銑加工件優化設計案例分析

何永剛+劉文穎+楊振龍

摘 要：本案例分析主要針對加工中心銑加工零件，從T型刀選擇方面闡述，如何選擇合理的減重設計方式，降低加工難度和成本。

關鍵詞：加工中心；銑加工件；T型刀；減重槽設計

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.17.031

1 引言

隨著工藝制造技術的發展，機械設計使用加工中心快速成型的零件越來越多，工程師需要設計很多加工中心的三維圖，以滿足產品快速成型要求。但很多對加工中心加工工藝過程的知識困乏，致使設計的三維圖無法加工、壞件率居高、加工效率低下，浪費了資源，還未達到“快速”得目的。

本文T型刀的選用及減重槽設計案例，為大家分享銑加工零件設計的一些經驗，希望大家對銑加工件設計有所啟發。

2 T型刀的選用及減重槽設計

2.1 “面板”型銑加工件設計介紹

本章節以如下“面板”型銑加工件（下稱面板件）為例子，從工程化檢查角度，進行展開介紹。

如圖1的渲染圖及工程圖紙示意，圈出的兩個柱狀結構特征，由于無法選到合適的T型刀深入刀凹槽內，從加工中心工藝方面，無法加工。

如圖1所示，減重槽的加工橫向深度為2.75mm，減重槽縱向加工深度為26.8mm，總加工深度為31.8mm。按照以上參數在附表1中選擇合適T型刀具。根據核算，附表1中3#的T型刀尺寸接近加工要求，將3# T型刀模型裝入圖中進行演示校核，如圖2中3#T型刀加工示意，3# T型刀能夠將減重槽全部銑出來，但是由于柱子距離減重槽側壁只有12mm，而3# T型刀的刀頭直徑為φ26mm，存在干涉。如果再按照11mm這個參數再選擇T型刀，在加工中心T型刀刀庫內無法選到合適尺寸的銑刀。因此，圈出的兩個柱狀結構特征的設計無法加工，需要重新改設計。

2.2 “面板”型銑加工件設計方案優化

根據2.1的設計介紹及工藝加工的分析，擬做出兩種方案的改進設計，供設計者參考：

2.2.1 優化方案一

為解決以上的干涉問題，以完全保留原來特征為目標，將加工干涉的兩個柱子單獨分拆出來，單獨進行銑加工，原腔體用3# T型刀，然后再用螺釘將兩個柱子安裝到腔體內，這樣面板件就可以保持原來特征加工完畢，解決了柱子干涉的問題。

該方案能夠滿足設計者減重的要求的意圖，但是兩個柱子需要后期裝配，存在裝配誤差，且增加了額外的裝配工序，由于需要用螺釘固定，受空間限制較大，對于此方案要根據實際裝配進行選擇。

2.2.2 優化方案二

對原有圈出的兩個柱狀結構特征進行改進設計，將減重槽縱向深度減小，與柱子一樣高，保證銑刀有足夠空間及余度加工加工減重槽，以解決銑刀與柱子的干涉問題。 如圖2左圖，減重槽的加工深度為2.75mm，減重槽縱向加工深度為8mm，總加工深度為13mm。按照以上參數尺寸，見表1，可在加工中心T型刀刀庫內選擇4# T型刀具進行加工。

根據選擇的4#的T型刀，通過加工模型演示，工程化校核，如圖2中4#T型刀加工演示圖，完全能夠實現零件加工，該方案易于加工，沒有附加的裝配操作，加工提高，成本未有提高。

3 結語

銑加工件減重槽設計時，提前考慮T型刀尺寸，能夠充分提高設計成功率，并降低加工中心的加工難度和成本。因此，銑加工件設計實用操作性很強，設計工程師設計時要充分考慮公司加工中心所具備的加工能力，加工尺寸限制，多考慮工程化實現性、多進行實際銑加工過程演示，提高設計效率、加工效率，充分降低加工成本。endprint