十字槽零件的加工工艺

十字槽零件的加工工艺（共4篇）

十字槽零件的加工工艺 篇1

江西省九江职业技术学院工程训练中心承接了一种十字槽零件需要加工,如图1所示。通过过去槽类零件加工经验及对该零件的加工难点的分析,设计出该工件比较合理的铣削加工工艺。此工艺既能满足加工精度要求,又能保证较高的加工效率。

1 零件图样分析

该零件的外形、槽宽、槽深及台阶尺寸均要求较高,对称度及平行度也要求较高。零件的43mm×43mm外形加工的垂直度不好,将会影响对称度的保证。而平行度不好,会影响槽深11mm及台阶深2mm的尺寸精度。

2 铣削前的工量具准备

加工材料为45#钢,且粗铣至45mm×45mm×24mm的尺寸。

(1)刀具的准备。面铣刀,φ12mm合金钨钢立铣刀(精铣刀),φ12mm超硬数控机夹铣刀如图2所示(粗铣刀),及超硬数控机夹铣刀刀片若干。

(2)测量工具的准备。0~150mm游标卡尺,0~25mm千分尺,25~50mm千分尺,0~150mm深度尺,直角尺,14.02mm塞规,14.05mm塞规。

(3)辅助工具。百分表及表架、虎钳扳手,榔头,小锉刀,φ12mm的弹簧夹套1个,垫铁若干。

(4)校正。利用百分表将机用平口虎钳的导轨面校正水平,固定钳口的垂直方向校正垂直,固定钳口和铣床纵向方向一致。

3 六面体的加工工艺

此六面体如图3所示,加工至尺寸,加工工艺如下。

(1)精铣43mm两平面。利用普通机用平口虎钳装夹工件,使用粗加工后厚度为24mm的一个平面,贴紧固定钳口,在活动钳口和工件间夹一等直径圆棒,用木榔头敲击工件上表面,使工件底部与虎钳导轨上垫铁贴紧。加工相对的两平面到尺寸43-0+0..0303mm,用25~50mm外径千分尺检测。

(2)精铣22mm平面。将(1)中精铣43mm的第一个面贴紧固定钳口,用两个等高垫铁(厚度和小于43mm)分别放置在靠近固定钳口和活动钳口处,夹紧工件,用木锤敲平工件,直至用手搬不动两个等高垫铁的两边为止。因为垫铁哪一边能搬动,那一边的垫铁就和工件底面没贴紧,影响22mm的尺寸精度及平行度。加工22+-00..0033mm两面至尺寸,用0~25mm的外径千分尺检测。

(3)精铣另外两43mm平面。用直角尺靠垂直(1)中精铣43mm的第一个面,夹紧后铣削加工,保证相邻面垂直即可。用直角尺检测合格后,再加工另一面,保证43+-00..0033mm,用25~50mm的外径千分尺检测。

说明:此工件先精铣43mm两平面,因为此两平面厚度仅为22mm,加工时尺寸的变化相对较小,易保证43mm的尺寸精度。在工件和活动钳口间夹等直径圆棒,目的是消除尺寸22mm(粗加工后厚度为24mm)两面不平行对加工的影响。再精铣22mm平面,是因为已加工为43mm的两平面的平行度及尺寸精度都较好,此时再利用两等高垫铁搬动情况的检查,易保证22mm的两个大平面尺寸精度及平行度。最后,再加工另两个43mm的平面,因为已加工为22mm的尺寸精度及平行度较好,不需要在活动钳口和工件间夹一等直径圆棒,即可保证43mm的尺寸精度。

4 十字槽加工工艺

(1)粗铣十字槽。第一,换下面铣刀,装上φ12mm超硬数控机夹立铣刀,划线及对刀,将铣刀中心大致对准零件中心。铣刀刀刃不能超出划线位置,调整好铣削深度开始铣削,每次铣削深度4mm,留1mm余量进行精铣。第二,将工件旋转90°,同样的方法加工另一个槽。

