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1、模块四,综合零件工艺分析、编程及加工,课题一,综合零件（1）加工,一零件图样及加工条件 加工如图4.1所示零件。加工材料45#钢材，毛坯尺寸为60-123mm。加工时间120min。,图4.1 综合零件（1）,二零件图样分析 1.构图元素：该零件由56、45、30、40、35等外圆，1：5外圆锥，8x4退刀槽，Tr32x6梯形螺纹，以及倒角组成。其中，48外圆表面有网纹处理。其余尺寸标注完整、结构清晰。 2.工量具准备： （1） 工具：常用数控车床工具（自选）、铜片若干。 （2）量具 直钢尺0200mm； 游标卡尺0.02mm/0155mm； 深度游标卡尺0.02mm/0100mm； 外径千分
2、尺0.01mm/2550mm； 3.177钢针； 万能角度尺0320； 粗糙度样板。,3.数值处理： （1）锥度计算： 1：5锥度长度L值计算： 由图4.1可知，X起点=40mm，X终点=45mm,锥度为1：5。可列比例式如下： （X终点-X起点）：L=1：5 解此表达式，可得L=25 mm 梯形螺纹前后端3x30倒角Z方向长度D的计算： D=3*TAN30=1.732 mm （2）梯牙螺纹相关尺寸计算： 查表3.4可得，牙顶间隙ac=0.5mm,大径d=32mm。 牙高h3 = 0.5P+c=0.5*6+0.5=3.5mm 小径d3 = d - 2h3=32-2*3.5=25mm 中径d2
3、= d - 0.5P=32-0.5*6=29mm （3）外圆的编程尺寸计算 各外圆编程直径=基本尺寸d + 中径公差值 = 30 +（-0.01） =29.99 各外圆的编程直径计算略。,三制定加工刀具卡片 1.刀具材质：由于加工材料为45#钢材，表面精度都有要求，选用YT15系列硬质合金刀具。 2.刀具类型：93外圆车刀；3mm切槽刀；30梯牙刀、滚花车刀。刀具规格参数如表4.1所示。,四加工工艺分析 1.加工方案 （1）夹紧零件毛坯，夹持长度为40mm左右，手动车削毛坯右端面，加工58-40mm外圆柱作为半精基准。 （2）夹持58-40mm半精基准，手动车削零件右端面。 （3）粗、精车零件
4、右端倒角，梯形螺纹大径表面，35、40、56外圆至尺寸要求。 （4）加工8x4退刀槽。 （5）加工Tr32x6梯形螺纹至尺寸要求。 （6）加工56外圆表面网纹。 （7）调头装夹，夹持40外圆表面，手动车削零件左端面。 （8）粗、精车零件左端倒角、30、45外圆及1：5锥度至尺寸要求，并保证零件总长尺寸1200.05尺寸精度。 2.制定加工工艺卡片 制定加工工艺卡片如表4.2、4.3所示。,五.加工程序（供参考）,六综合零件（1）的加工过程： 操作一 程序录入及检验 把编写好的加工程序分别手动输入到数控系统的存储器中，并模拟仿真该程序，确保程序运行无误。 操作二 工件装夹 第一次装夹利用三爪自定
5、心卡盘直接夹持预先车的59-40mm半精基准面，毛坯右端面伸出卡盘80mm左右。 第二次装夹利用三爪自定心卡盘夹持40外圆表面，卡脚上垫薄铜片，夹紧并利用百分表打表法校正零件。 操作三 装刀与对刀 各刀具按表4.1所示刀具卡片安装至对应的刀位中，注意刀尖中心高、刀头伸出长度及刀具主偏角的位置。 对刀时，把1号刀具设置为基准刀具，其余刀具均以非基准刀对刀法进行对刀操作。 当工件调头后的加工工序2中，只需用到1号外圆车刀，故此只需对这一把刀进行坐标值设定。为了保证零件总长1200.05的尺寸精度，以基准刀对刀法对1号刀具，把工件右端面设置为G50 Z余量，其中，Z余量为此时零件实际长度与理论尺寸1
