旋塞的加工工艺与制造
旋塞为铸铁件,加工余量留的较多,在粗加工中切削余量较大,夹紧力、切削力较大,且削热较多,因此对加工精度影响也较大。再加上粗加工是切削毛胚表面金属,工件内应力重新分布,也会引起工件变形。为此,粗、精加工分为两个加工阶段,有利于把粗加工后,由于各种原因引起的工件变形充分暴露出来,在精加工阶段的以消除。
另外,清洗一步也十分重要。清洗工作对保证机器装配质量延长机器使用寿命均有重要意义,尤其是对那些精密配合件、密封件更为重要。清洗的目的是除去零件表面上的油污及杂质。常用的清洗液有煤油、汽油、碱液及化学清洗液等。清洗时可采用擦洗、浸洗、喷洗超声波清洗等方法。
加工该零件,对数控机床而言,其精度要求不难得到保证,因此,对于上下表面,及上下外轮廓表面采用粗铣-精铣的加工方案;对于孔系,大多采用钻孔-扩孔的加工方法,其中两个φ7 mm定位销孔精度H8、φ35 mm孔精度H7,则采用钻孔-铰孔的加工方法,同样精度要求较高(H8)的φ35 mm孔则采用钻孔-扩孔-精镗孔的加工方法。具体加工工序将在下文呈现。 5.选择数控加工方法
① 旋转体类零件的加工。这类零件采用数控车床或数控磨床进行加工。通常车削零件毛坯多为棒料或锻坯,加工余量较大且不均匀,编程时,粗的加工路线往往是考虑的主要问题。
②孔系零件加工。孔系零件一般采用钻、镗、铰等工艺,其尺寸精度主要由刀具保证,而位置精度主要由机床或夹具导向保证。数控机床一般不采用夹具导向进行孔系加工,而是直接依靠数控机床的坐标控制功能满足孔间的位置精度要
求。这类零件通常采用数控钻、镗、铣类机床或加工中心进行加工。从功能上讲,数控铣床或加工中心覆盖了数控钻、镗床,而用于机械行业的纯金属切削类数控钻床作为商业化产品几乎没有生存空间。目前,对于一般单工序的简单孔系加工,通常采用数控铣或数控镗床进行加工;而对于复合工序的复杂孔系加工,一般采用加工中心在一次装夹下,通过自动换刀依次进行加工。
③平面或曲面轮廓零件的加工。这类零件需要两坐标联动或三坐标联动插补才能进行加工,通常在数控铣床或加工中心上进行。现代数控铣床类系统一般都具 备三轴插补功能。对于复杂曲面的加工往往还要增加控制轴才能进行加工。
④曲面型腔零件的加工。对于一些模具型腔类零件,其表面复杂且不规则,表面质量及
6
旋塞的加工工艺与制造
尺寸精度要求较高。当零件材料硬度不高时,通常采用数控铣床进行加工。当零件材料硬度很高时,在淬火前进行粗铣,留一定余量在淬火后以电火花成型机加工。随着数控机床技术的发展,高速铣削技术的推广,高硬度模具的加工已经逐步由高速铣削加工来实现,即在淬火前进行粗铣,淬火后进行高速精铣,从而不仅使得模具加工精度高,效率高,周期短,而且模具寿命有较大的提高。 6.旋塞数控加工工艺路线设计 (1)工序的划分
数控机床加工零件,工序一般相对比较集中,在一次装夹中尽可能完成大部分或全部工序。首先应根据零件图样,考虑被加工零件是否可以在一台数控机床上完成整个零件的加工工作,若不能则应决定其中哪一部分在数控机床上加工,哪一部分在其他机床上加工,即对零件的加工工序进行划分。一般工序划分有以下几种方式。
① 按零件装夹定位方式划分工序。由于每个零件结构形状不同,各表面的技
术要求也有所不同,故加工时其定位方式则各有差异。一般加工外形时,以内形定位,加工内形时又以外形定位,因而可根据定位方式的不同来划分工序。
② 按粗、精加工划分工序。根据零件的加工精度、刚度和变形等因素来划分工序时,可按粗、精加工分开的原则来划分工序,即先粗后精。此时,可用不同的机床或不同的刀具进行加工。对于刚性差的工件,便于穿插时效、校正工序或调整加紧力。通常在一次装夹中,不允许将零件某一部分表面加工完毕后再加工零件的其他表面,而是应先切除整个零件各加工面的大部分余量。再将其表面精 加工一遍,以保证加工精度和表面粗糙度要求。
