配合件的数控加工Word格式文档下载.docx
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关键词：
数控加工工艺分析编程
第1章零件结构工艺分析
1.1零件图分析
在设计零件的加工工艺规程时，第一要对加工对象进行深入分析。
关于数控加工应考虑以下几方面：
1、构成零件轮廓的几何条件
在数控加工中手工编程时，要运算每个节点坐标；
在自动编程时，要对构成零件轮廓所有几何元素进行定义。
因此在分析零件图时应注意：
（1）零件图上是否漏掉某尺寸，使其几何条件不充分，阻碍到零件轮廓的构成；
（2）零件图上的图线位置是否模糊或尺寸标注不清，使编程无法下手；
（3）零件图上给定的几何条件是否不合理，造成数学处理困难。
（4）零件图上尺寸标注方法应适应数控加工的特点，应以同一基准标注尺寸或直截了当给出坐标尺寸。
2、尺寸精度要求
分析零件图样尺寸精度的要求，以判定能否利用数控加工工艺达到，并确定操纵尺寸精度的工艺方法。
在该项分析过程中，还能够同时进行一些尺寸的换算，如增量尺寸与绝对尺寸及尺寸链运算等。
在利用数控机床铣削零件时，常常对零件要求的尺寸取最大和最小极限尺寸的平均值作为编程的尺寸依据。
3、形状和位置精度的要求
零件图样上给定的形状和位置公差是保证零件精度的重要依据。
加工时，要按照其要求确定零件的定位基准和测量基准，还能够依照数控机床的专门需要进行一些技术性处理，以便有效的操纵零件的形状和位置精度。
4、表面粗糙度要求
表面粗糙度是保证零件表面微观精度的重要要求，也是合理选择数控机床、刀具及确定切削用量的依据。
5、定位基准的选择
定位基准包括粗基准和精基准。
1、粗基准的选择原则：
粗基准阻碍：
位置精度、各加工表面的余量大小。
重点考虑：
如何保证各加工表面有足够余量，使不加工表面和加工表面间的尺寸、位置符合零件图要求。
（1）合理分配加工余量的原则
a、应保证各加工表面都有足够的加工余量：
如外圆加工以轴线为基准；
b、以加工余量小而平均的重要表面为粗基准，以保证该表面加工余量分布平均、表面质量高；
如床身加工，先加工床腿再加工导轨面；
（2）保证零件加工表面相关于不加工表面具有一定位置精度的原则
一样应以非加工面做为粗基准，如此能够保证不加工表面相关于加工表面具有较为精确的相对位置。
当零件上有几个不加工表面时，应选择与加工面相对位置精度要求较高的不加工表面作粗基准。
2、精基准的选择原则：
（1）基准重合的原则：
定为基准与设计基准重合
（2）基准统一原则:
尽量选用一组精基准定位，以此加工工件的大多数表面的工艺原则!
（3）互为基准原则
当某些表面位置精度要求专门高时，采纳互为基准反复加工的一种原则
（4）自为基准原则
当加工面的表面质量要求专门高时，为保证加工面有专门小的且平均的余量，常用加工面本身作为基准进行加工的一种工艺原则!
（5）便于装夹的原则
本次设计中的零件图如图1-1，要紧由平面、孔系及外轮廓组成，内孔表面的加工方法有钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、拉孔、磨孔及光加工方法选择原则，中间¢
40孔的尺寸公差为H7，表面粗糙度要求较高，可采纳钻——粗镗——精镗方案，。
两端¢
13mm和¢
20mm孔处没有尺寸公差要求，可采纳自由尺寸公差IT11-IT12处理，表面粗糙度要求不高，可采纳钻¢
13mm——扩孔¢
20mm的方案；
平面轮廓常采纳的加工方法有数控铣、线切割及磨削等。
在本设计中，平面与外轮廓表面粗糙度要求Ra6.3mm,可采纳粗铣——精铣方案。
选择以上方法完全能够保证尺寸、形状精度和表面粗糙度要求。
零件装配图1-1
1.2确定装夹方案
由于夹具确定了零件在数控机床坐标系中的位置，因而依照要求夹具能保证零件在机床坐标系的正确坐标方向，同时和谐零件与机床坐标系的尺寸依照零件的结构特点，加工上表面，¢
60mm外圆及其台阶面和孔系时可选用一面两孔定位方式，即以底面、¢
4H7和一个¢
13mm孔定位，如图1-2所示，选择上述装夹方式结构相对简单，能保证加工要求，便于实施。
图1-2
第2章制定具体加工工艺路线
2.1确定加工顺序
加工顺序的选择直截了当阻碍到零件的加工质量、生产效率和加工成本。
按照基面先行、先面后孔、先主后次、先粗后精的原则确定加工顺序，即粗加工定位基准面（底面）——粗、精加工上表面——¢
60mm外圆及其台阶面——外轮廓铣削——精加工底面并保证尺寸40mm.
