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1、第4章 数控机床加工工艺实例分析,41 大批量生产零件数控车削加工工艺 42 数控铣削加工工艺实例分析 43 加工中心加工工艺实例分析 44 数控线切割机床加工工艺实例分析,41 大批量生产零件数控车削加工工艺,4.1.1零件介绍,图41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41 铜接头零图,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
2、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41）。,2定位基准的选择,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
3、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，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）,3工艺方案拟定,（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。,4.1
4、.3 铜接头综合工艺过程卡和工序卡 1铜接头综合工艺过程卡,表41 铜接头综合工艺过程卡,2工序卡,表42 铜接头工序卡,表43 铜接头工序卡,表44 铜接头工序卡,表45 铜接头工序卡,表46 铜接头工序卡,表47 铜接头工序卡,表48 铜接头工序卡,3.数控加工走刀路线图,表49 数控加工走刀路线图,4刀具调整图,图42 工序6（小端外轮廓精加工）刀具调整图,图43 工序7（大端外轮廓精加工）刀具调整图,5专用夹具,图44 工序7专用夹具零件图,42 数控铣削加工工艺实例分析,4.2.1 零件介绍,典型零件如图45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2.5m
5、m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45 盖板零件,4.2.2 工艺分析 1工艺分析,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
6、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。,2选择装夹和定位,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。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。,3选择铣刀和切削用量,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
7、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。,4确定走刀路线,盖板挖槽走刀线路如图46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”的切削方式。盖板钻孔走刀线路如图47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46 盖板挖槽走刀路线,图47 盖板
8、钻孔走刀路线,4.2.3 加工工序卡片和刀具使用卡片,盖板零件数控铣加工工序卡片和刀具使用卡片见表410和表411。,表410 盖板零件数控铣加工工序卡片,表411 盖板零件数控铣加工刀具使用卡片,43 加工中心加工工艺实例分析,4.3.1 零件介绍,在立式加工中心上加工如图48 所示盖板零件，零件材料为HT200，铸件毛坯尺寸(长宽高)为170mm170mm23mm。,图48 盖板零件图,4.3.2 工艺分析 1零件图工艺分析,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
9、、60H7孔的表面粗糙度要求较高，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。,2确定装夹方案,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。,3确定加工顺序及走刀路线,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
10、-M16螺纹底孔-攻螺纹。 由零件图可知，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49 、图410、图411、图412、图413为孔加工各工步的进给路线。,图49 镗60H7孔进给路线,return,图410 钻中心孔进给路线,return,图411 钻、铰4-12H8孔进给路线,return,图412 锪4-16孔进给路线,return,图413 钻螺纹底孔、攻螺纹进给路线,return,4刀具的选择,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
11、见表412 。,5切削用量的选择,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。,4.3.3 填写数控加工工序卡片,将各工步的加工内容、所用刀具和切削用量填入表413 盖板零件数控加工工序卡片。,表412 盖板零件数控加工刀具卡片,表413 盖板零件数控加工工序卡片,44 数控线切割机床加工工艺实例分析,4.4.1 零件介绍,按照技术要求，完成图414所示内花键扳手零件的加工。此零件毛坯料为100mm32mm6mm板料
12、。,图图414 内花键扳手零件,4.4.2 工艺分析,1零件图工艺分析 此零件尺寸要求精度不高，但内外两个型面都要加工，有一定的位置要求。 2确定装夹位置及走刀路线 因为该零件毛坯料为100mmX 32mmX 6mm板料，为防止工件翘起或低头，装夹采用两端支承方式。走刀路线是先切割内花键然后再切割外形轮廓。如图415所示。,图415 零件装夹位置,3穿丝点的位置 根据图纸所给参数，编制程序单生成切割轨迹时，注意穿丝点的位置（见图415所示）；可以用轨迹跳步。,轴类零件的数控车削加工实例分析,一、零件分析 本例的轴类零件如图所示，通过对此零件的分析，首先确定其加工路 线：先粗精加工外形;切退刀槽
13、;加 工螺纹;加工圆弧。然后就可以编制 程序了。,二、编程 针对本次零件加工，采用法拉克系统进行编程：,O6006; (程序名) N10 T0101; (90车刀) N20 S1000M03; N30 G00X50.Z0.; N40 G01X-0.5F0.2; (车端面) N50 G00Z4.; N60 G00X47.S800.; N70 G71U2.R1.;(外径粗车循环) N80 G71P90Q150U0.5W0.1;,N90 G00X19.Z1.S1000.F0.1; N100 G01X24.Z-1.5;(精车程序段) N110 Z-25.; N120 X28.; N130 X40.Z-
14、45.; N140 Z-90.; N150 X46. N160 G70P90Q150;(精加工循环) N170 G00X100.Z100.;,N180 T0202; (换4mm切槽刀) N190 S300M03; N200 G00X35.Z-25.; N210 G01X19.F0.1; N220 G00X40.; N230 G00X100.Z100.; N240 T0303S500.; (换60螺纹刀) N250 G00X26.Z10.; N260 G76P011260Q100R100;(螺纹 复合循环) N270 G76X 21.4Z -21. R0.P1300Q400F2.; N280 G
15、00X100.Z50.;,N290 T0404S800; (换尖刀) N300 G00Z-60.; N310 G00X40.5.; N320 G02U0.W-20.R30.F0.2;(粗 车圆弧) N330 G00W20.; N340 G01U-0.5; N350 G02U0.W-20.R30.F0.1;(精 车圆弧) N360 G00X42.; N370 G00X100.Z100.; N380 M05; (主轴停) N390 M30; (程序结束),三、数控车削加工操作,1.加工准备 (1)工件安装与校正。因为毛坯是 50150的45钢圆棒料，所以采用三爪自定心卡盘进行装夹。三爪自定心卡盘因其自动定心作用，能够保证工件被夹持部分基本上与车床主轴轴线同轴，但伸出部分特别是离卡爪较远部分需要敲击校正，才能使工件整个轴线与主轴轴线同轴。校正的任务是找出旋转工件的最高点并敲正。通常粗校时，因工件夹偏较多，为安全起见不开车，而用手扳动卡盘旋转，这时在车床导轨适当处找个参考点，与旋转的工件外圆比较，找出工件的最高点，用铜棒敲击。当旋动工件的外圆表面与参考点距离一样时，校正完成。当工件较小、较短且在安全状态许可时，可采用粉笔辅助校正，即手持粉笔，以刀架为支点，开慢车，旋转到最高点即被擦上粉笔灰，用前面的办法进行校正。,(2)车刀选用。,本次加工需要4把刀具，分别为90车刀、4m m切
