教案十五：零件加工工艺分析.doc

教 案学校名称江西省电子信息工程学校授课教师丁克华授课班级授课形式讲授分析讨论课题名 称十五零件加工工艺分析教学目的1、通过学习会合理选定切削用量2、通过学习会合理安排工艺3、通过学习会制定数控加工工艺卡片教学重点加工工艺的安排教学难点数控加工工艺卡片的制定主要教学方法用辅助教具讲解教学内容布置学生实训作业练习教学内容基本理论知识： 在实际生产当中,数控加工的程序程序往往由编程人员将所要加工的零件图样,直接编写成加工的程序文件。再由操作设备的人员来完成加工。 如果加工的零件比较复杂，那么所使用的加工的刀具刀必然会增多。为了使操作设备的人员能知道程序当中所使用的刀具的作用、性能及加工参数，往往编程人员还需要编写数控加工序卡片和数控加工刀具卡片，用以指导和联系实际生产加工。 现在以下图为例，举例说明编程人员该如何设计较为合理的数控加工工序卡片。 材料：45钢 毛坯直径65mm 图12-1 锥螺纹轴1、 零件图的分析如图所示，这是由一个螺纹、圆柱面、圆弧面、外圆柱面所构成的外形较为复杂的轴类零件。 从尺寸精度上看，50、60、40、20、R10以及长度80、20处加工精度要求较高，需仔细对刀和认真调整机床。从而提高切削效率。另外由于零件左右两端均需要进行加工，（在生产中出于节约加工和管理成本，往往坯料尺寸一般略大于所需尺寸35mm即可）因此加工此零件存在二次装夹即调头装夹。 2、加工方案及加工路线的确定通过对零件图样的分析加工当中存在二次装夹。由于零件的右端含有锥螺纹，因此些零件加工应该先加工左端，加工完左端后，将左端作为装夹位再加工零件右端。 加工路线确定为：（粗、精加工）车削零件左端50并至长度加工60直径尺寸并至长度35mm处（考虑到二次装夹，将左右两端的接刀痕放在60圆柱面与40之间的锥度处，用以提高表面加工质量）；工件调头装夹，对刀并保证零件总长80mm钻18底孔加工锥螺纹外部加工40外圆柱面及R10圆弧面加工21锥度切槽加工P1.5锥螺纹镗20*25内孔。3、零件的装夹及夹具的选择 采用机床本身的标准卡盘即可。零件伸出三爪卡盘外一定长度，并找正夹紧。4、 刀具和切削用量的选择a) 刀具的选择：选择1号刀具为93度硬质合金机夹偏刀，用于零件左、右两端粗、精车削加工，其副偏角应较大，否则加工圆弧面易发生刀具干涉现象；选择2号刀具为硬质合金机夹切断刀，其刀片宽度为4mm，用于切槽加工；选择3号刀具为60度硬质合金机夹螺纹刀，用于螺纹车削加工；选择4号刀具为90度硬质合金机夹盲孔镗刀，用于加工20*25内孔。选择5号刀为18钻头。b) 切削用量的选择：采用切削用量主要考虑加工精度要求并兼顾提高刀具耐用度、机床寿命等因素。确定主轴转速n=1100r/min，进给速度粗车为F=0.3mm/r，精车为F=0.1mm/r。（注车削螺纹时，主轴转速应略低些。此例取n=650r/min）5、 尺寸计算略。（注：需要计算锥螺纹的终点坐标）以上过程是对加工零件的分析过程，需要将其转换成图表格式便于加工者选择刀具及设定相关参数。如下图是转成图表格式后的刀具及参数选择表。工厂数控加工工序卡片产品名称或代号零件名称材料零件图号锥螺纹轴45钢工序号加工内容刀具号刀具补偿主轴速 度r/min进给速度mm/r或mm/min背吃刀量刀具位置号刀具补偿号刀尖半 径1粗车左端50、60mm，并留精车余量T01011100032精车左端50、60至尺寸T01011100013钻右端18mm底孔T0505650034粗车右端36、40及R10处并留精车余量T01011100035精车右端36、40及R10至尺寸T01011100016切槽至尺寸36并保证宽度T02021100017车削锥螺纹至尺寸T0303650158粗镗削内孔20*25T04041100039精镗内孔20*25至尺寸T0404110001编制审核批准共1页第1页注：上表可能与实际生产厂家不同而不同，此表仅是制定的参考，具体应参考实际生产。另外此表并未对刀具的名称、刀具型号、刀片的型号和牌号做拓展说明。实际生产应予考虑。（上表未设置刀具位置号及刀尖半径和吃刀量）参考程序如下：（设工件长度为83mm）O1234； ;加工左端程序T0101；M03 S1100；G00 X66 Z2;G71 u2 r1.5; ;粗加工参数设置G71 P50 Q200 u0.02 w0.04 F0.3;N50 G00 X46; ;精加工程序第一段 G01 Z0. F0.1;X50 Z-2;Z-20.;X56;X60 Z-22;Z-32;N200 G00 X61； ;精加工程序最后一段G70 P50 Q200;G00 X80 Z120;M05;M30;(调头装夹，将加工好的左侧作为右端加工夹持面，对刀并保证零件总长为80mm)O1235; ;加工右端程序T0505; ;调用18mm钻头钻底孔；这里是指M03 S650; 具有C轴，如无,须手工钻底孔.