薄壁零件数控车工加工工艺论文

薄壁零件数控车工加工工艺论文（共12篇）

1.薄壁零件数控车工加工工艺论文 篇一

目前，螺纹管的成型一般是机械方法成型。

通常的方法有绞纹法、滚压成型法、轧制法、挤压法等。

上述方法适于加工大直径壁厚的螺纹管， 但对于加工薄壁不锈钢螺纹管， 不但制造小尺寸的加工工具有困难， 而且成品加工精度也不易保证。

1 滚压加工简介

1.1 加工原理

滚压加工是一种无排屑的加工方法，通过滚动轧入到工件表面的金属，改变表面形状和提高表面强度的一个冷加工方式。

用于加工螺纹滚压工具是通过滚动挤压，由辊轧工具的工作部分轧入工件材料，发生塑性变形便于形成螺纹。

滚压加工是应用一个带螺纹刀的螺纹头，可在工件表面以一定的压力在加工工件上做相对运动，使该零件的金属表面发生塑性变形，加工出圆柱，圆锥状的沟槽和其它表面形状。

通过相关实验分析，辊螺纹刀对管壁材进行辊压时，工件受力点的金属发生晶格变细和纤维形状延伸，表面纤维虽受挤压，但是没有被切断，使金属表面层的结构和性能发生变化。

通过轧辊表面，粗糙度降低，其精度，抗疲劳强度，耐蚀性都具有明显提高。

滚丝轮螺纹升角与工件的上升角度一致，但螺纹方向相反。

在螺距相同的情况下，不同规格的螺纹具有相同的基本牙型，不同是螺纹升角，直径，中径、外径和内径，所以只要使得滚丝轮上螺纹升角和工件螺纹升角完全一样，即可得到我们所需的螺纹。

1.2 工艺难点

(1)如何将滚压头正确安装在车床上。

(2)准确找正滚压前滚压头的中心。

(3)需调整好滚压头的顶开距离，因为很短的退刀槽容易造成撞车现象。

2 滚压加工工艺分析

2.1 案例1分析

图1所示零件是常见的柴油机上的定位螺套，是一种常见的滚压超薄壁零件，工艺采用先加工螺纹后加工内孔，在滚压螺纹时，必须注意内孔变形而引起的螺纹中径变形，同时满足条件零件体内的滚压应力小于或者等于材料的屈服极限。

因此在滚丝机上加工螺纹时，增加一滚压心棒，其结构如图2所示。

手工将零件装进心棒，在不能松动的条件下开始滚压。

在进行滚压的时候，应用支片支架顶住零件使其不发生松动的问题。

滚压后将压套装入心棒，将手柄螺母拧紧，利用螺母的作用把零件取出心棒。

零件和心棒之间的间隙缘故，零件在滚压时，零件内孔将产生变形。

因此在进行滚压薄壁空心螺纹零件时，一般正常滚压的零件毛坯需比滚压前的毛坯直径要小0.02mm。

明显看出采用滚压法加工，不仅提高加工工效，还可以保证零件的精度。

2.2 案例2分析

如图3所示，就是结构简单一个套类零件，由于上面的螺纹致使加工了不能满足要求，通过工件的装夹、刀具几何参数选取、程序的编制等多方面进行改进，寻找出一种方便易操作的加工方法，有效提高零件的精度和加工效率，保证产品的质量。

(1)主要因为是薄壁零件 ，所以主要解决受力、受热、振动时的变形问题，既要考虑装夹方便、可靠，还需考虑如何保证工件在加工时的定位精度，由于零件较薄，刚性不足，容易引起晃动。

(2)螺纹加工部分厚度只有 1.8mm，精度要求较高。

目前市面上的数控系统螺纹编程指令有G32、G92、G76等。

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，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，既可以避免因切削量大而产生薄壁变形，又能够保证螺纹加工的精度。

用联结工装将滚压头和机床尾座连接起来，保证工装滑动自由、无卡涩现象，且保证滚压头的轴线和机床的中心线的同轴度在0.10mm之内， 然后在机床上装夹一较细的圆棒，手摇尾座向前移动，用细圆棒顶开止动螺钉，检验顶开长度和螺纹长度是否一致，防止顶开长度过长导致滚压头和机床卡盘相撞，造成滚压头的损坏。

可以根据需加工的螺栓的规格。

按螺栓中径尺寸试加工，滚压前在零件和滚轮上浇涂冷却液，冷却液一般采用1∶10乳化液、极压填加剂或稀释切削油，然后开始试滚压，接着用符合要求的环规检测检测中径、大径和环规通、止是否合格。

若不达标，可适当调下滚压头刻度，调好紧固后再次进行滚压;或微调车削螺栓中径尺寸重新滚压，一直到符合所需螺纹尺寸的要求。

同时模具选取也很重要，薄壁件的螺纹滚压加工是在外力作用下的旋、挤、拉延成型，变形机理复杂。

模具的选材一般要求具有足够的强度和韧性，淬硬性好，表面具有高的硬度和耐磨性，工艺性好，淬火变形小，过热、脱碳、开裂等敏感性小。

参考文献

[1] 魏军.金属挤压机[M].北京：化学工业出版社，.

[2] 北京第一通用机械厂.机械工人切削手册[M].北京：机械工业出版社，1992.

2.薄壁零件数控车工加工工艺论文 篇二

随着数控机床的普及,数控加工技术已广泛应用于各工业生产领域,对于复杂配合类零件加工也不在是难事,而薄壁配合类零件因用途特殊性,经常出现在各种装配性部件产品上。薄壁零件刚性差,在加工过程中因受到切削力、夹紧以及切削热和残余应力影响极易产生变形,很难保证零件的加工质量。如果按照单一零件来加工,往往是加工时零件形状及尺寸都符合技术要求,在装配时确没有考虑装配间隙的预留量及加工过程的变形量,导致配合不上,影响工程进度。薄壁配合件在加工时要考虑尺寸精度、配合精度及形位公差,使得加工强度高,生产效率低,因此薄壁类配合零件的加工是迫切需要解决的难题。文中介绍薄壁配合类零件与传统先加工凸件方法不同,而是采用试配法先加工凹件,后加工凸件方式,其优点是既能保证配合产生的挤压变形,还可以更好的保证薄壁尺寸精度及表面质量。

2 例举典型案例分析

薄壁类配合零件其形状都以薄壁为加工要点,本案例如图1-1所示封闭薄壁件1和零件2作为加工配合讨论要点,设备在加工中心完成,工件材料为45#钢。

分析加工零件的图纸如图1-1所示,零件加工部位由不规则腔槽、圆柱、薄壁、孔组成,其几何形状属于平面二维图形,图1-1a中可看出零件1为薄壁类零件,壁厚为1-0-0..0603mm深度10mm,圆柱形尺寸为φ400+0.025mm,深度13mm,销孔φ10H7 mm。图1-1b零件2腔槽与零件1配做,配合公差控制在0.05mm以内,型腔通孔φ40--00..002458,不规则轮廓倒角2×45°,轮廓与与外形之间定位尺寸1 30-0.027。零件的初始毛坯料在不本次加工讨论范围。

技术要求:

1.零件1和零件2配合的同时,可用标准件φ10 mm销同时能插入零件1和零件2对应4-φ10H7 mm的孔内。

2.未标注公差均为±0.1mm。

3.配合间隙允许公差小于0.05mm。

3 工件的装夹与刀具选择

图形1与零件2均为长方形毛坯形状,装夹采用液压平口钳装夹,对平口钳进行安装调试,待安装好后将工件装上,进行水平校正。装夹时要注意测量装夹的夹持部位,零件1高度尺寸的夹持部位在23～32mm尺寸之间,零件2夹持部位在10～32mm尺寸之间,不可高于零件加工部位,以免切削到平口钳上。

零件1的难加工部位是薄壁厚度部分,根据零件型腔最小的内圆弧半径为R17,对于刀具粗加工轮廓铣削选用两刃镶刀片硬质合金刀刃Φ25mm立铣刀,其优点是铣削每层进刀量、切削量余量小,进给率大,薄壁轮廓受到挤压力相对减小。半精加工轮廓铣削选用高速钢四刃Φ20mm立铣刀,粗加工后轮廓余量相对减小,采用高速钢刀具即可。精加工轮廓铣削选用高速钢六刃Φ20mm立铣刀,选用六刃高速钢立铣刀可减小单位时间内刀具切削刃切削力,避免挤压导致薄壁变形;型腔轮廓倒角2×45°精加工采用Φ12mm硬质合金球头铣刀。销孔φ10H7加工采用Φ3mm中心钻,Φ9.8mm钻头,Φ10mm铰刀。

