高锰钢零件的车削加工

高锰钢零件的车削加工（精选7篇）

高锰钢零件的车削加工 第1篇

如图1所示, 该零件是广州市高昌液压机电技术有限公司委托我校加工的产品, 材料为铸造高锰钢, 最大外径尺寸为φ70, 有两处偏心外圆φ48, 内表面有偏心深孔φ36, 零件上焊接了一段φ55的凸件, 在凸件处有内螺纹M36X2-6H。

1.1 特点

该零件的材料为铸造高锰钢 (ZGMn13) , 在加工过程中具有以下的特点。

(1) 高锰钢材料强度较高, 尤其是高温时强度要比一般钢材大得多, 再加上塑性变形大, 加工时硬化现象严重, 因此在车削高锰钢材料时, 车削力一般都比车削普通碳素钢时要大得多。

(2) 车削温度高, 高锰钢材料的导热系数都比较低, 车削时产生的切削热不易散开, 使大量热量集中在刀尖处。

(3) 高锰钢材料的变形系数一般都比较大, 由于车削过程中切屑的塑性变形, 使材料产生了硬化, 增大了切削抗力, 加快车刀的磨损, 甚至产生崩刃。

(4) 容易粘刀, 高锰钢由于加工硬化严重, 容易产生冷焊和熔焊等粘刀现象。粘刀不利于切屑的排除, 容易使铁屑发生堵塞, 刀具容易崩刃或打刀, 以及使刀具产生粘结磨损。

1.2 工艺流程

(1) 首先在原料上划出偏心孔的中心, 然后到钻床上将所有待加工产品都钻好φ3 0 m m的偏心孔。 (2) 用四爪卡盘夹紧φ70mm的两端面, 调试, 车削凸台。 (3) 在凸台上钻孔并扩好孔。 (4) 车削内螺纹M36X2-6H。 (5) 安装夹具, 调试, 夹持工件即夹紧凸台的端面与φ70mm的外圆, 校正, 检测。 (6) 粗加工偏心外圆φ40, 留0.3mm~0.5mm余量。 (7) 精加工偏心外圆φ40。 (8) 粗加工偏心内孔φ36, 留0.3mm~0.4mm余量。 (9) 精加工偏心内孔φ36。

2 夹具设计

该零件的内螺纹轴线要与偏心孔φ36的轴线垂直, 凸件φ55的端面要与偏心孔φ36的轴线平行。从而可看出外型尺寸精度要求不高, 但对φ36偏心孔的位置和尺寸精度要求较高。如果利用数控车床来加工必须设计出合理的夹具进行装夹, 才能提高生产效率和降低生产成本。并且, 如何保证零件的定位准确、装夹方便和夹紧可靠呢?经过系统的思考与研究, 在车床主轴上设计了如图2所示的夹具, 现对夹具结构与安装说明如下:

件1为夹具主体, 材料为45#钢, 在中间用线切割切一形状与待加工件2相似的通槽, 用于放置工件。件3为活动定位块, 在夹具体的背后切一四方体凹槽, 如图3所示, 将件3放入凹槽内并用螺栓5拧紧, 起到定位的作用, 防止加工时工件的移动。件4为活动V形压板, 在V形压板中间钻两个盲孔 (对称) 并攻螺纹M8X1.25, 与件1上已钻好的通孔用螺栓件6进行配合, 起到锁紧固定工件的作用。

3 刀具切削参数的选择

根据高锰钢材料在加工过程中具有的特点, 对刀具切削参数作以下几点的改进。

3.1 刀具材料

通常情况下, 多数高锰钢材料加工时宜选用YW1和YW2类硬质合金, YW1热硬性较好, 能承受一定的冲击负荷, 通用性较好, YW2耐磨性稍次于YW1, 但强度较高, 能承受较大的冲击负荷。它们的导热性也好;同时切屑与刀具间不易粘结, 较适合于加工高锰钢材料。

当工件的的形状、尺寸、结构不便于使用硬质合金刀具时, 可采用新型高速钢刀具如含钴高速钢 (W2MogCr4VeoS) 、含铝高速钢 (W6MoSCr4V2A1) 等。它们都具有硬度高、耐磨、红硬性高、热塑性好的特点。如该零件的内螺纹部分, 可以选用这种类型的高速钢。

3.2 刀具切削参数

加工该零件时, 要考虑零件结构和材料的工艺特点, 以及所产生的切削力和切削热, 因为零件容易变形, 影响产品质量。经过反复试车, 得出以下较为合理的切削参数见表1。

同时, 对内螺纹车刀的几何参数也有一定的要求, 具体如下。

(1) 内螺纹车刀的前角、后角、副后角都要考虑工件螺纹升角的影响, 因此粗车刀都选用了较大的后角;粗车刀后角取10°、精车刀后角取15°。

(2) 为了保证螺纹牙型角符合要求, 内螺纹车刀左右切削刃夹角取60°。

(3) 精车刀在前刀面上磨出了圆弧半径, 使切屑形成和排出方便, 圆弧面的粗糙度必须很低 (Ra≤0.4mm) , 刃磨后再仔细研磨, 这对加工质量有直接影响。刀头的其他各面都刃磨得非常光滑, 要求粗糙度Ra≤1.6mm。

在加工高锰钢材料时, 不宜采用冷却润滑液, 因为使用冷却润滑液时, 容易使硬质合金刀具开裂、崩刃。且在加工过程中产生大量的冷却液蒸气, 污染环境, 影响操作者健康, 增加了制造成本。

