胡思遠(yuǎn)，于海飛

（1.山西經(jīng)貿(mào)職業(yè)學(xué)院,山西 太原 030000；2.北方重工，內(nèi)蒙古 包頭 014000）

薄壁零件鐵板凳支架加工工藝分析與設(shè)計(jì)

胡思遠(yuǎn)1，于海飛2

（1.山西經(jīng)貿(mào)職業(yè)學(xué)院,山西 太原 030000；2.北方重工，內(nèi)蒙古 包頭 014000）

通過(guò)分析薄壁類(lèi)零件板凳支架的工藝特點(diǎn)，選取合適的切削用量、裝夾方法，制定了合理的工藝路線，有效解決了薄壁類(lèi)零件加工過(guò)程中的變形問(wèn)題，運(yùn)用UG8.0軟件對(duì)板凳支架進(jìn)行建模與加工仿真，給出了加工零件所需的導(dǎo)軌。

薄壁件；工藝分析；UG建模與仿真

隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，可加工零件的種類(lèi)越來(lái)越多。薄壁零件是一種常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)類(lèi)型，由于其具有省材料、重量輕、面積大等優(yōu)點(diǎn)，其應(yīng)用范圍越來(lái)越廣泛。但是薄壁零件在加工過(guò)程中，由于其較差的剛性和穩(wěn)固性，銑削過(guò)程中產(chǎn)生較大的振動(dòng)會(huì)影響零件的表面粗糙度，夾具夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力很容易使零件產(chǎn)生受力變形。另外，銑削過(guò)程中產(chǎn)生大量的熱量，由于零件是薄壁特征而集中在一起，使零件產(chǎn)生受熱變形。所以，薄壁零件生產(chǎn)的難點(diǎn)是如何解決加工過(guò)程中的變形問(wèn)題，從而提高零件表面精度，滿足產(chǎn)品的使用性能。

1 零件圖分析

如圖1所示的零件是某公司需要加工的板凳支架。分析圖樣可知，圖1的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是長(zhǎng)度為600mm的支撐座下底面，技術(shù)要求主要保證上表面三個(gè)凸臺(tái)的平面度，且加工底座左右兩個(gè)上表面。由于材料厚度只有15mm，稍大的夾緊力和切削力、切削熱就會(huì)使工件產(chǎn)生變形，本次工藝設(shè)計(jì)的任務(wù)是解決三個(gè)凸臺(tái)在加工中的變形問(wèn)題。首先選擇合適的刀具和切削參數(shù)、走刀路徑來(lái)保證零件表面的平面度和表面粗糙度，然后編程盡可能短的導(dǎo)軌路線以提高生產(chǎn)效率。

圖1 零件圖樣

2 工藝分析

毛坯余量為5mm左右，正負(fù)不超過(guò)2mm，為了減少凸臺(tái)面的變形，保證三個(gè)凸臺(tái)面的平面度，分別對(duì)零件的粗、精加工進(jìn)行分析設(shè)計(jì)。

（1）粗加工。普通零件在進(jìn)行粗加工時(shí)要用大的夾緊力和大的吃刀深度提高工作效率，但對(duì)于本案例的薄壁零件，為了減小凸臺(tái)的變形，采用如下改進(jìn)：①減小吃刀深度，降低熱應(yīng)力對(duì)工件尺寸的影響；②適當(dāng)減小裝夾力，用可調(diào)支撐頂支撐長(zhǎng)度為380mm的上板下表面，有效降低粗加工產(chǎn)生對(duì)零件的振動(dòng)，緩解上板的屈曲變形。本次案例銑削凸臺(tái)時(shí)取吃刀深度1mm，留余量0.5mm；銑削底座時(shí)由于其牢固固定在工作臺(tái)上，有很好的穩(wěn)定性，取吃刀深度2mm。刀具選擇Φ80的面銑刀。

（2）精加工。精加工要保證三個(gè)凸臺(tái)的平面度。加工前要放松夾緊力，能把工件夾住即可，減小夾緊力所產(chǎn)生的變形。精加工吃刀深度比普通零件一般小，取值0.5mm，撤掉可調(diào)支撐頂。在精加工底座上表面時(shí)，由于有R10的倒角，銑刀選用下半徑為R10的倒斜銑刀，直接銑出圓角。

