复杂加工零件加工工艺与程序设计Word下载.docx
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成品外形尺寸为φ80mm×
76.2mm，所以参考外圆表面加工余量表，故轴套选择毛坯尺寸为φ85mm×
81mm。
2.3选择定位基准
2.3.1选择精基准
2.Φ80的轴线是该零件的设计基准，根据精基准的选择原则，该轴套加工时的精基准具体选择如下：
3.以30°
内锥面作为车削Φ80的精基准。
4.以Φ80作为车削内孔的精基准。
2.3.2选择粗基准
根据粗基准的选择原则，轴套加工时以Φ90外圆表面为粗基准。
如图2.3所示。
图2.3粗基准
2.4拟定轴套的工艺路线
2.4.1加工阶段的划分
根据轴套的主要表面精度和表面粗糙度值，加工阶段划分只需粗加工阶段、半精加工阶段和精加工阶段即可。
各阶段的主要任务如下：
1.粗加工阶段
在该阶段高效地切除加工表面的大部分余量，使毛坯形状和尺寸上接近成品零件，主要加工完成粗车外圆和各个孔。
2.半精加工阶段
切除粗加工后留下的误差，使被加工工件达到一定精度，为精加工做准备，并完成一些次要表的加工。
3.精加工阶段
保证各主要表面达到零件规定的加工质量和要求。
2.4.2确定各表面的加工方法
根据轴套加工表面和表面粗糙度要求，查表2.4外圆表面的加工方案，表2.5孔加工方案，表2.6平面加工方案，可得各加工表面的方案。
表2.4外圆表面的加工方案
序号
加工方案
经济加工精度等级（IT）
加工表面粗糙度Ra／μｍ
适用范围
1
粗车
11～12
50～12.5
适用于淬火钢以外的各种金属。
2
粗车—半精车
8～10
6.3～3.2
3
粗车—半精车—精车
6～7
1.6～0.8
4
粗车—半精车—精车—液压（抛光）
5～6
0.2～0.025
5
粗车—半精车—磨削
0.8～0.4
主要用于淬火钢，也可用于未淬火钢，但不宜加工非铁金属。
6
粗车—半精车—粗磨—精磨
0.4～0.1
7
粗车—半精车—粗磨—精磨—超中精加工（轮式超精磨）
0.1～0.012
8
粗车—半精车—精车—金刚石车
0.4～0.025
主要用于要求较高的非铁金属的加工。
9
粗车—半精车—粗磨—精磨—超精磨（镜面磨）
5级以上
<
0.025
极高精度的钢或铸铁的外圆加工。
10
粗车—半精车—粗磨—精磨—研磨
0.1
表2.5孔加工方案
经济加工精度（IT）
钻
12.5
加工未淬火钢及铸铁的实心毛坯，也可用于加工非铁金属（但粗焅度稍高），孔径小于20mm.
钻—铰
8～9
3.2～1.6
钻—粗铰—精铰
7～8
钻—扩
11
12.5～6.3
加工未淬火钢及铸铁的实心毛坯，也可用于加工非铁金属（但粗焅度稍高），孔径大于20mm.
钻—扩—铰
钻—铰—粗铰—精铰
钻—扩—机铰—手铰
钻—（扩）—拉（或推）
7～9
1.6～0.1
大批大量生产中小零件的通孔。
粗镗（扩孔）
除淬火钢外的各种材料，毛坯有铸出孔或锻出孔。
粗镗（粗扩）—半精镗（精扩）
9～10
粗镗（粗扩）—半精镗（精扩）—精镗（铰）
12
粗镗（粗扩）—半精镗（精扩）—精镗—浮动镗刀块精镗
13
粗镗（扩）—半精镗—磨孔
0.8～0.2
主要用于加工淬火钢，也可用开不淬火钢，不宜用于非铁金属。
14
粗镗（扩）—半精镗—粗磨—精磨
0.2～0.1
15
粗镗—半精镗—精镗—金刚石镗
0.4～0.05
主要用于精度要求较高的非铁金属加工。
16
钻—（扩）—粗铰—精铰—珩磨
钻—（扩）—拉—珩磨
粗镗—半精镗—精镗—珩磨
精度要求很高的孔
17
以研磨代替上述的珩磨
18
钻（粗镗）—扩（半精镗）—脉滚挤
成批大量生产的非铁金属零件中的小孔，铸铁箱体上的孔。
表2.6确定各表面的加工方法
加工表面
精度要求
表面粗糙度Ra／μｍ
Φ80表面
IT7
Φ50内孔
1.6
Φ24内孔
Φ29.3内孔
Φ51.5内孔
内圆弧面
内斜面
Φ8内孔
IT8
端面
2.4.3加工顺序的安排和走刀路线
加工顺序的确定由内到外，由粗到精，由近到远的原则确定。
在一次装夹中应尽可能加工出较多的工件表面结合本零件的结构特征，可以先加工内孔各表面，然后加工外轮廓表面。
由于该零件为单件小批量生产，走刀路线的设计不必考虑最短进给路线或最短空行程路线，外轮廓表面车削走刀路线可沿零件轮廓顺序进行。