4 结语

通过实际的加工, 证明了该零件的加工工艺、夹具设计、刀具几何参数、切削用量等均合理有效, 解决了铸造高锰钢材料难加工的问题。并且有效地控制了零件的变形, 很好地保证了零件的质量。随着实践经验的进一步积累和知识更新, 加工方法会更趋合理。同时, 这种加工方法在类似的易变形材料加工中也是可以借鉴的。

摘要：本文通过对零件材料、结构工艺特点的分析, 采用了自制的夹具, 选择合理的加工方法及刀具切削参数, 很好地解决了高锰钢零件难加工的问题, 保证了产品的质量。

薄壁零件的车削加工 第2篇

高强度结构的金属薄壳零件已较广泛的应用在各工业部部门,为了适用薄壁零件加工的需要,机械制造业正朝着“无切削或少切削”方向发展,如采用板材进行冲压、滚压、焊接等工艺,可以节省钢材、动力、机床设备和加工工时,达到质量好、产量高和成本低的要求。

但是,毕竟有一些薄壁零件的结构不能采用冲压、滚压、焊接等工艺来代替,如具有形状复杂的环形横截面零件,只能采用车削方法。对于这一类环形零件的车削加工,因其结构单薄,零件尺寸较大,环形截面复杂和材料切削性较差(如高温合金、铝合金等),因此难以保证一定的加工精度和提高劳动生产率。

车削薄壁零件的主要问题是变形,而产生变形的主要原因是切削力和夹紧力。薄壁套类零件刚性低,在夹紧力和切削力作用下非常容易产生变形,导致吃刀深度不均和让刀现象。另外,薄壁套类零件金属体积小,总的热容量小,薄壁套类零件的温度容易升高和变形,使加工后的零件出现形状和尺寸误差。减少切削力、切削热的方法是:合理的选择切削用量、合理的选择刀具几何角度、合理的选择刀具材料和冷却润滑液等;改善或改变夹紧力对零件的作用。

2 加工薄壁零件在夹具上所采取的措施

2.1 将局部夹紧力机构改成均匀夹紧力机构

图1(a)是用三爪卡盘夹紧薄壁工件,图1(b)是在夹紧变形的情况下,分几次走刀逐渐减少吃刀深度车出了内孔,保证了内孔的圆度,但壁厚不均匀。图1(c)是从三爪卡盘中取出薄壁套后,夹紧力消失后薄壁套外圆恢复为圆形,而内孔则变成了棱圆,棱圆形的特点是虽然看上去不像圆形,但各处的直径尺寸相同,棱圆的孔会影响其和轴的装配。

针对以上可能产生的问题,介绍一下减少变形的方法。

(1)采用开口套

用开口套改变三爪卡盘的三点接触为整圆抱紧,三爪卡盘夹持开口套使其变形并均匀地抱紧薄壁工件后,再车削内孔。在可能的条件下,开口套的壁厚可以厚一点。注意在夹持开口夹套时要使开口在两夹爪的中间位置。如图2。

(2)采用弧形软爪

改装卡盘的三爪,在通用的三爪上焊接弧形软爪,增大夹持面积,使夹紧力均匀分布在工件上,可以有效减少薄壁套的夹紧变形。保证软卡爪内弧与薄壁工件外径相等,并保证软卡爪具有足够的刚度。如图3所示。

2.2 增加辅助支承面

加强薄壁零件在车削时的刚性,在工件的夹紧部位特制工艺肋,使夹紧力作用在工艺肋上,以减少夹紧力引起的变形。如图4所示。

2.3 改变夹紧力的作用点(部位)

由零件刚性较弱处移至刚性较强的部位,以改善夹紧力作用点来减少薄壁零件的变形。图5为加工合金的材料,环形直径较大,其薄壁处厚度为4mm的零件的夹具示意图。所示的夹具说明了夹紧元件角度的改变,使夹紧力的作用点从零件刚性较弱的部位移至刚性较强的部位,从而减少零件的变形,保证了加工精度的要求。图5-(a)所示的夹具的夹紧机构,当拧紧螺钉1时,压紧圈2便沿着斜面将零件夹紧,但夹紧力P正压向零件刚性较差的薄壁部分,使零件变形加剧,难以保证加工精度。如将夹紧机构改成如图5-(b)所示的结构,则使夹紧力P的作用点移至零件刚性较好的轮辐处,零件变形减小,保证了加工精度。

2.4 采用心轴夹紧

当车薄壁套的外圆时,有效防止薄壁套变形的方法是采用心轴定位,使夹紧力沿着刚性较好的轴线方向分布,如果薄壁套有阶梯孔,心轴也相应作成阶梯心轴,防止夹装变形。如图6所示。

2.5 采用真空吸附夹具

有些零件的壁厚很薄,用卡爪夹持的方法,不能控制其变形,可采用真空吸附夹具,其条件是零件没有通孔。夹具结构图见图7和图8。

图7是加工外圆和端面的装夹示意图,图8是加工内孔和底面的装夹示意图。图中,夹具的外圆(或内孔)尺寸要与工件的尺寸相一致,间隙控制适当。工件放入夹具后,打开控制阀,真空泵就将工件与夹具配合面之间的空气抽走,工件靠大气压吸附在夹具上,真空度越高,吸附力就越大。然后就可以按设定的程序对工件的加工部位进行加工。加工结束后,将控制阀换向,外界空气进入夹具与工件的内腔,将工件取下,如此循环。用真空吸附夹具需配一套真空泵装置,另外,根据零件尺寸要设计专用夹具。

