工序分散給加工帶來的難題在於多(duō)工序下(xià)的精(jīng)度控製,重(chóng)複(fù)裝夾、調試、檢(jiǎn)測等各項因素疊加以後,往往造成工件尺寸不穩定,交付時間也(yě)變(biàn)長。所以這(zhè)裏給大家提供一個案例思路(lù),利用車銑複合的特性結(jié)合加工路徑優化,解決這些問題。
1、零(líng)件的結構及設計要求
液冷係列(liè)密封塊(kuài)結構見(jiàn)圖1所示,材質有鋁(lǚ)合金,不鏽鋼兩種(zhǒng),密封塊(kuài)是整套產(chǎn)品中核(hé)心部件(jiàn),尺寸精細、結構緊湊,幾乎所有尺寸都是與其它工件(jiàn)配合尺寸,標星及加G尺寸尤為關鍵,不允許超差。(尺寸公差幾乎都是0.03mm以(yǐ)內,關鍵件隱去公差)
公司在國內知名專家教授的(de)引(yǐn)領帶動下,組建了一支國內******的超精密技術研發團隊,研發團(tuán)隊(duì)在超精密機床的單元技術、切削機(jī)理和工藝、成套技(jì)術及(jí)應用工藝方麵具備豐(fēng)富的技術經驗和實踐積累。可為北京精密零件加工,北京鋁合金異(yì)型件加(jiā)工製(zhì)造相關產業提供優質的技術服務。
圖 1 液冷係列密封塊結構圖
2、原裝夾、工藝方案分析
鑒於零(líng)件結構特征,***初工藝方案采取加長尾部30mm,作為4軸加工(gōng)中心(立式(shì)、A軸轉頭)裝夾部位,四軸加工中心加工(gōng)3處曲麵(miàn),***後數控車裝夾2.02環槽,車掉加長部位,平麵保(bǎo)總長,工藝安(ān)排如表1所示。
表 1 改進前(qián)工藝路線
3、原工藝方案問題分析
經實(shí)際加工驗(yàn)證,原來的工藝方案存(cún)在以下幾點不足(zú):
◆四(sì)軸加工中心(xīn)加工曲麵時,因裝夾誤差及A軸自(zì)身誤差造成的工件(jiàn)圓跳(tiào)動無法避免。裝(zhuāng)夾工件時,要求每件活都用(yòng)百分表(biǎo)找(zhǎo)正圓跳動,跳動控製在0.02mm以內,但由於工件在切(qiē)削過程(chéng)中受力(lì)及裝夾本身存在的誤差,會造成銑傷外(wài)形或(huò)相關尺(chǐ)寸超差,經常(cháng)出現3個曲麵尺寸不一致。
圖2
◆***後一道工序平端麵時,因加持部位較小,穩(wěn)定(dìng)性差,平麵後台(tái)階厚度(dù)不一(yī)致,造成端麵平麵度尺寸(cùn)超差。
◆加工效(xiào)率低。後麵兩道工序(xù)每次加工時,裝夾、找正的時間遠遠多於產品加工時間,因加工不穩定,無論(lùn)是工人還(hái)是(shì)檢驗員都要花費大量時間測量尺寸、挑選不(bú)合格品,造成加工效率極低。
◆因材料加長的長度都超過工件本身的長度,造成原材(cái)料極大浪費。
4、新工藝方案設計
從零件的結構特點和加工精度綜合分析,原工藝方案中出現的各種問題,總結起來都是因為多次裝夾、定位(wèi)有誤差造成的,假如該零件可以安排在車削中心一次加工完成,就不會產生定位誤差,但車削(xuē)中心加工需要(yào)解(jiě)決兩個難題。
(1)機床本身***少要具有四(sì)軸以上聯動功能,且(qiě)機床加工精度要能保證0.005mm以內。
圖3 車銑複合加工
(2)解決車銑複合加工編程問題,特別是(shì)曲麵加工及(jí)多(duō)軸聯動加工,以前車間車削中心以三軸(zhóu)動力刀塔式為主,手工編程基本能滿足(zú)要求(qiú),沒有涉及車銑軟件編程這一領域,特別是曲麵(miàn)加工(gōng)及多軸聯動加工。
動力刀座
車銑複合機床上的多(duō)功能刀具係統(tǒng),從(cóng)毛坯到成品一次裝夾!
軟件(jiàn)方麵,目前市麵上專業的(de)車銑複合加工軟件不多,主要有Edagcam, Espritcam,GibbsCAM等(děng)幾種,這裏選擇GibbsCAM軟件作(zuò)為車銑複合編程軟件。
5、新工藝方案的實施
新方案使用(yòng)帶Y軸的車銑複合機床一次加(jiā)工出工件(jiàn)所有外形、曲麵,切(qiē)斷保(bǎo)總(zǒng)長,排除一切裝夾定位誤差,工件(jiàn)外(wài)形沒有接刀(dāo)痕,尺寸滿足(zú)要(yào)求。同時在(zài)加工中也需要注(zhù)意零件編程方麵,需要解決的幾個核心難點。
難點一:粗銑去(qù)餘量
如圖(tú)4所示(shì),該加工策(cè)略與常見加工中心軟件編程粗加工幾乎一樣,有(yǒu)毛坯餘量識別,幹涉避讓,加工後餘量均勻,基(jī)本滿足零件開粗(cū)要求。
圖4
難點(diǎn)二:車銑曲麵編程
如圖5所示,GibbsCAM軟件曲麵(miàn)加工策(cè)略豐富,加工(gōng)過程定義簡單(dān),刀路軌跡簡潔,車銑複合加(jiā)工出的曲麵與加工中心(xīn)加工的曲麵表麵質量幾乎一樣。
圖5
難點三(sān):車銑多軸聯動銑削
如(rú)圖6所示,GibbsCAM軟件(jiàn)有豐(fēng)富(fù)多(duō)軸加工策略,刀軸定義多樣,可滿足車銑多軸多軸定位銑削與(yǔ)聯動銑削。
圖6
經實際驗證,采用新方案(àn)加工出工件完全可(kě)行,車銑一道工序加工(gōng)出工件所有外形,尺寸滿足要求,加工效率提高40%,節省材料50%,圖7為加工後效果圖。
圖7 新方案加(jiā)工效果圖
新方案不僅解決了零件加工的精度與效率(lǜ),***重(chóng)要的是(shì)進一步將帶Y軸車削中心加工能力進一(yī)步擴展,采(cǎi)用Y軸時,刀具可以通過整個表麵橫向移動生成一個真正的表麵,加工效果與(yǔ)數控銑床相同,結合軟(ruǎn)件編程,這樣(yàng)就大大拓(tuò)展了工藝加工能力,很多工(gōng)件都可以采用帶Y軸車削中心加工,不但(dàn)可以保證加工質量,而且效率也會提升很多。
圖8 典型零件車銑加工方案
上述就是一個典型工(gōng)件,原來工藝方案(àn)是在加工中心(xīn)多次加工,現在使用車削中心結合軟件編程(chéng),在(zài)車銑一道工序(xù)加工,不僅減少了工(gōng)序,更好的保證了尺寸,並且加工效率提高20%以上,這充(chōng)分證(zhèng)明工藝能力的拓展、提高,才是生產效率(lǜ)提升,保證產品質量的關鍵。