凹凸零件的加工工艺Word文档格式.docx
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指导老师：
刘春雷鱼花
1.凹轮零件图：
1.1数控加工工艺分析
（1）、零件图工艺分析
如图为槽形凹轮零件图，内、外轮廓由直线和圆弧组成，几何元素之间关系描述清楚完整，凹槽两侧是φ45两个孔，中心距是77.9±
0.20，要求较高。
上面凹槽内表面要求精度较高，同时上下表面的平行度、下表面与侧面的垂直度都有要求，锐角要倒钝，这是要注意的几个要点。
（2）、确定装夹方案
根据零件的结构特点，加工两孔时要以底面为基面（亦可设工艺孔），采用螺旋压板机构加紧，加工其他面或轮廓时可以采用（一面两孔）方式定位。
（3）、刀具及刀具的选择
刀具
数控铣床切削加工具有高速、高效的特点，与传统铣床切削加工相比较，数控铣床对切削加工刀具的要求更高，铣削刀具的刚性、强度、耐用度和安装调整方法都会直接影响切削加工的工作效率；
刀具的本身精度，尺寸稳定性都会直接影响工件的加工精度及表面的加工质量，合理选用切削刀具也是数控加工工艺中的重要内容之一。
1）.
孔加工刀具的选用
1）数控机床孔加工一般无钻模，由于钻头的刚性和切削条件差，选用钻头直径D应满足L/D≤5（L为钻孔深度）的条件。
2）钻孔前先用中心钻定位，保证孔加工的定位精度。
3）精铰孔可选用浮动绞刀，铰孔前孔口要倒角。
4）镗孔时应尽量选用对称的多刃镗刀头进行切削，以平衡径向力，减少镗削振动。
5）尽量选择较粗和较短的刀杆，以减少切削振动。
2）.
铣削加工刀具选用
1）镶装不重磨可转位硬质合金刀片的铣刀主要用于铣削平面，粗铣时铣刀直径选小一些，精铣时铣刀直径选大一些，当加工余量大且余量不均匀时，刀具直径选小一些，否则会造成因接刀刀痕过深而影响工件的加工质量。
2）对立体曲面或变斜角轮廓外形工件加工时，常采用球头铣刀、环形铣刀、鼓形铣刀、锥形铣刀、盘形铣刀。
3）高速钢立铣刀多用于加工凸台和凹槽。
如果加工余量较小，表面粗糙度要求较高时，可选用镶立方氮化硼刀片或镶陶瓷刀片的端面铣刀。
4）毛坯表面或孔的粗加工，可选用镶硬质合金的玉米铣刀进行强力切削。
5）加工精度要求较高的凹槽，可选用直径比槽宽小的立铣刀，先铣槽的中间部分，然后利用刀具半径补偿功能铣削槽的两边。
1.2刀具卡片
产品名称或代号
00001
零件名称
腔体
零件图号
002
序号
刀具编号
刀具规格名称
数量
加工表面
备注
1
T01
φ125硬质合金端面铣刀
铣销上表面及A基准面钻
2
T02
φ5中心钻
φ12中心孔及螺纹中心孔
3
T03
φ11.6钻头
攻2-M12螺纹孔
4
T04
φ12铰刀
钻内孔φ12及2-M12
5
T05
M12机用丝锥
铰内孔φ12及2-M12
6
T06
φ12硬质合金立铣刀
铣销内孔轮廓大矩形腔体
7
T07
φ6高速钢立铣刀
铣销小矩形腔体
底圆角为R2
编制
王桂萍
审核
鱼花
批准
刘春雷
2011年11月26日
共1页
第1页
表1腔体零件数控加工刀具卡片
1.3工序卡片
单位名称
产品名称
QC
9
工序号
程序编号
夹具名称
使用设备
车间
45
01000
平口虎钳
XK5205
数控中心
工序内容
刀具号
刀具规格/mm
主轴转速/r*min-1
进给速度/mm*min-1
背吃刀量/mm
备注
粗铣A基准面
φ125
200
40
2
自动
精铣A基准面
25
0.5
粗铣上表面
精铣上表面
0.5
钻中心孔
φ5
1000
钻φ12及2-M12底孔至∮11.6
φ11.6
铰φ12及2-M12
φ12
120
0.1
8
攻2-M12的螺纹孔
M12
100
粗铣内轮廓
10
精铣内轮廓
11
粗铣大矩形腔体
12
精铣大矩形腔体
13
粗铣小矩形腔体
φ6R2
14
精铣小矩形腔体
批准
表2腔体零件数控加工工序卡片
1.4程序
主程序
