數(shù)控加工工藝教案：典型零件的加工中心數(shù)控加工

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..四 川 工 程 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 課 時 授 課 教 案/ 學(xué)年第 期課程名稱： 數(shù)控加工工藝 授課班級： （三專）數(shù)控 01-1、2 授課時間： 第 周星期 第 節(jié) 課 題： 典型零件的加工中心數(shù)控加工 教學(xué)目的： 理解零件的各項技術(shù)要求掌握零件的工藝路線制定掌握零件的數(shù)控加工工序制定 重點、難點：典型零件的加工中心加工工藝分析 使用教具： 課件 課后作業(yè)： 1 課后記錄：年 月 日..授課主要內(nèi)容一、支承套的加工工藝如圖所示為升降臺銑床的支承套，在兩個互相垂直的方向上有多個孔要加工，若在普通機床上加工，則需多次安裝才能完成，且效率低，在加工中心上加工，只需一次安裝即可完成，現(xiàn)將其工藝介紹如下： 支承套簡圖1． 分析圖樣并選擇加工內(nèi)容 支承套的材料為 45 鋼，毛坯選棒料。支承套 φ35 H7 孔對 φ100f9 外圓、φ60mm 孔底平面對 φ35H7 孔、2×φ15H7 孔對端面 C 及端面 C 對內(nèi) φ100f9 外圓均有位置精度要求。為便于在加工中心上定位和夾緊，將 φ100f9 外圓、80 mm 尺寸兩端面、78 mm 尺寸上平面均安排在前面工序中由普通機床完成。5.0?05.?其余加工表面（2×φ15H7 孔、 φ35H7 孔、φ60mm 孔、2×φ11mm 孔、2×φ17mm 孔、2×M8－6H 螺孔）確定在加工中心上一次安裝完成。2． 選擇加工中心 因加工表面位于支承套互相垂直的兩個表面（左側(cè)面及上平面）上，需要兩工位加工才能完成，故選擇臥式加工中心。加工工步有鉆孔、擴孔、鏜孔、锪孔、鉸孔及攻螺紋等，所需刀具不超過 20 把。國產(chǎn) XH754 型臥式加工中心可滿足上述要..求。該機床工作臺尺寸為 400mm×400mm，x 軸行程為 500 mm，z 軸行程為 400 mm，y 軸行程為 400mm，主軸中心線至工作臺距離為 100~500 mm，主軸端面至工作臺中心線距離為 150~550 mm，主軸錐孔為 ISO40，定位精度和重復(fù)定位精度分別為 0.02mm 和 0.01mm，工作臺分度精度和重復(fù)分度精度分別為 7″和 4″。3．工藝設(shè)計1） 選擇加工方法 所有孔都是在實體上加工，為防鉆編，均先用中心鉆鉆引正孔，然法再鉆孔。為保證 φ35H7 及 2×φ15H7 孔的精度，根據(jù)其尺寸，選擇鉸削作其最終加工方法。對 φ60 mm 的孔，根據(jù)孔徑精度，孔深尺寸和孔底平面要求，用銑削方法同時完成孔壁和孔底平面的加工。各加工表面選擇的加工方案如下：φ35H7 孔：鉆中心孔一鉆孔一粗鏜一半精鏜一鉸孔；φ15H7 孔：鉆中心孔一鉆孔一擴孔一鉸孔；φ60mm 孔：粗銑一精銑；φ11mm 孔：鉆中心孔一鉆孔；φ17mm 孔：锪孔（在 φ11mm 底孔上） ；M6 一 6H 螺孔：鉆中心孔一鉆底孔一孔端倒角一攻螺紋。2）確定加工順序 為減少變換工位的輔助時間和工作臺分度誤差的影響，各個工位上的加工表面在工作臺一次分度下按先粗后精的原則加工完畢。