4 加工方法的选择

刀具半径补偿手动编写加工程序时刀具半径补偿的建立需要一个过程,零件1薄壁轮廓下刀点可设在工件的坐标原点上,然后可进行直线建立刀具半径补偿过渡切削到轮廓上;零件2铣削型腔轮廓可在零件X正方向和Y正方向进刀;为防止在刀具半径补偿建立与取消过程中产生过切现象,刀具半径补偿建立与取消的开始点与终点位置最好与补偿方向在同一侧。

轮廓加工方法的选择:零件1薄壁避免采用法向进刀方式,以免会在进刀处产生冲击力,使薄壁产生变形;可采用圆弧切向进刀、退刀,轮廓切向进刀可减小薄壁轮廓受力变形,过渡更顺畅。零件2加工部位为型腔,可选择法向进刀,也可以选择圆弧切向进刀。

5 工序的划分

工序安排按加工形状的性质和要求与传统的加工方式不同,本次加工是先加工零件2型腔部分后加工零件1薄壁部分。

(1)加工零件2型腔分粗加工、半精加工、精加工三步进行;

粗加工

根据零件形状可完成外形2400-0.029mm、圆柱孔φ40-0-0..048025mm、型腔轮廓倒角2×45°及型腔轮廓粗加工,加工不分先后顺序,型腔轮廓余量较大,必须在粗加工把多余的余量给去掉。刀具半径补偿要留0.5～0.8mm左右余量和深度留0.5mm余量到半精加工工序;切削方式采用顺铣加工,防止切削量过大导致过切现象。

半精加工

轮廓粗加工后余量小于1mm,切削深度100-0.08mm,采用高速钢立铣刀铣削可直接铣削到要求深度,公差控制下偏差-0.04～-0.06mm适合。外形2400-0.029mm、圆柱孔φ40-0-0..048025及型腔轮廓半精加工余量控制在0.2～0.3mm,其中通孔φ40--00..002458深度较深,分两层进行铣削。

精加工

精加工把零件尺寸直接加工到位,加工过程分两至三次铣削进行,根据刀具补偿半径对加工结果进行参数的设置,直到符合图纸公差尺寸要求。精加工步骤:1)铣削外形2400-0.029mm,外形尺寸在零件中处于定位尺寸,故在加工时先加工。2)铣削型腔轮廓控制尺寸130-.0027mm,保证型腔的基本位置。3)铣削圆柱孔φ40-0-0..048025mm,公差最好取下偏差。4)型腔轮廓倒角2×45°Φ12mm高速钢球头铣刀进行精加工,刀具行距设置0.1mm。5)销孔φ10H7加工采用3mm中心钻点钻,然后Φ9.8mm钻头钻通孔,最后Φ10mm铰刀铰孔。

(2)加工零件1薄壁形状同样分粗加工、半精加工、精加工三步进行,与零件2加工不同的是零件1主要是以加工薄壁轮廓为主,将采用试配法先加工薄壁外侧,后加工薄壁内侧型腔部分。

粗加工

首先要加工Φ40mm凸圆,去除多余的残料,使凸圆留有0.5～0.8mm左右余量;接着铣削薄壁外形轮廓和型腔,薄壁厚度预留3mm左右给半精加工,薄壁厚度可通过半径不错的方式进行;深度预留均为0.2mm余量。

半精加工

同样先加工Φ40mm凸圆,余量控制在0.2mm左右。铣削薄壁外形轮廓,Φ25mm立铣刀半径补偿D1=12.7mm,余量在0.3mm左右即可,薄壁深度与粗加工相同,预留0.2mm余量。

精加工

精加工步骤:1)将深度尺寸控制在公差范围内,可调用粗加工程序进行加工。2)接着采用试配法加工凸圆φ400+0.025mm和薄壁外轮廓,凸圆φ400+0.025mm加工控制尺寸精度在+0.01～+0.02mm适合,薄壁外轮廓没有公差要求,加工时通过修改刀具半径补偿的方式进行试配,控制配合间隙尺寸。3)当零件2与零件1有部分配合上时,可加工薄壁型腔将壁厚1mm预留余量0.2mm左右。4)薄壁外轮廓和Φ40mm凸圆完全配合好后,加工薄壁内侧,将尺寸加工到1--.0.00036mm。5)配合好后根据零件2销孔位置情况加工零件1销孔,最终完成整个零件配合加工任务。

6 工序的实施

(1)设备采用数控加工中心,在加工前进行加工工艺卡设定如表1-1所示,将刀具合理安排在刀库中,将刀具高度补偿值H按顺序依次放入刀库中。按照工件加工表面的性质和要求,将粗加工、半精加工、精加工和孔加工如表1-1。

7 制订加工计划及程序编制

(1)下刀点的确定

零件2型腔,采用在工件左侧R10圆弧进刀方式,外形轮廓走刀,刀具的下刀点必须在工件外侧,下刀点位置刀具不直接与工件接触。型腔轮廓走刀;刀具的下刀点在G54原点处,方便编程定坐标点,刀具下刀点最好不要Z向下刀,可通过钻下刀孔或螺旋下刀的方式,避免立铣刀Z向下刀受力过大造成刀具崩刃。

(2)NC加工程序编制

1)选择编程原点:跟据基准统一原则,编程坐标系G54原点选择260×190mm毛坯料对称中心处。

2)切削方式及进、退刀线的设计:本次加工切削方式采用顺铣加工方式,进、退刀的方式采用圆弧进刀或螺旋进刀方式。

3)工程图样的NC编程处理:将下刀点延长至工件外侧处,采用圆滑切入切出完成整个走刀过程。

4)坐标计算:计算出各个基点、节点坐标,坐标点根据图形可直接找出,圆弧相切处可以通过图纸测量得出。

8 结论

本文论述了薄壁加工中,刀具的选择,加工工艺的安排,加工时避免过切采取的一系列措施及刀具路径的设定,工序的安排等内容。加工薄壁产品多种多样,不同材料选择不同的加工工艺,刀具材料也不同,文章采用较常见的45#钢材料作为加工典范。零件中0.5mm的薄壁,这个位置的薄壁在加工时受到刀具切削力的挤压产生塑性变形,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。而且钢件在加工过程中切削量较小时很难把材料去除掉,在变编写程序时按照给定点进行编写,尺寸的控制只能通过刀具半径补偿来控制。刀具半径补偿值不能设置过大,只能通过不断的试切、测量来设定,大大的影响了加工时间。

工件较薄,切削热会引起工件热变形,从而使工件尺寸难以控制。由切削热引起工件的热变形,会对其尺寸精度产生极大影响。因此粗加工时留有足够的余量给后续半精加工,通过余量的修补完成尺寸精度控制。

参考文献

[1]黄国权.数控技术(第一版)[M].哈尔滨工程大学出版社,2004

[2]黄康美.数控加工编程(第二版)[M].上海出版社,2004

[3]汪目兰.数控原理与系统(第一版)[M].西南交通大学出版社,2004.

[4]马立克.数控编程与加工技术(第一版)[M].大连理工大学出版社,2003.

3.薄壁零件数控车工加工工艺论文 篇三

【关键词】薄壁零件；数控加工工艺；质量改进方法.

科学技术水平的不断提高，促进了各种零件的加工工艺的不断进步，对于薄壁零件数控加工工艺来说，在数控加工的过程中必须要对细节进行严格控制，而且其已经成为高新科学技术的重要标准之一。同时，薄壁零件数控加工工艺水平也成为对一个国家和企业现代化程度进行衡量的关键参考数据。薄壁零件数控加工工艺就是在传统的数控机床中，对薄壁零件进行加工的工艺方法。该工艺生产出的零件被广泛用在航天领域、军事领域等等。仿真技术和计算机技术对于薄壁零件数控加工工艺来说也具有非常重要的作用，利用仿真技术能够对零件进行建模分析，并对其中容易变形的部分进行提前预防，这样就可以有效提高薄壁零件的整体加工质量，节约成本，提高加工效率。下文针对薄壁零件数控加工工艺质量改进方法进行具体分析和叙述，希望对相关人士有所帮助。

1.薄壁零件数控加工工艺质量影响因素分析

1.1零件装夹对加工精度的影响

在进行零件加工的过程中，其自身的刚度是影响零件加工精度的关键，想要提高零件的精度就应该对零件装夹方法进行优化设置。在薄壁零件实际数控加工的时候，应对零件夹具进行合理的调整，并对能够导致零件变形的力进行分析研究，进而确保薄壁零件在数控加工的过程中不会出现形变。另外，在具体操作的时候可以利用轴向装夹对径向装夹进行替换，这样就能够对有效的减少薄壁零件的变形。除此之外，还可以对薄壁零件内部进行填充，这样就能够有效提高零件的刚度，在薄壁零件加工完成后，将内部的填充物去除，进而提高零件的加工精度。

