本文通过端面圆弧槽零件数控加工的实例,具体阐释该类零件加工的基本步骤。
零件图与图样分析
如图1所示,为需要加工的端面圆弧槽零件,要求加工端面槽并保证总长。材料为铝件,外圆直径为90㎜,不需要加工。未注倒角均为R1。
图1 零件图
图样分析
该零件为端面槽零件,其轮廓主要由凸圆弧、凹圆弧、脱模锥面等轮廓组成。零件凹槽的外圈和内圈为方便拔模,设置了拔模斜度,构成其锥面的两组直径尺寸分别为φ81㎜、φ80㎜和φ24㎜、φ23㎜。凸圆弧圆角半径为R5㎜,凹圆弧圆角半径为R3㎜。槽的最大深度为15㎜。尺寸公差为一般公差要求。
工艺分析
该零件形状相对复杂,拟采用切槽刀加工。其难点在于:一是为端面加工。这类零件在对刀方面和外圆车削有所不同,特别是X轴方向对刀,存在多个不同刀位点选择;二是槽的加工深度为15毫米,槽深偏大,利用标准机夹槽刀难以加工,且容易发生干涉,故拟采用手工刃磨车刀加工;三是存在多段圆弧,手工编程较为困难,拟采用CAXA数控车自动编程软件编程。
针对上述工艺特点,下面从对刀、编程和刀具刃磨三个方面重点加以说明。
对刀、程序编制与刀具刃磨对刀
图2-a为Z向对刀示意图。利用切槽刀车削端面,输入试切长度为0即可。图2-b为X向对刀示意图。其对刀过程为:利用切槽刀沿Z向进刀,在工件端面试切出一沟槽,再沿Z向原路退出。若选择点A为刀位点,则应测量直径d1,并在试切直径中输入该值;若选择点B为刀位点,则应测量直径d2,并在试切直径中输入该值;也可以选择槽刀刀刃中间点点C为刀位点,此时试切直径则应为d1 h或d2-h。
a)Z向对刀 b)X向对刀
图2 零件图
程序编制
利用CAXA数控车软件进行自动编程加工。图3-a为其中的刀具参数设置。注意在刀具参数设置时,要根据零件曲线特点,合理设置参数,避免车刀和工件发生干涉。图3-b为以刀位点A生成的走刀轨迹。
a) 设置切槽刀参数 b)生成走刀轨迹
图3 自动编程
刀具刃磨
端面槽车刀表面要求光滑、具有良好的表面粗糙度。端面槽车刀是外圆车刀和内孔车刀的组合,其中左侧刀尖相当于内孔车刀,右侧刀尖相当于外圆车刀。车刀左侧副后面必须根据平面槽圆弧的大小刃磨成相应的圆弧形(车刀圆弧角R<内孔侧待加工圆弧半径),并带有一定的后角或双重后角才能车削,如图4-a 所示,否则车刀会与槽孔壁干涉而无法车削。图4-b所示为刃磨后的高速钢车刀实物图。
a) 端面槽刀形状 b)实物图
图4 端面车刀形状
零件加工
装夹好工件、刃磨车刀后即可进行对刀、程序导入操作。本次加工材料为铝件,材质较软,可选择高速钢车刀切削。切削时,转速不宜过高,可选择500r/min;为避免刀杆震动,可利用分层切削;因为刀杆较薄,故进给速度也不宜过大,可设定分进给速度为80㎜/min。如图5所示,为加工完成的零件图。
图5 加工完成零件图