火箭模型頭部薄壁橢圓件的加工

金亞云　康徐紅　程洋　顧燕　趙玉鳳

【摘 要】本文針對零件內外輪廓含有橢圓形且壁比較薄的特點，對零件的結構、技術要求及加工工藝進行了分析，確定了零件的加工工藝方案，編寫了含有宏指令的加工程序。解決了薄壁橢圓件難加工的問題。

【關鍵詞】薄壁件；橢圓；宏指令

0 引言

火箭模型（圖1）是我院自行設計的工藝品，由六個零件組成，這里只探討火箭模型頭部薄壁橢圓件（圖2）的加工。該零件總體是由橢圓形的內外回轉曲面構成的零件，右端有一段高度為2mm的圓柱，零件內壁口部有內螺紋。

（a）工程圖

（b）工件圖

1 零件工藝分析

1.1 零件的結構特點及技術要求分析

零件結構看似簡單，但由于結構特殊，故難以加工。從零件圖和裝配圖分析得知該零件具有以下特點：

1）外橢圓長軸為120mm，短軸為54mm，內橢圓長軸為100mm，短軸為40mm，內外橢圓長軸方向有3mm偏心。零件平均厚度在7mm左右，相對較薄。由于裝夾，切削應力等原因，薄壁件在加工過程中容易出現變形[1]。

2）零件端部有一寬度為2mm，直徑為？覬44mm的圓柱面，為與其他零件的配合面，公差是0.016mm，需保證精度要求。其他尺寸無精度要求，可用IT9-IT11精度。

3）零件有內螺紋孔；外表面粗糙度要求較高為Ra0.8μm，內表面粗糙度要求一般；零件表面要光滑，不能有毛刺，劃痕等。

1.2 零件加工工藝分析

1）由零件結構分析可知，為保證外橢圓面光滑，無毛刺及表面粗糙度和尺寸精度的要求，外表面需分粗、精加工，并一次裝夾完成粗、精加工。

2）零件內外輪廓，需分開加工。若先加工好外輪廓面，再加工內輪廓時無法裝夾。而內輪廓有螺紋，加工時可以先裝夾外圓加工內輪廓，如圖3，然后加工一工藝輔助件用螺紋與工具連接，加工外輪廓時裝夾在輔助件上，如圖4。

3）因為內表面為橢圓形曲面，無中心孔，加工時選用主副偏角較大的刀具，且要求刀尖與工件回轉中心線絕對對正，如圖5。

4）為保證同軸度、垂直度等，加工內輪廓時以毛坯外圓為基準。加工外輪廓時，需用百分表找正。

2 零件的加工工藝編制

2.1 刀具及切削用量的選擇

由前面對零件結構特點、刀具要求的分析，選擇加工刀具，并確定切削參數，見表1。

2.2 零件的加工工藝方案

2.2.1 夾持毛坯外圓面加工內孔

a.鉆中心孔；

b.用？覬12的鉆頭鉆40mm深；

c.用？覬20的鉆頭擴孔30mm深；

d.用90°偏刀加工？覬44的外圓和端面；

e.用內圓弧刀加工？覬40的內孔和內橢圓面；

f.用溝槽刀加工？覬44×3的內螺紋退刀槽；

g.用內三角螺紋刀加工M41×1.5的內螺紋。

2.2.2 加工輔助件

a.用90°偏刀加工端面和？覬41的外圓；

b.用三角螺紋刀加工M41X1.5的外螺紋，并用加工了內螺紋的零件與之相配，保證螺紋能配合。

2.2.3 加工外輪廓面

把待加工外輪廓的零件和工藝輔助件旋合，夾持輔助件？覬41的外圓加工外輪廓面，見圖4。

3 編程加工

加工時選用FANUC系統數控車床，零件內外輪廓均為橢圓曲線，可以用軟件繪圖編程，也可以用宏指令手工編程加工。因為單件加工，且僅有橢圓曲線，綜合考慮用宏指令手工編程加工。零件內外輪廓的粗精加工可以用G71循環指令實現。表2為部分加工程序。

4 總結

實踐證明毛坯材料、刀具種類、裝夾方法、加工順序、走刀路線、切削參數等工藝內容直接影響薄壁零件的表面粗糙度和尺寸精度。宏程序和循環程序的應用能大大減少程序的長度，減少出錯的幾率，提高加工效率。

【參考文獻】

[1]張保偉，黃新.基于組合式夾具的異形薄板加工工藝[J].機械制造，2014，12：73-74.

[2]顧擁軍，顧海.數控加工與編程[M].國防工業出版社，2010.

[責任編輯：湯靜]