探析“提高数控机床车削薄壁零件加工精度”

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1、探析“提高数控机床车削薄壁零件加工精度”一、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。二、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

2、几何参数、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。（一）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

3、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G32、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

4、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。（二）优化夹具设计由于工件较薄，刚性较差，如果釆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。1.径为80mm,可用来夹持工件的内孔直径

5、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①21孔对应配合，使工件在夹具中定位及传递切削力；3.件3为已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。（三）合理选择刀具1.内镇孔刀采用机夹刀，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90°车刀；3.螺纹刀选用机夹刀，刀尖角度标准，磨损时易于更换。（四

6、）分析工艺过程1.加工步骤（1）装夹毛坯15mm长，平端面至加工要求；(2)用①18钻头钻通孔，粗、精加工①21通孔；(3)粗、精加工①48外圆，加工长度大于3mm至尺寸要求；(4)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①23.805；(6)利用G76、G92混合编程进行螺纹加工；(7)拆卸工件，完成加工。2•切削用量(1)内孔粗车时，主轴转速每分钟500~600转，进给速度F100~F150,留精车余量0.2~0.3mm。(2)内孔精车时，主轴转速每分钟110

7、0^1200转，为取得较好的表面粗糙度选用较低的进给速度F30~F45,采用一次走刀加工完成。(3)外圆粗车时，主轴转速每分钟1100^1200转，进给速度F100~F150,留精车余量0.3^0.5mmo(4)外圆精车时，主轴转速每分钟1100~1200转，进给速度F30~F45,采用一次走刀加工完成。(%1)科学编制程序(数控系统采用发拉科0i)程序内容程序说明%GOOX200Z50定位至起刀点M3S560启动主轴，转速560转/分T0101调用1#镇孔刀GOOX16Z5定位至(16,5)G71UO.

8、8RO.3G71外圆车削循环，对内孔①21进行粗加工G71PIOQ20U-0.5WOF100N10GOX21.4G1ZOF40X21Z-0.2N20Z-37GOX200Z50M5回至起刀点，主轴停止M0程序停止M3S560主轴启动，转速560转/分GOX200Z50定位至起点T0202M3S1120速为1120转/分调用2#外圆精车刀，启动主轴，转GOOX52Z5定位至(52,5)G90X50Z-6F100G90外圆切削循环X