【《保龄球瓶数控加工工艺分析案例》3500字】

保龄球瓶数控加工工艺分析案例目录TOC\o"1-3"\h\u19865保龄球瓶数控加工工艺分析案例 193931.1数控加工概述 1100311.2加工工艺分析 2142931.2.1毛坯的选择 2284661.2.2基准的选择 2143691.2.3加工顺序的安排 2203381.2.4加工设备的选择 3137161.2.5刀具的选择 3142341.2.6制定机械加工工艺规程 51.1数控加工概述数控加工程序作为数控机床加工中最为重要部分之一，满足了机械设计、机械制造、机械维修和数控普及的需要，正是因为数控编程技术人员对工件要求的不同，数控加工编程的制定也有所区分，数控机床得以加工出不同形状、尺寸和精度的零件，所以，这需要编制人员作出了更高的要求，不仅需要丰富的经验和熟悉工件特性的能力，而且要能够灵活的运用数控加工知识及相关的原理处理复杂的编程，这其中涵盖了对数控加工原理、机床坐标的确定、数控程序结构以及数控指令等部分知识的熟练掌控。数控加工程序编程是数控系统指定的功能代码和格式，是写工艺路线、工艺参数、位移数据及开关命令等信息的一个重要过程，先在记事本等信息载体上储存数控加工程序，然后使用数控机床将载体信息加载到数控系统中，这样数控机床就成了一个完整的数控加工系统，其各个功能模块就能按照加工程序单自动完成零件加工的任务。编制程序的好坏会客观的反映在零件加工精度和加工效率及品质上。数控机床有两种编制程序方式：手工编程和自动编程。1.编制人员依据个人经验和数控加工相关知识的储备，编制工件的工艺参数、设置适合的刀具，处理复杂工件数据，编制运行流畅的数控程序，最后加工出目标工件的全过程就是手工编程，在工件外形与结构简单或编制程序较短时，采用手工编程更简洁、省时省力。2.利用计算机数控辅助编程软件，设置毛坯大小，选择合理的刀具参数，设置基准，制定好工艺参数，通过计算机自动计算，最后生成数控程序的过程就是自动编程，在生产中比手工编程更具优越性，如能更充分发挥计算机的性能，可以简化编程，工件三维立体模型及其刀具运动轨迹分析过程繁杂时，采用自动编程效果更佳，在缩短工时的同时也提升了产品品质。1.2加工工艺分析1.2.1毛坯的选择工艺规程制定的初期，首要的任务是毛坯的选择和毛坯图的确定，这也是加工前的准备阶段之一。毛坯的材料及机械性能的要求、结构形状及外形尺寸和特征（精度、硬度、光洁度、组织等）、生产纲领的大小、现有的生产条件、新技术和新材料，会直接的影响机械数控加工的难易程度以及工序的数目。因此，选择合适的毛坯是制造工艺中一个关键的环节，关系后续工件加工的效率，毛坯选择的原则如下：（1）适用性原则：保证零件的使用要求；（2）经济性原则：降低制造成本；（3）可行性原则：结合实际生产条件；（4）环保性原则：生产保证清洁环境相宜；1.2.2基准的选择本次设计的保龄球零件毛坯形状为轴形，根据粗基准选择原则：加工余量最小原则：选择一个更重要的工作面或处理余量较少的工作面作为定位基准。非加工表面原则：保证加工面与不加工面的位置，不加工表面作为定位基准。重要表面原则：确保重要工作面加工余量均衡，选用重要工作面为定位基准。工件装夹原则：保证零件定位精准，加紧牢靠。不重复使用原则：粗基准一般只使用一次。因此，选用保龄球零件毛坯面作为定位基准。1.2.3加工顺序的安排设计加工工序方案的主要任务是为每一道工序确定好加工的顺序，以及对应的基准，使后续的工艺过程卡、工序卡的制定的到更好的安排，一般在这一环节是全文的重点，加工顺序是由基面先行、先主后次、先面后孔、先粗后精的原则而制定的。结合以上知识，根据保龄球零件图的结构特征，设计的保龄球零件加工路线。保龄球零件的加工工艺路线如下所示：①加工设备的选择；②刀具的选择；③制定机械加工工艺规程。1.2.4加工设备的选择车削加工是工件相对于刀具旋转在车床上完成切削加工的一种方式。由于现代科技发展与高强度、高硬度的新型材料的出现，传统的切削方式难当大局，现代的车削技术在生产中成效显著，具有回转表面特征的零件应用车削加工更方便快捷，如内外圆柱面、内外圆锥面、沟槽、端面等，此外还可以进行钻孔、扩孔等加工。一般车削加工的尺寸精度为中精度等级（IT8-IT7），工件表面粗糙度可达到Ra6.3μm-1.6μm；精加工时尺寸精度等级一般可达到高精度（IT6-IT5），工件表面粗糙度Ra=0.4μm-0.1μm。车床如下图2-4所示。