(2)精铣十字槽。第一,所有零件均粗铣完毕后,将机床横向移出,主轴升高,将φ12mm超硬数控立铣刀换成φ12mm合金钨钢立铣刀。第二,因为机床存在间隙,机床刻度精度不高(一格0.05mm)和开机震动等因素都将影响零件的尺寸控制,所以在机床升降台上磁吸一百分表架,如图4所示,测量头顶在横向工作台侧面,横向调整槽宽的切削量用百分表控制(百分表一格0.01mm)。

它的安装提高了切削精度,还可以观测加工过程中百分表是否有数值变化,及时控制加工情况,降低了加工的报废率。第三,以固定钳口为基准,控制好最终尺寸为14mm槽的里侧面至固定钳口间的距离。首次调整时,该距离为大于(实际的外形43mm尺寸-槽宽14mm)/2值,切削深度在原粗铣深度基础上进给0.5mm。先加工一边槽侧后,工件水平方向旋转180°,将最终尺寸为14mm的槽的另一侧也加工一次,按此旋转法能很好地控制对称度。通过用千分尺和塞规综合测量,控制槽宽及槽深尺寸,经过多次旋转工件铣削,直至此槽加工合格,如图5所示。此时,记住机床横向百分表刻度值及深降手柄刻度,该刻度即为槽深和槽宽最终定位控制的刻度值。另一90°方向的14m槽以及粗铣槽的其余工件,均可直接按此刻度值进行批量加工。最后,利用塞规对十字槽进行检测,14.02mm塞规能无阻碍地通过而14.05mm的塞规不能塞进,则为合格。

(6)铣32mm台阶,对刀,试切,调整好深度2-0-0..0401,通过多次水平方向旋转180°的方法,控制台阶的对称度,完成铣削加工。

参考文献

[1]任正义.机械制造技术基础[M].北京:高等教育出版社,2010.

[2]冯辛安.机械制造装备设计[M].4版.北京:机械工业出版社,2015.

十字槽零件的加工工艺 篇2

通常的方法有绞纹法、滚压成型法、轧制法、挤压法等。

上述方法适于加工大直径壁厚的螺纹管， 但对于加工薄壁不锈钢螺纹管， 不但制造小尺寸的加工工具有困难， 而且成品加工精度也不易保证。

1 滚压加工简介

1.1 加工原理

滚压加工是一种无排屑的加工方法，通过滚动轧入到工件表面的金属，改变表面形状和提高表面强度的一个冷加工方式。

用于加工螺纹滚压工具是通过滚动挤压，由辊轧工具的工作部分轧入工件材料，发生塑性变形便于形成螺纹。

滚压加工是应用一个带螺纹刀的螺纹头，可在工件表面以一定的压力在加工工件上做相对运动，使该零件的金属表面发生塑性变形，加工出圆柱，圆锥状的沟槽和其它表面形状。

通过相关实验分析，辊螺纹刀对管壁材进行辊压时，工件受力点的金属发生晶格变细和纤维形状延伸，表面纤维虽受挤压，但是没有被切断，使金属表面层的结构和性能发生变化。

通过轧辊表面，粗糙度降低，其精度，抗疲劳强度，耐蚀性都具有明显提高。

滚丝轮螺纹升角与工件的上升角度一致，但螺纹方向相反。

在螺距相同的情况下，不同规格的螺纹具有相同的基本牙型，不同是螺纹升角，直径，中径、外径和内径，所以只要使得滚丝轮上螺纹升角和工件螺纹升角完全一样，即可得到我们所需的螺纹。

1.2 工艺难点

(1)如何将滚压头正确安装在车床上。

(2)准确找正滚压前滚压头的中心。

(3)需调整好滚压头的顶开距离，因为很短的退刀槽容易造成撞车现象。

2 滚压加工工艺分析

2.1 案例1分析

图1所示零件是常见的柴油机上的定位螺套，是一种常见的滚压超薄壁零件，工艺采用先加工螺纹后加工内孔，在滚压螺纹时，必须注意内孔变形而引起的螺纹中径变形，同时满足条件零件体内的滚压应力小于或者等于材料的屈服极限。

