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制造业信忌化
MANUFACTURING INFORMATZAMON 5E/M/CAD/CAM/CAE/CAPP
基于 Mastercam的散热片数控加工
姚达明
(云浮市技工学校,广东云浮527343)
摘要:基于某散热盖进行加工工艺分析,针对散热片薄壁曲面加工中常出现的弯曲变形与抢刀过切问题提出对策,并
以 Mastercam系统为平台制定合理的加工工艺,取得了较好的加工效果,为同行提供参考。
关键词:散热片;数控加工; Master CAN;加工工艺
中图分类号:TG659
文献标识码:A
文章编号:1002-2332011)07-0094-02
1引言
间距9m
最大高度65m
薄壁曲面在散热盖零件中具有增大散热面积的效果
因此被广泛应用于散热零件的结构中,如电器箱中的散热
Romm
片、电脑中与CPU相连接的散热片、汽车发动机中的散热
片等。为了充分发挥散热性能,这些散热片往往做成具有
KE 2mm
定高度,并呈一定规律排列的薄壁片,而且片与片之间
距离窄小,顶部呈复杂形状,如进行倒圆角。一般采用散热
(a)顶面
(b)底面
性能较好的铝合金或铜,由于这些材料比较软,而且薄片
图1散热盖
的高度较高,导致强度与刚度都比较差,因此加工时容易工难点,因其它面的加工比较容易,这里只针对散热片薄
产生弯曲变形,下刀时容易产生过切现象。为避兔出现此壁曲面的加工方法进行探究。
类现象,提高加工质量,正确规划加工工艺将显得非常重2.1薄壁曲面片造型分析与工艺要求
要,特别是对工艺规划、加工参数、走刀方式的设置。
该散热零件结构中薄壁曲面共有23片,片与片之间
2散热盖薄壁曲面零件
的间距为9mm,厚度为2umm,并在薄壁曲面进行完全倒
如图1所示,为某电器设备上的散热盖,使用材料为圆角,最大的高度达65mm,顶部最高点呈不对等的梯形,
铝合金,整体外形尺寸为392mmx270mx134mm,加工两直角边分别倒圆角半径为10m与25mm的圆弧。为
时6个面都需要加工,其中散热片部分是整个零件的加了充分扩大散热盖的内部空间,加强薄壁曲面的刚度,在
(1)根据数控车床加工的对象和切削工序,尽量选择合能原因以及解决的方法。数控机床是机械、电气、液压等
适的切削用量,即最适当的切削速度、背吃刀量和进给速度。各项技术高度结合的机床设备,因此分析解决切削振动
(2)针对一些细长轴类零件在加工中振动较大问题,时,应该从各个方面统筹考虑,才能有效解决实际问题。
应对其工艺系统进行一些改进,如安装中心架、跟刀架或切削振动可能既有机床机械部件的原因、加工工艺系统
者设计专用夹具等。
的原因以及机床控制核心数控系统的原因等等多方面
(3)提高切削工艺系统的刚性,例如使用弹性系数较共同作用下产生的,而且很难具体地说清楚是由某一个
高的刀杆或专用的抗振刀杆,如整体硬质合金的刀杆。原因引起振动,那么就要进行多方面的探讨与论证,并
4)若机床的振动是由机外振源引起的,在设备的选耐心细致地分析和诊断,找出振动根源。若振动的根源
址安装时应尽量远离这些振动干扰源,或者采取一些隔是多种因素共同作用下造成的,只有采取综合的排除方
振措施减少振源对车削加工的干扰。比如在机床与振源法才能解决。
之间挖防振沟,或者将数控车床放置在防振地基上等。
[参考文献
(5)提高车床传动的制造精度。如将变速机构中齿轮1]赵长明,刘万菊数控加工工艺及设备M』北京:高等教育出版
啮合的制造精度提高,可以减少因齿轮啮合传动而引起
社,2008
的振动。
