“节能汽车,环保汽车”是汽 车业发展的主题目标,它在机械制造领域的要求是汽 车零部件的高精度。车桥是汽车重要的元件之一,它 需求数量非常大,因为每一辆汽车都需要车桥,而车桥 的精度直接影响着汽车的综合性能。为满足汽车行业 对高精度车桥的大批量需求,加工对每一道工序的加 工切削参数的合理性、工艺过程的正确性要求非常严 下面针对车桥类零件加工过程的工艺分析、加工工艺方案进行简单的介绍。 确定加工方案车桥也称车轴,它是通过悬架和车架( 或承载车 承载车身)与车轮之间各 向作用力。它是汽车的重 要元件,按照驱动方式可以分为:前桥、中桥、后桥。下面以某汽车中桥对其加工工艺进行详细的分析说明。 是某汽车中桥零件图,从图中可以看出该零件的两端为旋转轴类,也是该零件的基准( ,零件上的所有尺寸均与两端关联,因此利用机械加工工艺学上的“互为基准原则”和“基准先行原则”, 确定了其加工方案,即工艺流程如下:先分别加工两头 内孔及端面,再加工两头轴外圆,最后加工中间琵琶孑L 及端面。 1.2设备选型 工件特性:长度为2 072 mm,宽度约540 mm,镗孑L直径约445 mm。 加工设备选型:常理下,加工此类工件以卧式加工 中心为第一选择,与众多工艺人员和机床操作工一起 讨论,还是认为加工此类工件选择卧式加工中心最为 合理,但卧式加工中心价值比较昂贵,加工成本过高。 随后,我们多次组织与资深工艺人员和经验丰富的机 床操作人员一起探讨、研究,决定采用以“经济最大 129汽车制造技术Aul oIol 249.3+0.13 图1某汽车中桥零件图化、性价比最高化”为原则进行设备选型,即立式加工 中心配备CNC数控转台的工件加工方案。 2加工工艺方案 2.1夹具设计 因为要加工蝉45 mm琵琶孑L与咖1 10 mi 其各自端面上的螺纹,从图1中可以看到妒45mm琵 琶孔与西110 mm N7孑L分别在两个相互平行的平面 上,加工完一个平面后,工件需要旋转180。后来加丁 另外一个平面,若使用分工序或翻转夹具的方法加工, 加工出的工件精度低、一致性差、效率不高、工人的劳 动强大、发挥不出加工中心的高效、快速、稳定的特点。 所以选用立式加工中心配CNC数控转台来实现一次 装夹完成对琵琶孔和端面及后盖孑L的全部加工内容, 在装夹方面分别由A、B基准用V型铁和614 mm尺寸 左面定位装夹,然后再分别连接在CNC数控转台和尾 架上。 2.1.1防止工件在旋转时丢转 由于A、B基准表面粗糙度好,它与V型铁定位面 之间摩擦力小,在CNC数控转台带动工件旋转时容易 产生丢转现象,使得工件旋转不到位,妒45 ml TI 琵琶 孑L与西11 mmN7孔之间距离:150_+0.06mm和106 0.05 mm尺寸不能保证,所以在设计夹具时增加夹紧 装置,防止工件在旋转时丢转现象。 2.1.2防止工件挠曲变形 该工件自重约170 kg,两定位处( 400mm,工件约2/3 的重量在中问部分,在两 个定位块把工件支撑起之后,工件的中间部分处在悬 空状态,因此,工件在自重的作用下产生中间部分下 沉;再者,工件在镗蝉45 mm琵琶孑L时,由于毛坯孔余 量的不均匀,使得有A、B基准构成的轴线在空间产生各种程度的挠曲变形,从而影, r甸DN 工出工件的精度。为此,在设计夹具时在工 件的下方和侧面增加辅助支持装置,以防止 二件的挠曲变形。2.1.3 采用液压夹具 由于该工件的特殊性和结构的限制,若 使用机械夹具装夹工件,操作者在每加工一 个工件需要花费约5 rai n的时间来调整辅助 装置和夹具装置,才能完成工件的定位和装 夹。这样使得生产效率不高;操作者的劳动 强度大。 从提高生产效率和降低操作者的劳动 强度方面考虑,采用专用液压夹具( 工件的整个定位和装夹过程全部由液压系统来完成,操作者将工件安装到位后,只需要在机床上执行相应 的夹紧代码,整个夹紧过程就会自动完成,不需要人为 地去调整,工件的整个夹紧过程大约为3 S的时间,从而,加工一个车桥在该工序上可节约出2.5 mi 图2液压夹具2.2采用自动工件坐标测量系统 工件装夹完成后,首先,将工件的琵琶孑L端面在机 床y轴方向找平(x轴方向由等高V型定位块保证) 其次,需要先确定和测量出工件的坐标零点,再确定编程零点;最后,编程加工。由图可知,我们以琵琶孔向 上定位数控转台零度位置,以琵琶孑L中心为工件的x、 y轴坐标零点,以图1 中97 mm尺寸上面为工件的z 轴坐标零点;数控转台180。