3 加工薄壁零件在车削时所采取的措施

3.1 合理选择车刀材料及其几何参数

(1)易选用较大的主偏角,外圆精车刀90~93,内孔精车刀60°左右。

(2)适当增大副偏角,减少摩擦,降低车削热,外圆精车刀15°左右,内孔精车刀30°左右。

(3)前角的选择,主要决定于被切材料的性能。应尽量使车刀锋利、切削轻快、排屑好。外圆精车刀14~16°,内孔精车刀35°左右。

(4)后角不易过大,以减少工件加工中的振动,一般以14~16°为好。

(5)前角适当增大一般为25~35°。

(6)刃倾角根据加工性质选择,增大刃倾角可使车刀实际切削前角增大、实际切削刃口圆弧半径减少,对提高刀具的锋利程度有利。

(7)刀尖圆弧半径及修光刃均选用较小值,减小工件加工中的振动。

3.2 减少切削用量,减小吃刀深度、进给量和切削速度,

对于余量较大的工件,分粗、精车,适当增加走刀次数,可以有效避免薄壁工件变形。

3.3 合理选择切削液

选择比热容大、黏度小、流动性好的切削液,就可以吸收大量的热量,从而降低切削温度,减小薄壁套工件的变形。

摘要：通过对薄壁类零件特性分析,在零件加工时,夹具及在加工过程中采取措施,来保证薄壁零件加工的各项技术要求。

关键词：薄壁零件,夹具,夹持变形

参考文献

[1]袁长良,机械制造工艺装备设计手册[M].北京.中国铁道出版社,1992.

[2]温希忠等,车工工艺与实训[M].山东.山东科学技术出版社,2006.

略论数控车削加工典型零件加工方法 第3篇

加工方案的确定是否合理对加工效率以及加工精度都有重要的影响。一般要按下列程序进行:研究零件图,进行工艺分析;制定工艺规程;明确生产类型;选择毛坯;拟定加工路线;进行各工序的详细设计;进行技术分析,确定最佳方案。

1 数控车削加工外回转体内零件表面以及端面的加工方法

1.1 车削加工外回转体内零件的方法

1.1.1 移动床鞍至工件右端,用中滑板控制吃刀量,摇动小滑板丝杠或床鞍作纵向移动车外圆。一次进给车削完毕,横向退出车刀,再纵向移动刀架滑板或床鞍至工件右端进行第二、第三次进给车削,直至符合图样要求未止。

1.1.2 在车外圆时,通常要进行试切削和试测量。其具体方法是:根据工件直径余量的1/2作横向进刀,当车刀在纵向外圆上移动至2mm左右时,纵向快速退出车刀,饶后停车测量,如尺寸已符合要求,就可切削。否则可以按上述方法继续进行试切削和试测量。

为了确保外圆的车削长度,通常先采用刻线痕法后采用测量法进行。即在车削前根据需要的长度,用钢直尺、样板、卡钳以及刀尖在工件表面上刻一条线痕,然后根据线痕进行车削。当车削完毕时,再用钢直尺或其他量具复测。

1.2 车削工件,一般分粗车和精车

1.2.1 粗车

在车床动力条件许可时,通常采用切削深度和进给量大,转速不宜过快,以合理时间尽快把工件余量车掉。因为粗车对切削表面每有严格要求,只需留一定的精车余量即可。由于粗车切削力较大,工件装夹必须牢靠。粗车的另一作用是:可以及时发现毛坯材料内部的缺陷。

1.2.2 精车

精车是指车削的末道加工。未了使工件获得准确的尺寸和规定的表面粗糙度,操作者在精车时,通常把车刀修磨得锋利些。车床转速选得高一些,进给量选得小一些。

2 车削加工内回转体内零件表面的加工方法

2.1 车孔方法

直孔车削基本上于车外圆相同,只是进刀和退刀方向相反。粗车和精车内孔时也要进行试切和试测,其试切方法与试切外圆相同。即根据径向余量的一半横向进给,当车刀纵向切削至2mm左右时纵向快速退出车刀然后停车试测。反复进行,直至符合孔径精度要求为止。

2.2 孔径测量

测量孔径尺寸,通常用塞规和千分尺测量,它对于粗车和试切削的尺寸都能迅速地反映过来。目前对于精度较高的孔径都有用内径表测量。

用塞规测量塞规由过端、止端和柄组成。过端按孔的最小极限尺寸制成,测量时应塞入孔内。止端按孔的最大极限尺寸制成,测量时不允许插入孔内。当过端塞入孔内,而止端插不进去时,就说明此孔尺寸在最小极限尺寸与最大极限尺寸之间,是合格的。

3 工序的划分

3.1 数控车削加工工序的划分

3.1.1 以一次安装所进行的加工作为一道工序

将位置精度要求叫高的表面安排在一次安装下完成,以免多次安装所产生的安装误差影响位置精度。

3.1.2 以一个完整数控程序连续加工的内容为一道工序

一些零件在装加过程中虽然可以一次装夹完成多道工序的加工,但有时也会受到各种限制,如数控系统本身的容量限制,机床超时间运行甚至要超负荷运行等等因素限制。有时程序太长也会增加机床的出错率,差错与检索困难,因此程序不能太长。这时可以以一个独立、完整的数控程序连续加工的内容为一道工序。在本工序内用多少把刀具,加工多少内容,主要根据控制系统的限制,机床连续工作时间的限制等因素考虑。

3.1.3 以工件上的结构内容组合用一把刀具加工为一道工序

有些零件结构较复杂,既有回转表面也有非回转表面,既有外圆、平面也有内腔、曲面。对于加工内容较多的零件,按零件结构特定将加工内容组合分成若干部分,每一部分用一把典型刀具加工。这时可以将组合在一起的所有部位作为一道工序。然后再将另外组合在一起的部位换另外一把刀具加工,作为新的一道工序。这样可以减少换刀次数,减少空程时间。

