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套类零件数控车削工艺分析

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HEATS
发表于 2010-9-12 11:07:03 | 显示全部楼层 |阅读模式

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如图1为典型轴套类零件，该零件材料为45钢，无热处理和硬度要求，试对该零件进行数控车削工艺分析（单件小批量生产）。 0 W9 ]6 M' z8 C) D4 M4 v! s
（1）零件图工艺分析
# D0 Q$ R: ^8 I; T
  该零件表面由内外圆柱面、内圆锥面、顺圆弧、逆圆弧及外螺纹等表面组成，其中多个直径尺寸与轴向尺寸有较高的尺寸精度和表面粗糙度要求。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，加工切削性能较好，无热处理和硬度要求。
9 I1 y) ]/ M& ^
通过上述分析，采用以下几点工艺措施。
. K* a7 b; ]4 \* B2 a3 d5 G; Z
①对图样上带公差的尺寸，因公差值较小，故编程时不必取平均值，而取基本尺寸即可。
- p' T }, h2 |6 v
②左右端面均为多个尺寸的设计基准，相应工序加工前，应该先将左右端面车出来。
) {7 Q$ d/ P; S% i( G, ^6 s* D
③内孔尺寸较小，镗1:20锥孔与镗φ32孔及150锥面时需掉头装夹。
8 u( d h+ [8 ?7 a* L
6 @1 M& H9 l* S4 ~2 ~
图1  轴承套零件
( d0 r3 m+ m q* r4 H$ l

