典型銑削零件的加工

王劉菲

【摘 要】在現(xiàn)代生產(chǎn)中，越來越多產(chǎn)品的形狀結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，手工編程難度較大。文章以銑削加工中的典型零件腰鼓槽零件為例，應(yīng)用UG軟件對(duì)零件進(jìn)行繪制建模、模擬加工、生成程序。在繪制建模過程中應(yīng)用UG軟件，不僅可以考慮產(chǎn)品的形狀、尺寸，還可以考慮精度要求、特殊表面效果等因素，首先對(duì)零件進(jìn)行模擬仿真加工，然后后置生成程序，最后導(dǎo)入機(jī)床中進(jìn)行生產(chǎn)加工。

【關(guān)鍵詞】工藝分析;仿真模擬;加工

【中圖分類號(hào)】TG751 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-0688（2020）05-0103-02

在加工銑削零件時(shí)，對(duì)于一些形狀較為復(fù)雜的零件，手工編程難度較大時(shí)，可以利用軟件對(duì)其進(jìn)行仿真模擬加工，并后置生成程序，再導(dǎo)入機(jī)床中進(jìn)行加工。UG軟件就屬于這類設(shè)計(jì)軟件。

UG是Unigraphics的縮寫，是一個(gè)交互式CAD/CAM（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與計(jì)算機(jī)輔助制造）系統(tǒng)，它功能強(qiáng)大，可以輕松地實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜實(shí)體及造型的建構(gòu)。UG軟件的功能包括曲線的建立、曲線的操作與編輯、三維實(shí)體建模與編輯、草圖的建立及約束管理、表達(dá)式、工程圖的建立、工程圖的編輯與注釋、組件裝配、組件爆炸視圖、組件克隆及明細(xì)表、自由形狀特征的建立，編輯UG可以完成塑膠產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)、分析、模流、模具設(shè)計(jì)、加工等一系列動(dòng)作。

本文以典型的銑削零件腰鼓槽零件為例，對(duì)如何利用UG軟件進(jìn)行模擬加工及程序生成進(jìn)行探索。

1 分析零件圖

圖1所示為腰鼓槽零件的設(shè)計(jì)圖，圖上用三視圖標(biāo)明了零件的尺寸公差、技術(shù)要求等技術(shù)指標(biāo)。

1.1 圖樣分析

腰鼓槽零件的加工部位主要在二維平面內(nèi)，所需要加工的內(nèi)容有四方外輪廓、圓臺(tái)外輪廓、腰鼓槽，其主體由以下基本形狀構(gòu)成。圓臺(tái)：由外圓直徑為￠78-0.012 mm、深4-0.075 mm的圓臺(tái)及形位公差等相關(guān)技術(shù)要素組成;腰鼓槽：從圖1中可以清楚地看到2個(gè)與工件輪廓中心對(duì)稱的腰鼓槽，其寬度尺寸為10+0.058 mm、深度尺寸為5+0.12 mm、角向尺寸為45°，其理論中心圓直徑為￠54±0.095 mm。

1.2 找基點(diǎn)坐標(biāo)

加工時(shí)需要找出零件中的主要基點(diǎn)坐標(biāo)。先找圖形中菱形基點(diǎn)坐標(biāo)，分別是第1個(gè)點(diǎn)坐標(biāo)：X=-37.000，Y=37.000;第2個(gè)點(diǎn)坐標(biāo)：X=0.000，Y=40.000;第3個(gè)點(diǎn)坐標(biāo)：X=37.000，Y=37.000。再找腰形槽形狀的基點(diǎn)坐標(biāo)，分別如下。第1個(gè)點(diǎn)坐標(biāo)：X=-22.627，Y=22.627;第2個(gè)點(diǎn)坐標(biāo)：X=22.627，Y=22.627;第3個(gè)點(diǎn)坐標(biāo)：X=15.556，Y=15.556;第4個(gè)點(diǎn)坐標(biāo)：X=-15.556，Y=15.556。

2 零件的工藝分析

2.1 確定定位基準(zhǔn)

本文例是在工藝分析的基礎(chǔ)上，遵循工序集中的原則確定加工思路和加工工藝步驟。通過兩次裝卡定位，分別加工出A、C兩個(gè)定位基準(zhǔn)面，即一個(gè)大面和一個(gè)側(cè)面。在長寬方向應(yīng)留有2 mm的余量，高度方向應(yīng)留有工件裝卡部位，用于保證下一工序的安裝高度。

2.2 確定工藝方案

2.2.1 銑大面C

（1）工藝分析。①在圖2中，雖然沒有標(biāo)注平面度精度值，但由于該零件的整體形位精度相對(duì)較高，而該面作為定位基準(zhǔn)面，對(duì)以后的工序及工步有著重要的定位支撐作用，所以一般需要保證相對(duì)好的平面度。②對(duì)于大多數(shù)的平面銑削，最好選擇順銑，不能選擇對(duì)稱銑。順銑方式可以獲得較高的平面質(zhì)量。對(duì)稱銑時(shí)，由于刀具中心線與工件中心線重合，因此會(huì)引起切削振顫，加工質(zhì)量得不到保證。③刀具直徑應(yīng)為工件寬度的1.3～1.6倍。

