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數(shù)控銑競賽典型零件的加工

2022-8-23 來源：廣東省機械技師學(xué)院作者：陳泳桓

摘要: 本文是數(shù)控銑競賽典型零件的加工，目的是解決零件圓孔的垂直度精度一直達不到要求的技術(shù)難點，通過對零件圖的分析，裝夾方案的確定，制定合理的加工工藝。依據(jù)所加工數(shù)控零件結(jié)構(gòu)的性質(zhì)，以及在銑床上銑孔加工的特點，找出位置尺寸及形位精度，利用軟鉗口、工藝臺及塞塊對零件的圓孔進行銑削加工并保證其垂直度，最終通過該工藝方法成功解決了該技術(shù)難點。

關(guān)鍵詞 : 典型零件 ; 技術(shù)難點 ; 工藝 ; 垂直度

作為世界技能大賽數(shù)控銑項目的之一，零件圓孔垂直度精度加工一直是個難點，具有內(nèi)腔鏤空、難以裝夾、易變形等特點。在選手多次實訓(xùn)過程中發(fā)現(xiàn)零件的圓孔垂直度一直達不到圖紙要求。了解到選手的相關(guān)加工工藝后，對工藝進一步優(yōu)化，通過使用塞塊、專用軟鉗口、螺紋千斤頂以及工藝臺來保證刀具旋轉(zhuǎn)軸線對零件定位表面有正確的相互位置，從而保證該尺寸的形位精度。

1. 零件圖紙分析

從圖 1 可以得出零件形狀比較復(fù)雜，加工工序多。零件整體外形可裝夾位置少，接觸面小，內(nèi)腔鏤空，懸臂結(jié)構(gòu)伸出長剛性差。ф24（位置F11）的圓孔垂直度一直達不到要求，經(jīng)過分析可采用多次定位裝夾，并且互為基準(zhǔn)原則，先雙面開粗加工后再精加工、優(yōu)先加工基準(zhǔn)面再加工孔，并保證 ф24 圓孔垂直度加工時和基準(zhǔn)面重合。

圖 1 零件圖

2. 零件加工工藝分析

該零件表面質(zhì)量和精度要求高，從精度上考慮，如何控制零件的變形量在精度范圍內(nèi)是該零件加工的最大難點，通過對該零件的精度要求、材料及設(shè)備等原因進行分析，主要有以下幾個方面 :

（1）毛坯本身內(nèi)應(yīng)力引起的變形切削力。

（2）夾緊力引起的變形。

（3）切削力及切削熱引起的變形。

（4）其中影響最大的時夾緊力引起的變形。為解決上訴問題，提出以下解決方法。

2.1 改進零件的傳統(tǒng)夾裝法

對于該內(nèi)空的薄壁件，使用以下的夾裝辦法，以減少變形 : ①填塞法。在零件的內(nèi)部填塞賽塊，使零件在裝夾時不受裝夾力影響。②留出合理的工藝臺。在零件的懸空位置以及裝夾位置留出工藝臺，加強加工剛性和減少裝夾的變形。

2.2 合理安排工序

動態(tài)銑削時，由于刀具快速間斷式進給切削，整個過程會產(chǎn)生沖擊，影響零件精度和表面粗糙度。所以，數(shù)控動態(tài)銑削時工藝一般可分為 : 粗加工、清底面余量和清圓角、半精加工，最后精加工等工序。

2.3 薄壁、空型零件處理方法

薄壁件、鏤空類零件在加工時容易因為裝夾力而變形。裝夾力過小，零件容易因為加工而松動，裝夾力過大，零件會產(chǎn)生變形，為控制零件變形量最小，可以在零件半精加工之后準(zhǔn)備最后一步精加工時，把虎鉗輕微的松一下，讓零件能自然回彈釋放部分應(yīng)力，然后再輕輕夾緊，保證剛好能夾緊工件，獲得較好的加工效果。夾緊原則是力的作用點最好在支承面上，夾緊力方向作用在工件剛性最好的方向上，在確保工件不松動的前提下，夾緊力越小越好。

2.4 夾具的選擇

夾具選擇主要有以下幾點 :

（1）夾緊機構(gòu)不對零件造成干涉。

（2）零件夾緊變形小。

（3）裝夾快速方便。

（4）夾具結(jié)構(gòu)簡單。

（5）夾具便于定位元件。

3. 加工工藝路線

該零件宜采用帶測力裝置的平口鉗、專用軟鉗口、壓板及輔助塞塊便能滿足加工。

（1）用平口鉗夾持毛坯 100mm 寬尺寸端面為粗基準(zhǔn)，對正面進行粗加工留出 98mm 尺寸工藝臺。

（2）用平口鉗夾持 98mm 尺寸端面對反面進行粗、精加工。

（3）將塞塊填塞至反面凹槽裝夾，裝夾時校正零件平形度（小于 0.01mm），清根正面裝夾工藝臺并精加工正面，如圖 2 所示。