數(shù)控加工技師論文典型盤類零件加工工藝分析

1、典型盤類零件加工工藝分析摘要 本文對(duì)典型盤類零件-由多個(gè)端面、深孔、薄壁、曲面、外輪廓組合而成的較復(fù)雜的盤形零件進(jìn)行了詳細(xì)的加工工藝分析，包括圖紙分析、確定加工工藝、選用機(jī)床型號(hào)、選用毛坯大小、確定走刀路線與加工順序及主要部分程序編制等。關(guān)鍵詞：盤類零件 圖紙分析 加工工藝 程序 MASTERCAM目 錄一、盤類零件概述.1二、零件結(jié)構(gòu)工藝分析.1 1、零件圖分析.1 2、工藝方案編制.2三、零件加工.3 1、毛坯選擇. .3 2、機(jī)床選擇.3 3、基準(zhǔn)的選擇.4 4、刀具的選擇及工序卡片.4 5、編寫零件加工程序.5 6、用masterCAM自動(dòng)編程模擬加工.11四、質(zhì)量誤差分析.12五、

2、結(jié)論.13六、參考文獻(xiàn).13典型盤類零件加工工藝分析摘要 本文對(duì)典型盤類零件-由多個(gè)端面、深孔、薄壁、曲面、外輪廓組合而成的較復(fù)雜的盤形零件進(jìn)行了詳細(xì)的加工工藝分析，包括圖紙分析、確定加工工藝、選用機(jī)床型號(hào)、選用毛坯大小、確定走刀路線與加工順序及主要部分程序編制等。關(guān)鍵詞：盤類零件 圖紙分析 加工工藝 程序 MASTERCAM一、 盤類零件概述 盤類零件是由多個(gè)端面、深孔、螺紋孔、曲面、溝槽、外輪廓組合而成的較復(fù)雜的盤形零件。其特點(diǎn)是零件基本形狀呈盤形塊狀，零件表面匯集了多種典型表面。加工時(shí)，裝夾次數(shù)一般較少，但所用刀具一般較多，編制程序較繁瑣。加工前需要做好充分的準(zhǔn)備，包括圖紙分析、確定加工

3、工藝、選用機(jī)床型號(hào)、選用毛坯大小、確定走刀路線與加工順序等，其前期的準(zhǔn)備工作比較復(fù)雜。二、 零件結(jié)構(gòu)工藝分析 盤類零件加工工藝性分析是編程前的重要工藝準(zhǔn)備工作之一，根據(jù)實(shí)際加工，利用數(shù)控加工中心具有高精度、高柔性、高效率，且適合加工具有復(fù)雜輪廓、端面的零件等特點(diǎn)。下面結(jié)合圖（1）進(jìn)行分析：零件的加工特點(diǎn)是由平面加工、孔加工、腔槽加工、輪廓加工、型面加工。1、零件圖（如圖1）分析。（1）4個(gè)異型輪廓的尺寸公差16mm。（2）未標(biāo)尺寸公差均為±0.10mm。主要加工部件上部,平面加工中要保證尺寸（40）mm，孔加工中有36mm和4-16mm孔，36mm孔是零件的基準(zhǔn)孔，4-16mm孔對(duì)基

4、準(zhǔn)孔36mm對(duì)稱0.02mm,孔間距為(142±0.02)mm，孔的尺寸精度都是比較高的，梅花形外輪廓120 mm壁厚2mm，尺寸40mm對(duì)基準(zhǔn)對(duì)稱0.02mm，四方異形搭子除要保證外輪廓尺寸外，還要保證2-164mm尺寸。零件軸測(cè)圖 圖一2、工藝方案編制擬訂工藝路線時(shí)首先要確定各個(gè)表面的加工方法和加工方案。表面加工方法的和方案的選擇，應(yīng)同時(shí)滿足加工質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性等方面的要求。其次是機(jī)械加工工序的安排，安排原則是先加工基準(zhǔn)面，劃分加工階段，次要表面穿插在各階段間進(jìn)行加工、先粗后精。再次在加工中除了要靈活運(yùn)用數(shù)控系統(tǒng)中的旋轉(zhuǎn)功能外，還要用半徑補(bǔ)嘗功能來保證2-（141.42

