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

當既有面又有孔時，應先銑面，后加工孔；(2)

所有孔系都先完成全部孔的粗加工，再進行精加工；(3)

一般情況下，直徑>Φ30㎜的孔都應鑄造出毛坯孔。通常分“粗鏜-半精鏜-孔端倒角-精鏜”四個工步完成。(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，攻絲可通過其它手段加工。任務規(guī)劃圖示零件無異形，側(cè)面無孔。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，對刀具的磨損較小，無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留量，可選擇φ105mm的鋁棒，下料厚度為36.5mm。毛坯選擇任務規(guī)劃銑削工件上表面（成型到工件原點Z0的坐標處）。預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)計加工工藝路線通過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，可以選擇一個三爪卡盤作為裝夾工具。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，卡盤的卡爪必須選用軟爪。確定工裝夾具及裝夾方案任務規(guī)劃選定刀具及功能序號刀具號刀具補償號刀具規(guī)格名稱數(shù)量加工工步備注1T11φ80盤銑刀1銑削上表面銑削底面的毛坯余量

2T22φ11.5麻花鉆1預鉆中間孔

3T33φ20機架刀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工藝參數(shù)及加工路線工序及工藝參數(shù)結(jié)合實際加工情況設(shè)定安全平面，抬刀高度，切削方式、轉(zhuǎn)移方式等。編寫加工程序加工程序編制基本設(shè)置導入零件進入加工界面設(shè)置加工坐標系和工作組刀具建立打開零件模型并繪制盤銑上表面刀路輔助線點擊“開始”按鈕，選擇“加工”選項，進入加工環(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)置與實際機床加工時一致，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”按實際情況設(shè)置右擊工作組“WORKIECE”,新建刀具，結(jié)合實際需求選擇“類型”和“刀具子類型”，根據(jù)實際情況命名刀具。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)動幾何體刀具號刀具規(guī)格主軸轉(zhuǎn)速(r/min)進給速度(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盤銑刀250015000

2預鉆中心孔drill→定心鉆工件中心、深度3mmT5φ8定心鉆1500150/

3預鉆中心孔drill→標準鉆工件中心、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個面T3φ20機架刀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個通孔、深度3mmT5φ8定心鉆1500150/

9鉆6×φ6.5mm的通孔drill→標準鉆6個通孔、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零件各個上表面