套类零件数控车削工艺及零件加工程序编制1

数控加工工艺与装备 设计专周

题 目：数控加工工艺与装备 班 级：T09421 专 业：数控技术及应用 姓 名：曹宗斌 学 号：01号 指导教师：杨显宏

成 都 电 子 机 械 高 等 专 科 学 校 一、 套类零件数控车削工艺及零件加工程序编制 绪论 （一）零件图工艺分析 1.1零件图样 1.2 精度分析 1.2.1尺寸精度分析 1.2.2 形位精度 1.2.3 表面粗糙度 （二）加工工艺分析 2.1 编程原点 2.2 选择数控机床及数控系统 2.3 制订定位与装夹方案 2.4 确定加工顺序 2.5 确定走到路线 2.6 选择刀具 2.7 工艺卡片、数控刀具卡片及数控工艺卡片 2.8 选择切削用量 1） 选择主轴转速与经给速度 2） 选择背吃刀量 （三）程序编制 二、 凸轮零件的数控铣削加工工艺 （一）零件图工艺分析 1.1零件图分析 1.2加工工艺分析法 1.3零件加工工艺分析 （二）加工工艺路线，制订工艺卡片 2.1 加工方法的选择 2.2 确定加工顺序 2.3 确定走刀路线 2.4 刀具的选择 2.5 切削用量的选择 2.6 数控加工工艺卡片 （三）编制程序 三、心得体会 四、致谢 五、参考文献 设计说明书 绪论 数控机床是综合应用计算机、自动控制、自动检测及精密机械等高新技术的产物，是技术密集度及自动化程度很高的典型机电一体化加工设备。它与普通机床相比，其优越性是显而易见，不仅提高了生产效率，特别值得一提的是数控机床可完成普通机床难以完成或根本不能完成加工的复杂曲面的零件加工，因而数控机床在机械制造业中的地位越来越显得重要。 随着数控技术的发展，采用数控系统的机床品种日益增多，有车床、铣床、镗床、钻床、磨床、齿轮加工机床和电火花加工机床等。车床能自动地完成对轴类与盘类零件内外圆柱面、圆锥面、圆弧面、螺纹等切削加工，并能进行切槽、钻孔、扩孔和绞刀等工作。铣削一般在铣床和镗床上进行，适用于加工平面、沟槽、各种成型面和模具的特殊型面等。加工中心是目前世界上产量最高、应用最广泛的数控机床之一，是一种功能较多的数控加工机床。它的综合加工能力较强，吧铣削，镗削、钻削、攻螺纹和切削螺纹等功能集中在一台设备上，使其具有多种工艺手段，所以工件一次装夹后能完成较多的加工内容，加工精度较高，就中等加工难度的批量工件，其效率是普通设备的5到10倍，特别是它能完成许多普通设备不能完成的加工，对形状较复杂，精度要求高的单件加工或小批量多品种生产更为适用。 经过几十年的发展，目前的数控机床已实现了计算机控制并在工业界得到广泛应用，在模具制造业的应用尤为普及。针对车削、铣削、磨削、钻削和刨削等金属切削加工工艺及电加工、激光加工等特种加工工艺的需求、开发了各种门类的数控加工机床。数控机床种类繁多。 （一）零件工艺分析 该零件表面由内外圆柱面，圆锥面，顺圆弧及内螺纹等表面组成，其中多个直径尺寸与轴向尺寸有较高的尺寸精度、表面粗糙度和行为公差要求。零件图尺寸标准完整，符合数控加工尺寸标注要求；轮廓描述清楚完整；零件材料为45号钢，切削加工性能较好，无热处理和硬度要求。 1.1 零件图样分析 （1） 零件图样件车削图纸图样所示，坯件尺寸为直径50乘以直径85.零件图尺寸标注完整符合数控加工尺寸标注要求，轮廓描述清楚、完整；零件材料为45钢，切削加工性能较好，无热处理和硬度要求。 1.2精度分析 该零件表面由内、外圆柱面、圆锥面、顺逆圆弧面及内螺纹等表面组成，其中多个直径尺寸与轴向尺寸有较高的尺寸精度、表面粗糙度和形位精度要求。 1）尺寸精度。图样中精度要求较高的尺寸主要有：外圆为Φ600-0.0258，内控Φ3200.033，长度为250-0.084、直径为Φ49±0.02等。 对于尺寸精度要求，主要通过选择合适的编程尺寸、在加工过程中的准确对到、正确设置刀补及磨损，以及制订正确、合理的加工工艺等措施来保证。如：零件图样上带公差的尺寸，出内螺纹退刀槽尺寸直径为25上偏差为0下偏差为-0.084公差值较大，编程时可取平均值24.958外，其他尺寸因公差值较小，故编程时不必取其平均值，而取基本尺寸即可。 2）行为精度要求，主要通过调整机床的机械精度，制订合理的加工工艺及工件的装夹、定位于找正等措施来保证。 对于该行为精度要求，主要通过调整机床的机械精度，制订合理的加工参数，正确的粗、精加工路线，合理的切削用量及冷却等措施来保证。 3）表面粗糙度。图样中，加工后的内圆锥面和Φ600-0.025、左端Φ50两外圆柱面的两

