導(dǎo)語：卷煙機(jī)滾輪加工工藝研究一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：以某卷煙機(jī)滾輪實(shí)際生產(chǎn)為例，在分析了卷煙機(jī)滾輪結(jié)構(gòu)、加工工藝、刀具選擇和夾具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，利用UGNX軟件進(jìn)行了卷煙機(jī)滾輪的粗加工、半精加工和精加工設(shè)計(jì)，介紹了其加工步驟、五軸定軸加工的參數(shù)和軌跡，可為同類產(chǎn)品的加工提供有益參考。

關(guān)鍵詞：UGNX軟件；卷煙機(jī)滾輪；多軸加工；加工工藝

從航空航天超級(jí)工程到醫(yī)療器械等精密制造領(lǐng)域，都需要使用先進(jìn)的多軸加工技術(shù)，它是一項(xiàng)集高效、優(yōu)質(zhì)、低耗于一體的先進(jìn)制造技術(shù)，能起到提高產(chǎn)品質(zhì)量、大幅度降低成本、縮短生產(chǎn)周期的作用，使產(chǎn)品在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中獲取顯著優(yōu)勢(shì)。在我校與某公司的合作生產(chǎn)項(xiàng)目中，需要加工一批卷煙機(jī)滾輪，圖1為卷煙機(jī)滾輪的立體圖，圖2為卷煙機(jī)滾輪實(shí)物圖。該零件加工采用的材料為進(jìn)口7075鋁合金，坯料為準(zhǔn)300mm×210mm的圓鋁管棒，生產(chǎn)總量為100件，工時(shí)1個(gè)月，屬定期小批量生產(chǎn)。

1卷煙機(jī)滾輪加工工藝要求

從結(jié)構(gòu)上來看，卷煙機(jī)滾輪是典型的車銑復(fù)合零件，主要加工位置為徑向側(cè)面。由于其為卷煙機(jī)設(shè)備的傳動(dòng)核心部件，工作轉(zhuǎn)速高，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)需要保持平衡，因此對(duì)零件本身的精度和質(zhì)量有一定的要求，其中徑向側(cè)面的加工質(zhì)量將直接影響其工作性能，特別是其相對(duì)應(yīng)的兩個(gè)側(cè)面對(duì)位置精度有要求。經(jīng)分析，本零件大部分的尺寸精度不是特別高，只有12個(gè)側(cè)面與中心的距離有132.8150-0.02mm的尺寸公差要求，如圖3所示，同時(shí)各對(duì)應(yīng)的平面具有較高的平面度要求，表面精度要求達(dá)到Ra1.6。

2卷煙機(jī)滾輪的加工工藝方案

經(jīng)分析，該零件的加工難點(diǎn)是各徑向側(cè)面的加工，并且該零件具有較多的孔系加工，相應(yīng)的直徑深度也有一定的尺寸精度和位置精度要求。若使用普通加工中心進(jìn)行加工，多次裝夾不但增加工裝難度，又不能保證加工的定位精度，因此為了保證卷煙機(jī)滾輪的整體精度，在加工時(shí)應(yīng)盡量減少裝夾次數(shù)，同時(shí)在加工過程中不僅要保證各表面的加工軌跡能夠滿足幾何準(zhǔn)確性要求，還要在實(shí)際加工中注意軌跡規(guī)劃，以保證加工質(zhì)量。根據(jù)卷煙機(jī)滾輪加工工藝要求，對(duì)零件進(jìn)行以下加工工序安排：在數(shù)控車床（普通車床）進(jìn)行管棒料到毛坯的粗加工，然后考慮在學(xué)校的五軸加工中心進(jìn)行半精加工和精加工，利用其效率高、精度高的特點(diǎn)，工件一次裝夾就可完成多個(gè)側(cè)面的加工，從而達(dá)到較高的尺寸精度和位置精度。具體工藝方案如下：工序1：在數(shù)控車床上加工卷煙機(jī)滾輪準(zhǔn)175.85mm、準(zhǔn)200mm的臺(tái)階孔和準(zhǔn)240mm的內(nèi)孔、準(zhǔn)275mm的外圓以及兩個(gè)端面，如圖4所示。圖5工序2加工示意圖工序2：在五軸機(jī)床上粗精加工12個(gè)側(cè)面和小側(cè)面、側(cè)面上的孔加工成準(zhǔn)12mm通孔，如圖5所示。工序3：在五軸機(jī)床上精加工上端面內(nèi)槽孔和凸緣。工序4：在五軸機(jī)床上鉆削上端面的孔系。工序5：在五軸機(jī)床上加工徑向側(cè)面的小槽并進(jìn)行倒角，如圖6所示。工序6：在五軸機(jī)床上加工上端面的開口槽，如圖7所示。

3卷煙機(jī)滾輪加工專用夾具的設(shè)計(jì)