5、77;0.02）mm,2-(164)mm以及2-(40)mm等尺寸。根據(jù)以上原則對(duì)零件1的工藝路線可采用以下方案：(1)、用32 mm銑刀粗銑，切深不得超過5mm，薄壁內(nèi)可粗銑10mm深，注意各凸臺(tái)之間及各凸臺(tái)與薄壁之間由于空間的原因只能用20mm的立銑刀加工，所以在各凸臺(tái)銑 至相應(yīng)的深度時(shí)，換用20mm的立銑刀繼續(xù)粗加工去量，然后用該刀精加工所有面，精加工四周凸臺(tái)的輪廓部分及薄壁的內(nèi)外面。在這里除了要合理選擇在加工不同刀具的切屑用量，更主要的是能靈活運(yùn)用數(shù)控系統(tǒng)中的旋轉(zhuǎn)功能。(2)首先用¢8mm球頭銑刀對(duì)所有孔點(diǎn)窩。(3)用11的轉(zhuǎn)頭鉆周邊4-11mm孔，鉆中心12mm孔至11mm

6、。(4)用¢20mm的立銑刀擴(kuò)銑中心36mm孔至20mm,再用32mm的立銑刀擴(kuò)銑至32mm.然后再用20mm的立銑刀圓弧插補(bǔ)周銑至35.8mm。(5)用12mm的涂層整體合金立銑刀精銑薄壁的內(nèi)外面，對(duì)于該工件的閉合薄壁為了克服加工過成中讓刀現(xiàn)象，所以先精銑其外面，然后用該刀精銑四周凸臺(tái)的輪廓部分；擴(kuò)中心孔12mm孔至尺寸要求；擴(kuò)銑周邊4-16mm深20mm孔至15.95mm。(6)用¢25mm單刃粗鏜刀，精鏜中心（36）mm孔至尺寸。(7)用8mm球頭銑刀加工加工中心的球面。(9)用16H7mm的鉸刀周邊4-16mm深20mm孔至尺寸要求。三、零件加工1、毛坯選擇該加工材

7、料45鋼，調(diào)質(zhì)硬度在200HRB左右，外形尺寸180mm*180mm*40mm。2、機(jī)床選擇 VMC0650h型立式高速加工中心采用高剛性點(diǎn)主軸結(jié)構(gòu)，功率大，轉(zhuǎn)速高；三軸采用大導(dǎo)程精密滾珠絲杠，可實(shí)現(xiàn)高速傳動(dòng)；三坐標(biāo)均采用精密直線導(dǎo)軌副，動(dòng)靜摩擦系數(shù)低，動(dòng)態(tài)特性高，可滿足高精度模具加工； 3、夾具及基準(zhǔn)的選擇 毛坯形狀比較規(guī)則，所以用平口鉗裝夾。 機(jī)械加工中基準(zhǔn)的選擇，工件的找正和定位對(duì)于工件最終加工質(zhì)量影響很大。毛坯最好選擇規(guī)范，加工部位對(duì)外形沒有尺寸和形位公差要求，較為簡(jiǎn)單。由于是平口鉗夾緊，在粗加工外形時(shí)，工件容易產(chǎn)生微量移動(dòng)，為了保證銷孔和型面間位置精度，首先進(jìn)行型面粗精加工，最后精加

8、工銷孔。如果不采用這種做法，型面精度可能保證，但銷孔配合可能不好，原因是銷孔相對(duì)于型面位置精度有誤差。零件加工過程中，各工序定位基準(zhǔn)的選擇，首先應(yīng)根據(jù)工件定位時(shí)要限制的自由度個(gè)數(shù)來確定定位基面的個(gè)數(shù)，然后根據(jù)基準(zhǔn)選擇的規(guī)律正確地選擇每個(gè)定位基面。粗基準(zhǔn)應(yīng)保證各加工表面都有足夠的加工余量。精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)該便于工件的安裝和加工，最好選擇加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，即“基準(zhǔn)重合”原則，另外盡可能在多數(shù)工序中采用此同一組精基準(zhǔn)定位，這就是“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則。4、刀具的選擇選擇合適的刀具和加工參數(shù)，對(duì)于金屬切屑加工，能取到事半功倍的效果。該加工材料45鋼，調(diào)質(zhì)硬度在200HRB左右，外形尺寸180mm*