O1000
N0010G54G90G00X0Y0;
N0020T1M06
N0030S600M03;
N0040G43H01Z50.0M08;
N0050G00X-22.5Y-22.5Z10.0;
N0060G01Z-8.015F100;
N0070X22.5Y22.5;
N0080G00Z10.0;
N0090X-22.5Y-22.5;
N0100G01Z-8.015F100;
N0110X22.5Y-22.5;
N0120X0Y0;
N0130X12.0;
N0140G03I-12.0J0;
N0150G00Z10.0;
N0160X-28.0Y45.0;
N0170G01Z-15.0F100;
N0180X28.0;
N0190Y50.0
N0200X-28.0;
N0210Y40.0;
N0220X28.0;
N0230G00Z50.0M05;
N0240G91G28Z0M09;
N0250T2M06;
N0260G54G90G00X0Y0;
N0270S800M03;
N0280G43H2Z50.0M08;
N0290G41G00X10.951Y-8.0D2;
N0300G01Z-8.015F400;
N0310G03X18.981Y0R8.0F100;
N0320M98P1001;
N0330G03X18.951Y0R8.0;
N0340G40G01X0Y0;
N0350G00Z10.0;
N0360Y45.0;
N0370G41G00X32.0Y37.0D2;
N0380G01Z-3.015F400;
N0390G03X40.019Y45.0;
N0400M98P1002;
N0410G03X32.019Y53.0R8.0F100;
N0420G40G01X0Y45.0F200;
N0430G00Z50.0M05;
N0440G91G28Z0M03;
N0450M06T3;
N0460G54G90G00X0Y45.0;
N0470S1000M03;
N0480G43H3Z50.0M08;
N0490G41G00X28.019Y39.0D3;
N0500G01Z-15.0F400;
N0510G03X35.019Y45.0R6.0F100;
N0520M98P1003;
N0530G03X29.019Y51.0R6.0;
N0540G40G01X0Y45.0F200;
N0550G00Z50.0M05;
N0560G91G28Z0M09;
N0570T4M06;
N0580G54G90G00X0Y0;
N0590S400M03;
N0600G43H4Z50.0M08;
N0610G99G81Z-13.0R10.0F50;
N0620X38.951Y0Z-5.0;
N0630G98X38.951;
G0640G80M05;
N0650G91G28Z0M09;
N0660T5M05;
（Z11.8）
N0670G54G90G00X0Y0;
N0680S400M03;
N0690G43H5Z50.0M08;
N0700G99G81Z-25.0R10.0F50;
M0710X-38.951Y0Z-5.0;
N0720G98X-38.951;
N0730G80M05;
N0740G91G28Z0M09;
N0750T6M06;
N0760G54G90G00X0Y0;
N0770S200M03;
N0780G43H6Z50.0M08;
N0790G98G81Z-25.0R10.0F50;
N0800G80M05;
N0810G91G28Z0M09;
N0820T7M06;
N0590G54G90G00X0Y0;
N0600S200M03;
N0610G43H7Z50.0M08;
N0620G99G84X38.951Y0Z-25.0R10.0F1.75;
N0640G80M05;
N0660M30;
（星型槽子程序）
O1001;