6、20的差值。通过这一步骤，再与程序O4012配合使用，即可保证零件的总长尺寸。,操作四 数控加工及精度控制 1.加工： 首先单步试车，修正加工参数，然后运行程序自动加工。在加工过程中，程序暂停的时候，可以对加工尺寸进行检测，为精度控制提供数据。 2.精度控制： 加工过程中，当程序暂停时，应该对加工尺寸进行严格的检测。当外圆或者内孔尺寸出现偏差时，可利用修改刀补法或者修改程序法加以修正后，再次执行精加工程序段，然后再次检测，保证零件尺寸加工精度。 当精加工梯形螺纹后，采用单针测量法测量梯形螺纹中径值。具体方法见模块三课题2所述。当实际测量中径值达至29mm中径值的公差范围内时为合格。否则就需修改
7、对应刀具的刀补与精加工程序中定位W值，再次进行螺纹精加工程序，直至合格为止。 当粗加工1：5锥度后，应该对此锥度半角进行测量。如果锥度不合格，则应修改程序中锥度起点X方向坐标值，以纠正锥度，然后再执行精加工，再次检测角度，直至合格为止。,七实践检测 （1）修整工件。给棱边去坯锋、毛刺等。 （2）尺寸精度检验：利用游标卡尺检验零件总长，深度游标卡尺检测各台阶长度，外径千分尺检验外圆尺寸，万能角度尺检验1：5锥度。 （3）梯形螺纹精度检测：采用单针测量法检测梯形螺纹中径值。 （4）表面质量检验：利用粗糙度样板对照需检测表面进行对比检验。 （5）按检测实际情况，如实填写评分表。如表4.4所示。,表4
8、.4续表,八习题练习 编写如图4.2所示零件的加工工艺及程序。加工材料为45#钢材，毛坯尺寸52-140mm。,课题二,综合零件（2）加工,一零件图样及加工条件 加工如图4.3所示零件。加工材料45#钢材，毛坯尺寸为85-153mm。加工时间180min。,二零件图样分析 1.构图元素： 该零件由50、58、60、52等外圆，两处45-5、47-6、42-3等外沟槽，R6、R25圆弧面，52-60外圆锥，M46x1.5-6g外螺纹，M40x1.5-6H内螺纹，52、28、25、32等内孔，44-2.5内沟槽，10内锥度及倒角组成。其中，52-62外圆锥长度为15。其余尺寸标注完整、结构清晰。
9、2.工量具准备： （1）工具：常用数控车床工具（自选）、铜片若干。 （2）量具 直钢尺0200mm； 游标卡尺0.02mm/0175mm； 深度游标卡尺0.02mm/0100mm； 外径千分尺0.01mm/2550mm；外径千分尺0.01mm/5075mm；外径千分尺0.01mm/75100mm； 内径千分尺0.01mm/530mm；内径千分尺0.01mm/2550mm； 螺纹中径千分尺2550mm ，M46x1.5-6g螺纹环规，M40x1.5-6H螺纹塞规； 万能角度尺0320； 粗糙度样板。,三制定加工刀具卡片 1.刀具材质：由于加工材料为45#钢材，表面精度都有要求，选用YT15系列硬
10、质合金刀具。 2.刀具类型：45外圆尖刀；3mm切槽刀；60外螺纹车刀；60内螺纹车刀；镗孔刀，2.5mm内切槽刀。刀具规格参数如表4.5所示。,四加工工艺分析 1.加工方案 （1）夹紧零件毛坯，夹持长度为40mm左右，手动车削毛坯右端面，加工83-40mm外圆柱作为半精基准。 （2）夹持83-40mm半精基准，手动车削毛坯右端面。 （3）打中心孔，钻22通孔。 （4）粗镗内螺纹底孔38.5、32、28、25内孔。 （5）精镗内螺纹底孔38.5、32、28、25内孔至尺寸要求。 （6）加工44-2.5内沟槽至尺寸要求。 （7）车削M40x1.5-6H内螺纹至尺寸要求。 （8）粗车50、58外圆
11、及R6圆弧面。 （9）精车50、58外圆及R6圆弧面至尺寸要求。 （10）加工两处45-5外沟槽至尺寸要求。 （11）调头二次装夹，垫铜片夹持50外圆，利用“磁性表座+百分表”打表法校正零件同轴度及端面跳动，手动车削毛坯右端。 （12）粗车外螺纹顶径、52外圆、52-60外圆锥、60外圆及R25圆弧面，保证零件总长。 （13）精车外螺纹顶径、52外圆、52-60外圆锥、60外圆及R25圆弧面至尺寸要求。 （14）加工47-6、42-3外沟槽至尺寸要求。,（15）加工M46x1.5-6g外螺纹至尺寸要求。 （16）粗镗10内锥度、32、28内孔。 （17）精镗10内锥度、32、28内孔至尺寸要求