3.1.4 以粗、精加工的工序划分

对于容易发生加工硬化的零件,常常在粗加工后在进行进行矫正,此时的粗、精加工将作为两道工序出现,可以采用各类型的刀具或不同的数控设备来加工。对毛坯余量较大和加工精度要求较高的零件,应将粗车和精车分开,划分成两道或更多的工序。我们可将粗加工安排在精度较差、功率大的数控机床上,将精加工安排在精度较高的数控机床上。以下图进行讲解。

该零件工价所用坯料为∮32mm棒料,批量生产,加工时用一台数控车床。工序划分如下:

第一道工序(按图所示将一批工件全部车出,包括切断),夹棒料外圆柱面,工序内容有:先车出∮12mm和∮20mm两圆柱面及圆锥面(粗车掉R42mm圆弧的部分余量),转刀后按总长要求留下加工余量切断。

第二道工序,用∮12mm外圆及∮20mm端面装夹,工序内容有:先车削包络SR7mm球面的30°圆锥面,然后对全部圆弧表面半精车(留少量的精车余量),最后换精车刀将全部圆弧表面一刀精车成形。

4 回转体类零件普通车床车削加工工序的安排

4.1 通常在零件表面有不易于数控机床车削加工的表面,如渐开线齿轮、封闭键槽、花键槽等各类表面,必须安排相应的普通机床的加工工序。

4.2 当零件表面质量及公差要求较高时,热加工工序需安排在数控车削加工之后,而热加工工序之后一般安排普通磨床的磨削加工。

4.3 当零件有特殊要求时,不能用数控机床完成全部的加工工序时,那就必须安排其他普通机床的加工工序,如铣削加工、磨削加工、喷丸、拉槽、滚压加工、抛光等。

4.4 而零件上有些表面可根据现有的设备条件采用非数控加工更适合,此时可适当安排这些普通机床的加工工序。

5 数控加工工序与普通工序的衔接

数控工序前后一般安排有其他普通工序,如安排得不好就容易产生矛盾,影响加工零件的精度以及加工效率,最好的办法是全面分析其加工工艺,达到相互能满足加工要求。

6 工序顺序的安排

制定零件数控车削加工工序顺序一般遵循下列原则:

6.1 按安装次数划分工序。以每一次装夹作为一道工序。这种划分主要适用于加工内容不多的零件。

6.2 按加工部位划分工序。按零件的结构特点分成几个加工部分,每个部分作为一道工序。

6.3 按所用刀具划分工序。这种方法用于工件在切削过程中基本不变形,退刀空间足够大的情况。此时可以着重考虑加工效率、减少换刀时间和尽可能缩短走刀路线。刀具集中分序法是按所用刀具划分工序,即用同一把刀或同一类刀具加工完成零件所需加工的部位,以达到节省时间、提高效率的目的。

6.4 按粗精加工划分工序。对易变形或精度要求较高的零件常用这种方法。这种划分工序一般不允许一次装夹就完成加工,而是粗加工时流出一定的加工余量,重新装夹后再完成精加工。

6.5中间穿插有通用机床加工工序的要综合考虑合理安排其加工顺序。

上述工序顺序安排的一般原则不仅适用于数控车削加工工序顺序的安排,也适用于其他类型的数控加工工序顺序的安排。

7 工步顺序和进给路线的确定

7.1 工序安排的一般原则先粗后精,先近后远,内外交叉,保证工件加工刚度及精度,同一把刀连续加工。

7.2 进给路线确定

(1)走最短加工路线,减少走刀时间,提高加工效率。

(2)大余量毛坯的阶梯切削进给路线。

(3)双向进刀切削后所留余量。

(4)特殊进给路线。

8 小结

总之,在数控加工划分工序时,一定要在仔细分析零件图,合理确定毛坯的基础上,结合具体的生产类型和生产条件的原则还是采用工序分散的原则,也要根据实际情况来确定,但一定要力求合理,并根据上面的原则来进行。设计时,一般应提出几种方案,通过分析对比,从中选择最佳方案。数控加工方案是一般根据零件加工精度、表面粗糙度、材料、结构形状、尺寸等因素确定。当有多台数控车床加工时,工序划分以机床为单位进行工步顺序和进给路线安排一般是先粗后精,先近后远,内外交叉,保证工件加工刚度原则。确定进给路线重点在于确定粗加工及空行程的进给路线。

摘要：数控车床是一种具有高精度、高效率的自动化机床。其具有广泛的加工艺性能,可车削外回转表面、内回转表面、各种特型面及复杂零件等。本文主要阐述了怎样确定典型零件车削加工方案以及在加工过程中加工工序安排、进给路线的确定等方法。

关键词：加工精度,表面粗糙度,进给路线

参考文献

[1]南朝子.数控车削工艺与编程技巧[J].机械管理开发,2007(02).

[2]胡小波.浅谈数控车床加工程序的编制[J].装备制造技术,2007(11).

[3]汤耀年《.零件数控车削加工》课改中能力本位的培养[J].装备制造技术,2011(06).

[4]张素芬.数控车削加工工艺探究[J].机械工程与自动化,2009(04).

