板类配合件的数控加工工艺设计.doc

1、目 录摘要 1 板类配合件的工艺分析 1.1 零件结构的分析 1.2 毛坯、加工余量分析 1.3 精度分析 1.4 定位基准分析 2 板类配合件的加工工艺过程设计 2.1 数控机床选择 2.2 夹具和装夹方案的选择 2.3 工序方案的确定 2.4 板料凸件加工工步顺序的安排 2.5 板料凹件加工工步顺序的安排 2.6 刀具的选择方案 2.7 铣削用量的确定 2.8 冷却液的选择 2.9 凸件凹见的铣削下刀方式 2.10 编写工艺文件 3 配合零件质量检验及分析 结论 参考文献 附录 后记 摘 要 随着数控技术的发展，数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而

2、且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，它对国计民生的一些重要行业的发展起着越来越重要的作用。随着科技的发展，数控技术也在不断的发展更新，现在数控技术也称计算机数控技术，加工软件的更新快，CAD/CAM的应用是一项实践性很强的技术。如像UG , PRO/E , Cimitron , MasterCAM ,CAXA制造工程师等。数控技术是技术性极强的工作，尤其在模具领域应用最为广泛，所以这要求从业人员具有很高的机械加工工艺知识，数控编程知识和数控操作技能。本文主要通过铣削加工薄壁配合件的数控工艺分析与加工，综合所学的专业基础知识，全面考虑可能影响在铣削、钻削、绞削加工 中的因素，设计其加工工艺

3、和编辑程序，完成配合要求。 关键词: 铣削、钻削、绞削、 数控加工1. 零件加工工艺的分析1. 1零件结构的分析 如1-1、1-2图所示轮廓加工、板件凸、凹件加工及钻孔等。由于典型零件需要配合的薄壁零件，形状比较简单，但是工序复杂，表面质量和精度要求高，所以从精度要求上考虑，定位和工序安排比较关键。为了保证加工精度和表面质量，根据毛胚质量（主要是指形状和尺寸），分析采用两次定位（一次粗定位，一次精定位）装夹加工完成，按照基准面先主后次、先近后远、先里后外、先粗加工后精加工、先面后孔的原则依次划分工序加工.。凸件1-1凹件1-21. 2毛坯、加工余量分析（1）毛坯分析 根据零件的设计和运用领域等

4、方面，零件材料、性能以及学校现有的设备要求，选择零件的材料，板料钢件为未经淬硬处理的45钢锻件。 材料名称: 优质碳素钢，GB699-88。 退火钢抗拉强度:600(MPa)； 屈服强度:355(MPa)； 延 长 率:16%断面收缩率:40%； 布氏硬度: 197（HB）； 特性及应用:未热处理时：HB229，热处理：正火。强度较高，塑性和韧性尚好，最常用中碳调质钢，综合力学性能良好，用于制作承受负荷较大的小截面调质件和应力较小的大型正火零件，以及对心部强度要求不高的表面淬火零件。 根据情况尽量使各个表面上的余量均匀。由于零件凹模1-2、凹模1-3图样尺寸为150mm120mm25mm，所以

5、选择毛坯尺寸为160mm130mm30mm的毛料。 （2）加工余量的分析 根据精度要求，该图的尺寸精度要求较高，即需要有余量的计算，正确规定加工余量的数值，是完成加工要求的重要任务之一。一般加工余量的大小决定于下列因素: 表面粗糙度（Ra）； 材料表面缺陷层深度（Ta）； 空间偏差； 表面几何形状误差； 装夹误差（Zj）； 实际的加工要求和材料性能。在具体确定工序的加工余量时，应根据下列条件选择大小： 对最后的加工工序，加工余量应达到图纸上所规定的表面粗糙度和精度要求； 考虑加工方法、设备的刚性以及零件可能发生的变形； 考虑零件热处理时引起的变形； 考虑被加工零件的大小，零件愈大，由于切削力、

6、内应力引起的变形也会增加，因此要求加工余量也相应地大一些。1.3 精度分析 该零件的尺寸公差都比较高，在0.020.03mm之间，且凸件薄壁厚度为0.96mm，区域面积较大，表面粗糙度也比较高，达到了Ra1.6um,比较难加工，加工时极易产生变形，处理不好可能会导致其壁厚公差及表面粗糙度难以达到要求，所以必须合理的确定加工余量。1.4定位基准分析 定位基准是工件在装夹定位时所依据的基准。该零件首先以一个毛坯件的一个平面为粗基准定位，将毛料的精加工定位面铣削出来，并达到规定的要求和质量，作为夹持面，再以夹持面为精基准装夹来加工零件，最后再将粗基准面加工到尺寸要求。2. 板料配合件的加工工艺过程设

7、计2.1 机床选择 选用加工中心 加工中心加工柔性比普通数控铣床优越，有一个自动换刀的伺服系统，对于工序复杂的零件需要多把刀加工，在换刀的时候可以减少很多辅助时间，很方便，而且能够加工更加复杂的曲面等工件。因此，提高加工中心的效率便成为关键，而合理运用编程技巧，编制高效率的加工程序，对提高机床效率往往具有意想不到的效果。工作台面尺寸（长宽）4051307（mm）主轴锥孔/刀柄形式24ISO40 / BT40（MAS403）工作台最大纵向行程650mm主配控制系统FANUC 0iMate-MC工作台最大横向行程450mm换刀时间（s）6.5s主轴箱垂向行程500mm主轴转速范围606000( r

