浅谈壳体零件的加工

浅谈壳体零件的加工

摘要：壳体零件是机器或部件的基础零件，它承载着轴、轴承、箱体等有关零件，连接成部件或机器，因此壳体零件的加工至关重要，它影响机器的装配精度、工作精度、使用性能和寿命。根据本人对加工壳体零件的了解，谈谈如何在加工中心上加工壳体零件。

关键词：壳体零件、定位基准、工件装夹、槽

1.引入

壳体零件的结构较复杂，内部呈腔形，其加工表面主要是平面和孔，对于平面的精度，一般端面需较高的平面度和较小的粗糙度，同时，孔与孔之间的相互位置精度也需要保证，使用加工中心既可以保证精度又可以提高效率。

现以一实例进行加工的工艺分析。零件图如1，材料为灰口铸铁HT200，需加工上表面，铣槽宽10深8、6-M10螺纹孔。

图1 零件图

2.确定定位基准

在加工中心上加工工件时，工件的定位仍遵守六点定位原则。在选择定位基准时，要全面考虑工件的加工情况，保证工件定位准确，装卸方便，能迅速完成工件的定位和夹紧，保证各项加工的精度，应尽量选择工件上的设计基准作为定位基准，根据以上原则和图纸分析，加工表面的设计基准是底面。装夹时要利用六点定位原理，有两种定位方案可以选择，一是以底面限制三个自由度，Φ60孔限制两个自由度，在零件的侧面限制一个绕孔转动的自由度，实现完全定位；二是以底面和两孔定位。

3.夹紧方案

在确定工件装夹方案时，要根据工件上已选定的定位基准确定工件的定位夹紧方式，并选择合适的夹具。主要考虑以下几点：1.夹具的结构及有关元件不得影响刀具的进给运动，也就是工件的加工部位要敞开，要求夹持工件后夹具上的一些组件不能与刀具运动轨迹发生干涉。2.必须保证最小的夹紧变形，在机械加工中，如果切削力大，需要的夹紧力也大，要防止工件夹压变形而影响加工精度。因此，必须慎重选择夹具的支承点和夹紧力作用点，应使夹紧力作用点通过或靠近支承点，避免把夹紧力作用在工件的中空区域，保证加工精度3.要求夹具装卸工件方便。4.夹具结构力求简单。5.夹具应便于在机床工作台上装夹。

数控机床上工件装夹常采用四种方法：1.使用平口虎钳装夹工件。2.用压板、弯板、V形块、T形螺栓装夹工件。3.工件通过托盘装夹在工作台上。4.用组合

夹具、专用夹具等。

确定定位基准中谈到的两种定位方式中，以底面限制三个自由度，Φ60孔限制两个自由度，在零件的侧面限制一个绕孔转动的自由度，这种定位方法装夹比较复杂，而一面两孔定位相对前者设计简单，有利于夹紧，能减小定位误差有效的保证零件的形位精度，能提高装夹刚性，防止铣削时振动。所以下面我针对一面两孔定位进行加工。可以采用螺钉和压板，压板压在两个孔的上端面，夹紧力的方向对着底面，旋紧螺母将工件夹紧。在加工中心上一次装夹工件，就完成零件上所有端面、螺纹孔以及槽的加工。装夹方式如图2。

图2 装配方式简图

4.工步顺序的安排

按照基面先行、先面后孔、先粗后精的原则，本工序中工步顺序安排如下。

4.1.铣平面。本工件平面属于无界平面加工，无界平面的编程相对比较简单。在加工中，一般采用排刀法走刀加工平面。由于工件平面形状与槽的形状相似，所以走刀路线为槽的形状。

4. 2.加工6-M10工艺路线：钻中心孔—钻螺纹底孔—攻螺纹。钻6-M10的中心孔，钻螺纹底孔6-Φ8.5，攻螺纹6-M10。

4.3.用Φ8立铣刀铣宽为10（+0.05，0）mm深为8（+0.05，0）mm的槽。加工槽的走刀路线与铣平面的路线相同。

5.编程要点

本壳体零件除了要铣平面外，就只要加工一条槽和六个螺纹孔。铣平面和攻螺纹相对比较简单，下面对加工槽做以说明。

加工槽，从零件图看出这是条封闭窄槽，封闭窄槽与开放窄槽差别在于封闭窄槽加工时刀具必须从Z向切入材料。因为它没有从侧面水平引入的位置，如果没有预钻孔，必须用键槽铣刀沿Z轴方向切入材料。如果没有中心切削立铣刀或加工条件不适合，那么立铣刀只能斜向切入材料，一般沿X、Z两轴运动。

对于封闭窄槽，刀具需要在工件上方移动到特定的起始位置。本例中，选择左下侧圆弧的终点为起始位置。然后以较小的进给率切入所需的深度（在底部留出1mm的余量），再以直线插补运动在两槽中心线进行粗加工。粗加工后并不需要退刀，可以在同一位置进给到最终深度。窄槽轮廓四周的余量均为1mm，刀具将在最终深度从窄槽左下侧圆弧终点开始进行精加工。选择顺铣模式，主轴正转，刀具必须左补偿，因此应先精加工下侧轮廓。这里刀具可以直接趋近直线轮廓建立刀具半径补偿，若精加工时刀具直线趋近轮廓不合适，还需要加入一段非圆弧直线运动，需要注意刀具半径补偿不能在圆弧插补模式中启动。槽的精度的

控制可以通过修改刀具半径补偿和长度补偿来实现。

攻螺纹可由G84固定循环指令来完成。循环期间丝锥向下进给，到达指定深度，主轴反转，丝锥退出工件。攻螺纹推荐在工件表面上方12mm的切入量，编程时攻螺纹的进给速度计算公式如下：

进给速度（mm/min）=主轴转速（r/min）×螺距（mm）

编程只需知道各坐标点即可完成，现略。

6.小结

本文针对简单壳体零件进行工艺分析，虽然简单，但多数壳体零件所有的槽和孔等，以及装夹方式、加工工艺，本文中的范例中都体现了出来，而且比较常见，具有一定的代表性和实用性。从分析图纸到加工零件都做了相应的描述，只是为了在完成图纸加工要求的前提下能让装夹更简单，加工更快捷方便。

参考文献：

[1]田春霞数控加工工艺北京：机械工业出版社，2005

[2]李斌等数控加工技术北京：高等教育出版社，2001

[3]唐应谦数控加工工艺学北京：中国劳动社会保障出版社，2000