薄壁零件鐵板凳支架加工工藝分析與設(shè)計

胡思遠，于海飛

（1.山西經(jīng)貿(mào)職業(yè)學院,山西 太原 030000；2.北方重工，內(nèi)蒙古 包頭 014000）

薄壁零件鐵板凳支架加工工藝分析與設(shè)計

胡思遠1，于海飛2

（1.山西經(jīng)貿(mào)職業(yè)學院,山西 太原 030000；2.北方重工，內(nèi)蒙古 包頭 014000）

通過分析薄壁類零件板凳支架的工藝特點，選取合適的切削用量、裝夾方法，制定了合理的工藝路線，有效解決了薄壁類零件加工過程中的變形問題，運用UG8.0軟件對板凳支架進行建模與加工仿真，給出了加工零件所需的導(dǎo)軌。

薄壁件；工藝分析；UG建模與仿真

隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，可加工零件的種類越來越多。薄壁零件是一種常見的結(jié)構(gòu)類型，由于其具有省材料、重量輕、面積大等優(yōu)點，其應(yīng)用范圍越來越廣泛。但是薄壁零件在加工過程中，由于其較差的剛性和穩(wěn)固性，銑削過程中產(chǎn)生較大的振動會影響零件的表面粗糙度，夾具夾緊時產(chǎn)生的夾緊力很容易使零件產(chǎn)生受力變形。另外，銑削過程中產(chǎn)生大量的熱量，由于零件是薄壁特征而集中在一起，使零件產(chǎn)生受熱變形。所以，薄壁零件生產(chǎn)的難點是如何解決加工過程中的變形問題，從而提高零件表面精度，滿足產(chǎn)品的使用性能。

1 零件圖分析

如圖1所示的零件是某公司需要加工的板凳支架。分析圖樣可知，圖1的設(shè)計基準是長度為600mm的支撐座下底面，技術(shù)要求主要保證上表面三個凸臺的平面度，且加工底座左右兩個上表面。由于材料厚度只有15mm，稍大的夾緊力和切削力、切削熱就會使工件產(chǎn)生變形，本次工藝設(shè)計的任務(wù)是解決三個凸臺在加工中的變形問題。首先選擇合適的刀具和切削參數(shù)、走刀路徑來保證零件表面的平面度和表面粗糙度，然后編程盡可能短的導(dǎo)軌路線以提高生產(chǎn)效率。

圖1 零件圖樣

2 工藝分析

毛坯余量為5mm左右，正負不超過2mm，為了減少凸臺面的變形，保證三個凸臺面的平面度，分別對零件的粗、精加工進行分析設(shè)計。

（1）粗加工。普通零件在進行粗加工時要用大的夾緊力和大的吃刀深度提高工作效率，但對于本案例的薄壁零件，為了減小凸臺的變形，采用如下改進：①減小吃刀深度，降低熱應(yīng)力對工件尺寸的影響；②適當減小裝夾力，用可調(diào)支撐頂支撐長度為380mm的上板下表面，有效降低粗加工產(chǎn)生對零件的振動，緩解上板的屈曲變形。本次案例銑削凸臺時取吃刀深度1mm，留余量0.5mm；銑削底座時由于其牢固固定在工作臺上，有很好的穩(wěn)定性，取吃刀深度2mm。刀具選擇Φ80的面銑刀。

（2）精加工。精加工要保證三個凸臺的平面度。加工前要放松夾緊力，能把工件夾住即可，減小夾緊力所產(chǎn)生的變形。精加工吃刀深度比普通零件一般小，取值0.5mm，撤掉可調(diào)支撐頂。在精加工底座上表面時，由于有R10的倒角，銑刀選用下半徑為R10的倒斜銑刀，直接銑出圓角。

3 零件工藝路線

根據(jù)基準重合，先粗后精原則，制定工藝路線如下：①金屬鑄造，按毛坯尺寸鑄造板凳毛坯；②熱處理：退火和自然失效；③粗銑：以上板上表面為粗基準定位基準，加工底座下表面，調(diào)轉(zhuǎn)裝夾底座下表面，上板下表面支撐可調(diào)支撐頂，以底座下表面為定位基準，加工上板上表面的三個凸臺和底面上表面。銑削凸臺時每刀深度1mm，留0.5mm精加工余量；銑削底座上表面時每刀深度2mm，留1mm精加工余量；④精銑：加工三個凸臺面時，撤掉可調(diào)支撐頂，吃刀深度取0.5mm一刀銑完；精銑底座下表面時用圓角成型銑刀一刀銑出R10的圓角。⑤鉗工：去毛刺。⑥檢驗。

4 UG建模與仿真

圖2 零件建模

使用UG8.0軟件對板凳零件進行圖2所示的建模；調(diào)入加工模塊，設(shè)置部件、毛坯，設(shè)定凸臺上表面中心點位置為加工坐標系，工序方式為平面銑，創(chuàng)建刀具Φ80的面銑刀粗銑三個凸臺、精銑三個凸臺和粗銑底座上表面、創(chuàng)建Φ80R10的倒斜銑刀精銑底座下表面，生成導(dǎo)軌依次見圖3、圖4、圖5和圖6。

圖3 生成導(dǎo)軌圖

圖4 生成導(dǎo)軌圖

圖5 生成導(dǎo)軌圖

圖6 生成導(dǎo)軌圖

5 結(jié)語

此次案例以薄板類零件板凳支架為研究對象，通過給定零件圖的結(jié)構(gòu)特征和技術(shù)要求，詳細分析了該零件的工藝特征，制定了工藝路線，通過UG8.0軟件對刀路進行仿真，為薄壁類零件的加工工藝設(shè)計提供借鑒思路，解決了薄壁零件生產(chǎn)的難題，為企業(yè)生產(chǎn)提供了技術(shù)幫助。

［1］朱淑萍.機械加工工藝及設(shè)備［M］.上海：機械工業(yè)出版社，2002.

［2］崔兆華.數(shù)控加工基礎(chǔ)［M］.北京：中國勞動保障出版社，2011.

［3］何冰強.UGNX8.0數(shù)控加工編程應(yīng)用［M］.北京：大連理工大學出版社，2014.

Analysis and Design of Thin-walled Parts Iron Bench Support Process

HU Si-yuan1，YU Hai-fei2
（1.Shanxi Business Vocational College，Taiyuan，Shanxi 030000，China；2.NHIG，Baotou，Inner Mogolia 014000，China）

Through the analysis of the technological characteristics of thin-walled parts bench stents，this paper selects the appropriate cutting dosage，the clampingmethod,makes a reasonable technology route，effectively solves themachining deformation in the process of the thin-walled parts，using UG8.0 softwaremodeling and processing simulation to the bench support，and finally gives processing of guide rail.

thin-walled package；Process analysis；UGmodeling and simulation

TH16

A

2095-980X（2015）08-0036-02

2015-07-09

胡思遠（1987-），女，山西太原人，助教，研究生，主要研究方向：數(shù)控設(shè)備應(yīng)用與維護。