8、/min)工作台T型槽（槽数-宽度间距）5-1660mm快速移动速度10000（mm/min）主电动机功率5.5/7.5（kw）进给速度5800（mm/min）脉冲当量（mm/脉冲）0.001工作台最大承载(kg)700kg机床外形尺寸(长宽高)(mm)2540mm2520mm2710mm机床重量(kg)4000kg2.2 夹具和装夹方案的选择 （1）夹具的选择机械制造过程中用来固定加工对象，使之占有正确的位置，以接受施工或检测的装置称为夹具，又称卡具。从广义上说，在工艺过程中的任何工序，用来迅速、方便、安全地安装工件的装置，都可称为夹具。例如焊接夹具、检验夹具、装配夹具、机床夹具等。在机床上

9、加工工件时，为使工件的表面能达到图纸规定的尺寸、几何形状以及与其他表面的相互位置精度等技术要求 ，加工前必须将工件装好（定位）、夹牢（夹紧）。 夹具通常由定位元件（确定工件在夹具中的正确位置）、夹紧装置 、对刀引导元件(确定刀具与工件的相对位置或导引刀具方向)、分度装置（ 使工件在一次安装中能完成数个工位的加工，有回转分度装置和直线移动分度装置两类）、连接元件以及夹具体（夹具底座）等组成。 夹具种类按使用特点可分为：万能通用夹具。如机用虎钳、卡盘、分度头和回转工作台等，有很大的通用性，能较好地适应加工工序和加工对象的变换，其结构已定型，尺寸、规格已系列化，其中大多数已成为机床的一种标准附件。专

10、用性夹具。为某种产品零件在某道工序上的装夹需要而专门设计制造，服务对象专一，针对性很强，一般由产品制造厂自行设计。常用的有车床夹具、铣床夹具、钻模(引导刀具在工件上钻孔或铰孔用的机床夹具)、镗模(引导镗刀杆在工件上镗孔用的机床夹具)和随行夹具（用于组合机床自动线上的移动式夹具）。可调夹具。可以更换或调整元件的专用夹具。组合夹具。由不同形状、规格和用途的标准化元件组成的夹具，适用于新产品试制和产品经常更换的单件、小批生产以及临时任务。 （2） 装夹方案的选择 在确定装夹方案时，只需根据已选定的加工表面和定位基准定工件的定位夹紧方式，并选择合适的夹具。在选用夹具时，在能用普通夹具装夹加工的尽可能的

11、选用普通夹具，在经济效应上可以减少成本的开支。数控机床上用的夹具应满足安装调整方便、刚性好、精度高、耐用度好等要求，所以我根据零件的形状考虑选择平口钳。此时，主要考虑以下几点： 夹紧机构或其它元件不得影响进给，加工部位要敞开； 必须保证最小的夹紧变形； 装卸方便，辅助时间应尽量短； 对小型零件或工序时间不长的零件，可以考虑在工作台上同时装夹几件进行加工，以提高加工效率； 夹具结构应力求简单； 夹具应便于与机床工作台及工件定位表面间的定位元件连接。 该零件形状规则，四个侧面较光整，加工面与加工面之间的位置精度要求不高。所以以底面和两个侧面作为定位，用虎钳从工件侧面夹紧。使用注意事项： 夹紧工件时

12、要松紧适当，用手板紧手柄，不得借助其他工具加力。 强力作业时，应尽量使力朝向固定钳身。 不许在活动钳身和光滑平面上敲击作业。 对丝杠、螺母等活动表面应经常清洗、润滑，以防生锈3-2平口虎钳 平口虎钳夹具参数产品名称型号钳口宽度（mm）钳口高度（mm）钳口最大张开度（mm）定位键宽度（mm）外形尺寸长宽高（mm）平口虎钳Q1216016050160185003002002.3 工序方案的确定根据零件图样和技术要求，制定一套加工用时少，经济成本花费少，又能保证加工质量的工艺方案。下面分析这套工艺方案。通常毛料未经任何处理时，外表有一层硬皮，硬度很高，很容易磨损刀具，在选择走刀方式时加以考虑选择逆铣

13、，还用毛刺，装夹前应进行钳工去毛刺处理，再以面作为粗基准加工精基准定位面。凸件：铣削底面面和侧面铣夹持面粗铣上平面精铣上平面粗铣内轮廓（挖槽）粗铣槽内凸台手动去除槽内多余残料粗铣槽内圆弧槽粗铣外轮廓粗铣凸台手动去除多余残料精铣槽内凸台精铣槽内圆弧槽半精铣内轮廓半精铣外轮廓精铣凸台精铣槽面精铣内轮廓精铣外轮廓钻孔胶孔翻面铣掉夹持面。凹件：铣夹持面粗铣上平面精铣上平面粗铣内轮廓（挖槽）手动去除槽内多余残料粗铣定位槽精铣槽底面精铣内轮廓和倒圆角精铣定位槽钻孔胶孔翻面铣掉夹持面。 方案的加工顺序是先里后外，先粗后精，先面后孔的方法划分加工步骤，由于轮廓薄壁太薄，对其划分工序考虑要全面，先对受力大的部位先加工，对剩余部粗铣后就开始精加工。由于粗精加工同一个部位都用的不是同一把刀，所以选择加工方案要综合考虑。2.4 板料凸