具體的加工順序是：第一工位（B0°）：鉆 φ35H7、2×φ11mm 中心孔 ——鉆 φ35H7 孔——鉆 2×φ11mm 孔——锪 2×φ17mm 孔一粗鏜 φ35H7 孔——粗銑、精銑φ60mm×12 孔——半精鏜 φ35H7 孔——鉆 2×M6 一 6H 螺紋中心孔一鉆 2×M6一 6H 螺紋底孔——2×M6 一 6H 螺紋孔端倒角——攻 2×M6 一 6H 螺紋——鉸φ35H7 孔；第二工位（B90°）：鉆 2×φ15H7 中心孔——鉆 2×φ15H7 孔——擴 2×φ15H7 孔——鉸 2×15H7 孔。詳見表 6 一 13 數(shù)控加工工序卡片。3）確定裝夾方案和選擇夾具 φ35H7 孔、φ60mm 孔、2×φ11mm 孔及2×φ17mm 孔的設(shè)計基準(zhǔn)均為 φ100f9 外圓中心線，遵循基準(zhǔn)重合原則，選擇φ100f9 外圓中心線為主要定位基準(zhǔn)。因φ100 f9 外圓不是整圓，故用 V 形塊作定位元件。在支承套長度方向，若選右端面定位，則難以保證 支承套裝夾示意圖1—定位元件 2—夾緊機構(gòu) 3—工件 4—夾具體..φ17mm 孔深尺寸 11 mm（因工序尺寸 80 mm——11 mm 無公差） ，故選擇左端5.0?面定位。所用夾具為專用夾具，工件的裝夾簡圖如圖所示。在裝夾時應(yīng)使工件上平面在夾具中保持垂直，以消除轉(zhuǎn)動自由度。4）選擇刀具 各工步刀具直徑根據(jù)加工余量和孔徑確定，詳見表 1 數(shù)控加工刀具卡片。刀具長度與工件在機床工作臺上的裝夾位置有關(guān)，在裝夾位置確定之后，再計算刀具長度。表 1 數(shù)控加工刀具卡片產(chǎn)品名稱或代號 零件名稱 蓋 板 零件圖號 程序編號刀 具工步號刀具號刀具名稱 刀柄型號 直徑mm長度mm補償值mm 備注1 T01 中心鉆 φ3 mm JT40—Z6—45 φ3 2802 T13 錐柄麻花鉆 φ31 mm JT40—M3—75 φ31 3303 T02 錐柄麻花鉆 φ11 mm JT40—M1—35 φ11 3304 T03 錐柄埋頭鉆φ17mm×11mm JT40—M2—50 φ17 3005 T04 粗鏜刀 φ34 mm JT40—TQC30—165 φ34 3206 T05 硬質(zhì)合金立銑刀 φ32 mm JT40—MW4—85 φ32T 3007 T058 T06 鏜刀 φ34.85mm JT40—TZC30—165 φ 34.5 3209 T0110 T07 直柄麻花鉆 φ5mm JT40—Z6—45 φ5 30011 T0212 T08 機用絲錐 M6 mm JT40—G1JT3 M6 28013 T09 套式鉸刀 φ35AH7 JT40—K19—140 φ 35AH7 33014 T0115 T10 錐柄麻花鉆 φ14mm JT40—M1—30 φ14 32016 T11 擴孔鉆 φ14.85 mm JT40—M2—50 φ 14.85 32017 T12 鉸刀 φ15AH7 JT40—M2—50 φ 15AH7 320編 制 審核 批準(zhǔn) 共 1 頁 第 1 頁..表 2 數(shù)控加工工序卡片注：“B0 °”和“B90°”表示加工中心上兩個互成 90°的工位。二、異形支架的加工工藝1． 零件工藝分析 該異形支架的材料為鑄鐵，毛坯為鑄件。該工件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，精度要求較高，各加工表面之間有較嚴格的位置度和垂直度等要求，毛坯有較大的加工余量，零件的工藝剛性差，特別是加工 40h8 部分時，如用常規(guī)加工方法在普通機床上加工，很難達到圖紙要求。