加工工艺及变形处理难点分析模板

1、专业论文工种 : 加工中心操作工题目： 液晶屏显示器框架的加工工艺及变形处理难点分析姓名：XXX身份证号：XXXXXXXXXXXXXXXXX等级：技师准考证号: XXXXXXXXX培训单位：XXXXXXXXXXXXX鉴定单位：北京市技工教育委员会2014 年4 月 20 号加工中心操作工技师论文 摘 要 本文主要写液晶屏显示器框架零件加工工艺与减小工件的变形，此工件尺寸为 378mm× 306mm× 12mm 的轧制铝板薄板，工件中间需要掏空大部分余量，工件尺寸较大，除量大，厚度薄，平面度、平行度、垂直度精度要求较高，不易保证工件的形位公差，本文对加工工艺、加工技术条件、加

2、工刀具、装夹方法几个方面的技术改善，从而减小零件的加工变形。 关键词 加工工艺变形夹具26目录摘要与关键词1绪论3目录21 液晶屏显示器框架图图纸42 液晶屏显示器框架简介63 液晶屏显示器框架作用64 液晶屏显示器框架加工工艺分析64.1 图纸分析64.2 加工精度64.3 毛坯检验64.4 夹具选择75 液晶屏显示器框架加工难点分析75.1 变形 75.2 变形原因 75.3 形位公差较高86 难点解决方案86.1 装夹 86.2 工艺孔位置的选择86.3 刀具的选择96.4 切削参数的选择97 液晶屏显示器框架加工工艺98 小 结 13致谢14参考文献 14附件15绪论薄板类零件是常见的

3、工程产品，在汽车、航空航天、家用电器以及金属家具方面相当普遍应用，较长的薄板类零件在进行加工时易发生变形、翘曲现象，切削力和薄板的弹性变形极易产生切削面的震动产生振纹，使薄板尺寸厚度尺寸公差和表面粗糙度难以保证，影响薄板类变形的因素有以下几种，如切削参数、装夹方法、热变形，还有工件的内应力，但是在加工过程中采取一定的措施，选择好加工参数，选择合理的装夹方法就可以减小工件的变形，薄板类零件在现代产品中的应用非常广泛，针对对传统的加工工艺、加工设备加工薄板类零件，易产生的变形情况，从薄板类零件变形的类型和原因着手分析，从加工工艺、加工技术条件、加工刀具、装夹方法几个方面，从而减小零件加工变形的目的

4、。1 液晶屏显示器框架图纸2 正面图图 3 反面图2 液晶屏显示器框架简介液晶屏显示器框架是我们学校接的外协加工工件，小批量生产，一共要10件，所以本文以一典型薄板类零件加工为课题进行深入研究，对加工工艺、工装夹具、刀具选用、参数选择等方面进行合理优化，从而发现并减小了液晶屏显示器框架在生产中的装夹不便、形位精度，尺寸精度不稳定等一系列问题。3 液晶屏显示器框架作用液晶屏显示器框架是某公司电子产品的显示器固定架，固定显示器用，主要是起到固定面板的作用，使得面板在里面不易晃动4 液晶屏显示器框架加工工艺分析4.1 液晶屏显示器框架图纸分析零件结构形状如图，工件材料为轧制铝板，表面不平，薄板类零件

5、加工一般采用铣削加工成形，大部分刀具选择采用立铣刀，从图中可以看出，此零件图主体是由外方形轮阔与内方形轮廓组成，工件正面有一个台阶和12 个螺钉孔，反面内框有一个2×45 度倒角，内外轮廓四个角为R3 的圆角。加工的外轮廓尺寸厚度达 12mm， 内轮廓尺寸达到6mm， 加工外形尺寸是378mm× 306mm。 由于材料去除量大，中间掏空，厚度薄， 在加工后常出对于此类零件在制订工艺方案时，应重点考虑工件变形问题。4.2 加工精度从图中可以看出，此零件图尺寸精度不高，但是形位精度较高，分别是：以A 面为基准的加工面的平行度，另一个是以A 面为基准的平面度，还有就是以A面为基准

6、的垂直度要求0.3以内。4.3 工件毛坯的检验此工件毛坯尺寸为385mm× 310mm， 厚度为 14mm的轧制铝板薄板，长度宽度厚度留有足够的加工余量，大面较为平整，无较大扭曲现象。4.4 夹具的选择夹具分为专用夹具、通用夹具、组合夹具三大类。专用夹具：专用夹具是为某一特定工件的特定工序专门设计制造的，因而不考虑通用性。因而这类夹具适用于产品固定的成批量生产及大量生产中。通用夹具：通用数控机床夹具一般作为通用的附件提供，使用时无需调整或稍加调整就能适应多种工件的装夹，这类夹具通用性强，因而广泛应用于单件小批生产中。如数控车床中的三爪、四爪，数控铣床中的虎钳。组合夹具：组合夹具是由一

