控制環(huán)小耳朵工裝設計及加工

　　摘要：利用數控銑床XK718對不規則形狀工件進(jìn)行臺階孔、凹槽的精加工，通過(guò)采用有效可行的工藝方法與措施，保證尺寸精度及表面粗糙度的要求，達到了良好的效果。

　　關(guān)鍵詞：臺階孔　凹槽　數控加工

　　引言

　　隨著(zhù)科學(xué)的迅速發(fā)展，機械產(chǎn)品性能、結構、形狀和材料的不斷改進(jìn)、精密不斷提高，生產(chǎn)類(lèi)型由大批量生產(chǎn)向多品種小批量生產(chǎn)轉化。因此，對零件加工質(zhì)量和精度的要求越來(lái)越高。由于產(chǎn)品變化頻繁，目前在一般機械加工中，單件、小批量的產(chǎn)品約占七成以上。為有效地保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低成本，對機床提出了高精度，具有較好的通用性和較大的靈活性，以適應生產(chǎn)對象頻繁變化的需要與高自動(dòng)化的要求。數控銑床是銑削加工功能較全的數控機床。它可以把銑削、螺紋加工、鉆削等功能集中在一臺設備上，使其具有多種工藝手段。采用數控銑床進(jìn)行加工可以大大提高產(chǎn)品質(zhì)量，保證加工零件的精度，減輕勞動(dòng)強度，為新產(chǎn)品的研制和改型換代節省大量的時(shí)間和費用，提高企業(yè)產(chǎn)品的競爭力�，F代數控機床是綜合應用計算機、自動(dòng)控制、自動(dòng)檢測以及精密機械等高新技術(shù)的產(chǎn)物，是典型的機電一體化產(chǎn)品，是完全新型的自動(dòng)化機床。

　　1　工裝設計及分析

　　小耳朵加工面與底平面成60°，銷(xiāo)孔中心尺寸與Φ90孔中心尺寸為110.92mm、173.75mm、167.21

　　mm，XK718數控銑床無(wú)萬(wàn)向銑頭，加工時(shí)要把加工面放平。工裝設計如圖所視：

　　工裝設計遵循以下基本原則：滿(mǎn)足使用過(guò)程中工件定位的穩定性和可靠性。有足夠的承載或夾持力度以保證工件在工裝夾具上進(jìn)行的加工過(guò)程。滿(mǎn)足裝夾過(guò)程中的簡(jiǎn)單與快速操作。易損零件必須是可以快速更換的結構，條件充分時(shí)最好不需要使用其它工具進(jìn)行。⑤滿(mǎn)足夾具在調整或更換過(guò)程中重復定位的可靠性。盡可能地避免結構復雜、成本昂貴。形成公司內部產(chǎn)品地系列化和標準化。

　　工裝以銷(xiāo)孔為定位基準控制小耳朵X、Y方向的自由度，工裝、工裝60°斜度由線(xiàn)切割割出，外形由普通龍門(mén)銑床X2012/D加工，工裝上下平面、兩側邊光出，加工時(shí)需保證面與面間的垂直度、平行度。工裝上兩定位銷(xiāo)孔及4只通孔由數控機床加工，嚴格控制銷(xiāo)孔尺寸、公差及孔間距。支撐、支撐起固定和支撐作用，防止工件加工中震動(dòng)影響加工質(zhì)量。工裝上的四只通孔穿進(jìn)螺桿把緊使工件與6°斜面完全貼平，Φ30銷(xiāo)子和M24螺栓很好的固定了工裝、，在起吊和加工起到很好的固定作用。其它螺栓、螺母、工裝沉孔要求不高由相應的鉆床或車(chē)床加工即可。

　　2　工裝校正及對刀

　　由于工裝零件尺寸在加工中存在誤差，組裝好后無(wú)法完全與圖紙設計要求吻合，工件加工前需要對工裝進(jìn)一步地校對和更正，百分表吸在機床主軸上對工裝60°斜面和直線(xiàn)部校正，工裝校正無(wú)誤后進(jìn)行工件零點(diǎn)的設置。由110.92mm、173.75mm兩個(gè)尺寸決定工裝零點(diǎn)設置在第一個(gè)銷(xiāo)孔下表面的中心。兩個(gè)定位銷(xiāo)安裝好后先用百分表拉一下直線(xiàn)度，確定兩銷(xiāo)孔在同一直線(xiàn)后，用對刀儀探測第一個(gè)定位銷(xiāo)Y向坐標，根據定位銷(xiāo)實(shí)際尺寸確定工裝的Y值零點(diǎn)。然后用對刀儀碰一下工裝上的對刀點(diǎn)，記錄機床坐標值，游標卡尺準確量出第一個(gè)銷(xiāo)孔與工裝上對刀點(diǎn)尺寸，根據60°斜度CAD畫(huà)圖利用三角函數計算出工件Φ90孔X、Y零點(diǎn)。Z值零點(diǎn)用高度尺依據工裝內表面長(cháng)度及60°斜度，用電腦畫(huà)圖計算Φ90孔上平面的Z值高度。誤差不得大于0.1mm。