因此在滚丝机上加工螺纹时，增加一滚压心棒，其结构如图2所示。

手工将零件装进心棒，在不能松动的条件下开始滚压。

在进行滚压的时候，应用支片支架顶住零件使其不发生松动的问题。

滚压后将压套装入心棒，将手柄螺母拧紧，利用螺母的作用把零件取出心棒。

零件和心棒之间的间隙缘故，零件在滚压时，零件内孔将产生变形。

因此在进行滚压薄壁空心螺纹零件时，一般正常滚压的零件毛坯需比滚压前的毛坯直径要小0.02mm。

明显看出采用滚压法加工，不仅提高加工工效，还可以保证零件的精度。

2.2 案例2分析

如图3所示，就是结构简单一个套类零件，由于上面的螺纹致使加工了不能满足要求，通过工件的装夹、刀具几何参数选取、程序的编制等多方面进行改进，寻找出一种方便易操作的加工方法，有效提高零件的精度和加工效率，保证产品的质量。

(1)主要因为是薄壁零件 ，所以主要解决受力、受热、振动时的变形问题，既要考虑装夹方便、可靠，还需考虑如何保证工件在加工时的定位精度，由于零件较薄，刚性不足，容易引起晃动。

(2)螺纹加工部分厚度只有 1.8mm，精度要求较高。

目前市面上的数控系统螺纹编程指令有G32、G92、G76等。

从以上对比可以看出，只简单利用一个指令进行车削螺纹是不够完善的，先用G76进行螺纹粗加工 ，再用 G92进精加工 ，在薄壁螺纹加工中，既可以避免因切削量大而产生薄壁变形，又能够保证螺纹加工的精度。

用联结工装将滚压头和机床尾座连接起来，保证工装滑动自由、无卡涩现象，且保证滚压头的轴线和机床的中心线的同轴度在0.10mm之内， 然后在机床上装夹一较细的圆棒，手摇尾座向前移动，用细圆棒顶开止动螺钉，检验顶开长度和螺纹长度是否一致，防止顶开长度过长导致滚压头和机床卡盘相撞，造成滚压头的损坏。

可以根据需加工的螺栓的规格。

按螺栓中径尺寸试加工，滚压前在零件和滚轮上浇涂冷却液，冷却液一般采用1∶10乳化液、极压填加剂或稀释切削油，然后开始试滚压，接着用符合要求的环规检测检测中径、大径和环规通、止是否合格。

若不达标，可适当调下滚压头刻度，调好紧固后再次进行滚压;或微调车削螺栓中径尺寸重新滚压，一直到符合所需螺纹尺寸的要求。

同时模具选取也很重要，薄壁件的螺纹滚压加工是在外力作用下的旋、挤、拉延成型，变形机理复杂。

模具的选材一般要求具有足够的强度和韧性，淬硬性好，表面具有高的硬度和耐磨性，工艺性好，淬火变形小，过热、脱碳、开裂等敏感性小。

参考文献

[1] 魏军.金属挤压机[M].北京：化学工业出版社，.

零件加工工艺路线的拟订 篇3

[关键词]零件 加工 工艺路线

工艺路线是指产品或零部件在生产过程中，由毛坯准备到成品包装入库，经过企业各有关部门或工序的先后顺序。拟订零件的加工工艺路线时，应着重考虑零件经过哪几个加工阶段，采用什么加工方法，热处理工序如何穿插，是采取工序集中还是工序分散等方面的问题，以便拟订最佳方案。

一、加工阶段的划分

通常可将机械加工工艺过程划分为四个加工阶段：

1.粗加工阶段。这一阶段的主要任务是切除各加工表面上的大部分加工余量，主要问题是如何获得高的生产率。

2.半精加工阶段。这一阶段是介于粗加工和精加工之间的切削加工过程，主要为工件的重要表面的精加工做准备，如达到必要的加工精度和留一定的精加工余量，同时完成一些次要表面的终加工。

3.精加工阶段。这一阶段是使工件的各主要表面达到图样规定的质量要求。

4.光整加工或超精加工阶段。这是对要求特别高的工件采取的加工方法。其主要目的是提高表面尺寸精度、获得较低的表面粗糙度及使表面强化，一般不用以纠正表面几何形状误差和相对位置误差。

