基座零件加工工艺过程分析与设计

课程的知识内容,1、基座零件的工艺性分析2、基座零件加工工艺过程分析与设计3、基座零件加工用刀具、设备等的选用及相关知识4、基座零件的数控程序设计5、基座零件实际加工训练及加工过程控制6、交流与讨论7、数控铣削工艺设计综述8、整理学习报告,课程教学知识内容一览表,基座零件的工艺性分析,首先必须对基座零件的工作状况进行必要的了解，既可了解机构工作原理知识，同时也可掌握机械零件的工作要求。通过工况分析可以更清晰的了解待加工零件与其它零件间的装配关系，对零件位置尺寸和高精度要求部位的加工控制状况做到心中有数，同时也可知道哪些部位是无关紧要的，在加工工艺上则可以灵活掌控。 （工况结构最好能从使用现场了解，若为试制加工，可通过构建三维实体模型、绘装配图甚至通过动画设计来了解）工艺性分析通常从零件结构形状的复杂程度、位置及尺寸精度的可控制程度、材料难加工程度几个方面进行分析说明。 （感性知识较欠缺时可结合加工工艺走刀路线分析说明。）,基座零件加工工艺过程分析与设计,该零件需要多面加工，工艺过程涉及到轮廓铣削、刻字、挖槽加工、钻孔、铰孔、镗孔、攻丝等大部分铣削加工方法；多面装夹定位精度保证就涉及到简单夹具设计问题；成型截面加工涉及到成型刀具问题；工序衔接涉及到热处理、线切割加工、激光打标等辅助工序安排问题； 该零件加工内容涉猎虽广但并不复杂，是数控铣削类典型加工的零件。就多把刀具的换刀问题，当批量生产时可引伸到加工中心工艺设计的内容上。具体加工工艺过程可细致到每把刀具走刀路线设计，可通过CAM软件用动画模拟或制作现场加工录象等手段了解各刀具走刀加工过程、装夹定位方案、成型刀具结构等。可先由动画了解后再到实际加工现场进一步了解。,零件加工用刀具、设备等的选用,该零件加工内容涉及到轮廓铣削、刻字、挖槽加工、钻孔、铰孔、镗孔、攻丝等大部分铣削加工方法，需要用到品种繁多的各式刀具，包括： 定尺寸铣刀、成型铣刀、燕尾槽刀、T形槽刀、刻字刀、钻头、铰刀、英制丝锥等。 可通过切削加工过程的模拟结合刀具实物来认识各类刀具的加工特点，各类刀具的结构。了解并选用各刀具的切削加工参数。针对零件多面加工及其加工特点选用数控设备，了解立、卧式机床的零件装夹方案、设备的装刀特点、设备的加工能力和机床工作状况等知识。,基座零件的数控程序设计,基本编程方法、钻镗循环编程针对各刀具加工内容按设计的走刀路线编写数控加工程序，进行节点计算走刀优化及程序编写与调整。编程方法可选用手工编程或CAM自动编程。理解程序并讲究程序的实用性，考虑各刀具结构特点及各种可能的干涉情形。,零件实际加工训练及加工过程控制,在加工现场进行实际加工训练，了解并掌握机床操作、工件装夹、程序调试、刀具装夹、对刀调整及实际加工中涉及的各内容。通过实际加工进一步熟悉各刀具的切削特点，切削状况，了解工艺参数的影响，修正和优化走刀路线。通过整个零件各工序加工过程控制，全面了解加工质量的相互影响及其保证措施各类量测检具的使用方法和尺寸检测控制要点。了解加工现场的生产管理知识。全面了解生产工艺流程、生产线的组织方法。,总结交流、数控铣削工艺综述,通过上述基座零件的工艺设计内容的介绍、编程与实际加工的训练，进行师生间交流与探讨，整理学习报告。最后综述性的对数控铣削工艺进行总结。对其它零件进行铣削工艺设计训练,基座零件的加工工艺性分析,图示为一搓丝机构的基座与相关部件的装配关系图，其中基座与连接臂零件通过销轴装配在一起，具有一定的装配关系要求。连接臂在一定范围内往复摆动驱动搓丝机构，摆动范围由刻线显示，配合面间呈间隙配合，由侧面螺销限位。基座前侧为摆杆运动开设了足够的活动空间，整个基座通过后侧燕尾与机架装配，润滑油脂从后侧管孔注入。作为搓丝机构的座体，要求有足够的刚性，基座和运动部件要求有足够的耐磨损性能、耐腐蚀性能，材料采用40CrMo。为保证部件运转灵活可靠，对基座及连接臂等零件的位置精度及尺寸精度提出了较高的要求。