出口接管零件的數控加工及編程

丁立芳，劉正飛，邱兆義

出口接管零件的數控加工及編程

丁立芳，劉正飛，邱兆義

（武漢船用電力推進裝置研究所，武漢 430064）

本文通過對某型產品出口接管零件的結構工藝分析，從零件的毛坯選擇，裝夾夾具的選用、裝夾方法、數控程序的編程等方面介紹了出口接管的數控加工方法及加工過程。為以后該類零件的數控加工積累了一定的實踐經驗。

出口接管 裝夾夾具 數控加工

0 引言

隨著三維CAD、CAM軟件以及多軸聯動數控機床的廣泛應用，數控加工已成為現代化生產的主要生產手段。對于單件小批量的三維曲面零件加工難題，應用數控機床多軸聯動加工技術可以很好地解決。

本文以某型產品的出口接管零件作為加工實例，從零件的毛坯選擇、加工工藝分析、裝夾方式、數控程序的編程等方面詳細介紹了出口接管的數控加工方法及加工過程，較好地實現該零件的批量生產。

1 出口接管零件的結構及加工工藝分析

出口接管零件結構簡圖如下圖1。

從該零件的結構圖中可以看出，該零件的加工難點在于99°的彎角和R35的外彎圓角（內彎角R為0）。在樣機試制階段通過車工保證99°的彎角，而R35的彎角通過人工砂輪打磨的方式來實現，費工費時，打磨的尺寸和外觀都無法保證圖紙要求。為了更好地提高該零件的加工尺寸一致性和外觀質量，本文提出利用數控銑加工技術手段來進行該零件的加工。

1.1 毛坯的選擇

根據零件尺寸和結構形式，選用75的不銹鋼1Cr18Ni9Ti作為原始毛坯，通過偏心車加工成如下圖形狀的半成品坯料，如圖2。

1.2 裝夾夾具及裝夾方法

由于我部現有的數控銑床只能實現XYZ軸的三軸聯動，為了能實現99°的彎角加工，必須利用合適的裝夾夾具來解決加工角度問題，因此，在裝夾上選用了可調角度式萬能分度頭，將萬能分度頭通過壓板固定在機床的工作臺上，利用百分表和校驗棒校準XZ平面上卡盤中心軸線與X軸負向夾角為9°，即實現XZ軸的夾角為99°，如圖3。

萬能分度頭裝夾固定并將角度基準調整好后，將偏心車的半成品毛坯的車后外圓作為裝夾基準，裝夾在卡盤三爪上并固定夾緊，從而實現零件的99°角的裝夾加工目標，如圖4。

圖1 出口接管結構圖

圖2 半成品坯料圖

圖3 裝夾夾具及裝夾基準校準圖

同時，通過萬能分度頭的旋轉分度功能，也解決了在YZ平面上的360°的旋轉加工，從而實現了一次裝夾即可完成該零件的全部加工要求。

2 數控加工程序的編制

對于三維曲面的數控加工程序的編制，采用手工編程就比較困難，本文采用Pro/E進行三維造型和Mastercam進行程序編制[1]。

圖4 毛坯的裝夾圖

2.1 三維建模

利用Pro/E軟件的三維造型命令制作該零件的三維模型，如圖5。

圖5 零件的三維模型圖

2.2 數控程序編制

為了實現該零件的加工，分三個步驟來進行[3]：

1）端平面、內孔、內密封槽及外彎圓角的內部加工

為了實現該部分的程序生成，編程時分為6個操作指令[2]：①外形銑削 M63.00平刀，②外形銑削（螺紋式漸降斜插）M20.00圓鼻刀，③曲面粗加工-等高外形M20.00圓鼻刀，④外形銑削 M12.00平刀，⑤外形銑削 M12.00槽刀，⑥外形銑削 M20.00圓鼻刀，如下圖6。

通過編程指令操作，刀具的選擇和切削參數的設置，形成加工刀具軌跡，圖7為內孔粗加工。

2）外圓柱面的加工

通過刀具選擇和切削參數設置，生成刀具加工軌跡，圖8為外圓柱面加工的刀具軌跡俯視圖。

圖6 程序編制操作圖

圖7 內孔粗加工刀具軌跡圖

圖8 外圓柱面加工的刀具軌跡圖（俯視圖）

3）外彎圓角的加工

通過上述的加工后，旋轉萬能分度頭180°，即可實現外彎圓角的曲面加工，刀具參數和切削參數的選擇與設置為，刀具直徑20 mm，刀角半徑5 mm，主軸轉速2000 m/s，進給率900 mm/min，下刀速度80 mm/min，提刀速度900 mm/min，安全高度（絕對坐標）100 mm，進給下刀位置（增量座標）5 mm，生成的刀具軌跡如下圖9。

圖9 外彎圓角的曲面加工參數圖

2.3 數控程序的生成

利用Mastercam的后處理功能，自動生成CNC加工程序，限于篇幅，詳細加工程序清單在此不再列出。

3 結論

通過對某型產品出口接管零件加工的實際應用，較好地完成了該零件的加工，加工質量和加工效率均得到很大的提高，同時為以后該類零件的數控加工積累了一定的實踐經驗。

[1] 孫中柏. MasterCAM實用教程[M]. 北京: 化學工業出版社, 2010.

[2] 沈建峰. 加工中心編程與操作[M]. 遼寧: 遼寧科學技術出版社, 2009.

[3] 華茂發主編. 數控機床加工工藝[M]. 北京: 機械工業出版社, 2000.

NC Machining and Programming for the Components of the Outlet Pipe

Ding Lifang, Liu Zhengfei, Qiu Zhaoyi

(Wuhan Institute of Marine Electric Propulsion, Wuhan 430064, China)

TG506

A

1003-4862（2019）02-014-03

2018-10-28

丁立芳（1982-），男，高級技師。研究方向：機械冷加工。E-mail：dlf712@163.com