一種異型活門的數控加工方法
2023-07-04 18:35:41
一種異型活門的數控加工方法
【專利摘要】本發明公共一種異型活門的數控加工方法，1)採用在車銑複合加工中心上，利用數控車銑加工的方法，將零件由棒料一次加工出內外型面；2)採用UGCAM編程，應用虛擬仿真技術驗證加工程序的正確性；3）合理選擇零件數控加工的工藝路線和工藝參數；4)採用了兩種加工方案，分別為加工方案1和加工方案2，最終確定了方便測量的加工方案2為批生產工藝。本發明的優點：在車銑複合加工中心上利用數控加工和仿真技術進行了工藝優化，優化後的工藝由原普通設備加工的39道工序減少至現在的20道工序，零件內外型面由原來在普通設備上加工的22道工序，改為在車銑複合加工中心上1道工序加工完成。經試驗和批生產驗證，加工出的零件質量完全滿足設計要求。
【專利說明】一種異型活門的數控加工方法 【技術領域】
[0001]本發明涉及機械加工領域，具體說是航空發動機加工【技術領域】，更具體說是一種 異型活門的數控加工方法。
【背景技術】
[0002]異型活門零件(見圖1、2)結構複雜，加工精度及技術條件要求高，尺寸小，帶空 間角度的外圓I測量困難，幾十年來一直採用普通設備加工，加工工序多，加工周期長，需 要大量的專用工裝，加工的準備時間是加工時間的6倍，無論加工批量大小，加工周期都很 長，一直是生產中的技術瓶頸。
【發明內容】
[0003]為解決上述技術問題，本發明的目的是為提高零件的加工效率，採用先進的車銑 複合加工中心，利用數控加工的方法，通過設定合理的加工方案和工藝參數，解決異型活門 類零件加工周期長，加工成本高這一難題。由於不同的加工方案及參數的設定都會帶來不 同的加工效果及生產效率，為解決該問題，本發明通過設定兩套不同的加工方案進行比較， 並最終確定適合批量生產的加工方案。具體技術方案:
[0004]I)採用在車銑複合加工中心上，利用數控車銑加工的方法，將零件由棒料一次加 工出內外型面；
[0005]2)採用UGCAM編程，並利用該軟體的虛擬仿真技術驗證加工程序的正確性。
[0006]3)合理選擇零件數控加工的工藝路線和工藝參數；
[0007]4)採用了兩種加工方案，加工方案I如圖3、4所示，加工方案2如圖5、6所示，最 終確定了方便測量的加工方案2為批生產工藝。
[0008]所述加工方案I為:車棒料外圓一銑頂平面7 —粗銑外圓I —精銑外圓I —銑一 端兩個平面9 —打中心孔4 —鑽孔4 —粗鉸孔4 —精鉸孔4 —鍃倒角17 —銑側面19、20 — 銑另一端兩個平面12 —精銑四個平面9、12 —銑頭部四個R5 —銑中部四個R18 —粗銑缺 口側面6、21 —精銑缺口側面6、21 —銑一側缺口 10 —銑另一側缺口 22 —粗銑兩個小平面
11、23 —精銑兩個小平面11、23 —精銑一側弧面8 —銑槽2、24 —粗銑另一側弧面3 —精銑 另一側弧面3 —統斷13。
[0009]所述加工方案2為:車棒料外圓一銑頂平面7 —銑一端兩個平面9 —銑側面19、 20—粗統外圓I —精統外圓I —打中心孔4 —鑽孔4 —粗絞孔4 —精絞孔4 —鎊倒角17 — 銑另一端兩個平面12 —精銑四個平面9、12 —銑頭部四個R5 —銑中部四個R18 —粗銑缺口 側面6、21 —精銑缺口側面6、21 —銑一側缺口 10 —銑另一側缺口 22 —銑兩個小平面11、 23 —銑槽2、24 —粗開槽13 —銑斷13。
[0010]本發明的有益效果