二、加工顺序的确定

机械加工工艺过程由一个或若干个顺序排列的工序组成，毛坯依次通过这些工序逐步变为机器零件，而每一个工序又可以细分为若干个安装、工位、工步和走刀。

1．工序集中

工序集中就是将工件的加工集中在少数几道工序内完成，即在每道工序中，尽可能多加工几个表面。工序集中到极限程度时，一个工件的所有表面均在一道工序内完成。工序集中的特点：

（1）在一次装夹中可以完成工件多个表面的加工，这样比较容易保证这些表面的相互位置精度，同时也减少了工件的装夹次数和辅助时间，减少了工件在机床间转运工作量，有利于缩短生产周期。

（2）易于采用多刀、多刃、多轴机床、组合机床、数控机床和加工中心等高效工艺装备，从而缩短基本时间。

（3）缩短了工艺路线，减少对机床、夹具和操作工人及车间生产面积的需求，简化生产计划和生产管理工作。

（4）由于采用专用设备和高效工艺装备，使投资增大，设备调整和维修复杂生产准备工作量增大。

（5）由于一道工序加工表面较多，对机床的精度要求较全面，而且很难为每个加工表面都选择合适的切削用量。

（6）对工人的技术水平和应变能力要求较高。

2．工序分散

工序分散是将工件的加工分散在较多的工序中进行，使每道工序所包含的工作量尽量减少，工序分散到极限程度时，每道工序只包含一个工步。工序分散的特点：

（1）机床设备及工艺装备简单，调整和维修方便，工人掌握容易，生产准备工作量少，且易平衡工序时间，易于更换产品，对工件的装卸、切削和测量等过程易于实现自动化。

（2）有条件为每一工步选择合适的切削用量，减少基本时间。

（3）设备数量多、操作工人多、占用生产面积大，计划调度和生产管理工作较为复杂。

（4）操作过程简化，对工人的技术熟练程度和应变能力要求较低。

工序集中和分散是拟定工艺路线的两个不同原则，各有其利弊，具体选用哪个原则，应根据生产类型、零件的结构特征和技术要求、现有生产条件、企业能力等诸因素进行综合分析比较，择优选用。

3.机械加工工序的安排

在划分了加工阶段，确定了工序集中与分散方法后，便可以着手安排零件的机械加工工序。安排零件表面的加工工序时，通常应遵循以下几个原则：

（1）先主后次。按照先主后次的原则，安排机械加工工序的一般顺序是：加工精基准面→粗加工主要表面→半精加工主要表面→精加工主要表面→光整加工、超精加工主要表面。次要表面的加工安排在各阶段之间进行。

（2）先基面后其他。应先加工出选定的后续工序的精基准，如外圆、内孔、中心孔等。如在加工轴类零件时应先钻中心孔，加工盘类零件时应先加工外圆与端面。

（3）先粗后精。在加工工件时，一般先粗加工，再进行半精加工和精加工。

（4）先面后孔。为了保证加工孔的稳定可靠性，应先加工孔的端面，后加工孔。如加工箱体、支架和连杆等零件，应先加工端面后加工孔。这是因为端面的轮廓平稳，定位、装夹稳定可靠。先加工好孔端平面，再以端面定位加工孔，便于保证端面与孔的位置精度。此外，由于平面加工好后再加工孔时，使刀具的初始工作条件得到改善。

三、典型零件工艺路线介绍

1.轴类零件工艺路线介绍

加工轴类零件主要是加工外圆表面及相关端面，而轴颈是轴类零件的主要表面，其中用于装配传动件的配合轴颈与用于装配轴承的支撑轴颈之间的位置精度要求最高。此外还有内外圆柱面间的同轴度及轴向定位端面与轴线的垂直度要求也较高。

轴线为设计基准，两端中心孔为定位基准面。一般主轴的加工工艺路线如下：

下料→锻造→退火（正火）→粗加工→调质→半精加工→表面淬火→粗磨→时效→精磨。

2.盘类零件工艺路线介绍

盘类零件一般由孔、外圆、端面和沟槽组成，如图9—15所示。

盘类零件的主要表面是同轴度要求较高的内、外圆表面，而孔是盘类零件中起支撑或导向作用的最只要表面；外圆有时还是盘类零件的支撑面，常以过盈配合或过渡配合与箱体或机架上的孔相连接。支撑孔或导向孔所表达的轴线是设计基准，而支撑孔或导向孔则是定位基准面。