N0020G02X22.493Y11.364R20.0F80;
N0030G03X11.364Y22.493R8.0;
N0040G02X-11.364Y22.493R20.0;
N0050G03X-22.493Y11.364R8.0;
N0060G02X-22.493Y11.364R20.0;
N0070G03X-11.364Y22.493R8.0;
N0080G02X-11.364Y22.493R20.0;
N0090G03X22.493Y-11.364R8.0;
N0100G02X18.951Y0R20.0;
N0110M99;
（30*80槽子程序）
O1002;
N0020G01X40.019Y54.013F200;
N0030G03X34.019Y60.013R6.0F100;
N0040G01X-34.019F200;
N0050G03X-40.019Y54.013R6.0F100;
N0060G01Y35.987F200;
N0070G03X-34.019Y29.987R6.0F100;
N0080G01X34.019F200;
N0090G03X40.019Y35.987R6.0F100;
N0100G01Y45.0F200;
（24*70槽子程序）
O1003;
N0020G01X35.019Y54.013F200;
N0030G03X32.019Y57.013R3.0F100;
N0040G01X-32.019F200;
N0050G03X35.019Y54.013R3.0F100;
N0070G03X-32.019Y32.987R3.0F100;
N0080G02X32.019F200;
N0090G03X35.019Y35.987R3.0F100;
N0100G01Y45.0F100;
第二章平面槽形凸轮数控加工工艺
2.凸轮零件图：
2.1数控加工工艺分析
该零件表面由上下平面、槽形面、外轮廓、孔系等表面组成。
其中凸轮槽形内外轮廓由直线和圆弧组成，几何元素之间关系描述清楚完整，凸轮槽侧面与Φ20+0.0210mm、Φ12+0.0180mm两个内孔的表面粗糙度要求较高，表面粗糙度为Ra1.6。
Φ20+0.0210mm、Φ12+0.0180mm两个内孔的直径尺寸和凸轮槽宽尺寸有较严格的尺寸精度要求。
凸轮槽形内外轮廓面和Φ20+0.0210mm孔与底面A面有垂直度要求。
尺寸标注完整，轮廓描述清楚。
该零件材料为45钢，切削加工性能较好，无热处理和硬度要求。
通过上述分析，可采用以下几点工艺措施：
１）凸轮槽形内外轮廓面及Φ20+0.0210mm、Φ12+0.0180mm两个内孔的加工应分粗、精加工两个阶段进行，以保证表面粗糙度要求。
2）以底面A定位，提高装夹刚度，以满足垂直度要求。
3）毛坯制造方法：
轧制板料。
（2）、选择设备
根据被加工零件的外形和材料等条件，选用立式铣加工中心VMC0641。
（3）、装夹方案的确定
该零件毛坯的外形为圆，因此在加工上、下平面时，选用三爪自定心卡盘定心夹紧；
根据零件的结构特点，加工Φ16+0.0210mm、Φ12+0.0180mm两个内孔时，以底面A定位，采用螺旋压板机构夹紧；
在加工凸轮槽形内外轮廓和凸轮外轮廓时，采用“一面两孔”定位方式，即以底面A和Φ20+0.0210mm、Φ12+0.0180mm两个内孔为定位基准，装夹示意图如下：
图4.1凸轮加工装夹示意图
（在我院用数车下料并粗、精加工外圆及基准A面，然后上立式加工中心，选用三爪自定心卡盘定心夹紧）。
（4）、确定加工顺序及进给路线
加工顺序按先粗后精、先主后次、先基准后其他、先面后孔的原则确定。
因此，应先加工用做定位基准的底面A和外圆，然后以A面为定位基准再加工Φ25.6mm凸台轮廓，再加工凸轮槽形内轮廓，最后加工孔。
为了保证加工精度，粗、精加工应分开，进给路线包括平面进给和深度进给两部分。
平面进给时，凸台轮廓加工采用顺铣方式，刀具沿切线方向切入与切出，凸轮槽形内轮廓从过渡圆弧切入与切出。