1.2切削角度对切削质量的影响

通过大量的试验发现，在保持数控机床以及切割刀具不变的情况下，切削力会受到切削速度、进给速度、背吃刀量、刀具角度等条件的影响，其中刀具角度的影响力是最大的。因此，应对刀具的前角和后角进行增加，这样能够降低切削变形和摩擦力，从而对零件的形变进行控制，进而提高薄壁零件的加工精度。

1.3走刀方式与路径的分析

走刀方式与路径也是影响零件数控加工工艺的一个重要因素，对这一因素的改进也可以有效提升加工精度。通过改进走刀路径和方式，可以有效提高零件质量。在走刀的众多方式中，一次性粗加工法和阶梯式粗加工法这两种新型的方法可以高效、高速的对零件进行粗加工，这两种方法均是沿着等高线轨迹和加工等量均匀的走刀路线进行加工。

1.4合理的工序工艺路线对加工质量的影响。

要提高薄壁的加工质量，必须弄清数控加工零件的变形规律，并对这一规律进行研究和分析，保证零件加工质量的关键是制定合理的工序工艺路线，该路线必须着重解决工序工艺中的变形问题，并对其给与解决方案，研究和掌握其变形规律，在整个的工序过程中，依据加工时的受力情况选择合理的定位基准，为了有效避免加工振动，零件的定位面和定位元件之间的接触应紧密结合。在选择合理的加工工序路线的过程中，要选择正确的零件夹具，合理分配加工余量。

2.结合影响提出的改进优化方案

2.1提高操作的主动性，推行刀具路径修正法

在生成刀具路径时，要事先考虑工件变形，工件变形是影响工件加工质量非常关键的一个因素。对于薄壁零件来说，其轻量化的发展趋向，使得其刚度问题成为制约零件数控加工技术发展的一个重要障碍。由于其刚度低，在数控加工过程中因高强度的夹紧和切削，引起零件变形的几率还是非常大的。针对这一问题，在加工过程中要事先考虑工件加工变形发生的可能性，以及变形后可能会引起的形变回弹量，这就要求我们，在数控加工的过程中要不断的修改或补偿刀具路径，要细致观察工件加工过程中出现的各种状态，随时准备修正刀具路径，保证刀具路径始终控制在正确的操作轨道上，避免出现因刀具路径的偏差而引起的工件失误。

2.2改进零件装夹方式，优化零件装夹方案

零件的装夹力也是影响零件数控加工工艺质量和加工精度的一个重要因素，对于刚性较小的薄壁零件来说，若是在工件加工过程中施加的夹紧力过大，则薄壁零件发生变形的可能性还是非常大的，这样会损害加工零件的精度和质量，在工件加工的过程中，还有一个力与夹紧力相对应，那就是支撑力。支撑力和夹紧力所侧重的加工位置是不一样的，因为薄壁工件本身的刚性是较小的，所以需要支撑力的支持来增大零件本身的刚性，所以，支撑力应该作用于刚性较小的表面，所以就应该将夹紧力作用于零件刚性较大的表面。这样，将夹紧力与支撑力合理分配给了不同强度的零件表面，做到了科学控制，又在数控的基础上人为降低了薄壁零件发生变形的可能性，而且该措施可行性强，科学合理，对于控制薄壁零件的变形还是非常有效的。此外，装夹部位和夹具也需进一步优化，在装卡夹紧之前，要对工件的夹紧位置进行详细的数据分析，对工件上的应力进行专业分析，最大限度的降低夹紧装置以及夹紧力失误所带来的工件变形。

3.总结

在现阶段，在科研人员的不断努力下，现代加工工艺技术水平正在快速发展和更新，薄壁零件数控加工工艺就是新出现的一种先进工艺技术，而且该加工工艺技术的应用也越来越广泛，另外，各个高新技术企业对于薄壁零件加工工艺质量的需求和要求也越来越高，这就需要对薄壁零件数控加工工艺进行严格的控制，对每个薄壁零件的数控加工质量进行把关，才能够有效提高薄壁零件的质量。同时，相关人员还应该针对薄壁零件数控加工工艺质量的影响因素进行缜密的分析，并采取有效措施对这些影响因素进行有效的控制，进而保证薄壁零件在进行数控加工的过程中不会出现变形等不利条件，进而不断提高薄壁零件数控加工工艺的整体质量，推动工业产业的发展和进步。

参考文献：

[1]季明浩.钛合金环形薄壁零件加工工艺研究[J].工具技术.2006（2）：44-47

[2]王志刚，何宁，武凯.薄壁零件加工变形分析与控制方案.[J]中国机械工程2002，13（2）：114-117

[3]乐成明，宋广毕，李真楷.冷热加工技术在铝合金薄壁零件加工中的应用.航空制造技术[J].2004.（11）：84-86

4.薄壁零件数控车工加工工艺论文 篇四

究

以安装体典型仪表壳体类零件为例，研究其数控加工工艺，提出数控加工过程中的加工工艺路线的确定原则、选择要点及数控加工工艺设计的方法，以保证加工质量，提高生产率。

仪表壳体类零件，大都是整块仪表装配的支撑骨架，对整块仪表的使用性能有着重要的影响。它们都具有复杂的外型、内腔，严格的尺寸公差和形状位置公差，壁薄且壁厚不均匀，极易发生变形。随着工厂的发展要求及新产品、新材料的出现，对仪表壳体类零件的要求也越来越高，要提高产品质量，缩短生产周期，必须采用数控设备进行综合加工，并确定优化的数控加工工艺方案。本文以上安装体零件为例，分析并讨论了数控加工工艺规程设计中遇到的问题，为更多从事仪表壳体类零件加工领域的工作人员提供一定的帮助，以提高产品质量，提高数控机床的生产率。1 零件结构分析

上安装体材料为LYl2CZ，属单件小批量生产，毛坯采用型材，以降低其成本提高生产效率，节约研制时间。对零件进行结构分析，主要包括以下几个方面：

(1)零件主次表面的区分和主要表面的保证。对底面

孔属于6级精度，粗糙度Ra0．8μm，需要采用粗车、半精车、精车加工才能达到要求。

(2)重要技术条件的分析。孔

有同轴度φ0．02的要求，关系到装配位置，其精度直接影响到组件的安装及仪表的使用性能。

(3)零件图上表面位置尺寸的标注。上安装体的长度尺寸都以φ73的右端面为基准，所以在工艺规程的编制中工序长度尺寸尽量与其保持一致。

(4)零件技术要求的分析。零件技术要求主要是指尺寸精度、形状精度、位置精度、表面粗糙度及热处理等。图1所示为上安装体零件的三维造型图。

图1 三维造型图

工艺规程制定

零件的数控加工工艺流程通常为：零件图→分析图样确定加工工艺过程→编写工艺规程→确定NC加工工序→数值计算→编写程序单→机械CAD→机械CAM→程序校验→制备控制介质→首件试切→调整程序及机床→成批加工→成品。

2．1工艺路线的制定

划分工序与加工路线的确定直接关系到数控机床的使用效率、加工精度、刀具数量和经济性等问题，应尽量作到工序相对集中，工艺路线最短，机床的停顿时间和辅助时间最少。安排工艺路线时除通常的工艺要求外，本例重点考虑以下因素：

(1)保证加工质量，划分加工阶段

工件在粗加工时，切除的金属层较厚，切削力和夹紧力都比较大，切削温度也比较高，将会引起较大的变形。按加工阶段加工，粗加工造成的加工误差可以通过半精加工和精加工来纠正，从而保证零件的加工质量。同时合理使用设备，既能提高生产率，又能延长精密设备的使用寿命。

(2)合理安排热处理及表面处理工序

热处理可提高材料的机械性能，改善金属的加工性能及消除内应力。鞍支架的热处理工序安排在粗车和铣削加工去除余量以后进行高温时效、低温时效，主要目的是消除材料加工后产生的内应力。为了提高零件的抗蚀能力、耐磨性、抗高温能力和导电率等，一般都采用表面处理的方法，表面处理一般安排在过程的最后进行。对于精度要求高的表面，表面处理后会影响其尺寸精度，一般表面处理后进行精加工工序，以保证尺寸精度和表面粗糙度。上安装体的表面处理工序在对(3)数控加工工艺与普通工序的衔接

