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[其他] 数控加工高质量顶尖孔的参数选择

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发表于 2015-8-27 06:53:50 | 显示全部楼层 |阅读模式
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数控加工高质量顶尖孔的参数选择

数控加工高质量顶尖孔的参数选择

        图1  小型数控加工中心

        轴类零件工序中的各项工序都是以顶尖孔作为定位基准的,其质量的好坏对零件的加工精度影响很大。因此,高质量的顶尖孔是保证轴类零件加工的关键问题之一。
        轴类零件需要采用顶尖孔来定位进行加工,所以顶尖孔的质量直接影响着产品的质量,在加工中应尽量做到两顶尖孔轴线重合,并保证顶尖接触面积大、表面粗糙度低。在此,本文介绍了一个为满足顶尖孔的圆度要求而进行刀具和加工参数选择的具体过程,希望能对类似的加工起到借鉴作用。
       

数控加工高质量顶尖孔的参数选择

数控加工高质量顶尖孔的参数选择

        图2  HSS(4刃)倒角刀和硬质合金(4刃)倒角刀

        基础条件
        我们采用小型数控加工中心(见图1)加工4缸发动机曲轴(材料:40Cr,硬度:HRC25-30)的顶尖孔。在加工中心上,主轴调用HSS(4刃)倒角刀和硬质合金(4刃)倒角刀(见图2)后,按一定转速和进给量加工曲轴前(后)端中心孔,加工到根部后稍作停顿,然后退刀。加工要求如图3所示。
       

数控加工高质量顶尖孔的参数选择

数控加工高质量顶尖孔的参数选择

        图3  4缸发动机曲轴顶尖孔的加工要求

        参数选择过程
        为了初步了解加工参数和退刀前停顿时间等因素对顶尖孔圆度的影响,我们进行了第一次试验,其参数选择及加工结果见表1。试验结果显示,虽然改变了加工参数,但圆度值一直不理想,且离目标值较远。因此,我们可以得出结论,停顿时间这一因素对圆度值的影响关系不大。
       

数控加工高质量顶尖孔的参数选择

数控加工高质量顶尖孔的参数选择

        为了验证刀具材料对顶尖孔圆度的影响,我们进行了第二次试验。此次试验,将刀具更换为硬质合金(4刃)倒角刀。试验各组的参数选择和加工结果见表2。试验数据显示,硬质合金(4刃)倒角刀的加工质量好于硬质合金(3刃)刀具,也好于HSS(4刃)刀具,但试验结果仍不能满足目标要求。
       

数控加工高质量顶尖孔的参数选择

数控加工高质量顶尖孔的参数选择

        为了找到更好的加工参数,并再次验证刀具更换后的加工结果,我们又进行了第三次试验,试验各组参数和加工结果见表3。此组数据证明,硬质合金质合金(4刃)刀具比HSS(4刃)刀具加工后的顶尖孔质量总体要好,且在第8~10组参数下加工工件的质量已满足目标要求。
       

数控加工高质量顶尖孔的参数选择

数控加工高质量顶尖孔的参数选择

        第三次试验结果(见表3)中的第8~10组数据显示,后端顶尖孔圆度要比前端差些。鉴于此,为了提高后端顶尖孔圆度,我们继续改变转速、进给等加工参数对后端顶尖孔进行加工试验。试验结果显示,改变参数后的加工质量不如第8~10组的试验结果,从而也间接验证了后端顶尖孔选用第8~10组加工参数的合理性。综上所述,我们认为第8~10组加工参数是比较合理的,满足目标要求。
       

数控加工高质量顶尖孔的参数选择

数控加工高质量顶尖孔的参数选择

        为了验证加工参数,我们又连续加工了24件工件,全部进行着色检查,并对第1、5、10、15、20和24这6件工件进行圆度计量(由于当时圆度仪计量较慢,严重影响试验进度,所以我们决定用着色检验的方法来粗测顶尖孔圆度质量)。从表4所示的试验结果中我们可以看出,加工结果已经达到了比较理想的状态,满足图纸要求,证明第三次试验中第8~10组的前端顶尖孔和后端顶尖孔的参数选择是合理的。至此,我们完成了在数控加工中心上倒角加工高质量顶尖孔的刀具和参数选择。
        结论
        在此,我们所介绍的数控机床加工高质量顶尖孔的选择方法,其总体思路是在现有设备的条件下,通过调整刀具选用及对加工质量影响较大的因素来提高加工质量。在改进刀具提高加工质量的同时,通过调整转速、进给量等参数进行试验寻找出合理的加工参数,加工出合格的顶尖孔,从而保证了产品的质量。
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