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1、( (典型典型) )难加工零件难加工零件工艺分析及编程、加工工艺分析及编程、加工一、一、( (典型典型) )难加工零件概念难加工零件概念1 1、什么是、什么是( (典型典型) )难加工零件难加工零件通常所指的难加工零件就是在加工之前零件的加工工艺复杂、属于特殊难加工材料、用到特殊材料的刀具、成型刀具、自磨刀具等用普通、常规方法难以或无法加工的零件。同时尺寸精度、形位公差难以保证的零件也属于难加工零件的范畴。常见的难加工零件在摩托车、汽车、飞机等制造业中经常出现。而由于现代制造业技术的开展和特种加工的出现，许多难加工零件的制造技术、工艺有了很大的突破，如电火花成型/线切割、激光加工、超声波加工、
2、高频振动加工、电化学加工、纳米加工等；新材料、新刀具的出现也为难加工零件的制造提供了解决的条件，如立方氮化硼涂层刀具高速钢或硬质合金基体、陶瓷刀具、金刚石刀具等。22 2、 ( (典型典型) )难加工零件常采用的加工解决途径路线难加工零件常采用的加工解决途径路线零件图纸分析零件工艺分析分工步选择机床满足零件的使用要求、尺寸、形位公差、粗糙度；变形等普通机床数控机床特种机床分工步选择机床普通、特殊刀具加工、检验入库计算机CAM3二、二、数控铣数控铣/ /加工中心加工中心( (典型典型) )难加工零件难加工零件例例1 1、支架零件的数控铣削加工工艺 以下图1所示为薄板状的支架，结构形状较复杂，是适
3、合数控铣削加工的一种典型平面类零件。下面简要介绍该零件的工艺分析过程。图141 1、零件图样工艺分析、零件图样工艺分析1 1结构分析结构分析由图由图1 1可知，该零件的加工轮廓由列表曲线、圆弧及直线构成，形状复可知，该零件的加工轮廓由列表曲线、圆弧及直线构成，形状复杂，加工、检验都较困难，除粗铣底平面宜在普通铣床上铣削外，其余杂，加工、检验都较困难，除粗铣底平面宜在普通铣床上铣削外，其余各加工部位均需采用数控铣床加工。各加工部位均需采用数控铣床加工。2精度分析该零件的列表曲线尺寸公差为0.2mm，其余尺寸公差都为IT14级，外表粗糙度均为Ra6.3，比较容易加工。但其腹板厚度只有2mm，且面积
4、较大，加工时极易产生振动，处理不好可能会导致其壁厚公差及外表粗糙度难以到达要求。3毛坯、余量分析支架的材料为锻铝LD5，毛坯为铸件，形状与零件相似，各处均有单边加工余量5mm毛坯图略。零件在加工后各处厚薄尺寸相差非常大，除扇形框外，其他各处刚性很差，尤其是腹板两面切削余量相对其根本尺寸相对较大， 故该零件在铣削过程中及铣削后都将产生较大变形。4结构工艺性分析该零件被加工轮廓外表的最大高度H=41-2=39mm，转接圆弧为R10mm， 略大于0.2H，故该处的铣削工艺性尚可。全部底圆角为R10mm和R5mm，不统一，另外，加工列表曲线轮廓的铣刀底圆角半径应尽可能小，故需多把不同底圆角半径的铣刀。
5、55定位基准分析该零件只有底面及70mm孔先制成20H7的工艺孔可作定位基准，还缺一孔，需要在毛坯上专做一辅助工艺基准孔。根据上述分析，针对提出的主要问题变形及2mm厚的腹板难加工，采取如下工艺措施：a设计真空夹具，提高薄板件的装夹刚性；b安排粗、精加工及钳工矫形；c采用小直径铣刀加工，减小切削力；e先铣加强筋，后铣腹板，最后铣外形及70孔，有利于提高刚性，防止振动；f在毛坯右侧对称轴线处增加一工艺凸耳，并在该凸耳上加工一工艺孔，解决缺少的定位基准；g腹板与扇形框周缘相接处的底圆角半径R10mm，采用底圆角半径为R10的成形球铣刀带7斜角补加工完成。2 2、制定工艺过程、制定工艺过程根据前述的