进行精加工工序之前。

数控加工工序前后一般都穿插有其它普通加工工序，如衔接得不好就容易产生矛盾。因此在熟悉整个加工工艺内容的同时，要清楚数控加工工序与普通加工工序各自的技术要求、加工目的、加工特点，如要不要留加工余量，留多少；定位面与孔的精度要求及形位公差；对校形工序的技术要求；对毛坯的热处理状态等，这样才能使各工序达到相互满足加工需要，且质量目标及技术要求明确，交接验收有依据。

综合以上原则，鞍支架的工艺路线安排如下：

2．2加工误差分析

就制造工艺过程而言，产品质量主要取决于零件的制造质量和装配质量。零件的制造质量一般用几何参数(如形状、尺寸、表面粗糙度)、物理参数(如导电性、导磁性、导热性等)、机械参数(如强度、硬度等)及化学参数(如耐蚀性等)来表示。上安装体加工误差产生的原因主要有：

(1)机床误差的影响 影响机床加工精度的主要因素有主轴的回转精度、移动部件的直线运动精度以及成形运动的相对关系。主轴的回转精度通常反映在主轴径向跳动、轴向窜动和角度摆动上，它在很大程度上决定着被加工表面的形状精度。本例采用的铣式加工中心机床是UMC600万能加工中心，它的机床精度目前是国际上机械加工类机床中顶尖级的，其各项技术指标都在0．001mm之内。对于上安装体的加工精度影响较小。

(2)夹具定位误差分析

上安装体的加工用夹具采用1个大平面和1个定位销(菱形销)及1个圆柱销定位。1个圆柱销限制x和y的移动及1个大平面限制z的转动和移动，定位销(菱形销)限制了x和y的转动，满足了六点定位原理。经定位误差分析计算，能满足零件加工精度要求。夹具简图如图2所示。

2．3规划加工刀具路径

规划上安装体几何图形外形加工刀具路径包括加工坯料、对刀点的确定、加工几何图形的选择、加工刀具的选择及刀具参数的设置等内容。2．3．1加工坯料及对刀点的确定

在规划上安装体几何图形外形加工刀具路径前，先利用Mastercam系统提供的边界框命令确定加工几何图形所需要的坯料尺寸，并将图形中心移到系统坐标原点，便于加工时以图形中心对刀。在加工时，工件在机床加工尺寸范围内的安装位置是任意的，要正确执行加工程序，必须确定工件在机床坐标系中的确切位置。对刀点是工件在机床上定位装夹后，设置在工件坐标系中，用于确定工件坐标系与机床坐标系空间位置的参考点。在工艺设计和程序编制时，应以操作简单、对刀误差小为原则，合理设置对刀点。

2．3．2规划加工刀具路径

规划上安装体几何图形加工刀具路径主要包括刀具的选择、刀具参数的设定、加工顺序的选择、加工参数(安全高度、下刀方式、补偿方式、补偿量、切削量等)的设定。

铣刀类型应与工件的表面形状和尺寸相适应。根据被加工工件材料的热处理状态、切削性能及加工余量，选择刚性好、耐用度高的铣刀，是充分发挥数控铣床的生产效率并获得满意加工质量的前提条件。加工路线的选择主要应考虑：

(1)尽量缩短走刀路线，减少空走刀行程，提高生产率；

(2)保证加工零件的精度和表面粗糙度的要求；

(3)有利于简化数值计算，减少程序段的数目和编程工作量；

(4)切削用量的具体数值应根据数控机床使用说明书的规定，被加工工件材料、加工工序以及其它工艺要求，并结合实际经验来确定。实体加工模拟

在对上安装体几何图形进行实际加工前，利用Mastercam9．0计算机软件提供的实体加工模拟功能进行电脑实体加工模拟，最大限度的降低能源和材料消耗，提高加工效率。

MasterCAM系统对上安装体几何图形所规划的加工刀具路径及刀具参数设置等资料产生的一个刀具路径文件，MasterCAM系统称其为NCI文件。它是一个AscII文字格式文件，含有生成的NC代码的全部资料，包括一系列刀具路径的坐标值、进给量、主轴转速、冷却液控制指令等，但它无法直接应用于CNC机床，必须先通过后处理程序P0ST转成NC代码后才能被CNC机床所使用。

5.浅析薄壁零件加工过程 篇五

1，薄壁零件一般是不能卡抓直接去夹持：这样我们就必须考虑用一种间接夹持的方法来加工这个零件即做一个工装，工装的做法围绕着减少x轴向力的原则下采用z向固定的方法，可以通过来夹持一中间物来把所要加工的零件借助于配合和压板使之z向固定，

浅析薄壁零件加工过程

，

2，薄壁两件一般的毛胚件的加工余量不是很大，这类零件很大程度上都是镁铝材料或是这类的合金铸件，铸造的不均匀和加工余量的不大也给加工这类零件带来了诸多的的困难，由于铸件的不匀称装夹时就不可能考虑三爪自定心卡盘，必须考虑四爪来找正来加工此类工件

6.数控车削零件图工艺分析 篇六

在设计零件的加工工艺规程时，首先要对加工对象进行深入分析。对于数控车削加工应考虑以下几方面：

1．构成零件轮廓的几何条件

在车削加工中手工编程时，要计算每个节点坐标；在自动编程时，要对构成零件轮廓所有几何元素进行定义。因此在分析零件图时应注意：

（1）零件图上是否漏掉某尺寸，使其几何条件不充分，影响到零件轮廓的构成；

（2）零件图上的图线位置是否模糊或尺寸标注不清，使编程无法下手；

（3）零件图上给定的几何条件是否不合理，造成数学处理困难。

（4）零件图上尺寸标注方法应适应数控车床加工的特点，应以同一基准标注尺寸或直接给出坐标尺寸。

2．尺寸精度要求

分析零件图样尺寸精度的要求，以判断能否利用车削工艺达到，并确定控制尺寸精度的工艺方法。

在该项分析过程中，还可以同时进行一些尺寸的换算，如增量尺寸与绝对尺寸及尺寸链计算等。在利用数控车床车削零件时，常常对零件要求的尺寸取最大和最小极限尺寸的平均值作为编程的尺寸依据。

3．形状和位置精度的要求

零件图样上给定的形状和位置公差是保证零件精度的重要依据。加工时，要按照其要求确定零件的定位基准和测量基准，还可以根据数控车床的特殊需要进行一些技术性处理，以便有效的控制零件的形状和位置精度。

4．表面粗糙度要求

表面粗糙度是保证零件表面微观精度的重要要求，也是合理选择数控车床、刀具及确定切削用量的依据。

5．材料与热处理要求

7.薄壁零件数控车工加工工艺论文 篇七

对于车床上一些薄壁结构的零件, 因工件壁薄, 在夹紧力的作用下易变形, 从而影响工件的尺寸精度和形状精度。在编程时虽然有粗、精加工, 但粗、精加工通常是分开进行的, 先进行全部的粗加工, 粗加工完成之后再进行精加工。由于粗加工切削余量大, 切削力大, 变形也较大, 在进行精加工时不一定能完全消除粗加工时因切削力过大而产生的变形。造成前后端厚薄不同, 尺寸超差, 很难达到工艺要求。若在编程时合理安排粗、精加工路线和合理分配加工余量可解决部分刚性差的零件加工变形问题。

2 薄壁零件的加工方法

2.1 选择合理的刀具几何参数并粗精加工分开进行

在精加工薄壁零件时, 刀具要有足够的刚度、锋利的刃口, 车刀的修光刃不宜过长。通常取90°~93°的主偏角, 可适当增大刀具的前角、后角、副偏角及刃倾角。

粗车时, 由于切削余量大, 在切削力、夹紧力的影响下, 变形也会变大。精车时夹紧力可小一些, 吃刀量少一些, 以减小零件的变形。

2.2 增加装夹的接触面或定制专用工装

装夹薄壁零件时, 当径向夹紧时, 可使用开缝套筒或特制软爪, 以增加接触面积, 让作用力均匀分布在工件上以减小变形;在轴向夹紧时可定制专用的夹具, 使夹紧力沿着零件的轴向, 不易在径向方向上引起变形。

2.3 选择合理的加工路线同步进行粗、精加工

(1) 粗加工:粗加工为提高效率使用较大的切削参数, 加工余量可根据零件图纸要求单边留3~5mm, 如果长度较长, 应先对零件进行分段粗加工, 在某一段粗加工一次后, 再进行其他部分半精加工或精加工, 根据零件需要可安排再进行第二次的粗加工。以保证零件在进行半精加工或精加工时有足够的刚性。