零件的数控车削加工典型案例分析 第4篇

编制其粗、精加工程序, 粗加工的背吃刀量为2.5mm, 精加工的背吃刀量为0.5mm。材料为Φ35的碳素钢。

1.1 问题的提出

利用手工编程如何进行加工轨迹路线的分析, 是解决问题的重中之重, 加工路线的安排决定了零件的合格与否, 因此考虑使用加工轨迹逆向分析法制定加工工艺路线。

1.2 工艺路线分析

刀具轨迹分析过程:加工过程为先粗加工, 后精加工, 逆向分析则为先分析精加工, 再分析粗加工。

精加工:由题目中可知精加工的背吃刀量为0.5mm, 则依据编程习惯采用直径编程, 可得粗加工完成后Φ25的外圆面应为Φ26 (Φ25+0.5×2) , Φ15的外圆面应为Φ16 (Φ15+0.5×2) , 表示各外圆面留1mm米的精加工余量。

粗加工:因为Φ15的外圆部分切除的余量多, 走刀次数多, 故要先分析。上面提到留出精加工的余量, Φ15的部分变成了Φ16, 同理, 因为粗加工的背吃刀量为2.5mm, 则倒数第一次的粗加工时的外圆直径为Φ21 (Φ16+2.5×2) ;加工长度为15mm;倒数第二次粗加工时的外圆直径为Φ26 (Φ21+2.5×2) ;此时出现了Φ26, 这是一个很关键的数据, 和Φ25的外圆面留了精加工余量的直径重合, 因此加工长度为总长度35;倒数第三次粗加工时外圆直径为Φ31 (Φ26+2.5×2) , 加工长度为35;再向外一次切削Φ31+2.5×2=Φ36大于材料毛坯Φ35, 故只做分析不切削。

1.3 程序编制 (程序省略)

2 案例二

2.1 问题的提出

零件结构的对称性、全等性、工艺路线的重复性是数控加工编程人员利用子程序编程的有利条件。能否利用子程序控制机床进行粗加工和精加工呢?例如图一手柄的加工, 如果毛坯直径为Φ32, 材料为碳素钢, 粗加工被吃刀量为5mm (直径值) , 精加工被吃刀量为0.5mm。我们应如何利用子程序控制加工路线?

2.2 工艺路线分析

如图二所示, 用加工轨迹逆向分析法制定加工工艺路线。

⑴精加工路线,

无疑是图形的轮廓线。

⑵粗加工路线

首先将精加工轮廓向外等距偏移一个精加工背吃刀量0.5mm (直径值) 作为粗加工倒数第一刀的走刀路线, 其次将精加工轮廓向外等距偏移到Φ5.5作为粗加工倒数第二刀的走刀路线。此时在直径Φ21.2处, 仍有5.3mm的粗加工余量 (Φ32-Φ21.2-5.5=5.3mm) , 在R40的极限位置处, 加工余量一定大于5.3mm, 即大于粗加工吃刀量, 故粗加工还需走一刀。将精加工轮廓向外等距偏移到Φ10.5mm (两刀粗加工余量加精加工余量) , 作为粗加工倒数第三刀走刀路线。此时在Φ24处, 已开始走空刀, 即 (24+10.5=34.5mm) 大于毛坯直径。故粗加工安排走三刀。实际加工时安排倒数第三刀粗加工路线作为粗加工第一刀的走刀路线, 依次类推。但工件的右端面的粗加工余量有32-10.5=21.5mm, 可安排斜切三刀。

2.3 加工程序设计

⑴计算机床转速n和进给速度F

根据工件材料为碳素钢, 查表得切削速度Vc=100m/min, 进给量:粗加工为f粗=0.3mm/r, 精加工为f精=0.15mm/r。所以,

转速:

进给速度:F粗=n×f粗=1000×0.3=300mm/min、F精=n×f精=1000×0.15=150mm/min

⑵编制加工程序

从图二的加工路线看, 除斜切三刀之外, 其余走刀路线具有重复性, 故可利用子程序编制程序。 (程序略)

⑶几个关键数据的确定:

(1) 主程序N13段的X10.5, 应为 (粗加工次数减一) 乘以每刀粗加工余量再加上精加工余量, 即 (3-1) ×5+0.5。

(2) 主程序N14段中的L3, 表示粗加工调用三次子程序, 在X10.5处调用第一次, 在X5.5处调用第二次, 在X0.5处调用第三次。

(3) 子程序中N36段U2为工件左端直径Φ24加上2等于26, 刚好大于已加工表面最大直径Φ25.216。

(4) 子程序N37段中的W80.436应为刀具每调一次子程序, 使刀具返回右端面外2mm处, 即子程序中所有W值之和为零 (-2-4.923-39.877-28.636-5+80.436=0) 。

(5) 子程序中N38段U-31应为每调用一次子程序, 使刀具向X轴负方向走一个粗加工背吃刀量5mm, 即子程序中所有U值之和为背吃刀量负值 (14.77+6.43+2.8+2-31=-5) , 为下一次调用子程序定位。

参考文献

[1]詹华西.《数控加工与编程》.西安电子科技大学, 2004.