本專用夾具在五軸加工機(jī)床的工序中使用，用于加工卷煙機(jī)滾輪，圖8為專用夾具的模型圖，圖9為該工序零件的裝夾。設(shè)計(jì)時(shí)以卷煙機(jī)滾輪的準(zhǔn)153.5mm內(nèi)孔軸線和底面為定位面，限制工件的4個(gè)自由度（x軆、y軆、x軆、y軆），以3個(gè)準(zhǔn)5mm工藝孔來定位限制工件的z軆轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，再在夾具上表面設(shè)計(jì)一個(gè)M10螺紋孔，用螺釘擰緊后限制工件的z軆移動(dòng)自由度。夾具的尺寸設(shè)計(jì)主要考慮準(zhǔn)153.5mm圓柱的精度和高度、定位銷柱以及夾具總高度尺寸。卷煙機(jī)滾輪放在本夾具上，準(zhǔn)153.5mm內(nèi)槽與夾具中上的圓柱需要間隙配合，已知工件內(nèi)槽圓極限偏差為0+0.1，尺寸公差等級(jí)為D9，經(jīng)查手冊(cè)，夾具上準(zhǔn)153.5mm的圓柱尺寸公差等級(jí)應(yīng)選為h9，極限偏差為-0.040.01。夾具配合圓臺(tái)高度可緊貼工件準(zhǔn)153.5mm槽頂面，卷煙機(jī)滾輪底面準(zhǔn)153.5mm內(nèi)圓槽深為23mm，考慮到螺釘壓板安裝的緊固問題，圓柱高度要小于槽深，尺寸為22.5mm。為防止加工中發(fā)生碰撞，夾具的高度主要考慮五軸機(jī)床主軸頭的最大半徑和夾具下端壓板螺栓的高度，夾具的高度要大于兩者之和。加工該卷煙機(jī)滾輪采用的五軸機(jī)床是哈挺XR-600五軸加工中心，主軸頭的最大半徑是125mm，因此將夾具的高度尺寸設(shè)計(jì)為250mm。

4卷煙機(jī)滾輪五軸機(jī)床主要加工刀路的編制

4.1上端面加工。平面銑削，刀軸為+Z軸方向，刀路如圖10所示。4.1.1上端面半精加工選擇直徑為D80的直柄盤銑刀，進(jìn)給率設(shè)置為800mm/min，主軸轉(zhuǎn)速為3000r/min。切削走刀方式設(shè)定為輪廓加工，選擇沿外形圓弧入刀，部件余量0.5mm。4.1.2凸緣粗加工+半精加工選擇直徑為D80的直柄盤銑刀，進(jìn)給率設(shè)置為800mm/min，主軸轉(zhuǎn)速為3000r/min。切削走刀方式設(shè)定為輪廓加工，選擇沿外形圓弧入刀，直接加工底面，部件余量0.5mm，底面余量2mm（半精加工為0mm）。4.2徑向側(cè)面粗加工。平面輪廓銑，刀軸垂直于底面，刀路如圖11所示。4.2.1大側(cè)面半精加工。選擇直徑為D80的直柄盤銑刀，進(jìn)給率設(shè)置為400mm/min，主軸轉(zhuǎn)速為2800r/min。切削走刀方式設(shè)定為輪廓加工，選擇沿外形線性入刀，僅底面加工，留部件余量0.5mm，底面余量0.5mm。4.2.2小側(cè)面半粗加工。選擇直徑為D80的直柄盤銑刀，進(jìn)給率設(shè)置為800mm/min，主軸轉(zhuǎn)速為3000r/min。切削走刀方式設(shè)定為輪廓加工，選擇沿外形線性入刀，僅底面加工，部件余量和底面余量均為0mm。4.2.3大側(cè)面精加工。選擇直徑為D80的直柄盤銑刀，進(jìn)給率設(shè)置為800mm/min，主軸轉(zhuǎn)速為3000r/min。切削走刀方式設(shè)定為輪廓加工，選擇沿外形線性入刀，僅底面加工，部件余量和底面余量均為0mm。4.3徑向孔系粗加工。斷屑鉆，刀軸垂直于部件表面。4.3.1徑向孔系中心孔加工。選擇直徑為D6的中心鉆，進(jìn)給率設(shè)置為100mm/min，主軸轉(zhuǎn)速為8000r/min。鉆削深度為3mm。4.3.2徑向孔系鉆削加工。選擇直徑為D8的鉆頭，進(jìn)給率設(shè)置為100mm/min，主軸轉(zhuǎn)速為1500r/min。鉆削深度為模型深度，通孔距離3mm。4.4側(cè)面方槽加工。平面輪廓銑，刀軸垂直于底面，刀路如圖12所示。4.4.1側(cè)面方槽半精加工。選擇直徑為D10的直柄立銑刀，進(jìn)給率設(shè)置為3500mm/min，主軸轉(zhuǎn)速為8800r/min。切削走刀方式設(shè)定為輪廓加工，從內(nèi)向外選擇沿形狀斜入刀，斜坡角2°，分層加工，每層1mm，留部件余量0.1mm。4.4.2側(cè)面方槽精加工。選擇直徑為D10的直柄立銑刀，進(jìn)給率設(shè)置為1800mm/min，主軸轉(zhuǎn)速為9500r/min。切削走刀方式設(shè)定為輪廓加工，從內(nèi)向外選擇沿形狀圓弧入刀，僅底面加工，部件余量和底面余量均為0mm。

5結(jié)語

本文通過對(duì)卷煙機(jī)滾輪實(shí)際生產(chǎn)的多軸加工方法及工藝進(jìn)行研究，證明了五軸數(shù)控加工方式效率高、精度高，工件一次裝夾就可完成多個(gè)方向的加工，并能實(shí)現(xiàn)較高的表面光潔度和尺寸精度，特別是當(dāng)徑向側(cè)面具有較高的尺寸和位置精度要求時(shí)，可以通過一次裝夾、對(duì)稱加工的方式滿足加工工藝要求。另外通過UGNX軟件實(shí)現(xiàn)CAD/CAM一體化解決方案，并利用圓周陣列的方式，可方便實(shí)現(xiàn)沿某一旋轉(zhuǎn)軸線的相同輪廓刀路編制，簡(jiǎn)化編程操作。經(jīng)實(shí)際生產(chǎn)驗(yàn)證，本加工工藝可以有效提高零件的生產(chǎn)效率和精度。

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作者:劉毅 單位:廣州市高級(jí)技工學(xué)校