铣加工件优化设计案例分析

何永刚+刘文颖+杨振龙

摘 要：本案例分析主要针对加工中心铣加工零件，从T型刀选择方面阐述，如何选择合理的减重设计方式，降低加工难度和成本。

关键词：加工中心；铣加工件；T型刀；减重槽设计

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.17.031

1 引言

随着工艺制造技术的发展，机械设计使用加工中心快速成型的零件越来越多，工程师需要设计很多加工中心的三维图，以满足产品快速成型要求。但很多对加工中心加工工艺过程的知识困乏，致使设计的三维图无法加工、坏件率居高、加工效率低下，浪费了资源，还未达到“快速”得目的。

本文T型刀的选用及减重槽设计案例，为大家分享铣加工零件设计的一些经验，希望大家对铣加工件设计有所启发。

2 T型刀的选用及减重槽设计

2.1 “面板”型铣加工件设计介绍

本章节以如下“面板”型铣加工件（下称面板件）为例子，从工程化检查角度，进行展开介绍。

如图1的渲染图及工程图纸示意，圈出的两个柱状结构特征，由于无法选到合适的T型刀深入刀凹槽内，从加工中心工艺方面，无法加工。

如图1所示，减重槽的加工横向深度为2.75mm，减重槽纵向加工深度为26.8mm，总加工深度为31.8mm。按照以上参数在附表1中选择合适T型刀具。根据核算，附表1中3#的T型刀尺寸接近加工要求，将3# T型刀模型装入图中进行演示校核，如图2中3#T型刀加工示意，3# T型刀能够将减重槽全部铣出来，但是由于柱子距离减重槽侧壁只有12mm，而3# T型刀的刀头直径为φ26mm，存在干涉。如果再按照11mm这个参数再选择T型刀，在加工中心T型刀刀库内无法选到合适尺寸的铣刀。因此，圈出的两个柱状结构特征的设计无法加工，需要重新改设计。

2.2 “面板”型铣加工件设计方案优化

根据2.1的设计介绍及工艺加工的分析，拟做出两种方案的改进设计，供设计者参考：

2.2.1 优化方案一

为解决以上的干涉問题，以完全保留原来特征为目标，将加工干涉的两个柱子单独分拆出来，单独进行铣加工，原腔体用3# T型刀，然后再用螺钉将两个柱子安装到腔体内，这样面板件就可以保持原来特征加工完毕，解决了柱子干涉的问题。

该方案能够满足设计者减重的要求的意图，但是两个柱子需要后期装配，存在装配误差，且增加了额外的装配工序，由于需要用螺钉固定，受空间限制较大，对于此方案要根据实际装配进行选择。

2.2.2 优化方案二

对原有圈出的两个柱状结构特征进行改进设计，将减重槽纵向深度减小，与柱子一样高，保证铣刀有足够空间及余度加工加工减重槽，以解决铣刀与柱子的干涉问题。 如图2左图，减重槽的加工深度为2.75mm，减重槽纵向加工深度为8mm，总加工深度为13mm。按照以上参数尺寸，见表1，可在加工中心T型刀刀库内选择4# T型刀具进行加工。

根据选择的4#的T型刀，通过加工模型演示，工程化校核，如图2中4#T型刀加工演示图，完全能够实现零件加工，该方案易于加工，没有附加的装配操作，加工提高，成本未有提高。

3 结语

铣加工件减重槽设计时，提前考虑T型刀尺寸，能够充分提高设计成功率，并降低加工中心的加工难度和成本。因此，铣加工件设计实用操作性很强，设计工程师设计时要充分考虑公司加工中心所具备的加工能力，加工尺寸限制，多考虑工程化实现性、多进行实际铣加工过程演示，提高设计效率、加工效率，充分降低加工成本。endprint