6、工艺措施，制定支架加工主要工艺过程。根据前述的工艺措施，制定支架加工主要工艺过程。1 1普通铣床：铣底平面。普通铣床：铣底平面。2 2立式钻床：钻、镗立式钻床：钻、镗220 H7 220 H7 定位孔。定位孔。3 3数控铣床：粗铣腹板厚度、型面轮廓及内外形。数控铣床：粗铣腹板厚度、型面轮廓及内外形。4 4数控铣床：精铣腹板厚度、型面轮廓及内外形。数控铣床：精铣腹板厚度、型面轮廓及内外形。5 5普通铣床：铣去工艺凸耳。普通铣床：铣去工艺凸耳。6 6钳工：矫平底面、外表光整、尖边倒角。钳工：矫平底面、外表光整、尖边倒角。7 7外表处理。外表处理。63 3、确定装夹方案、确定装夹方案 如前所述，在数
7、控铣削加工工序中，选择底面、如前所述，在数控铣削加工工序中，选择底面、7070孔位置上预孔位置上预制的制的20H720H7工艺孔以及工艺凸耳上的工艺孔以及工艺凸耳上的20H720H7工艺孔为定位基准，夹具工艺孔为定位基准，夹具定位元件为定位元件为“一面两销。一面两销。图2所示的是专为数控铣削工序中设计制造的过渡真空平台。利用真空来吸紧工件，夹紧面积大，夹紧力均匀，夹紧刚性好，铣削时不易产生振动，非常适用于薄板件装夹。为防止抽真空装置发生故障或漏气，使夹紧力突然消失或下降，需另加辅助夹紧装置，防止工件松动。图3即为数控铣削加工装夹示意图。图3图274 4、划分数控铣削加工工步和安排加工顺序、划分
8、数控铣削加工工步和安排加工顺序支架在数控机床上进行铣削加工的工序共两道，按同一把铣刀的加工内容支架在数控机床上进行铣削加工的工序共两道，按同一把铣刀的加工内容来划分工步，其中数控精铣工序可划分为三个工步，具体的工步内容及工来划分工步，其中数控精铣工序可划分为三个工步，具体的工步内容及工步顺序见表步顺序见表1 1：5 5、 确定进给路线确定进给路线图图4 4、5 5、6 6 是数控精铣工序中三个工步的进给路线。图中是数控精铣工序中三个工步的进给路线。图中Z Z值是铣刀在值是铣刀在Z Z方向方向的移动坐标。在第三工步进给路线中，铣削的移动坐标。在第三工步进给路线中，铣削7070孔的进给路线未绘出。
9、粗铣孔的进给路线未绘出。粗铣进给路线从略。进给路线从略。表1 工步内容及工步顺序8图4 铣支架零件型面轮廓周边R5进给路线9图5 铣支架零件扇形框内外形进给路线10图6 铣支架零件外形进给路线11表2 数控加工刀具卡片6 6、选择刀具、选择刀具铣刀种类及几何尺寸根据被加工外表的形状和尺寸选择。本例数控精铣工序选铣刀种类及几何尺寸根据被加工外表的形状和尺寸选择。本例数控精铣工序选用铣刀为立铣刀和成形铣刀，刀具材料为高速钢，所选铣刀及其几何尺寸见表用铣刀为立铣刀和成形铣刀，刀具材料为高速钢，所选铣刀及其几何尺寸见表2 2数控加工刀具卡片。数控加工刀具卡片。7 7、确定切削用量、确定切削用量切削用量
10、根据工件材料、刀具材料及图样要求选取。数控精铣的三个工步所切削用量根据工件材料、刀具材料及图样要求选取。数控精铣的三个工步所用铣刀直径相同，加工余量和外表粗糙度也相同，故可选择相同的切削用量用铣刀直径相同，加工余量和外表粗糙度也相同，故可选择相同的切削用量。所选主轴转速。所选主轴转速S=3000r/min,S=3000r/min,进给速度进给速度F=1000mm/minF=1000mm/min。12例例2 2、某10KV高压断路器机构侧板零件的加工零件的特点:1、零件=5175550 ，45#钢，属于薄板多孔类零件。2、整个零件在加工过程中由于有大大小小28个孔，以及一个工字槽和一个梅花缺口，
11、一个缺口孔，因此零件在加工的过程中工艺的安排，加工的方法不适宜都将直接影响到零件产品质量和零件的变形。3、零件在加工过程中不能受到过大的切削力和压变形，否那么在取掉装夹后由于零件的弹性变形、塑性变形将使零件尺寸超差。13工序号 工种工序内容工时备注05下料剪板机下料10钳工校平，整板平面不平整度0.1515普铣铣四周，保证：1、外形尺寸1750.25500.22、一对应垂直边为XY基准，其垂直度0.15并打标记20普铣铣三角缺口11050及矩形缺口2725钳工去毛刺，校平，整板平面不平整度0.130加工中心压板压于工作台，在不干涉加工必须至少两处支撑以防止变形，同时3件一次加工。程序清单文件：
