2011典型零件的数控加工工艺分析ppt课件

1、3.3 典型零件的数控加工工艺分析,3.3.1 轴类零件的数控车削加工工艺,以右图零件为例，介绍其数控车削加工工艺。用MJ460数控车床加工,1零件图工艺分析,该零件表面有圆柱、圆锥、顺圆弧、逆圆弧及螺纹等表面组成。其中多个直径尺寸有较严格的尺寸精度和表面粗糙度等要求；球面S50mm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号钢，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。 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）在轮廓曲线上，有三处为过象限

2、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。 3）为便于装夹，毛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60mm棒料,2确定装夹方案 确定毛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,3确定加工顺序 加工顺序按由粗到精的原则确定。即先从右到左进行粗车（留0.20mm精车余量），然后从右到左进行精车，最后车削螺纹。MJ460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加工路线，因此，该零件的

3、粗车循环和车螺纹循环不需要人为确定其加工路线。但精车的加工路线需要人为确定，该零件是从右到左沿零件表面轮廓进给加工,4数值计算 为方便编程，可利用AutoCAD画出零件图形，然后取出必要的基点坐标值；利用公式对螺纹牙顶、牙底进行计算。 （1）基点计算 以图O点为工件坐标原点，则A、B、C三点坐标（mm）分别为： XA=40mm（直径量）、ZA=-69 mm；XB=38.76 mm（直径量）、ZB=-99 mm；XC=56 mm（直径量）、ZC=-154.09 mm。 (2) 螺纹牙顶d 、牙底d1计算 d = d-0.2165P=(30-0.21652)mm=29.567mm； d1= d -

4、1.299P=(29.567-1.2992)mm=26.969mm,5选择刀具 1）粗车、精车均选用35菱形涂层硬质合金外圆车刀，副偏角48，刀尖半径0.4mm，为防与工件轮廓发生干涉，必要时应用AutoCAD作图检验。 2）车螺纹选用硬质合金60外螺纹车刀，取刀尖圆弧半径0.2mm。 6选择切削用量 （1）背吃刀量 粗车循环时，确定其背吃刀量ap=2mm；精车时，确定其背吃刀量ap=0.2mm。M30螺纹共分5次车削，但每次背吃刀量不同，查表3-7确定为（直径量）：0.9、0.6、0.6、0.4、0.1（mm,2）主轴转速 1）车直线和圆弧轮廓时的主轴转速：查表取粗车时的切削速度v=90m/

5、min ,精车时的切削速度v=120m/min，根据坯件直径（精车时取平均直径），利用式n=1000v/d计算，并结合机床说明书选取：粗车时，主轴转速n=500r/min；精车时，主轴转速n=1200r/min。 2）车螺纹时的主轴转速：按公式np1200（n为主轴转速，p为螺距）。取主轴转速n=320r/min。 （3）进给速度 粗车时，选取进给量f = 0.3 mm/r，精车时选取f = 0.05 mm / r。车螺纹的进给量等于螺纹导程，即f = 2mm/r,7数控加工工艺文件的制定 1）数控加工工序卡片,2）数控加工刀具卡片,3.3.2 平面凸轮零件的数控铣削加工工艺,图3-53为平面

6、槽形凸轮，试分析其数控铣削加工工艺。2轴以上联动数控铣床加工,1零件图纸工艺分析 该零件是平面槽形凸轮，其轮廓由圆弧和直线组成，需要两轴以上联动的数控铣床加工。毛坯材料为铸铁，切削加工性能较好。该零件在数控铣削加工前，是一个经过加工、含有两个基准孔、外直径为280mm、厚度为18mm的圆盘。圆盘底面A及35G7和12H7两孔可用作定位基准。凸轮槽内外轮廓面对A面有垂直度要求，只要提高装夹精度，使A面与铣刀轴线垂直，即可保证,图3-53,2确定装夹方案 根据凸轮的结构特点，采用“一面两孔”定位，设计下图“一面两销”专用夹具。用一块320mm320mm40mm的垫块，在垫块上分别精镗35mm及12

7、mm两个定位销安装孔。孔距为800.015mm，垫块平面度为0.05mm，加工前先固定垫块，使两定位销孔的中心连线与机床的x轴平行，垫块的平面要保证与工作台面平行，并用百分表检查,1开口垫圈 2带螺纹圆柱销 3压紧螺母 4带螺纹削边销 5垫圈 6工件 7垫块,3确定加工路线 加工路线包括平面内进给和深度进给两部分路线。对平面内进给，对外凸轮廓从切线方向切入，对内凹轮廓从过渡圆弧切入。在2.5轴联动的数控铣床上，对铣削平面槽形凸轮，深度进给有两种方法：一种方法是在xz(或yz)平面内来回铣削逐渐进刀到既定深度；另一种方法是先打一个工艺孔，然后从工艺孔进刀到既定深度。 进刀点选在P（150，0），