(2) 半精加工:同粗加工一样分段加工, 不同的部分, 分别留有不同的加工余量, 对长度较长的可分为3段或4段, 例如:前1/3留余量0.5mm;中间1/3留余量1mm;后面1/3留余量2mm;如有端面可留0.5mm。

(3) 精加工: (1) 精加工前面1/3留余量0mm, 半精加工中间1/3留余量0.5mm;后面1/3留余量1mm;端面留余量0.5mm; (2) 精加工中间1/3留余量0mm;精加工端面留余量0mm; (3) 半精加工后面1/3留余量0.5mm。 (4) 精加工1/3留余量0mm。在加工过程中零件形成一个像金字塔式的阶梯结构, 具有一个较粗的根部, 可保证后续加工的进行, 为较长工件的加工提供支撑。

3 实例应用

3.1 分析零件图纸

该零件为某玩具汽车中的电机座, 根据零件图纸可知该零件长67mm, 壁厚1.5mm, 毛坯为准40圆柱, 材料为透明硬质塑料, 如图1所示。

3.2 工艺路径设计

经分析该电机座长67mm, 后端直径准38mm, 前端直径准30mm, 内孔准27mm, 壁厚1.5mm, 由于是塑料件, 因此更易变形和破裂。要完成该零件的加工, 必须选择合理的加工工艺和参数, 加工分析简图如图2所示。

(1) 调头前:考虑到孔的加工难于外圆的加工, 且先加工孔时零件有较厚尺寸的外壁, 变形较小, 所以先加工内孔到准27mm, 孔深78.5mm, 然后加工外圆到准38mm, 保证零件总长不少于80mm并切断。

(2) 调头后:为防止塑料零件的变形, 在装夹时使用芯轴, 使用较长的的芯轴可以减小零件在加工中的变形, 这里只为提高装夹时的受力, 芯轴长度较短。调头后的加工可采用粗精加工同步的工艺方案安排刀具轨迹。 (1) 粗加工:外圆直径已车到准38mm, 单边加工余量为4mm, 所以此处不再安排粗加工; (2) 半精加工:由于零件较长半精加工分4段进行, 前3段均为15mm, 最后一段为19mm。按半精加工中所给的参数生成半精加工刀具轨迹; (3) 精加工:按半精加工工艺分层, 使用精加工中所给的参数生成刀具轨迹进行逐段加工, 直至最后一段完成精加工后, 保证零件总长并切断。加工该零件在VERICUT软件中仿真效果见图3。

4 结语

生成符合工艺要求的刀具轨迹, 编写数控代码, 特别是对薄壁等刚性较差的零件, 可以合理安排各加工阶段的余量, 保证了零件的加工精度和加工质量, 降低了生产成本, 提高了工作效率。

参考文献

[1]沈建峰, 虞俊.数控车工 (高级) [M].北京:机械工业出版社, 2006.

[2]李华.机械制造技术[M].北京:高等教育出版社, 2007.

8.铝合金薄壁腔体零件加工工艺研究 篇八

【关键词】铝合金薄壁腔体零件；铣削加工；加工精度；加工变形

1.引言

影响铝合金薄壁腔体零件的加工精度和表面质量的主要因素是该类零件加工过程中容易变形。解决铝合金薄壁腔体零件在加工过程中的变形问题，就能提高该类零件铣削加工的工作效率，提高零件的精度和质量，实现产品快速生产。

2.薄壁零件加工变形的原因

分析铝合金薄壁腔体零件的加工过程，该类零件一般由铝合金板整体加工而成，该类零件金属去除量大、刚性低，在加工过程中会因残余应力、装夹力、切削运动三方面因素引起变形。

2.1 残余应力

金属材料在形成过程中，金属晶体的排列不是理想状态的整齐排列，晶体的大小和形状不尽相同，存在原始的残余应力，随着时间缓慢释放，产生一定的形变。另外，金属切削过程中，切削的塑性变形和刀具与工件间的摩擦热，使已加工的表面和里层温差较大，产生较大的热应力，形成热应力塑性变形。

金属切削过程中产生的变形并不是单一的原因造成的，往往是几种原因组合作用的结构，而且这种组合作用在加工过程中不是一成不变的，随着加工进行的不断变化，究竟哪一种原因对变形的影响最大，很难进行判断，只能从引起变形的原因入手，采取相应的工艺方法，尽量减小加工变形。

2.2 装夹力

由于铝合金薄壁腔体零件的壁比较薄，无论采用台虎钳装夹还是卡盘装夹，都会产生横向或径向的装夹力，不可避免会产生装夹变形。装夹变形程度跟装夹力的大小有关，装夹力如果很大，就会形成不可恢复的塑性变形；如果较小，就会形成弹性变形，弹性变形会在零件卸载后恢复，但切削加工是在弹性变形没有恢复的时候进行的，单一弹性变形的恢复会为加工后的零件带来新的变形。

2.3 切削运动

切削过程是刀具和工件相互作用的过程，该过程使刀具从工件上去除部分材料。切削运动使材料的晶体颗粒间产生挤压、拉伸、拉断等现象，这些现象会使晶体的原子间产生位移，形成不可恢复的塑性变形。

3.控制、减小铝合金薄壁腔体零件加工变形的工艺方法

分析铝合金薄壁腔体零件在加工过程中变形的原因，结合日常加工生产经验，我们从工艺流程、热处理、装夹方式和切削加工四个方面着手，对控制、减小铝合金薄壁腔体零件加工变形进行研究和探讨。

3.1 优化工艺流程

工艺流程可以将粗、精加工分开，粗加工完成后，对零件进行热处理，将零件的切削应力和残余应力充分释放，再进行精加工，零件的加工质量会得到很大程度的提高，实行粗、精加工分开有以下几方面优点：

（1）减小残余应力对加工变形的影响。粗加工完成后，可以采用热处理将零件粗加工产生的应力去除，减小应力对精加工质量的影响。

（2）提高加工精度和表面质量。粗、精加工分开，精加工只是加工较小的余量，产生的加工应力和变形较小，能较大程度提高零件的质量。

（3）提高生产效率。由于粗加工只是去除多余的材料，为精加工留足够的余量，所以不过多考虑尺寸和公差，有效发挥不同型号机床的性能，提高切削效率。

3.2 热处理

零件经过切削加工后，加工表内的金属组织结构会发生很大变化，加上切削运动的影响，会产生较大的残余应力，为了减小零件的变形，需要将材料的残余应力充分释放。

铝合金薄壁腔体零件一般采用低温退火的热处理方式。低温退火热处理的温度（170℃-190℃）低于再结晶的温度，不会影响零件的强度和硬度；低温退火热处理虽然不能完全去除零件的应力，但可以去除其中的大部分，剩余的部分应力，对零件加工变形的影响较小；低温退火热处理可以通过适当的保温时间达到要求的去应力效果。

3.3 改进装夹方法

在普通零件的加工过程中，装夹方式通常采用台虎钳装夹，对于圆形零件，也可以采用卡盘装夹的方式，无论是台虎钳装夹还是卡盘装夹都会不同程度产生装夹应力。装夹应力和零件卸下后的弹性恢复会使零件产生一定的变形，在粗加工阶段，由于只是去除多余的材料，可以采用台虎钳装夹。

在精加工过程只能够，必须改进装夹方式，减小装夹变形的影响，以达到设计要求的尺寸精度和形位公差。

铝合金薄壁腔体零件在受力情况下很容易变形，加工这类零件，工艺上首先要解決的是装夹引起的加工干涉问题。在铝合金薄壁腔体零件加工过程中可以参照以下方式解决装夹问题：

真空吸附装夹方式：将工件放在吸盘上，并用配套的特种密封条将其底部与外界隔开，接着将底部抽真空，当压力表显示真空达到指示值时，工件相当于加有一定的压力。如图1所示：

防变形装夹方式：将零件通过销钉定位，连接到安装夹具上进行加工，加工过程中台虎钳装夹的是安装夹具，不与发生零件接触；同时，零件在组装和应用时是以销钉定位的，所以加工中心以对应的销钉孔作为装夹定位基准，将更好的接近设计和使用要求，在夹具实际上也应该以对应销钉孔为基准来控制夹具的中心和方位。如图2所示：

3.4 高速切削加工

高速切削加工有三个优点：高效率、高精度和高编码质量、低切削温度和低切削力。切削过程中，影响工件表面质量的主要因素有切削时产生的积屑瘤、磷刺、振动以及切削刃的刃磨质量、工件材料组织缺陷、切削液使用情况等，高速切削与普通切削相比，切削深度块、材料变形速度快、应变率大，不易产生积屑瘤、磷刺。同时，由于切削速度较快，切削热大部分被切屑带走，切削表面来不及产生塑性变形，铣削加工加工已完成。

高速切削加工过程中产生的应力可以控制在很小的范围，这为高精度薄壁零件提供了可能和技术支撑，并大大缩短了加工周期，同时较好的保证了零件的尺寸精度和表面质量。

4.结语

铝合金薄壁腔体零件加工过程中，从优化工艺流程、热处理、改进装夹方式、高速切削加工四个方面综合考虑，结合零件的结构特点，制定合理的工艺流程和加工方案。就可以解决了零件加工变形问题，提高了零件的加工精度和表面质量。

参考文献

[1]李华.机械制造技术[M].机械工业出版社，1997.

