铝合金薄壁异型件数控加工及工装概述

目录

摘要 (2)

关键词 (2)

一、件分析及设计任务书 (2)

（一）铝合金薄壁异型件的分析 (2)

（二）零件结构特点 (2)

（三）零件的技术要求 (2)

（四）零件的加工要求 (3)

（五）数控加工特点 (3)

二、工规程的制定 (4)

（一）生产类型及工艺特点 (4)

（二）零件材料及毛坯 (4)

(三) 定位基准选择 (5)

（四）工艺路线的拟定 (5)

（五）切削用量的选择 (5)

（六）铣削功率的校验 (6)

三、专用夹具 (7)

（一）夹具的主要作用及分类 (7)

（二）被加工零件工序图 (7)

四、数控加工程序编程 (7)

（一）A面程序加工 (8)

(二)B面加工程序 (9)

(三)、外侧面加工程序 (11)

（五）、参考文献 (16)

摘要

在航空、航天等机载设备中，应用铝合金薄壁异形件是为了减轻重量，从而在运行过程中减轻阻力等其他干扰，以便节约能源。

本器件在数控机床上完成，设计过程中力求获得较高的强度、加工精度、可靠性，论文提出了强化处理与数控编程加工，从而让达到相应的目的。

在查阅相关资料的基础上，综合应用了各学科的知识，包括：《互换性与测量技术》、《机械制造工艺基础》、《机械制造基础》、《机械设计基础》、《数控加工编程与操作》。主要完成工作：铝合金薄壁异形件的分析，工艺规程的制定，专用夹具的选择，数控加工程序的编制。设计内容如下：

零件分析及设计任务书

工艺规程的制定

专用夹具的选择

数控加工编程

关键词

数控加工加工精度加工工艺

铝合金薄壁异型件数控加工及工装

一、零件分析及设计任务书

（一）铝合金薄壁异型件的分析

铝合金薄壁异型件主要应用在航天航空等机载设备中，因此要求壁薄厚已达到减轻重量的目的。同时需要保证一定的强度、刚度，通过它将若干只微波器件按一定的相互位置装配在一起，按慰波设计要求，实现微波信号的发射与接收。因此该类零件的加工精度要求更高。

（二）零件的结构特点

铝合金薄壁异型件的种类很多，其尺寸、大小和结构形式随其用途的不同也有很大差异。一般来说铝合金薄壁异型件的主要结构特点是：有加工精度要求高的装孔；加工复杂形状怪异，没有明显的基准面薄厚而且不均匀；与一般钢件相比质地软切削后容易产生切削应力导致变形。

（三）零件的技术要求

（1）零件加工后要求保证T6状态

（2）零件表面不允许有任何划伤磕碰等缺陷

（3）去清毛刺，锐边倒钝，但所有光孔孔口不得有倒角 （4）未注线性尺寸公差按IT14，行位公差按C 级 （四）零件的加工要求

该零件的加工精度要求高，加工面主要是孔和平面、位置、形状、尺寸精度都各有要求。工艺设计时要考虑到节约成本，提高生产效率，减轻工人劳动强度。因此采用数控加工，并用专用工装，能有效保证尺寸加工精度。

分析设计零件图（见图1）零件的主要加工要求如下： （1）孔的尺寸精度表面粗糙度

∮21.503.00+孔、∮18.503.00+孔、∮25∮03

.00+孔表面粗糙度Ra 为1.6μm 12×∮3.503.00+孔、2×∮6.403.00+孔、8×3∮03.00+孔表面粗糙度Ra 为1.6μm

（2）孔的位置精度

∮21.503.00+孔与∮18.503.00+孔孔距为±0.02㎜ ∮2503.00+孔与2×∮6.403.00+孔孔距为±0.02㎜

（3）主要平面的形状精度，相互位置精度和表面粗糙度

基准A 为结合面。平面度公差为0。1㎜，表面粗糙度Ra 为1.6μm ，外侧表面粗糙度Ra 为3.2μm （4）平面的相互位置精度

长度两侧面与基准A 的垂直度为0.15㎜ 高度两面平行度公差为0.05㎜

（5）加工完成后有一定的强度要求，需进行强化处理 （五）数控加工特点

数控是指在数控机床进行零件切削加工的一种工艺方法。数控加工是现代制造的重要组成部分，与传统机加工有如下优点：

（1）自动化程度高，在数控机床加工零件时，除了手工装卸工件外，其余加工过程都由机床自动完成，在柔性制造系统中，上下料、检测、诊断、对刀、传输调度、管理等也都由机床自动化完成，这样减轻了操纵者的劳动强度，改善了劳动条件。