（2）选择设备
5 c* T8 i% y0 c [+ w9 X
根据被加工零件的外形和材料等条件，选用CJK6240数控车床。
! J! X6 {0 w% M# y3 u( y
（3）确定零件的定位基准和装夹方式
9 H K# O ~" a' o) [* V/ _( A
①内孔加工
" ?( d+ n0 C4 I% K
定位基准：内孔加工时以外圆定位；
- u, r6 Q* ]' R" `
装夹方式：用三爪自动定心卡盘夹紧。
0 O- n0 b3 Z8 F& ]. W
②外轮廓加工
0 n, ]/ P/ X* n/ a+ V3 w# E
定位基准：确定零件轴线为定位基准；
- C) C3 k; \) X* j" I+ v4 A% @
/ g v, T$ d1 [/ k6 L9 t7 X) ^) b6 i
图2  外轮廓车削装夹方案
+ z! v& [9 _/ y6 u7 W- C
装夹方式：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（见图2双点划线部分），用三爪卡盘夹持心轴左端，心轴右端留有中心孔并用尾座顶尖顶紧以提高工艺系统的刚性。
6 O# P7 @: L7 r
（4）确定加工顺序及进给路线
3 ^: W3 m- k6 m! X; g0 ?6 V3 ^
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，可先加工内孔各表面，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（见图3）。
# U" K5 ~' B( E0 p* e
4 [/ H7 \1 f0 B; n k
图3  外轮廓加工走刀路线
( j) r9 K) ~) j# N2 c# I, y
（5）刀具选择
! W$ m* q1 |1 S+ `: a4 d: d6 x
将所选定的刀具参数填入表1轴承套数控加工刀具卡片中，以便于编程和操作管理。注意：车削外轮廓时，为防止副后刀面与工件表面发生干涉，应选择较大的副偏角，必要时可作图检验。本例中选κ =55 。
$ r" B; |! I* h/ a9 M" `2 s1 E0 S
表1  轴承套数控加工刀具卡片
' v; r2 S/ L! Q- j2 [0 R" U1 f7 I/ V) I, ~: W1 z/ O0 C3 U8 d# [1 R$ \& d+ |2 Y6 C; I% p8 B/ }* Z. E+ d. t. M: X0 ^2 N% |4 f; s4 |0 H1 N% Y% c! g- z2 y! s: F7 D# v) [( H: _* z/ Y& r* B9 G! Q& k* f1 Z4 M, w- ~" A0 ]: `6 b0 ^6 H \, c2 ?2 \" J, m7 s& o2 X# F, M4 K# q, h( r& A H! z9 M! |6 ?' D7 l. \7 |3 Y9 _+ Z; E! x" [: r" D8 F: B; A8 c6 ]( U" Y0 s9 Z, [. C. T7 Q1 I1 s$ g. ^# u. ?- R5 Z* }* E1 c9 \3 i, I) h1 \( f- C3 v) K+ X* l$ P; J# a2 `: `7 b' {# z! f' j3 ?; l3 j; i7 J. X9 L3 I3 k4 J" n5 K8 n6 M/ d7 V/ r' l2 s% z, t y/ H: I: Y$ l3 J0 S) G3 N$ k9 M& d' w# X; {: `5 k+ U! [$ O5 \0 s1 `. c; ]5 N& ~/ S$ i) s- N" g" e3 s6 P6 f) D3 `/ D5 {9 L* y( ?8 _! n/ P2 H5 y1 g4 Q; y0 T+ b/ X1 A$ N) ^% F/ T& g! E! H) g7 I! \1 V1 K6 J6 s/ I6 X# t' A2 w2 f- z( k$ m6 Y. E+ T7 t- T) f0 K2 c) @3 T3 e a: x3 \: f$ X% R4 G# E6 Q# x0 G) ~5 x" v0 b# V+ y2 _6 y! y9 n6 U; \5 ]+ k4 b7 o9 H- {3 y' i( F5 D5 Z; j4 T8 ?" _# n9 T3 l! D% }. g2 d: n7 I! e- R/ F- l& Q {6 \, i' [- Y& }8 d. V' U* M# ]& e) F& Z b8 r6 S! N _- j5 k- Q1 x) F+ ]7 D4 _6 R c. k4 E- `$ g. W9 n' ]# u6 J6 ^6 q+ y7 E- A/ n. S, \% p5 k3 K0 `7 z& \ h- ^! L$ a( [( v6 u: I. Q$ w! i. k: M- @+ D; c5 \0 \/ L& F9 F" Z) {% R# b& j: w0 }6 Q8 z& L3 ~. B% @) ~7 Q) [3 n! `2 |& R( C/ e, E B! A6 u" o. z6 z+ `- d- }0 o. U, D" x% h0 L" }0 j2 X; X, E9 k5 B4 Q7 F/ L1 v, A4 w" W9 R: X, C% o0 r# W8 |( S( f1 m* E [5 I& S. D" l: s) W5 W) M1 P6 T! A5 ^+ T" u6 ^: I# i" ]1 H" s4 }7 o. W) u- W6 m6 ~4 \2 z' |2 |6 Y" D3 K/ B% C$ g: f$ r/ ^4 D3 C8 W% D- d% s1 q6 V0 ]6 G9 {0 p' q- S" a2 [3 @& S! l4 d! j* u$ V: n6 o5 T/ n; y/ V9 d( C# H0 s# y! d9 f! S# k" q, F" m9 c5 u. O+ X6 _/ ]6 f) k+ f4 |& }9 P9 y7 n* d/ e/ o6 g4 U+ _! ^, y( [5 t1 U, h6 R6 V2 L" p/ |, B" I' H! O f. v3 a, B% A% U Y6 p( ?1 U" `6 O$ s" V" c" p d% J9 r* L! d( e2 c: [ D9 w9 |6 \0 k: m+ y# i5 z; ]2 ~6 I; k6 K4 L- Z+ H, z. e1 S- k. A9 l$ D! g; H( M2 g/ T2 ]% K k, ~1 Q9 g4 g: W( j* A5 @6 o- c& X, L- U6 f& o3 ~7 N8 Q5 L+ Y# S1 Y. R. m0 ?% ^2 }4 }& j% ? d; a0 P/ b8 O |* R6 {5 Q# ?2 k) B- ?: z3 r' R4 m( ~0 d2 Y$ B4 w- c7 I" r" n0 a% a- M2 U# P* R6 ^, d! ~4 j0 C) Y! P. V+ A: ]4 T* @# G% ?# j- I n7 \" W" C" O' x9 S4 l
8 M' h& D# r8 N* V7 Y* q
产品名称或代号
 ( k# A2 p3 k; g/ w: I
×××
 5 \9 x( k# O0 k" ]& y8 N* }
零件名称
 " z8 J* d1 f- b0 z8 @
轴承套
 % z' R2 x9 ]4 |2 b7 R
零件图号
 9 V2 I [! O% Q$ A: z9 R% N
×××
3 S# @0 }. q( k; B z! ^' y
序号
 , N) c" p- T: `* Y7 X, Z
刀具号
 9 ^; z, o5 i3 ~" M4 ?3 `
刀具规格名称
 - g8 r$ J6 r3 K; n! H
数量
 . Z- I/ {8 H0 F4 Z ~
加工表面
 : q# h; g9 o! v6 ?& T3 P( _8 d& e
备注
" u; ~% K0 Q% L! k
1
 : z) n% Z7 [2 M+ X* Y9 R L
T01
 * d+ L0 d7 _$ w5 J! h& w
450硬质合金端面车刀
 0 _/ ^3 \7 w5 s
1
 5 ` O) K* L2 w1 `8 U4 A) |! F
车端面
 2 p& p/ ^% O* t
 
