盤類零件數控銑加工及其工藝分析

張建東

摘要：本文對典型盤類零件---由多個端面、深孔、薄壁、曲面、外輪廓組合而成的較復雜的盤形零件進行了詳細的加工工藝分析，包括圖紙分析、確定加工工藝、選用機床型號、選用毛坯大小、確定走刀路線與加工順序及主要部分程序編制等。

關鍵詞：盤類零件;圖紙分析;加工工藝;程序

盤類零件是一種常見的機械零件，在機械設備中主要起支承和連接作用。盤類零件主要由端面、內孔及外圓等組成，通常盤類零件直徑大于其軸向尺寸，比如齒輪、法蘭盤及軸承環等。盤類零件用于傳遞動力、轉換方向或起軸向定位及密封等作用。為加強支承，盤類零件上常設有凸臺、凹坑等，此外，為與其它零件連接，盤類零件上還常設有鍵槽和各種孔（光孔、沉孔、螺紋孔等）等結構。

1零件分析及軟件選擇

1.1零件分析

盤類零件的主要結構一般包括平面、外輪廓、凹槽及孔，加工過程中刀具更換頻繁，且其尺寸精度、形狀精度及表面光潔度等都有較高的要求。盤類零件是由多個端面、深孔、螺紋孔、曲面、溝槽、外輪廓組合而成的較復雜的盤形零件。其特點是零件基本形狀呈盤形塊狀，零件表面匯集了多種典型表面。加工時，裝夾次數一般較少，但所用刀具一般較多，編制程序較繁瑣。加工前需要做好充分的準備，包括圖紙分析、確定加工工藝、選用機床型號、選用毛坯大小、確定走刀路線與加工順序等，其前期的準備工作比較復雜。

1.2加工難點分析

盤類零件加工工藝性分析是編程前的重要工藝準備工作之一，根據實際加工，利用數控加工中心具有高精度、高柔性、高效率，且適合加工具有復雜輪廓、端面的零件等特點。

第一，零件的加工特點是由平面加工、孔加工、腔槽加工、輪廓加工、型面加工。

第二，要想做好零件對零件加工的精度要求就需要較高，再加上這是一個雙面零件，需要重新對刀，以及換多把刀進行加工，這些都是存在誤差的，從而會影響零件最后的質量問題，以及反面的加工需要倒角精度都需要相應的提高，只有提前做好合理的安排才能做出符合標準的零件。

2軟件選擇

UnigraphicsNX軟件是一個Unigraphics NX是一款專業的3D CAD設計軟件，適用于產品設計、工業設計等多個領域，軟件將 CAD、CAM、CAE 和 CMM 編程應用程序全部集成在一個系統中，能夠滿足用戶的各種需求。它擁有可靠的刀具路徑模擬校驗功能，可以模擬整個加工過程，不但能顯示刀具，還能檢測出刀具和加工零件的干涉、碰撞。真實反映出加工實際情況。

UnigraphicsNX軟件提供多種后處理文件可以適應各種類型的數控系統，根據各類機床實際結構，編制專門的后置處理文件，編制的文件經過后處理后便可生成加工程序。并且UnigraphicsNX軟件易學易用，適用于大多數人，因其價格適中，是中小型企業的理想選擇。

本文所選零件比較復雜，加工難點有點大，使用UnigraphicsNX軟件的仿真功能，可以降低出錯率，提高生產效率、提高加工質量。

3加工工藝分析

3.1加工工序安排

（1）用φ32 mm銑刀粗銑，切深不得超過5mm，薄壁內可粗銑10mm深，注意各凸臺之間及各凸臺與薄壁之間由于空間的原因只能用φ20mm的立銑刀加工，所以在各凸臺銑 至相應的深度時，換用φ20mm的立銑刀繼續粗加工去量，然后用該刀精加工所有面，精加工四周凸臺的輪廓部分及薄壁的內外面。在這里除了要合理選擇在加工不同刀具的切屑用量，更主要的是能靈活運用數控系統中的旋轉功能。

（2）首先用φ8mm球頭銑刀對所有孔點窩。

（3）用φ11的轉頭鉆周邊4-φ11mm孔，鉆中心φ12mm孔至φ11mm。

（4）用φ20mm的立銑刀擴銑中心φ36mm孔至φ20mm，再用φ32mm的立銑刀擴銑至φ32mm.然后再用φ20mm的立銑刀圓弧插補周銑至φ35.8mm。

（5）用φ12mm的涂層整體合金立銑刀精銑薄壁的內外面，對于該工件的閉合薄壁為了克服加工過成中讓刀現象，所以先精銑其外面，然后用該刀精銑四周凸臺的輪廓部分;擴中心孔φ12mm孔至尺寸要求;擴銑周邊4-16mm深20mm ，孔至φ15.95mm。

（6）用φ25mm單刃粗鏜刀，精鏜中心φ（36）mm孔至尺寸。

（7）用φ8mm球頭銑刀加工加工中心的球面。

3.2加工工藝分析

（1）在數控加工的整個過程中，經常會產生以下幾種誤差：

（2）近似計算誤差：主要產生在加工列表曲線 曲面輪廓時 采用近似計算法所發生的逼近誤差。

插補誤差：這是由于用直線段或圓弧段逼近零件輪廓曲線所產生的誤差。減少插補誤差的方法是密化插補點，但這會增加程序數目，增加計算和編程的工作量。

（3）尺寸圓整誤差：這是將計算尺寸換算成機床的誤差當量時由于圓整化所產生的誤差。數控機床能反映出的最小位移量是一個誤差量，小于一個誤差量的數據只能四舍五入，于是就產生了誤差。

4機床加工結果

在機床上仿真模擬完成后，并沒有發生太大的錯誤，有的只是參數的數值有點偏小或者偏大，之后進行修改并沒有太大的錯誤，也減小了零件質量的誤差，在所有步驟取保無誤后就可以導入機床實現加工，加工出實體。

通過對盤類零件的工藝分析，合理制定了其加工的工藝過程，選擇了合理的加工刀具及切削參數，合理的編制了盤類零件的數控程序，即提高了產品的加工質量和效率，又降低了工人的勞動強度。

參考文獻：

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