9、180mm,平口鉗夾緊，刀柄夾緊形式有側(cè)固，彈簧夾頭夾柄，分為強(qiáng)力和普通ER刀柄 ，32機(jī)夾立銑刀切屑參數(shù)推薦如下：端銑刀V=150200/min,單齒輪進(jìn)給量0.10.15mm/r。20機(jī)夾端銑刀V=150200m/min單齒進(jìn)給量0.10mm/r。，12整體合金立銑刀為精加工用刀具，盡量不要用于粗加工。 加工工序卡及刀具表切削參數(shù)工步號(hào)工步內(nèi)容刀具編號(hào)刀具名稱主軸轉(zhuǎn)速/（r/min）背吃刀量/mm進(jìn)給量/（mm/min）1用平口鉗找正加緊2粗銑梅花形凸臺(tái)及周邊預(yù)留0.3mm的余量T0132mm平底銑刀100052003粗銑周邊凸臺(tái)和中間薄壁外輪廓 預(yù)留0.3mm的余量T0220mm平底銑刀

10、20000.33004對(duì)所有孔點(diǎn)窩及加工R10的球面T038mm球頭銑刀120021005鉆¢11的4個(gè)孔T0411mm轉(zhuǎn)頭鉆4000.3506精銑薄壁內(nèi)外及周邊凸臺(tái)輪廓T0512立銑刀30001.53007精鏜內(nèi)孔36mmT0625mm單刃粗鏜刀20000.32008 加工4個(gè)¢16的孔T07¢16鉸刀800505、編寫零件加工程序主程序O0001; （主程序號(hào)）G94 G17 G21 G49 （程序初始化）T01 M06; （換1號(hào)刀）G54 G90 G00 X0 Y0; （定位于G54原點(diǎn)上方安全高度）S600 M03; （主軸正轉(zhuǎn)）G00 Z5.0 H01

11、; (快速下刀至工件5mm處)G00 X40.0 Y23.0 （定位于正上方）G01 Z-5 F100.0 (Z向下刀至切深5mm)G41 G01 X32.0 D01 F100 (刀補(bǔ)建立)Y-32.5 （定位）G02 X-32.5 Y50.5 R33.5 （加工圓?。?G01 X32.5 （直線切削）G02 X32.5 Y-50.5 R33.5 （加工圓?。〨00 Z5.0 （抬刀）X15.0 Y5.0 （重新定位）G01 Z-10 F50 （下刀）Y-5.0 （直線切削）G02 X-12.0 Y12.0 R7.0 （加工圓?。〨03 X-54.0 Y-1.6 R20.0 G02 X-76.

12、5 Y-3.1 R10.5G02 X-32.5 Y95.25 R76.5G01 X32.5 （直線切削）G02 X32.5 Y-3.1 R76.5 X54.0 Y-1.6 R10.5G03 X12.0 Y12.0 R20.0 （加工圓弧）G02 X12.0 Y12.0 G01 Y-15.0 G01 Z5.0; 提刀至安全高度G40 G00 X0 Y0; 取消道具補(bǔ)償Z100.0 M05; 主軸停止M30; 主程序結(jié)束 %梅花曲線外輪廓%O0243G21G0G17G40G49G80G90T2M6G00 G90 G54X-52.735 Y-97.413 S1500 M03G43H2Z50. Z10

13、.G02X-27.082Y-60.78R20.G03X-2.357Y-56.49R40.G02X2.357R5.G03X49.497Y-49.497R40. X56.49Y-2.357R40.G02Y2.357R5.G03X49.497Y49.497R40. X2.357Y56.49R40.G02X-2.357R5.G03X-49.497Y49.497R40. X-56.49Y2.357R40.G02Y-2.357R5.G03X-49.497Y-49.497R40. X-27.082Y-60.78R40.G02X-10.233Y-83.498R20.G00Z50. M05G91G28Z0.G2