事先钻G00 X0 Z5; 好定心孔G74 R3;G74 Z-35 Q8000 F0.3;G00 Z120;T0101;S1100;G00 X66 Z3;G71 u2 r1;G71 P100 Q300 u0.02 w0.02 F0.3;N100 G00 X36; G01 Z0 F0.1; X40 Z-16; Z-25; G02 Z-35 R10; G01 Z-40; X60 Z-50;N300 X61;G70 P100 Q300;G00 X80 Z120;T0202; ;调用2号切槽刀G00 X41 Z-20;G01 X36 F0.1;G04 P1;G01 X41;G00 X80 Z120;T0303;S650 M03;G00 X41 Z2G76 P021060 Q100 R100;G76 X38.02 Z-16 R-2.25 P100 Q975 F1.5;G00 X80 Z120;T0404; ;调用盲孔镗刀加工内孔S1100 M03;G00 X23 Z1;G01 Z0 F0.3G02 u-4 W-2 R2;G01 Z-25 ;X17;Z0;G01 X24 F0.1;G02 X20 Z-2 R2;Z-25;X17;G00 Z10;M05;M30;2.1 轴类零件数控车削加工工艺 下面以下图所示零件为例，介绍其数控车削加工工艺。 图122 轴类零件 2.1.1零件图工艺分析 该零件表面由圆柱、圆锥、顺圆弧、逆圆弧及双线螺纹等表面组成。其中多个直径尺寸有较严的尺寸精度和表面粗糙度等要求；球面50mm的尺寸公差还兼有控制该球面形状(线轮廓)误差的作用。尺寸标注完整，轮廓描述清楚。零件材料为45钢，无热处理和硬度要求。 通过上述分析，采取以下几点工艺措施。 2.1.1.1)对图样上给定的几个精度(IT7IT8)要求较高的尺寸，因其公差数值较小，故编程时不必取平均值，而全部取其基本尺寸即可。 2.1.1.2)在轮廓曲线上。有三处为过象限圆弧，其中两处为既过象限又改变进给方向的轮廓曲线因此在加工时应进行机械间隙补偿以保证轮廓曲线的准确性。 2.1.1.3)为便于装夹。坯件左端应预先车出夹持部分(双点划线部分)，右端面也应先车出并钻好中心孔。毛坯选直径60mm棒料。 2.1.2确定装夹方案 确定坯件轴线和左端大端面(设计基准)为定位基准。左端采用三爪自定心卡盘定心夹紧、右端采用活动顶尖支承的装夹方式。 2.1.3确定加工顺序及进给路线 加工顺序按由粗到精、由近到远(由右到左)的原则确定。即先从右到左进行粗车(留0.25mm精车余量)，然后从右到左进行精车，最后车削螺纹。 一般数控车床具有粗车循环和车螺纹循环功能，只要正确使用编程指令，机床数控系统就会自行确定其进给路线，因此，该零件的粗车循环和车螺纹循环不需要人为确定其进给路线。但精车的进给路线需要人为确定，该零件是从右到左沿零件表面轮廓进给，如图所示。 图123 精车轮廓进给路线 2.1.4选择刀具 2.1.4.1)粗车选用硬质台金90。外圆车刀，副偏角不能太小，以防与工件轮廓发生干涉，必要时应作图检验。本例取35度。 2.1.4.2)精车和车螺纹选用硬质合金60度外螺纹车刀，取刀尖角59。30，取刀尖圆弧半径0.15O.2mm。 2.1.5选择切削用量 2.1.5.1)背吃刀量粗车循环时，确定其背吃刀量3mm；精车时0.25mm。 2.1.5.2)主轴转速 1)车直线和圆弧轮廓时的主轴转速 查表取粗车的切削速度90m/min，精车的切削速度120m/min，根据坯件直径(精车时取平均直径)，利用公式计算（3.14*dn/1000），并结合机床说明书选取：粗车时，主轴转速n=500rmin；精车时，主轴转速n=1200rmin。 2)车螺纹时的主轴转速 用公式（n1200/p -k）其中P为工件螺纹的螺距，单位为mm；K为保险系数，一般取80计算，取主轴转速n=320rmin。 3)进给速度 先选取进给量，然后用公式(Vf=nf)计算。粗车时，选取进给量f=0.4mm/r，精车时，选取f=0.15mm/r，计算得：粗车进给速度Vf=200mmmin；精车进