( 西11 2.2.1找正平面若使用百分表和手动旋转CNC数控转台的方法 来找平,需要花费约1 rai n的时间( 这取决于操作者的 熟练程度) ;使用雷尼绍自动工件坐标测量系统,人为 事先设置好参 后,在机床上执行程序,测头就会自动 去测量出琵琶孔端面与工作台面在y轴 向的夹角; 然后CNC数控转台会自动旋转来消除该夹角,使得工件琵琶孑L端面与工作台面平行。 2.2.2测量工件坐标系 人工手动测量x、l ,、z轴坐标零点的方法,会使得 测量的误差大( 主要取决于操作者的技术) 、浪费时 间;使用英国雷尼绍自动工件坐标测量装置,操作者只 需要在机床上执行工件测量程序,测头就会自动测量 并换算出x、y、z轴坐标零点,这样操作方便简单,测 量精度高,节约时间。 2.3 数控加工工艺设计 为了解决某汽车中桥零件的高效加工,采取了先 粗后精、先面后孔的加工方案,具体加工内容如下: 数控转台校平。x轴:测两端法兰端面定琵琶孔轴向位置。 126mm 96外圆。 粗精铣西445”mlTl 孑L端面 加工刀具及加工参数:刀具为+l OOmm面铣刀, 切削速度y=180 m/rai n,主轴转速S=573 ain,进给 速度F=802 mm/mi n,切削长度￡=3 560 mm,切削时 间T=4.689 rai mm孔至碑39.5mm 加工刀具及加工参数:刀具为研3 9.5 mm双刃镗 刀,切削速度y=150 m/rai n,主轴转速S=109 r/rai am/rain,切削长度L=47 mm,切削时 间r=1.3 18 rai mm加工刀具及加工参数:刀具为州 4.5 mm双刃镗 刀,切削速度y=150 m/rai n,主轴转速S=107 r/rai 进给速度F=43ram/rai n,切削长度L=25 mm,切削时 间r=0.83 加工刀具及加工参数:刀具为拍3mm倒 削速度y=240m/mi n,主轴转速S=1 213 ain,进给 速度F=1 213 ram/rai n,切削长度L=2 800 mm,切削 时间r=2.558 rai mm孔加工刀具及加工参数:刀具为州 mm精镗刀,切削速度y=180 ain,主轴转速.s=129 r/rai n,进给 速度F=13 mm/mi n,切削长度L=25 mm,切削时间r =3.865 rai culo$Iu Manufa咖nng Te chn010I gy汽车制造技术 mm孑L加工刀具及加工参数:刀具为州 mm精镗刀,切削速度y=170 m/rai n,主轴转速S=123 ain,进给 速度F=12 ram/rain,切削长度L=23 mm,切削时间r =2.3 33 rai 10)钻12一M16x1.5底孔并孔端倒 加工刀具及加工参数:刀具为4,14.5 mmx4) 18 mm 复合钻头,切削速度y=60 m/rai n,主轴转速S=1 18r/rai n,进给速度F=198 mm/mi n,切削长度L=480 mm,切削时间r =2.9 24 rai 11)攻12一M161 .5螺纹孔 加工刀具及加工参数:刀具为M16X1丝锥,切削 速度V=60 m/rai n,主轴转速S=12 ain,进给速度F am/rai n,切削长度￡=1 100 mm,切削时间r= .573mi 12)夹具松开加工工件 14)夹具夹紧加工工件 15)粗精铣西110 mmN7孑L端面 加工刀具及加工参数:刀具为4, 100 mm面铣刀, 切削速度y=150 m/mi n,主轴转速S=478 r/rai n,进给 速度F=574 ram/rai n,切削长度L=855 mm,切削时间 r=1.74 rai 16)粗镗西110 mm 109.5mm 加工刀具及加工参数:刀具为109.5粗镗刀,切削 速度y=120 m/rai n,主轴转速S=349 r/rai n,进给速度 F=70 mm/mi n,切削长度L=42 mm,切削时间丁=0.85 rai 17)镗M112x1.5至西110.5 mm 加工刀具及加工参数:刀具为110.5粗镗刀,切削 速度y=120 m/rai n,主轴转速S=3 46 r/rai n,进给速度 F=69 ram/rai n,切削长度￡=22 mm,切削时间T= 0.569 rai 18)M112x1.5孔口45。倒 加工刀具及加工参数:刀具为枷3mmx45。