工序分(fèn)散給加工帶來的難題在於多工序下的精度控製,重(chóng)複裝(zhuāng)夾、調試、檢測等各項因素(sù)疊加以後,往往造成工件尺寸不穩定,交付時間也變長。所以這裏給大家提供一個案例思路,利用車銑複合的特性結合加工路徑優化,解決這(zhè)些(xiē)問題(tí)。
1、零件的結構及設計要求
液冷(lěng)係列密封塊結構見圖1所示,材質有鋁合金,不鏽鋼兩種,密封(fēng)塊(kuài)是整套產品中核心部件,尺寸精細、結構緊湊,幾乎所有尺寸(cùn)都是與其它工件配合(hé)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以內,關(guān)鍵件隱去公差)
公司(sī)在(zài)國內知名專家教(jiāo)授的引領帶動下,組建了一(yī)支國(guó)內******的超精密技術研發團隊,研發團隊在超精密機床的單元技術、切削機理和工藝、成套技術及應用工藝方麵具備豐富的技術經驗和實踐積累。可為北京精密零件加工,北京鋁合金異型件加工製造相關產業提(tí)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(fāng)案分析
鑒於零件結構特征,***初(chū)工藝方案采取加(jiā)長尾部30mm,作為4軸加工中心(立式、A軸轉頭)裝夾部(bù)位,四軸加工中心加(jiā)工(gōng)3處曲麵,***後數控車裝夾2.02環槽,車掉(diào)加長部位,平麵保(bǎo)總長(zhǎng),工藝安排如表1所示。
表 1 改進前工藝路線(xiàn)
3、原工藝方案問題分(fèn)析
經實際加工驗證,原來的工藝方案存在以下幾點不足:
◆四軸加工中心加工曲麵時,因裝(zhuāng)夾誤(wù)差及A軸自身誤差造成的工件圓(yuán)跳動無法避免。裝夾工件時,要求每件活都用百分表找正圓跳動(dòng),跳動控製在(zài)0.02mm以內,但由於工件在切削過程中受力及裝夾本身存在的誤(wù)差,會造成銑傷外形或相關尺寸超差,經常出現3個曲麵尺(chǐ)寸不一致。
圖2
◆***後一道工序平端麵時,因加持部位較小(xiǎo),穩(wěn)定性差(chà),平麵後台階厚度不一致(zhì),造成端麵平麵度尺寸超差。
◆加工效率低。後麵兩道工序每次加工時,裝夾、找正的時間遠遠多於產品(pǐn)加工時間,因加工不穩定,無論是工人還是檢驗(yàn)員都要(yào)花費大量時間測量尺寸、挑選(xuǎn)不合格品,造成(chéng)加(jiā)工效率極低。
◆因材料加長的(de)長度(dù)都超過工件本身的長(zhǎng)度,造成原材料極大浪費。
4、新工(gōng)藝(yì)方案設(shè)計
從零件的結構特點和加工精度綜合(hé)分析,原工藝方案中出現的(de)各種問(wèn)題,總結起來都是因為多次裝夾、定位有誤差造成的(de),假如該零件可以安排在車削中(zhōng)心一次(cì)加工完成,就不會產生定位誤差,但車削中心加工需要解決兩個難題。
(1)機床(chuáng)本(běn)身***少要具有(yǒu)四軸以上聯動功能,且機床加(jiā)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)曲麵加工及多軸聯動加工,以前車間車削中心以三軸動力刀塔式為(wéi)主,手工編程基本能滿足要求,沒有涉及車銑軟件編程(chéng)這一領域,特別是曲(qǔ)麵加工及多軸聯動(dòng)加工。
動力刀座
車銑複合機床上的多功能刀具係統,從毛坯(pī)到成品一次裝(zhuāng)夾!
軟件方麵,目前市麵上專業的車銑(xǐ)複合加工軟件不多,主要有Edagcam, Espritcam,GibbsCAM等幾種,這裏選擇GibbsCAM軟件作為車(chē)銑複合編程軟件。
5、新(xīn)工藝(yì)方(fāng)案的實施
新方(fāng)案使用(yòng)帶Y軸的車銑複合機(jī)床一次加工出工件所有外形(xíng)、曲麵,切斷(duàn)保總長,排除一切裝夾定位誤差,工件外形沒有接刀(dāo)痕,尺寸滿足(zú)要求。同時在加工中也需要注意(yì)零件編程方麵,需要解決的幾個核心難(nán)點。
難點一:粗銑去餘量
如圖4所示,該加工策略與常見加工中心軟件編程粗加工(gōng)幾乎一樣,有毛坯餘(yú)量識別,幹涉避讓(ràng),加工後餘量(liàng)均勻,基本滿足零件開粗要求。
圖4
難點二:車銑曲(qǔ)麵(miàn)編程
如(rú)圖5所示,GibbsCAM軟(ruǎn)件曲麵加工策略豐富,加工過程定義簡單,刀路軌跡簡潔,車銑複合(hé)加工出的(de)曲麵與加工中心加工的曲麵表麵質(zhì)量幾乎(hū)一樣。
圖5
難點三:車銑多軸聯動(dòng)銑削
如圖6所示,GibbsCAM軟件有豐富多軸加工(gōng)策略,刀軸定義多(duō)樣,可滿足車銑多軸多軸定位銑削與聯動銑削。
圖6
經實際驗證,采用新方案加工出工件完全可行,車銑一道(dào)工序加工出工件所有(yǒu)外形,尺寸滿足要求,加工效率提高40%,節省(shěng)材料50%,圖(tú)7為加工後效果圖。
圖7 新方案加(jiā)工效果(guǒ)圖
新方案不僅解決了零件加工的精度與效率,***重要的是進一步將帶Y軸車削中心加工能力進一步擴展,采用Y軸時,刀具可以通過整個表麵橫向移動生成一個真正(zhèng)的表麵,加工效果與數控銑床相同,結合軟件編程,這(zhè)樣就大大拓展了工藝加工能力,很多(duō)工件都可以(yǐ)采用帶Y軸車削中心加工,不但可以保證加工質量,而且效率也會提升很多。
圖8 典(diǎn)型零件車銑加工方案
上述就是一個典型工件(jiàn),原來工藝方案是在加工中心多次加工,現(xiàn)在使用車削(xuē)中心結合軟件編程,在車銑一(yī)道工序加工,不僅減少了工序,更好的保(bǎo)證(zhèng)了尺寸,並且加工效率提高20%以上,這充分證明工藝能力的拓展、提高,才是生(shēng)產效率提升,保證產品質量的關鍵。