数控车床论文如何提高薄壁零件的加工精度.docx

1、数控车床论文如何提高薄壁零件的加工精度数控车床论文I如何提高薄壁零件的加工精摘要：针对影响加工薄壁零件精度不高等因素，分析了如何提高薄壁 零件的加工精度，给出解决问题的具体方法。关键词：薄壁零件加工精度1前言薄壁零件已日益广泛地应用在各工业部门，因为它具有重量轻, 节约材料，结构紧凑等特点。但薄壁零件的加工是车削中比较棘手的 问题，原因是薄壁零件刚性差，强度弱，在加工中极容易变形，使零 件的形位误差增大，不易保证零件的加工质量。对于批量大的生产, 我们可利用数控车床高加工精度及高生产效率的特点，并充分地考虑 工艺问题对零件加工质量的影响，为此对工件的装夹、刀具几何参数、 程序的编制等方面进行试

2、验，有效地克服薄壁零件加工过程中出现的 变形，保证了加工精度，为今后更好的加工薄壁零件提供了好的依据 及借鉴。2影响薄壁零件加工精度的因素（1）易受力变形：因工件壁薄，在夹紧力的作用下容易产生变形，从而影响工件的尺寸精度和形状精度；（如图1所示）（2）易受热变形：因工件较薄，切削热会引起工件热变形，使 工件尺寸难于控制；（3）易振动变形：在切削力（特别是径向切削力）的作用下，容易产生振动和变形，影响工件的尺寸精度、形状、位置精度和表面粗糙度。图13如何提高薄壁零件的加工精度图2所示的薄壁零件，是我校用数控车床对外加工产品中难度较 大的零件，为了提高产品的合格率，我们从工件的装夹、刀具几何参 数

3、、程序的编制等方面进行综合考虑，实践证明，有效提高了零件的精度，保证了产品的质量。图23.1分析工件特点从零件图样要求及材料来看，加工此零件的难度主要有两点：（1）主要因为是薄壁零件，螺纹部分厚度仅有4mm，材料为45 号钢，批量较大，既要考虑如何保证工件在加工时的定位精度，又要 考虑装夹方便、可靠，而我们通常都是用三爪卡盘夹持外圆或撑内孔 的装夹方法来加工，但此零件较薄，车削受力点与加紧力作用点相对 较远，还需车削M24螺纹，受力很大，刚性不足，容易引起晃动，因 此要充分考虑如何装夹定位的问题。（2）螺纹加工部分厚度只有4mm，而且精度要求较高。目前广州数控系统GSK980T螺纹编程指令有G

4、32、G92、G76. G32 是简单螺纹切削，显然不适合；G92螺纹切削循环采用直进式进刀 方式，如图3所示，刀具两侧刃同时切削工件，切削力较大，而且排 削困难，因此在切削时，两切削刃容易磨损。在切削螺距较大的螺纹 时，由于切削深度较大，刀刃磨损较快,从而造成螺纹中径产生误差。但由于其加工的牙形精度较高；G76螺纹切削循环采用斜进式进刀方 式，如图4所示，单侧刀刃切削工件，刀刃容易损伤和磨损，但加工 的螺纹面不直，刀尖角发生变化，而造成牙形精度较差。从以上对比可以看出，只简单利用一个指令进行车削螺纹是不够 完善的，采用G92、G76混用进行编程，即先用G76进行螺纹粗加工， 再用G92进精加

5、工，在薄壁螺纹加工中，将有两大优点：一方面可以 避免因切削量大而产生薄壁变形，另一方面能够保证螺纹加工工的精 度。图3 G92直进式加工图4 G76斜进式加工3.2优化夹具设计由于工件较薄，刚性较差，如果采用常规方法装夹工件及切削加 工，将会受到轴向切削力和热变形的影响，工件会出现弯曲变形，很 难达到技术要求。因此，需要设计出一套适合上面零件的专用夹具, 如图5所示。对夹具结构说明:（1）件1为夹具主体，材料为45号钢，左端被夹持直径为80mm, 可用来夹持工件的内孔直径范围为20-30mm;（2）件2为拉杆，材料为45号钢，直径为21毫米，刚好与薄 片工件上的e21孔对应配合，使工件在夹具中