倒ain,主轴转速S=1 011 r/rai n,进给速度F=1 011 mm/mi n,切削长度L=360 mm,切削时间r =0.606 mi (19)铣M112x1.5螺纹 加工刀具及加工参数:刀具为4, mm螺纹铣刀,切削速度y=90 m/mi n,主轴转速S=896 r/rai n,进给 速度F=269 mm/mi n,切削长度￡=3 60 mm,切削时间 .844rai 20)精镗由110 mmN7孔Manufacl ur ing Tec gy加工刀具及加工参数:刀具为咖110 mm精镗刀, 切削速度y=180 m/mi n,主轴转速S=521 r/mi n,进给 速度F=52 mm/mi n,切削长度L=25 mm,切削时间r =0.731 mi 22)数控工作台回转00位置 2.4加工程序 下面以FANUC0i MD数控系统为例,根据数控加 工工艺对对图1所示的加工零件进行数控加工编程, 具体加工程序如下: 04350 :程序名 G9l G3 0zoMl M43M45 Tl M06 M03 S500 G04Xl M05 N20M19 ;夹具夹紧装置夹紧 ;夹具头架夹紧 ;1号刀具( 号刀具;主轴正传:500 ;调用雷尼绍测头工件找正和工件坐标系测量子程序 M06 ;1号刀具还回刀库 M47 ;夹具尾架夹紧 M49 ;下部辅助支撑油缸支撑 M53 ;侧面辅助支撑油缸支撑 T02 M06 ;换2号刀具 Nl GOG90G57X135Y0 G43H2M03 S600250 Z10 Gol ZOF5000 Gol X200Y0阳00 G03X200Y01—200J0 GOZl0 GOZl 00N05 15mm孔端面 M00 M06 T03 M06 N2C, 0G90G57XOY0 GOG43 H3250M03Sl14 G8l Z一40I {5F25 GOZIOOM05 ;粗镗6445 mm孔至妒44.5 mm M00M06 194 M06 N3 c0G90G57XoYo G43H3250M03S114 Z10 G0lZ—150F5000 G0lZ一180F25 GOZl 00M05 M00 M06 T5 M06 N4GOG90G57X155Y0 G43H4M03 S600250 Z10 G0l Z一5F50( G0lXl 64.2Y0砣000 G03 X1 64.2YOI 一164.2JO G0l Xl 52 G0lZ—164F2000 Gol X164YO G03X164YOI—164J0 c01X152 GoZl 00M05 ;粗镗6440 mm孔至643 9.5 mm mm孔口和6440mm孔口 .5x300角M06 16M06 N5GOG9lG28XoY0 GoG90G57XoY0 GOG43H3250M03S150 G8l GOZl00M05 ;精镗6445 mm孔成,孔深:37 him M06 17 M06 N6GoG90G57XOYo G43 H3 250M03 S150 Z10 ColZ—150F5000 Gol Z—180F25 GOZl 00M05 ;精镗6440 111111孔成,孔深:15 mm M06 r8M06 N7GoG90G57xoY0 G43 H5250M03 513 00 G16X2l OYl 8lZ一41 R5F200 G91 Y25 uloM anuf ngTechn0J 09y汽车制造技术 Y25 Y3 Y20Y25 Y25 Y3 Y25Y25 Y20 Y3 Y25Y25 G1 G80GOZl 00M05 ;钻12一M16x1.5螺纹孔底孔至 4.5mi GOT06688M06 M06N8( G-12M16-D16) GOG90G57XoYo G43H9 250M03 S200 G16X210Y15 G84Z一40R10乃oo G91Y25 Y25 Y3 Y20Y25 Y25 Y3 Y25Y25 Y20 Y3 Y25Y25 G15 G80 02100M05;攻12一M16x1.5螺纹孔成;深度:36 mm M06 ;儒号刀具还回刀库 T2 M48 ;下部辅助支撑油缸松开 M54 ;侧面辅助支撑油缸松开 M00 G9 1A180 ;数控转台旋转1800 M49 ;下部辅助支撑油缸支撑 M53 ;侧面辅助支撑油缸支撑 M06 GoG90G58X-45Y一145 43H02250M03 S500 2913 Z10col ZOFl 200 G52X一45Y一145 col x48YOF200 G02X48YoI一48Jo GOZl G52x0YoGOZl 00M05 10mmN7孔端面 M06 T10 M06 GoG90G58X一45Y一145 G43 H06250MD3 S480 G8l Z一26.2R5F120 GOZl 00M05 10mm N7孑L至qbl 09 InmM06 Tll M06 GOG90G58X一45Y—145 G43 啪6250M03S480 G8l Z一26.2f1 5F120 GOZl 00M05 ;镗M1 12x1 10.5mm M06 T13 M06 G91 GOG28XOYO GoG90G58X一45Y一145 c43 H6250M03 s520 G8l Z~26R5H60 GOZl 00M05 M112x1.5孔口45。