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    出口接管零件的數(shù)控加工及編程

    2019-03-06 05:41:10丁立芳劉正飛邱兆義
    船電技術(shù) 2019年2期
    關(guān)鍵詞:彎角圓角毛坯

    丁立芳,劉正飛,邱兆義

    出口接管零件的數(shù)控加工及編程

    丁立芳,劉正飛,邱兆義

    (武漢船用電力推進(jìn)裝置研究所,武漢 430064)

    本文通過(guò)對(duì)某型產(chǎn)品出口接管零件的結(jié)構(gòu)工藝分析,從零件的毛坯選擇,裝夾夾具的選用、裝夾方法、數(shù)控程序的編程等方面介紹了出口接管的數(shù)控加工方法及加工過(guò)程。為以后該類零件的數(shù)控加工積累了一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

    出口接管 裝夾夾具 數(shù)控加工

    0 引言

    隨著三維CAD、CAM軟件以及多軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床的廣泛應(yīng)用,數(shù)控加工已成為現(xiàn)代化生產(chǎn)的主要生產(chǎn)手段。對(duì)于單件小批量的三維曲面零件加工難題,應(yīng)用數(shù)控機(jī)床多軸聯(lián)動(dòng)加工技術(shù)可以很好地解決。

    本文以某型產(chǎn)品的出口接管零件作為加工實(shí)例,從零件的毛坯選擇、加工工藝分析、裝夾方式、數(shù)控程序的編程等方面詳細(xì)介紹了出口接管的數(shù)控加工方法及加工過(guò)程,較好地實(shí)現(xiàn)該零件的批量生產(chǎn)。

    1 出口接管零件的結(jié)構(gòu)及加工工藝分析

    出口接管零件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下圖1。

    從該零件的結(jié)構(gòu)圖中可以看出,該零件的加工難點(diǎn)在于99°的彎角和R35的外彎圓角(內(nèi)彎角R為0)。在樣機(jī)試制階段通過(guò)車工保證99°的彎角,而R35的彎角通過(guò)人工砂輪打磨的方式來(lái)實(shí)現(xiàn),費(fèi)工費(fèi)時(shí),打磨的尺寸和外觀都無(wú)法保證圖紙要求。為了更好地提高該零件的加工尺寸一致性和外觀質(zhì)量,本文提出利用數(shù)控銑加工技術(shù)手段來(lái)進(jìn)行該零件的加工。

    1.1 毛坯的選擇

    根據(jù)零件尺寸和結(jié)構(gòu)形式,選用75的不銹鋼1Cr18Ni9Ti作為原始毛坯,通過(guò)偏心車加工成如下圖形狀的半成品坯料,如圖2。

    1.2 裝夾夾具及裝夾方法

    由于我部現(xiàn)有的數(shù)控銑床只能實(shí)現(xiàn)XYZ軸的三軸聯(lián)動(dòng),為了能實(shí)現(xiàn)99°的彎角加工,必須利用合適的裝夾夾具來(lái)解決加工角度問(wèn)題,因此,在裝夾上選用了可調(diào)角度式萬(wàn)能分度頭,將萬(wàn)能分度頭通過(guò)壓板固定在機(jī)床的工作臺(tái)上,利用百分表和校驗(yàn)棒校準(zhǔn)XZ平面上卡盤(pán)中心軸線與X軸負(fù)向夾角為9°,即實(shí)現(xiàn)XZ軸的夾角為99°,如圖3。

    萬(wàn)能分度頭裝夾固定并將角度基準(zhǔn)調(diào)整好后,將偏心車的半成品毛坯的車后外圓作為裝夾基準(zhǔn),裝夾在卡盤(pán)三爪上并固定夾緊,從而實(shí)現(xiàn)零件的99°角的裝夾加工目標(biāo),如圖4。