12、LW-033 右侧板 程序清单 2005.04.10存放文件位置：LW各中侧板图程序wLH9W-033右侧板0504.nc 35钳工去毛刺40检验检验、入库14 该零件最大的难点在于程序的编制，如果采用传统的手工编程，那么出错几率大大增加，劳动强度成倍增长，检查困难，修改麻烦等一系列的问题随之出现，因此，对这种多孔类的零件必须采用计算机CAM编程加工。 孔系零件CAM编程本卷须知和编程技巧方法：1、对不同直径的孔在CAM软件中分组，在需要做刀具路径的时候按组选择。要求：第一次划分组时必须正确，否那么就会一直错下去。优点是：只需要划分一次，使用时只需要指定组名称，绝对不会出错。2、对孔系零件编程
13、必须做刀具使用列表，按刀具表进行编程。下面对该零件的刀具使用列表做以示范：15序号 刀具规格指令用 途SF 长补 半补1中心钻2G81全部需要加工孔及所有排孔1200 40H12钻头7G837钻头做9H7,2-12.5,4-13 共7孔与工字槽排孔1000 40H23钻头8.8G838.8做9+0.052第二次底孔1000 40H34铰刀9H7G869H7铰孔12010H45钻头12.5G832-12.5扩孔到位80040H56钻头13G834-13扩孔到位70040H67钻头13G83梅花缺口排孔(不允许使用上一把)70040H78钻头18G8320、25+0.052、25、38、44、54
14、共6孔第一次底孔50040H89钻头20G8320（粗孔）扩孔到位40040H916序号 刀具规格指令用 途SF 长补 半补10钻头24.7G8325+0.052底孔24.735040H1011铰刀25G8625+0.052铰孔10010H1112钻头25G8325（粗孔）扩孔到位，38、44、54共3第二次扩孔30035H1213钻头32G8338、44、54第三次扩孔22032H1314铣刀34梅花缺口粗加工30035H14 D115铣刀36梅花缺口精加工26035H15 D216铣刀2838、44、54粗铣35035H16 D317铣刀3038、44、54精铣28030H17 D418铣
15、刀8工字槽精铣70040H18 D517程序清单格式: 通过CAM编程后,在计算机内生成NC文件的同时,应打印交加工操作者,以核对,同时应将刀具排列表一并交付操作者。LW-033右侧侧板程序清单单05.04存放文件位置：LW各中侧板图程序wLH9W-033右侧侧板0504.nc%O0000/(LW033 RIGHT BORD -ALL SMALL C20)N100G54G90S1200M3N102G0X40.Y-20.N104G0Z20.N106G98G81Z-5.R3.F50.N108X116.Y-56.N110Y-24.N112X126.Y-76.N114X129.Y-24.N116X13
16、6.Y-56.N118X163.Y-41.N120X174.Y-58.N122X180.Y-131.N124X183.Y-20.N126X190.Y-153.N128X211.Y-135.N130X215.Y-60.N132X278.Y-135.N134X300.Y-17.N136X310.Y-135.N138X332.Y-105.N140X345.Y-140.N142X420.N144X450.N146X462.Y-152.N148X535.Y-135.N150Y-25.N152M09N154G49G0Z200.M05N156M01/(C8 DRILL - C9 2-C12.5 4-C13)/N158T2/N160M6N162G54G90S1100M3N164G0X183.Y-20.N550G1G40X520.Y-80.N552G0Z100.N554M30%每次更换刀具，应在程序中注明，提醒操作者刀具是否正确每次更换刀具，应在程序中注明，提醒操作者刀具是否正确18加工效果图加工效果图19例例3 3、运八 某型号工程飞机 支架前、后短粱某型号工程飞机前短粱，属于整体薄壁型腔加工，结构形