基于UG模具零件的数控车削加工 第5篇

关键词：UG,模具零件,数控车削加工

0前言

随着电脑技术的快速发展, 电脑技术广泛地运用于机械设计领域中。先进的机械化模具零件生产加工已经彻底代替了传统的人工加工, 现在对模具零件生产速度和零件精密度的要求也在逐渐变高, 传统的加工方法已经不能满足当代发展的要求。UG是现在世界上最先进的CAE、CAD、CAM软件, 并且是最好的数据机床自动编译工具, 能实现复杂模具零件的数据程序自动编译, 很大程度的减少了编译所需的时间, 并且保证了加工精度, 大大的提高了数控车削加工的效率。

1 UG的来历、特点和优缺点

(1) UG的来源。UG是美国UGS公司研发的的一款包含CAD、CAE、CAM的高端三维CAD软件。UG包括模具零件的设计加工、二维工程图和有限元分析等模块。UG在1990年进入我国后, 已经普遍应用于我国的航空、航天、交通工具、模具等数控领域。目前我国已经把握了数控系统、数控主机、专机及其配套件等等基础的数控技术, 并且具有开发基础, 部分数控技术已经达到可以商品化、产业化, 具有不可估量的商业前景; (2) UG的特点。UG经由模块间的无缝集成, 使得零件的三维信息在数控加工和有限元分析模块之间实现了共享, 并有着数控设计修改简单便捷, 更新速度快等特点。用户可以很快而且高效高质量地设计模具零件。制图也更加方便简洁、快速和精准, 更加贴近工业所需的标准; (3) UG的优点和缺点。UG为机械模具零件设计企业提供了完整的模具零件设计、模具零件分析和制造方案。UG是现今最完全的参数化软件, 在零部件的建模、装配和分析上起着很大的作用。UG可以管理整个所要产品开发过程中所有相关的数据, 实现逆向、并行工程等等先进的设计方法。UG可以完成很复杂模型的创建, 并且UG在图形显示方面运用了区域化管理方式, 大大的节约了系统资源, 极大地提高模具零件设计效率。基于UG模具零件的数控车削加工模块有着强大的操作内容, 基本上能实现数控车削加工中编程的所有程序。使用UG软件进行数控车削加工编程, 可以大大的减少程序编制准备工作, 提高模具零件编程效率, 节约时间的同时也节约了成本。

2 基于UG模具零件的数控车削加工的内容

(1) 模具零件的数控车削加工包括的内容。基于UG模具零件的数控车削加工首先要确定模具零件的数控车削加工的内容, 然后再分析数控车削加工所用的模具零件图纸, 选择所需的工具并对整个设计进行调整, 对整体设计进行适当的加工顺序和加工步骤以及对加工轨迹进行计算和优化, 编写模具零件的数控车削加工所需程序, 编译好相关的文本文档并管理好工作现场; (2) 数字控制机床的特点。数字控制机床又简称为数控机床, 是装有UG软件等程序控制软件的自动化机床。数字控制机床的特点包括零件加工精度高, 加工的零件质量稳定, 可以生产各种奇形怪状的零件, 生产率高, 可以减轻工作人员的劳动强度, 但是对员工要求高, 节省生产时间等等。模具零件的数控车削加工最重要的部分就是数字控制机床的使用。理想的模具零件的数控车削加工程序不仅仅可以保证生产出合格的零件, 而且可以发挥出数字控制机床最大的功能和效益。自动化的加工程序是直接影响模具零件的数控车削加工质量的因素, 所以在编写程序之前要对工件进行仔细的分析, 同时也要考虑到数字控制机床的质量和生产效率等条件, 以便提高生产效率。

3 基于UG模具零件的数控车削加工每个步骤

(1) 首先先对零件图进行工艺分析, 零件的加工充分体现UG模具零件的数控车削加工的功能。按照零件图的技术要求来分析加工的工艺路线, 再来确定加工的步骤, 进行有关的工艺分析和数学处理等; (2) 建立三维的零件模型, 分析零件的图纸之后, 打开UG NX6对模具零件进行三维模型的创建; (3) 创建模具零件程序, 按照模具零件来建立所需的模具零件程序; (4) 创建刀具, 根据实际机床来创建所需要的刀具, 如对毛坯进行设计, 包括毛坯的大小尺寸和安装位置等等; (5) 创建几何体, 首先要建立加工坐标系, 然后创建车加工横截面, 最后创建零件部件边界和毛坯边界; (6) 创建操作, 定义操作类型和切削区域, 设置刀轨、切削参数和非切削移动, 并设置进给及切削的速度。最后完成操作和活动的仿真; (7) 生成刀具轨迹, 按照图纸设计生成刀具轨迹, 并对刀具轨迹进行检测, 如果发现错误还可以对刀具轨迹进行重新编译, 确定没有错误后再进行后期处理阶段, 最后生成数控加工的NC代码; (8) 创建后置处理器, 在完成以上的操作之后, 通过以上所产生的刀具轨迹文件转变生成数控机床可以识别的NC程序。在生成程序之前, 要根据不同型号的数控机床, 编制与该数控机床对应的后置处理器, 并在对应的位置进行修改, 使后置处理器适应相应机床的NC代码格式; (9) 生成NC程序。

4 结语

基于UG模具零件的数控车削加工, 避免了传统手工编程中麻烦的基点计算和节点计算, 使编程效率高、正确性高, 节约时间, 节省成本, 适合编译复杂模具零件的数控车削加工程序。基于UG模具零件的数控车削加工技术与传统切削加工技术相比较有着明显的优越性, 前景无限。如今我国已经建立了较为全面的产品构成体系和工业布局, 创建了较为完整的数控加工科研体系。通过关键技术上的层层突破, 为我国数控机床生产能力提高起到很大的作用, 基本上具备了产业化的条件。研究和开发数控技术和数控系统, 对我国生产高档数控产品和扩大我国数控机床市场起到关键作用。

参考文献

[1]阴俊峰.LED光学模具超精密加工工艺研究[D].广东工业大学, 2014.

[2]盖立武, 郭旭红.基于UG典型车削零件的数控加工[J].煤矿机械, 2015 (09) :159-161.

[3]薛志恒.模具零件数控车削加工工艺分析研究[J].硅谷, 2012 (02) :83.

