【正文】随着机床精度的提高，加工技术人员技能水平的不断提升，工件的精度也越来越高。根据理论联系实际对其中一些问题进行分析、探讨。薄壁零件重要构造由侧壁和腹板组成，加工余量大而相对刚度较低，所以，加工工艺性差。在切削过程中，切削力大、零件发热、振动等因素影响下，会出现加工变形，加工精度和效率不高。在结合实际加工中，薄壁零件很难控制侧壁的变形，刀具在切削中的磨损，因此在实际加工中一定注意切削用量的选择和刀具的选择等。
　　一、图纸






















图一 (零件图)








图二(造型图)

　　二、图纸分析
　　该零件是一个不规则的四边形，长100（mm）宽60（mm）高20（mm）。左右两边各有一个R50的圆弧，和圆弧相接的是一个45度的斜角，外轮廓中间部位有两个R8的半圆弧，外轮廓是薄壁高15（mm）厚1.5（mm）。内轮廓中间是一个圆弧的十字台，十字台上边是一个SR5的半圆球，左右各有一个Ф6的销孔，该销孔主要起定位作用精度要求较高，两孔的表面粗糙度是Ra1.6。两个孔的外边各有一个半月台，工件对称度为0.025，该零件的材料是45#钢。要求：1锐角倒钝，2未注公差按IT13，3工件加工完成后去掉毛刺。 
　　三、工艺分析
　　（一）毛坯的选择:该零件的毛坯材料为45#钢，长105（mm）宽65（mm）高25（mm）。 
　　（二）工件的装夹：根据零件结构不同，零件在机床上装夹有三种方法：夹具装夹、台虎钳装夹、磁吸盘装夹（需走表找正）。
　　根据零件的自身特性，所以在装夹方面我选择夹具装夹:首先把平板和两个销钉固定在一起在，利用压板把它们固定在工作台上，使用量具或量仪直接找正夹具在工作台的正确位置，然后把工件放在夹具上固定在一起。装夹时我选择的夹具是，自制夹具和压板。
　　（三）工艺路线制定：零件的机械加工工艺指的是零件的生产过程中，由毛坯到成品先后制定的加工路线。在制定加工路线的同时，首先应该考虑定位基准，其次还应当考虑各方面加工方法的选择。以及工序的分散或集中，还有就是加工阶段安排工序的先后顺序，这些是拟定工艺路线必须首先考虑的。
　　（四）工序的制定：工序的制定包含：加工的每一个工序中，机床的选用、工艺的选用、工步的划分、确定工步尺寸和公差、加工余量的选用、确定切削用量、确定工序中的检测方法等
　　（五）加工中顺逆的优缺点:
　　顺优点：1加工硬化小 2粗加工中降低刃口磨损 3更长的刀具寿命 4高速加工优选，缺点：不适合在工件装夹刚性较差的加工。
　　（六）加工方案的制定:根据零件的特点，我制定了两套加工方案：
　　第一种方法是：先加工零件的外表面，然后加工零件十字台，在加工零件的两个半月台，最后加工零件的内表面。这种方法优点是加工路线清晰。缺点是：因为该零件的内部结构复杂，步骤繁琐外表面又是薄壁，所以先加工外表面后加工内表面容易发生震动产生变形，不能很好保证零件的精度。
　　第二种方法是:用一个程序粗加工内轮廓、粗加工十字台、粗加工半月台、粗加工半圆球、精加工时程序分开其顺序是，精加工十字台、精加工半月台、精加工半圆球、精加工内轮廓、然后打孔加工外轮廓，当加工内轮廓时留出工艺筋板。这种方法缺点是用时较长，优点是这种方法加工，工序集中，留出筋板不易发生震动和变形，从而可以更好的保证零件的精度。因此我选择的加工方案是第二种。
　　具体过程如下：








































　　四、工艺安排拟定
　　（一）在后期的加工中，我用CimatronE9.0软件生成程序，利用CF卡导入机床进行加工。由于本机床的内存量为256KB,该零件的程序大于它，所以我用CF卡在线加工。
　　（二）在线加工步骤：
　　1、将NC的I/O频道设定为 4，表示通过M-CRAD进行数据交换； 2、将安装好的PCICIA接口的CF卡插入到机床面板上的CF插槽中，安装时注意方向，不可用力过猛； 3、选择模式到在线加工模式，选择程序键PROG；4、按扩展键2下； 5、按DNC-CD软键；6、选择文件号；7、输入1按F检索；8、再按文件号DNC-ST；9、再按启动键加工。起初加工时注意，手动降低转速和进给速度，回到检视注意程序，观察机床状况。
　　（三）把备好的毛坯料安装在虎钳上，然后对刀使用CF卡加工，粗加工内轮廓、十字台、半月台，粗加工SR5半圆球，粗加工内轮廓时留出工艺筋板。精加工的程序为单个的，精加工内轮廓，不去除工艺筋板。精加工十字台，精加工两个半月台，精加工SR5的半圆球。















