荷花鯉魚圖煙灰缸數(shù)控編程工藝分析★

周 樂， 屈斌文， 張會利， 樊綺怡

（江漢大學(xué)工程訓(xùn)練中心， 湖北 武漢 430056）

1 荷花鯉魚圖煙灰缸的數(shù)模介紹

試件如圖1 所示，該零件為加工中心零件，主要為外輪廓八斜面、四腰槽加工及內(nèi)輪廓圓錐內(nèi)壁、荷花鯉魚圖雕刻加工，屬于綜合型加工的零件。

2 零件工藝分析

“荷花鯉魚圖煙灰缸”工藝擺件的外形是方形鋁合金構(gòu)件，毛坯尺寸為100 mm×100 mm×24 mm。其中實際銑削高度為20 mm。下端為便于裝夾的基座，通過平口鉗裝夾的方式將毛坯固定在加工平臺上。

3 加工方法及順序

“荷花鯉魚圖煙灰缸”工藝擺件的外形是方形鋁合金構(gòu)件。夾持毛坯，先對內(nèi)外輪廓采用銑削加工，對其表面粗糙度值要求為Ra1.6 μm，故采用粗銑—精銑方案；工件調(diào)面，伸出高度10 mm。采用由內(nèi)及外的加工順序加工八邊形底面，同樣采用一粗一精方法加工，以便達到表面粗糙度及尺寸精度。

4 裝夾方案

由于零件（見圖2）結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜，選用凱達KVMC1000L 加工中心。工件毛坯預(yù)先在銑床上加工好2 個底面和4 個側(cè)面。然后，選擇其中一個底面和一對平行側(cè)面作為定位基準，兩側(cè)面也做為裝夾面。把毛坯在機械用平口虎鉗上夾緊，再把平口虎鉗固定在機床工作臺上。然后，通過找正，安裝后的工件側(cè)面直邊應(yīng)與機床Z 軸平行，最大偏移量不超過0.02 mm。同時，毛坯頂面也應(yīng)與工作臺面保持平行，誤差也不得超過0.02 mm。最后，通過對刀將加工坐標(biāo)系零點建立在工件的上表面中心位置上。調(diào)頭后，夾持外八方體的一對邊表面，銑削底平面，保證總高度。兩次均可使用機用平口虎鉗裝夾，方便快捷。

5 數(shù)控加工工序卡片

根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點，按所用的刀具來劃分工序，即在一次裝夾中，用同一把刀具加工出可能加工的所有的部位，然后再換另一把刀具加工其他的部位[1]。這樣既可以減少換刀時間，又可以壓縮空程時間，減少不必要的定位誤差。在某一工序里的工步，按照首先粗加工，然后再精加工的原則來劃分，其中部分數(shù)控加工工序卡片如下頁表1 所示。

表1 數(shù)控加工工序卡

6 仿真加工成型及刀路圖

此次加工編程，我們選擇Mastercam2020 軟件對“荷花鯉魚圖煙灰缸”進行加工。對于工步一采用“曲面高速加工”的加工策略進行余料的去除，首先將數(shù)模導(dǎo)入加工軟件并創(chuàng)建相匹配的毛坯，確定好加工工件坐標(biāo)系。設(shè)置好刀具數(shù)據(jù)，將該刀具設(shè)為當(dāng)前刀具，著重注意切削三要素、進退刀方式等的參數(shù)設(shè)置，同時在刀具設(shè)定時需要考慮刀具伸出深度和切削刃長度，由于刀具伸長剛性降低，在加工零件時不能采用大切削，增加加工時間，同時加工表面粗糙，而盡可能短的刀長可以更好地滿足切削要求[2]。其中關(guān)鍵參數(shù)設(shè)置見圖3。

對于工步二至五，按照工序一參數(shù)設(shè)置流程對切削參數(shù)進行設(shè)置，通過軟件搭載的通用后置文件產(chǎn)生NC 程序，并將程序?qū)霗C床進行實際切削加工，保證尺寸及表面粗糙度要求[3]。對于工步六至九，由于在此工步加工過程中所涉及的加工面都為輪廓，所以我們選擇“曲面精修流線”加工策略進行加工，需要注意的是在選擇曲面時要注意曲面的補正方向和切削方向的參數(shù)設(shè)置，確保加工效果[4]。具體加工效果如圖4 所示，參數(shù)設(shè)定按照工序一參數(shù)設(shè)置流程對切削參數(shù)進行設(shè)置，通過軟件搭載的通用后置文件產(chǎn)生NC 程序，并將程序?qū)霗C床進行實際切削加工，保證尺寸及表面粗糙度要求。

零件加工流程如圖5 所示。

7 實際加工

根據(jù)工件工藝卡將毛坯裝夾在機床平口鉗上面，將已經(jīng)后置處理的數(shù)控程序?qū)霗C床，實現(xiàn)加工。其中由于該工件為工藝擺件，對各面表面質(zhì)量要求較高針對此要求，我們在精加工時選擇用高光刀具進行加工，具體加工過程及成品如圖6 和圖7 所示。

8 結(jié)語

本文主要針對荷花鯉魚圖煙灰缸零件圖進行軟件模擬加工，根據(jù)給定圖樣進行了工藝的分析，確定出具體的加工方案、加工參數(shù)和使用的刀具，在Mastercam2020 軟件中完成了零件仿真模擬加工。在數(shù)控機床設(shè)備上實際加工此種零件，要選擇正確加工中心，采用合理有效夾具和裝夾的方法，制定出符合加工工藝的路線，才能完成標(biāo)準的零件。