CN102000962A - 一种微小尺度零件的车铣钻集成加工工艺规划方法 - Google Patents
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Abstract
微小尺度零件是近年来大量涌现的一类尺度微小、结构复杂、材料多样的三维精密零件。由于此类零件需要比较严格的尺寸、形状和位置精度，传统的加工方法难以保证其加工精度。本申请涉及一种微小尺度零件的车铣钻集成加工工艺规划方法。针对微小尺度零件的空间结构特征，分别在工件轴线平行与正交的方向配置车铣加工机床的加工主轴与刀具系统；针对微小尺度零件上回转面、端面、台阶面、槽、孔等结构形式的不同加工要求，通过车削、铣削和钻削等切削工艺的合理选取和集成实现此类零件最小次数装夹条件下的精密加工；本申请主要用于精密机械、仪器仪表、光纤通讯、生物医疗等高科技领域微小型产品微小尺度零件的数控加工工艺设计和NC代码生成。
Description
1、技术领域
本发明涉及一种微小尺度零件的车铣钻集成加工工艺规划方法。针对精密机械、仪器仪表、光纤通讯、生物医疗等高科技领域微小型产品微小尺度零件的尺度特征和空间结构特征，通过配置车铣加工机床的加工主轴和刀具系统，以及车削、铣削和钻削等切削工艺的合理选取和集成，实现此类零件最小次数装夹条件下的低成本、高效率、高精度加工。
本发明主要用于精密机械、仪器仪表、光纤通讯、生物医疗等高科技领域微小型产品微小尺度零件的数控加工工艺设计和NC代码生成。
2、背景技术
微小尺度零件是近年来大量涌现的一类尺度微小、结构复杂、材料多样的三维精密零件，在多个高科技领域具有广阔的应用前景。
近年来，随着精密机械、仪器仪表、光纤通讯、信息电子、生物医疗等高科技领域对于微小型产品使用功能和结构尺寸要求的不断提高，出现了大量几何特征尺度介于微米级尺度和传统零件尺度之间的微小尺度零件。如钟表机构零件、仪器仪表零件、微型液压与气动元件、光纤连接器和元件、微型轴承零件、微型注塑模具、微型工具电极硬盘与光盘读写头等。
此类零件主要包括座体、框架、型腔、窄槽、微细轴等多种三维结构形式，零件之间以连接、装配或传动方式构成系统，因而需要比较严格的尺寸、形状和位置精度。微小尺度零件在整体尺度和局部特征尺度方面的特点对于其加工技术提出了较高要求：不仅应具有微小尺度的材料去除或成形能力，能够满足整体特征的加工效率要求，而且应具有较强的三维微细加工能力，能够满足局部微细特征和结构的加工精度要求。
3、发明内容
对于空间结构复杂的机械零件而言，加工特征包括回转面、端面、台阶面、薄壁、沟槽、孔等多种结构形式，主要涉及端面车削、外圆车削、立铣削、钻削等多种切削加工方式。利用传统的车床或铣床，需要将工件在不同的机床上进行多次装夹，不仅加工效率低，而且由于重复定位导致加工精度难以保证。因此，此类零件的空间结构特点决定了其加工工艺适宜在一次装夹条件下完成。
本发明的技术内容主要包括：
1、针对微小尺度零件的空间结构特征，分别在工件轴线平行与正交的方向配置车铣加工机床的加工主轴与刀具系统。
2、针对微小尺度零件上回转面、端面、台阶面、槽、孔等结构形式的不同加工要求，通过车削、铣削和钻削等切削工艺的合理选取和集成实现此类零件最小次数装夹条件下的精密加工。
4、附图说明
附图1：车铣加工中心上电主轴与刀具系统配置方案示意图；
附图2：基于车铣加工中心的车铣钻集成加工原理；
5、具体实施方式
(1)加工主轴与刀具系统的配置
根据微小尺度零件不同的加工要求，车铣加工中心的电主轴及刀具系统可灵活配置。附图1给出了两种基本的配置方案。对于沿工件轴线无加工要求的情形，采用配置方案A可增加车刀安装数量，提高切削加工的自动化程度。对于零件的端面有槽、孔等加工要求，采用配置方案B可完成轴线方向的铣削、钻削和车铣加工。两种配置方案的共同特点是在与车削轴垂直的方向上配置有高速电主轴，除可采用正交车铣加工回转表面外，还可在工件回转表面上进行铣削和钻削加工。
(2)车削、铣削和钻削等切削工艺的合理选取和集成
附图2给出了基于车铣加工中心的车铣钻集成加工原理。
在车削主轴反向旋转和正向旋转的条件下，利用车刀对端面或外圆柱面进行车削，可以保证较高的加工效率并减少后续工艺的加工余量(见图2a)。
采用立铣刀分别以铣削和正交车铣的方式对端面和外圆柱面进行铣削加工，该工序不仅能够保证零件的平面度和圆柱度要求，而且还可获得立铣刀侧刃和顶刃相对于工件端面和外圆柱面的位置关系(见图2b)。
采用小直径钻头对端面和外圆柱面上的孔进行钻削加工，可以保证孔的钻削精度要求，且具备一定的钻削线速度(见图2c)。
Claims (3)
- 本发明涉及一种微小尺度零件的车铣钻集成加工工艺规划方法，其技术特征主要包括：1.针对微小尺度零件的空间结构特征，分别在工件轴线平行与正交的方向配置车铣加工机床的加工主轴与刀具系统。
- 2.针对微小尺度零件上回转面、端面、台阶面、槽、孔等结构形式的不同加工要求，通过车削、铣削和钻削等切削工艺的合理选取和集成实现此类零件最小次数装夹条件下的精密加工。
- 3.本发明提出的车铣钻集成加工工艺规划方法主要用于精密机械、仪器仪表、光纤通讯、生物医疗等高科技领域微小型产品微小尺度零件的数控加工工艺设计和NC代码生成，具有低成本、高效率、高精度的技术优势。
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| CN 201010522819 CN102000962A (zh) | 2010-10-28 | 2010-10-28 | 一种微小尺度零件的车铣钻集成加工工艺规划方法 |
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| CN102000962A true CN102000962A (zh) | 2011-04-06 |
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