* \6 n \4 t3 d' L6 z% ~: N6 e
2
 4 v7 F/ X% |3 u0 S( M' Y4 O: e; n
T02
 9 h" s p" w: h) R! D1 a/ _3 }+ K' S
φ5㎜中心钻
 $ j! \- P" a7 C
1
 # K1 }) A7 z+ @
钻φ5㎜中心孔
 8 ` a, [' u( B: y% z! [0 s
 
5 C& p( W+ [( Y# {1 T) ?) G7 z ]
3
 , a/ m, d4 h2 C4 ?- G
T03
 8 j, @ ?0 F+ `+ M' y
φ26㎜钻头
 # w: `% `) G \$ s# z7 K
1
 ( W% v$ c! B8 u, p. T
钻底孔
 & M1 n- X, Z2 A L- Q; b4 X
 
3 b9 r3 N( z) E+ Y: z9 n
4
 8 P4 S1 g* I* t
T04
 7 v, O! L! I' n: ~9 `4 b
镗刀
 6 i6 g {& u$ Z1 {; X& {2 f# K- x
1
 " X7 C4 @( ?" V, Y( A6 T- M: r# a) |3 u
镗内孔各表面
 7 _5 k K) ^( p% H
 
' A8 S8 ?* s( ^% N) o8 a4 v
5
 4 a4 C% ^" u$ ^0 [6 V
T05
 2 `% n+ C! k9 E+ x
930右手偏刀
 ; U+ Z! F, Y4 u! G3 s
1
 7 W% N0 i" v+ J4 j( E, O8 Z3 e
从右至左车外表面
 ' U9 T; F$ W! r
 
" O6 M0 F9 l ?; r0 e0 U9 q
6
 . y; Y& }9 a6 n0 v/ k& E* O
T06
 9 E! d" C$ t7 R0 G5 E( {& j
930左手偏刀
 % L! ^0 @) j* F; ^
1
 7 Y6 O" n( p. g, R
从左至右车外表面
 5 I' n3 r% O: c0 z9 b% c6 l+ W
 
+ `5 d1 \3 w+ w! P: R* \
7
 9 O/ }$ M2 E- S& I8 I6 ~9 {3 U6 e
T07
 + F N: W* j, F) l8 G& w
600外螺纹车刀
 8 h- P0 P* y! o8 D& e7 A3 P
1
 ( s- q1 X0 U7 _6 h; @/ {4 ]0 Q+ W
车M45螺纹
 2 p' I6 w% f0 U7 u% f
 