图2-4CkA6140型数控车床图示意图1.2.5刀具的选择（1）外圆、端面车刀的选用加工外圆、端面时，经常使用的是刀片形状为刀尖角为80°的菱形刀片，一般情况选用刀尖角为80°菱形刀片的95°车刀加工形如轴类的保龄球工件，选用95°车刀，前角和副偏角的角度比较大，加工时产生的摩擦较小，震动稳定性和散热性就更加优越，刀具经过工作表面不易产生拉毛现象。80°菱形刀片的车刀一般用于外圆和端面的粗加工的情况下，选用角度为100°刀尖的菱形刀片，加工时不但不会降低刀尖的硬度与强度，不易崩刀增强刀具的使用寿命，生产经济效应随之提升。圆形刀片一般应用在重切削的情况下，不但能满足工件的切削条件而且方便节省时间，按加工的用途如粗精加工，加工过程中的切削用量，加工时切削连续性等多方面结合选择断屑槽形式。在经济生产过程中，考虑到生产成本和用户的使用的便捷性，加工时在矩形、正方形、圆形三类刀杆中，优先考虑正方形截面刀杆。在设计时，选择适合工件的刀杆长度，把控刀杆的结构和尺寸，避免刀杆与工件其他部位发生干扰。根据工件的进刀位置、加工时伸出的长度大小、机床性能、夹具要求选择刀杆的结构。为了避免在制造过程中出现的刀具与工件之间的干扰，应充分地根据零件的构造特性和工艺需求，来确定刀片的夹角和刀杆的连接方式，角度在80°到84°之间的菱形刀片，刀具在加工过程中更具耐用性。（2）切槽刀具的选用切槽刀按照工艺加工方法分为：径向切槽刀、轴向切槽刀、切断切槽刀三种，一般普通的切槽刀是双刃单面结构，通常情况下，切槽刀一般为成形刀，刀头形状可依照工件上槽形的不同，可选择不同的槽刀，如直切槽刀和圆弧切槽刀，也可根据用户对零件的需要，可定制特殊的槽型。断屑槽可以提高工件的精度，防止零件表面产生拉毛现象，尤其是在切削内槽时选用，更方便排屑。切槽刀的刀杆结构的样式各异，切槽刀的刀片夹紧形式可根据用户的需求而选择，常用的形式有两种：一是自夹式夹紧，二是螺钉上压式压紧结构两种。在生产中，对大口径工件进行切割时，最好采用螺钉上压式压紧结构。对于深槽和小口径工件选用螺钉上压式更加优越，单头刀片和双头可转位刀片是生产过程中常用到的两种形式，刀杆不宜过短也不宜过长，防止加工时与工件发生干涉现象，选用要优先保证震动稳定性，其次要满足加工中的质量要求，保证刚性，避免车削产生振动且要物美价廉。本课题加工零件选择标准刀，不仅提高合格率又缩短了加工周期，保龄球数控加工的刀具选择也是本课题重要部分之一，合适的刀具是产品质量、精度和人工成本的基础。制定编程时，选择刀具应考虑以下几点因素：①机床的加工性能与精度，②工序具体信息，③工件的材料和质量，④工件的形状。下表是保龄球及底座的工步顺序和刀具的选择。保龄球零件加工刀具卡如下表1-1所示：表1-1保龄球零件加工刀具卡刀具卡零件名称毛坯材料毛坯尺寸程序号保龄球45#钢序号刀具号刀具名称刀具规格刀柄规格刀具材料备注1T0101外圆车刀35°20×20硬质合金2T0202外槽刀3mm20×20硬质合金3T0303面铣刀Φ50BT40刀柄硬质合金4T0404立铣刀Φ12BT40刀柄硬质合金设计审核时间共1页第1页1.2.6制定机械加工工艺规程保龄球零件设计工艺卡如下：表1-2保龄球瓶零件工艺卡机械加工工艺卡产品名称材料牌号毛坯种类毛坯尺寸毛坯件数保龄球瓶2021铝型材φ70×2501工序号工序名称工序内容设备夹具1备料备料保龄球零件毛坯，φ70×250mm棒料，铝气割压板2车三爪卡盘装夹保龄球零件φ70mm毛坯外圆加工车削外轮廓CKA6140数控车床三爪自定心卡盘3车切槽、切断CKA6140数控车床三爪自定心卡盘4去毛刺去除保龄球零件的毛刺飞边5检验按保龄球零件图样要求全面检验设计审核时间共1页第1页

表1-3保龄球零件工序卡1机械加工工序卡产品名称工序号毛坯设备夹具名称保龄球零件3φ70×250CKA6140三爪自定心卡盘工步工步内容刀具主轴转速r/min进给量mm/r背吃刀量mm1粗加工外形轮廓，留0.5mm精加工余量35°外圆车刀5506032半精加工外形轮廓，保证尺寸精度和表面粗糙度35°外圆车刀100011013切槽、切断3mm切槽刀8008735设计审核时间共1页第1页表1-4底座零件工艺卡机械加工工艺卡产品名称材料牌号毛坯种类毛坯尺寸毛坯件数底座2021铝型材116×116×401工序号工序名称工序内容设备夹具1备料备料保龄球零件毛坯，116×116×40mm板料，材料铝气割压板2铣铣六面VMC850加工中心平口钳3铣铣削凸台VMC850加工中心平口