数控机床加工工艺实例分析PPT学习教案

1、会计学1数控机床加工工艺实例分析数控机床加工工艺实例分析图91所示为铜接头零件简图。该零件材料为HPb591，毛坯为30铜六方冷拔型材，是国内某精密仪器厂接洽日本的定单零件，为大批量生产类型产品。该零件为外圆柱面、内外螺纹、内圆柱孔、内圆锥孔、内外环槽等表面组成的零件，加工表面较多，适合在数控车床上加工。 图图9 91 1 铜接头零铜接头零图图 第1页/共41页 该零件有众多的精度要求：大端内螺纹RC1/2，大端内螺纹倒角145，小端内孔直径，连接小端内孔与大端内螺纹的内锥孔长16.5、大径10.7，小端外径11，外螺纹G1/2，大端端面229，大端外表面刻字6.8。以及其它各轴向尺寸、粗糙度

2、要求等。 此外，零件上不得有毛刺伤痕及油污，未注公差0.1。6.8孔P处不得有毛刺，但倒角不得大于0.3。零件上11外圆、G1/2螺纹、Rc1/2内螺纹6.8孔与G1/2螺纹、Rc1/2内螺纹有同轴度要求，6.8与G1/2一次装夹加工，以保证同心。 上述技术要求决定了需加工的表面及相应加工方案（见表91）。 第2页/共41页 因该零件为大批量，采用普通机床和数控机床共同加工完成，见表91综合工艺过程卡。按工序分散原则、先粗后精原则划分工序，其整个工艺流程分两大部分：一部分是下料和粗加工部分，在普通机床上完成，粗加工的定位基准是用三爪卡盘以外六方、各端面配合定位；另一部分是精加工和螺纹加工部分，

3、在数控车床上完成，按装夹方式划分为两个工序，外螺纹加工等以外六方和大端面定位是一个工序，内螺纹加工等使用专用夹具(如图94所示)以外螺纹面、大端左端面定位是另一个工序。（见表92表98）第3页/共41页（1）下料 车端面、切断（2）外表面各部分 粗车精车（3）钻孔 小端钻盲孔5.5；大端钻孔15（4）钻锥孔 锥形钻头钻锥孔（5）切退刀槽、外螺纹 切槽2.518，精车螺纹G1/2（6）切内槽、内螺纹 切内槽2.522、精车内螺纹Rc1/2。 第4页/共41页表表9 91 1 铜接头综合工艺过程卡铜接头综合工艺过程卡 零件名称零 件材料毛坯种类毛坯硬度毛 重/kg净重/kg车型每车件数铜接头HPb

4、591冷拔型材 工序号工序名称设备名称夹具进给量/mm/r主轴转速/r/min切削速度/m/min冷却液负荷/%1下料卧 式车床三爪平卡盘 2粗车小端外圆卧 式车床三爪平卡盘 3粗车小端面及钻孔卧 式车床三爪平卡盘 4粗车大端面及钻孔卧 式车床三爪平卡盘 5钻锥孔卧 式车床三爪平卡盘 6精车小端面各部数 控机床三爪平卡盘 7精车大端面各部数 控机床专用夹具 编制 审核 批准 共 1页第1页第5页/共41页表表9 92 2 铜接头工序卡铜接头工序卡 机械加工工序卡零件图号零件名称文件编号第 页CF-AD316Z0铜接头 工序号工序名称材料1下料HPb59-1 加工车间设备型号夹具 CW6140A

5、三爪平卡盘 工步号工步内容刀具量具及检具 1车端面切断刀1 2切断切断刀1游标卡尺 编制 校对 审定 批准 第6页/共41页表表9 93 3 铜接头工序卡铜接头工序卡 机械加工工序卡零件图号零件名称文件编号第 页CF-AD316Z0铜接头 工序号工序名称材料2车小端外圆HPb59-1 加工车间设备型号夹具C6140A1三爪平卡盘 工步号工步内容刀具量具及检具 1粗车11外圆至12.6外圆车刀1游标卡尺 2粗车20.8外圆至22.6外圆车刀2游标卡尺 编制 校对 审定 批准 第7页/共41页表表9 94 4 铜接头工序卡铜接头工序卡 机械加工工序卡零件图号零件名称文件编号第 页CF-AD316Z

