cnc电脑数控机械加工加工技术介绍木工刀具

cnc电脑数控机械加工加工技术介绍

cnc电脑数控机械加工加工技术介绍 2012年03月02日 来源： 1.数字控制CNC加工加工的工艺分析　　(1)零件的结构特点该零件材料为硬铝LY12，其切削性能良好，属于典型的薄壁盘类结构，外形尺寸较大，周边及内部筋的厚度仅为2mm，型 腔深度为27mm。该零件在加工过程中如果工艺方案或加工参数设置不当，极易变形，造成尺寸超差，　　(2)工艺分析该零件毛坯选用棒料，采用粗加工、精加工的工艺方案，具体工艺流程如下：毛坯→粗车→粗铣→时效→精车→精铣。粗车：分 别在外圆及端面预留1.5mm精加工余量，并预钻中心孔。粗铣：分别在型腔侧面及底面预留余量1.5mm，并在φ12mm孔位处预钻工艺孔。 时效：去除材料及加工应力。精车：精车端面、外圆并镗工艺孔φ6mm，要求一次装夹完成，以便保证同轴度，为后序加工打好基础。精铣： 保证零件的最终要求，是本文论述的重点。　　①粗铣型腔粗加工主要是去除大余量，并为后序精加工打好基础，所以加工型腔时，选择低成本的普 通数字控制CNC加工铣床加工。该工序要求按所示零件结构图加工出内形轮廓，圆弧拐角为R5mm，所留精加工余量均匀，为1.5mm。而且本道工序还需要在 φ12mm孔位处预先加工精加工所需的定位孔。　　②精铣型腔高速加工技术是近年应用起来的制造技术。在高速切削加工中，由于切削力小，可减小 零件的加工变形，比较适合于薄壁件，而且切屑在较短时间内被切除，绝大部分切削热被切屑带走，工件的热变形小，有利于保证零件的尺寸、 形状精度；高速加工可以获得较高的表面质量，加工周期也大大缩短，所以结合该类薄壁盘类零件的特点，精加工型腔时选用高速加工。　　③定位 孔的加工该零件精加工选用中心孔φ6mm及φ12mm孔作为定位孔，所以精加工型腔前必须先将其加工到位。中心孔φ6mm在车工精车外圆φ301.5mm 时将其镗削为φ6H8；φ12mm孔由数字控制CNC加工铣床钻、铰至φ12H8。　　(3)精加工型腔时零件的定位与装夹为了使工件在机床上能迅速、正确装夹，而且在 加工一批工件时不必逐个找正，所以此次加工采用一面两销的定位方式。以零件上已经存在的φ6mm及φ12mm孔作为定位孔，做简易工装，该工装 采用一个圆柱销和一个扁形销作为定位元件。由于该零件属于薄壁件，容易变形，在夹紧工件时，压板应压在工件刚性较好的部位，分布尽可能 均匀，以保证夹紧的可靠性，而且夹紧力的大小应适当，以防破坏工件的定位或使工件产生不允许的变形。其具体定位与装夹。此装夹方式完全 符合加工中心的特点，一次装夹可以完成型腔及所有孔的加工。　　2.加工型腔的数字控制CNC加工加工程序总方案　　(1)编程软件该零件的数字控制CNC加工加工程序是基于软件MasterCAM生成的。该软件无须画出实体，只需按1：1正确 画出要加工的轮廓线，选择适当的图形和参数即可生成用于加工的程序。　　(2)设备的选择精加工型腔选用加工中心设备：德国HERMLE(悍马)C1200U ，该设备的操作系统是HEIDENHIN(海德汉)，其性能指标为：主轴最高转速18000r/mm，快速移动30000mm/min，行程1200mm×1000mm×800mm，响 应灵敏，适合高速加工。该零件以前曾选用其他加工中心设备进行加工，但因为壁薄，筋厚度仅为2mm，型腔深，为27mm，为防止零件变形，只能 选用小规格刀具，较小的加工速度，并进行多次时效，加工周期很长，所以此次加工选用了适合高速加工的数字控制CNC加工设备。　　(3)刀具的选择根据零件材 料，选择国产的镶齿硬质合金立铣刀，双刃，大螺旋角，刃前空间大，耐磨，成本低。经过实践发现该刀具非常适合铝材的高速加工。对具体的 参数选择，需要在实际切削中摸索，发现合适速度，当然还要参考厂家的资料。　　3.加工中心精铣削过程该型腔的铣削加工分两步进行分别为底面和侧面加工，先底面，后侧面。数字控制CNC加工程序的中心设在工件外圆圆心，安全 高度在零件表面上方50mm处。　　(1)底面加工刀具规格：选用φ14mm的立铣刀。下刀方式：采用螺旋下刀，可以改善进刀时的切削状态，保持较高的 进刀速度和较低的切削负荷。走刀方式：选用Pocket-Parallel，Spiral，clean Cor-ners(平行环绕并清角)方式，从内到外，三个型腔分别加 工，可以减少提刀，提升铣削效率。 加工时按顺铣方式，将底面1.5mm的加工余量分两次完成，第一刀背吃刀量1.4mm，刀路重叠50%，转速8000r/min，进给速度1400mm /min；精 加工时，背吃刀量0.1mm，转速升至12000r/min，进给不变，底面的表面质量非常好。其刀路轨迹，由里向外逐步扩展，与外形相似，刀路平顺、 柔和，尽量减少剧烈变化，以免引起机床振动。注意：精加工底面时，给侧面预留了3mm余量，以免铣到侧面时吃刀量增大。　　(2)侧面加工刀具规格：为防止在拐角处走刀路径突然改变而导致冲击力太大，所以高速加工时应尽量避免选用与拐角半径一致的刀具，此次 选用φ8mm的立铣刀(拐角为R5mm)。装刀时，刀具尽可能缩短伸出长度，以保证高速加工时的刀具强度。进、退刀方式：以圆弧方式接近、离开工 件，可以避免突然接触工件时产生的接刀痕，保证零件的表面质量。走刀方式：选用Contour(外形铣削)方式。加工时，按Z轴分层并以顺铣的方 式进行，转速10000r/min，进给速度1000mm/min，三个型腔同时逐层向下铣，每次背吃刀量为2mm。注意：不可一个型腔铣削后再铣削下一个型腔 。因为，当第一个型腔加工完后，内部筋的壁厚只剩3.5mm，而加工下一个型腔时，内部筋的切削量将是1.5mm，这会导致局部支撑力变小，工件 容易受切削力的影响而变形；若三个型腔同时逐层向下铣削时，筋的壁厚是5mm，相对而言支撑力要大得多。加工的刀路轨迹 加工操作完成后，选择HEIDENHIN后置处理，生成NC程序，用网线传到机床。

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