[2]徐宏海.数控加工工艺[M].化学工业出版社，2004.

[3]张森堂.高效加工与加工策略[M].

作者简介：

周思吉，男，大学本科，工程师，主要研究方向：机械设计及其自动化。

9.薄壁零件数控车工加工工艺论文 篇九

【关键词】双球型；衬套；薄壁；易变形；数控加工

1、前言

此薄壁接嘴衬套零件是与低压一级导向器相连，起密封和通气的作用。零件结构虽不算复杂，但由于薄壁、呈现双球型结构且容易变形，在加工工程中无法装夹，易导致零件尺寸公差不稳定，造成零件整体尺寸超差。

2、零件的结构特点、材料特点及工艺分析

2.1零件的结构特点

该零件属于典型薄壁件结构，零件总长为13.5mm，外圆最大尺寸为φ11.23mm，且零件存在两处内外球面结构，外球面公差要求较严仅为0.007mm， 按公差累积计算后，壁厚尺寸仅为0.3mm。在零件的右端面处存在R0.2mm的圆弧，且圆弧需与内径尺寸相切。较以往各机种相似的零件在尺寸及结构上给加工造成了很大的困难，对于该零件的加工经验基本空白。

2.2零件的材料特点

零件使用材料是0Cr18Ni9不锈钢，它的可切削性约为0.3-0.05之间，是一种难加工材料。

2.3工艺分析

此零件为壁薄件，切断时的应力变形将是零件合格的最大问题。零件最小壁厚仅为0.3mm，加工后需要进行镀铬处理，因此，零件外球尺寸公差只有0.007mm。且由于零件存在两处内外球，外球若进行磨加工，工装难以实现，且极易导致零件的变形。两处内球若采用传统的镗刀进行加工，易导致零件的过切，需对刀具进行手工磨制，但零件的加工稳定性上必将受影响；另外，零件的测量上，是零件加工过程中的最大问题，尤其是两处球心对端面的距离。

2.4加工方案

针对此薄壁零件的特点初步制定加工方案：将零件加工，安排两道粗加工工序，在去除大部分余量的同时，加工出较为理想的定位基准。

对于切断变形的问题，拟采取两种加工方案并行的方式：

方案一，预留夹持余量15mm，在数控设备上直接切断，其过程中采用3mm宽切刀在切断处先切槽，再用2mm宽切刀切断的方式减小应力变形的方法切断；

方案二，预留夹持余量15mm，在直接切断变形的情况下，采用线切割切断的方式，减小零件的变形量。

3、实际加工存在的问题

零件真正开始加工，面临的首要问题为零件的采点上，采点即要保证R0.2的切点直径为Ф9.8+0.11+0.016，同时要保证R0.2，但是零件的壁厚仅为0.3mm，采点过程中带来不小的麻烦。

4、零件数控加工的改进方案

针对实际加工中出现的问题，我们及时进行了改进，并通过了验证。为提高加工效率，降低工序间周转时间，我们将15、20工序合并到25工序数控车加工中，这样也避免了对刀所产生的误差。为保证加工质量，合理选擇机床、刀具和切削用量至关重要，下面我将结合数控加工的特点进行具体描述。

4.1设备的选择

因零件尺寸要求高，用普通设备手动加工困难，而数控加工形状完全由程序控制，加工准确精度高，故选择数控车床加工。最终选择采用卧式数控车床QTN200-ⅡMSL。

4.2合理选择刀具

4.2.1刀具材料

正确选用刀具材料是保证高效率加工不锈钢的决定因素。根据不锈钢的切削特点，刀具材料应具备足够的强度、韧性、高硬度和高耐磨性且与不锈钢的粘附性要小。由于高速钢切削不锈钢时的切削速度不能太高，因此影响生产效率的提高。对于较简单的车刀类刀具，刀具材料应选用强度高、导热性好的硬质合金，因其硬度、耐磨性等性能优于高速钢。硬质合金是采用高硬度的金属碳化物（WC、TiC、NbC等）与金属粘接剂（Co、Ni等）通过粉末冶金的方法制造的烧结体。它具有较好的较高的硬度、良好的耐磨性和耐热性，使数控机床刀具应用最为广泛的材料，适于数控加工的中速和高速切削。

4.2.2刀具的选择

为了能够实现数控机床上刀具高效、多能、快换和经济的目的，确保加工精度和产品质量的稳定性，工序中全部采用专业刀具生产商提供的机夹刀具。

最终选择刀具：外圆刀杆：PDJNR 2525 M-15

外圆刀片：DNMG1 50608-MF1 CP200

4.2.3选择合适的切削用量

切削用量的大小对生产效率和加工质量有很大影响，切削速度不宜过高（vc=50～80m/min）；切削深度ap不宜过小，以避免切削刃和刀尖划过硬化层，ap=0.4～4mm；因此进给量f对刀具耐用度影响不如切削速度大，但会影响断屑和排屑，拉伤、擦伤工件表面，影响加工的表面质量，进给量一般取f=0.1～0.5mm/r。

4.2.4选择切削液

不锈钢切削中的冷却润滑：采用冷却润滑性能较好的润滑液，如水溶液、乳化液等。

4.3程序编制

G0 X200 Z150

G40

T901

G00 X30 Z20

X0 Z0.2

G0 X200 Z150

……

M30

4.4改进后实际加工效果

根据改进后的加工方法进行生产，效率大幅提高，同时在进行车加工时不再缠屑，切削顺利，尺寸稳定，表面粗糙度达到设计要求。

改进前后加工时间的对照表

从上面的统计数据中可以看出：从普通设备改为数控车加工即节约了时间、降底了生产成本，又提高了零件质量。

5、结论

我们面对原加工工艺中存在的各种问题，客观的从零件结构、加工手段、工装等方面入手，具体分析，大胆试验，经过事实证明，改进后的加工方法切实可行，加工过程稳定，产品质量符合设计要求，并已通过装配试车考核。在实际加工中，其它相似类零件也可从普通设备改为数控设备加工，具有推广意义，给公司带来更大的效益。

参考文献

[1]《金属切削原理与刀具》.陆剑中主编.机械工业出版社，2011.7

[2]《机械加工工艺手册》.孟少农主编.机械工业出版社，1992.1

[3]《材料科学基础》.潘金生等主编.清华大学出版社，2005.3

10.薄壁零件数控车工加工工艺论文 篇十

在加工的过程中, 在薄壁深腔零件上小螺孔的加工经常出现很多问题, 我们经过认真的研究, 得出了可能导致问题的几种原因。

首先, 在薄壁深腔的零件上进行加工小螺孔时, 由于型腔的内壁很薄, 攻丝过程中很容易产生振动, 尤其是在进行高速攻丝的时候, 这种震动现象会变得更加明显, 这就使得在攻丝的时候丝锥在空中受到的负荷作用不稳定。除此之外, 薄壁深腔的零件在钳口装夹的过程中, 如果用力过大就会使得型腔内部的装夹产生形变, 如果装夹不牢固, 那么加工螺孔的整个型腔更加容易发生振动的现象。其次, 对于薄壁深腔零件的制造材料一般都是热轧板料, 经常会存在一些比较硬的质点。而且在攻丝的时候, 由于孔内部的切削条件不是很好, 内部往往难以及时的提供切削液。而且目前使用的钻夹头进行攻丝的时候, 和主轴的同轴度比较差。在加工的中心上进行攻丝的时候, 主轴的转速也可能存在不合理的现象。

通过上面提到的这些现象, 可以知道由于振动、变负荷等作用, 很容易使得在薄壁深腔上进行数控攻丝的时候发生断锥现象发生。

2 小螺孔加工方案

对加工中心小螺孔的工艺加工方案进行合理的确定, 对于螺孔的加工是很关键的要素。由于上面已经对于加工过程中的一些原因进行了分析, 我们在此基础上, 对于小螺孔的加工提出来了如下加工方案。