3 零件工藝路線

根據(jù)基準(zhǔn)重合，先粗后精原則，制定工藝路線如下：①金屬鑄造，按毛坯尺寸鑄造板凳毛坯；②熱處理：退火和自然失效；③粗銑：以上板上表面為粗基準(zhǔn)定位基準(zhǔn)，加工底座下表面，調(diào)轉(zhuǎn)裝夾底座下表面，上板下表面支撐可調(diào)支撐頂，以底座下表面為定位基準(zhǔn)，加工上板上表面的三個(gè)凸臺(tái)和底面上表面。銑削凸臺(tái)時(shí)每刀深度1mm，留0.5mm精加工余量；銑削底座上表面時(shí)每刀深度2mm，留1mm精加工余量；④精銑：加工三個(gè)凸臺(tái)面時(shí)，撤掉可調(diào)支撐頂，吃刀深度取0.5mm一刀銑完；精銑底座下表面時(shí)用圓角成型銑刀一刀銑出R10的圓角。⑤鉗工：去毛刺。⑥檢驗(yàn)。

4 UG建模與仿真

圖2 零件建模

使用UG8.0軟件對(duì)板凳零件進(jìn)行圖2所示的建模；調(diào)入加工模塊，設(shè)置部件、毛坯，設(shè)定凸臺(tái)上表面中心點(diǎn)位置為加工坐標(biāo)系，工序方式為平面銑，創(chuàng)建刀具Φ80的面銑刀粗銑三個(gè)凸臺(tái)、精銑三個(gè)凸臺(tái)和粗銑底座上表面、創(chuàng)建Φ80R10的倒斜銑刀精銑底座下表面，生成導(dǎo)軌依次見(jiàn)圖3、圖4、圖5和圖6。

圖3 生成導(dǎo)軌圖

圖4 生成導(dǎo)軌圖

圖5 生成導(dǎo)軌圖

圖6 生成導(dǎo)軌圖

5 結(jié)語(yǔ)

此次案例以薄板類(lèi)零件板凳支架為研究對(duì)象，通過(guò)給定零件圖的結(jié)構(gòu)特征和技術(shù)要求，詳細(xì)分析了該零件的工藝特征，制定了工藝路線，通過(guò)UG8.0軟件對(duì)刀路進(jìn)行仿真，為薄壁類(lèi)零件的加工工藝設(shè)計(jì)提供借鑒思路，解決了薄壁零件生產(chǎn)的難題，為企業(yè)生產(chǎn)提供了技術(shù)幫助。

［1］朱淑萍.機(jī)械加工工藝及設(shè)備［M］.上海：機(jī)械工業(yè)出版社，2002.

［2］崔兆華.數(shù)控加工基礎(chǔ)［M］.北京：中國(guó)勞動(dòng)保障出版社，2011.

［3］何冰強(qiáng).UGNX8.0數(shù)控加工編程應(yīng)用［M］.北京：大連理工大學(xué)出版社，2014.

Analysis and Design of Thin-walled Parts Iron Bench Support Process

HU Si-yuan1，YU Hai-fei2
（1.Shanxi Business Vocational College，Taiyuan，Shanxi 030000，China；2.NHIG，Baotou，Inner Mogolia 014000，China）

Through the analysis of the technological characteristics of thin-walled parts bench stents，this paper selects the appropriate cutting dosage，the clampingmethod,makes a reasonable technology route，effectively solves themachining deformation in the process of the thin-walled parts，using UG8.0 softwaremodeling and processing simulation to the bench support，and finally gives processing of guide rail.

thin-walled package；Process analysis；UGmodeling and simulation

TH16

A

2095-980X（2015）08-0036-02

2015-07-09

胡思遠(yuǎn)（1987-），女，山西太原人，助教，研究生，主要研究方向：數(shù)控設(shè)備應(yīng)用與維護(hù)。