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基于Master CAM的薄壁盒体零件的数控加工与仿真

发布时间:2012-07-17 作者:赵永红 宗克诚 白海峰  来源:万方数据
薄壁零件是由各种薄型板(壳)和加强筋构成的轻量化结构,相对刚度较低、加工工艺性差,在切削力、装夹力等因素作用下极易发生变形和振动,制造难度极大。本文通过对薄壁盒体零件数控工艺的合理制定,基于Master CAM软件进行工艺参数设置,模拟仿真加工并自动生成数控程序,有效防止薄壁盒体在加工中产生变形、振动现象,从而实现薄壁盒体零件的高精、高速和高效加工。

    1.2.2 进刀方式的选择

    “2D挖槽加工”有直线下刀方式和斜线下刀方式的设置,而采用“斜插式”进刀时,可以减小刀具在下刀时对工件Z向薄壁处周期性冲击而引起强迫振动,同时可以延缓刀具底齿的磨损时间(见图5),提高刀具的使用寿命。

斜线下刀

    图5 斜线下刀

    1.2.3 分层方式的选择

    “2D轮廓加工”和“2D挖槽加工”,在分层铣削之顺序中有“依照区域”和“依照深度”两种设置,选后者可以做到整个大面的层层剥离,使工件均匀受力,减少变形的产生(见图6)。

分层设置

    图6 分层设置

    1.2.4 刀具的改进

    薄壁类零件最容易产生的现象是薄壁铣弯、铣通。只要在刀具上做个小小的改动(尖角倒圆角)就可以避免这种现象的发生(见图7)。这样在分层加工薄壁时,就会在根部始终有个圆角,起到了类似加强筋的作用,减少颤动的频率(见图8)。在非标准“T”型刀具的定制中,应把标准的直齿式改成螺旋式切削刃(见图9),这样可大大减小切削力对变形的影响。

尖角倒圆角

    图7 尖角倒圆角

效果图

    图8 效果图

螺旋式切削刃

    图9 螺旋式切削刃

    1.2.5 数控加工工艺

    加工工艺是指导加工生产的灵魂,合理的工艺能够解决零件变形、表面粗糙度及加工效率等。图10是薄壁腔体数控加工的工艺过程。