    圖1 出口接管結(jié)構(gòu)圖

    圖2 半成品坯料圖

    圖3 裝夾夾具及裝夾基準(zhǔn)校準(zhǔn)圖

    同時(shí),通過(guò)萬(wàn)能分度頭的旋轉(zhuǎn)分度功能,也解決了在YZ平面上的360°的旋轉(zhuǎn)加工,從而實(shí)現(xiàn)了一次裝夾即可完成該零件的全部加工要求。

    2 數(shù)控加工程序的編制

    對(duì)于三維曲面的數(shù)控加工程序的編制,采用手工編程就比較困難,本文采用Pro/E進(jìn)行三維造型和Mastercam進(jìn)行程序編制[1]。

    圖4 毛坯的裝夾圖

    2.1 三維建模

    利用Pro/E軟件的三維造型命令制作該零件的三維模型,如圖5。

    圖5 零件的三維模型圖

    2.2 數(shù)控程序編制

    為了實(shí)現(xiàn)該零件的加工,分三個(gè)步驟來(lái)進(jìn)行[3]:

    1)端平面、內(nèi)孔、內(nèi)密封槽及外彎圓角的內(nèi)部加工

    為了實(shí)現(xiàn)該部分的程序生成,編程時(shí)分為6個(gè)操作指令[2]:①外形銑削 M63.00平刀,②外形銑削(螺紋式漸降斜插)M20.00圓鼻刀,③曲面粗加工-等高外形M20.00圓鼻刀,④外形銑削 M12.00平刀,⑤外形銑削 M12.00槽刀,⑥外形銑削 M20.00圓鼻刀,如下圖6。

    通過(guò)編程指令操作,刀具的選擇和切削參數(shù)的設(shè)置,形成加工刀具軌跡,圖7為內(nèi)孔粗加工。

    2)外圓柱面的加工

    通過(guò)刀具選擇和切削參數(shù)設(shè)置,生成刀具加工軌跡,圖8為外圓柱面加工的刀具軌跡俯視圖。

    圖6 程序編制操作圖

    圖7 內(nèi)孔粗加工刀具軌跡圖

    圖8 外圓柱面加工的刀具軌跡圖(俯視圖)

    3)外彎圓角的加工

    通過(guò)上述的加工后,旋轉(zhuǎn)萬(wàn)能分度頭180°,即可實(shí)現(xiàn)外彎圓角的曲面加工,刀具參數(shù)和切削參數(shù)的選擇與設(shè)置為,刀具直徑20 mm,刀角半徑5 mm,主軸轉(zhuǎn)速2000 m/s,進(jìn)給率900 mm/min,下刀速度80 mm/min,提刀速度900 mm/min,安全高度(絕對(duì)坐標(biāo))100 mm,進(jìn)給下刀位置(增量座標(biāo))5 mm,生成的刀具軌跡如下圖9。

    圖9 外彎圓角的曲面加工參數(shù)圖

    2.3 數(shù)控程序的生成

    利用Mastercam的后處理功能,自動(dòng)生成CNC加工程序,限于篇幅,詳細(xì)加工程序清單在此不再列出。

    3 結(jié)論

    通過(guò)對(duì)某型產(chǎn)品出口接管零件加工的實(shí)際應(yīng)用,較好地完成了該零件的加工,加工質(zhì)量和加工效率均得到很大的提高,同時(shí)為以后該類零件的數(shù)控加工積累了一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

    [1] 孫中柏. MasterCAM實(shí)用教程[M]. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 2010.

    [2] 沈建峰. 加工中心編程與操作[M]. 遼寧: 遼寧科學(xué)技術(shù)出版社, 2009.

    [3] 華茂發(fā)主編. 數(shù)控機(jī)床加工工藝[M]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 2000.

    NC Machining and Programming for the Components of the Outlet Pipe

    Ding Lifang, Liu Zhengfei, Qiu Zhaoyi

    (Wuhan Institute of Marine Electric Propulsion, Wuhan 430064, China)

    TG506

    A

    1003-4862(2019)02-014-03

    2018-10-28

    丁立芳(1982-),男,高級(jí)技師。研究方向:機(jī)械冷加工。E-mail:dlf712@163.com

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