數(shù)控車床車、銑功能加工應(yīng)用
2016-10-27 來源：中航工業(yè)沈陽飛機(jī)工業(yè)（集團(tuán)）有限公司 作者：劉清濤
摘要:為解決外形復(fù)雜、形位公差嚴(yán)格的內(nèi)殼體零件加工難題，探究先進(jìn)的數(shù)控車削加工技術(shù)，總結(jié)出了內(nèi)殼體高精度零件的數(shù)控車、銑加工方法和工藝過程。
關(guān)鍵詞:數(shù)控車床 夾具 裝夾 加工方法
隨著機(jī)械加工手段的不斷提高，一些高新技術(shù)在機(jī)械領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。如果在生產(chǎn)實(shí)踐中多動一些腦筋，不斷摸索采用先進(jìn)的數(shù)控加工技術(shù)，使設(shè)備、人員能夠最大限度發(fā)揮作用，掌握新的加工方法，就能解決一些生產(chǎn)上的關(guān)鍵問題，并為今后新產(chǎn)品的研制積累經(jīng)驗(yàn)。
1 .零件簡介
內(nèi)殼體零件是飛機(jī)載荷機(jī)構(gòu)中主要的零件之一，該零件所用材料為鋁合金棒材，Ｔ１ 狀態(tài)，此種材料有較復(fù)雜的化學(xué)成分組成，合金中含有銅、鐵、鎂、鎳、鈦等元素。材料耐熱性好，高溫強(qiáng)度高，無擠壓效應(yīng)，應(yīng)用廣泛。零件外圓矱３５ｈ８，內(nèi)孔矱３０，壁厚為２．５，四方３０ｈ９，且有對稱度０．０２５，同軸度矱０．０５ 等技術(shù)要求，可見此零件具有很高的精度，加工時(shí)只有合理地安排好工藝才能保證零件的精度要求。（見圖１）
圖１ 零件圖
2 .工藝方案的改進(jìn)
該零件如果采用普通的機(jī)加設(shè)備進(jìn)行加工，則所需工藝為：
工序５０ 銑工：銑切四方；
工序６０ 銑工：銑切４ 處槽；
工序７０ 車工：鏜螺紋底孔，車倒角，車螺紋。
此零件由于有同軸度、對稱度的要求，按常規(guī)方法加工零件，在普通銑床上加工需要多次重復(fù)裝夾定位，很難保證精度要求，零件合格率極低。通過對ＨＡＲＤＩＮＧＥ５１ 數(shù)控車床特點(diǎn)、零件特性進(jìn)行分析后進(jìn)行試加工。該數(shù)控車床是一種功能較全的數(shù)控加工機(jī)床，具有車削、鏜削、鉆削等多種功能，并兼具有少許銑削功能。利用數(shù)控車床優(yōu)勢，將原工序中的幾道工序合并、采用一次裝夾完成加工，改進(jìn)零件加工工藝方案，保證零件的精度要求。
3 .工裝選擇
３．１ 夾具的選擇
圖２ 夾具圖
該零件壁厚２．５ｍｍ，屬薄壁零件，數(shù)控車床夾緊方式為液壓式，夾緊力過大，這樣裝夾，零件易變形，又損傷其表面粗糙度。針對這個(gè)問題，自制了夾具（見圖２）。采用該夾具裝夾時(shí)，既方便又能保證工件精度要求
。
３．２ 刀具的選擇
為了滿足該工件的加工要求，選擇刀具如下：
Ｔ０１：矱１０ 白鋼銑刀（加工四方）
Ｔ０２：矱３ 白鋼銑刀（加工凹槽）
Ｔ０３：鏜刀（加工螺紋基孔）
Ｔ０４：內(nèi)螺紋刀（加工螺紋）
4 .精密四方、凹槽、螺紋的加工
４．１ 銑四方３０ｈ９ ×３０ｈ９，對稱度要求０．０２５