③ 按所用刀具划分工序。为了减少换刀次数、压缩空程时间、减少不必要的定位误差,可按刀具集中工序的方法加工零件,即在一次装夹中,尽可能用同一把刀具加工出可能加工的所有部位,然后再换另一把刀加工其他部位。在专用数控机床和加工中心中常采用这种方法。
(2)旋塞加工工步的划分
工步的划分主要从加工精度和效率两方面考虑。在一个工序内往往需要采用不同的刀具和切削用量,对不同的表面进行加工。为了便于分析和描述较复杂的工序,在工序内又细分为工步。下面以加工中心为例来说明工步划分的原则。
① 同一表面按粗加工、半精加工、精加工依次完成,或全部加工表面按先粗后精加工
7
旋塞的加工工艺与制造
分开进行。
② 对于既有铣面又有镗孔的零件可先铣面后镗孔。按此方法划分工步,可以提高孔的加工精度。因为铣削时切削力较大,工件易发生变形。先铣面后镗孔,使其有一段时间恢复,可减少有变形引起的对孔的精度的影响,并避免孔口产生毛刺。
③ 按刀具划分工步。某些机床工作台回转时间比换刀时间短,可采用按刀具划分工步,以减少换刀次数,提高加工效率。
总之,工序与工步的划分要根据具体零件的结构特点、技术要求等情况综合考虑。
三.旋塞体部分的加工工艺 1.旋塞体部分的加工工艺卡
工号 工步内容 刀具号 刀具规刀具主轴转速进给速度背吃刀 (r/mi格 规格 n) (mm/min) 量(mm) 1 2 铸造模型 平底面 清理去毛刺 非加工表面涂底漆 T0101 平面铣?50 刀 S1000 100 5 3 麻花钻打T0202 孔 麻花钻 ?7 S800 150 3 4 麻花钻打T0303 中间孔 立铣刀 ?25 S600 150 3 5 6 7 扩孔 打斜孔 打窄孔 T0404 T0505 T0606 铰刀 锪刀 ?35 S500 S700 S50 100 50 50 1 2 2 特制刀?25 具 8 9 铣螺纹 铣两肩 T0707 T0101 螺纹刀 ?7 S50 S1000 50 150 0.5 5 平面铣?50 刀 10 平左端面 T0101 平面铣?50 S1000 100 5 8
旋塞的加工工艺与制造
刀 11 麻花钻打T0808 孔 12 铣螺纹 T0909 螺纹铣?20 刀 13 铣右平面 T0101 平面铣?50 刀 14 麻花钻打T0808 孔 15 铣螺纹 T0909 螺纹铣?20 刀 麻花钻 ?15 S800 150 3 S50 50 0.5 S1000 100 5 麻花钻 ?15 S800 150 3 S50 50 0.5
2、旋塞体的加工程序如下
数控加工程序 N01 O0001; N02 G90 G80 G40 G21 G17 G94 G49; N03 G28 X0 Y0 Z0; N04 T01 M06; N05 G00 S1000 Z10.0; N06 G01 X-27.0 F100; N07 G01 Z-20.0; N08 G04 X5.0; N09 Z5.0; 备注 程序初始化 机床回零 粗打孔? 35 9
旋塞的加工工艺与制造
N10 X27.0; N11 Z-20.0; N12 Z5.0; N13 X0; N14 Z-30.0; N15 G28 Z0 M05; N16 T02 M06; N17 G00 Z5.0 S1000; N18 G01 Z-85.0 F100; N19 Z5.0; N20 G28 X0 Y0 Z0; N21 M05; N22 M30; 旋塞体底端的加工程序 N01 O0002; N02 G90 G80 G40 G21 G17 G94 G49; N03 G28 X0 Y0 Z0; N04 T01 M06; N05 G00 X-21.0 Y40.0 Z-17.0 S800; N06 G01 G42 X-21.0 Y40.0 D01; N07 Y-60.0; 粗打?7两孔 扩孔?35 程序结束 备注 程序初始化 机床回零 铣出两肩平面 10