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エンドキャップ部品のCNC加工設計と数値制御プログラミング

Posted by: castingdie 2021-07-27 エンドキャップ部品のCNC加工設計と数値制御プログラミング はコメントを受け付けていません

要旨:エンドキャップ構成要素は、機械的支持接続のための重要な構造の1つである。多くのタイプのコンポーネント、高い生産コスト、低い効率があります。これは典型的なエンドキャップ型部品であり、その加工は典型的なミリングプロセスである。小規模なバッチ生産の要件を満たすためには、処理ルートの簡素化を慎重に検討し、コストを削減し、効率を改善する必要があります。 「マルチツール加工を考慮すると、CNCフライス盤は自動工具交換を選択します。ワンショット加工により、工具の速度を上げ、できるだけ早く完了してください。
Ncプロセス設計の主なタスクは、CNC加工の準備でもある加工プログラムを作成することです。プログラムは調整コンポーネント、ウォーキングナイフのパス、寸法、機械の動きです。したがって、それはCNCプログラマーのパフォーマンス、製造プロセスと操作方法は、指導プロセス文書です。 NC処理プログラムは、CNCの規制文書です。 CNC加工プログラムには、プロセスの一部だけでなく、切削パラメータの選択、モーションモード、ツーリングシステム、切削仕様、工作物クランプ方法も含める必要があります。プロセスプログラムの合理的な設定は、プログラミング、工作機械の処理効率および部品加工の精度に重要な影響を与えます。したがって、数値制御特性と組み合わされた一般的なプロセスの原理に従い、CNC加工プロセスを注意深く明確に説明する必要があります。特定の部分図の分析、処理装置、工具、工具の選択、切削速度、送り、そして他のパラメータと設計は、逆選択の数を最適化部品CNC加工技術を開発するために、パートプログラムは、マシンの選択指示に応じて書き込まれます。
キーワード:CNC加工、CNC技術、NCプログラム

第1章エンドキャップ部品のCNC加工プロセス
2.1 CNC加工部品のプロセス解析

2.1.1. 部品形状とフィーチャ解析
この部分は、主にフライス加工、穴あけ加工、機械加工プロセス、マシニングセンタ、CNCフライス加工、または制御された穴あけ部品に使用される、外面、段付きシリンダ、スルーホールからなる典型的なエンドキャップ部品です。

2.1.2. 精度分析
寸法精度:
より高い精度要求は主にΦ40H6を含む。 寸法精度要件のために、機械加工中の正しい工具設定、工具摩耗の正しい選択、および適切な機械加工プロセスの適切な選択が保証される。

表面粗さ:
中間孔の主表面粗さの粗さは1.6μm以上、2つの側壁の最小粗さは3.2μm、残部は12.5μmであった。 表面粗さの要件については、適切な粗削りおよび仕上げルートを選択し、適切な切削量およびその他の対策を選択することによって、主に保証されます。

2.2 CNC加工プロセスの設計
2.2.1。 測位基準の選択
ワークピース加工の精度を確保することから始めて、位置決め基準は正確なデータムを選択してから粗いデータムを選択する必要があります。 正確な基準を選択すると、加工精度とワーク取り付けが基本的に保証されます。 選択原理には、参照重複の原則、参照統一の原則、自己参照の原則、相互参照の原則、および簡単な締付けの原則が含まれます。

粗削り基準の選択により、機械加工面に十分な加工余裕が確保されます。 機械加工された表面と加工されていない表面との間の位置をパターンの要求に適合させ、できるだけ早く微細な基部を得ることに特に注意する。
選択原理は、最も重要なサーフェス、未加工サーフェス、最小加工代を粗い基準として選択することから成ります。
したがって、エンドキャップ部材は、上面を粗い基準とし、下面を細かい基準として選択する。