（2）加工精度高，加工质量稳定，数控加工的尺寸精度通常在0.005——0.1㎜之间不受零件复杂程度影响加工中消除了操纵者的人为误差提高了同批零件尺寸的一致性，使产品质量保持稳定。

（3）对加工对象的适应性强，数控机床上实现自动加工的控制信息是加工程序，当加工对象改变时除了相应的跟换刀具和解决工件装夹方式外，只要从新编写并输入该零件的加工程序，便可自动加工出新的零件，不必对机床进行复杂的调整这样缩短了生产准备周期，这样给新产品的研发以及进行改进提供了便捷。

（4）生产效率，数控机床的加工效率高，一方面自动化程度高，在一次装夹中可完成多个表面的加工，省去了划线，多次装夹、检测等工序；另一方面是数控机床运动速度高，空行程时间短。目前数控机床的主轴转速以达到5000——7000r ∕min.数控高速磨削的砂轮线速度以达到100——m ∕s 200m ∕s ，加工中心主轴转速已达到20000——50000 r ∕min

各轴进给速度达到18——24。

（5）易于实现网路化制造，有利于现代化管理。由于数控机床是使用数字信息易于与计算机辅助设计和制系统的链接，便于网路传输形成计算机辅助设计和造与数控机床紧密结合的一体化系统。

（6）良好的经济效益

数控机床虽然设备昂贵，分摊到每个工件上的设备费用高，但用数控机床加工可以节省许多其他费用，如利用数控机床加工时可以省去划线工时、减少调整加工和检验时间，节省了直接的生产费用。数控机床加工精度稳定，废品率低，使生产成本降低；另外，数控机床可以一机多用，节省厂房面积，减少建厂投资。因此数控机床可以获得良好的经济。

一般来说，数控加工方法与普通机床加工方法在工艺原则上多半相似但数控加工的工序内容比通用机床加工的内容复杂，这是因为数控机床价格昂贵，若只加工简单工序既不经济也不合理。所以在数控机床上尽可能安排复杂的工序，以及通用机床难以完成的工序加工工艺技术难度越大越能显示数控加工方法的优越性.

数控机床除了被指定完成一些基本工序外，换可以完成一些其他工序，也可以把精度低，去除加工余量大和作用在机床上的切削力大的粗加工与精度高、切削力小的精加工同一次装夹完成，这表明零件加工工序越集中越能显示数控加工的特点。

二、工艺规程的制定

零件加工的工艺规程就是一系列不同工序的综合。由于生产规模和具体生产条件的不同对同一零件的加工工序综合可能有不同的方案，应当根据具体的条件采用其中最完善和较经济的方案。

（一）生产类型及工艺特点

划分生产类型时既要根据生产纲领同时还要考虑零件的体积质量等因素。值得一提是生产类型将直接影响工艺过程的内容和生产组织形式，并在一定程度产品的结构设计起着主要作用。

该零件的生产纲领为一年2000件，属于中批量生产，主要工艺特征是普通加工以通用机床为主，辅以专用夹具，工件在机床的装卸和传递均需人工完成。

（二）零件材料及毛坯

由于该零件的生产纲领为中批量生产，零件属于薄壁异形件，为了节省原料，使得资源

得以充分利用。同时提高生产效率，降低生产成本，零件毛坯选用焊接件，原料选用牌号6063的铝合金热轧板材，这种材料经过固熔时效处理，可获得良好的力学性能，焊接性良好。

零件原材料选用铝合金热轧板材，并进行X射线探伤检查不得含有夹杂、夹层、裂纹等缺陷。

焊接件毛坯在焊接过程中受热不均与导致焊后变形，因此需要留有一定的加工余量根据零件的结构特点，考虑零件外表面留1——2㎜精加工余量，具体见表1.如图2所示。