高精度滑槽的铣削加工.doc

高精度滑槽的铣削加工我校实训工场为了实现国家关于高等职业技术学院人才养培方案和教育、教学目标，目前推行了产、学、研一体化教学方案，使学生在实训过程中更好了解所学专业的内涵，为学生在实训过程中创造一个真实工程氛围。因此，经常外接一些产品来进行生产加工，在加工过程再进行实践教学，同时也提高了教师的专业业务水平，这是一举多得的有效的教育、教学方式。其中有数控冲裁设备上的一个零件（示意简图1），此滑槽的制造精度高低直接影响整个设备的几何运动精度，是整机的关键零件之一。此槽加工难点有三处，一是槽宽尺寸公差要求0.015mm；二是槽深尺寸公差要求0.02mm；三是两侧面及底面表面粗糙度1.6um；此零件既有较高的尺寸精度要求又有较高表面质量要求，因此，加工时很难达到图纸提出的要求，成品率较低，开始我们加工合格率仅百分之四十左右，造成了很大的浪费，后来通过一系列的技术改进目前合格率达到90%以上，此方法的改进主要是从以下三方面着手：图 11. 加工工艺方面由于该零件材料是HT250砂型铸造件，毛坏加工余量较大，而该滑槽两侧壁较薄极易产生变形。首先精加工该槽必需放在铣削加工工序中的最后一道进行，若先加工它，后面其他工序由于余量较大，所使用的夹紧力也较大，极易造成变形；第二粗精加工一定要分开进行，我们对该槽是先后进行了三次铣削加工即粗加工、半精加工和精加工。同时粗加工后该零件必须进行工人时效，彻底消除由于残余应力原因而在后续工序中引起变形；第三各道工序要合理留有加工余量，通过我们的摸索粗加工后两侧及底面各留余量0.5mm左右，半精加工后两侧面各留0.1 0.15mm，顶面和底面各留0.2mm左右，这样在精加工时对尺寸精度的控制和表面质量的提高都有极大好处。第四精加工时装夹方式要合理，定位装夹时一定要以底面定位，采用平压的方式而不能使用侧面夹紧的方式，以防由于夹紧力的问题而产生变形。同时在精加工定位底面时，底面加工的平面度一定要好，尽量避免凹心情况，平面度不得超过0.015mm。加工时槽底和顶面要一刀下来，用机床自身精度来保证槽深公差要求。2. 机床精度方面由于该零件在槽宽和槽深度两方面同时精度要求极高，采用普通铣床加工很难达到图纸要求，在加工过程中我们采用的是精度较高的数控铣床或加工中心。用该类设备加工时机床的重复定位精度较高，一般在0.005mm左右，高精度的机床是保证该滑槽加工精度的基本硬件之一。首先顶面与底面是用同一把平底立铣刀一道加工出来，这样机床Z轴方向的重复定位精度直接保证了槽深尺寸在公差0.02mm范围之内，同时两侧面加工过程中一定要使用刀具半径补偿指令进行编程，这样可以方便地通过数控系统来调整槽宽尺寸。第一件试加工时刀具半径最好要比实际刀具半径大0.02mm,试切后测量工件实际槽宽，然后再通过调整刀具半径补偿值的方法使铣削出来的槽宽达到图纸公差范围，如果采用加工中心加工，一次装夹后还可将另一个尺寸要求较高的36mm台阶一道铣出，其他的如螺孔、12mm直径孔等也可一道加工出来，充分提高了生产效率。3. 刀具精度方面在加工精度如此高的滑槽时，刀具的正确选用是不可怱视的。开始我们在精铣时使用的是20高速钢立铣刀，效果很不理想，一是表面质量达不到要求；二是刀具磨磨损较快尺寸难以稳定；三是槽宽上下尺寸不一致；四是前后尺寸不一致有大小头。要想达到图纸要求十分困难。后来改用20全硬质合金乌钢刀进行切削，效果明显改变，在采用该刀具进行精加工时我们主要注意以下几点：3.1.根据槽宽要求我们选直径为20mm整体合金四刃螺旋槽直柄立式铣刀，有效切削长度为40mm，全长65mm，这样尺寸的刀具大大提高了自身刚度和耐磨性。3.2.刀具自身的几何精度要高。要求具有较高的直线精度和跳动精度,刀具径向圆跳动不得超过0.01mm，全跳动不得超过0.015，。市场上购买的刀具常难以达到这样的要求，需专门定制，这样刀具成本也相应要高些。3.3.刀柄和夹套的回转精度要高，我们采用的是刀柄径向跳动不超过0.005mm的高精度BT40刀柄和精密直筒弹性夹套。这样的刀柄和夹套价格虽然较高，但也属于一次性投入，使用寿命较长。3.4.合理选取主轴转速和进给量，由于精加工时留有的余量较小单边仅0.1-0.2mm左右，切削力较小，同时采用的是高刚性、高硬度、高耐磨性的乌钢合金刀具，刀具的切削速度可适当提高，通过多次试验的结果，我们选用主轴转速S=1800n/min、进给量F=150mm/min较为合理。由于采用的是精度较高的数控铣和加工中心进行加工的，传动丝杠几乎不存在间隙，加工过程中不存在爬行现象，所以切削时采用顺铣的方式进行，这有助于提高工件表面质量。同时加工中要使用切削液来改善切削环境，这对刀具磨损和工件表面质量都有一定的好处。4.总结此类高精度滑槽加工时注意的问题有以下几点：首先工艺方案要合理，特别是加工余量，切削用量等参数的合理使用；其次机床设备精度要好了 ；最后在刀具选用上刀柄回转精度