12、。 （18）拆卸、修整工件。,2.制定加工工艺卡片 制定加工工艺卡片如表4.6、4.7所示。,五加工程序（供参考）,六综合零件（2）的加工过程 操作一 程序录入及检验 把编写好的加工程序分别手动输入到数控系统的存储器中，并模拟仿真该程序，确保程序运行无误。 操作二 工件装夹 第一次装夹利用三爪自定心卡盘直接夹持预先车的83-40mm半精基准面，毛坯右端面伸出卡盘110mm左右。 第二次装夹利用三爪自定心卡盘夹持50外圆表面，卡脚上垫薄铜片，夹紧并利用百分表打表法校正零件装夹后的同轴度及端面圆跳动。 操作三 钻孔 首先，手动打中心孔进行定位。然后钻22通孔。 操作四 装刀与对刀 第一次装夹与第二
13、次装夹两道工序分别装刀与对刀。根据不同的工序把所需刀具按照刀具卡片要求装在相应刀位，保证刀尖中心高、刀具伸出刀架长度适中，并装正刀具。,第一次装夹时，由于本工序中先后要用到镗孔、内切槽刀、内螺纹刀、外圆刀及外切槽刀等5把刀具，而机床刀架只有四刀位，所以外切槽刀前面加工完成后再单独安装并对刀。采用试切对刀法，把1号刀具设置为基准刀具，其余刀具均以非基准刀对刀法进行对刀操作。第二次装夹对刀时，同样采用试切对刀法，以1号刀具为基准刀具，2号刀具为非基准刀具进行对刀操作。 第二次装夹对刀时，为保证零件总长150的尺寸精度，以基准刀对刀法对1号刀具，把工件右端面设置为G50 Z余量，其中，Z余量为此时零
14、件实际长度与理论尺寸150的差值。通过这一步骤，再与程序配合使用，即可保证零件的总长尺寸。其余刀具按非基准刀对刀法操作。 操作五 数控加工及精度控制 1.加工 首先单步试车，修正加工参数，然后运行程序自动加工。在加工过程中，程序暂停的时候，可以对加工尺寸进行检测，为精度控制提供数据。 2.精度控制 加工过程中，当程序暂停时，应该对加工尺寸进行严格的检测。当外圆或者内孔尺寸出现偏差时，可利用修改刀补法或者修改程序法加以修正后，再次执行精加工程序段，然后再次检测，保证零件尺寸加工精度。,七实践检测 （1）修整工件。给棱边去坯锋、毛刺等。 （2）尺寸精度检验：利用游标卡尺检验零件总长，深度游标卡尺检
15、测各台阶长度及内孔深度，外径千分尺检验外圆尺寸，内径千分尺检验内孔尺寸。 （3）螺纹精度检测：采用螺纹通止规进行综合检测。通规进止规最多旋入3道牙时为合格。 （4）圆弧检测：利用R规样板检测。 （5）位置精度检测：利用专用设备进行检测。 （6）表面质量检验：利用粗糙度样板对照需检测表面进行对比检验。 （7）按检测实际情况，如实填写评分表。如表4.8所示。,八习题练习 编写如图4.4所示零件的加工工艺及程序。加工材料为45#钢材，毛坯尺寸50-75mm。,课题三,综合零件（3）加工,一零件图样及加工条件 加工如图4.5所示零件。加工材料45#钢材，毛坯尺寸为分别为60-82mm、60-79mm。
16、加工时间300min。,(a)零件1,(b)零件2,(c)装配1,(d)装配2,图4.5 综合零件（3）,二零件图样分析 1.构图元素： 零件1由1：4.8外锥度，48外圆、36-10外圆槽、SR29外球面，SR26内球面，20内孔，5x2内退刀槽，M30x2-6H内螺纹及倒角组成，尺寸标注完整、结构清晰。 零件2由20、35外圆、SR26、SR29球面，5x2外退刀槽，M30x2-6g外螺纹，倒角及25内孔组成，尺寸标注完整、结构清晰。 零件1与零件2分别有螺纹配合与圆柱、球面配合两种配合形式。其中，零件1的SR26内球面与零件2的SR26外球面配合，轴向间隙为10.02。如图4.3中装配1所示。 2.工量具准备： （1）工具：常用数控车床工具（自选）、铜片若干，铜棒1条。 （2）量具 直钢尺0200mm； 游标