1) 在薄壁深腔零件上加工螺孔时, 进行两次装夹。其中, 对于铣削型腔进行装夹的时候一般为一次装夹, 它的切削力大, 装夹力也大。而对于螺孔的加工装夹一般是第二次装夹, 切削力这时候就被减弱, 所用的装夹力也因此而减小。而且这样能够有效地减少由于第一次的装夹带来的变形。

2) 在薄壁深腔零件上进行螺孔的加工时, 对于较大的型腔可以使用支撑夹具来进行装夹, 这样能够有效减少切削产生的振动。在这个过程中需要设计型腔的支撑铣夹具, 从而有效减少加工时产生的振动。

3) 在薄壁深腔零件上进行螺孔的加工时, 还应该适当降低攻丝的速度, 这样能够有效地降低切削力, 从而减少加工的时候发生的振动。

4) 薄壁深腔零件上进行螺孔的加工时, 应该使用弹簧夹套装来夹住丝锥, 使得丝锥和主轴之间的同轴度得到提升。

5) 可以使用挤压丝锥来进行攻丝, 这样不仅能够提高丝锥的强度, 而且对于攻丝的速度以及效率的提升也有着很大的作用。

6) 如果深腔薄壁类的零件有盒体和盒盖, 由于盖板和盒体进行装配的时候往往使用沉头螺钉进行联结, 需要保证螺纹孔和沉孔保持同轴, 位置度公差一般为±0305 mm左右。因此, 盒体上的小螺孔加工完成以后, 对盒盖上的沉孔进行加工的时候, 需要使用铣夹具来保证和盒体上小螺孔的位置度的要求。

3 小螺纹加工实验

根据小螺孔加工工艺的方案, 使用2次装夹的方式, 用支撑夹具支撑深腔来降低攻丝的速度, 使用弹簧夹套装夹住丝锥, 在薄壁深腔类零件上进行了很多次的攻丝小螺孔的实验。

在实验的过程中, 有螺纹烂牙、断锥等情况发生。经过探究, 我们发生是因为钻孔之后有切屑留在空中使得丝锥对螺纹存在挤压的作用, 从而导致了烂牙的情况发生。因此我们做出了相应的处理, 在钻底孔并且倒角之后, 增加了一道使用高压空气吹出切屑的工序, 将此问题解决。

经过反复的实验, 我们发现对于工艺的参数经过合适的优选之后就能够达到正常生产的要求, 因此我们的工艺方案是正确的。因此, 在使用数控加工小螺孔的时候, 关键要根据不同的被加工的材料, 使用不同材质的丝锥, 对切削参数进行优化, 除此之外对于切削液的正确选择也是很重要的。并且, 对于切削工艺参数不能完全一样, 应该根据实际的设备情况、零件的形状、以及加工的尺寸和精度的不一致等进行工艺实验之后在对此进行确定。

对于薄壁深腔零件上进行螺孔的数控攻丝, 根据薄壁腔零件的具体情况使用夹具进行支撑也是很关键的, 因此对于支撑夹具的设计也应该引起重视。

4 结语

使用数控加工技术在薄壁深腔零件上进行小螺孔的制作目前已经得到了很广泛的应用, 然而由于在加工的时候还存在着很多的问题, 工艺人员必须要对此进行注意。在这样的情况下, 本文主要对于薄壁深腔零件上进行小螺孔的数控加工技术进行了简单的探究, 工艺人员需要通过实际的实验来确定加工的工艺路线以及切削工艺的参数, 并且使用本文提到的一些工艺来提高攻丝的效率。

摘要：随着科技的进步, 人们生活水平也得到了提高, 对于工业生产有着更高的要求。而传统的生产中生产出来的小径螺纹很容易出现断裂的情况, 不能够满足人们的需求, 而数控技术的应用能够很好地解决这个问题, 得到了广泛的应用, 可是本身还是存在一些问题。在这样的背景下, 从工艺的方面对于薄壁深腔零件上小螺孔的数控加工技术进行了简单的研究, 希望对于提升小螺孔的加工效率起到促进作用。

关键词：薄壁深腔,挤压螺纹,夹具

参考文献

[1]甄立冬.薄壁深腔零件上小螺孔的数控加工技术[J].新技术新工艺, 2007 (3) :72-73.

[2]牛祥永.薄壁深腔小径螺纹的数控加工研究[J].机械, 2011 (4) :53-56.

11.薄壁零件数控车工加工工艺论文 篇十一

选择性激光烧结 (Selective Laser Sintering, 简称SLS) 是发展最为迅速的一种增材制造技术, 也是3D打印技术的典型代表, 其根据3维模型的数据, 采用高精度、高能量的激光束选择性的把粉末材料分层烧结叠加直接成型可以直接运用的复杂的三维实体零件, 高效智能, 大大缩短了产品的开发周期。薄壁零件因为耗材少而机械性能佳被广泛运用于各大行业, 但是薄壁零件的薄壁在加工制造过程由于受力, 受热等因素影响容易产生变形, 导致零件的精度降低, 使用性能大打折扣。因此本文把选择性烧结技术运用到薄壁零件的制造与加工中, 通过对加工工艺影响因素的分析来寻找提高加工效果, 同时在快速成型设备华曙FS4001上进行了薄壁零件加工工艺的正交实验研究与验证, 以尼龙粉末为材料, 分别组合实验了激光功率、扫描速度、烧结间距和单层层厚对成型薄壁零件效果的影响, 最后在实验中获得了优化的工艺参数和工艺原则。因此本文的研究具有重要的意义。

2 选择性激光烧结 (SLS) 原理

SLS成型装置原理如下图1所示, 由供粉缸、工作缸、阵镜系统、光路系统以及铺粉装置等组成。工作时供粉缸活塞上升, 铺粉辊将粉末按照设置的厚度均匀铺上一层在工作缸活塞上, 电脑根据三维数据模型的切片控制激光束的扫描轨迹, 选择性地烧结固体粉末材料以形成零件的一个层面。完成一个层面后, 工作活塞再下降一个层厚, 铺粉系统再铺上一层设定好厚度的新粉, 再按照切片轨迹扫描烧结新层, 如此循环往复, 层层叠加, 直到三维零件成型, 最后待温度冷却后取出成型件, 回收未烧结的粉末。整个过程均需要预热, 这样可以减少成型中的热应力集中变形, 并利于层与层之间的结合, 对于不同的粉末材料, 烧结的余热温度有所不同。

3 薄壁零件“多用途物品架”选择性烧结加工工艺实例分析

“多用途物品架”选择性烧结加工工艺过程分为前处理、分层烧结成型以及后处理过程三个阶段。采用华曙FS4001设备, 以尼龙粉末为材料, 进行实验。

(1) 前处理。前处理阶段为建立三维CAD模型, 完成数据转换后, 输入到SLS设备电脑中。如图2所示, 薄壁零件在前期三维造型时需要加厚壁厚, 设计成大于0.3mm的壁厚, 最好达到2mm, 三维软件造型后输出成STL文件格式, 公差设置为三角公差0.02, 相邻公差0.0125, 输出类型为二进制。

多用途物品架连接机构的支撑均是薄壁件, 摆放时尽量斜置摆放, 如下图3、图4所示。同时由于较大面积接触易发生防止发生翘曲现象, 还需避免较大面积接触底面。

对于尺寸比较大的薄壁零件, 如果超过了SLS设备的烧结打印极限的话, 则需要将零件进行分块分割烧结, 然后再拼装起来。这里需要设置的加工工艺为燕尾槽分割法, 以保证产品的强度与使用要求, 如下图5所示。

(2) 分层烧结成型烧结前的第一道工艺就是预热, 使系统环境温度均匀, 节省成型时间, 保证加工精度, 提高薄壁零件成型的性能和质量。本实验所采用华曙FS4001设备, 以尼龙粉末为烧结材料需要预热到100摄氏度左右。根据三维造型结构的特点, 在设备电脑中设定不同的建造工艺参数以进行试验和对比, 如单层层厚、激光扫描速度和扫描方式、激光功率、烧结间距, 自动烧结完毕后待成型零件缓慢冷却至40℃以下是取出。通过不同参数的匹配, 具体试验结果分析如下:

首先是激光功率的影响:当激光功率增加时, 加工的尺寸误差会向正方向增大, 强度也随着增大;反之亦然;并且激光功率过大会加剧因熔固收缩而导致的制件翘曲变形;其次是激光的扫描速度:当扫描速度增加时, 尺寸误差向负误差的方向减小, 烧结制件强度降低;第三是烧结间距的影响:烧结间距增加, 尺寸误差向负误差方向减小, 烧结制件强度减小, 成型效率提高;最后是铺粉的单层层厚:单层层厚增加, 尺寸误差向负误差方向减小, 烧结制件强度减小, 成型效率提高。