2]孙胜机械制造工艺学[M]北京:机械工业出版社,1992
(6)排除外部的一些因素后,还需考虑数控车床的数3)随刻中,家字金属切原理与刀具M北京,机械工业出版
控系统中与切削相关的参数设置是否正确,这一般要请
(编辑明涛
专业的数控系统维修技术人员来操作。
作者简介:宋福林(1984-),男,湖南省职业技术能手、数控车技师,研
5结语
究方向为数控技术
本文主要分析说明了数控车床产生切削振动的可收稿目期:201103-15
941机械工程师2011年第7期
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作/建/ CAD/CAM/CAE/CAPP?ACT? MATEZATIO
薄壁曲面片之间的窄刀进行粗加工、半精加工,再采用球刀对倒圆角曲面的连
槽内增加了倒圆角的接部位进行精加工。
矩形封闭凹槽以形成3.5倒圆角圆孤曲面部分加工
加强筋,如图2所示。
对于这部分曲面的
加工时需保证尺寸精加工应分开进行,粗加
度及达到Ra1l.6的表工时分别提取各薄片曲
面粗糙度。
图2矩形封闭凹槽
面边线(长度为倒圆角
2.2加工难点与对策曲面在水平方向的投影
对于厚度为2mm且高度达65mm的薄壁曲面加工,线段)与窄槽形成的“锯
变形量的控制是整个加工的难点,包括两直角边圆角半齿线”作为轮廓加工线,
径为10mm与25mm圆弧过渡曲面的加工。同时,在加工侧面与底面采用b8mm
图4圆角曲面加工效果
矩形封闭凹槽时容易因刀杆伸出长度较大引起进刀时产平刀进行加工。圆弧圆角曲面部分采用4mm球刀进行
生抢刀过切。对于两直角边圆弧过渡曲面的加工,如果待平行铣削精加工,薄壁完全倒圆角曲面部分采用4m
薄片曲面加工完毕后再进行加工,势必容易因薄片曲面圆角半径为1mm的成形圆角刀进行3D轮廓铣削精加
的刚性问题需引起变形,甚至损坏整个薄壁曲面,显然不工,加工效果如图4所示
可取。因此为了保证该圆弧曲面在加工时具有足够的强3.6薄片曲面侧面加工
度,应将这些圆弧曲面的部分先进行加工,然后才进行薄
在各薄片形成的窄槽中采用b8mm平刀进行轮廓铣
片曲面的加工。为了避免在加工矩形封闭凹槽进刀时引削粗精加工。为了使薄壁曲面在加工过程中受力均衡,不
起的弹刀过切,尽量避免轴向进刀,而应为径向进刀,开发生变形。刀具需在同一层深度中完成所有薄壁曲面加
粗时可先在这些矩形封闭四槽内预钴孔,以方便进刀。同工オ进行下一深度的加工。精加工时需采用全新锋利刀
时为了保证各薄片曲面在加工时不因切削力产生变形,具,以避免毛刺的产生,同时注意冷却液的使用,提高冷
要特别注意加工顺序的安排,如加工矩形封闭凹槽时应却液的流动性,以取得好的冷却效果。
采取“跳跃式”的加工路线,不能在同一个方向上加工完3.7矩形封闭凹槽加エ
所有的四槽才进行下一区域的加工.。矩形封闭凹槽的倒
在各矩形封闭凹槽内采用8mm平刀、6mm平刀
圆角曲面宜采用倒角刀进行加工,这样不但可以取得好进行轮廓铣削粗精加工,注意进刀点设在预钻孔的位置
的加工质量,而且缩短加工时间,更好地避免过切。
处,从而避免过切。对于四槽倒圆角曲面部分采用b4m
3刀路规划
圆角半径为1mm的成形圆角刀进行3D轮廓铣削加工。
3.7光面加工
应特别注意在加工此部分凹槽时应采用“跳跃式”路线。
为取得好的加工质量与效率,对零件上表面采用4加工效果分析
d80mm盘铣刀进行光面加工,进给速度为400 mo/min,
通过以上加工工艺规划,较好地保证了加工质量,避免
主轴转速为4500/min,切削间距为60m,以0.1mm的了因刚度不足引起变形的产生。能