摇臂零件数控加工工艺分析

高星（1.湖南潇湘技师学院，湖南 永州 425000 ；2.湖南九嶷职业技术学院，湖南 永州 425000）



摇臂零件数控加工工艺分析

高星1,2
（1.湖南潇湘技师学院，湖南 永州 425000 ；2.湖南九嶷职业技术学院，湖南 永州 425000）

摘要：本文以第六届全国数控大赛教师组摇臂零件为例，探讨其数控加工过程、数控加工工艺，对比赛及加工过程中所出现的一些问题，提出了解决办法。

关键字：全国数控比赛；摇臂零件；数控加工；工艺过程

摇臂零件是第六届全国数控大赛教师组连杆机构中三个现场加工的第一个，在6 h的比赛中，加工分配的时间大约1.5 h，它的结构较简单，但加工精度高，加工过程中也有一些问题，通过集训中的试加工，总结出适合比赛的数控加工工艺。

1　零件图分析

如图1所示，上面和下面两个圆柱是用来连接轴承的。左边凸出来的是用来连接连杆的，整个零件是放在铝制盒子里面（结合总装配图分析）。整个零件的结构比较简单，形状表达清楚，尺寸完整。产品的尺寸精度为6～7级，配合部分的尺寸精度要求最高。3个圆柱的同轴度为0.02，要求较高，还有一个对称度为0.02的要求。整个零件的工作部分及配合部分的表面粗糙度为Ra1.6，要求较高。总体来说，这是一个结构简单但精度较高的零件。

图1　摇臂零件图

图2　专用夹具

2　工艺分析

2.1装夹与工件坐标系

这个零件的毛胚为44×60×84方块，需要进行3次装夹，分3个方向进行加工，比赛的数控机床上已经提供蓝新特的专用夹具，上面提供平口钳夹持部分，故采用平口钳装夹。第一次装夹两个毛胚面，坐标系为四面分中，以顶为零进行加工，加工零件主视图下面部分，加工深度为47 mm；第二次为翻面加工，经过多次试验，以30 mm的两加工面进行装夹，将不能把工件夹紧，加工时工件会摆动，再加上3个圆柱面的同轴度要求比较高，这样装夹根本保证不了精度，故翻面进行加工时，设计了一专用夹具，如图2所示，这样既保证加工精度，也提高了装夹的可靠性，为了保证基准的统一性，工件坐标是设定在大圆的中心，Z方向以底为零，这样比较容易保证总高，这一面的加工深度为33 mm左右；最后一面，把工件横着摆放，夹30 mm的两个平面，圆柱面紧靠，平口钳下面基准，工件悬空在平口钳的左边或者右边，坐标示以凸台的两个平面进行分中，Z向以顶为零，最后一粗对一下即可，加工深度为15 mm。

2.2刀具与切削用量

此零件的加工的内容包括外圆、孔、倒角、平面等，故需要开粗用的机夹刀、精加工的立铣刀、90。NC点钻、麻花钻、绞刀等，加工的切削用量采用轻切快跑，减少切削力，具体如表1。

2.3加工工步

本零件的加工精度比较高，为保证零件的加工精度采用粗、精加工分开，为了减小倒角所产生的变形对配合的影响，故把倒角安排在精加工之前，具体如表2。

表1　加工刀具表

表2　加工工步表

3　零件的加工

零件的加工采用CAXA制造自动编程，为提高出程序的速度，可自己制定快捷键。夹位1的加工深度有47 mm，而一般的D12的刀具没有这么长的切削刃，故可以自己把夹持刀柄部分磨掉一些，到50 mm，以免干涉加工，或者购买制定的加长刀具。夹位1的刀具在安装时，在保证加工深度的情况下，尽可能的减少长度，以提高刚性。夹位2专用夹具上的定位孔可以留余量，在加工机床上进行镗孔，镗孔后在装夹工件，这样可进一步提高3个圆柱面的同轴度。粗加工可根据具体情况条件切削用量，提高加工效率。

精加工分两刀，先半精加工，留0.08的精加工余量，保证余量均匀，再进行精加工，在精加工的过程中，不要调节切削用量，避免精度发生改变。比赛时要保证机床的连续性，尽量使机床不要停，提前出好程序，减小辅助时间，这样可在预设的时间内完成加工。

4　结语

本文先对摇臂零件的零件图进行了分析，接着对加工工艺进行了分析，选择了合适的装夹方案，对加工中出现的问题进行总结，提出解决办法；这个零件的加工工艺需要考虑的问题很多，如不周全细仔的考虑，就可能加工出不合格的零件，或者不能再规定的时间内完成加工。事实证明，在单件比赛零件加工中，此加工工艺方案能较好的胜任。

参考文献:

[1] 实用数控加工技术编委会.实用数控加工技术[M].兵器工业出版社，l995.

[2] 杨叔子.机械加工工艺师手册[M].北京：机械工业出版社，2002.

[3] 杨伟群.数控工艺培训教程(数控铣部分) [M].北京：清华大学出版社，2002.

[4] 王福利.易变形复杂零件加工工艺研究[J].机械工程师，2008(7):156～157.

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CNC machining process analysis for rocker arms parts

中图分类号：TG659

文章编号：1009-797X（2016）12-0023-03

文献标识码：B

DOI：10.13520/j.cnki.rpte.2016.12.010

作者简介：高星（1983-），男，硕士研究生，研究方向为数控加工工艺，CAD/CAM，逆向成型技术。

收稿日期：2016-05-10