盤類零件數(shù)控銑加工及其工藝分析

張建東

摘要：本文對(duì)典型盤類零件---由多個(gè)端面、深孔、薄壁、曲面、外輪廓組合而成的較復(fù)雜的盤形零件進(jìn)行了詳細(xì)的加工工藝分析，包括圖紙分析、確定加工工藝、選用機(jī)床型號(hào)、選用毛坯大小、確定走刀路線與加工順序及主要部分程序編制等。

關(guān)鍵詞：盤類零件;圖紙分析;加工工藝;程序

盤類零件是一種常見的機(jī)械零件，在機(jī)械設(shè)備中主要起支承和連接作用。盤類零件主要由端面、內(nèi)孔及外圓等組成，通常盤類零件直徑大于其軸向尺寸，比如齒輪、法蘭盤及軸承環(huán)等。盤類零件用于傳遞動(dòng)力、轉(zhuǎn)換方向或起軸向定位及密封等作用。為加強(qiáng)支承，盤類零件上常設(shè)有凸臺(tái)、凹坑等，此外，為與其它零件連接，盤類零件上還常設(shè)有鍵槽和各種孔（光孔、沉孔、螺紋孔等）等結(jié)構(gòu)。

1零件分析及軟件選擇

1.1零件分析

盤類零件的主要結(jié)構(gòu)一般包括平面、外輪廓、凹槽及孔，加工過程中刀具更換頻繁，且其尺寸精度、形狀精度及表面光潔度等都有較高的要求。盤類零件是由多個(gè)端面、深孔、螺紋孔、曲面、溝槽、外輪廓組合而成的較復(fù)雜的盤形零件。其特點(diǎn)是零件基本形狀呈盤形塊狀，零件表面匯集了多種典型表面。加工時(shí)，裝夾次數(shù)一般較少，但所用刀具一般較多，編制程序較繁瑣。加工前需要做好充分的準(zhǔn)備，包括圖紙分析、確定加工工藝、選用機(jī)床型號(hào)、選用毛坯大小、確定走刀路線與加工順序等，其前期的準(zhǔn)備工作比較復(fù)雜。

1.2加工難點(diǎn)分析

盤類零件加工工藝性分析是編程前的重要工藝準(zhǔn)備工作之一，根據(jù)實(shí)際加工，利用數(shù)控加工中心具有高精度、高柔性、高效率，且適合加工具有復(fù)雜輪廓、端面的零件等特點(diǎn)。

第一，零件的加工特點(diǎn)是由平面加工、孔加工、腔槽加工、輪廓加工、型面加工。

第二，要想做好零件對(duì)零件加工的精度要求就需要較高，再加上這是一個(gè)雙面零件，需要重新對(duì)刀，以及換多把刀進(jìn)行加工，這些都是存在誤差的，從而會(huì)影響零件最后的質(zhì)量問題，以及反面的加工需要倒角精度都需要相應(yīng)的提高，只有提前做好合理的安排才能做出符合標(biāo)準(zhǔn)的零件。

2軟件選擇

UnigraphicsNX軟件是一個(gè)Unigraphics NX是一款專業(yè)的3D CAD設(shè)計(jì)軟件，適用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工業(yè)設(shè)計(jì)等多個(gè)領(lǐng)域，軟件將 CAD、CAM、CAE 和 CMM 編程應(yīng)用程序全部集成在一個(gè)系統(tǒng)中，能夠滿足用戶的各種需求。它擁有可靠的刀具路徑模擬校驗(yàn)功能，可以模擬整個(gè)加工過程，不但能顯示刀具，還能檢測(cè)出刀具和加工零件的干涉、碰撞。真實(shí)反映出加工實(shí)際情況。

UnigraphicsNX軟件提供多種后處理文件可以適應(yīng)各種類型的數(shù)控系統(tǒng)，根據(jù)各類機(jī)床實(shí)際結(jié)構(gòu)，編制專門的后置處理文件，編制的文件經(jīng)過后處理后便可生成加工程序。并且UnigraphicsNX軟件易學(xué)易用，適用于大多數(shù)人，因其價(jià)格適中，是中小型企業(yè)的理想選擇。

本文所選零件比較復(fù)雜，加工難點(diǎn)有點(diǎn)大，使用UnigraphicsNX軟件的仿真功能，可以降低出錯(cuò)率，提高生產(chǎn)效率、提高加工質(zhì)量。

