小直径高精度聚酰胺工件的数控铣削加工.pdf

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1、精密制造与自动化2010年第2期小直径高精度聚酰胺工件的数控铣削加工蒋晓刚雷大甫罗昊九江职业技术学院(332007)摘要阐明了在装夹及加工低强度易变形聚酰胺类零件的过程中，应该充分考虑零件材料的特性。根据工件的特点及其受力进行了分析。采用合理的工装夹具、刀具及选用合理的加工路径、切削用量，才能保证零件的加工精度，提高生产效率。该工件具有一定的代表性，对类似零件的加工具有很好的借鉴。关键词聚酰胺切削力圆槽垫铁1加工难点分析铣削中的力，可以表示为：工件如图I所示，制造材料为聚酰胺(俗称尼Fc=Ft+Fs+Fh+F龙)66；属于韧性大，强度差，易变形材料。

2、根据式中：——铣削中所产生的总力；零件图样及工艺要求，用数控铣床加工两处40。0。5——用在弹性变形中的力；的小圆柱。——用在塑性变形中的力；——铣刀后面与已加工表面摩擦力：Il．．nn．．——铣刀前面与已加工表面摩擦力。U7下面来分析一下铣刀在工作过程中的受力情况。每个刀齿在切削中均受到两个切削分力，即圆周刃切削力(径向力+切向力)和端面刃切削力(轴向力)。圆周刃的切削力决定切削力的最大值。由经验公式可得圆周刃瞬时切削力为：()=Cfc×，()×H()图1盖板封头端面刃瞬时切削力为：()=c『fc×()×Hu。()加工4'4-0．0的小圆柱，加工深

3、度约为7mm。且=re+当刀具加工小圆柱时，在小圆柱的逐渐形成中，随式中：——圆周瞬时切削力；着切削余量的减少，小圆柱的强度却逐渐变低，当Crc——单位切削力；临近加工一整圈时，强度变为最低。工件受到刀具。．——圆周刃的切削深度；的切削力，极易产生弹性变形；。。——圆周刃切削区的切削厚度；由于工件外径为4'690，其公差较大，工件外——端面刃瞬时切削力；径的一致性较差，因为生产批量较大，所以需要考。——端面刃切削区的切削深度；虑设计一个工装夹具，此夹具既要保证工件装夹的。——端面刃切削区的切削厚度；位置度，又要减少其装夹的变形。yF——切削力修正系数

4、。2力学分析3切削过程设计根据加工中切屑的断裂过程来看，在刀具的作针对工件的加工难点和对切削过程进行的力学用下，工件将要发生弹性变形和塑性变形；刀具的分析，我们对加工4'4-0⋯．05]I．N圆柱的切削过程作以下后面和工件的已加工表面发生摩擦；切屑在刀具前设计：根据圆周刃瞬时切削力的经验公式得知，切面流过也要发生摩擦。这样，就会使铣床的动力大削过程中必须减小单位切削力，减小圆周刃的切削部分都要消耗在这些变形和摩擦中。深度及厚度。蒋晓刚等小直径高精度聚酰胺工件的数控铣削加工(1)按图2所示车削27．5及37．5至尺寸，5~jn-r程序(本程序采用华中世

5、纪星系统)以减少加工余量。(2)选用小直径(4,6)立铣刀，OGBFT选择较高的主轴转速2000r／mira较低的进给速度％000120mm／min。(3)将4小圆柱均分三层铣削。(原N2G54本想提高生产效率，将4小圆柱切削深度约7innlN4G00Z100一次切削成形，但小圆柱顶端受切削力影响弹性变N6M03S2000形很大，小圆柱根部受切削力影响相对较小，所以N8M98P100小圆柱产生锥度)。N10G68XOY0Pl8ONl2M98P100N14G69N16M98P300N18G68XOY0P180N20M98P300图2车削图N22MO5N

6、24M3O4装夹方法设计％lO0工件选用立式数控铣床进行加工。原考虑在一N2G90G0OX．2lY．2个平板上车削一条69的圆槽，将工件用压板压紧N4GO0ZO在圆槽内，但由于工件外径69一公差较大，使位N6M98P200L4置度难以保证，考虑采用三爪卡盘夹紧工件。当工N8G00ZlO0件直接夹紧时变形很大，难以保证平面度的要求。N10M99解决办法：％200车削一个外径为68的垫铁，且磨床磨削两端N2G9lGO1Z一1．75F50面保证厚度为20mm，将q568垫铁平放于三爪内。N4G9OG42GOlX．17Y_2F30做一个工装，如图3所示。将工

7、装4,50孔面朝上，N6G90GOlX—l6．25Y_2F20q~69o孔面朝下，将工件69处装夹于工装内。N8GO3X一16．25Y2IOJ2F20NlOG40GO1X一21Y2F40N12M99I％300N2M03Sl000巾鹋。~4,5二0N4G00XI1．961YlIN6GOOZ1N8GOlZ一7F30N10G03X-l1．96lYllRl6．25F25图3夹具N12GOlX—l3．96lY1lN14G0OZ1OO此装夹的优点：Nl6M99工件底部由68垫铁垫平，夹紧后不会向下变形。而工件上方的工装4'50孔面限制了工件向上的参考文献变形。工

8、装铣削开口槽，以便夹紧工件。且用自定[1】贾春德，姜增辉．车铣原理[M】．北京：国防工业出版心卡盘夹紧，能够