圆弧面的粗糙度要求为Ra1.6um，其他表面粗糙度为Ra3.2um。 对于表面粗糙度要求，主要通过选用合适的刀具及其几何参数，正确的粗、精加工路线，合理的切削用量及冷却等措施来保证。 （二） 加工工艺分析 2.1确定编程原点 由于工件在长度方向的要求较低，根据编程原点的确定原则，该

工件的编程原点去在完工工件的右端面与主轴轴线相交的焦点上。 2.2选择数控机床及数控系统 根据工件的昂及加工要求，选用CJK6240数控车床

进行工件的加工。数控系统选用SIEMENS802S。 2.3制订定位于装夹方案 内控加工时以外圆定位，用三爪自动定心卡盘夹紧。加工

外轮廓时，为保证同轴度要求和便于装夹，以坯件左侧断面和轴线为定位基准，为此需要设计一个芯轴装置，用三爪卡盘夹持芯轴左端，芯轴右断留有中心孔并用尾坐顶尖顶紧以提高工艺系统的刚性。 工件采用两次装夹后完成粗、精加工的加工方案。U与由于县加工右端内、外表面，完成粗、精加工后，调头加工另外一端。 左、右端面用T01粗车刀采用手动加工的方式，左端内表面先用Φ20mm的麻花钻手动钻孔，然后与其他表面一起在数控车床上加工。 进行数控车削加工时，加工的起始点订在离工件毛坯2mm的位置。尽可能采用沿轴向切削的方式进行加工，以提高加工过程中工件的刀具的刚性。 2.4确定加工顺序 1） 左右端面均为多个尺寸的设计基准，在加工内外轮廓前，首先应采用调头装夹、 手动车削的方式将左右端面加工出来。 2）加工顺序的确定按由内到外、由粗到精、由近到远的原则确定，在一次装夹中尽可

能加工出较多的工件表面，结合本零件的结构特征，先加工内控，此时应先用三爪自动定心卡盘夹紧左端，完成内孔各光滑表面的粗，精加工，再调头用三爪自动定心卡盘夹紧右端，加工内螺纹；然后加工外轮廓，并在一次装夹中完成外轮廓各表面的粗、精加工。 2.5确定走到路线 由于该零件为单件小批量生产，走刀路线设计不必考虑最短进给