2.2.2. 処理順序を決定する
カッティングシーケンスの配置:まず、基準:最初に精密な基準として表面を機械加工し、その後、表面を細かいベースで位置決めします。
第1の平面バックホール:第1に、位置決め面と穴の端面が加工される。後加工穴は、ワークの位置決めとクランプを容易にし、安定で信頼性があり、穴と面の位置精度を保証し、
第一粗和细:首先安排高加工(従果需要、可以进半精加工)然后安排精加工。
最初の主要な類似の二次:主先行裁判所は、裁判所が裁判所に提出した裁決により、 主表面的一般精精工の前に進歩。
结合终点纸纸构造工术分析、工业分类原则および加工顺序原产地、初歩制定三三加工方案。
随時随時:
(a)第一部处理计算:
铣最頂面 – 铣限ら底面 – 钻中心孔 – 侧侧钻孔 – 铣孔邊側Φ22 – 钻中間孔 – 扩大中間孔 – 粗铰链中心孔 – 精细铰芯中心 – 去毛刺
(2)第2の治療計画:
上面を研削する – 底面を研削する – 穴あけされた中心穴 – 粗いドリル中心穴 – 拡大された中穴 – 厚いヒンジ中心穴 – 薄いヒンジ中間穴 – 穴あけされた穴の側面 – フライス加工の両側のΦ22穴 Burr。
(3)第3の治療計画:
ミリング上面 – ミリングセンターホール – 両側の穴あけ – 穴あけセンターホール – 両側の穴あけ – 中央の穴の拡張 – 厚いヒンジ中心穴 – ファインヒンジ中間穴 – ミリング穴の両側 – バリ取り。
上記の3つのオプションを要約すると、最初のオプションは工具集中原理と粗削り原理の両方を備えています。

2.3。 ブランクのタイプとプロセスのサイズと許容範囲を決定する
部品の構造は単純であり、鋳造ブランクを選択することができ、プロセス寸法および公差の特定の値は以下の通りである:
(1)上面と下面については、参照が一致しないので、プロセス寸法チェーンの方法に従って選択されます。

テーブルZ1 = Z2 = 4mmを確認した後、z1とz2は加工代です。 プロセスの経済的正確さはIT12です。

   (2)Φ13穴の場合

プロセス名 プロセスマージン 経済的正確性を処理する プロセスの基本サイズ プロセス寸法と公差
掘削 13 0.22 13  
ブランク        

(4) For Φ40 hole

プロセス名 プロセスマージン 経済的正確性を処理する プロセスの基本サイズ プロセス寸法と公差
精密ヒンジ 0.07 0.025 40  
粗ヒンジ 0.15 0.074 40-0.07=39.93  
展開する 1.75 0.16 39.9-0.15=39.75  
掘削 10 0.25 39.75-1.75=38  
ブランク 28 0.21    

2.4. 総加工代とブランクサイズを決定する
ブランクタイプおよび処理方式によると、ブランクサイズは160mm、100mm、40mm、22mm、R20mm、R30mm、Φ60mm、許容誤差はIT13です。 大まかな数字は次のとおりです。

2.5. ワーククランピングと位置決め方式の決定
1)設計プロセスのベンチマークとプログラミングの計算を可能な限り統一する
2)締付け作業の回数を最小限に抑え、クランプ後にできるだけ多くの機械加工された表面を処理します。
3)長時間の手動調整が必要なクランプ手順を使用しないでください
4)クランプの適用点は、部品の剛性がより良い位置に落ちるべきである。表面の外面は60度であり、段と隙間は平らな顎によって締め付けられている。 ミリングは、2穴の位置決め方法を使用した輪郭加工プロセスです

2.6. 各プロセスの切断量を決定する
切削深さ、送り速度、切削速度、スピンドル速度を決定します。切削量を選択する場合、加工品質と工具の耐久性を確保することを前提として、切削工具や機械の性能をフルに活用は、切断効率を最大化し、処理コストを最小限に抑えます。 工具寿命が固定されている場合、切削速度は生産性に最大の影響を与え、送り速度は2番目に、ナイフの消費量は最小です。
したがって、切削量の選択原理:まず最大切削深さを選択し、最大送り量を選択し、最後に最大切削速度を選択します。

