09机四唐斌中18零件分析和加工方案.doc

图一月牙圆盘零件一、案例要求 月牙盘为典型的盘类回转形零件，零件图如图一所示。由于轨迹曲线复杂，所以加工难度大，而且轨迹精度要求高，必须保证月牙盘的尺寸精度和几何精度。二、案例加工使用的设备、辅具与材料1此实例在SIEMENS 802S数控系统的立式数控铣床上进行实际调试和加工。2. 配备零件棒料毛坯一件。材料：45钢。 3. 配备三爪自动定心卡盘、数控回转工作台、螺栓等相关装夹辅具。4. 配备：12普通立铣刀1把，用于铣削加工键槽和曲线型槽； 30单角立铣刀，用于铣削加工斜面。三、案例解析一般来说，轮廓加工用圆柱形立铣刀的侧刃来进行切削工件，形成相应尺寸和形状的轮廓在进行切削加工工件的轮廓时，使刀具切人点的位置和方向尽可能选择在切削轮廓的延长线上或在切线方向上进刀，以利于刀具切人时受力平稳。1.零件加工工艺分析零件结构精度分析 该零件的加工成型轮廓由列表曲线构成，形状复杂，加工精度高因为该零件的曲线槽控制着相应机构上杆件的运行动作，所以零件曲线槽的轨迹形状、尺寸精度和几何精度必须予以保证。45圆柱孔与其端面，是零件的设计基准和数控铣削加工定位基准，在零件前序加工中，必须予以保证。在数控铣削加工中，主要的加工部位有：槽宽为16mm的圆弧槽，槽宽分别为16mm和20mm0.1mm的曲线槽，槽宽为22mm的直槽(其中一槽侧面为15土10的斜面)，以三段圆弧阶梯面。重要的零件加工部位是曲线槽轨迹。必须保证曲线槽轨迹是无阻碍的圆滑过度。 加工刀具分析，在零件的数控铣削加工中，使用12立铣刀就可达到曲线槽截面形状的加工要求，使用30单角铣刀可以满足零件右端直槽斜面的加工要求。毛坯余量分析为保证零件的加工精度，在数控铣削加工中，应该进行粗、精铣削加工。 结构工艺性分析 零件被加工表面轮廓的最大高度为24mm，零件轮廓的加工深度为12mm(或24mm)键槽，零件结构尺寸不大，但是切削余量较大，铣削工艺性不理想。零件装夹方式分析 此零件装夹的难点是保证零件装夹在加工中不变形的前提下，敞开铣刀加工运行的空间。根据数控加工的原理和特点，可以采用下列方式，来进行零件轮廓的数控铣削加工。a方式I。将零件固定在三爪自动定心卡盘上，再将三爪自动定心卡盘固定在铣床工作台上，完成零件各曲线槽轨迹的全部铣削加工。采用此方式装夹加工的零件的优点是简便易行，零件在加工中不变形，由于敞开了加工中铣刀运行的空间，所以轮廓精度较为理想。此方式适用于单件和批量加工。b方式。用定位心轴装夹零件，由于定位心轴占据了铣刀在加工中运行的空间，阻碍了曲线槽的加工，所以此装夹方式不可取。c方式。将零件固定在数控回转工作台的三爪卡盘上，再将数控回转工作台固定在铣床工作台上，利用数控回转工作台的旋转运动，来进行月牙盘零件圆周向的定位、找正与二转运行；利用X向、Y运动的单向或联动运行，来实现数控加工中进刀、退刀、曲线槽轨迹加工的运动，从而完成月牙盘零件的数控铣削加工。一般数控铣床使用的旋转轴用A表示。此方式适用于单件和批量加工。 本案例分别应用装夹方式I和方式进行月牙盘零件的数控铣削加工。定位基准分析 该零件可以利用160mm外圆柱面及其下端平面作为定位基准，直接装夹在三爪自动定心卡盘上或数控回转工作台的三爪自动定心卡盘上，并使用螺栓压板等压紧夹具。此装夹方式在保证了装夹定位基准与设计基准重合的同时，敞开了加工中铣刀运行的空间。2工艺处理 数控加工前的零件预加工 其目的是切除零件大部余量，并为数控铣削加工工序提供可靠的装夹工艺基准。其工艺内容是：用三爪自动定心卡盘装夹零件，车削加工45H7内孔、160外圆及两端面达精车加工要求。数控铣削加工 其工艺内容见下述数控工艺文件。 3数控铣削加工工艺文件 装夹方式I (三爪自动定心卡盘装夹) 月牙盘零件的数控铣削加工。a数控铣削加工的数控编程任务书(略)。b数控铣削加工安装方式。