6、定位及传递切削力；（3）件3为己加工完左端面和内孔的工件，装夹的时候注意工 件与夹具体1的轴向夹紧配合。（4）小沟槽的作用：在工件调头装夹后，为方便控制总长而设 计，尺寸为5*2mm.3.3合理选择刀具（1）内像孔刀采用机夹刀，缩短换刀时间，无需刃磨刀具，具 有较好的刚性，能减少振动变形和防止产生振纹；（2）外圆粗、精车均选用硬质合金900车刀；（3）螺纹刀选用机夹刀，刀尖角度标准，磨损时易于更换。3. 4分析工艺过程3. 4. 1加工步骤（1）装夹毛坯15mm长，平端面至加工要求；（2）用中18钻头钻通孔，粗、精加工中21通孔；（3）粗、精加工中48外圆，加工长度大于3mm至尺寸要求；（4）

7、调头，利用夹具如图2所示装夹，控制总长尺寸35mm平 端面；（5）加工螺纹外圆尺寸至中23. 805;（6）利用 G76、G1 2 3下一页92混合编程进行螺纹加工；（7）拆卸工件，完成加工。3. 4. 2切削用量（1）内孔粗车时，主轴转速每分钟500600转，进给速度 F100F150,留精车余量0. 20. 3mm.（2）内孔精车时，主轴转速每分钟20XX20XX转，为取得 较好的表面粗糙度选用较低的进给速度F30F45,采用一次走刀加 L完成。（3）外圆粗车时，主轴转速每分钟20XX20XX转，进给速 度F100F150,留精车余量0. 30. 5mm.（4）外圆精车时，主轴转速每分钟2

8、0XX20XX转，进给速 度F30F45,采用一次走刀加工完成。3. 5科学编制程序（数控系统采用GSK980T）程序内容程序说明GOO X200 Z50定位至起刀点SI M3启动主轴,转速560转/分T20XX调用1#键孔刀GOO X16 Z5定位至(16,5)G71 U0.8 R0. 3G71外圆车削循环，对内孔中21进行粗加工G71 Pl Q2 U-0. 5 WO F100N1 GO X21. 4G1 ZO F40X21 Z-0. 2N2 Z-37GO X200 Z50 M5回至起刀点，主轴停止M0程序停止主轴启动，转速560转/分GO X16 Z5定位至(16,5)G70 Pl Q2G

9、70精车循环N1N2GO X200 Z50定位至起点T20XX M3 S2调用2#外圆精车刀，启动主轴，转速为20XX转/分GOO X52 Z5定位至(52,5)G90 X50 Z-6 F100G90外圆切削循环X48车至048GO X100 Z100 M5回至起刀点，主轴停止MO程序停止，零件调头并装夹T20XX调用2#外圆精车刀主轴启动，转速20XX转/分GOO X50 Z2定位至(50,2)G71 U2 R0. 5G71外圆车削循环，对螺纹外圆进行粗加工G71 P3 Q4 U0. 5 WO F100N3 GO X21. 805G1 Z0 F50X23. 805 Z-1GO X1OO Z1

10、OO M5回到起刀点，主轴停止MO程序停止M3 S2主轴启动，转速20XX转/分GOO X50 Z2定位至(50,2)G70 P3 Q4精车N3N4内容GO X100 Z100回换刀点（100, 100）T20XX调用4#螺纹刀GO X25 Z5定位至(25,5)G76 P20XX Q300 RO. 1G76螺纹车削循环车削M24*l. 5螺纹部分G76 X22. 25 Z-28 P975 Q100 F1. 5GO X25 Z5定位至G76同一螺纹加工起点G92 X22. 15 Z-28 Fl上一页1 2 3下一页.5G92精修螺纹X22. 05X22. 05GO X100 Z100 M5返回起点、停主轴M30程序结束3.6加工时的几点注意事项（1）工件要夹紧，以防在车削时打滑飞出伤人和扎刀;（2）在车削时使用适当的冷却液（如煤油），能减少受热变形， 使加工表面更好地达到要求；（3）安全文明生产。4结束语通过实际加工生产，以上措施很好地解决了加工精度不高等问题, 减少了装夹校正的时间，减轻了操作者的劳动强度，提高效率并保证 加工后零件的质量，经济效益十分明显 上一页