《數(shù)控加工工藝》課件 第六章殼體類零件的數(shù)控加工工藝課件

第六章——?dú)んw類零件的數(shù)控加工工藝殼體類零件的簡(jiǎn)介定義具有一個(gè)以上孔系，內(nèi)部有一定型腔或空腔，在長(zhǎng)、寬、高方向有一定比例的零件。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)封閉式多面體，空腔，內(nèi)壁不均勻，有精度要求高的軸承孔，加工部分多，加工量大，主要特點(diǎn)是工藝復(fù)雜技術(shù)要求主要平面在平面度、表面粗錯(cuò)度、對(duì)裝配基準(zhǔn)面垂直度都有要求，對(duì)同軸孔系的同軸度也有要求。若粗糙度要求過(guò)低，則可能會(huì)出現(xiàn)漏油的現(xiàn)象。工藝特點(diǎn)先面后孔的加工順序，這是箱體加工的一般規(guī)律；粗精加工分階段進(jìn)行，可以消除由粗加工所造成的內(nèi)應(yīng)力、切削熱、夾緊力對(duì)加工精度的影響。毛坯類型通常用經(jīng)鍛打的整體毛坯進(jìn)行加工，有些殼體類零件采用鑄造毛坯，其特點(diǎn)是加工余量比較大，一般都要經(jīng)過(guò)多次粗加工才能進(jìn)行精加工。加工方法及機(jī)床選擇機(jī)床選擇帶有曲面輪廓的殼體類零件適合于三坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)或三軸以上聯(lián)動(dòng)加工中心進(jìn)行加工。對(duì)于復(fù)雜曲面的零件，如葉輪、螺旋錐齒輪、汽車輪轂等，則需要多軸聯(lián)動(dòng)的數(shù)控銑床進(jìn)行加工。對(duì)于材料硬度不高的零件，可以直接采用數(shù)控銑床進(jìn)行加工。如果其中有不適合直接機(jī)械加工的結(jié)構(gòu)，可以采用電火花加工的方法進(jìn)行局部的加工。箱體類零件一般都需要進(jìn)行多工位孔系、輪廓及平面加工，公差嚴(yán)求較高，這類零件在加工中心上加工，一次裝夾可完成普通機(jī)床60％一95％的工序內(nèi)容，質(zhì)量穩(wěn)定，節(jié)省費(fèi)用，縮短生產(chǎn)周期。加工箱體類零件的加工中心，當(dāng)加工工位較多，需工作臺(tái)多次旋轉(zhuǎn)角度才能完成的零件，一般選臥式鏜銑類加工中心。當(dāng)加工的工位較少，且跨距不大時(shí)，可選立式加工中心，從一端進(jìn)行加工。加工方法(1)

當(dāng)既有面又有孔時(shí)，應(yīng)先銑面，后加工孔；(2)

所有孔系都先完成全部孔的粗加工，再進(jìn)行精加工；(3)

一般情況下，直徑>Φ30㎜的孔都應(yīng)鑄造出毛坯孔。通常分“粗鏜-半精鏜-孔端倒角-精鏜”四個(gè)工步完成。(4)

直徑<Φ30㎜的孔可以不鑄出毛坯孔，孔和孔的端面全部加工都在加工中心上完成。(5)

在孔系加工中，先加工大孔，再加工小孔，特別是在大小孔相距很近的情況下，更要采取這一措施；(6)

對(duì)于跨距較大的箱體的同軸孔加工，盡量采取調(diào)頭加工的方法，以縮短刀輔具的長(zhǎng)徑比，增加刀具剛性，提高加工質(zhì)量；(7)

螺紋加工，一般情況下，M6以上，M20以下的螺紋孔可在加工中心上完成螺紋攻絲。M6以下，M20以上的螺紋可在加工中心上完成底孔加工，攻絲可通過(guò)其它手段加工。任務(wù)規(guī)劃圖示零件無(wú)異形，側(cè)面無(wú)孔。其中φ12mm的孔以φ60mm的外圓有同軸度要求，且孔的加工精度為φ12mm，粗糙度為Ra1.6，φ60mm的外圓粗糙度要求為Ra3.2，零件其它尺寸均為普通線性公差，粗糙度為Ra6.3。零件主要是平面、小型腔和孔構(gòu)成，需要經(jīng)過(guò)平面銑削、外輪廓銑削，型腔銑削、鉆孔、鏜孔等工步完成。6061鋁合金材料具有良好的加工性能，對(duì)刀具的磨損較小，無(wú)其它表面處理等特殊要求。圖紙分析零件圖紙顯示最大尺寸為外接圓φ100mm的正六邊形，厚度為30mm，結(jié)合裝夾尺寸和加工預(yù)留量，可選擇φ105mm的鋁棒，下料厚度為36.5mm。毛坯選擇任務(wù)規(guī)劃銑削工件上表面（成型到工件原點(diǎn)Z0的坐標(biāo)處）。預(yù)鉆出毛坯中心粗加工孔φ11.5mm。粗銑型腔內(nèi)部40mm×40mm的輪廓。粗銑外部φ60mm圓形和正六邊形。清角40mm×40mm型腔，銑削中心孔到φ11.7mm。鉆削正六邊形上表面的6×φ6.5mm的通孔（鉆中心孔→鉆φ6.5mm孔）。進(jìn)行步驟3和4各面的精加工。鏜削φ12mm孔。銑削底面的裝夾毛坯余量。設(shè)計(jì)加工工藝路線通過(guò)加工方法和加工方案可以看出全部步驟為銑削和鉆削，且刀具使用量不會(huì)太多，選擇加工中心能夠滿足以上步驟的全部需求。由于毛坯本身為圓柱體，可以選擇一個(gè)三爪卡盤(pán)作為裝夾工具。最后一步加工結(jié)合零件表面精度要求，為了保證零件已加工表面的粗糙度的，卡盤(pán)的卡爪必須選用軟爪。確定工裝夾具及裝夾方案任務(wù)規(guī)劃選定刀具及功能序號(hào)刀具號(hào)刀具補(bǔ)償號(hào)刀具規(guī)格名稱數(shù)量加工工步備注1T11φ80盤(pán)銑刀1銑削上表面銑削底面的毛坯余量

