瓶型零件内腔的数控加工方法研究

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1、技术交流2013年8月第4期瓶型零件内腔的数控加工方法研究王斌蔡祥宝（湖北三江航天江北机械工程有限公司，孝感432000）摘要：针对瓶型零件的数控车削加工特点——零件口小内腔大，为解决选用普通刀具无法加工的难题，通过零件加工工艺性分析，对影响加工的刀具结构、刀具几何参数、切削用量开展研究，解决了普通刀具无法实现瓶型零件加工的难题，保证了口小内腔大的瓶型零件在数控加工后能满足设计精度。关键词：瓶型零件；刀具结构；数控加工ResearchonInnerRoomCNCMachiningofBottle-typeComponentWangBinCa

2、iXiangbao(HubeiSanjiangSpaceJiangbeiMechanicalEngineeringCO.,LTD.,Xiaogan432000)Abstract：AimedatCNCmachiningcharacteristicsofbottle-typecomponent,resolvethedifficultproblemofdesignsnew-typetools,choosesreasonableparameters,researchesonsomedifficultiesunabletomachiningbyusi

3、ngcommontool.Carriedtheresearchontheinfluenceelement,suchastoolstructures,toolgeometricshapesandcuttingamount.Soitsolvedtheproblemsofbottle-typepartmachiningandmeetthedesignaccuracy.Keywords：bottle-typecomponent；toolstructure；CNCmachining+0.031引言直径为Φ90mm，因此刀具头部的尺寸受到孔口直径的限制

4、；瓶形零件是某部件的关键零件，其内腔结构特点类似于瓶型结构，壁薄、口小、内腔大，切削时刀具的进退空间很小，限制了车刀刀杆颈部截面。由于切削刃悬伸较长，刀具刚性差，刀杆在切削时需承受较大的切削力，机加零件难以保证较高的尺寸精度和表面粗糙度。工件口部小，切削过程中产生的切屑很难排出，容易缠绕刀具，导致刀具从颈部折断。图1瓶形零件图2零件工艺性分析b.孔口与内腔径向尺寸差12mm，瓶型零件内腔该瓶形零件材质为铝镁系防锈铝5A06-H112棒加工时，为保证刀具有较大的径向进刀尺寸，只能减料，其外形及尺寸如图1所示，从外形图可以看出，小刀杆的颈部截面

5、，刀杆刚性差，对切削力敏感，容该零件属于典型的口小内腔大的瓶型零件。易产生刀具折断；该瓶型零件内腔加工的主要问题如下：c.内腔轴向深度28±0.06mm，使刀杆颈部尺寸较a.孔口是内腔加工的刀具进刀入口，零件最小孔长，进一步导致刀杆刚性变得更差，切削加工过程中易作者简介:王斌（1968-），中级技师，数控加工中心操作工；研究方向：机械冷加工。收稿日期：2013-06-1967制造技术研究航天制造技术产生振颤，导致零件加工表面粗糙度不良，刀具折断；d.内腔径向深度较深，刀具与孔口间隙很小，刀杆进退刀时易与孔口产生干涉；e.内腔大、孔口小，加工

6、过程中产生的切屑不易排出，切屑积聚过多易挤断刀杆。图2新型加工刀具结构示意图经以上分析可以看出，由于内腔与口部的径向和轴向尺寸都相对较深，采用传统刀具无法实现车削加工。为解决此难题，寻求一种新型结构的加工刀具是我厂亟待解决的问题。3加工方法3.1工艺方案的确定根据瓶形零件的结构特点和壁厚尺寸公差要求，采用一次装夹加工全部内外型，可保证零件内、外圆同心，壁厚均匀。因此，确定的加工方案为：装夹毛坯加长部分→车外圆型面→车螺纹及孔口→车加工内腔型面→切断。a刀具进入孔口状态b刀具加工内腔状态c刀杆截面图3.2设备的确定图3刀具进入内腔加工示意图如

7、果选用普通车床加工零件，由于刀头尺寸与孔口尺寸接近，刀具进退刀空间很小，普车加工时不易刀具头部设计时，为保证刀头进入孔口不与零件控制，易造成刀具刮伤孔口，以及Φ26+0.05mm和内孔干涉，刀头形状尺寸需稍小于Φ9mm孔口，以028±0.06mm等尺寸加工过程中不易测量等问题，造成免进退刀时与孔口干涉，擦伤零件口部，见图3a刀壁厚超差，使得普通车床加工质量不易保证。采用数具进入孔口状态。控车床加工，通过程序设定，可准确控制进刀行程、刀具颈部设计时，为保证刀杆颈部在进退刀和加+0.05工时不与零件内孔干涉，刀杆颈部形状需根据刀具进退刀位置和切

8、屑清理时间，尺寸Φ260和28±0.06mm等尺寸加工容易保证。入孔口状态和刀具加工内腔状态确定刀具颈部形状。3.3刀具结构设计刀具加工内腔时，颈部内侧面同样需与孔口保持适当3.