出口接管零件的數(shù)控加工及編程

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