具有花键孔的双联（或多联）齿轮的加工工艺路线如下：

下料→锻造→粗车→调质→半精车→拉花键孔→套花键心轴精车外圆→插齿（或滚齿）→齿部倒角→齿面淬火→珩齿或磨齿。

3.支架、箱体类工艺路线介绍

支架、箱体类零件的结构较复杂，箱壁上有相互平行或垂直的孔系，这些孔大多数是安装轴承的支撑孔。箱体的底平面（有的是侧平面或上平面）既是装配基准，也是加工过程中的定位基准。

支架类零件基本上由平面和支撑孔组成。一般先加工主要平面（也可能同时加工一些次要平面），后加工支撑孔。

单件、小批量生产精度要求较高的支架、箱体类零件的加工工艺路线如下：

十字槽零件的加工工艺 篇4

铝合金材料的特点是硬度、强度低, 易于切削, 但导热系数和线膨胀系数大, 当加工的零件型腔较深、壁薄时加工过程中极易产生变形、粘刀、断刀的现象。本例零件十字筋板薄而长, 型腔内壁多处是倒扣面, 零件的尺寸精度和表面精度高, 为此本文采用高端CAM软件UGNX7.5对其数控加工工艺进行了详细的分析, 并运用多轴 (五轴) 加工对倒扣面进行粗加工和精加工, 提高了零件的尺寸精度和表面精度。

2 十字型薄壁倒扣零件的结构特点及分析

如图1所示, 该零件材质为铝合金, 总体尺寸为462.2mm×272mm×81.5mm, 需要加工其内部结构, 而内部型腔较深, 为61.5mm, 型腔内十字筋板薄而长, 由于铝合金导热系数大, 加工过程中易产生变形、粘刀、断刀的现象。在确定数控加工工艺和切削参数时需重点考虑。型腔内壁多处是倒扣面, 需采用UGNX7.5变轴加工的SEQUENTIAL_MILL (顺序铣) 对倒扣面进行粗加工和精加工。零件的尺寸精度和表面精度要求高。数控加工工艺总体设计应分粗加工、半精加工和精加工三个阶段。

3 十字型薄壁倒扣零件数控加工工艺和数控编程

3.1 粗加工

(1) 定轴开粗CAVITY_MILL

粗加工的目的是尽可能高效、大面积地去除零件大部分的余量, 切削效率是粗加工主要考虑因素。本例零件型腔较深, 内腔需去除余量较大, 故选用UGNX7.5的CAVITY_MILL开粗, 毛坯采用边界毛坯, 刀具选用大直径D40R5牛鼻刀, 刀杆足够长且刚性好。粗加工分层切削毛坯的余量, 使毛坯的形状接近零件的形状。切削参数首先根据工艺系统的刚性选择合理的铣削深度-本例中选取小切削深度2mm、步距70%D (刀具的有效直径, 即70%× (40-10) =21) 其次, 根据切削深度和铣削宽度 (步距) 选择适宜的进给速度, 设定进给速度为2000mm/min, 最后根据刀具、工件材料和切削深度选择切削速度, 加工铝合金选择主轴转速为1500r/min, 因为当铣刀高速、连续切削加工时, 会产生大量切削热, 尽管切削层金属在刃口处被分离, 大部分切削热会被带走, 工件整体温度会低一点, 但在刃前区仍有极高温度, 由于铝合金熔点低, 使得刃前区常常处于半熔化状态, 使其工件本身强度受高温影响大幅度下降, 形成不光滑表面, 且容易形成凹凸缺陷, 必须通过后续的半精加工和精加工去除, 采用低速能减小切削热, 减少工件表面加工硬化现象。加工时选用逆铣方法, 减少铣刀折断和工件损伤, 因为顺铣刀具的水平分力与工件进给方向相同, 当水平分力较大时, 丝杠与螺母的抵紧处便会向存在间隙的一侧突然移动, 即工作台受铣刀拉力发生窜动, 使进给量增加一个螺纹间隙, 易损坏铣刀和工件。

