精密凹槽零件数控加工技术研究

精密凹槽零件数控加工技术研究 本文关键词：凹槽，精密，技术研究，数控，零件

精密凹槽零件数控加工技术研究 本文简介：摘要：通过机床的实际应用对加工凹槽零件的准确性进行检测，数控机床的加工结果表明，基于UG的精密凹槽零件数控加工技术的精确度高，实用性较强，工作效率较高，便于对机床的精度进行准确控制。关键词：UG；精密凹槽零件；数控加工技术在对零件进行数控加工时，精确度要求较高，由于凹槽零件的开放区域加工较为精细，在

精密凹槽零件数控加工技术研究 本文内容：

摘要：通过机床的实际应用对加工凹槽零件的准确性进行检测，数控机床的加工结果表明，基于UG的精密凹槽零件数控加工技术的精确度高，实用性较强，工作效率较高，便于对机床的精度进行准确控制。

关键词：UG；精密凹槽零件；数控加工技术

在对零件进行数控加工时，精确度要求较高，由于凹槽零件的开放区域加工较为精细，在进行切削加工时工作较为困难。这类零件用于切割加工的区域是封闭的，因此进行铣削加工时刀具面对的阻力较大，其磨损较为严重，容易损坏，其排屑工作也较为困难，不能保证凹槽工件加工后的质量。UG的CAD模块可以很好地完成凹槽零件几何体相关的参数建模，然后再使用UG的CAM模块对凹槽的制造进行数控编程，用编程的方式来设置加工凹槽零件的刀具轨迹以及切削的方法，最后得到的NC程序可以进行凹槽零件的精密加工。如今，国外精密凹槽零件数控加工作业主要选用高速铣削少切削力的方式来避免刀具出现损坏的情况，保证零件的粗糙程度达到使用标准，这种加工技术在国内的数控加工工厂也正慢慢推广，但是它对于整个加工系统的要求较为严格，并且成本较高。本文用UG软件来对凹槽零件数控加工的切削用量、下刀方法以及加工路线的设计进行探讨，并研究了基于UG的精密凹槽零件数控加工技术。

1利用UG软件对精密凹槽零件的CAD建模

凹槽零件具有结构复杂、组成元素较多等特点，在小批量生产凹槽零件时，首先需要进行编程操作，由于一些较难加工的零件元素（如曲面）的加工要素通过传统手工编程的操作方式是较难实现的，因此负责对精密凹槽零件进行数控加工的技术人员需要选用功能齐全且符合经济生产原则的软件来进行加工。而UG软件的CAD功能较为全面，精密度较高，人们可以使用UG软件的CAD功能进行比较复杂的曲面造型以及三维设计，可以使用UG软件的草图绘画工具来绘制凹槽零件的原始草图，然后使用UG软件中的绘图工具对草图发出镜像、拉伸、边倒圆、倒斜角、孔特征以及布尔运算等命令来完善凹槽零件的具体三维图形。图1为数控车床加工零件凹槽的内轮廓。

