刀和換刀次數(shù)，以節(jié)省換到時(shí)間及換刀產(chǎn)生的加工平面度的誤差。φ315（60°）刀盤主要加工工件兩側(cè)平面，刀片主偏角為60°，軸向和徑向受力均勻，保證刀片有良好的強(qiáng)度，機(jī)床功率均載，延長刀具及機(jī)床使用壽命，較適合長時(shí)間不間斷加工。φ250（90°）主要用于方窗內(nèi)加工，由于刀具使用的是90°刀片避免了后續(xù)清根時(shí)間。在粗加工時(shí)，刀片選用硬質(zhì)合金氮化鈦涂層，這種刀片與不涂層相比，提高刀片韌性、耐高溫、耐磨性、還能提高切削效率，在機(jī)床性能允許的情況下，可成倍提高生產(chǎn)效率。精加工時(shí)，刀片材質(zhì)選用金屬陶瓷涂層，陶瓷涂層耐磨性、耐高溫性性能非常突出，可在較高的切削速度下進(jìn)行加工，達(dá)到良好的表面粗糙度和形位公差。②切削用量。粗加工每齒進(jìn)給量0.2-0.3mm，線速度為120m/min；半精加工中安裝修光刃刀片，兩種刀片混合使用同時(shí)切削，切削深度0.15-0.18mm，進(jìn)給量為每齒0.2-0.35mm，線速度為120m/min；精加工中，切削深度在0.02-0.05mm，進(jìn)給量為6mm/min，線速度為150m/min，根據(jù)以上切削數(shù)據(jù)加工出的零件滿足尺寸公差及表面粗糙度的要求，但由于機(jī)床不同，每臺(tái)機(jī)床在剛性上都會(huì)有不同，在加工時(shí)應(yīng)該根據(jù)機(jī)床切削狀態(tài)進(jìn)行適當(dāng)?shù)奈⒄{(diào)。

3 結(jié)果分析

經(jīng)檢測，工件尺寸公差合格，形位公差及位置公差合格，該工件達(dá)到產(chǎn)品裝配要求，經(jīng)過裝配，產(chǎn)品已應(yīng)用到某單位大型輪機(jī)上，并正常試車，通過客戶驗(yàn)收。

4 結(jié)語

通過加工大型、重型零件的實(shí)踐，我們得出結(jié)論：只要充分考慮到零件受力、變形等要素采用合理的裝夾措施、正確找基準(zhǔn)的方法、對(duì)機(jī)床的剛性、間隙、軸向運(yùn)動(dòng)的平行度與垂直度的合理補(bǔ)償，是完全可以加工出高質(zhì)量的零件，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)上我們可以給加工者提出更高質(zhì)量的要求，從而擺脫高質(zhì)量、高精度的零件需要到國外加工、需要用國外先進(jìn)設(shè)備。