3加工工藝分析

3.1加工工序安排

（1）用φ32 mm銑刀粗銑，切深不得超過5mm，薄壁內(nèi)可粗銑10mm深，注意各凸臺(tái)之間及各凸臺(tái)與薄壁之間由于空間的原因只能用φ20mm的立銑刀加工，所以在各凸臺(tái)銑 至相應(yīng)的深度時(shí)，換用φ20mm的立銑刀繼續(xù)粗加工去量，然后用該刀精加工所有面，精加工四周凸臺(tái)的輪廓部分及薄壁的內(nèi)外面。在這里除了要合理選擇在加工不同刀具的切屑用量，更主要的是能靈活運(yùn)用數(shù)控系統(tǒng)中的旋轉(zhuǎn)功能。

（2）首先用φ8mm球頭銑刀對(duì)所有孔點(diǎn)窩。

（3）用φ11的轉(zhuǎn)頭鉆周邊4-φ11mm孔，鉆中心φ12mm孔至φ11mm。

（4）用φ20mm的立銑刀擴(kuò)銑中心φ36mm孔至φ20mm，再用φ32mm的立銑刀擴(kuò)銑至φ32mm.然后再用φ20mm的立銑刀圓弧插補(bǔ)周銑至φ35.8mm。

（5）用φ12mm的涂層整體合金立銑刀精銑薄壁的內(nèi)外面，對(duì)于該工件的閉合薄壁為了克服加工過成中讓刀現(xiàn)象，所以先精銑其外面，然后用該刀精銑四周凸臺(tái)的輪廓部分;擴(kuò)中心孔φ12mm孔至尺寸要求;擴(kuò)銑周邊4-16mm深20mm ，孔至φ15.95mm。

（6）用φ25mm單刃粗鏜刀，精鏜中心φ（36）mm孔至尺寸。

（7）用φ8mm球頭銑刀加工加工中心的球面。

3.2加工工藝分析

（1）在數(shù)控加工的整個(gè)過程中，經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生以下幾種誤差：

（2）近似計(jì)算誤差：主要產(chǎn)生在加工列表曲線 曲面輪廓時(shí) 采用近似計(jì)算法所發(fā)生的逼近誤差。

插補(bǔ)誤差：這是由于用直線段或圓弧段逼近零件輪廓曲線所產(chǎn)生的誤差。減少插補(bǔ)誤差的方法是密化插補(bǔ)點(diǎn)，但這會(huì)增加程序數(shù)目，增加計(jì)算和編程的工作量。

（3）尺寸圓整誤差：這是將計(jì)算尺寸換算成機(jī)床的誤差當(dāng)量時(shí)由于圓整化所產(chǎn)生的誤差。數(shù)控機(jī)床能反映出的最小位移量是一個(gè)誤差量，小于一個(gè)誤差量的數(shù)據(jù)只能四舍五入，于是就產(chǎn)生了誤差。

4機(jī)床加工結(jié)果

在機(jī)床上仿真模擬完成后，并沒有發(fā)生太大的錯(cuò)誤，有的只是參數(shù)的數(shù)值有點(diǎn)偏小或者偏大，之后進(jìn)行修改并沒有太大的錯(cuò)誤，也減小了零件質(zhì)量的誤差，在所有步驟取保無誤后就可以導(dǎo)入機(jī)床實(shí)現(xiàn)加工，加工出實(shí)體。

通過對(duì)盤類零件的工藝分析，合理制定了其加工的工藝過程，選擇了合理的加工刀具及切削參數(shù)，合理的編制了盤類零件的數(shù)控程序，即提高了產(chǎn)品的加工質(zhì)量和效率，又降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。

參考文獻(xiàn)：

[1]華楚生主編.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ).重慶大學(xué)出版社，2003.

[2]李益明主編.機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè).機(jī)械工業(yè)出版社，1993.

[3]鄭修本主編.機(jī)械加工工藝及夾具.機(jī)械工業(yè)出版社，2008.

[4]朱曉春主編.數(shù)控機(jī)床技術(shù).機(jī)械工業(yè)出版社，2006.

[5]鄭紅主編 數(shù)控加工編程與操作[M] 北京：北京大學(xué)出版社 2005

[6]李超主編 數(shù)控加工實(shí)例[M] 遼寧：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社2005.