6、0铜接头 工序号工序名称材料3粗车小端面及钻孔HPb59-1 加工车间设备型号夹具 CM6125三爪平卡盘 工步号工步内容刀具量具及检具 1车小端面车刀游标卡尺 2钻6孔至5.5，孔深185.5钻头 编制 校对 审定 批准 第8页/共41页表表9 95 5 铜接头工序卡铜接头工序卡 机械加工工序卡零件图号零件名称文件编号第 页CF-AD316Z0铜接头 工序号工序名称材料4粗车大端面及钻孔HPb59-1 加工车间设备型号夹具 CM6125三爪平卡盘 工步号工步内容刀具量具及检具 1车大端面车刀游标卡尺 2钻Rc1/2螺纹底孔，孔深1715钻头 编制 校对 审定 批准 第9页/共41页表表9 9

7、6 6 铜接头工序卡铜接头工序卡 机械加工工序卡零件图号零件名称文件编号第 页CF-AD316Z0铜接头 工序号工序名称材料5钻锥孔HPb59-1 加工车间设备型号夹具 CM6125三爪平卡盘 工步号工步内容刀具量具及检具 1成形钻头钻锥形孔锥形钻头 编制 校对 审定 批准 第10页/共41页表表9 97 7 铜接头工序卡铜接头工序卡 01 . 01 . 00数控加工工序卡零件图号零件名称文件编号第 页CF-AD316Z0铜接头 工序号工序名称材料6精车小端面各部HPb59-1 加工车间设备型号夹具 CNC6132三爪平卡盘 工步号工步内容刀具走刀次数量具及检具1精车小端面、11外圆、20.8

8、端面、G1/2螺纹底径至20.9和车大端左端面倒角及退刀槽车刀T01 游标卡尺2精车6.8到尺寸车刀T021塞规3精车G1/2螺纹到尺寸外螺纹车刀T036螺纹环规编制 校对 审定 批准 第11页/共41页表表9 98 8 铜接头工序卡铜接头工序卡 数控加工工序卡零件图号零件名称文件编号第 页CF-AD316Z0铜接头 工序号工序名称材料7精车大端面各部HPb59-1 加工车间设备型号夹具 CNC6132专用夹具 工步号工步内容刀具走刀次数量具及检具1精车大端面至21.5、靠倒角2-29 （30）、精车内螺纹Rc1/2大径、车内槽2.522专用车刀T01 游标卡尺2精车内螺纹Rc1/2到尺寸内螺

9、纹车刀T027螺纹塞规3精车内锥孔到尺寸车刀T031塞规编制 校对 审定 批准 第12页/共41页表表9 99 9 数控加工走刀路线图数控加工走刀路线图 数控加工走刀路线图零件图号CF-AD316Z0工序号6工步号1程序号O0099机床型号CNC6132程序段号 加工内容精车小端外圆柱面、端面、倒角及退刀槽共1页第 页 符号 含义抬刀下刀编程原点起刀点走刀方向走刀线相切爬斜坡铰孔行切 第13页/共41页 图图9 92 2 工序工序6 6（小端外轮廓精加工）刀具调整图（小端外轮廓精加工）刀具调整图 第14页/共41页图图9 93 3 工序工序7 7（大端外轮廓精加工）刀具调整图（大端外轮廓精加工

10、）刀具调整图 第15页/共41页图图9 94 4 工序工序7 7专用夹具零件图专用夹具零件图 第16页/共41页 典型零件如图95所示，该零件为铸造件(灰口铸铁)，铣削上表面、最大外形轮廓、挖深度为2.5mm的凹槽、钻8个5.5和5个6.5的孔。公差按ITl0级自由公差确定，加工表面粗糙度Ra63。制订加工工序。图图9 95 5 盖板零件盖板零件 第17页/共41页 该零件形状较典型，并且为轴对称图形，也便于装夹和定位。该例在数控铣削加工中有一定的代表性。 （1）图样分析 该零件以22mm孔的中心线为基准，尺寸标注齐全；且无封闭尺寸及其他标注错误；尺寸精度要求不高。 （2）加工工艺 该零件为铸

