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1、项目六泵盖数控加工工艺编制与实施,6.1 孔加工的进给路线 6.2 孔加工阶段的划分 6.3 孔加工工序的划分 6.4 孔加工顺序的拟定 6.5 孔加工进给路线的确定 6. 6 钻螺纹底孔尺寸及钻孔深度的确定 6.7 加工中心常用刀具 6.8 泵盖零件工艺分析 6.9 泵盖零件数控加工工艺文件的编制,返回,6.1 孔加工的进给路线,6.1.1孔加工方法 孔加工方法较多，有钻、扩、铰、锁和攻丝等。大直径孔还可采用圆弧插补方式进行铣削加工。孔的具体加工方案可按下述方法确定。 (1)所有孔系一般先完成全部粗加工后，再进行精加工。 (2)毛坯上已铸出或锻出的孔(其直径通常在30 mm以上)，一般先在普
2、通机床上进行荒加工，直径上留4 6 mm的余量，再由加工中心按粗镗半精镗孔口倒角精镗的加工方案完成;有空刀槽时，可用锯片铣刀在半精镗之后、精镗之前用圆弧插补方式铣削完成;孔径较大时可用键槽铣刀或立铣刀用圆弧插补方式通过粗铣精铣加工完成。,下一页,返回,6.1 孔加工的进给路线,(3)对于直径小于30 mm的孔，毛坯上一般铸出或锻出无孔，需要在加工中心上完成其全部加工。为提高孔的位置精度，在钻孔前必须惚平孔口端面，并钻中心孔，即通常采用惚平面钻中心孔钻扩孔口倒角铰的加工方案;有同轴度要求的小孔，需采用惚平面钻中心孔钻半精镗孔口倒角精镗(或铰)的加工方案。孔口倒角安排在半精加工后、精加工前进行，以
3、防孔内产生毛刺。 (4)在孔系加工中，先加工大孔，再加工小孔，特别是在大小孔相距很近的情况下，更要采取这一措施。 （5）对于同轴孔系，若相距较近，用穿锁法加工;若跨距较大，应采用调头锁的方法加工，以缩短刀具的伸长，减小其长径比，提高加工质量。,上一页,下一页,返回,6.1 孔加工的进给路线,（6）对于螺纹孔，要根据其孔径的大小选择不同的加工方式。直径在M6M20 mm之间的螺纹孔，一般在加工中心上用攻螺纹的方法加工;直径在M6 mm以下的螺纹孔，则只在加工中心上加工出底孔，再通过其他手段攻螺纹;直径在M20 mm以上的螺纹，一般采用锁刀锁削或采用铣螺纹的方式加工。铣螺纹加工示例如图6-1所示。
4、 在确定加工方法时，要注意孔系加工余量的大小。加工余量对零件的加工质量和生产效率及经济性有较大影响。加工余量过小，会由于上道工序与加工中心工序的安装找正误差，不能保证切去金属表面的缺陷层而可能产生废品;加工余量过大，则浪费工时，增加工具损 耗，浪费金属材料。 确定加工余量的基本原则是在保证加工质量的前提下，尽量减少加工余量。最小加工余量应保证能将具有各种缺陷和误差的金属层切去，从而提高加工表面的精度和表面质量。,上一页,下一页,返回,6.1 孔加工的进给路线,6. 1. 2孔加工余量的选择 在具体确定工序间的加工余量时，应根据下列条件选择大小。 (1)对最后的工序，加工余量应能保证达到图纸上所
5、规定的表面粗糙度和精度要求。 (2)考虑加工方法、设备的刚性以及零件可能发生的变形。 (3)考虑零件热处理时引起的变形。 (4)考虑被加工零件的大小，零件愈大，由于切削力、内应力引起的变形也会相应增加，因此要求加工余量也相应地大一些。,上一页,返回,6. 2孔加工阶段的划分,(1)加工质量要求较高的零件，采用加工中心加工时，应尽量将粗、精加工分两个阶段进行，以及时发现零件主要加工表面上毛坯存在的缺陷，及时采取措施，避免浪费更多的工时和费用。 (2)若零件已经过粗加工，加工中心只完成最后的精加工，则不必划分加工阶段。 (3)当零件的加工精度要求较高，在加工中心加工之前又没有进行过粗加工时，则应将