路线或者最短空行程路线，内、外轮廓表面车削走刀路线可沿零件轮廓顺序进行。 进行数控车削加工时，加工的起始点订在离工件毛坯2mm的位置。尽可能采用沿轴向切削的方式进行加工，以提高加工过程中工件与刀具的刚性。 2.6选择刀具 1） 车削断面选用45度硬质合金断面车刀 2）Φ4中心钻，钻中心孔以利于钻穴底孔时刀具找正。 3）Φ31.5高速钢钻头，钻内孔底孔。 4）粗镗内孔选用硬质合金内孔镗刀。 5）内孔精加工选用Φ32硬质合金铰刀。 6）螺纹退刀槽加工选用宽度为5mm的硬质合金内槽车到。 7）内螺纹切削选用牙型顶角为60度的高速钢内螺纹车刀。 8）选用93度硬质合金右偏刀，副偏角选35度，自右刀左车削外圆表面。 9）选用93度硬质合金左偏刀，副偏角选35度，自左到右车削外圆表面。 将所选定的刀具及有关参数填入下表数控加共刀具卡片中，以便于编程和操作管理。

2.7 工艺卡片 数控加工刀具卡片 产品名称或代号 数控车工工艺分析实例 零件名称 轴 零件图号 01

序号 刀号 刀具规格名称 数量 加工表面 刀尖半径/mm 备注 1 T01 45°硬质合金断面车到 1 车断面 0.5 2 T02 4mm中心钻 1 钻中心孔 3 T03 31.5mm的高速钢麻花钻 1 手动钻内孔底孔

4 T04 硬质合金镗刀 1 粗镗内孔 0.4 5 T05 32硬质合金铰刀 1 饺孔 6 T06 宽度5mm硬质合金内槽刀 1 切内孔 0.4

7 T07 高速钢内螺纹车刀 1 切内槽 0.3 8 T08 93°硬质合金右偏刀 1 车内螺纹及内螺纹倒角 0.2

9 T09 93°硬质合金左偏刀 1 自右到左车削外圆表面 0.2 编制 审核 批准 共一页 第一页 数控加工工艺卡片 （厂名） 数控加工工艺卡片 产品名称 零件名称 零件图号 数控车工艺分析实例 锥孔螺母套 02

工艺序号 程序编号 夹具名称 夹具编号 使用设备 车间 O1000 CJK6240

工步号 工步内容（加工面） 刀号 刀具规格 主轴转速 进给速度 背吃刀量

1 手加工右端面 T01 25×25 600 200 0.5 2 手动钻中心孔 T02 Φ4 950 40 2.0 3 手动钻内孔底孔 T03 Φ31.5 250 50 15.75 4 粗镗通孔至尺寸Φ31.9mm T04 20×20 500 80 0.2 5 手动铰孔至尺寸Φ32+00.011 T05 Φ32 32 50 0.1 6 精镗内圆锥孔 T04 20×20 500 80 0.3 7 精镗内圆孔保证（1：5）±6' T04 20×20 800 50 0.2 8 手动粗车外圆至尺寸Φ71mm光轴 T08 25×25 600 200 1.5

9 掉头手动车另一端面，保证长度尺寸76mm T01 25×25 600 200 0.5 10 粗镗螺纹底孔至尺寸Φ34mm T04 20×20 500 80 0.5 11 精镗螺纹底孔至尺寸Φ34.2mm T04 20×20 800 50 0.1 12 手动切5mm内孔退刀槽 T06 16×16 600 70 13 手动Φ34.2mm孔边倒角2 ×45 T07 16×16 600 200 14 粗车内孔螺纹 T07 16×16 400 15 精车内孔螺纹至M36×2-7H T07 16×16 400 16 自右至左车外表面 T08 25×25 600 200 0.2 17 自左至右车外表面 T09 25×25 600 200 0.2 编制 审核 批准 共一页 第一页

2.8选择切削用量 1） 选择主轴转速与进给速度。考虑被加工表面质量要求、刀具材料和工件材料等诸多因素，根据实际加工经验、参考切削用量手册等有关资料选取切削速度与每转进给量，然后根据计算出来的转速与进给速度。根据CJK6240车床配备的SIEMENS802S数控系统功能介绍，车螺纹时只要舒服被加工螺纹的螺距，从系统提供的集中可供选择的主轴转速中选取一个即可，进给速度由系统根据螺纹与主轴转速自动确定。 2）选择背吃刀量。背吃刀量的选择因粗，精加工而有所不同。粗加工时，在工艺系统