　　（四）然后换上中心钻分别在工件坐标系X轴20（mm）Y轴0（mm）和X轴-20（mm）Y轴0（mm）分别打上两个定位孔。在换上Ф5.8的钻头钻透两个定位孔。换上铰刀把两个Ф5.8的底孔加工到Ф6+00.02然后把长120（mm）宽80（mm）高10（mm）的钢料夹在虎钳上，然后打两个Ф6的孔其位置和工件上两个Ф6的孔位置相同。
　　（五）然后把夹具和销钉固定在一起，在用压板把它们固定在工作台上，用百分表打表找正，使之位置正确。再把零件安装在夹具上，用螺母夹紧。
　　（六）最后在粗加工外轮廓，精加工外轮廓，最后再去掉工艺筋板。









　　五、加工难点
　　（一）该零件的加工，首先考虑几个问题∶怎样保证的加工精度（加工精度包括尺寸精度、形状精度、位置精度），零件的装夹问题、装夹方式、零件的定位问题、零件的受热受力问题、零件的震动变形问题，和保证零件形位公差等诸多问题考虑。
　　（二）由于该零件的自身特性，底面由一个平面和四周由不规则的薄壁组成。为保证零件的加工精度,基准统一使零件一次装夹完成多个工序的加工方法。所以装夹的方式就显得尤为的重要。
　　（三）受热变形，由于加工零件很薄，所以在切削热的影响下容易引起零件的热变形，使工件尺寸比较难控制。然而在工艺系统中，以机床的热变形最为复杂，使机床间各部件的相对位置发生变化，破坏机床原有的几何精度造成加工误差。
　　六、解决办法
　　（一）形状精度则由机床精度或刀具精度来保证；位置精度主要取决于机床精度、夹具精度和工件的安装精度。这是零件在机械加工中保证零件精度的最重要的三方面内容：尺寸精度、形状精度和位置精度。这三方面有一定联系，一般来说形状精度应高于相应的尺寸精度，大多数情况下，相互位置精度也应高于尺寸精度，但形状位置精度要求高时，相应的位置精度不一定要求高。我先在毛坯没用的地方试切一刀，量其尺寸是否在公差范围内，如果在范围内则可以继续加工，如果不在范围内，则需要用百分表在零件的四周从新打表找正。就这样反复的打表找正则可以更好的保证零件的加工精度。
　　（二）零件的装夹问题：根据该零件的自身特性，由于该零件的底部是一个平面，四周由薄壁组成。为保证工件精度使工件减小变形，使基准尽量统一，所以我设计一个专用夹具。该零件的底部有两个Ф6通孔，利用这两个通孔设计一个专用夹具。选择一个平板材料为45#钢，比零件的尺寸长和宽要大一些，然后把准备好的毛胚料装夹在虎钳上，然后对刀以工件的中心点为零点。然后换上中心钻分别在工件坐标系X轴20Y轴0（毫米）和X轴-20Y轴0（毫米）分别打上两个定位孔。在换上Ф5.8的钻头钻通两个定位孔。孔其位置和工件上两个Ф6的孔位置相同。然后把零件和夹具，利用螺纹销钉固定在一起。


















图三(夹具图)

　　（三）受力变形，选用适中的加紧力：加紧力过大，会使工件受力过大，导致工件变形，无法保证工件的加工精度。加紧力过小，在加工时工件容易松动，同样无法保证工件加工精度。所以选用适中的夹紧力，是非常重要的。但是这样的加紧力，不好保证。所以我防止工件装夹变形设计了专用夹具如（图三）这样做，工件不受直接夹紧力，从而可以很好的防止装夹变形。由于该零件四周由薄壁组成，为使其零件在加工时防止工件变形，保证工件的加工精度，所以在加工零件的薄壁时，先铣内轮廓时留出工艺筋板，再铣外轮廓这样做的好处是，增加工件的受力面积，减小工件的受力变形，在铣削时减少让刀现象，从而可以更好的保证工件的加工精度。
　　（四）受热变形问题，在机械加工中，零件的受热问题是十分重要的。解决零件的受热问题：开启切削液、使切削液保持45度的位置冲洗在工件和刀具接触的部位，这样做的好处是不光可以充分冷却还可以更好的排屑，使工件刀具和机床更好的散热。然后选用合理的切削深度、进给量合被吃刀量，从而减小工件的受热变现，更好的保证工件的加工精度。
　　七、总结
　　通过该零件的加工，我认识到了薄壁零件加工中，该类零件的刚性较差，去除的废料较多，容易发生震动变形、受力变形和受热变形，从而不能很好的保证加工精度。根据此零件不易装夹的特点我设计了专用夹具，来解决装夹的问题。我从走刀路线、刀具选用、机床的选择、顺逆铣的选择解决了震动问题。解决受力变形我用了专用夹具、留出工艺筋板来解决受力变形问题。从合理的切削用量、排屑以及切削液的使用，来解决受热变形问题，从而达到图纸要求。在今后的学习以及工作中，我会不断摸索和积累经验，完善加工中的不足，使加工效率得到提高，从而可以更好保证加工的质量。
　　参考文献：
　　[1]王荣兴. 加工中心培训教程，机械工业出版社. 2006
　　[2]徐嘉元. 机械制造工艺学，机械工业出版社. 1996
　　[3]岳亚菲. 数控铣削加工中工艺方法的合理选择. 舰船电子工程. 2003.
　　[4]张文涛. CAXA制造工程师软件操作训练. 电子工业出版社. 2007.

• 【发布时间】2018/4/3 10:03:00
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