[0011]該異型活門採用在車銑複合加工中心上利用數控加工和仿真技術進行了工藝優 化，優化後的工藝由原普通設備加工的39道工序減少至現在的20道工序，零件內外型面由原來在普通設備上加工的22道工序，改為在車銑複合加工中心上I道工序加工完成。經 試驗和批生產驗證，該加工方案可行，並固化了工藝參數。節約加工工時21 %、準備時間 78 %、材料40 %，共節約35套專用工裝，按生產150件，實際提高生產效率36.7%，共節約費 用19.66萬元。加工出的零件質量完全滿足設計要求。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1:零件主視圖；
[0013]圖2:零件主視圖的剖視圖；
[0014]圖3:車銑加工全部工序加工方案I主視圖；
[0015]圖4:車銑加工全部工序加工方案I左視圖；
[0016]圖5:車銑加工全部工序加工方案2主視圖；
[0017]圖6:車銑加工全部工序加工方案2左視圖。
【具體實施方式】
[0018]I零件加工工藝性分析
[0019]如圖1、2所示，由於零件結構複雜，各種型面一3、4、5、7、8、9、10、11、12、18、19、
20、21、22、23和帶空間角度的外圓I及槽2、24的加工，採用棒料在車銑複合加工中心上數 控加工，由於零件小，加工設備大，為防止工具機主軸頭幹涉，須將棒料伸出長一些加工，這樣 就降低了零件加工過程中的剛性，採用車削的方法加工外圓1，零件顫動，加工表面有顫紋， 表面粗糙度不好，於是採用銑削法加工外圓1，為了保證零件內孔4與外圓I (D)(見圖4) 的垂直度不大於0.05mm的要求,必須將內孔4和外圓I在一次裝夾中加工完成。由於零件 外圓I尺寸精度要求較高，且帶有一定的空間角度，為提高加工精度和方便測量，需先銑加 工外圓1，採用粗銑、半精銑和精銑的加工方法，並且在設備上測量。然後再銑削其它型面
3、5、7、8、9、10、11、12、18、19、20、21、22、23，最終保證零件尺寸和技術條件要求。零件加工 的工藝路線為:
[0020]棒料一車銑加工全部一銑倒角13 —銼修圓角一研磨外圓I —中間檢驗一銑兩個 槽14 —銑型面3 —銑另一型面8 —鑽孔15 —電火花打孔16 —鉸孔16和拋光一清洗一標 印一最終檢驗一純化。
[0021]2零件數控加工方案的設計
[0022]零件加工工序草圖見圖3、4和圖5、6，用三爪卡盤裝夾，以棒料外徑定位並夾緊， 以銑削主軸頭不幹涉為準，儘量將棒料伸出得短些，以提高零件加工過程中的剛性。採用先 銑加工外圓，然後粗銑和精銑的加工方法，並且在設備上測量，再銑削其他型面，最後銑斷 的方法加工。
[0023]方案1:見圖3、4，數控加工工藝路線為:車棒料外圓一銑頂平面7 —粗銑外圓I — 精銑外圓I—銑一端兩個平面9 —打中心孔4 —鑽孔4 —粗鉸孔4 —精鉸孔4 —鍃倒角 17 —銑側面19、20 —銑另一端兩個平面12 —精銑四個平面9、12 —銑頭部四個R5 —銑中 部四個R18 —粗銑缺口側面6、21 —精銑缺口側面6、21 —銑一側缺口 10 —銑另一側缺口 22 —粗銑兩個小平面11、23 —精銑兩個小平面11、23 —精銑一側弧面8 —銑槽2、24 —粗 統另一側弧面3 —精統另一側弧面3 —統斷13。[0024]方案2:見圖5、6，數控加工工藝路線為:車棒料外圓一銑頂平面7 —銑一端兩個 平面9 —f先側面19、20 —粗統外圓I —精統外圓I —打中心孔4 —鑽孔4 —粗絞孔4 —精 鉸孔4—鍃倒角17—銑另一端兩個平面12—精銑四個平面9、12—銑頭部四個R5—銑中 部四個R18 —粗銑缺口側面6、21 —精銑缺口側面6、21 —銑一側缺口 10 —銑另一側缺口 22 —銑兩個小平面11、23 —銑槽2、24 —粗開槽13 —銑斷13。
[0025]3刀具的選擇和加工工藝參數的確定
[0026]根據零件材料為青銅合金，採用兩種加工方案，詳見圖3、4和圖5、6以及表1、2。