7、套预先制造好的标准元件组装而成的专用夹具。这套标准元件及由其组成的合件包括基础件、支承件、 定位件、 导向件、 夹紧件、紧固件等。使用时可以按工件的工艺要求组装成所需的夹具。组合夹具用过之后可方便地拆开，清洗后存放，待组装新的夹具。因此，组合夹具具有缩短生产准备周期， 减少专用夹具品种，减少存放夹具的库房面积等优点，很适合新产品试制或单件小批生产。此工件为薄板类工件，薄板类零件是不能用虎钳来夹持的，虎钳满足不了此类零件加工要求，专用夹具与通用夹具也无法满足此工件的加工要求，所以要选择一个正确的装夹方式来保证零件在加工中的定位与装夹，并且适合加工工艺路线， 加工中与刀具路线不干涉的装夹方式，此工

8、件在加工中要采用螺钉来压持工件中心部分进行加工工件的四周与内框架。加工之前需要铣出基准面，这就涉及到了铣削零件大面的问题，为了能够将基准面铣削符合加工要求，就要对工件大面进行压紧与定位，这就需要基础板与销轴， 还有螺钉，进行对工件的定位与压紧，基础板与销轴作为工件的定位原件，螺钉作为压紧元件。5 液晶屏显示器框架加工难点分析5.1 变形液晶屏显示框架工件尺寸较大，中间需要掏空大部分余量，厚度薄，切削时容易产生变形，切削中容易产生变形的原因有切削力、工件的夹紧力、工件的内应力。5.2 变形原因为改善零件的加工变形首先要分析出零件的变形原因，才能提出针对性的解决办法， 薄板类零件平面铣削加工产生变

9、形原因有热变形和应力变形，在切削中有少许的热变形，刀具与工件挤压摩擦而产生的应力变形，而此工件主要变形原因应是最后将工件中间掏空而产生的工件应力变形。5.3 形位公差较高从图中可以看出，图纸要求平面度圆度及平行度要保证在0.3mm 之内，如果光是铣削工件的两个大面是可以保证工件平面度在0.03mm以内， 但是如何保证将工件中间掏空后变形量最小，才是此工件加工中的的最大难点。6 难点解决方案6.1 装 夹对于此零件的变形问题，本人利用学校现有的加工技术条件我采用了基础板、螺钉和定位销对其进行压紧和定位。6.2 零件工艺孔的位置安排此零件图平面尺寸较大厚度较薄，所以工艺孔的孔位安排应该在基础版的满

10、足情况下均匀排布于工件上，工艺孔的排列几何形状设计为轴对称的简单形状，对称布置螺钉孔与销子孔，工艺孔的排列是否对称与工艺孔的位置安排对此零件在解决变形的问题上起着很大的作用，因为螺钉孔起着固定工件的作用，对于大的工件来说，螺钉应使压在工件上的受力合理，以免受力过分不均。这样才能减小工件的变形。而且我所设计的工艺孔是沉头孔，这样的螺钉孔设计便于将M12螺钉帽沉在孔中便于之后的铣削大面问题，工件两面都对称排列了四个沉头孔与两个销子孔，基础板一个大面限制了工件三个自由度，即 X、 Y 方向转动和Z 方向的移动，两个销子为一个圆柱销一个棱形销，圆柱销限制了工件的两个自由度，即 X、 Y 方向移动，棱形

11、销限制了工件的一个自由度，即Z 方向的旋转，一面两销这样的定位方式属于完全定位，符合六点定位原理。从图中可以看出液晶屏显示器框架中间部分是要去除掉的，所以我把工艺孔设计在工件中间部分，不能太靠中心，也不能太靠近边缘，螺栓的排列应有合理的间距、 边距， 最重要的一点是不能影响加工内轮廓，这样不仅不影响加工外轮廓加工而且在最后将去除中间余料还可以起到固定作用。最主要的作用是保证联接结合面受力均匀。正面螺钉孔的孔距尺寸位置为200mm× 120mm， 销子孔位置孔距尺寸位置为160mm，反面螺钉孔孔距尺寸位置为200mm× 120mm，销子孔位置孔距尺寸位置为160mm，工艺孔位

12、置安排如图4 正面工艺孔5 反面工艺图 6 正面工艺孔实体7 反面工艺孔实体6.3 刀具的选择在切削工件时选用高速钢立铣刀，为了减小零件的切削变形，除了在切削前后予以预防和控制外，在切削过程中控制切削条件可以有效的减小变形，根据铣削的受力分析，应该使铣刀的刀尖圆弧角减小，选用铣刀刀尖锋利的高速钢铣刀，减小刀具的挤压量，增大铣刀的刀具前角，使刀具的切削力减小，减小工件的热变形，使刀具能够有效地将切削热传导出去，刀具后角也应适量增大，减小后刀面与加工面的摩擦，对于加工铝料来说，铣削刀具应需及时刃磨，同时，在满足加工条件的话还要选择较小直径的立铣刀，尽量减小材料的受力变形面积。在铣削工件大面时，为了

