回转体零件的数控加工工艺性分析

2 0 1 1 年 1 1 月 第 3 9卷 第 2 2期 机床与液压 MACHI NE TOOL HYDRAULI CS NO V 2 0l l Vo 1 3 9 No 2 2 D O I 1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 1 3 8 8 1 2 0 1 1 2 2 0 1 5 回转体零件的数控加工工艺性分析 王娟 平 宝鸡文理 学院机 电系 陕西宝鸡 7 2 1 0 0 0 摘要 以典型的回转体类零件为例 介绍零件的数控加工工艺性分析方法 根据零件的结构特点选择机床 然后进行 零件的图样分析 结构工艺性分析和安装方式的选择 为后续的数控加工工艺路线的设计研究做好准备 关键词 数控加工 工艺性分析 回转体零件 中图分类号 T H 1 6 2 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 1 3 8 8 1 2 0 1 1 2 2 0 4 9 2 NC M a c h i n i ng Pr o c e s s i n g An a l y s i s o f Ro t a r y Pa r t WANG J u a n p i n g Me c h a n i c a l a n d E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g D e p a r t me n t B a o j i U n i v e r s i t y o f A r t s a n d S c i e n c e s B a o j i S h a a n x i 7 2 1 0 0 0 C h i n a Ab s t r a c t T h e w a y o f NC ma c h i n i n g p r o c e s s i n g a n a l y s i s wa s i n t r o d u c e d b y n i l e x a mp l e o f r o t a r y p a r t Ac c o r d i n g t o p a r t f e a t u r e ma c h i n e t o o l wa s c h o s e n T h e n p a rt d r a wi n g a n a l y s i s a n a l y s i s o f s t r u c t u r e p r o c e s s s e l e c t i o n o f fi x e d w a y we r e ma d e Al l o f a b o v e p r o v i d e s b a s i s f o r t h e d e s i g n o f NC ma c h i n i n g p r o c e s s p a t h Ke y wo r d s CNC ma c h i n i n g P r o c e s s i n g a n a l y s i s Ro t a ry p a rt 数控机床是为了解决复杂 精密 小批多变零件 加工的自动化要求而产生的 具有高精度 高柔性 高效率等特点 例如 形状复杂 加工精度高 通用 机床无法加工或难保证加工质量的部分 具有复杂曲 线或曲面轮廓的部分 具有难测量 难控制进给的部 分等等 应把数控加工作为首选方案 1 零件数控加工工艺分析 此次加工的零件是一个典型的回转体类零件 表 面的形状由直线和圆弧组成 材料为 4 5钢 热处理 后达到 H R C 3 8 4 3 毛坯为 1 5 0 m m 3 6 m m 棒料 零件形状如 图 1 所示 图 1 零件图 零件的形状相对比较复杂 在通用机床上加工比 较困难 且此零件的精度要求较高 在通用机床上加 工很难保证加工精度 并且它还有圆弧面和锥面以及 相切的关系 这些要求在通用机床上一般不容易保 证 零件的最大外径尺寸是3 0 m m 最小外径尺寸是 2 0 m m 余量不是特别大 根据实际设备情况 选择配备 H N C 一 2 1 T车床数 控系统的 C K 6 0 3 2卧式车床 此数控系统的操作面板 如 图 2示 霜 曩誉 曩叠 曩嚣 瓤瞄 m m 啊 m 0 啊 譬 l 强 鼍 t 昌暑昌 一日一目 毋琏 图 2 H N C 一 2 1 T数控系统操作面板 要分析此回转体类零件的数控加工工艺 就要明 收稿 日期 2 0 1 0 1 0 2 7 作者简介 王娟平 1 9 7 6 一 女 硕士 讲师 主要研究方向是机电一体化系统设计及数控机床 E m a i l b j 2 0 04一 w j p 1 63 c o n 一 啜 一 幽 髓 霸霸霸瞄 瞳暇日瞄 哪哪嘲暇 麟 目融霸斟 髓霸嘲霸豳 掰融霸瓤 5 O 机床与液压 第3 9卷 确所选定机床的主要技术参数 如表 1 示 表 1 C K 6 0 3 2卧式车床的主要技术参数 床身上最大回转直径 m m 3 2 0 横溜板上最大回转直径 mm 1 8 0 最大工件加工长度 mm 6 0 0 主轴孔径 mm 3 8 主轴内孔锥度 1 2 0 电机功 g k W 2 2 结合选定的数控机床进行此零件的数控加工工艺 性分析 零件图样分析 结构工艺性分析和零件安装 方式选择 如 图 3示 丽 l 艺性分 析 l 零 件 图 样 分 析 I I茬 艺 l菱 箬 娶 安 尺寸 l l零件 1 I 零件的技l l 零件的材I l 刀具 l I夹具的 标注 I l图素 l l 术要求 l l 料及毛坯l l 选择l l选择 壁 鉴 标 注 尺 寸 l1 1 元 素 蘸翮 坐 标 尺 寸 l l 关 系 垦 窒I 形状精度 I l 方式选择 图3 零件的数控加工工艺性分析结构图 1 1 零件的图样分析 此零件是一个典型的轴类零件 是为支承传动零 件传递扭矩或运动 承受载荷 并保证装配在其上的 零件具有一定的回转精度 1 1 1 尺寸标注 零件图上尺寸标注的方法应适应数控加工的特 点 如图3所示 在数控加工零件图上 应以同一基 准标 注尺寸或者直接 给出坐标 尺寸 这种标 注方法 既 便于编程 又利于设计基准 工艺基准 测量基准和 编程原点的统一 但是如图1所示零件的标注方法 既不是 按同一 基准标 注尺寸 又不是直接 给出坐标尺 寸 而是局部分散的标注方法 这样就给工序安排和 数控加工带来很大不便 因此 可将局部的分散标注 改为同一基准标注 修改过的零件图如图4所示 图4 标注示例 1 1 2 零件图素 构成零件轮廓 的几何元素 点 线 面 的关 系 如相切 相交 垂直和平行等 是数控编程 的 重要依据 如图1 所示 最右边的半球形与圆柱面相 切 紧接着是螺纹 退刀槽 圆弧 其中 圆弧始端 与节点相切 末端与圆柱面的素线相切 紧接着又是 一 个圆弧 相切的要素也很全面准确 最后是一个圆 柱面和倒角 1 1 3 零件的技 术要求 只有符合技术要求的零件才是合格的 根据零件 图显示 尺寸精度 形状精度 位置精度都没有给 出 因此只对零件给出的粗糙度技术要求进行分析 看是否全面 合理 从 右往左 如 图 5 所示 此零 件 图的表面粗糙度比较全面 并且这些粗糙度要求用数 控车床加工都能实现 图 5 零件特征 图 此外 零件的热处理要求是 H R C 3 8 4 3 1 1 4 零件的材料及毛坯 选择零件材料总 的原则是 在满足零件功能的前 提下 应选用廉价 切削性能好的材料 该零件选用 的材料是4 5号钢 功能方面能满足要求 另外 它 的切削性能 也较好 毛坯给定 为 1 5 0 m m 3 6 m m 的 棒料 1 2 零件的结构工艺性分析 零件 的结构工艺性分析是指所设计的零件在满足 要求的前提下制造的可行性和经济性 良好的结构工 艺性可 以使零件加工容易 节省工 时和材料 而较差 的零件结构工艺性 会使加工 困难 浪费工时和材 料 有时甚至无法加工