1 {) Y7 P) G6 \$ R5 Z$ u" o
编制
 % E2 \: c- @. B0 A
×××
 ( W" s( z& i8 F
审核
 # ?4 [0 _* b$ g7 x# t
×××
 ) @/ q5 {# k' C6 P
批准
 ! j S3 h( }) G# {' Q6 O) W
×××
 3 l8 y6 e; q. h# h; O8 a
年 月  日
 1 \6 {, Q2 N; I1 B$ x Q+ b5 }2 f
共 页
 3 Y" p) f) I3 T- |" @: l7 `
第  页
　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
; c% N! [5 B0 y0 g5 K2 D$ W
（6）切削用量选择
5 E: n1 r& Y4 g% K( D
根据被加工表面质量要求、刀具材料和工件材料，参考切削用量手册或有关资料选取切削速度与每转进给量，然后利用公式v c=πdn/1000和vf = nf，计算主轴转速与进给速度（计算过程略），计算结果填入工序卡中。
z; }8 F" `, F3 y7 j' e/ v
背吃刀量的选择因粗、精加工而有所不同。粗加工时，在工艺系统刚性和机床功率允许的情况下，尽可能取较大的背吃刀量，以减少进给次数；精加工时，为保证零件表面粗糙度要求，背吃刀量一般取0.1～0.4㎜较为合适。
3 U r- h; U. d3 H- W5 _/ A
（7）数控加工工艺卡片拟订
+ ^/ E# D$ c% B- A* A' @& X
将前面分析的各项内容综合成表2所示的数控加工工艺卡片。
' f- o+ u7 s. V9 X* h" U( {' N. r
表2  轴承套数控加工工艺卡片
% t$ j* y- D+ t: d% e8 M) Q! A Z5 {7 ]- | H9 ]3 |1 _( z: P: a( s: ]9 u, R$ c" v0 f- d# n3 x1 ~7 r8 `7 l1 O, L8 a$ W, Y, w5 v7 }2 r6 ^9 l& U6 M# v$ J7 @ M ^1 n5 z# R9 r- n3 C+ P z8 F- v& I. v: y. l- E+ p1 N/ m$ N: e% T g) x2 Z) m3 V/ ^9 a* p& `( L6 N, V$ Z& ]2 K4 O3 p z* X! ^3 z- v7 G, b$ w- g$ J: g8 D) J6 Q; n1 `" _) [* P3 ^$ r p: e* P- E+ Q# m' X. k; ]) _4 \3 U8 p. {; }4 @% [( {% }+ A$ Z- l5 a% O/ i5 T8 g9 N; w/ M, B" W7 w# ]4 S+ c. P% D% a: e3 t, j: l; W3 G& c- Z" o/ B0 \- P* T* G: L9 `0 N+ P- h) q$ K. F& }, s5 H; j+ I' `6 M7 |$ O! I0 C/ q. G5 z ?; l. H6 G; X4 r$ a. p) a4 j; ~5 `* v8 l! D7 i+ ^ K6 e6 Z0 @, L4 i* { m x7 u, R5 k; i& T- S1 ]: z$ k" Z. ~& W p$ T# {6 ~; O5 Q' R" P/ D) S" i% E/ } ~* o( N1 C) F6 q ^/ w. t" c) O' w; |( f' Q$ w* U2 _ x5 y2 {2 W* g, R% G* U: L2 z, Z- c" q% K4 |* g: Q9 W9 _3 ^5 L2 q+ P/ l) v; Z
( W, n) ?& {/ ~
单位名称
 + c& [, n/ e5 ?, ~7 U
×××
 5 n2 a, @3 U, o/ A6 s, V$ {8 [* k
产品名称或代号
 - w1 Y' z4 K8 N
零件名称
 + d3 x. ] B* \2 E
零件图号
) P* S( f' ~' F
×××
 % J! k2 t7 O& [6 |# e" L& _
轴承套
 0 ?# K& |, }& o: N# F- ~
×××
: @2 A. o: D# f- R
工序号
 p# j# z" Z! f: n
程序编号
 3 }5 T A% V% @0 m
夹具名称
 + h; }3 [7 A2 E
使用设备
 2 F+ O0 U1 |( T/ g8 D8 t
车间
$ r& X( b' k0 ^/ B( |+ H6 b2 X8 w3 \
001
 ' C, z; ?0 N' j
×××
 & p$ f0 s/ ^& F. \
三爪卡盘和自制心轴
 1 r2 {+ ~/ p) W% k6 M( \ l
CJK6240数控车床
 / I0 P& L; a `* n- g9 ~
数控中心
2 }$ g1 Q5 m& E
工步号
 1 |1 F4 v8 U7 u8 ?2 \4 Q9 T
工步内容
, G E5 q6 P9 q& M# z$ s* A ?
（尺寸单位 ㎜）
 ) D: @" H6 E/ O% _( X8 S- v; U
刀具号
 ; t: }4 x' ?9 M' Z" i! ]
刀具、刀柄规格
0 u8 W/ l9 \: n' X; U% z) N
/ ㎜
 7 f4 }' y9 K. z' S9 J/ u6 N0 G! A
主轴转速
& H, x+ k- _' X- f7 ]; h# m
/r.min
- U: `1 [+ n5 y
进给速度
+ x! Z, d$ r+ j) s
/㎜.min
0 c: I2 `" [6 C5 Z* m- s% I3 f
背吃刀量
! {2 }, b" J( q1 f9 U, e% L
/㎜
 7 G {9 s0 ~% U! h5 _
备注
8 X2 m4 f& X: R: V8 {# q- M
1
    
. `5 |% X8 S5 @4 R& s7 i
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