角M06 T13 M06 GoG90G58X一45Y—145 G43 H7250M03 s3 4l G52X一45Y一145 Gol Z一15.5FlOoo G01 X40YOFl G02X40YoI一40JOZ一17GolXOYo GOZl ooM05 G52XOY0 ;铣M1 12x1 .5螺纹孔成;深度:1 7mm M06 T14 M06 c0G90G58X一45Y一145 G43 H06250M03 s52l G8l Z一26.211 5F52 GOZl 00M05 ;精镗咖110 mmN7孔成 M06 ;14号刀具还回刀库 M48 ;下部辅助支撑油缸松开 M54 ;侧面辅助支撑油缸松开 温州职业技术学院机械工程系,浙江温州 摘要:介绍了UGCLS文件中的信息,再结合实际的业务要求,利用C语言对UG后处理文件的编辑,实现利用操作名称可以帮助定义后处理的过程、检查刀具名称和刀具参数是否对应、保证mm程序刀 轴矢量的正确性。这些后处理文件满足了特殊机床的特殊要求。并且其余UGCAM文件也可以采 用类似方法。 关键词:C语言UGCLS文件后处理 中图分类号:TP3 91 文献标识码: Devel opment ne7S gent pOst —prOcessl ng proce dure based anguageCHENDecun Departme nt Mechanical Engi ne ring,Wenzhou Vocati onal Tech ni cal Col ge。We nzhou 32503 5,CHN) Abst ract UGCLSfi ,combini ng pract calope rat ngre que st hehe UGpost —processi ng,achi eve owing goal s:usi ng ope rat defini heproce dure postprocessi ng xamine whe oolname mat che oolparame te rs guarantee hecorre ct oolaxi orient on.These post -processi ng ski hespe ci al demand speci al machi ne。but al so can other UGCAM machi ni ng. Ke ywords:CLanguage ;UG CLS Fi ;Post-processi ng UG后处理操作是UGCAM数控加工工作中一个 重要环节,主要任务是把在UG加工环境下生成的加 工刀位文件转换成机床可接受的数控代码文件。UG 本身提供了强大的Post Bui 后处理构建器,但是从实践使用来看,普遍存在后处理过程缓慢,后处理不能 够智能,调整不灵活等弊端。这主要是因为,对应不同 的加工方式,所要求的刀位文件格式不一样,这就要求 编程者,针对每一个操作根据不同的加工方式,选择不 同的后处理模板,操作非常繁琐,容易出错。很多使用 UG软件做数控编程的企业,或多或少的都存在这样 的问题。另外,在构建后处理工具时,后处理构建者大 多只考虑后处理的刀位文件格式能否被机床认可,而G9 Al80 G9l G28YO M46 M44 M52 M30 结语;数控转台旋转到零度 ;夹具见装置松开 ;夹具头架松开 ;夹具尾架松开 该工艺方案经过实践验证了其切削参数合理性、 工艺过程正确性,加工精度完全达到了用户图纸要求, 成为车桥加工成熟的加工工艺典范,在生产实践中承 担大量成批生产的重任,加工出的车桥具有精度高、互 换性好等优点,完全满足当代“节能汽车,环保汽车”所需的车桥,值得在车桥类零件加工中推广应用。按 此工艺方案已成功建设为某汽车制造企业车桥生产 线,得到了用户厂家领导、工艺人员及数控机床操作技 师们的好评。 第一作者:贾冀青,男,1963 年生,机械制造优秀 工艺师,研究方向为数控工艺及数控刀具的选择和应 编辑谭弘颖)(收稿日期:2012—12—24) 文章螬号:131042 如暴缘蠢发囊对本文的洼.请将文章号填入读者童觅啊t 裹中的报应位置。