走心車銑復合中心新型車銑復合加工工藝分析

走心車銑復合中心新型車銑復合加工工藝分析

140走心車銑復合中心—Cr螺紋軸零件長春汽車的研磨中心以汽車為主，同時配備了孔、雕、槽、銑床、齒、攻絲、桿孔、研磨等工藝車的研磨復合加工功能。超長的Z軸行程,通過送料機將材料送到主軸通孔,主軸夾頭自動鎖緊,一次送料完成零件的全部加工,無論是加工精度、加工效率都是傳統(tǒng)走刀式車銑中心無法比擬的,特別適合小型復雜旋轉類零件的大批量、多品種、高精度的加工任務。其強大的雙軸(主軸、背軸)控制系統(tǒng),能實現(xiàn)主軸加工完背軸自動接料定位,主、背軸同時加工,有效解決了工件調頭二次裝夾造成的效率、精度低的問題。走心車銑復合中心新型車銑復合加工是現(xiàn)代制造業(yè)的方向,是未來發(fā)展的必然趨勢。圖1是某40Cr螺紋軸零件,屬于加工要素較多、高集成度車銑復合零件。本文以該零件為例,探討走心車銑復合中心新型車銑復合加工工藝。1零件加工精度分析圖1的螺紋軸是機械結構中常見的部件,主要起到聯(lián)接、傳動、緊固的作用,其精度和強度直接影響到整個結構的功能。零件的材料為40Cr合金結構鋼,切削性能較好,具有良好的韌性和強度。該工件的加工要素較多:車削M14×1.5螺紋、準21.30-0.03外圓、準19×2.5退刀槽、M19×0.75螺紋以及兩處螺紋尾端連接處圓弧;鉆削軸向準1.5孔、60°準3倒角孔、準100+0.02底孔以及60°孔口倒角,徑向M6定心孔、M6底孔以及孔口C0.3倒角;鏜削軸向準100+0.02孔,攻M6螺紋;準21.30-0.03外圓處有0.05mm的圓柱度要求;各倒角處有角度要求,各倒圓角處有尺寸要求;零件的左端面為長度方向設計和加工的基準;部分表面質量要求較高:14.8-0+0..0303mm銑平面處和右側準100+0.02內孔粗糙度值達到Ra0.8μm,其他加工表面粗糙度要求達Ra1.6μm,另外零件的軸向尺寸要求較高。根據(jù)分析得知:該零件加工精度要求較高,包含車削、銑削、鏜削、鉆削及攻絲等工序。采用普通數(shù)控機床,工序分散,需要反復更換刀具以及多次裝夾,無法保證零件的精度和加工效率,而采用走心車銑復合中心新型車銑復合加工能有效解決上述問題。2b06領域刀具特點鑒于40Cr螺紋軸零件集車、銑、鏜、鉆、攻絲等工序于一體,因此選用配置FANUCSeries0i-TC高性能數(shù)控系統(tǒng)、具備車銑復合加工功能同時配置自動送料器的B0326-II走心車銑復合中心完成零件加工。該設備采用雙軸排布刀具,通過縮短排刀與對向刀具臺的刀具交換時間,多重刀具臺重疊,二次加工時直接主軸分度,主、背軸同時加工,實現(xiàn)空走時間的縮短,大大提高加工效率。該設備主要技術指標如表1。通過分析零件的技術要求、材料性能,結合B0326機床自身特點,擬定加工工藝路線如下:主軸側:車端面→鉆準3中心孔→鉆準1.5孔→粗車外圓準13.8至15mm處→精車外圓至15mm處→車螺紋M14×1.5→螺紋去毛刺→車外圓準21.30-0.03至35mm處→銑側平面至14.8-0+0..0303mm→鉆側面定心孔→鉆M6底孔→M6攻絲→去兩平面毛刺→車外圓準21.30-0.03至54.5處→切槽準19×2.5→車外圓準21.3至74mm處→背車外圓準18.8至85.1mm處→車螺紋M19×0.75→切斷(此時背軸過來接料);背軸側:背軸沿1處接料后,鉆準4中心孔→鉆準8底孔→鏜孔至準100+0.02→吐料→檢驗→入庫3粗加工鉆孔加工工件外圓加工采用自動送料機送料,主軸夾頭自動夾緊;外形加工選用京瓷刀具,刀片為DCMT11T302GK,PVD硬質合金涂層,刀桿為SDJCR1616JX-11FF;車削余量較大的地方運用外徑粗加工循環(huán)G71指令,刀具循環(huán)起點選擇(X20.0Z-0.2),機床主軸轉速2500r/min,背吃刀量半徑方向1.5mm,進給速度0.05mm/min。由于零件上加工要素較多,走心車銑復合中心在進行零件外形加工時,采取分段加工的形式,刀具的走刀路線和傳統(tǒng)走刀式數(shù)控機床有很大不同,具體走刀路線(見圖2)。(1)M14×1.5螺紋處外形粗加工至15mm處;(2)M14×1.5螺紋處外形精加工至15mm處;(3)去M14×1.5螺紋處毛刺并車外圓至銑側平面35mm處,(4)去銑側平面處毛刺并車外圓至切槽54.5mm處,(5)車外圓至74mm處,(6)背車加工M19×0.75螺紋處外圓至85.1mm。(2)主軸側銑平面至14.8-0+0..0303mm和徑向M6攻絲啟用主軸Cs軸控制功能和前刀臺動力刀具實現(xiàn)銑側平面、徑向鉆孔和攻絲。銑側平面時選用準8立銑刀,從圖1中看出,平面銑削深度單邊3.25mm,每次銑削1mm,分3刀完成。利用M50指令開啟Cs軸分度,M82主軸Cs軸制動,G0C0將主軸定位到0°,完成一側平面銑削,G0C180.0將主軸旋轉180°完成另一側銑平面。徑向M6攻絲時,選用準6中心鉆定心和孔口倒角,準5.2鉆頭鉆螺紋底孔。徑向M6攻絲程序如下:(3)主軸側切斷主軸側所有加工要素完成后執(zhí)行切斷,選用京瓷PR930左偏割刀,刀片型號GMM2520-TK,刀桿為KGMR1616JX-2.5,進給速度f=0.08mm/r。切斷時,主軸切斷刀定位后,背軸沿著圖1中B處接料,自動二次裝夾,保證準21.30-0.03同軸度和圓柱度,確保零件加工精度。主、背軸配合切斷程序:(4)背軸側鏜孔準100+0.02背軸接料后,選取背刀臺刀具進行準100+0.02孔加工,準100+0.02孔精度要求高,表面粗糙度達Ra0.8μm,需要經(jīng)過珩磨加工。粗加工鉆孔時采用準4中心鉆定心,準8鉆頭鉆底孔,背軸反轉,轉速1500r/min,采用G83軸向鉆孔指令,進給速度f=0.06mm/r,每次鉆削1mm,鉆削深度15mm。精加工為鏜削加工,選用京瓷刀具,鏜刀桿型號為S25H-SVNR12N,刀片為VNBR0620-01,最小切削直徑準2mm,進給速度f=0.03mm/r。鏜孔程序如下:4精密車銑復合零件的顯著經(jīng)濟效益采