CAVITY_MILL开粗刀路如图2。

(2) 二次开粗:REST_MILLING

二次开粗的目的是去除粗加工时由于采用大的刀具而在工件的凹角处留下的过多余量。UGNX7.5的REST_MILLING能够自动识别上一刀的残留量, 利用粗加工后的IPW中间毛坯 (指一道加工工序完成后剩余的材料) 对零件进一步进行残留粗加工。本例采用D16R4牛鼻刀二次开粗, 切深取1mm, 步距50%D, 加工余量0.5mm, 切削模式采用follow part跟随部件, 切削顺序深度优先, 切削参数/空间范围/处理中工件选使用基于层的, 即粗加工后的IPW作为参照。主轴转速1500r/min, 进给速度2000mm/min, 二次开粗刀路如图3, 减少了空刀刀路。

3.2 半精加工

半精加工的目的是继续去除粗加工后留在零件表面的加工余量, 使精加工余量小而均匀, 便于精加工时采用较小的切削量、较高的切削速度。半精加工陡峭和非陡峭区域应采用不同的加工方式, 以提高加工效率。

(1) 定轴ZLEVEL_PROFILE等高轮廓铣加工陡峭面

零件层切开粗后, 零件的表面还留有阶梯余量, 为了使精加工余量小而均匀, 对零件内壁陡峭区域采用定轴ZLEVEL_PROFILE等高轮廓铣加工, 这样可避免型面变化异常引起切削负荷的多变, ZLEVEL_PROFILE等高轮廓铣可使刀具在切削陡峭面过程中切削负荷均匀, 刀轨光顺。为此采用D16R4牛鼻刀等高铣, 圆弧进退刀, 下切步距0.8mm, 加工余量0.25mm, 切削参数/切削顺序采用深度优先, 切削方向采用混合铣, 切削参数/连接/层与层采用沿部件斜进刀, 避免了不必要的进退刀路且刀路光顺。ZLEVEL_PROFILE等高铣刀路如图4。

型腔的四个底面为平面, 可采用大刀半精加工提高切削效率, 因此对三个大平面采用D30R0.8的面铣刀, 有凸台的平面采用D12R0.8的立铣刀加工。加工方法采用mill_planar/FACE_MILLING_AREA面铣, 加工余量0.25mm, 切削模式采用跟随周边, 步距为70%D (刀具有效直径) , 线性进退刀, 主轴转速S=1500r/min, 进给量F=1500mm/min。刀路如图5。

(3) FACE_MILLING_AREA加工筋板顶部平面

十字筋板薄而长, 壁厚6mm左右, 加工过程中易产生变形, 为了防止在加工过程中筋板振动过大, 影响加工精度, 刀轨应沿着筋板方向切削, 而筋板的走向分别沿X轴、Y轴方向, 因此筋板需分别加工。本例筋板平坦的上表面半精加工采用面铣, 刀具为D12R0.8的立铣刀, 加工余量0.25mm, 切削模式采用ZIG单向, 避免了交错切削力对筋板的振动, 减小切削变形。步距为60%D, 线性进退刀, 主轴转速S=1000r/min, 进给速度F=1000mm/min。刀路如图6。

(4) CONTOUR_AREA加工筋板顶部曲面及斜面

加工十字筋板顶部曲面及斜面, 为了防止在加工过程中筋板振动过大, 影响加工精度, 刀轨也应沿着筋板方向切削, 而筋板的走向分别沿X轴、Y轴方向, 也需分别加工。本例采用mill_contour/CONTOUR_AREA固定轴铣的区域铣, B12的球刀, 区域铣/驱动设置/切削模式选ZIG单向, 减小筋板的切削变形, 切削角选零度, 即刀轨平行于X轴方向 (Y轴方向切削角度选90°) 。区域铣削驱动方法参数对话框如图7设置。生成的刀轨如图7。

(5) SEQUENTIAL_MILL顺序铣分层分次加工倒扣面

前面采用固定轴 (三轴铣) 加工工艺开粗和半精加工后, 零件型面余量已经较为均匀, 但零件倒扣面侧壁部分余量很不均匀, 侧壁角度82°处根部余量达9.2mm, 侧壁余量由顶部至根部, 余量由少到多, 小余量可一次切除, 大余量应分几次切除。因此整个切削区域根据余量特点分上下四个子切削区域, 切削区域一可一次切除, 其他切削区域的切削次数逐渐递增, 每次切削厚度约2.3mm, 根部的切削区域分四次切除。如图8所示。