数控车削零件基点计算及加工 第6篇

在数控车床编程前，根据零件的几何特征，图纸的要求，应先建立一个工件坐标系，在建立的工件坐标系上，首先计算出刀具的运动轨迹。对于形状比较简单的零件(如直线和圆弧组成的零件)，需计算出几何元素的起点、终点、圆弧的圆心、两几何元素的交点或切点的坐标值，以便编制加工程序。构成零件轮廓的不同几何素线的交点或切点称为基点。基点可以直接作为其运动轨迹的起点或终点。而数控车床零件图的数学处理就是要计算零件加工轨迹的尺寸，即计算零件加工轮廓基点的坐标。基点直接计算的方法，就是根据零件图所给的已知条件用人工完成。即依据零件图上给定的尺寸运用代数、三角、几何或解析几何的有关知识，直接计算出数值。可见，基点的计算也是掌握数控加工的一项重要的技能，

本文主要介绍在数控车削中典型零件基点的手工计算方法与加工步骤。

2 基点计算实例

计算零件图1中间30长的位置是由二段圆柱面、二段圆弧面、一段圆锥光滑连接而成，编程前须先计算出A、B两部分的坐标值。

2.1 B部分计算过程

如图2所示，通过R5圆心a作出分别与圆锥、圆柱相垂直的垂线，并连接成Δabc。其中d与b点就是我们所要求的基点。

在Δabc中，已知∠bac=15°(因零件图斜角为15°)，ab=5，圆柱直径为20。因此，只要求出ac长度，即可求得b点的直径值，利用三角函数也可求出bc的长度值。

2.2 A部分计算过程

如图3所示，过R5圆心i分别做直径24及锥面的垂线，垂足f、g，并连接成Δhig。其中f与g点就是我们所要求的基点。

在Δhgi中，已知∠hig=15°(因零件图斜角为15°)，fi=5，圆柱直径为28。因此，只要求出fh长度，即可求得h点的直径值，利用三角函数也可求出hg的长度值。

3 基点计算及加工综合实例

图4工件右端是由R42、R60、R7三段圆弧光滑连接而成，对圆弧部分进行编程时，须先计算出A与B点坐标值。

3.1 B部分计算过程

(1)连接R60与R7的圆心，作ΔBcb、Δcde、并取编程原点为工件右端中心处;

(2)在Δcde中，已知de=60-15=45,be=60-7=53，ΔBcb∽Δcde。则可计算出Bb的长度值，Bb×2即是B点的X坐标;

(3)利用三角函数也可计算出Bcb、Δcde的边长cb与cd长度，这时即可得B点的Z坐标。

3.2 A部分计算过程

(1)连接R42与R60的圆心，作Δige、ΔAfe，并取编程原点为工件右端中心处;

(2)在Δige中，已知ie=42+8+45=95,ie=42+60=102，Δige∽ΔAfe。则可计算出Af的长度值，(Af-45)×2即是A点的X坐标;

(3)利用三角函数也可计算出ge、fe的长度值。这时即可得A点的Z坐标。

3.3 加工要求

加工工件毛坯为φ35mm×200mm，要求用复合循环指令G71、G73进行粗加工、G70指令进行精加工、G75进行切槽粗加工;需要倒角、切断。

3.4 加工分析

(1)R7、R60、R42圆弧余量较大。不要用G73一次性粗加工，需先用G71指令粗车R7、R60右半边圆弧，用G73粗加工R42、R60左半边圆弧;

(2)虽然工件没有尺寸及表面粗糙度要求，但由于采用G73、G71指令分段粗加工，有接刀痕，需进行R7、R60、R42、φ20的一次性精加工;

(3)左边是一段宽槽，需用G75指令粗车，后用G1指令精车，才能消除G75切后留下的刀痕;

(4)左边两个端面要进行倒角。

3.5 加工路线安排

（1）车平面

夹住毛坯外表面，伸出长约50mm，用手动方式车削，采用45°端面右偏车刀，主轴转速800r/min，进给80mm/min，切削深度1～2mm;

(2）车外圆

夹住毛坯外表面，伸出长约130mm，用G71指令粗车R7圆弧、R60右半边圆弧、准30外径至123mm长，留0.5～1mm余量。90°硬质合金外圆右偏粗车刀。主轴转速600r/min，进给量60mm/min，切削深度约2mm;

(3）用G73指令粗车R42圆弧、R60圆弧、R7圆弧、φ20外径至32mm长，留0.5～1mm余量。

50°硬质合金尖刀刀。主轴转速600r/min，进给量60mm/min，切削深度约1mm。

(4）用G70指令精车R42圆弧、R60圆弧、φ20外径至长度，30°机夹菱形右偏刀。

主轴转速1000r/min，进给量60mm/min;

(5）采用G75指令对左端切宽槽并倒直角、切断。

高速钢切断刀，主轴转速200r/min，进给量20mm/min。

4 结语

在数控手工编程中，基点的计算是操作者必须掌握的一项技能，通过本文典型综合实例的介绍，对操作者在今后其它零件的加工中能起到触类旁通式的启发作用。

摘要：文中主要介绍了数控车削典型零件基点计算及加工的方法与步骤,从而提高了零件的数控编程速度,提高了生产率。

典型薄壁零件在数控机床的车削加工 第7篇

一、产品形状与材料分析

2014年3月我校校企合作生产车间接到了一批薄壁类零件。该零件孔壁较薄、直径较大, 加工精度要求高, 给我们的实际生产带来了一定的难度。本产品的外形是由直径为98mm, 长度为13mm的外圆和直径为93mm, 长度为7mm的外圆组成, 内轮廓包括有两个不同尺寸的内孔, 其中一个直径为95mm, 长度为12mm的内孔, 另一个直径为89mm, 长度为8mm的内孔, 产品的形状如图1所示。经过分析, 该零件材料是AL6082-T6。该材料属于热处理可强化铝合金, 具有良好的可成型性、可焊接性、可机械加工性能, 同时具有中等强度。主要用于机械结构方面, 包括棒材、板材、管材和型材。其抗拉强度σb (MPa) :≥245, 条件屈服强度σ0.2 (MPa) :≥140, 属于易加工金属材料。该零件的壁厚分别为1.5mm和2mm。加工时很容易发生塑形变形, 为了克服此问题我们制定出合适的加工工艺, 在加工时分为粗加工、时效处理、精加工和半精加工, 以达到我们的生产目的, 见图1, 图2。