当以上参数选取不当, 会导致层与层之间的粘接、烧结体的收缩变形、翘曲变形甚至开裂等状况, 如下图6所示的烧结成型过程图中的开裂现象;如图7所示因温度调整不当造成薄壁较长件产品的翘曲变形现象。

(3) 后处理工艺。零件烧结成型后处理工艺主要为静置、强制固化、去粉、包覆等。通过这些后处理可以提高零件强度和使用寿命。

4 结论

本文通过运用选择性激光烧结技术来加工制造薄壁零件, 分析了薄壁零件的加工工艺, 然后通过试验验证了此种技术对于加工薄壁零件的优势, 在总结试验的基础上, 综合考虑具体零件类型和材料等不同, 得到了薄壁零件加工的主要工艺参数的选取原则和参考思路, 为以后优质高效加工精度和强度都好的薄壁零件提供了良好的借鉴作用, 同时以后的最优化工艺参数的匹配测试也是一个积极的努力方向。

摘要：概述了选择性烧结技术对于薄壁零件加工的意义, 说明了选择性烧结技术的原理, 以一种薄壁零件的加工过程详细分析了薄壁零件的加工工艺, 在总结试验的基础上, 综合考虑具体零件类型和材料等不同, 得到了薄壁零件加工的主要工艺参数的选取原则和参考思路, 并且展望了以后的发展方向。

关键词：选择性烧结,薄壁零件,工艺参数

参考文献

[1]任乃飞, 杭雅慧, 赵岩.316L选择性激光烧结参数对烧结件性能的影响[J].电子科技:综合版, 2016 (01) .

[2]彭雪峰, 史玉升, 黄树槐.SLS制件精度的影响因素研究[J].CMET.锻压装备与制造技术, 2005 (01) .

12.零件的数控加工工艺分析 篇十二

在现代制造业中, 数控机床起的作用越来越重要, 同时也给机械制造业带来了革命性的变化。零件的加工质量除了受到数控机床自身精密度的影响外, 还受到加工过程中工艺措施的影响。因此, 决定采用数控机床加工零件时, 应充分考虑工艺设计受到加工质量和生产效率的影响。采用恰当的工艺措施, 对于充分利用数控机床加工高精度的零件和提高生产效率有着十分重要的意义。

1 分析零件图及加工内容的确定

当选择采用某种数控机床加工某个零件时, 并不等于要在数控机床上完成该零件所有的加工内容, 可能只是对其中一部分工序进行数控加工, 因此, 必须对零件图样进行细致的工艺分析, 采用裁定的工艺装备。对于需要通过较长时间调试的加工内容, 应当从数控加工的方便性与可能性两个方面对数控加工零件的工艺设计问题进行分析和审查。加工过程中的每一个细节都要引起加工设计人员的重视, 在不影响零件使用性能的许可范围内, 尽量满足数控加工工艺的各种需求。

2 加工路线的确定及加工工序的划分

加工路线的确定与工序的划分直接影响到数控机床的加工精度、使用效率和经济效益等一系列的问题。在对工艺路线进行安排时, 除了考虑常规的工艺要求外, 还应当考虑以下因素:①为了提高数控机床的利用率, 粗加工尽量在普通机床上完成。②在一次装夹中尽量完成所有可能进行加工部位的加工以减少更换刀具的次数。③工步安排应遵循由粗到精的原则。精铣时应尽量采用顺铣, 以降低表面粗糙度值。④在加工二维轮廓时, 应尽量选用圆弧切入切出的方式, 尽量避免采用直线进退刀方式。

3 切削用量的合理选择和刀具的正确选择

刀具的选择以及切削用量的选用决定了机床加工的质量和效率。数控机床与普通机床相比较, 对刀具的要求更加严格, 且要求安装调整方便以及精度高和耐用度高。

切削刀具的选择应遵循以下原则:①尽量选用硬质合金刀具, 合理选择刀具的几何参数, 以提高切削性能。②在满足使用要求的前提下, 刀具的长度应尽可能短。③选择可靠性和耐用度高的刀具, 减少更换和修磨次数。由于各把刀的重量不同, 要考虑安装在刀库上的平衡性。

切削用量应合理选择, 并充分考虑刀具的耐用度、机床和夹具的刚性、材质的硬度。粗加工时一般采用较大的切削深度和较大的进给速度, 精加工时则采用比较高的转速、较小的切削深度和较低的进给速度, 以保证零件的尺寸精度和表面粗糙度。

4 工艺装备的选择

①夹具的选择。加工小批量的零件时, 应尽量选用组合夹具、标准化夹具和通用化夹具, 当零件成批生产时, 为了缩短零件加工时的生产准备时间, 应设计专用夹具。夹具应当具备装夹快速、安装方便以及定位准确可靠的特点。②量具的选择。在数控机床上进行加工时, 一般选用通用量具就可以满足测量要求, 但量具的精度必须符合零件加工的精度。

5 图样尺寸的标注

通常情况下, 设计人员在进行标注尺寸时, 常采用局部分散的尺寸标注方法。编程前, 根据数控机床编程的特点, 可以对部分尺寸进行等效转换。零件图样上应以同一基准引线标注尺寸或者直接标注出坐标尺寸, 这样既有利于编程, 又便于尺寸间的相互协调。

编程原点作为编程坐标的起始点和终止点, 它的正确选择直接影响了零件的加工精度和坐标点计算的难易, 在选择编程原点时应注意以下几个原则:①编程原点应易找出, 而且测量位置也较为方便。②编程原点的选择应有利于编程和数值计算简便。③编程原点最好与图样上的尺寸基准 (设计基准与工艺基准) 相重合。④编程原点所引起的加工误差应最小。

6 实例分析

如图所示:试对毛坯尺寸为150mm×120mm×25mm的综合复杂零件进行数控加工工艺分析。

6.1 工艺分析

该零件的外形适合在加工中心上加工, 毛坯的尺寸已经符合要求无需再进行加工。在安装工件时, 要注意工件安装要放在钳口中间部位。毛坯材料是45#钢, 可以选择硬质合金类的刀具加工。

①外轮廓的加工经计算选择Φ16的立铣刀, 起刀点、加工路线、退刀点应不与其它轮廓发生干涉。在精加工时, 尺寸尽量作中间公差, 避免刀具或机床所造成的误差。②内轮廓的加工内廓中还有个椭圆形轮廓要加工, 与薄壁间的最小的距离大约只有4mm, 为保证尺寸应选择较小直径的刀具 (Φ3立铣刀) 并进行分层铣削。以Φ10的通孔作为工艺孔, 选择Φ9.8的麻花钻进行钻孔, 以孔的中心为起刀和退刀点, 铣内轮廓时, 为了保证壁厚0.78mm要更改刀补加工。③椭圆形轮廓的加工加工该轮廓前, 调整好刀补参数, 否则将造成零件的报废。④Φ10通孔和Φ26沉孔的加工在上述步骤中已经用Φ9.8的麻花钻进行通孔的粗加工, Φ26的沉孔在直径和深度上都有公差要求而且还有Ra1.6的粗糙度要求, 沉孔的加工可分为粗铣和精镗。沉孔加工完后用Φ10的铰刀对其进行铰孔。⑤2×Φ12通孔的加工从A-A局部视图可看出此孔还要进行R3圆角的加工, 用Φ10的平底刀进行加工后再用Φ12的铰刀对孔进行铰削。

6.2 刀具参数表 (表1)

7 结束语

由以上实例的数控加工工艺分析可知, 通过分析零件图结构、选择合适加工设备、确定装夹方式、选择合适刀具及切削用量, 制定出切实可行的加工方案。掌握数控机床的加工工艺不仅能够提高产品的质量, 提高生产效率, 降低生产成本, 还能够大大改善工人的劳动条件。

摘要：工艺分析是数控加工编程的前期准备工作, 工艺分析考虑不周, 往往会造成一些不必要的损失。本文首先分析了零件图, 确定了加工内容, 接着进行了工序的划分和确定了合理的加工路线, 刀具的选择和切削用量的选择和工艺装备的选择, 图样尺寸的标注, 最后通过对典型零件的实例分析, 阐述了数控加工零件的工艺制定过程。

关键词：数控,加工分析,加工

参考文献

[1]倪小丹, 杨继荣, 熊运昌.机械制造技术基础[M].北京:清华大学出版社, 2007.

[2]张世昌.机械制造技术基础[M].北京:高等教育出版社出版社, 2003.

[3]华茂发.机械制造技术[M].北京:机械工业出版社, 2004.