利用零件上160mm外圆柱面及其下端平面作为定位基准，装夹在三爪自动定心卡盘上，并用螺栓压板等将三爪自动定心卡盘固定在铣床工作台上。c数控铣削加工工序。数控铣削加工分粗铣加工和精铣加工二次切削进行，工序如下。粗铣加工 使用12mm立铣刀，铣削加工键槽、弧形槽，单边留精加工余量2mm。精铣加工 使用12mm立铣刀，铣削加工键槽、弧形槽成型达到要求。粗铣加工 使用12mm立铣刀，铣削加工其他型槽轮廓形状，单边留精加工余量2mm。精铣加工 使用12mm立铣刀，铣削加工其他型槽轮廓形状，成型达要求。精铣加工 使用角度铣刀，铣削加工直槽斜面，成型达加工要求。数控加工工序卡和切削用量选择。d. 数控铣削加工刀具。铣削加工键槽、圆弧槽和其他型槽轨迹使用2mm立铣刀，铣削加工直槽的锥面时使用60单角铣刀。e编程参数的计算。就可直接得到编程尺寸。计算略。数控加工中的切入点、切出点均设置在运行轨迹的延长线上。f机床刀具运行轨迹图。 g程序编制。月牙盘零件加工程序单(采用装夹方式1)。装夹方式(数控回转工作台装夹) 月牙盘零件的数控铣削加工。a数控铣削加工的数控编程任务书(略)。 b. 数控铣削加工安装方式。利用零件上160mm外圆柱面及其下端平面作为定位基准，将零件装夹在数控回转工作台的三爪自动定心卡盘上，并将数控回转工作台固定在立式铣床工作台上。其他安装方式同装夹方式I。工件坐标系的原点设置工件的F表面中心。数控编程辅助参数的确定(刀号、刀补、间隙补偿等)。a.刀具：T12立铣刀； T260单角铣刀。 b.刀补值未设置(因为加工中未使用刀具补偿)。 c刀偏值未设置(因为在加工中运用程序在起始点处换刀)。d间隙补偿值设置为使用机床的间隙测量值。e快速运行值采用数控系统默认值。 数控加工刀具的安装。 a12立铣刀的装刀同于案例1。 b60单角铣刀的结构类同立铣刀，所以其装刀同批2立铣刀的装刀。 三爪卡盘的安装。数控回转工作台(类同圆盘工作台)的安装步骤如下。 a，将数控回转工作台安装在铣床工作台的T型槽内。b. 用M16的T型螺栓将数控回转工作台(圆盘工作台)压紧在铣床工作台台面上。工件在数控回转工作台(类同圆盘工作台)上的装夹。a在数控回转工作台(类同圆盘工作台)上装夹工件时，必须使工件的圆柱台阶轴线与数控回转工作台的主轴轴线同轴。并使用心轴进行工件的装夹定位。b. b. 在数控回转工作台(类同圆盘工作台)上装夹工件时，可使用三爪卡盘进行工件的装夹定位，再将三爪卡盘与工件用压板螺栓固定在数控回转工作台上。需要注意的是，必须使三爪卡盘轴线与数控回转工作台的主轴轴线同轴。工件在数控回转工作台(类同圆盘工作台)上的找正。a找正三爪卡盘中心轴线与数控回转工作台主轴轴线同轴。找正时将百分表固定在主轴刀杆上，使百分表测头接触三爪卡盘基准孔内壁，转动数控回转工作台，使得百分表示相同。b待零件在数控回转工作台(类同圆盘工作台)上装夹完成后，再将百分表测头接触在零件内孔壁，转动数控回转工作台，使得百分表示值相同。数控加工的对刀。 a.在三爪卡盘或数控回转工作台上夹装零件。b工件坐标系设定。 铣削加工周边时，12立铣刀刀心A点在工件坐标系的坐标为A(100.00，120.00，100.00)。c在数控铣削加工中，是以铣刀中心进行编程计算的，因此在对刀时，对刀尺寸应该加上对刀时使用的铣刀半径(6mm)。对刀时可首先在刀柄上装夹12标准圆柱棒替代铣刀进行对刀操作，待X向、Y向对刀完成后，再更换12立铣刀进行Z向的对刀操作。dX向对刀。首先启动铣床主轴，铣刀左边刃沿X负方向接触工件160外圆圆周上部，此时铣刀中心在X轴方向上距零件中心距离为80+686mm，继续沿X轴正方向移动铣刀1008614mm，即完成X方向的对刀。完成后记下此时的位置刻度。e. Y向对刀。首先启动铣床主轴，铣刀下边刃沿Y轴负方向接触工件160外圆圆周上部，此时铣刀中心在Y轴方向上距零件中心距离为80+686mm，继续沿Y轴正方向移动铣刀1208634mm，即完成Y方向的