原因是假如先在車床上一次加工完成 φ75js6 外圓、端面和φ62J7 孔、2×2.2 槽，然后在鏜床上加工 φ55H7 孔，要求保證對 φ62J7 孔之12.0?間的對稱度 0.06 mm 及垂直度 0.02 mm，就需要高精度機床和高水平操作工，一般是很難達到上述要求的。如果先在車床上加工 φ75js6 外圓及端面，再在鏜床上加工 φ62J7 孔，2×2.2 槽及 φ55H7 孔，這樣雖然較易保證上述的對稱度和垂直12.0?度，但卻難以保證 φ62J7 孔與 φ75js6 外圓之間 φ0.03 mm 的同軸度要求，而且需要特殊刀具切 2 ×2.2 槽。.0另外，完成 40h8 尺寸需兩次裝卡，調(diào)頭加工，難以達到要求，φ55H7 孔與產(chǎn)品名稱或代號 零件名稱 材 料 零件圖號（工廠） 數(shù)控加工工藝卡片支 承 套 45 鋼工序號 程序編號 夾具名稱 夾具編號 使用設(shè)備 車 間專用夾具 XH754工步號工 步 內(nèi) 容 加工面 刀具號 刀具規(guī)格 mm 主軸轉(zhuǎn)速 r·mm 1?進給速度mm·min 背吃刀量 mm 備 注B0°1 鉆 φ35H 孔、2×φ17mm×11mm 孔中心孔 T01 φ3 1200 402 鉆 φ35H 孔至 φ31mm T13 φ31 150 303 鉆 φ11mm 孔 T02 φ11 500 704 锪 2×φ17mm T03 φ17 150 155 粗鏜 φ35H7 孔至 φ34mm T04 φ34 400 306 粗銑 φ60×12mm 至φ59mm×11.5mm T05 φ32T 500 707 精銑 φ60×12mm T05 φ32T 600 458 半精鏜 φ35H7 孔至 φ34.85mm T06 φ34.85 450 359 鉆 2×M6—6H 螺紋中心孔 T01 1200 4010 鉆 2×M6—6H 底孔至 φ5 mm T07 φ5 650 3511 2×M6—6H 孔端倒角 T02 500 2012 攻 2×M6—6H 螺紋 T08 M6 100 10013 鉸 φ35H7 孔 T09 φ35AH7 100 50B90°14 鉆 2×φ15H7 至中心孔 T01 1200 4015 鉆 2×φ15H7 至 φ14 mm T10 φ14 450 6016 擴 2×φ15H7 至 φ14.85mm T11 φ14.85 200 4017 鉸 2×φ15H7 孔 T12 φ15 AH7 100 60編 制 審核 批準(zhǔn) 共 1 頁 第 1 頁..40h8 尺寸需分別在鏜床和銑床上加工完成，同樣難以保證其對 B 孔的 0.02 mm 垂直度要求。異形支架零件簡圖 ..2． 選擇加工中心 通過零件的工藝分析，確定該零件在臥式加工中心上加工。根據(jù)零件外形尺寸及圖紙要求，選定的仍是國產(chǎn) XH754 型臥式加工中心。3．設(shè)計工藝1）選擇在加工中心上加工的部位及加工方案φ62J7 孔 粗鏜——半精鏜——孔兩端倒角——鉸φ55 H7 孔 粗鏜 ——孔兩端倒角——精鏜2×2.2 空刀槽 一次切成12.0?44U 型槽 粗銑 ——精銑R22 尺寸 一次鏜40h8 尺寸兩面 粗銑左面——粗銑右面——精銑左面——精銑右面2）確定加工順序B0°：粗鏜 R22 尺寸——粗銑 U 型槽——粗銑 40h8 尺寸左面→B180 °：粗銑40h8 尺寸右面→B270° ：粗鏜 φ62J7 孔——半精鏜 φ62J7 孔——切2×φ65 ×2.2 空刀槽——φ62h7 孔兩端倒角。