此加工內(nèi)容我們選擇銑削功能完成。除使用Ｘ 軸、Ｚ 軸之外又選用Ｃ 軸，（即：極坐標(biāo)插補(bǔ)法）指令為Ｇ１１２，由于工件在端面上加工，在數(shù)控車床上顯示為Ｘ、Ｃ 平面，Ｘ、Ｃ 編入程序所給的參數(shù)為坐標(biāo)值。選擇極坐標(biāo)插補(bǔ)法來完成程序，刀具轉(zhuǎn)速參數(shù)為Ｓ１２００。根據(jù)銑削余量在刀具上選用矱１０ 三刃白鋼銑刀，刀具半徑大于或等于加工余量為好，進(jìn)給量為Ｆ２００，為保證工件粗糙度和質(zhì)量，一般為順銑較好，根據(jù)極坐標(biāo)插補(bǔ)規(guī)律，在程序上把Ｃ 值定為負(fù)值輸入，使主軸做正方向旋轉(zhuǎn)。為保證刀具不產(chǎn)生過切削和根據(jù)走刀方向在程序中加入了刀具半徑補(bǔ)償，即：（Ｇ４１；為左補(bǔ)償）把刀具設(shè)定為反轉(zhuǎn)，即：Ｍ５４。
編制銑四方的程序如下：
Ｎ１；
Ｍ９８ Ｐ１； ／子程序啟動／
Ｔ０１； ／刀具號／
Ｘ６０．Ｚ１０．Ｍ２３； ／輸入偏置并啟動仿形方式／
Ｇ９７ Ｓ１０００ Ｍ５４； ／刀具轉(zhuǎn)速和方向／
Ｃ０．； ／主軸定向到０°／
Ｇ１ Ｇ１１２； ／啟動極坐標(biāo)插補(bǔ)／
Ｇ４１ Ｘ３０．Ｚ１．Ｆ１００．；／啟動ＴＮＲＣ／
Ｚ －５．Ｆ５０．；
Ｃ －１５．； ／對零件加工／
Ｘ －３０；
Ｃ１５；
Ｘ３０．；
Ｃ０．；
Ｚ１０．Ｆ２００．； ／刀具脫離零件／
Ｇ４０ Ｕ２０．； ／取消ＴＮＲＣ／
Ｇ１１３； ／取消極坐標(biāo)插補(bǔ)／
Ｍ９８ Ｐ１；
Ｍ１； ／操作停止／
４．２ 銑３Ｈ１２ 槽４ 處
由于加工部位所需刀具直徑較小，易產(chǎn)生帶刀，故減小進(jìn)給量，增加刀具轉(zhuǎn)數(shù)，轉(zhuǎn)數(shù)設(shè)定Ｓ２０００，進(jìn)給量Ｆ 為５０，根據(jù)所設(shè)定的參數(shù)，加工出的零件能夠保證精度和粗糙度的要求。編制銑槽的程序如下：
Ｎ２； ／程序號／
Ｍ９８ Ｐ１； ／啟動子程序／
Ｔ０２； ／刀具號／
Ｘ６０．Ｚ１０．Ｍ２３； ／啟動仿形／
Ｇ９７ Ｓ１０００ Ｍ５４； ／刀具轉(zhuǎn)數(shù)及方向／
Ｃ０．； ／主軸定向０°／
Ｇ１ Ｇ１１２； ／啟動極坐標(biāo)插補(bǔ)／
Ｇ４１ Ｘ３０．Ｚ１．Ｆ３００．；／啟動ＴＮＲＣ／
Ｚ －２．５ Ｆ５０．； ／對零件加工／
Ｘ －３０．；
Ｃ０．；
Ｘ０．；
Ｃ －１５．
Ｃ１５．；
Ｃ０．
Ｚ１０．Ｆ２００．； ／脫離工件／
Ｇ４０ Ｕ２０．； ／取消刀補(bǔ)／
Ｇ１１３； ／取消極坐標(biāo)插補(bǔ)／
Ｍ９８ Ｐ１；
Ｍ１； ／結(jié)束子程序／
４．３ 車螺紋基孔和螺紋，同軸度０．０５，對稱度要求０．０２５
在加工四方和槽的基礎(chǔ)上車制螺紋不需重新裝夾。設(shè)定轉(zhuǎn)數(shù)為Ｓ６００，螺紋為Ｍ１８ ×１．５ －５Ｈ６Ｈ，齒高為１．５ ×２ ×０．６４９５ ＝１暢９４８５，程序上分多次切削加工。5 結(jié)語通過應(yīng)用先進(jìn)的數(shù)控加工技術(shù)、改進(jìn)加工工藝，完成飛機(jī)載荷機(jī)構(gòu)中主要零件的加工，取得了很好的效果。通過對此零件的加工實(shí)踐，充分認(rèn)識到數(shù)控車床的高度靈活性、優(yōu)越性。
5 .結(jié)語
通過應(yīng)用先進(jìn)的數(shù)控加工技術(shù)、改進(jìn)加工工藝，完成飛機(jī)載荷機(jī)構(gòu)中主要零件的加工，取得了很好的效果。通過對此零件的加工實(shí)踐，充分認(rèn)識到數(shù)控車床的高度靈活性、優(yōu)越性。
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