龍門加工中心加工超大、超重類工件工藝分析報告

陳弘

大連市輕工業學校 遼寧大連 116000

1 工藝分析

1.1 工件結構分析

如圖所示，需加工零件屬于封閉式結構，由兩個支撐柱通過上下兩個橫梁連接而成，它們成對地豎立安放在零件底腳板之上，工件的中間是窗口。該零件不僅要保證一定強度、剛度、而且還要保證較高的尺寸精度和位置精度要求。如圖一所示：

圖1

1.2 工件的技術要求

（1）A面與E面的對稱度≦0.05mm。

（2）A面與D面的垂直度誤差⊥≤0.03mm/m，總長度≤0.1mm。

（3）A面平行度誤差∥≤0.05mm。

（4）E面與A面平行度誤差∥≤0.05mm。

（5）C向與A面的垂直度⊥≤0.03mm/m，總長≤0.1mm。

（6）B面平面度誤差 ∥ ≤0.1mm。

1.3 影響加工精度因素

（1）機床精度。機床主軸（Z軸）與機床（X軸、Y軸）垂直度誤差、Y軸與X軸垂直度誤差均影響零件D面與A面、B與D面的垂直度。

（2）零件自重影響工件加工精度。圖示零件采用鑄造加工毛坯，重量一般在8噸，長為10m，在加工時平放在工作臺上，由于工件自重產生了一定的撓度，而零件在整裝時是垂直的，如不加以調整，就可導致工件立起時B面的平面度及與D面的垂直度公差范圍。

（3）Z軸動力頭安裝精度對加工精度的影響。安裝完刀具后，應將刀具底面找平，否則，在加工時表面會有接刀臺及影響加工表面平面度，可使用試切法找平，在找平過程中不要怕麻煩，反復調整，反復用百分表校正。

2 步驟分析

關鍵部位指：A面與E面的對稱度，C面與D面的平行度，A面及B與D面的垂直度，工件側面的平面度。

（1）A面與E面的對稱度：為了保證A面與E面的對稱度要求，在加工工件方窗一側面和底腳一側面（同方向）時，應在編程時，寫出完整的加工程序，要把方窗和底腳尺寸公差按中差取值，方窗一側面和底腳一側面（同方向）同時進行加工。加工對稱面時，用相同的程序進行加工，但是，要把編程數值改為相反的數。

（2）C面與D面的平行度：為了保證C面與D面的平行度要求，在加工C面與D面時，應在一個工位上一次加工成型。注意C面與D面是相反的面，所以，在加工時必須把直角銑頭中心線調整成與床身軌道（X軸）直線方向平行；否則，在加工時容易產生接刀臺階，影響加工表面的平面度。

（3）A面及B與D面的垂直度：為了克服機床本身精度誤差給加工A面及B與D面的垂直度帶來的形位誤差，先將工件非基準側面（外側面）及兩側G面加工好；其次，分別在D面做平行于Y軸及垂直主軸Z軸的檢測基準，以作為下個工序基準使用；將工件翻轉180度，按已加工的工件非基準側面（外側面）找平正，及G面找平，將基準B面加工好，用百分表檢測D面所做的基準，如出現超差，則機床精度無法滿足加工精度要求，需調整工件或調整程序進行加工[1]。

（4）表面粗糙度。此類產品對外觀要求較高，其表面粗糙度一般為Ra3.2，各別部位表面粗糙度要求達到Ra1.6。為使加工表面達到技術要求，在刀具刀片及切削用量上我們做了細致的考量。

①刀具選擇。在加工時，主要選用直徑315MM刀片角度60°和直徑250MM刀片角度90°粗精復合端面銑刀，以減少接刀和換刀次數，以節省換到時間及換刀產生的加工平面度的誤差。φ315（60°）刀盤主要加工工件兩側平面，刀片主偏角為60°，軸向和徑向受力均勻，保證刀片有良好的強度，機床功率均載，延長刀具及機床使用壽命，較適合長時間不間斷加工。φ250（90°）主要用于方窗內加工，由于刀具使用的是90°刀片避免了后續清根時間。在粗加工時，刀片選用硬質合金氮化鈦涂層，這種刀片與不涂層相比，提高刀片韌性、耐高溫、耐磨性、還能提高切削效率，在機床性能允許的情況下，可成倍提高生產效率。精加工時，刀片材質選用金屬陶瓷涂層，陶瓷涂層耐磨性、耐高溫性性能非常突出，可在較高的切削速度下進行加工，達到良好的表面粗糙度和形位公差。②切削用量。粗加工每齒進給量0.2-0.3mm，線速度為120m/min；半精加工中安裝修光刃刀片，兩種刀片混合使用同時切削，切削深度0.15-0.18mm，進給量為每齒0.2-0.35mm，線速度為120m/min；精加工中，切削深度在0.02-0.05mm，進給量為6mm/min，線速度為150m/min，根據以上切削數據加工出的零件滿足尺寸公差及表面粗糙度的要求，但由于機床不同，每臺機床在剛性上都會有不同，在加工時應該根據機床切削狀態進行適當的微調。

3 結果分析

經檢測，工件尺寸公差合格，形位公差及位置公差合格，該工件達到產品裝配要求，經過裝配，產品已應用到某單位大型輪機上，并正常試車，通過客戶驗收。

4 結語

通過加工大型、重型零件的實踐，我們得出結論：只要充分考慮到零件受力、變形等要素采用合理的裝夾措施、正確找基準的方法、對機床的剛性、間隙、軸向運動的平行度與垂直度的合理補償，是完全可以加工出高質量的零件，在產品設計上我們可以給加工者提出更高質量的要求，從而擺脫高質量、高精度的零件需要到國外加工、需要用國外先進設備。