[0027]方案1:見圖3、4及表1，車棒料外圓一銑頂平面7 —粗銑外圓I —精銑外圓I — 銑一端兩個平面9 —打中心孔4 —鑽孔4 —粗鉸孔4 —精鉸孔4 —鍃倒角17 —銑側面19、 20 —銑另一端兩個平面12 —精銑四個平面9、12 —銑頭部四個R5 —銑中部四個R18 —粗 銑缺口側面6、21 —精銑缺口側面6、21 —銑一側缺口 10 —銑另一側缺口 22 —粗銑兩個小 平面11、23 —精銑兩個小平面11、23 —精銑一側弧面8 —銑槽2、24 —粗銑另一側弧面3 — 精銑另一側弧面3 —銑斷13。
[0028]方案I比方案2多銑兩個弧面3、8 ;
[0029]方案2:見圖5、6及表2 ;加工方案2為:車棒料外圓一銑頂平面7 —銑一端兩個 平面9 —f先側面19、20 —粗統外圓I —精統外圓I —打中心孔4 —鑽孔4 —粗絞孔4 —精 鉸孔4—鍃倒角17—銑另一端兩個平面12—精銑四個平面9、12—銑頭部四個R5—銑中 部四個R18 —粗銑缺口側面6、21 —精銑缺口側面6、21 —銑一側缺口 10 —銑另一側缺口 22 —銑兩個小平面11、23 —銑槽2、24 —粗開槽13 —銑斷13。
[0030]從試驗結果看，方案I比方案2加工效率高，但存在外圓I不好測量，需要專用量 具測量，對後續工序研磨外圓I時操作不方便，夾持時容易傾斜。
[0031]方案2比方案I少加工兩個弧面3、8，該弧面3、8後續採用普通設備加工，加工效 率比方案I低，但外圓I測量方便，採用通用的指示千分尺就能測量，而且對後續工序研磨 外圓I時操作方便，夾持時不容易傾斜。
[0032]最終確定了方便測量的加工方案2為批生產工藝。
[0033]表I數控加工方案I的加工參數
【權利要求】
1.一種異型活門的數控加工方法，其特徵在於:1)採用在車銑複合加工中心上，利用數控車銑加工的方法，將零件由棒料一次加工出 內外型面；2)採用UGCAM編程，應用虛擬仿真技術驗證加工程序的正確性；3)合理選擇零件數控加工的工藝路線和工藝參數；4)採用了兩種加工方案，分別為加工方案I和加工方案2，最終確定了方便測量的加工 方案2為批生產工藝。
2.根據權利要求1所述的數控加工方法，其特徵在於:所述加工方案I為:車棒料外圓 —銑頂平面(7)—粗銑外圓(I)—精銑外圓(I)—銑一端兩個平面(9)—打中心孔(4)— 鑽孔⑷一粗鉸孔⑷一精鉸孔⑷一鍃倒角(17)—銑側面(19、20)—銑另一端兩個平 面(12)—精銑四個平面(9) (12)—銑頭部四個R(5)—銑中部四個R(18)—粗銑缺口側面 (6,21)—精銑缺口側面(6、21)—銑一側缺口(10)—銑另一側缺口(22)—粗銑兩個小平 面(11、23)—精銑兩個小平面(11、23)—精銑一側弧面(8)—銑槽(2、24)—粗銑另一側 弧面(3)—精銑另一側弧面(3) —銑斷(13)。
3.根據權利要求1所述的數控加工方法，其特徵在於:所述加工方案2為:車棒料外 圓一銑頂平面(7)—銑一端兩個平面(9)—銑側面(19、20)—粗銑外圓(I)—精銑外圓(I)—打中心孔⑷一鑽孔⑷一粗鉸孔⑷一精鉸孔⑷一鍃倒角(17)—銑另一端兩個 平面(12)—精銑四個平面(9、12)—銑頭部四個R(5)—銑中部四個R(18)—粗銑缺口側 面(6) (21)—精銑缺口側面(6、21)—銑一側缺口(10)—銑另一側缺口(22)—銑兩個小 平面(11、23)—銑槽(2、24)—粗開槽(13)—銑斷(13)。
【文檔編號】B23P15/00GK103586635SQ201310558003
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年11月11日 優先權日:2013年11月11日
【發明者】魏鑑梅, 趙昌輝, 張森堂, 金英卓, 李家永 申請人:瀋陽黎明航空發動機(集團)有限責任公司