数控加工工艺教案：典型零件的加工中心数控加工

.四 川 工 程 职 业 技 术 学 院 课 时 授 课 教 案/ 学年第 期课程名称： 数控加工工艺 授课班级： （三专）数控 01-1、2 授课时间： 第 周星期 第 节 课 题： 典型零件的加工中心数控加工 教学目的： 理解零件的各项技术要求掌握零件的工艺路线制定掌握零件的数控加工工序制定 重点、难点：典型零件的加工中心加工工艺分析 使用教具： 课件 课后作业： 1 课后记录：年 月 日.授课主要内容一、支承套的加工工艺如图所示为升降台铣床的支承套，在两个互相垂直的方向上有多个孔要加工，若在普通机床上加工，则需多次安装才能完成，且效率低，在加工中心上加工，只需一次安装即可完成，现将其工艺介绍如下： 支承套简图1 分析图样并选择加工内容 支承套的材料为 45 钢，毛坯选棒料。支承套 35 H7 孔对 100f9 外圆、60mm 孔底平面对 35H7 孔、215H7 孔对端面 C 及端面 C 对内 100f9 外圆均有位置精度要求。为便于在加工中心上定位和夹紧，将 100f9 外圆、80 mm 尺寸两端面、78 mm 尺寸上平面均安排在前面工序中由普通机床完成。5.005.其余加工表面（215H7 孔、 35H7 孔、60mm 孔、211mm 孔、217mm 孔、2M86H 螺孔）确定在加工中心上一次安装完成。2 选择加工中心 因加工表面位于支承套互相垂直的两个表面（左侧面及上平面）上，需要两工位加工才能完成，故选择卧式加工中心。加工工步有钻孔、扩孔、镗孔、锪孔、铰孔及攻螺纹等，所需刀具不超过 20 把。国产 XH754 型卧式加工中心可满足上述要.求。该机床工作台尺寸为 400mm400mm，x 轴行程为 500 mm，z 轴行程为 400 mm，y 轴行程为 400mm，主轴中心线至工作台距离为 100500 mm，主轴端面至工作台中心线距离为 150550 mm，主轴锥孔为 ISO40，定位精度和重复定位精度分别为 0.02mm 和 0.01mm，工作台分度精度和重复分度精度分别为 7和 4。3工艺设计1） 选择加工方法 所有孔都是在实体上加工，为防钻编，均先用中心钻钻引正孔，然法再钻孔。为保证 35H7 及 215H7 孔的精度，根据其尺寸，选择铰削作其最终加工方法。对 60 mm 的孔，根据孔径精度，孔深尺寸和孔底平面要求，用铣削方法同时完成孔壁和孔底平面的加工。各加工表面选择的加工方案如下：35H7 孔：钻中心孔一钻孔一粗镗一半精镗一铰孔；15H7 孔：钻中心孔一钻孔一扩孔一铰孔；60mm 孔：粗铣一精铣；11mm 孔：钻中心孔一钻孔；17mm 孔：锪孔（在 11mm 底孔上） ；M6 一 6H 螺孔：钻中心孔一钻底孔一孔端倒角一攻螺纹。2）确定加工顺序 为减少变换工位的辅助时间和工作台分度误差的影响，各个工位上的加工表面在工作台一次分度下按先粗后精的原则加工完毕。具体的加工顺序是：第一工位（B0）：钻 35H7、211mm 中心孔 钻 35H7 孔钻 211mm 孔锪 217mm 孔一粗镗 35H7 孔粗铣、精铣60mm12 孔半精镗 35H7 孔钻 2M6 一 6H 螺纹中心孔一钻 2M6一 6H 螺纹底孔2M6 一 6H 螺纹孔端倒角攻 2M6 一 6H 螺纹铰35H7 孔；第二工位（B90）：钻 215H7 中心孔钻 215H7 孔扩 215H7 孔铰 215H7 孔。详见表 6 一 13 数控加工工序卡片。3）确定装夹方案和选择夹具 35H7 孔、60mm 孔、211mm 孔及217mm 孔的设计基准均为 100f9 外圆中心线，遵循基准重合原则，选择100f9 外圆中心线为主要定位基准。因100 f9 外圆不是整圆，故用 V 形块作定位元件。在支承套长度方向，若选右端面定位，则难以保证 支承套装夹示意图1定位元件 2夹紧机构 3工件 4夹具体.17mm 孔深尺寸 11 mm（因工序尺寸 80 mm11 mm 无公差） ，故选择左端5.0面定位。所用夹具为专用夹具，工件的装夹简图如图所示。在装夹时应使工件上平面在夹具中保持垂直，以消除转动自由度。