13、减少走到路线与加工时间我选用了80 端面铣刀。6.4 切削参数的选择在机床、 刀具和工件条件以确定的情况下，切削铝料时切削用量的选择直接关系到工件的质量、刀具的使用寿命、生产成本和生产率，要综合考虑工件的加工质量、刀具耐用度和生产率等因素。一般来说，切削要素选择原则应该按被吃刀量、进给量、切削速度来选择，首先应选择尽量可能大的切削深度，其次应该选择尽可能大的进给量，最后在保证刀具耐用度的条件下尽可能选取大的切削速度。在切削三要素种中，被吃刀量、进给量、切削速度，被吃刀量对工件变形影响最大，而切速度对工件变形影响最小，对于薄板零件，应该采用多次走刀，反复翻面铣削，所以在选择切削参数时应该减小被吃

14、刀量，增加切削速度和采用适当的走刀路线对控制变形有较高的改善。7 液晶屏显示器框架加工工艺7.1 工艺孔的加工工件加工前首先要大致测量一下Z 轴负向最大极限，用板尺进行大致测量，计算出垫铁的高度，找四块相同高度的垫铁按照工件的最大尺寸码放在工作台上，因为工件的工艺孔要进行两面加工，所以还需要对工件进行定位，加工顺序为打中心孔、钻孔、钻沉头孔，因为工件有了定位元件，所以我只用了两个压板对工件进行压紧。如图图87.2 基础板找正工件工艺孔加工完成后就要进行下一个工序，铣削工件大面，这样就用到了基础板， 将基础版平放在垫铁上进行找正，将两个销轴尽量放置基础板最大长度上，对两个销轴进行打表，因为两个销

15、轴距离越长打表的精度越准确，基础板的位置精度才会越准确，找正之后对其压紧，如图107.3 大面加工将基础版找正之后，就要进行对工件大面的铣削加工，将工件放置基础板上，这时会发现工件的四个角有两个角是没有与基础板完全贴紧的，这样的话就要用垫纸的方法，将纸片塞入工件与基础板的空隙进行反复敲打工件，直到感觉没有间隙即可，然后对工件进行压紧，压紧时注意，压紧力不用太大，带点力度即可，进行铣削大面，铣削时注意，每次切深0.5mm，高转速快进给，两个大面反复铣削，粗加工留余量，平面度达到0.5mm 即可，如图图 117.4 打中心孔与钻孔大面加工工完毕后，进行螺纹底孔中心孔加工，钻完中心孔后钻削工艺孔7.

16、5 四周加工中心孔加工完成之后，进行工件的四周加工，粗加工选用10 立铣刀 ，本人每次切深0.5mm，多次走刀，高转速快速进，留0.5mm 余量，如图127.6 倒角面加工四周加工完后进行对工件倒角面加工，先进行槽加工，选用 8 键槽刀 小切削量，高转速，快进给，槽深度切到6mm，粗加工四周留量，如图图 13槽粗加工完之后进行倒角加工，如图图 147.7 内台阶加工倒角面加工完之后将工件翻面进行零件的内台阶加工，选用8 键槽刀小切削量，高转速，快进给，台阶深度切到5mm，粗加工四周留量，如图157.8 清根台阶加工完之后进行清根加工，内台阶加工完之后，框内四个角有圆弧，图纸中这里没有圆弧，所以

17、要进行清根处理，选用4 键槽刀小切削量，高转速，快进给，台阶深度切到5mm，粗加工到尺寸，如图167.9 精加工各个轮廓尺寸零件基本轮廓尺寸都进行了粗加工，按照粗加工顺序进行零件尺寸的精加工，精加工零件基准面、精加工外轮廓、精加工倒角内槽（4 键槽刀） 、反面精加工大面、精加工内槽（4 键槽刀） 、精加工完毕后，将零件内部多余材料铣削 掉（ 4 键槽刀） ，最后手动攻丝，到此工件加工完毕，进行测量。8 小结通过对零件的加工，从中学到了许多新知识，如铣床的装夹方式、刀具参数的改善、变形的处理、合理利用宏程序，语句简单，缩短编程时间，结构清晰、柔性好， 使用方便的特点，合理、 灵活的使用铣刀的刀具

18、参数与装夹方式有利于提高数控加工的效率，只有更深入的了解刀具使用性能和装夹方式，才能在使用过程中更得心应手，选择出更适用、更合理、 更符合实际的加工参数和装夹方法。而面对传统工艺加工方法，不仅加工精度难以保证，同时加工效率极低，只有不断创新、钻研、优化加工工艺才能使加工设备得以充分的发挥，提高加工效率、降低加工成本，薄板件切削加工中的变形问题通过以上工艺措施基本可以得到有效地提高，针对不同零件的类型，应采取不同的方法。致谢时光荏苒，岁月如梭，转眼技师学习即将结束，在学校的日子里本人向在校的各位老师学习了很多新技能，在学习当中遇到了许许多多的问题，虚心向老师请教，老师总是会细心的为我讲解，不管什么样的问题都会耐心给我讲懂为止，谢谢老师们在学习上对我的鼓励，是你们教会了我该怎样学习，在这几年的机械加工学习中你们给了我太多的帮助，谢谢班主任老师，谢谢老师，同时也还要谢谢我的论文指导教师以及各位专家老师，谢谢您们对本人的论文提出的宝贵意见和对我专业知识掌握的肯定。在此，再一次感谢各位专家老师，祝各位老师工作顺利身体健康。参考文献1 王甫茂