在进行铣削时，所需遵循的原则是基准面先行原则和先面后孔原则，先铣面后加工孔，可以减少切削力引起的变形对孔加工精度的影响，而且孔的深度尺寸又是以平面为基准的，故应先加工平面，然后加工孔。
2.4.4工序过程安排
根据以上的分析，初步拟订机械加工工艺过程如下（表2.7）：
表2.7轴套加工工艺过程
工序号
工序名称
工序内容
下料
45号钢，Φ85mm×
81mm
车
车端面，保证零件总长76.2mm，超差在公差范围内
用Φ20钻头钻孔
粗车零件右端Φ51.5和Φ29.3内孔及30°
斜面，留加工余量
精车
精车至尺寸要求，倒角，表面粗糙度Ra=1.6um
检验
调头装夹，粗车另一端Φ50内孔，R20圆弧面，Φ24内孔，留加工余量
精车至尺寸要求，表面粗糙度Ra=1.6um,倒角
粗车Φ80外圆，留加工余量
精车外圆至尺寸要求，倒角
粗车Φ66的宽槽，留加工余量
精车宽槽至尺寸要求，倒角
2.5机床设备与工艺装备的选择
2.5.1机床设备的选择
本节主要介绍普通卧式数控车床主要功能，加工特点和加工范围，加工的主要对象。
不同类零件应在不同的数控机床上加工，要根据零件的设计要求选择机床，该零件时轴套，不仅要在车床上加工，还需在铣床上进行加工，根据现阶段的加工条件，所以该零件所选择的设备为普通卧式数控车床和立式数控铣床。
本节将重点分析数控车床上的加工。
2.5.2刀具的选择
由于该轴套属于单件生产的零件，所以在加工过程中尽量选择通用刀具来完成加工。
车削时，选用的车刀有：
①车端面或外圆时选用93°
外圆车刀，为防止副后刀面与工件轮廓干涉，副偏角不宜太小，选krˊ﹦35°
。
②车内孔时选用93°
内孔车刀。
③车槽时选用切槽刀。
④钻孔选用Φ20mm的钻头。
将所选定的刀具参数填入表2.8数控加工刀具卡中，以便于编程和操作管理。
表2.8数控加工刀具卡
刀具号
刀具名称及规格
数量
备注
T1D1
93°
外圆刀
外轮廓
刀尖35°
T2D1
外切槽刀
槽
T3D1
内圆刀
内轮廓
2.5.3确定工件的装夹方式
车削时，装夹盘套类工件时可采用三爪卡盘、四爪卡盘，内孔加工时以外圆定位，用三爪自动定心卡盘夹紧，加工外轮廓时，为保证一次安装加工出全部外轮廓，需要设一圆锥心轴装置。
夹具以锥柄与机床主轴的锥孔联接，这种联接方式，用于径向尺寸D<
140mm或D<
（2-3）d。
夹具通过锥柄安装在机床主轴的锥孔中，并用螺杆拉紧，这种安装方式的安装误差小，定心精度高（如图2.9）。
图2.9车床夹具
2.6切削用量的选择
2.6.1切削用量的选择原则
切削用量的选择主要依据工件材料、加工精度和表面粗糙度的要求，还应考虑刀具合理的耐用度，工艺系统刚度及机床功率等条件。
其基本原则是：
应首先选择一个尽可能大的切削深度，其次选择一个较大的进给量，最后，在刀具耐用度和机床功率允许条件下选择一个合理的切削速度。
1．切削深度
的选择
切削深度应根据工件的加工余量和工艺系统刚度来确定。
粗加工时，留下精加工、半精加工余量外，尽可能一次走刀将粗加工余量切除，不能一次切除时，也应按先多后少的不等余量法加工。
精加工时，切削深度应根据粗加工所留下的余量确定，往往采用逐渐减少切削深度的方法，逐步提高加工精度与表层质量。
2．进给量f的选择
粗加工时，进给量的选择主要考虑工艺系统的强度和刚度。
工艺系统强度和刚度好时，可选用大一些的进给量；
反之，应适当减少进给量。
精加工、半精加工时，进给量应按工件表面粗糙度的要求选择。
3．切削速度v的选择
切削速度主要根据工件材料和刀具材料的性质来确定，在已选定的
和f的基础上，选用切削速度，应使刀具耐用度有合理值。
精加工时，应尽量避开积屑溜、鳞刺产生的切削速度区域。
断续切削时，为减小冲击和热应力，应适当降低切削速度。
车端面时，其切削速度是一个变量，其最大值应选得比车外圆时适当提高。
在易发生振动的条件下，切削速度应避开自激振动的临界速度。
2.6.2确定各工序的切削用量
（1）车外圆
①．粗车外圆
确定切削深度
：
单边总余量
=2.5mm，留1mm精加工余量，
故粗车切削深度
=1.5mm。
确定进给量f：
由表可以查得，f在0.5~0.7mm范围，所以取f=0.6mm/r；
选择切削速度v和主轴转速n：
查表查得，v=1.667~2.17m/s
故取v=1.7m/s=112m/min
所以n=
r/min
圆整后取：
n=420r/min，
根据CA6140参数取：
n=420r/min,
所以实际切削速度v=
m/min.