为了使凸轮槽表面具有较好的表面质量，采用顺铣方式铣削。
我院的加工中心可三轴联动，所以深度进给有两种方法：
一种是在XOZ平面（或YOZ平面）来回铣削逐渐进刀到既定深度；
另一种方法是先打一个工艺孔，然后从工艺孔进刀到既定深度。
1）总体方案选择
凸轮槽形内外轮廓面的表面粗糙度要求为Ra1.6，可选择“粗铣-半精铣—精铣”方案；
凸轮上下表面及凸轮外轮廓面的表面粗糙度要求为Ra3.2，可选择“粗铣—精铣”方案。
2）内孔加工方案的选择
内孔表面的加工方案很大程度上取决于内孔表面的尺寸精度和表面粗糙度。
对精度较高、表面粗糙度值较小的表面，一般不能一次加工到规定的尺寸，而要划分加工阶段逐步进行。
该零件加工Φ16+0.0210mm、Φ12+0.0180mm两个内孔时的加工方案选择为“钻孔——扩孔——粗铰——精铰”的方案。
2.2刀具的选择
零件上下平面采用端面铣刀（在我院用Φ20mm的立铣刀）加工，根据背吃刀量选择端面铣刀直径，使铣刀工作时有合理的切入、切出角；
并且铣刀应尽量包容工件整个加工宽度，以提高加工精度和效率，并减少相邻两次进给之间的接刀痕迹。
台阶面采用键槽铣刀加工，铣刀半径R受轮廓最小半径限制，取R=6mm。
外轮廓采用立铣刀加工，铣刀直径可以适当增大，以提高加工精度和效率，取Φ20mm的立铣（在我院用数车下料并粗、精加工外圆及基准A面，然后上立式加工中心，选用三爪自定心卡盘定心夹紧）。
根据零件的结构特点，铣削凸轮槽形内外轮廓面时，铣刀直径受槽宽限制，取Φ6mm键槽铣刀加工，粗加工选用Φ6mm高速钢键槽铣刀，精加工选用Φ6mm硬质合金键槽铣刀,铣刀底圆角R0.5mm。
将所选定的刀具及其加工表面和刀具参数填入数控加工刀具卡片中（见表4-1），以便编程和操作管理。
表4-1平面槽形凸轮零件数控加工刀具卡片
自动车床
凸轮
003
数量
450端面车刀
粗、精车基准A面
900外圆车刀
粗、精车外圆
切断刀
切断
Φ20硬质合金立铣刀
粗、精铣上、表面及凸台
Φ6硬质合金键槽铣刀
精铣凸轮槽轮廓
Φ6高速钢键槽铣刀
粗铣凸轮槽轮廓
Φ3中心钻
T08
Φ15.8麻花钻
钻Φ15.8通孔
T09
Φ11.8麻花钻
钻Φ11.8通孔
T010
Φ12铰刀
Φ12孔精加工
T11
Φ16铰刀
Φ16孔精加工
T12
900倒角铣刀
Φ16孔倒角C1.5
2.3切削用量的选择
该零件材料切削性能较好，铣削上、下平面及外轮廓时，留0.5mm精加工余量；
凸轮槽形内外轮廓面粗加工时,留0.1mm精铣余量；
加工Φ16+0.0210mm、Φ12+0.0180mm两个内孔时，精铰余量留0.1mm。
选择主轴转速与进给速度时，先查切削用量手册，确定切削速度与每齿进给量，然后计算主轴转速与进给速度。
2.4数控加工工艺卡片
综合前面分析的各项内容，并将其填入，详见表4-2所示的数控加工工艺卡片。
此表是编制加工程序的主要依据和操作人员配合数控程序进行数控加工的指导性文件。
主要内容包括：
工步顺序、工步内容、各工步所用的刀具及切削用量等。
表3-2平面槽形凸轮零件数控加工工序卡片
单位
江西工业工程职业学院
材料
HT200
程序编号
夹具名称
夹具编号
使用设备
001
O01
三爪自定心卡盘
VMC0641
数控车间
工步号
工步内容
刀具规格/mm
主轴转速/r.min-1
进给速度/mm.min-1
背吃刀量/mm
粗、精车定位基准A面
800
50
手动
切断工件
500
0.8
O002
三爪自定心卡盘（螺旋压板机构和一面两销自制夹具）
XH714G或VMC0641
粗铣上表面
Φ20
450
60
0.2
精铣上表面
粗铣凸台
精铣凸台
30
粗铣凸轮槽
Φ6
1.4
精铣凸轮槽
钻所有孔的中心孔
Φ5
2500
Φ15.8
600
Φ11.8
300
铰Φ12孔
T10
Φ12
130
20
升级会员 