11、造件(灰口铸铁)，其结构并不复杂，但对要求加工部分需要一次定位二次装夹。根据数控铣床工序划分原则，先安排平面铣削，后安排孔和槽的加工。对于该工件加工顺序为：先铣削上平面；铣削轮廓；用中心钻点窝；钻5.5mm的孔；钻6.5mm的孔；然后，先用压板压紧工件，再松开定位销螺母，进行挖2.5mm深的中心槽。 第18页/共41页 该零件在生产时，可采用“一面、两销”的定位方式，以工件底面为第一定位基准，定位元件采用支撑面，限制工件在X、y方向的旋转运动和Z方向的直线运动，两个22mm的孔作为第二定位基准，定位元件采用带螺纹的两个圆柱定位销，进行定位和压紧。限制工件在X、y方向的直线运动和Z方向的旋转运动

12、。挖2.5mm深的中心槽时，先用压板压紧工件，再松开定位销螺母。在批量生产加工过程中，应保证定位销与工作台相对位置的稳定。第19页/共41页 铣削上表面选取25mm立铣刀(由于采用两个中心孔定位，不能使用端面铣刀)，先进行粗铣，留0.20.5mm余量，再进行精铣；最大外形轮廓铣削可选用直径较大的刀，根据余量决定铣削次数，最后余量加工应0.5mm；挖深度为2.5mm，选用直径8 mm的立铣刀；钻5.5和6.5的孔，先用3的中心钻点窝，再分别用5.5mm和6.5mm的麻花钻钻削。第20页/共41页 盖板挖槽走刀线路如图96所示，采用由内向外“平行环切并清角”或采用由外向内“平行环切并清角”的切削方

13、式。盖板钻孔走刀线路如图97所示。编程与工件坐标系大端22mm孔的中心点为坐标系原点，对刀点根据实际情况而定，定位销与工作台固定以后，可以套装一标准块，然后再进行定位。图图9 96 6 盖板挖槽走刀路线盖板挖槽走刀路线 图图9 97 7 盖板钻孔走刀路线盖板钻孔走刀路线 第21页/共41页盖板零件数控铣加工工序卡片和刀具使用卡片见表910和表611。 表表9 910 10 盖板零件数控铣加工工序卡片盖板零件数控铣加工工序卡片 （单位名称）数控加工工序卡零件名称零件图号材 料02盖板 HT 32-52工艺序号02夹具名称 夹具编号 使用设备XK5025工步号加工内容程序号刀具名称刀具规格/mm补

14、偿号补偿值主轴转速/rmin-1进给速度/mmmin-1进给倍率/%切削深度/mm加工余量/mm1铣平面粗 立铣刀25 20220030 精 40220020 0.52铣外轮廓粗 立铣刀25H1 20220030 精 25H1 40220010 0.53挖槽 键槽铣刀8 40220010 4点窝 中心钻3 80010020 5钻孔 麻花钻5.5 60220020 6钻孔 麻花钻6. 6025010 注意事项启动机床回零后，检查机床零点。 换刀后，应松开主轴锁定，并对Z轴进行对刀。 正确操作机床，注意安全，文明生产第22页/共41页表表9 911 11 盖板零件数控铣加工刀具使用卡片盖板零件数控

15、铣加工刀具使用卡片 编 号刀具名称刀具规格/mm数 量用 途刀具材料1立铣刀251铣平面、轮廓合金镶条2键槽铣刀81挖孔高速刀（HSS）3麻花钻5.51钻孔高速刀（HSS）4麻花钻6.51钻孔高速刀（HSS）第23页/共41页 在立式加工中心上加工如图98 所示盖板零件，零件材料为HT200，铸件毛坯尺寸(长宽高)为170mm170mm23mm。 图图9 98 8 盖板零件图盖板零件图 第24页/共41页 该零件毛坯为铸件，外轮廓(4个侧面)为不加工面，主要加工A、B面及孔系，包括4个M16螺纹孔、4个阶梯孔及1个6OH7。尺寸精度要求一般，最高为IT7级。4-12H8、60H7孔的表面粗糙度