　　3　加工方案及其分析

　　工件的粗加工由上道工序以加工到位，這里不做過(guò)多的敘述。平面的加工一般根據機床主軸或工件材料來(lái)選擇合適的刀具及銑削參數。加工有臺階面的工件時(shí)，應選擇合理的走刀路徑，否責鐵屑無(wú)法正常排出，出現擠壓現象將直接影響工件表面粗糙度�？椎募庸ねǔ？梢圆捎勉@、擴、鉸，或鉆、鏜。此臺階孔直徑大若采用鉆、擴、鉸，機用鉸刀屬于固定尺寸刀具，生產(chǎn)效率低，而且加工尺寸不易掌握和控制。因此，采用鉆、鏜的方法。

　　4　鉆頭幾何角度的選擇

　　麻花鉆的幾何角度主要有頂角、螺旋角、前角、后角和橫刃斜角。麻花鉆有了頂角，鉆頭才容易鉆入工件，頂角大，鉆尖強度好，但鉆削時(shí)軸向阻力大;反之，則軸向阻力小;前角與螺旋角有很大關(guān)系，前角愈大，切削愈容易進(jìn)行。主刀刃上每一點(diǎn)的前角數值都不相同。鉆頭外徑邊緣處的前角為最大，自外緣至中心逐漸減小，最后約為-30°～60°;鉆頭的后角愈小，鉆削阻力就愈大;橫刃在鉆削中不是用于切削，而是用于刮削和擠壓，橫刃太長(cháng)，定心作用較差。因此，在刃磨時(shí)應多注意選擇。

　　5　孔的粗鉆

　　孔的粗鉆主要是將孔多余的材料除去，保留適當的精加工余量，選擇鉆頭時(shí)應根據機床主軸承載能力進(jìn)行選擇，主軸應盡量靠近工件，以便提高機床的剛度。鉆孔的效率比鏜孔效率高，盡量用鉆頭將孔擴到最大。首件鉆孔加工時(shí)，先用中心鉆根據以設置好的工件零點(diǎn)進(jìn)行對中定位，然后鉆出一個(gè)小的預孔，檢驗孔的中心位置尺寸，合格后，換用粗鉆鉆頭進(jìn)行鉆削。主軸轉速及進(jìn)給量由鉆頭大小進(jìn)行適當設置。鉆削時(shí)應充分加入切削液并及時(shí)排削。

　　6　孔的精加工

　　選擇鏜刀進(jìn)行孔的精加工，精加工的主要目的是控制孔的尺寸精度和表面粗糙度。因此必須嚴格控制鏜刀的直徑在孔的公差范圍內，鏜削過(guò)程中采用數控自動(dòng)進(jìn)刀，使進(jìn)給平穩。Φ90孔無(wú)公差要求按自由公差進(jìn)行鏜削，Φ105孔為臺階孔加工中注意尺寸公差、臺階面的光潔度及深度。Φ109凹槽表面光潔度要求較高，而且不易測量。加工時(shí)應選擇最合理的鋸片刀盤(pán)、進(jìn)給量、主軸轉速，為后面的批量生產(chǎn)做準備。磨兩個(gè)圓形測量塊，厚度分別為凹槽寬度的上偏差尺寸和下偏差尺寸，便于測量，降低加工中的測量誤差和難度。

　　7　結束語(yǔ)

　　該零件首件加工好后經(jīng)質(zhì)檢部門(mén)檢查，加工尺寸完全符合圖紙尺寸。采用這種加工方法，既縮短了加工周期，又很好地保證了尺寸精度，對批量生產(chǎn)最為適合。

　　參考文獻：

　　[1]趙長(cháng)旭.數控加工工藝.西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2006.1.

　　[2]劉萬(wàn)菊.數控加工工藝及編程.北京：機械工業(yè)出版社，2006.10.

　　[3]鄭煥文.機械制造工藝學(xué).北京：高等教育出版社，1994.

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