4）选择刀具 各工步刀具直径根据加工余量和孔径确定，详见表 1 数控加工刀具卡片。刀具长度与工件在机床工作台上的装夹位置有关，在装夹位置确定之后，再计算刀具长度。表 1 数控加工刀具卡片产品名称或代号 零件名称 盖 板 零件图号 程序编号刀 具工步号刀具号刀具名称 刀柄型号 直径mm长度mm补偿值mm 备注1 T01 中心钻 3 mm JT40Z645 3 2802 T13 锥柄麻花钻 31 mm JT40M375 31 3303 T02 锥柄麻花钻 11 mm JT40M135 11 3304 T03 锥柄埋头钻17mm11mm JT40M250 17 3005 T04 粗镗刀 34 mm JT40TQC30165 34 3206 T05 硬质合金立铣刀 32 mm JT40MW485 32T 3007 T058 T06 镗刀 34.85mm JT40TZC30165 34.5 3209 T0110 T07 直柄麻花钻 5mm JT40Z645 5 30011 T0212 T08 机用丝锥 M6 mm JT40G1JT3 M6 28013 T09 套式铰刀 35AH7 JT40K19140 35AH7 33014 T0115 T10 锥柄麻花钻 14mm JT40M130 14 32016 T11 扩孔钻 14.85 mm JT40M250 14.85 32017 T12 铰刀 15AH7 JT40M250 15AH7 320编 制 审核 批准 共 1 页 第 1 页.表 2 数控加工工序卡片注：“B0 ”和“B90”表示加工中心上两个互成 90的工位。二、异形支架的加工工艺1 零件工艺分析 该异形支架的材料为铸铁，毛坯为铸件。该工件结构复杂，精度要求较高，各加工表面之间有较严格的位置度和垂直度等要求，毛坯有较大的加工余量，零件的工艺刚性差，特别是加工 40h8 部分时，如用常规加工方法在普通机床上加工，很难达到图纸要求。原因是假如先在车床上一次加工完成 75js6 外圆、端面和62J7 孔、22.2 槽，然后在镗床上加工 55H7 孔，要求保证对 62J7 孔之12.0间的对称度 0.06 mm 及垂直度 0.02 mm，就需要高精度机床和高水平操作工，一般是很难达到上述要求的。如果先在车床上加工 75js6 外圆及端面，再在镗床上加工 62J7 孔，22.2 槽及 55H7 孔，这样虽然较易保证上述的对称度和垂直12.0度，但却难以保证 62J7 孔与 75js6 外圆之间 0.03 mm 的同轴度要求，而且需要特殊刀具切 2 2.2 槽。.0另外，完成 40h8 尺寸需两次装卡，调头加工，难以达到要求，55H7 孔与产品名称或代号 零件名称 材 料 零件图号（工厂） 数控加工工艺卡片支 承 套 45 钢工序号 程序编号 夹具名称 夹具编号 使用设备 车 间专用夹具 XH754工步号工 步 内 容 加工面 刀具号 刀具规格 mm 主轴转速 rmm 1进给速度mmmin 背吃刀量 mm 备 注B01 钻 35H 孔、217mm11mm 孔中心孔 T01 3 1200 402 钻 35H 孔至 31mm T13 31 150 303 钻 11mm 孔 T02 11 500 704 锪 217mm T03 17 150 155 粗镗 35H7 孔至 34mm T04 34 400 306 粗铣 6012mm 至59mm11.5mm T05 32T 500 707 精铣 6012mm T05 32T 600 458 半精镗 35H7 孔至 34.85mm T06 34.85 450 359 钻 2M66H 螺纹中心孔 T01 1200 4010 钻 2M66H 底孔至 5 mm T07 5 650 3511 2M66H 孔端倒角 T02 500 2012 攻 2M66H 螺纹 T08 M6 100 10013 铰 35H7 孔 T09 35AH7 100 50B9014 钻 215H7 至中心孔 T01 1200 4015 钻 215H7 至 14 mm T10 14 450 6016 扩 215H7 至 14.85mm T11 14.85 200 4017 铰 215H7 孔 T12 15 AH7 100 60编 制 审核 批准 共 1 页 第 1 页.40h8 尺寸需分别在镗床和铣床上加工完成，同样难以保证其对 B 孔的 0.02 mm 垂直度要求。