(1)切削深さの選択:
加工許容量に応じて、切削プロセスは通常、粗加工、半仕上げおよび仕上げプロセスであり、各プロセスには異なる選択方法があります。 荒削り(表面粗さ≧12.5)には、許容される条件の下で可能な限り過剰量を除去してください。 中型の動力機械の場合、切削深さは8〜10mmに達することがありますが、加工代の場合、1回のパスでは機械パワーや工具の強度が不十分になります。また、マージンの不均一による振動や、工具の衝撃により工具が大きく影響を受ける場合は、複数のパスを使用する必要があります。 工具が2つのパスに分割されている場合、第1の切込み深さはできるだけ大きくなければならず、一般には約2/3〜3/4の切削余裕が必要です。第2の切削深さは、可能な限り小さくなければならず、通常、加工許容量の約1/4〜1/3であるべきである。
(2)送り速度の選択:部品材料の硬度に応じて、工具はルックアップテーブルの選択を行います。
(3)切断速度の選択:切断深さ、送り量、工具寿命を決定し、切断速度を決定する。
(4)スピンドル速度は、主に切断速度に依存します。

要約すると、各プロセスの切断量は以下の通りです。
1)フライスベース表面
マシニングセンターバイスクランプとカーバイドフェイスフライスカッターを選択してください。
Ap = 4mm f = 40mm / min Vc = 70m / min nc = 180r / min
2)Φ13穴を穿孔する
マシニングセンタバイスクランプφ13のドリルビットを選択
Ap = 23mm f = 30mm / min Vc = 20m / min nc = 500r / min
3)表面のフライス削り
マシニングセンターで1つの穴と2つの穴を選択します。超硬正面フライスカッター
Ap = 5mm f = 40mm / min Vc = 70m / min nc = 180r / min
4)ミリング60外側円
マシニングセンターで1つの穴と2つの穴を選択します。超硬エンドミル
Ap = 0.5mm f = 25mm / min Vc = 70m / min nc = 360r / min
5)ドリルΦ40穴
マシニングセンタの片側に2つの穴があるドリルビットを選択します
Ap = 41mm f = 40mm / min Vc = 23m / min nc = 200 / min
5)フライス加工Φ40穴
マシニングセンターで1つの穴と2つの穴を選択します。超硬エンドミル
Ap = 0.5mm f = 25mm / min Vc = 70m / min nc = 360r / min
6)22シンクのフライス径
マシニングセンターで1つの穴と2つの穴を選択します。超硬エンドミル
Ap = 0.5mm f = 25mm / min Vc = 70m / min nc = 360r / min
7)細いΦ40の穴
Φ40ボーリングナイフを配置するために、マシニングセンタの1つの穴と1つの穴を選択します
Ap = 41mm f = 40mm / min Vc = 74m / min nc = 600r / min

2.8. ツール選択とツールカード開発
選択ツールの主な考慮事項には、ワークの材質、工具の材質、切削量、プロセスシステムの剛性、およびその他のプロセス条件と機械パワーが含まれます。
2.8.1. CNCフライスカッター
工具を選択する場合、工具のサイズは、加工されるワークピースの表面サイズおよび形状に適合させなければならない。
同時に、異なるワークピース材料と加工精度要件に応じて、加工用に異なるフライスカッターパラメータが選択されます。
より大きな平坦面と大きなステップ面を加工するには、フェイスミーリングカッターを選択する必要があります。
垂直フライスカッターを使用して、平面形状の周辺輪郭、溝および小さなステップ面を機械加工する必要があります。
金型カッターは、空間面、キャビティまたはパンチ面を加工するために選択する必要があります。
閉じたキー溝を加工するには、キー溝フライスを選択する必要があります。
角度のついたカッターを選択して、可変角度コンポーネントの可変角度面を加工する必要があります。
3D輪郭と可変ベベル輪郭、ボールカッター、ドラムカッターがよく使用されます。
様々な直線状または曲線状の溝を加工するために、ベベル、工具を形成するための特殊な穴を選択する必要があります。

1)チップブレーカ形状の選択:
L、M、Hの3種類があり、Mタイプが選択されています。
2)歯数の選択:
粗い歯:柔らかい材料や切削幅の大きなエッジの荒加工や切削加工に適しています。機械の動力が低い場合、通常は安定した切削に粗切削が使用されます。
中間歯:これは、高い除去速度と切断安定性を備えた幅広い用途の汎用システムです。
高密度歯:主に鋳鉄、アルミニウム合金および非鉄金属の大きな送り速度を切断するために使用される
不均一な間隔:プロセスシステムの共振を防ぐため、切断が安定しているときに使用します。
この部分の粗い歯を選択します。
3)リード角を選択します:

フライスカッターのリード角は、インサートとボディによって形成され、主な傾斜は、半径方向の切削力および切削深さに大きな影響を及ぼす。 レーキ角は半径方向の切断力に比例する。 半径方向切削力の大きさは、切削シャフトの力および工具の振動抵抗に直接影響する。 工具の主軸が小さいほど、半径方向の切削力は小さくなり、耐振動性は向上するが、切込み深さは減少する。
この部分に使用される主な切断角度は90°です
4)フライスカッター直径の選択:
正面フライスカッターの直径は主にワークピースの幅に応じて選択されます。
同時に、機械の力、工具の位置、および歯とワークピースとの間の接触の形態を考慮する。 スピンドルの直径はまた、選択の基礎として使用することができる。 正面フライスカッターの直径は、D = 1.5d(d:スピンドルの直径)に従って選択できます。 一般に、正面フライスカッターの直径は、切断幅よりも20%〜50%大きくなければならない。

フライスカッターの直径D = 80mm、長さL = 220mm
エンドミルの直径の選択は、主にワークピースのサイズを考慮し、工具が必要とする電力が機械の定格電力内にあることを確認する必要があります。 小径エンドミルは主に、機械の最高速度が工具の最小切削速度要件を満たすことができるかどうかを考慮する。 エンドミルの選択(GB1110-85)、エンドミルの直径D = 10mm、長さL = 72mm

2.8.2. ドリルビット
標準ツイストドリル:
切削部分は、2つの主切れ刃、2つの小さな切れ刃、1つのチゼルエッジおよび2つの螺旋溝を有する。
マシニングセンタに穴を開けると、2つの切れ刃に作用する非対称な切削力の影響は、治具の穿孔ガイドがないために穿孔の偏位を引き起こす可能性があります。 したがって、ドリルビットの2つの刃先は高い鮮明度を有さなければならない。
超硬ドリルシャンクツイストドリル(GB1436-85)直径D = 13mm、長さL = 151mm
超硬テーパーシャンクツイストドリル(GB1438-85)直径D = 38mm、長さL = 349mm超硬テーパシャンクリーマ(GB1141-84)直径D = 39.6mm、長さL = 349mm。

2.8.3.センタードリル
主に穴の位置決めに使用されます。 切削部分の直径が小さいので、中心穴を穿孔するときに、より高い回転速度が選択されるべきである。
タイプAセンタードリル(ガードコーンなし):マシニングセンターの穴径d = 1〜10mmの場合、通常Aタイプが使用されます。
ガードコーン付きBタイプセンタードリル:直径d = 1〜10mmのセンターホールを加工すると加工が長くなり、加工精度が要求されます。 60度センタリングコーンの損傷を避けるために、一般にBタイプが使用されます。
タイプC:ねじ切りセンタードリル;
R形円形センタードリル:直径d = 1〜10mm、相対的に高い位置決め精度(円形ブローチなど)を加工する場合は、Rタイプを使用してください。 部品は、ガードコーン直径D = 2mm、長さL = 220mmのタイプAセンタードリルから選択されています。

2.8.4. リーミングドリル
マシニングセンターで使用されます。
リーマ加工精度はIT9〜IT8に達し、表面粗さは1.6〜0.8μmに達することがあります。
テーパシャンクリーマの直径は10〜32mm、ストレートシャンクリーマの直径は6〜20mmです。
小穴ストレートシャンクリーマ径1〜6mm;リーマ径1〜6mm
ここでの加工は、直径D = 40mmの硬質モールステーパーシャンクマシンリーマ(GB4252-2004)から選択されています。 長さL = 329mm

2.9.CNC加工プログラムの説明
プログラム名はO0002です。
N100-N128は上面にフライス加工され、始点はX-146.089 Y-49.998フライス深さZ-3mm
N130-N142ドリルΦ13穴左(右)穴始点X-60.Y0(X60.Y0)穴あけ深さZ-49
N144-N202フライス加工Φ22溝(左)開始点X-60.026Y-3.5(X60.026Y3.5)フライス深さZ-29
N208- N218ドリルセンター穴Φ38工具ポイントからX0.Y0ドリル深穴Z-55
Φ38からΦ39.8まで拡大(このプログラムは掲載されていません)
N2028- N2038ツールポイントX0.Y0ヒンジ中心穴Φ40ヒンジ深さZ-45