8、刀具在y= 15及y= 15之间来回运动，逐渐加深铣削深度，当达到既定深度后，刀具在xy平面内运动，铣削凸轮轮廓。为保证凸轮的工作表面有较好的表面质量，采用顺铣方式，即从P（150，0）从开始，对外凸轮廓，按顺时针方向铣削，对内凹轮廓按逆时针方向铣削，如图3-55,图3-55 平面槽形凸轮的切入加工路线 a）直线切入外凸轮廓 b）过渡圆弧切入内凹轮廓,4选择刀具及切削用量 选用18mm硬质合金立铣刀，主轴转速取150235r/min，进给速度取3060mm/min。槽深14mm，铣削余量分三次完成，第一次背吃刀量8mm，第二次背吃刀量5mm ，剩下的1mm随同轮廓精铣一起完成。凸轮槽两侧面各留

9、0.50.7mm精铣余量。在第二次进给完成之后，检测零件几何尺寸，依据检测结果决定进刀深度和刀具半径偏置量，分别对凸轮槽两侧面精铣一次，达到图样要求的尺寸。 5基点坐标确定 为确定各切点A、B、C、D、E、F、G、H的坐标值，可用列方程的方法计算，也可用 AutoCAD画出槽形凸轮轮廓线，然后从计算机上读出各切点的坐标值。见下表3-9,3.3.3 盖板零件加工中心的加工工艺,分析右图盖板零件的加工工艺,1分析图样，选择加工内容 该盖板的材料为铸铁，故毛坯为铸件。由上图知，盖板的四个侧面为不加工表面，全部加工表面都集中在A、B面上。最高精度为IT7级。从工序集中和便于定位两个方面考虑，选择B面及

10、位于B面上的全部孔在加工中心上加工，将A面作为主要定位基准，并在前道工序中先加工好,2选择加工中心 由于B面及位于B面上的全部孔，只需单工位加工即可完成，故选择立式加工中心。加工表面不多，只有粗铣、精铣、粗镗、半精镗、精镗、钻、扩、锪 、铰及攻螺纹等工步，所需刀具不超过20把。选用QM-40S型立式加工中心即可满足上述要求。该机床工作台工作面尺寸为115005200mm，x轴行程为1000mm，y轴行程为520mm，z轴行程为505mm，定位精度和重复定位精度分别为0.005mm（全程）和0.002mm，刀库容量为24把，工件在一次装夹后可自动完成铣、钻、镗、铰及攻螺纹等工步的加工,3设计工艺

11、 （1）选择加工方法 B平面用铣削方法加工，因其表面粗糙度Ra6.3m，故采用粗铣精铣方案；60H7孔为已铸出毛坯孔，为达到IT7级精度和Ra0.8m的表面粗糙度，需经三次镗削，即采用粗镗半精镗精镗方案；对12H8孔，为防止钻偏和达到IT8级精度，按钻中心孔钻孔扩孔铰孔方案进行；16mm孔在12mm基础上锪至尺寸即可；M16螺纹孔采用先钻底孔后攻螺纹的加工方法，即按钻中心孔钻底孔倒角攻螺纹方案加工。 （2）确定加工顺序 按照先面后孔、先粗后精的原则确定。加工顺序为粗、精铣B面；粗镗、半精镗、精镗60H7孔；钻各光孔和螺纹孔的中心孔；钻、扩、锪、铰12 H8及16孔；M16螺孔钻底孔、倒角、和攻

12、螺纹，详见表3-11,3）确定装夹方案和选择夹具 该盖板零件形状简单，四个侧面较光整，加工面与不加工面之间的位置精度要求不高，故可选用通用台钳，以盖板底面A和两个侧面定位，用台钳钳口从侧面夹紧。 （4）选择刀具 所需刀具有面铣刀、镗刀、中心钻、麻花钻、铰刀、立铣刀（锪16孔）及丝锥等，其规格根据加工尺寸选择。B面粗铣铣刀直径应选小一些，以减小切削力矩，但也不能太小，以免影响加工效率；B面精铣铣刀直径应选大一些，以减少接刀痕迹，但要考虑到刀库允许装刀直径（TH5632型加工中心的允许装刀直径：无相邻刀具为150mm，有相邻刀具为80mm）也不能太大。刀柄柄部根据主轴锥孔和拉紧机构选择,5）确定加

13、工路线 B面的粗、精铣削加工加工路线根据铣刀直径确定，因所选铣刀直径为100mm ，故安排沿x方向两次进给（见图3-57）。所有孔加工进给路线均按最短路线确定，因为孔的位置精度要求不高，机床的定位精度完全能保证，图3-58 图3-62所示的即为各孔加工工步的加工路线,图3-57 铣削B面加工路线,图3-58 镗60H7孔加工路线,图3-59 钻中心孔加工路线,图3-60 钻、扩、铰12H8孔加工路线,图3-61 锪16mm孔加工路线,图3-62 钻螺纹底孔、攻螺纹加工路线,6）选择切削用量 查表确定切削速度和进给量，然后计算出机床主轴转速和机床进给速度，详见表( 3-11,4数控加工工艺文件的制定,本 章 小 结 从保证零件的技术要求、提高生产效率和尽可能