二、产品加工工艺制定

1加工路线安排

由于零件左边外圆Φ93±0.03处对零件右端Φ98±0.03有较高的同轴度要求, 为了保证同轴度我们在精加工时采用一次装夹完成所有加工。具体加工工艺路线安排如下。

①粗车内轮廓Φ88.5、Φ94.5至尺寸精度要求。

②粗车外轮廓Φ93.5、Φ98.5至尺寸精度要求加工出来如图2所示的粗加工产品图。

③切断, 保证总长20.1。

④时效处理, 消除内应力。

⑤重新装夹, 半精车、精车内轮廓Φ95±0.03、Φ89±0.06至尺寸精度要求。

⑥半精车、精车外轮廓Φ98±0.03、Φ93±0.03至尺寸精度要求。

⑦零件切断。

⑧手动刮出锐边为0.5×45°的倒角。

⑨检测, 合格交货。

2毛坯选择

根据工艺安排, 为了节省工件材料, 我们选用外圆为100mm, 内孔为80mm, 长度为80mm的定制管料 (一次装夹粗车三件半成品) 。

(1) 刀具选择

为了保证工件的精度, 需要选择合适的刀具, 具体见表1。

三、产品加工过程

1装夹

如何能够保证零件与基准A处的同轴度呢?要求它在一次性装夹中完成零件全部表面的加工, 如何才能减少装夹对工件变形的影响, 这两个问题成为了精加工部分的问题关键。经过多次实验, 提出了一种大胆的设想。制作一专用夹具, 然后采用502胶水使零件在夹具上进行固定, 全方位的减少了在装夹时, 对工件产生的任何附加外力。如图3所示, 在零件粗加工轮廓增加一处用于粘胶水固定的装夹位。

2粗、精加工内、外轮廓

粗加工时采用先内后外的原则, 选用G71指令进行加工, 在加工完成后保留0.5的精加工余量, 内孔精加工余量保留时U为负值。精加工时, 由于要保证一次装夹完成整体工件地加工, 装夹时采用了胶水的直径粘贴法, 因此加工时受力不能太大, 因此精加工选择的切削用量为0.2mm, 进给为0.1mm/min。外形的精加工我们采用左偏尖刀从左到右直接加工到相应尺寸, 内孔加工直接采用普通的内孔车刀加工就行, 两把刀具的刀尖圆弧半径选择为0.4mm。最终加工到合格尺寸。

3切断

切断时容易使零件产生径向变形, 如何减少切断时对工件的变形影响, 主要从刀具方面入手。在保持刀具刚性的前提下, 缩短切断刀的刀头宽度, 从而减少刀具与零件的接触面积, 直接降低切削过程中的径向切削力。因此选用切断刀刀头宽度为1mm。切断时, 直接保证薄壁零件的长度公差, 并且做好0.5×45°的倒角。

四、产品质量检测

通过改进工艺后, 加工出的产品已经能够保证图纸的精度要求。但是在实际检测中发现, 产品质量依旧存在着一定的波动。经过多次检查、分析发现, 关键的波动来源于使用内、外径千分尺或游标卡尺测量工件尺寸时的径向力所引起的。因此, 我们对测量的工艺也做出了改进。

1外径的检测 (如图4所示) , 制作一专用校正棒, 长度尺寸为工件外圆最大直径尺寸98mm。测出该校正棒准确的尺寸数值, 然后, 将其放在一平口板上, 用千分表校正, 对应读数调整为0。采用此种方法测量工件, 既可减少径向力产生变形, 也能检测出工件的尺寸精度及圆度。

2内孔的检测, 采用通规和止规的办法来检测, 在产品加工前制作一个合适的通规和止规检测该产品, 防止采用内径千分尺或内径百分表测量时产生径向压力, 使产品发生变形。

结语

经过生产加工得出, 通过这种工艺地改进和检测方法地改进, 不仅能够保证产品的加工质量要求, 也能按时按量完成生产任务, 取得良好的经济效益。在生产的装夹中采用了502胶水粘住工件的办法, 有效地解决了半精加工和精加工时薄壁工件安装变形的问题, 为加工薄壁零件增加了多种方法和途径。在今后的生产实践中, 我会继续努力发挥自己的思维, 不断的开拓、创新, 争取在数控车削加工方面取得更大的进步, 为数控加工贡献自己的一份力量。

摘要：薄壁零件广泛应用于各个领域, 因此对薄壁零件的加工有着非常强烈的需求。本文针对薄壁零件在数控机床上的车削加工, 从产品分析、工艺制定、加工过程、产品检测等方面进行分析和阐述, 解决加工中出现的问题, 完成该产品的加工, 取得了良好的经济效益。

关键词：薄壁零件,数控车床,加工工艺

参考文献

[1]上海市金属切削技术协会.金属切削手册[M].上海科学技术出版社, 2006.

[2]李建功.机械设计[M].北京:机械工业出版社, 1999.