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1、数控论文：镜筒零件的精密加工【摘 要】:随着数码影像技术的飞速发展,广大用户对于相机和投影仪画质的要求也越来越高。投影仪和相机上的镜筒模组对其成像的效果有着很大的影响,除了镜片的质量影响其效果外镜筒的机械加工精度对成像影响很大。本文以投影仪为例,说明镜筒上的沟槽的数控加工工艺。【关键词】:投影仪 镜筒数控加工沟槽1引言镜筒模组是数码相机、手机摄像头、投影机等光学产品中的重要机构件,在其他的数码产品上也有着广泛的应用。镜筒是一种典型的薄壁零件,镜筒壁厚薄的一般只有12mm,加工过程中易发生变形,造成装配后镜头的抽动不灵滑,影响成像质量。以某厂的某型号镜筒为例(如图1所示),该镜筒壁厚为15mm,
2、在薄壁上还要开槽。在切削过程中,由于径向切削力的作用以及切削热引起零件各部分膨胀不均匀,导致零件槽的薄弱环节处发生变形,最终反映为加工精度如圆度上。而对于需要调焦的镜筒模组,其上面的槽精度直接影响其调焦,所以对此镜筒来说,有两个技术重点:圆度和沟槽的精度。那圆度的达到有两点尤其重要:车床上达到圆度精度和加工中心加工完后仍保持圆度。在这里主要介绍加工中心上的工艺。2工艺分析镜筒零件的材料一般是铜材或铝材。但是因为铜的价格比较贵,所以大部分是铝合金件,主要用的是AL6061和AL5056。首先我们分析下零件图和技术要求。镜筒技术要求:(1)壁厚:1.5mm(2)曲线槽数量:3条(3)圆度:0.01
3、5mm(4)孔槽角度:2。(5)槽宽变化量:0.02mm(6)表面粗糙度:Ra0.1mm(7)槽宽度3mm(+0.01,+0.03)2.1装夹首先,选择的机床是立式加工中心。此类镜筒零件,沟槽是均布在镜筒表面的,加工时需用到第四轴旋转轴加工,所以加工中心床台上需配备回转台,选择适合镜筒零件加工型号的回转台。零件需设计专门的夹具安装到第四轴上,因零件结构简单,在这里只能选择其唯一的内孔面和一端的端面做为定位基准,夹紧时需选择合适的气压,否则气压过大会导致零件变形,圆度受到影响。在这里根据加工的零件选择5MPa气压。另外因为要加工槽,在夹具上需提前把逃刀路加工好,槽的宽度需比零件上的大些以避免加工
4、下倒角时刀铣到夹具。加工夹具时程序和零件加工时的程序可用同一个的,只是刀具换大些即可。其装配图如图2所示。2.2刀具选择从技术要求上可以看出,沟槽精度要求很高,槽宽变化需控制在0.02mm之内,如果直接用3.0铣刀进行加工,铣刀直径实际值在2.972.99之间,加工出来的槽只有3.03.01mm,达不到尺寸要求,而且加工出来的槽的断面不是很光滑,镜筒组装后调焦时会发出“咔咔”的摩擦声,寿命会大打折扣。另外采用2.8铣刀(非标刀具,需定做)和2.0铣刀加工,分为三步来完成:(1)2.8铣刀粗加工槽,加工方式:顺着槽的中线加工。(2)2.0铣刀精加工,加工方式:围绕槽轮廓顺铣一周。(3)用倒角刀加
5、工表面倒角,去毛刺。(4)定做成型刀加工下倒角。此工艺共用到4把刀,加工过程中需换刀三次。倘若用2.5铣刀粗加工精加工余量太多,加工出来外观达不到要求。如果用2.8铣刀粗加工需定做两把刀。为了提高 加工效率、节约成本,在这里根据需要新设计一把成型刀,包括粗加工、精加工、上下倒角用同一把刀,刀具如图3所示。加工工艺如下: (1)2.8段粗加工槽,加工方式:顺着槽的中线加工。(2)1.8段精加工,加工方式:环绕槽轮廓顺铣一周。切入切出时需圆弧进退刀,以保证轮廓的光滑。(3)提刀,加工下表面倒角,去毛刺。(4)提刀至表面,加工表面倒角,去毛刺。铝材虽属于易加工材料,但是为了避免加工过程中切削力对零件圆度的影响,加工过程中进给量不能太大,不能为了追求效率而忽视了其圆度的控制。在精加工和倒角加工时,铣刀的转速和进给率必须控制好,快转速轻切削可达到较好的外观,一般取5000rad/min,进给率200mm/min。3结语这里采用的成型刀可谓一刀多用,整个沟槽加工的过程中都不需换刀,节省了时间提高了加工效率,尺寸精度和表面粗糙度也都得到了保证。参考文献1陈斌,徐可伟,朱训生.超声振动切削薄壁镜筒零件的研究.机械工程师，2001,01.2杨建明主编,邹军副主编.数控加工工艺与编程,北京理工大学.
