数控加工工艺大作业

数控加工工艺大作业

轴类零件的数控加工工艺的编制及加工图

1.零件图工艺分析

零件车削工艺分析如图1-1所示，零件材料处理为：45钢，下面对该零件进行数控车削工艺分析。零件如图1-1：

图1-1 零件图

该零件表面由圆柱面、圆锥面、圆弧面、螺纹面等表面组成。该零件的几何元素之间的关系表达的很清楚完整，尺寸标注完整，轮廓描述清楚。零件材料为45钢，无热处理和硬度要求。根据上述零件几何机构的分析及其技术分析，该零件选择的毛坯为ф85×350mm。在数控车床上按照粗加工阶段、半精加工阶段、精加工阶段进行加工。

为便于装夹，为了保证工件的定位准确、稳定，夹紧方面可靠，支撑面积较大，零件的左端是最大直径圆柱ф85mm，中段的圆柱ф80mm。右端是螺纹，应先装夹毛坯加工出左端圆弧及圆柱ф85mm、ф80mm调头装夹ф80mm的圆柱加工右端螺纹、圆柱及锥面。 2、设备选择

根据该零件的外形是轴类零件，只有在数控车床上加工才能保证其加工的尺寸精度和表面质量。我选择在本校的数控机床CKA6140加工该零件。 3、确定零件的定位基准和装夹方式 3.1粗基准选择原则

（1）为了保证不加工表面与加工表面之间的位臵要求，应选不加工表面作粗基准。 （2）合理分配各加工表面的余量，应选择毛坯外圆作粗基准。 （3）粗基准应避免重复使用。

（4）选择粗基准的表面应平整，没有浇口、冒口或飞边等缺陷。以便定位可靠。 3.2精基准选择原则

（1）基准重合原则：选择加工表面的设计基准为定位基准； （2）基准统一原则，自为基准原则，互为基准原则。

3.3定位基准

综合上述，粗、精基准选择原则，由于是轴类零件，在车床上只需用三抓卡盘装夹定位，定位基准应选在零件的轴线上，以毛坯ф85mm的轴线和右端面作为定位基准。 3.4装夹方式

数控机床与普通机床一样也要全里选择定位基准和夹紧应力求设计、工艺与编程计算的基准统一，减少装夹次数，尽可能在一次定位装夹后，加工出全部待加工表面，避免采用占机人工调整式加工方案，以充分发挥数控机床的效能。装夹应尽可能一次装夹加工出全部或最多的加工表面。由零件图可分析，我应先装夹毛坯ф85mm的棒料的一端，夹紧其40mm的长度加工圆柱和圆弧。一直加工到零件右端的ф62mm，然后将棒料卸下。装夹ф80mm的圆柱表面，加工另一端的螺纹。这样两次装夹即可完成零件的所有加工表面，且能保证其加工要求。装夹图如下：

图3.1 加工螺纹的装夹图

图3.2 加工圆弧的装夹图

4加工方法的选择和加工方案的确定 4.1加工方法的选择

加工方法的选择原则是在保证加工表面的加工精度和表面粗糙度的前提下，兼顾生产效率和加工成本。在实际选择中，要结合零件形状、尺寸大小、热处理要求和现有生产条件等全面考虑。因为该零件是轴类零件，比较适合在车床上加工，又经过对零件图尺寸分析，在普通车床是难以保证其尺寸精度、表面粗糙度，所以应该选择在数控车床上加工。 4.2加工方案的确定

零件上精度比较高度表面加工，常常是通过粗加工、半精加工和精加工逐步达到的。该零件有两种加工方案：①直接用三抓卡盘装夹、调头加工。②用三抓卡盘装夹夹紧和自由端活动顶尖，经试验论证第二种方案装夹困难，对刀、退刀及换刀相当困难，所以在这里选择第一种方案加工，能够保证其技术要求。 4.3工序与工歩的划分 4.3.1按工序划分

工序划分有三种方法 ①按零件的装夹定位方式划分 ②按粗、精加工划分工序 ③按所用的刀具划分工序。

由于零件需要调头加工，如果按粗、精加工划分工序。在调头加工前后各有一次粗加工和精加工，显得比较繁琐，所以不可取；如果按所用的刀具划分工序，刀具有四把，虽然不多，但是在调头加工前后至少要重复使用三把刀，而同一把刀的两次粗、精加工分别在调头加工前后，加工内容不连续，所以也不合理，不易划分工序；只有按零件的装夹定位方式划分工序比较符合该零件的加工工序，且能保证两次装夹的位臵精度，每一次装夹为一道工序。该零件只需调头前、后加工两道工序即可完成所有的加工表面，且能保证各尺寸精度及表面

粗糙度。 4.3.2工歩的划分

因为每一把刀在粗加工的背吃刀量一致，在精加工中背吃刀量相同，不易划分工歩；这里选用加工不同的表面来划分工序就比较容易： ① 车削螺纹端的工歩为:

90°外圆车刀平端面─→右端面外圆车刀车削1×45°的倒角─→端面ф50mm─→─→30°的锥台面─→圆柱ф62mm─→切槽刀切槽3×ф45mm─→外螺纹车刀车削M48×1.5mm。

② 车削圆弧端的工歩为：

90°外圆车刀平端面─→圆柱ф85mm─→圆柱ф80mm─→右端面外圆车刀圆弧R70mm─→圆柱ф80─→右端面外圆车刀车削1×45°的倒角 4.4确定加工顺序及进给路线 4.5零件加工必须遵守的安排原则

（1）基面先行 先加工基准面为后面的加工提供经基准面，所以我应车平右端面作为基准面。 （2）先主后次 由于所加工的表面均为重要表面，所以应按照顺序从右到左

依次加工ф85mm，ф80mm，R70圆弧。圆弧调头后一次加工M48×1.5mm，ф62mm，槽3×ф45mm等。

（3）先粗后精 先车削去大部分的金属余量，再进行成形切削保证零件的尺 寸要求和质量要求。

（4）先面后孔 由于该零件没有孔，所以在该处不做考虑。 4.6进给路线

在数控加工中，刀具好刀位点相对于工件运动轨迹称为加工路线。编程时，加工路线的确定原则主要有以下几点：

（1）加工路线应保证被加工零件的精度和表面粗糙度，且效率高； （2）使数值计算简单，以减少编程工作量；

（3）应使加工路线最短，这样既可减少程序段，又可减少空行程时间。

（4）确定加路线时，还要考虑工件的加工余量和机床、刀具的刚度等情况，确定一次走刀，还是多次走刀来完成所有加工表面，具体综合上面进给线的特点再根据具体零件具体分析，我确定该零件的进给路线有两步如下图所示：