于金鑫基于simens810d数控系统铣削零件加.doc

基于simens810d数控系统铣削零件加工技术研究 学 生 姓 名： 于 金 鑫 学 生 班 级： 数 控 0730 班 学 院 名 称： 北京农业职业学院机电工程学院 指 导 老 师： 刘英超 2012年4月8日 北京农业职业学院机电工程学院 毕业论文原创性说明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在老师指导下独立进行研究索取得的研究振国。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包括任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出中贡献的人和集体，均已在文中以明确方式注明。 学生签名：于金鑫 日期：2012年 4月 8日 薄壁零件精密数控铣削关键技术研究 摘要：针对薄壁零件铣削加工误差产生的主要原因，从制造工艺方面，分析和讨论了薄壁零件数控铣削加工过程中涉 及到的工艺路线、走刀策略、切削参数以及装夹方式等对加工质量和加工效率的影响，介绍了减小薄壁零件数控铣削加工 变形，指出了提高其加工精度和表面质量的技术方法和工艺措施。 关键词：薄壁零件；数控铣削；精密加工；加工变形；工艺优化 Research onthe Precise NC Milling Technology ofTlIin-walled Workpieces Abstract：Based onthe main factors resulting in machining elTOrs ofthin·walled workpieces，thetechniquesaffecting machining quulity and efficiency in the manufacture process，such ag machining path，cutting strategy，cutting parameters and fixturelayout were analyzed andsummarized．The techniques and technological ways of controlling deformation andimprovingmillingprecisionofthethin-walledworkpieceswereproposed． Keywords：Thin-walledworkpieces；NC milling；Precisionmachining；Machiningdeformations；Technology optimization 前言 现代航空、航天、兵器等国防工业领域的许多重要零件为薄壁结构，并且具有结构、零件精度要求高的特点。虽然，目前先进的数控加工设备可以达 到很高的刚度和精确的运动控制，但是，由于壁结 构零件刚度差，在加工过程中由于残余应力、装夹力、切削力、切削热等因素作用，薄壁结构零件极易 发生加工变形和切削振动，导致加工误差，从而难以保证零件的加工精度和表面质量，严重情况下造成零件报废。因而，在保证加工效率的同时，如何采用有效措施控制或减少薄壁零件的加工变形，保证加工质量是一个亟待解决的问题。 针对薄壁零件铣削加工变形产生的主要原因，通过理论研究和多年的生产实践，作者在制造工艺方面，分析了工艺路线、切削方式、走刀路径与策略、切削参数及装夹技术等对薄壁零件铣削加工变形的影 响，介绍了减小薄壁零件铣削加工变形，指出了提高其加工精度和表面质量的技术方法和工艺措施，这些理论和方法对于薄壁零件的高效精密数控铣削具有一 定的指导意义，可用于指导生产实际。 1 薄壁零件加工质量分析 切削加工是在由机床、夹具、刀具和零件等所构成的机械加工工艺系统中进行的，影响零件加工精度的因素主要取决于其工艺系统的几何误差、受力变形、受热变形、振动变形、调整误差和工件内应力引起的误差等。由于薄壁零件具有低刚度的特点，薄壁件的铣削过程中，工件变形是构成加工误差的主要因 素…，对于薄壁零件的精密数控加工，保证加工质量的关键是减小和控制加工中的零件变形和加工后的零件变形。控制薄壁结构件加工后变形的前提条件是有效地消除工件的残余应力。薄壁结构件在切削加工过程中，特别是粗加工时，产生较大的切削力和切削热，使零件产生较大的受力变形和热变形。另外，在加工过程中，经过材料的去除毛坯初始残余应力平衡遭到破坏，零件内部应力重新分布以达到新的平衡，从而导致工件变形。因此，数控铣削薄壁零件时，工件因刚度不足引起的加工变形、毛坯内应力释放引起的变形、装夹变形及卸载时的回弹是影响加工精度的最主要因素。因此有效地控制或减小这些因素引起的加工误差，是提高薄壁零件加工精度的