本例采用mill_multi-axis/SEQUENTIAL_MILL多轴加工的顺序铣加工倒扣面。四个切削区域在SEQUENTIAL_MILL顺序铣对话框中设置, 将Part Surfaces部件表面全局余量分别设置为45、30、15、0.2mm (以零件型腔底面为零位参照面, 如图8) , 即可把整个区域分为上下四个切削区域。0.2mm是留给精加工的余量。每个切削区域分几次切削, 在顺序铣子操作对话框中设置, 即SEQUENTIAL_MILL子操作每次ENG进刀对话框单击Options选项/Loop control环控制按钮, 弹出循环控制对话框, 在环控制对话框中可修改驱动面循环参数, 四个切削区域具体修改参数。如图10、图11、图12。

多轴顺序铣分层分多次五轴加工刀路如图13。

3.3 精加工

精加工是实现产品最终形状最关键的一步, 零件的表面质量和尺寸精度都是由精加工工序保证的。为达到精度要求, 精加工应采用较高的切削速度和较小的进给量。

(1) FACE_MILLING_AREA面铣精加工型腔四个底平面

采用面铣精加工型腔的四个底平面, 三个大平面采用D30R0.8的面铣刀, 大直径的刀具面铣提高零件表面精度和切削效率, 有凸台的平面采用D12R0.8的立铣刀加工。加工余量为零, 切削模式采用跟随周边, 步距为60%×D, 线性进退刀, 主轴转速2500r/min进给速度1500mm min。生成的刀轨参看半精加工刀路图5。

(2) FACE_MILLING_AREA和CONTOUR_AREA面铣和区域铣精加工十字筋板顶面

十字筋板的顶面平面采用平面铣的面铣加工, 加工刀具为D12R0.8立铣刀。顶部曲面及斜面采用固定轴/区域铣, B12球刀加工, 为防加工过程中筋板振动过大, 影响加工精度, 刀轨沿着筋板方向切削, 根据筋板的走向分开加工, 为减小切削过程中筋板的切削变形, 切削方式采用ZIG单向切削。切削步距减小, 加工余量为零, 主轴转速2500r/min, 进给速度1000mm/min。生成的刀轨参看半精加工刀路图6和图7。

(3) SEQUENTIAL_MILL顺序铣精加工零件的内侧壁

为了保证内侧壁的尺寸精度和表面粗糙度, 不论零件的内侧壁是正角度还是负角度, 精加工都采用多轴加工的顺序铣完成 (五轴加工) 。在SEQUENTIAL_MILL对话框中将驱动曲面和部件表面全局余量设为零。整个切削区域分上下二次切削完成 (也可一次切削完成) 。采用B25球刀, 型腔圆角由刀具半径保证。加工余量为零, 主轴转速2500r/min, 进给速度1500mm/min.。顺序铣加工内侧壁五轴刀轨如图14, 五轴刀轨刀具3D图见图15。

3.4 刀路验证和后处理

UGCAM具有可视化加工仿真模拟功能, 可直观查看刀具路径在实际仿真情况下如何进行加工, 同时检查刀路是否过切、欠切、碰撞等。刀路检验正确后, 需要将这些刀具路径按其在数控机床的加工顺序排列, 通过UGCAM后处理模块生成车间工艺清单和NC程序。

4 结语

UGCAM是当今世界最先进的高端编程软件之一, 其定轴加工和多轴加工具有丰富的加工策略, 满足各种零件形状多变的特点, 产生各种满足要求的光顺刀路, 使加工出的零件表面质量更好。本例针对十字型薄壁倒扣铝合金件加工过程中易变形、易粘刀、断刀现象进行了分析, 阐述了在安排数控加工工艺时如何避免这些问题, 并对编程策略进行了探讨, 对加工薄壁倒扣铝合金件具有一定的参考意义。

参考文献

[1]谢国明.UGCAM实用教程[M].北京:清华大学出版社, 2003.

[2]黄毓荣.UG多轴铣制造过程培训教程[M].北京:清华大学出版社, 2000.