B180 °：粗鏜 φ55H7 孔孔兩4.0?12.0端倒角→B0° ：精銑 U 型槽——精銑 40h8 左端面→B180 °：精銑 40h8 右端面——精鏜 φ55H7 孔——B270° 鉸 φ62J7 孔。具體工藝過程見表 3。3）確定裝夾方案和選擇夾具 支架在加工時，以 φ75js6 外圓及 26.5±0.15 尺寸上面定位（兩定位面均在前面車床工序中先加工完成） 。工件安裝簡圖如圖所示。工件裝夾示意圖表 3 數(shù)控加工刀具卡片卡片產(chǎn)品名稱或代號 零件名稱 異形支架 零件圖號 程序編號刀具工步號刀具號 刀具名稱 刀柄型號 直徑／mm 長度／ mm補償值／ mm 備注1 T01 鏜刀 φ42 JT40－TQC30－270 φ422 T02 長刃銑刀 φ25 JT40－MW3－75 φ25..3 T03 立銑刀 φ30 JT40－MW4－85 φ304 T03 立銑刀 φ30 JT40－MW4－85 φ305 T04 鏜刀 φ61 JT40－TQC50－270 φ616 T05 鏜刀 φ61.85 JT40－TZC50－270 61.857 T06 切槽刀 φ50 JT40－M4－95 φ508 T07 倒角鏜刀 φ66 JT40－TZC50－270 φ669 T08 鏜刀 φ54 JT40－TZC40－240 φ5410 T09 倒角刀 φ66 JT40－TZC50－270 φ6611 T02 長刃銑刀 φ25 JT40－MW3－75 φ2512 T10 鏜刀 φ66 JT40－TZC40－180 φ6613 T10 鏜刀 φ66 JT40－TZC40－180 φ6614 T11 鏜刀 φ55H7 JT40－TQC50－270 φ55H715 T12 鉸刀 φ62J7 JT40－K27－180 φ 62J7編制 審核 批準(zhǔn) 共 1 頁 第 1 頁表 4 數(shù)控加工工序卡片產(chǎn)品名稱或代號 零件名稱 材料 零件圖號（工廠） 數(shù)控加工工序卡片導(dǎo)形支架 鑄鐵工序號 程序編號 夾具名稱 夾具編號 使用設(shè)備 車間專用夾具 XH754工步號工步內(nèi)容 加工面 刀具號刀具規(guī)格/mm主軸轉(zhuǎn)速/(r/min)進給速度/(mm/min)背吃刀量/mm備注B0°1 粗鏜剛尺寸、R22 尺寸 T01 φ42 300 452 粗銑 U 型槽 T02 φ25 200 603 粗銑 40h8 尺寸左面 T03 φ30 180 60180°4 粗銑 40h8 尺寸右面 T03 φ30 180 60B270°5 粗鏜 φ62J7 孔至 φ61 T04 φ61 250 806 半精鏜 φ62J7 孔至 φ61.85 T05 φ61.85 350 607 切 2×φ65 ×2.2 空5.0?12.刀槽T06 φ50 200 208 φ62J7 孔兩端倒角 T07 φ66 100 40B180°9 粗鏜 φ55H7 孔至 φ54 T08 φ54 350 6010 φ55H7 孔兩端倒角 T09 φ66 100 30B0°11 精銑 U 型槽 T02 φ25 200 6012 精銑 40h 左端面至尺寸 T10 φ66 250 30B180°13 精銑 40h 右端面至尺寸 T10 φ66 250 3014 精鏜 φ55H7 孔至尺寸 T11 φ55H7 450 20B270°15 鉸 φ62J7 孔至尺寸 T12 φ62J7 100 80..編制 審核 批準(zhǔn) 共 1 頁 第 1 頁