一、車銑複合加工的技術優勢
與正常機械加工工藝相比,複合加工具有以下突出優勢:
(1)縮短産品制造技術鍊,提高生産效率;
(2)減少裝夾次數,提高加工精度:
(3)減少占地面積,降低生産成本:
(4)縮短産品研發周期。
二、典型軸套零件複合工藝
(1)典型軸套零件技術分析
圖1為典型軸套零件,材料為45鋼,毛坯為棒料ф110mm×120mm,零件定位基準為中ф100f9的中心線和中ф35H7的中心線以及軸套的底端面。ф35H7對ф100f9的外圓有ф0.05mm的位置度要求;ф60mm孔底面對ф35H7有0.025的跳動量要求;2×ф15H7對端面C有0.05mm的平行度要求。零件尺寸标注完整,公差要求較高。
(2)機床及夾具選擇
如果采用普通數控機床加工,需要多次裝夾才能完成,占用多台數控車床和銑床或加工中心,導緻數控工藝鍊較長且由于定位基準不重合,位置精度很難保證,加工效率低。考慮采用車銑複合加工機床完成,選擇沈機的HTC2050Z車銑中心。數控系統為FANUC0i-TC,刀庫容量為12把刀具,可以完成車、銑、鑽、鉸、攻絲等車銑複合加工内容。夾具選用該機床自帶三爪卡盤。粗精基準選擇為左端外圓和端面,首先車削出粗、精基準,如圖2所示,并用三爪卡盤裝夾定位。程式設計原點選擇在右端面,X軸及Z軸正方向如圖2所示。
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(3)關鍵複合加工工藝方案拟定
軸套零件加工内容較多,按照基準先行,先粗後精及工序集中的原則,合理安排加工工藝方案如下:
首先完成粗精加工基準面,粗加工外圓柱Φ100mm→精加工外圓柱Φ100mm→粗銑平面至79.5mm→精銑平面至78mm→工件回轉180°→打中心孔(2×Φ15H7)→擴孔至中Φ14.5mm→鉸孔至Φ15H7→打中心孔(Φ35H7)→鑽孔至Φ31mm→擴孔至Φ34mm→粗車孔至Φ34.5mm→精車孔至Φ35H7→粗車孔至中Φ59.5mm→精車孔至Φ60mm→打中心孔(2×Φ11)→鑽孔至Φ11mm→擴孔至Φ17mm→打中心孔(2xM6-6H)→鑽底孔至Φ5.8mm→攻絲至M6→切斷,保證總長80mm。
三、合理設計加工工藝路線
(1)銑平面的走刀路線銑削平面時,為提高加工效率在XY方向上采用矩形環切的方式進行切削,Z方向按分層進行切削,層高為2mm。其走刀路線圖如圖3;
(2)車孔的走刀路線:内孔車削比外圓車削困難,為保證不發生撞刀,起刀點選在軸套零件的右端面外。内孔車削采用固定循環G71指令或G90内孔圓柱固定循環加工。其走刀路線如圖4所示;
(3)鑽孔的走刀路線孔加工固定循環要經過6個動作,即快速定位至初始點,快速定位至R點,孔加工,在孔底的相應動作(如暫停、刀具移位等),傳回到R點平面(G99),孔加工完成後快速傳回初始點平面(G98),如圖5。軸套零件端面孔ф35H7及2×ф11mm的深度為80mm,2-M6底孔,深度為25mm,考慮采用分次鑽削固定循環,選用深孔往複排屑固定循環G83指令完成鑽孔。G83鑽孔循環如圖6。徑向孔2×ф15H7中心不在工件回轉軸線上必須切換為軸向和徑向的動力刀具,切換動力刀具的指令代碼如表1。操作機床前應首先按下“液壓啟動”,其次應該将機床的X軸、Z軸、回轉軸、銑削動力軸回零,回零時應特别注意不能碰到尾座。回轉軸回零時在MDI方式下輸入C0,讓其回到零點。速度軸和回轉軸切換方式常用到M70、M71指令,根據軸套零件的加工需要,車削時用到M70,進行端面鑽孔時輸入M71切換到回轉軸方式。另外,在車削外圓、内孔,端面鑽孔後,需要切換到銑削動力軸,進行銑削平面、鑽徑向孔。切換方式為按下FANUC系統面闆上的“車/銑”按鈕進行車或銑削切換。