异形支架零件简图 .2 选择加工中心 通过零件的工艺分析，确定该零件在卧式加工中心上加工。根据零件外形尺寸及图纸要求，选定的仍是国产 XH754 型卧式加工中心。3设计工艺1）选择在加工中心上加工的部位及加工方案62J7 孔 粗镗半精镗孔两端倒角铰55 H7 孔 粗镗 孔两端倒角精镗22.2 空刀槽 一次切成12.044U 型槽 粗铣 精铣R22 尺寸 一次镗40h8 尺寸两面 粗铣左面粗铣右面精铣左面精铣右面2）确定加工顺序B0：粗镗 R22 尺寸粗铣 U 型槽粗铣 40h8 尺寸左面B180 ：粗铣40h8 尺寸右面B270 ：粗镗 62J7 孔半精镗 62J7 孔切265 2.2 空刀槽62h7 孔两端倒角。B180 ：粗镗 55H7 孔孔两4.012.0端倒角B0 ：精铣 U 型槽精铣 40h8 左端面B180 ：精铣 40h8 右端面精镗 55H7 孔B270 铰 62J7 孔。具体工艺过程见表 3。3）确定装夹方案和选择夹具 支架在加工时，以 75js6 外圆及 26.50.15 尺寸上面定位（两定位面均在前面车床工序中先加工完成） 。工件安装简图如图所示。工件装夹示意图表 3 数控加工刀具卡片卡片产品名称或代号 零件名称 异形支架 零件图号 程序编号刀具工步号刀具号 刀具名称 刀柄型号 直径mm 长度 mm补偿值 mm 备注1 T01 镗刀 42 JT40TQC30270 422 T02 长刃铣刀 25 JT40MW375 25.3 T03 立铣刀 30 JT40MW485 304 T03 立铣刀 30 JT40MW485 305 T04 镗刀 61 JT40TQC50270 616 T05 镗刀 61.85 JT40TZC50270 61.857 T06 切槽刀 50 JT40M495 508 T07 倒角镗刀 66 JT40TZC50270 669 T08 镗刀 54 JT40TZC40240 5410 T09 倒角刀 66 JT40TZC50270 6611 T02 长刃铣刀 25 JT40MW375 2512 T10 镗刀 66 JT40TZC40180 6613 T10 镗刀 66 JT40TZC40180 6614 T11 镗刀 55H7 JT40TQC50270 55H715 T12 铰刀 62J7 JT40K27180 62J7编制 审核 批准 共 1 页 第 1 页表 4 数控加工工序卡片产品名称或代号 零件名称 材料 零件图号（工厂） 数控加工工序卡片导形支架 铸铁工序号 程序编号 夹具名称 夹具编号 使用设备 车间专用夹具 XH754工步号工步内容 加工面 刀具号刀具规格/mm主轴转速/(r/min)进给速度/(mm/min)背吃刀量/mm备注B01 粗镗刚尺寸、R22 尺寸 T01 42 300 452 粗铣 U 型槽 T02 25 200 603 粗铣 40h8 尺寸左面 T03 30 180 601804 粗铣 40h8 尺寸右面 T03 30 180 60B2705 粗镗 62J7 孔至 61 T04 61 250 806 半精镗 62J7 孔至 61.85 T05 61.85 350 607 切 265 2.2 空5.012.刀槽T06 50 200 208 62J7 孔两端倒角 T07 66 100 40B1809 粗镗 55H7 孔至 54 T08 54 350 6010 55H7 孔两端倒角 T09 66 100 30B011 精铣 U 型槽 T02 25 200 6012 精铣 40h 左端面至尺寸 T10 66 250 30B18013 精铣 40h 右端面至尺寸 T10 66 250 3014 精镗 55H7 孔至尺寸 T11 55H7 450 20B27015 铰 62J7 孔至尺寸 T12 62J7 100 80.编制 审核 批准 共 1 页 第 1 页