6、粗、精加工分开进行，粗加工通常在普通机床上进行，在加工中心上只进行精加工。 (4)对零件的加工精度要求不高，而毛坯质量较高、加工余量不大、生产批量又很小的零件，可在加工中心上利用加工中心的良好冷却系统，把粗、精加工合并进行，完成加工工序的全部内容，但粗、精加工应划分成两道工序分别完成。,返回,6. 3孔加工工序的划分,划分加工工序方法与项目一中的相同。但加工中心加工工序划分后还要细分加工工步，设计加工中心工步时，主要从精度和效率两方面考虑。加工中心加工工步设计的主要原则有如下几点。 (1)加工表面按粗加工、半精加工、精加工次序完成，或全部加工表面按先粗，后半精、精加工分开进行。加工尺寸公差要求
7、较高时，考虑零件尺寸、精度、零件刚性和变形等因素，可采用前者;加工位置公差要求较高时，采用后者。 (2)对于既有铣面又有锁孔的零件应先铣后锁。按照这种方法划分工步，可以提高孔的加工精度，因为铣削时，切削力较大，工件易发生变形。先铣面后锁孔，使其有一段时间恢复，减少由变形引起的对孔精度的影响。反之，如果先锁孔后铣面，则铣削时，必然在孔口产生飞边、毛刺，从而破坏孔的精度。,下一页,返回,6. 3孔加工工序的划分,(3)当一个设计基准和孔加工的位置精度与机床定位精度、重复定位精度相接近时，采用相同设计基准集中加工的原则。 (4)相同工位集中加工，应尽量按就近位置加工的原则，以缩短刀具移动距离，减少空
8、运行时间。 （5）按所用刀具划分工步。如有些机床工作台回转时间较换刀时间短，在不影响加工精度的前提下，为减少换刀次数、空移时间和不必要的定位误差，可以采取刀具集中工序加工。 (6)对于同轴度要求较高的孔系，不能采取原则5。应该在一次定位后，通过顺序连续换刀，顺序连续加工完该同轴孔系的全部孔后，再加工其他坐标位置孔，以提高孔系同轴度。 (7)在一次定位装夹中，尽可能完成所有能够加工的表面。,上一页,返回,6. 4孔加工顺序的拟定,(1)在安排加工顺序时同样要遵循“基面先行”“先面后孔”“先主后次”及“先粗后精”的一般工艺原则。 (2)在加工中心上加工零件，一般都有多个工步，需使用多把刀具，加工顺
9、序安排得是否合理，直接影响加工精度、加工效率、刀具数量和经济效益。 (3)定位基准的选择是决定加工顺序的又一重要因素。半精加工和精加工的基准表面，应提前加工好。 (4)在加工中心加工的工序前，安排有预加工工序的零件，加工中心工序的定位基准面可由普通机床完成。不安排预加工工序采用毛坯面作为定位基准的，要根据毛坯基准的精度，考虑加工中心工序的划分。必要时，要把加工中心的加工内容分几道或多道工序完成。 (5)无论在加工中心上加工之前有无预加工，零件毛坯加工余量一定要充分而且稳定。,下一页,返回,6. 4孔加工顺序的拟定,(6)在加工中心上加工零件，最难保证的尺寸，一是加工面与非加工面之间的尺寸;二是
10、加工中心工序加工的面与预加工工序中普通机床加工面之间的尺寸。针对不同的情况采用不同的措施，具体有如下几个方法 对前一种情况，即使是图样已注明的非加工面，也需在毛坯设计或型材选用时，在其确定的非加工面上增加适当的余量，以便在加工中心上加工时，保证非加工面与加工面之间的尺寸符合图样要求。 对后一种情况，安排加工顺序时，要统筹考虑，最好在加工中心上一次定位装夹中完成预加工面在内的所有加工内容。,上一页,返回,6. 5孔加工进给路线的确定,加工中心加工孔时，一般首先将刀具在XY平面内迅速、准确运动到孔中心线位置，然后再沿Z向运动进行加工。因此，孔加工进给路线的确定包括以下内容。 1.在XY平面内的进给
11、路线 加工孔时，刀具在XY平面内属点位运动，因此确定进给加工路线时主要考虑以下两点。 (1)定位要迅速。 在加工如图6-2（a）所示零件中，图6-2（b）所示进给加工路线比图6-2 (c)所示进给路线节省定位时间将近一半。,下一页,返回,6. 5孔加工进给路线的确定,(2)定位要准确。 安排进给加工路线要避免引入机床进给传动系统的反向间隙。在加工如图6 -3 (a)所示零件时，如图6 -3 (b)所示的进给加工路线引入了机床进给传动系统的反向间隙，难以做到定位准确;如图6 -3 (c)所示的进给路线是从同一方向趋近口标位置的，消除了机床传动系统反向间隙的误差，满足了定位准确，但不是最短进给路线
