测头与夹具在数控铣加工典型零件的应用与选择

作为世界技能大赛数控铣削项目之一，零件圆孔垂直度的精密加工一直是难点，具有内腔镂空、装夹困难、易变形的特点。在多次训练中，参赛选手发现零件圆孔垂直度达不到图纸要求。在了解了播放器的相关处理工艺后，进一步优化工艺。通过使用插头、专用软爪、螺旋千斤顶和工艺表，确保刀具旋转轴相对于零件定位面具有正确的相互位置，从而保证该尺寸的形状和位置精度。

1.零件图的分析

从图1可以得出，零件形状复杂，加工工序多。零件整体形状夹紧位置少，接触面小，空腔，长悬臂结构，刚性差。ф24圆孔(F11位置)的垂直度一直达不到要求。经过分析，可以采用多次定位夹紧，相互参照的原则。两面粗加工后，精加工，优先加工基准面和再加工孔，保证ф24圆孔的垂直度与基准面重合。

2.零件加工工艺分析

这部分要求高表面质量和精度。考虑到精度，如何将零件的变形控制在精度范围内，是加工该零件的最大难点。通过分析该零件的精度要求、材料和设备，主要有以下几个方面:

(1)坯料本身内应力引起的变形切削力。

(2)夹紧力引起的变形。

(3)切削力和切削热引起的变形。

(4)夹紧力引起的变形影响最大。为了解决上诉问题，提出了以下解决方案。

2.1改进零件的传统夹紧方式。

对于空心薄壁零件，采用以下夹紧方法来减少变形:①填塞法。零件内部填充有座圈，以便零件在夹紧时不受夹紧力的影响。②留出合理的工艺表。在零件的悬空位置和夹紧位置留出工艺工作台，以加强加工刚性，减少夹紧变形。

2.2合理安排工作程序

动态铣削时，由于刀具快速间歇进给，整个过程会产生冲击，影响零件的精度和表面粗糙度。因此，数控动态铣削过程一般可分为:粗加工、底部间隙和圆角间隙、半精加工、最终精加工等过程。

2.3薄壁、空零件的加工方法

薄壁和镂空零件在加工过程中容易因夹紧力而变形。如果夹紧力太小，零件容易因加工而松动；如果夹紧力太大，零件会变形。为了控制零件的最小变形，在零件半精加工后准备最后的精加工步骤时，稍微松开虎钳，让零件自然回弹释放部分应力，然后轻轻夹紧，保证零件能夹得恰到好处，以获得更好的加工效果。夹紧的原理是力的作用点最好在支撑面上，夹紧力的方向作用在工件刚度最好的方向上。在保证工件不松动的前提下，夹紧力越小越好。

2.4夹具的选择

夹具的选择主要包括以下几点:

(1)夹紧机构不会干扰零件。

(2)零件的夹紧变形小。

(3)夹紧快速方便。

(4)夹具结构简单。

(5)夹具便于定位元件。

3.加工路线

零件应由带测力装置的平口钳、专用软钳夹、压板和辅助插头加工。

(1)用100mm宽端面的平口钳夹住毛坯，以此为粗基准，对正面进行粗加工，留出98mm的工艺台。

(2)用平口钳将98mm端面夹到对面进行粗精加工。

(3)将堵头填入反槽进行夹紧，夹紧时校正零件的平面度(小于0.01mm)，清洁前夹紧台，精加工前部，如图2所示。

(4)将铣削专用软钳口安装在平口钳上，同时夹紧94mm和78mm端面，清理根部工艺表(不包括悬臂工艺表)并精加工正面，然后用压板压住前悬臂部分，用螺旋千斤顶托住底部，清理悬臂工艺表根部，如图3所示。

(5)横向安装平钳，夹紧零件的加工面。

4.结束语

通过该零件的加工设计，采用合理的加工工艺，使用相关的软卡爪、螺塞、螺旋千斤顶和压板，成功克服了ф24(F11位置)圆孔垂直度达不到要求的困难。