（2）加工步驟。①在平口鉗上，以工件毛坯半成品的一個(gè)大面和一個(gè)側(cè)面作為粗基準(zhǔn)定位并找正夾緊工件。②安裝￠63 mm可轉(zhuǎn)位面銑刀，輕觸工件上表面，進(jìn)行Z向?qū)Φ?，選擇JOG手動(dòng)和手輪方式銑削一個(gè)大面，吃刀深度為0.2～2 mm，或表面銑光即可。

2.2.2 銑削側(cè)面A

（1）工藝分析。銑削側(cè)面的前提條件是必須以已經(jīng)加工好的大面作為定位基準(zhǔn)找正，在保證自身平面度的基礎(chǔ)上，也要保證與已加工面的垂直度誤差，控制在0.02㎜范圍內(nèi)。這實(shí)際上是對(duì)卡具及工件的校正提出了較高的要求。

（2）加工步驟。①將已加工好的大面C找正定位并夾緊工件。②繼續(xù)用￠63 mm可轉(zhuǎn)位面銑刀，輕觸工件上表面，進(jìn)行Z向?qū)Φ?，選擇順銑方式銑削一個(gè)側(cè)面，吃刀深度為0.2～2 mm，或表面銑光即可。用已加工好的兩個(gè)面為精基準(zhǔn)裝卡定位，通過一次工件裝卡加工主視圖上所有待加工內(nèi)容。

2.2.3 銑削工件待加工上表面即C面的對(duì)應(yīng)面。

（1）工藝分析。①該平面的加工重點(diǎn)應(yīng)保證與第一工序已加工完成的C面平行，也要保證自身的平面度和粗糙度，為下一步建立工件坐標(biāo)系Z軸零點(diǎn)平面打下基礎(chǔ)。②該平面在切削深度方向銑平見光即可，切削深度不必太大。

（2）加工步驟。①在平口鉗上定位裝卡工件。②選用￠63 mm可轉(zhuǎn)位面銑刀。③Z向?qū)Φ?。④采用JOG手動(dòng)和手輪方式加工平面至要求。

2.2.4 銑削圓臺(tái)

（1）工藝分析。加工外圓時(shí)，應(yīng)特別注意刀具的進(jìn)退刀方式，盡量采用圓弧或切線切入方式，避免法向切入方式，這樣可以有效地減少工件表面的切痕現(xiàn)象，提高表面質(zhì)量。

（2）加工步驟。①繼續(xù)選用￠63 mm可轉(zhuǎn)位面銑刀。②調(diào)用NC3程序，調(diào)整D01“半徑刀補(bǔ)”參數(shù)進(jìn)行粗、精銑加工。③加工并保證外圓直徑￠78-0.012 mm、深-0.075 mm及形位公差等相關(guān)技術(shù)要素。④選用相關(guān)計(jì)量器具檢測零件尺寸。

2.2.5 銑削腰鼓槽

（1）工藝分析。①兩腰鼓槽的理論圓直徑為￠54±0.095 mm，應(yīng)保證與零件中心軸線D基準(zhǔn)的位置度為0.2 mm。②腰形槽槽寬尺寸為10+0.058 mm，在加工中很容易超差，因此需要用￠10 mm塞規(guī)或5～30 mm內(nèi)徑尺測量。對(duì)于深度尺寸為5+0.12 mm時(shí)，需要用深度尺測量。③銑刀的半徑（R刀）應(yīng)小于腰形槽最小半徑（R槽），否則在加工中會(huì)產(chǎn)生過切現(xiàn)象。

（2）加工步驟。①安裝刀具：￠8 mm鍵槽銑刀;②執(zhí)行程序NC4，按照粗銑、半精銑、精銑各階段銑削，保證腰形槽各處尺寸加工合格。

3 仿真加工

各項(xiàng)參數(shù)確定好后，首先利用UG軟件功能對(duì)其進(jìn)行仿真模擬加工，然后使用軟件進(jìn)行后置程序的處理，生成相對(duì)應(yīng)的參考程序，導(dǎo)入機(jī)床上進(jìn)行實(shí)際的加工生產(chǎn)。

在數(shù)控銑削實(shí)際生產(chǎn)過程中，各種不同工件加工藝路線是不相同的，只要按照加工工藝路線的主要原則進(jìn)行，就能充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的效能，確保設(shè)備安全、可靠地運(yùn)行。CAD/CAM技術(shù)能顯著地縮短加工時(shí)間，降低成本，并提高零件的加工質(zhì)量，這是現(xiàn)代加工制造行業(yè)中不可缺少的輔助工具。

參 考 文 獻(xiàn)

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