16、要求较高，达到只Ra0.8，其余加工表面粗糙度要求一般。 根据上述分析，A、B面加工可采用粗铣-精铣方案；6OH7孔为已铸出毛坯孔，因而选择粗镗-半精镗-精镗方案；4-12H8宜采用钻孔-铰孔方案，以满足表面粗糙度要求。第25页/共41页 该零件形状比较规则、简单，加工面与不加工面的位置精度要求不高，可采用平口虎钳夹紧。但应先加工A面，然后以A面(主要定位基面)和两个侧面定位，用虎钳从侧面夹紧。第26页/共41页 按照先面后孔、先粗后精的原则确定加工顺序。总体顺序为粗、精铣A、B面-粗镗、半精镗、精镗60H7孔-钻各中心孔-钻、锪、铰4-12H8和4-16孔-钻4-M16螺纹底孔-攻螺纹。 由

17、零件图可知，孔的位置精度要求不高，因此所有孔加工的进给路线按最短路线确定。 图99 、图910、图911、图912、图913为孔加工各工步的进给路线。 第27页/共41页图图9 99 9 镗镗60H760H7孔进给路线孔进给路线 return第28页/共41页图图9 910 10 钻中心孔进给路线钻中心孔进给路线 return第29页/共41页图图9 911 11 钻、铰钻、铰4-12H84-12H8孔进给路线孔进给路线 return第30页/共41页图图9 912 12 锪锪4-164-16孔进给路线孔进给路线 return第31页/共41页图图9 913 13 钻螺纹底孔、攻螺纹进给路线钻

18、螺纹底孔、攻螺纹进给路线 return第32页/共41页 铣A、B表面时，为缩短进给路线，提高加工效率，减少接刀痕迹，同时考虑切削力矩不要太大，选择100硬质合金可转位面铣刀。孔、螺纹孔加工刀具尺寸根据加工尺寸选择，所选刀具见表912 。第33页/共41页 铣A、B表面时，留0.2mm精铣余量；精镗60H7孔留0.1mm余量；4-12H8孔留0.1mm铰孔余量。查表确定切削速度和进给量，然后根据式vc=dn/1000、vf=nf、vf=nZfz计算各工步的主轴转速和进给速度。 第34页/共41页 将各工步的加工内容、所用刀具和切削用量填入表913 盖板零件数控加工工序卡片。 表表9 912 1

19、2 盖板零件数控加工刀具卡盖板零件数控加工刀具卡片片 产品名称或代号零件名称盖板零件图号序号刀具号刀 具加工表面备 注 规格名称 数量刀长mm1234567891011T01T02T03T04T05T06T07T08T09T10Tll100可转位面铣刀 3中心钻 58镗刀 59.9镗刀 60H7镗刀 11.9麻花钻 16阶梯铣刀 12H8铰刀 14麻花钻 9016铣刀 机用丝锥M16 l1ll1l11111 铣A、B表面 钻中心孔 粗螳60H7孔 半精镗60H7孔 精镗60H7孔 钻4-12H8底孔 锪4-16阶梯孔 铰4-12H8孔 钻4-M16螺纹底孔 4-M16螺纹孔倒角攻4-M16螺纹

20、孔 编制审核批准年 月 日共 页第 页第35页/共41页表表9 913 13 盖板零件数控加工工序卡片盖板零件数控加工工序卡片 单位名称产品名称或代号零件名称零件图号盖板工序号程序编号夹具名称使用设备车间平口虎钳TH5660A数控中心工步号工步内容刀具号刀具规格/mm主轴转速/rmin-1进给速度/mmmin-1背/侧吃刀量/mm备注123456789lo11121314粗铣A面 精铣A面 粗铣B面 精铣B面，保证尺寸15 钻各光孔和螺纹孔的中心孔 粗镗60H7孔至58 半精镗60H7孔至59.9 精镗60H7孔 钻4-12H8底孔至11.9 锪4-16阶梯孔 铰4-12H8孔 钻4-M16螺纹底孔至14 4-M16螺纹孔端倒角 攻4-M16螺纹孔 T0lT01T0lT01T02T03T04T05T06T07T08T09T10T1110010010010035859.960H711.91612H81416M162503202503201000400460520500200100350300100804080404060503060303050402003.80.23.80.2 自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动编制审核批淮年 月 日共 页第 页第36页/共41页 按照技术