2基于UG的凹槽零件数控加工设计

一般来说，凹槽零件的数控加工要素有四种，分别是：零件外形、曲面、槽以及孔。在加工过程中，人们可以根据零件的最小凹圆角，选择直径大小合适的立铣刀来对凹槽零件进行加工，零件轮廓上的倒斜角以及边倒圆都属于曲面加工。在数控加工的过程中，还要考虑刀具以及工件的干涉问题，尽量避免出现过切的情况。一些凹槽零件的槽型较为复杂，尺寸排布较为紧凑，用于切削加工的条件不好，这种情况下要对零件进行多次加工。在UG加工的过程中，要合理应用UG软件的Manufac-turing模块，UG软件的Manufacturing模块可以选择零件的几何体参数来对凹槽零件进行精密加工，所选用的凹槽几何体模型之间必须要有一定的关联。另外，UG软件里的CAM只在组件库文件中才能应用，因此要先将各个部件进行组合，再将组合的部件调到装配部进行应用，这样可以生成包含组件，为精密凹槽零件的制造创造条件。在对零件进行切削加工时，工件变形的程度较低，对所用加工刀具的磨损力度也较小。因此，凹槽零件的加工可以划分为粗加工和细加工，这样可以有效提升加工效率，减少换刀次数。基于UG的精密凹槽零件数控加工首先要对凹槽零件进行第一次粗加工，这个阶段的目的是将凹槽零件毛坯的大部分原料去除。第一次粗加工应该选择直径较大的刀具，并且将切度要深，进给的速度要快，还要设置相对应的主轴转速，工件所用到的夹具一般为平口钳。在对凹槽工件进行加工的过程中，如果毛坯工件总是出现移位的情况，人们可以在工件毛坯的安装平面上铣出深度合理的两条定位槽，这两条定位槽用于对平口钳钳口进行定位。刀具直径一般选择小于所加工凹槽零件1㎜的立铣刀，如果所选用的立铣刀直径大于凹槽零件的槽和孔的尺寸，则此次用来加工的立铣刀不参与孔和槽的加工，切削作业都在零件的开放区域进行。第一次粗加工完成后，要进行第二次粗加工。第一次粗加工只是将凹槽的余量切除，但是凹槽零件顶面的槽和孔都没有进行加工，零件进行第二次粗加工时要选择直径较小的，加工顶面槽所选用的刀具依然要选择比槽直径小于1㎜的，因为第二次粗加工是在封闭区域内进行。立铣刀在Z向进刀的过程中，人们要将刀具中心的切削速度设置为零，不然刀具很容易出现扎刀的情况，这样会损坏刀具。因此，刀具在进行Z向进刀时，人们要注意避开插销操作，将给进的速度设置低一点，第二次粗加工要选择两种刀具，并且分成两次进行，这样不仅可以提升加工凹槽零件的工作效率，还能使加工的尺寸较为准确。完成第二次粗加工后，要对凹槽零件进行二维轮廓的精加工。这个加工是对凹槽零件的外形加工，刀具的选择方面受到凹槽零件外形凹圆角以及凹槽之间间距尺寸的限制，一般情况下的加工类型为平面轮廓铣，进行切削的方向是顺铣，设置的切削顺序要以层排序，还要将刀的路径设置为光顺。为了使凹型零件的刀痕减少，以保证凹槽零件外形的美观，人们要根据凹型零件的实际情况来设置进刀的深度。完成二维轮廓精加工后，要对孔进行精加工，孔的精加工主要利用铣削和铰削操作来实现，这两种加工方式相对应的使用情况不同。铣削所用到的刀具具备通用性强的特点，因此适用于数控机床精度允许的情况下对凹槽零件进行孔加工，在小批量以及中批量凹槽零件加工中适用。铰孔技术是在数量较多的孔加工中适用。孔的精加工完成后要进行平面的精加工，需要的刀具为立铣刀，为了降低换刀频率，人们要选择直径较小的立铣刀进行平面的精加工。这种加工类型为平面铣，对平面的切削方式是要跟随周边，设置的加工步距一般为所选用刀具直径的70%，进刀方式设置为线性。完成凹槽零件平面的精加工后，要进行零件凹槽的精加工，在数控加工中，较为紧凑的凹槽一直是难点，刀具的选择要参考零件的最小凹槽尺寸，人们要选择直径小于凹槽直径1㎜的刀具。此次操作的类型为平面铣，为了降低刀具Z向切削时的阻力，要提升其形位精度，选取螺旋式的下刀方法，切削动作要跟随部件，将起点钻设置在凹槽的中间，加工顺序要遵循深度优先的原则。同时，人们要将刀路设置光顺，这样加工出来的凹槽零件才会光滑并且刀痕少。精密凹槽零件数控加工的最后一个步骤为对凹槽零件的实际切削仿真，UG软件具备模拟功能，这个功能可以将凹槽零件加工的整个过程模拟出来，这个操作步骤要在生成加工零件的刀具路径后进行。通过应用UG软件的仿真模拟功能，加工技术人员可以清楚地看到加工刀具的加工路径，可以通过观察仿真精密加工的过程以及结果来判断加工方案的合理性。如果加工过程中有碰撞的情况出现，技术人员可以对零件精密加工方案进行调整，这样可以避免在实际加工的过程中出现较大误差。完成仿真工作后，技术人员通常都会查看工件的颜色，判断凹槽零件是否有切削太过或切削不到位的情况，合理应用UG软件功能可以在很大程度上降低精密凹槽零件出现问题的概率，有效提升加工系统的安全性能。仿真工作结束后，需要通过UG软件的后处理功能将刀位的走向选中，然后再导入到数控机床的专用后处理文件中，从而生成用于执行命令的代码，最后经过数据线来将代码程序输入给数控加工机床。

3结语

本文对基于UG软件基础的精密凹槽零件数控加工技术进行探究，并结合凹槽零件的特点说明数控机床的加工步骤。对于加工凹槽零件技术来说，科学合理的加工方案十分重要。在对凹槽零件进行数控加工的过程中，人们可以使用UG软件的CAM功能来获得数控加工的数控编程和刀具路径，方案设计完毕后可以通过UG软件进行仿真模拟来对加工方案进行检验，还可以在HAASvf3机床上对数控加工所用到的编程合理性进行验证。合理地应用UG软件来对精密的凹槽零件进行加工具有传统数控加工所没有的优势，因此UG在精密凹槽零件数控加工中的应用有利于提升零件的精确度，保证加工工件质量，推动数控加工技术的发展。

参考文献

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作者：陈小雷 单位：茂名市高级技工学校

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