2T22φ11.5麻花鉆1預(yù)鉆中間孔

3T33φ20機(jī)架刀1粗銑40mm×40mm型腔粗銑φ60mm圓形和正六邊形3刃4T44φ8HSS立銑刀1清角40mm×40mm型腔銑削中心孔到φ11.7mm2刃5T55φ8定心鉆1鉆定心孔

6T66φ6.5麻花鉆1鉆6×φ6.5mm的通孔

7T77φ8HSS立銑刀1精加工40mm×40mm型腔精加工φ60mm圓形和正六邊形3刃8T8810-20可調(diào)式鏜刀1鏜削φ12mm孔

9T99φ8×90°倒角刀1倒鈍各棱角0.5×45°

結(jié)合刀具類型、直徑、工序步驟、材料類型，加工面粗糙度及公差要求選定各個(gè)工藝參數(shù)及加工路線工序及工藝參數(shù)結(jié)合實(shí)際加工情況設(shè)定安全平面，抬刀高度，切削方式、轉(zhuǎn)移方式等。編寫(xiě)加工程序加工程序編制基本設(shè)置導(dǎo)入零件進(jìn)入加工界面設(shè)置加工坐標(biāo)系和工作組刀具建立打開(kāi)零件模型并繪制盤(pán)銑上表面刀路輔助線點(diǎn)擊“開(kāi)始”按鈕，選擇“加工”選項(xiàng)，進(jìn)入加工環(huán)境界面。在工序?qū)Ш狡鞯目瞻滋幱覔舨⑦x擇“幾何視圖”。MCS設(shè)置與實(shí)際機(jī)床加工時(shí)一致，把安全平面距離設(shè)置為ZM正方向50mm。選定零件為加工幾何體。把“毛坯幾何體”按實(shí)際情況設(shè)置右擊工作組“WORKIECE”,新建刀具，結(jié)合實(shí)際需求選擇“類型”和“刀具子類型”，根據(jù)實(shí)際情況命名刀具。加工程序編制工序1工步工步內(nèi)容加工方式（加工類型→工序子程序）驅(qū)動(dòng)幾何體刀具號(hào)刀具規(guī)格主軸轉(zhuǎn)速(r/min)進(jìn)給速度(mm/min)加工余量(mm)備注1銑削上表面mill_planar→平面輪廓銑刀路輔助線T1φ80盤(pán)銑刀250015000

2預(yù)鉆中心孔drill→定心鉆工件中心、深度3mmT5φ8定心鉆1500150/

3預(yù)鉆中心孔drill→標(biāo)準(zhǔn)鉆工件中心、深度36mmT2φ11.5麻花鉆70050/

4粗銑40mm×40mm型腔mill-contour→型腔銑內(nèi)腔壁8個(gè)面T3φ20機(jī)架刀60003000單邊0.153刃刀具5粗銑φ60mm圓形和正六邊形mill-contour→型腔銑外部形狀、修剪內(nèi)部邊界T3φ20機(jī)架刀60003500單邊0.153刃刀具6清角40mm×40mm型腔mill-contour→型腔銑內(nèi)腔壁（參考刀具為D20）T4φ8HSS立銑刀300018000.152刃刀具7銑削中心孔到φ11.7mmmill_planar→平面輪廓銑孔輪廓、深度底面下0.5T4φ8HSS立銑刀50002500/2刃刀具8鉆6×φ6.5mm的通孔drill→定心鉆6個(gè)通孔、深度3mmT5φ8定心鉆1500150/

9鉆6×φ6.5mm的通孔drill→標(biāo)準(zhǔn)鉆6個(gè)通孔、深度底面下2mmT6φ6.5麻花鉆140040/

10精銑40mm×40mm型腔mill_planar→平面輪廓銑內(nèi)腔壁8個(gè)面T7φ8HSS立銑刀6000150003刃刀具11精銑φ60mm圓形mill_planar→平面輪廓銑φ60mm圓形輪廓線T7φ8HSS立銑刀6000150003刃刀具12精銑正六邊形mill_planar→平面輪廓銑正六邊形輪廓線T7φ8HSS立銑刀6000150003刃刀具13鏜削φ12mm孔drill→鏜孔中心孔T8φ10-13mm可調(diào)式鏜刀9501100.15

14倒鈍各棱角0.5×45°mill_planar→輪廓3D零件各個(gè)上表面