12、，没有满足定位迅速的要求。因此，在具体加工中应抓住主要矛盾，若按最短路线进给能保证位置精度，则取最短路线;反之，应取能保证定位准确的路线。,上一页,下一页,返回,6. 5孔加工进给路线的确定,2.2向(轴向)的进给路线 为缩短刀具的空行程时间，Z向的进给分快进和工进。刀具在开始加工前，要快速运动到距待加工表面一定距离的R平面上，然后才能以工作进给速度进行切削加工。如图6-4(a)所示为加工单孔时刀具的进给加工路线。加工多孔时，为减少刀具空行程时间，切完前一个孔后，刀具只需退到R平面即可沿X, Y坐标轴方向快速移动到下一孔位，其进给加工路线如图6-4(b)所示。 在工作进给路线中，切出距离Z f
13、,除包括被加工孔的深度H外，还应包括切入距离Za,切出距离Z o（加工通孔）和钻尖(顶角)长度Tt，如图6-5所示。 加工不通孔时，工作进给距离为: Z f= Za+H+Tt 加工通孔时，工作进给距离为:Z f= Za+H+Zo+Tt,上一页,返回,6. 6钻螺纹底孔尺寸及钻孔深度的确定,6. 6.1钻螺纹底孔尺寸的确定 直径在M6-M20mm之间的螺纹孔，一般在加工中心上用攻螺纹的方法加工;直径在M6 mm以下的螺纹，则只在加工中心上加工出底孔，然后通过其他手段攻螺纹。如图6-6所示，钻螺纹底孔时，一般螺纹底孔尺寸为: d=M-P (6-1) 式中d螺纹底孔直径，单位为mm ; M螺纹的公称
14、直径，单位为mm ; P螺纹孔导程(螺距)，单位为mm,下一页,返回,6. 6钻螺纹底孔尺寸及钻孔深度的确定,6. 6. 2钻孔深度的确定 (1)螺纹为通孔时，螺纹底孔则钻通，不存在计算确定钻孔深度的问题。 (2)螺纹为盲孔时，钻孔深度按下式计算: H=H1+L1+L2+L3 (6-2) H1=H2+L1+L2 (6-3) 式中: H螺纹底孔编程的实际钻孔深度(含钻头118钻尖高度)，单位为mm ; H2丝锥攻螺纹的有效深度，单位为mm ; L1丝锥的倒锥长度，丝锥倒锥一般有3个导程(螺距)长度，因此L1=3P,单位为mm ;,上一页,下一页,返回,6. 6钻螺纹底孔尺寸及钻孔深度的确定,L2
15、确保足够容屑空间而增加钻孔深度的裕量，一般为23 mm。根据计算公式计算的盲孔实际钻孔深度是否会钻破(穿)及按公式计算的实际钻孔深度是否会影响工件的强度、刚度或使用功能确定，盲孔会钻破(穿)及影响工件的强度、刚度或使用功能的L2取小值，也可再取小一些;反之L2则取大值，或再大一些; L3钻头的钻尖高度，一般钻头的钻尖角度为118，为便于计算，钻头钻尖角度常近似按120计算，根据三角函数即可算出钻尖的高度; H1钻孔的有效深度，单位为mm,上一页,返回,6. 7加工中心常用刀具,由于数控加工中心能完成的加工方法较多，所以其刀具种类也很多。其中各种铣刀在前面已讲述，这里只介绍孔加工刀具。对于加工中
16、心刀具的要求，应注意以下几个方面:采用尽可能短的结构长度，或尽可能短的夹持部分，来提高刀具刚性，因为在加工中心上加工时无辅助装置支撑刀具，刀具本身应具有较高的刚性;同一把刀多次装入主轴锥孔时，刀刃位置应保持不变;刀刃相对于主轴的一个固定点的轴向和径向位置应能准确调整，即刀具必须能够以快速简单的方法准确地预调到一个固定的几何尺寸处。,下一页,返回,6. 7加工中心常用刀具,6. 7.1钻孔刀具 钻孔刀具类型较多，主要有普通麻花钻、可转位浅孔钻及扁钻、深孔钻等。加工中心上的钻孔刀具主要是麻花钻。按刀具材料不同，麻花钻分为高速钢钻头和硬质合金钻头两种。按柄部分类有直柄(圆柱柄)和莫氏锥柄两种。直柄一般用于0. 120 mm的小直径钻头;锥柄一般用于880 mm的大直径钻头;中等尺寸麻花钻的柄部，两种形式均有采用。硬质合金麻花钻有整体式、镶片式和无横刃式三种，直径较大时还可采用机夹可转位式结构。按长度分类有基本型和加长型。为了提