14、8X0.Y0. M30%四方凸臺(tái)O0430 (主程序）G00 G90 G54 X-130 Y-20 (建立工件坐標(biāo)系,絕對(duì)編程,X 軸Y軸定位)G43 H01 Z10 M03 S3000 (Z軸快速定位,調(diào)用刀具1號(hào)長 度補(bǔ)償)M98P0001G68X0Y0R90M98P0001G69G68X0Y0R90M98P0001G69G68X0Y0R90M98P0001G69G00Z50X100Z100M30%O0001 G91G00Z-5G01Z-12F100G42X40 D02 (建立右刀補(bǔ)) X9G03X7 Y7 R7G01Y26G03X-7 Y7 R7G01X-9 Y-40G40X-40 Z1

15、2G00Z5G90M99% 四個(gè)角的異形凸臺(tái)%o234 (主程序）G21G17G40G49G80G90T2M6G00 G90 G54X-130Y-90. S2000 M03G43H2Z50.Z10.M98p0002G68X0Y0R90M98P0002G69G68X0Y0R90M98P0002G69G68X0Y0R90M98P0002G69G00Z50X100Y100M30%O0002 （子程序）G91G00Z-5G01Z-12F100G42X40D02X29.36X6.94 Y12.01G03X-2.38 Y18.11R15G03X18.11 Y2.38 R15G01X-6.94 Y-12.0

16、1 X-29.36G40X-40 Z12G00Z5G90M99%R10mm球面用mastercam自動(dòng)編程（1） 、曲面加工等高外形粗加工刀具路徑如圖（2） 圖（2）2、曲面加工等高外形精加工刀具路徑如圖（3） 圖（3）6、用masterCAM自動(dòng)編程試加工效果如圖（4） （圖（4）四、質(zhì)量誤差分析在數(shù)控加工的整個(gè)過程中，經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生以下幾種誤差：(1) 近似計(jì)算誤差：主要產(chǎn)生在加工列表曲線、曲面輪廓時(shí)，采用近似計(jì)算法所發(fā)生的逼近誤差。(2) 插補(bǔ)誤差：這是由于用直線段或圓弧段逼近零件輪廓曲線所產(chǎn)生的誤差。減少插補(bǔ)誤差的方法是密化插補(bǔ)點(diǎn)，但這會(huì)增加程序段數(shù)目，增加計(jì)算和編程的工作量。(3) 尺寸

17、圓整誤差：這是將計(jì)算尺寸換算成機(jī)床的脈沖當(dāng)量時(shí)由于圓整化所產(chǎn)生的誤差。數(shù)控機(jī)床能反映出的最小位移量是一個(gè)脈沖當(dāng)量，小于一個(gè)脈沖當(dāng)量的數(shù)據(jù)只能四舍五入，于是就產(chǎn)生了誤差。(4) 操作誤差在加工過程中，操作者在操作過程中，工件的安裝引起的誤差和尋找工件坐標(biāo)原點(diǎn)過程中容易引起誤差。首先安裝過程中，可能會(huì)產(chǎn)生工件面與定位面之間靠不緊，解決辦法：在安裝過程中四個(gè)壓板要同時(shí)壓緊，不能其中某個(gè)壓緊。先讓四個(gè)螺栓稍微擰一下但是不要徹底擰緊，并且用尼龍棒或者木棒在工件上輕輕敲打，使工件底面與定位面之間靠實(shí)。并且擰緊順序?yàn)閷?duì)角擰緊。尋找坐標(biāo)原點(diǎn)過程中，由于使用的設(shè)備的精度不同，會(huì)帶來不同的誤差。解決辦法：使用精度高的儀器，如：千分表、尋邊器等等。五、結(jié)論通過對(duì)盤類零件的工藝分析，合理制定了其加工工藝過程，選擇了合適的加工刀具及切削參數(shù)，合理的編制了加工盤類零件的數(shù)控程序，經(jīng)過獨(dú)立的分析、計(jì)算及改善加工過程，避免了可能產(chǎn)生的各種誤差，使