薄壁零件铁板凳支架加工工艺分析与设计

胡思远，于海飞

（1.山西经贸职业学院,山西 太原 030000；2.北方重工，内蒙古 包头 014000）

薄壁零件铁板凳支架加工工艺分析与设计

胡思远1，于海飞2

（1.山西经贸职业学院,山西 太原 030000；2.北方重工，内蒙古 包头 014000）

通过分析薄壁类零件板凳支架的工艺特点，选取合适的切削用量、装夹方法，制定了合理的工艺路线，有效解决了薄壁类零件加工过程中的变形问题，运用UG8.0软件对板凳支架进行建模与加工仿真，给出了加工零件所需的导轨。

薄壁件；工艺分析；UG建模与仿真

随着数控技术的发展，可加工零件的种类越来越多。薄壁零件是一种常见的结构类型，由于其具有省材料、重量轻、面积大等优点，其应用范围越来越广泛。但是薄壁零件在加工过程中，由于其较差的刚性和稳固性，铣削过程中产生较大的振动会影响零件的表面粗糙度，夹具夹紧时产生的夹紧力很容易使零件产生受力变形。另外，铣削过程中产生大量的热量，由于零件是薄壁特征而集中在一起，使零件产生受热变形。所以，薄壁零件生产的难点是如何解决加工过程中的变形问题，从而提高零件表面精度，满足产品的使用性能。

1 零件图分析

如图1所示的零件是某公司需要加工的板凳支架。分析图样可知，图1的设计基准是长度为600mm的支撑座下底面，技术要求主要保证上表面三个凸台的平面度，且加工底座左右两个上表面。由于材料厚度只有15mm，稍大的夹紧力和切削力、切削热就会使工件产生变形，本次工艺设计的任务是解决三个凸台在加工中的变形问题。首先选择合适的刀具和切削参数、走刀路径来保证零件表面的平面度和表面粗糙度，然后编程尽可能短的导轨路线以提高生产效率。

图1 零件图样

2 工艺分析

毛坯余量为5mm左右，正负不超过2mm，为了减少凸台面的变形，保证三个凸台面的平面度，分别对零件的粗、精加工进行分析设计。

（1）粗加工。普通零件在进行粗加工时要用大的夹紧力和大的吃刀深度提高工作效率，但对于本案例的薄壁零件，为了减小凸台的变形，采用如下改进：①减小吃刀深度，降低热应力对工件尺寸的影响；②适当减小装夹力，用可调支撑顶支撑长度为380mm的上板下表面，有效降低粗加工产生对零件的振动，缓解上板的屈曲变形。本次案例铣削凸台时取吃刀深度1mm，留余量0.5mm；铣削底座时由于其牢固固定在工作台上，有很好的稳定性，取吃刀深度2mm。刀具选择Φ80的面铣刀。

（2）精加工。精加工要保证三个凸台的平面度。加工前要放松夹紧力，能把工件夹住即可，减小夹紧力所产生的变形。精加工吃刀深度比普通零件一般小，取值0.5mm，撤掉可调支撑顶。在精加工底座上表面时，由于有R10的倒角，铣刀选用下半径为R10的倒斜铣刀，直接铣出圆角。

3 零件工艺路线

根据基准重合，先粗后精原则，制定工艺路线如下：①金属铸造，按毛坯尺寸铸造板凳毛坯；②热处理：退火和自然失效；③粗铣：以上板上表面为粗基准定位基准，加工底座下表面，调转装夹底座下表面，上板下表面支撑可调支撑顶，以底座下表面为定位基准，加工上板上表面的三个凸台和底面上表面。铣削凸台时每刀深度1mm，留0.5mm精加工余量；铣削底座上表面时每刀深度2mm，留1mm精加工余量；④精铣：加工三个凸台面时，撤掉可调支撑顶，吃刀深度取0.5mm一刀铣完；精铣底座下表面时用圆角成型铣刀一刀铣出R10的圆角。⑤钳工：去毛刺。⑥检验。

4 UG建模与仿真

图2 零件建模

使用UG8.0软件对板凳零件进行图2所示的建模；调入加工模块，设置部件、毛坯，设定凸台上表面中心点位置为加工坐标系，工序方式为平面铣，创建刀具Φ80的面铣刀粗铣三个凸台、精铣三个凸台和粗铣底座上表面、创建Φ80R10的倒斜铣刀精铣底座下表面，生成导轨依次见图3、图4、图5和图6。

图3 生成导轨图

图4 生成导轨图

图5 生成导轨图

图6 生成导轨图

5 结语

此次案例以薄板类零件板凳支架为研究对象，通过给定零件图的结构特征和技术要求，详细分析了该零件的工艺特征，制定了工艺路线，通过UG8.0软件对刀路进行仿真，为薄壁类零件的加工工艺设计提供借鉴思路，解决了薄壁零件生产的难题，为企业生产提供了技术帮助。

［1］朱淑萍.机械加工工艺及设备［M］.上海：机械工业出版社，2002.

［2］崔兆华.数控加工基础［M］.北京：中国劳动保障出版社，2011.

［3］何冰强.UGNX8.0数控加工编程应用［M］.北京：大连理工大学出版社，2014.

Analysis and Design of Thin-walled Parts Iron Bench Support Process

HU Si-yuan1，YU Hai-fei2
（1.Shanxi Business Vocational College，Taiyuan，Shanxi 030000，China；2.NHIG，Baotou，Inner Mogolia 014000，China）

Through the analysis of the technological characteristics of thin-walled parts bench stents，this paper selects the appropriate cutting dosage，the clampingmethod,makes a reasonable technology route，effectively solves themachining deformation in the process of the thin-walled parts，using UG8.0 softwaremodeling and processing simulation to the bench support，and finally gives processing of guide rail.

thin-walled package；Process analysis；UGmodeling and simulation

TH16

A

2095-980X（2015）08-0036-02

2015-07-09

胡思远（1987-），女，山西太原人，助教，研究生，主要研究方向：数控设备应用与维护。