最后选定粗车外圆切削用量为：
=1.5mm，f=0.8mm/r，n=420r/min,v=113.4m/min。
②.精车外圆
查表得选择精车的进给量为0.2mm/r和切削速度为2.1mm/r=126r/min，所以精车时主轴转速：
r/min.取n=500r/min.
精车时的进给速度Vc=n*f=500r/min*0.2mm/r=100mm/min。
所以最后精车时的切削用量为：
mm,f=0.2mm/r,n=500r/min.
（2）车内孔
查表得，粗车切削速度选择Vc=112mm/min,精车切削速度选择Vc=126mm/min.所以
粗车主轴转速n=
=692r/min
精车时，直径取平均值。
精车主轴转速n=
=1036.8r/min
粗车时进给速度f=0.6mm/r,精车时进给速度f=0.2mm/r.
粗车时背吃刀量
=1.5mm,精车时背吃刀量
mm.
第3章加工程序的确定
在加工前先车削好端面，钻好Φ24的孔径。
车斜面端内孔（φ51.5
mm）:
BSJ1.MPF;
主程序名
T3D1（内孔刀）;
M03S1050;
刀具按指定速度正转
GOOX59.5Z4;
快速定位到切削起点
CYCLE95（ZK1,1.5,0,0.2,0,0.4,0.3,0.2,11，,,1）;
切削循环
GOOX150Z150;
刀具离开工件
M2
程序结束
ZK1.SPF;
子程序名
G00X53.5;
开始切削轮廓
G01Z0;
X51.5Z-1;
Z-4;
X29.3Z-36;
Z-40;
X20;
M17;
子程序结束
车内圆弧面端内孔（φ50
SBJ2.MPF;
T3D1;
G00X58Z4;
CYCLE95（ZK2,1.5,0,0.2,0,0.4,0.3,0.2,11，,,1）;
循环切削
G00X150Z150;
M2;
主程序结束
ZK2.SPF;
G00X52;
X50Z-1;
Z-10.5;
X39.7;
G03X24Z-24CR=20;
车削圆弧
G01Z-38;
车外轮廓：
BSJ.MPF;
T1D1（93°
外圆刀）
M03S500;
G00X70Z4;
CYCLE95（ZK2,1.5,0,0.2,0,0.4,0.3,0.2,9，,,1）;
ZK3.SPF;
G00X78;
X80Z-1;
Z-75.2;
X76Z-77.2
X81;
M17
车宽槽：
BSJ4.SPF;
T2D1（切槽刀b=5）；
M03S300;
G00X85Z-57;
G01X66.1F0.1;
GOOX85;
Z-52.5;
G01X66.1;
G00X85;
Z-48;
Z-43.5;
Z-39;
Z-34.5;
Z-30;
Z-25.5;
Z-64.7;
G01X78Z-61.2;
X61;
Z-21.5;
G01X78Z-25;
X66;
Z-60;
X150Z150;
参考文献
[1]袁锋主编.《全国数控大赛试题精选》.北京：
机械工业出版社，2002
[2]雷保珍主编.《数控加工工艺与编程》.北京希望电子出版社
[3]许发樾主编.《实用数控设计与制造手册》.北京：
机械工业出版社，2002
[4]吴兆祥主编.《数控材料及表面处理》.北京:
机械出版社,2000
[5]冯炳尧，韩泰荣，将文森主编《数控设计与制造简明手册》，上海科学技术
[6]陈子银、徐鲲鹏.数控加工技术[M].北京理工大学出版社,2006年
[7]倪春杰、徐鲲鹏主编.《数控车床技能鉴定培训教程》，化学工业出版社
（封面要统一，注意字体格式，摘要、关键词的格式字体等，排版好）
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