2.2刀具选择
刀具的选择是数控加工中重要的工艺内容之一，它是在数控编程的人机交互状态下进行的。
应依照机床的加工能力、工件材科的性能、加工工序切削用量以及其它相关因素正确选用刀具及刀柄。
刀具选择总的原则是：
安装调整方便、刚性好、耐用度和精度高。
在满足加工要求的前提下，尽量选择较短的刀柄，以提高刀具加工的刚性。
（1）选取刀具时，要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸相适应。
生产中，平面零件周边轮廓的加工，常采纳立铣刀；
铣削平面时，应选硬质合金刀片铣刀，加工凸台、凹槽时，选高速钢立铣刀；
加工毛坯表面或粗加工孔时，可选取镶硬质合金刀片的玉米铣刀；
对一些立体型面和变斜角轮廓外形的加工，常采纳球头铣刀、环形铣刀、锥形铣刀和盘形铣刀。
（2）在进行自由曲面（模具）加工时，由于球头刀具的端部切削速度为零，因此，为保证加工精度，切削行距一样采纳顶端密距，故球头常用于曲面的精加工。
而平头刀具在表面加工质量和切削效率方面都优于球头刀，因此，只要在保证只是切的前提下，不管是曲面的粗加工依旧精加工，都应优先选择平头刀。
另外，刀具的耐用度和精度与刀具价格关系极大，必须引起注意的是，在大多数情形下，选择好的刀具尽管增加了刀具成本，但由此带来的加工质量和加工效率的提高，则能够使整个加工成本大大降低。
（3）在加工中心上，各种刀具分别装在刀库上，按程序规定随时进行选刀和按刀动作。
因此必须采纳标准刀柄，以便使钻、镗、扩、铣削等工序用的标准刀具迅速、准确地装到机床主轴或刀库上去。
编程人员应了解机床上所用刀柄的结构尺寸、调整方法以及调整范畴，以便在编程时确定刀具的径向和轴向尺寸。
目前我国的加工中心采纳TSG工具系统，其刀柄有直柄（3种规格）和锥柄（4种规格）2种，共包括16种不同用途的刀柄。
（4）在经济型数控机床的加工过程中，由于刀具的刃磨、测量和更换多为人工手动进行，占用辅助时刻较长，因此，必须合理安排刀具的排列顺序。
一样应遵循以下原则：
①尽量减少刀具数量；
②一把刀具装夹后，应完成其所能进行的所有加工步骤；
粗精加工的刀具应分开使用，即使是相同尺寸规格的刀具；
④先铣后钻；
⑤先进行曲面精加工，后进行二维轮廓精加工；
⑥在可能的情形下，应尽可能利用数控机床的自动换刀功能，以提高生产效率等。
选取刀具时，要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸和形状相适应。
生产中，平面零件周边轮廓的加工，常采纳立铣刀，铣削平面时应选硬质合金刀片铣刀；
加工凸台、凹槽时，选高速钢立铣刀，对一些主体型面和斜角轮廓形的加工，常采纳球头铣刀、环形铣刀、鼓形刀、锥形刀和盘形刀。
曲面加工常采纳球头铣刀，但加工曲面较低平坦部位时，刀具以球头顶端刃切削，切削条件较差，因而采纳环形铣刀。
表2-1本设计中刀具的选择：
序号
刀具编号
刀具规格名称
数量
加工表面
刀尖半径/mm
备注
1
T01
¢
125mm硬质合金端面铣刀
铣削上下表面
0.5
2
T02
63硬质合金立铣刀
铣削¢
60外圆极其台阶面
3
T03
38钻头
钻¢
40底孔
4
T04
40镗铣刀
镗¢
40内孔表面
0.2
25*25
5
T05
13钻头
钻2*¢
22螺孔
7
T07
25硬质合金立铣刀
铣削外轮廓
2.3切削用量选择
切削用量包括主轴转速（切削速度）、切削深度或宽度、进给速度（进给量）等。
切削用量的大小对切削力、切削速率、刀具磨损、加工质量和加工成本均有显著阻碍。
关于不同的加工方法，需选择不同的切削用量，并应编入程序单内。
合理选择切削用量的原则是：
粗加工时，一样以提高生产率为主，但也考虑经济性和加工成本；
半精加工或精加工时，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性和加工成本。
具体数值应依照机床说明书、切削用量手册，并结合体会而定。
孔系加工切削用量见表2。
该零件材料切削性能较好，铣削平面、¢
60mm外圆及其台阶面和外轮廓面时，留0.5mm精加工余量，其次一刀完成粗铣。
确定主轴转速时，先查切削用量手册，硬质合金铣刀加工加工铸铁（190-260HB）时的切削速度为45-90m/min，取v=70m/min,然后依照铣刀直径运算主轴转速，并填入工序卡中（若机床为有级调速，应选择与运算结果接近的转速）。
N=1000v/3.14D
确定进给率时，依照铣刀赤数、主轴转速和切削用量手册中给的每齿进给量，运算进给速度并填入工序卡片中。
Vf=Fn=Fn*Zn
背吃刀量的选择应依照加工余量确定。
粗加工时，一次进给应尽可能切除全部余量。
在中等功率的机床上，背吃刀量可达8-10mm。
半精加工时，背吃刀量取为0.5-2mm。
精加工时
背吃刀量取为0.2-0.4mm.
表2-2孔系加工刀具与切削用量参数
加工内容
刀具参数
主轴转速S
/（r/min）
进给量f
/（mm/min）
背吃刀量Ap
/mm
01
38钻孔
200
40
19
02
40H7粗镗
镗铣刀
600
0.8
40H7精镗
500
30
03
2mm*¢
13钻孔
6.5
2.4拟定数控切削加工工序卡
把零件加工顺序、所采纳的刀具和切削用量等参数编入表3所示的加工工序卡中以指导编程和加工操作
表2-3数控加工工序卡
单位名称
产品名称代号
零件名称
零件图号
端盖
工序号
程序编号
夹具名称
使用设备
车间
平口虎钳和一面两销
XK714D
数控中心
工步号
工步内容
刀具号
/mm
刀具规格
主轴转速
进给速度/mm
背吃刀量
粗铣定位基准面（底面）
125
180
升级会员 