贺文龙 胡虎娟
(陕西建设机械股份有限公司,陕西 西安710032)
我公司原先针对某驱动链轮齿形加工采用外协线切割,表面粗糙度总是达不到1.6。为达到图纸粗糙度1.6的要求,并提高加工效率,现对该驱动链轮齿形进行FeatureCAM数控编程、加工中心加工。该加工过程不仅达到了图纸粗糙度1.6的要求,还提高了加工效率,同时验证了CAM软件编程的可行性,且为后续其他零部件进行CAM数控编程积累了经验。下面就具体说明该零件的CAM编程过程及相关问题,分别从零件工艺分析、模型导入、加工方法/加工参数确定及后处理选择、零件对比检查4个方面进行介绍。
如图1所示,该驱动链轮齿形部分最小圆弧半径为12.7mm,齿厚45mm,齿顶外圆直径593.5mm,材质为45钢,调质硬度220~250HB。
图" 链齿齿形局部放大图
粗加工采用ø25硬质合金立铣刀,分层顺铣。
精加工采用ø25高速钢立铣刀,逆铣。
该驱动链轮模型为SolidWorks三维建模,可直接导入Feature-CAM,导入过程中会出现设置毛坯向导,需要注意两点:
(1)三维建模的坐标系随模型导入后保持不变,因加工需要,重设加工坐标系,其X、Y向位于ø593.5外圆中心,Z向位于齿厚厚度45mm上表面,如图2所示。
图- 模型导入结果图
(2)齿形外圆、厚度均已车成,故毛坯尺寸为直径593.5mm、厚度45mm。
采用“通过曲线—侧边”方法加工,勾选“使用FeatureRECOGNITION提取”是为了后续生成齿形曲线;点击“下一步”,选取“链接特征曲线”选取特征曲线后;点击“下一步”,曲线链接完成;点击“下一步”,特征顶部与底部的位置为0、-45;点击“下一步”,确定加工策略,粗加工为顺铣,分层铣削,每层厚度1.5mm;点击“下一步”,确定粗加工刀具,根据齿形最小圆弧半径12.7mm,采用ø25硬质合金立铣刀;点击“下一步”,确定刀具转速和进给速度。
(1)确定刀具转速:
式中,n为刀具转速(r/min);vc为切削速度(m/min);d为刀具直径(mm)。
硬质合金刀具的切削速度车间经验值为120m/min,刀具直径为25mm,则转速n=1 526.4r/min,取整为1 526r/min。
(2)确定进给速度:
式中,vf为进给速度(mm/min);n为刀具转速(r/min)。
所用刀具装有3个刀片,故齿数=3,每齿进给量车间经验值为 0.01mm,则 进 给 速 度 vf=457.92mm/min,取 整为458mm/min。
因加工中心的系统为西门子840D,故后处理选择西门子840D后处理,精加工余量不宜过大,一般取0.15mm,吃刀量一般为刀具直径的1/3,进行仿真,其走刀路线如图3所示,走刀方向为向Z轴负向看去顺时针。
图* 粗加工走刀路线图
以上操作完成齿形粗加工。
精加工与粗加工的操作类似,不同之处如下:精加工为逆铣,所用刀具为高速钢,其切削速度车间经验值为20m/min,相对应的转速为254r/min,进给速度为8mm/min。
粗精加工完后与原零件进行对比检查,结果如图4所示。
图. 对比结果图
根据图4所示零件对比结果,齿形部分呈现浅灰色,代表加工到位。
经加工中心加工,检验各项技术指标符合设计技术要求。实践证明,用FeatureCAM对该链轮进行数控编程并进行实际加工,达到了图纸粗糙度1.6的要求,并提高了加工效率,且验证了CAM软件编程的可行性,为后续其他零部件进行CAM数控编程积累了经验。