,基座零件的加工工艺性分析,基座零件的加工工艺性分析,由基座零件图可以看出，该零件有几处孔位尺寸、配合孔尺寸精度要求较高，它们分别是55.590.03（IT89） 38.20.05（IT910），销轴孔（IT910）,与连接臂间隙配合的孔（IT10），后侧孔（IT8）所有螺纹孔均为英制螺纹，需按图纸要求选配好对应的英制丝锥。前侧R20.7厚26.5的让位槽需用”T”形槽刀加工，因余量较大，加工具有一定难度从前侧到后侧贯穿孔的底孔台肩较深，同样给加工增加了难度；后侧燕尾槽需要购置60燕尾槽刀加工，刻线分度可采用尖到或球刀加工。该零件的轮廓描述清晰，尺寸标注完整。材料为40CrMo，切削加工性能稍差，需作调质处理以改善加工性能。 整个零件从尺寸精度和加工难易程度考虑，采用数控铣削加工或用加工中心加工比较合适。,基座零件的加工工艺性分析,通过对图纸的分析，数控铣削中需采取以下几点工艺措施：（1）工件上的孔、的孔需作预孔后定制专用铰刀精铰。（2）前侧R20.7厚26.5的让位槽需定制“T”形槽刀加工，刀具厚度即为26.5mm，考虑余量较大，应在径向分次逐步减少余量进行加工。（3）从前侧到后侧贯穿的深台肩底孔，应在上部槽形还未加工的情形下先行做出，以避免先挖槽后钻头经过空端后产生漂移。（4）因涉及到多次换面装夹加工，应先将的销轴孔加工到位，制作一个简单的销轴定位夹具作为每道工序的定位基准。,基座零件加工工艺准备总表,基座零件加工工艺过程分析与设计,零件铣削加工先从反面开始，将反面沉孔粗、精切到位，且将定位基准用的两销轴孔先加工出来，待反面所有加工内容完成后即翻面以一面两销定位对正面沉孔作粗切和半精修，以减轻后续线切割加工的切削量。由于料厚较大，整个外形采用正反面接刀铣削既困难又不易保证外观质量，因此考虑用线切割加工外形到位，垂直方向的燕尾槽也可一起预切出来，但为保证整个燕尾槽形的连续性要求，线切割燕尾槽部分应留单边0.2mm的余量，待以后用燕尾槽刀一次连续性走刀得到完整的燕尾槽形。从A面到B面有一贯通孔，根据孔形要求需从A面作深孔钻削和锪孔，由于该孔被正面沉孔槽隔断为两部分，若先将沉孔做出后再从A面钻孔则易产生漂移，无法保证孔位和孔形尺寸，因此在工艺上安排先不加工正面的沉孔槽，待A面钻孔完成后再加工正面沉孔槽。当线切割加工已将A面割出后，即可先开始进行A面加工。,基座零件加工工艺过程分析与设计,正面加工包括铣台阶面、钻引孔、粗、半精加工沉孔、T形凹槽攻丝、精修沉孔及槽、槽底成形加工、刻字、刻线等。正面三个螺纹孔不在同一高度层，需先将台阶面铣削后才可钻引孔、攻丝。T形凹槽处加工余量非常大，需采用专用“T”槽刀由径向分次逐步减少余量进行加工，大余量T形凹槽加工完后才可安排所有精加工。另外，沉孔槽底部还需要成型刀做成型铣削，刻线和刻字均可采用R1的球刀控制深度进行加工。后侧B面加工内容不多，可先用燕尾槽刀将燕尾槽铣出，然后做点孔、做引孔攻丝和铰孔，最后铣削整个B面，以去除毛刺等保证B面光滑。左右侧面几个螺钉孔中，有两个是处在曲面部位的，不能用钻头直接引钻，需要先用刀刃过中心的铣刀以钻孔方式将沉孔加工出后才可点孔、引孔后攻丝。侧面标记文字线条间距和深度均无法采用刻字方法加工，可最后安排外协激光烧刻或用专用雕铣机加工。,基座零件的加工工艺过程,反面加工到位,正面粗切,线切割,前侧A面加工,正面加工到位,零件装夹与定位,反面沉孔及后续定位基准销轴孔加工使用毛坯面作粗基准定位，采用通用平口钳或用压板螺钉装夹即可。当精基准销轴孔加工完成后，可制作一面两销的简单定位夹具。销孔在定位底板上具有确定的距离，利用定位底板的左右对中找正、前侧面对刀寻边，以底板上表面对刀。考虑到后侧燕尾槽加工的让刀需要，Y向销孔至底板定位面边缘的距离应小于45.08设计，取4043的整数值。夹具底板上的销孔用定制铰刀精铰获得，然后根据销孔配制两定位销，其中一销可作成削边销结构。整个装夹定位系统是先将定位底板打表找正后用螺钉锁紧在工作台上，对刀后插入定位销轴后以销轴对工件定位，再用压板螺钉将工件夹紧在夹具底板上。为方便装夹，定位底板上开设有多个螺钉孔。 后续工序均采用此结构的一面两销定位方式，符合基准统一原则，此