數(shù)控機床加工工藝實例分析課件

第9章數(shù)控機床加工工藝實例分析

9．1大批量生產(chǎn)零件數(shù)控車削加工工藝

9．2數(shù)控銑削加工工藝實例分析

9．3加工中心加工工藝實例分析

9．4數(shù)控線切割機床加工工藝實例分析

第9章數(shù)控機床加工工藝實例分析9．1大批量生產(chǎn)零件19．1大批量生產(chǎn)零件數(shù)控車削加工工藝

9.1.1．零件介紹

圖9—1所示為銅接頭零件簡圖。該零件材料為HPb59—1，毛坯為30銅六方冷拔型材，是國內(nèi)某精密儀器廠接洽日本的定單零件，為大批量生產(chǎn)類型產(chǎn)品。該零件為外圓柱面、內(nèi)外螺紋、內(nèi)圓柱孔、內(nèi)圓錐孔、內(nèi)外環(huán)槽等表面組成的零件，加工表面較多，適合在數(shù)控車床上加工。

圖9—1銅接頭零圖

9．1大批量生產(chǎn)零件數(shù)控車削加工工藝9.1.1．零件介29.1.2工藝分析

1．加工技術(shù)要求分析

該零件有眾多的精度要求：大端內(nèi)螺紋RC1/2，大端內(nèi)螺紋倒角1×45°，小端內(nèi)孔直徑φ，連接小端內(nèi)孔與大端內(nèi)螺紋的內(nèi)錐孔長16.5、大徑φ10.7，小端外徑φ11，外螺紋G1/2，大端端面2—φ29，大端外表面刻字6.8。以及其它各軸向尺寸、粗糙度要求等。此外，零件上不得有毛刺傷痕及油污，未注公差±0.1。φ6.8孔P處不得有毛刺，但倒角不得大于0.3。零件上φ11外圓、φG1/2螺紋、Rc1/2內(nèi)螺紋6.8孔與G1/2螺紋、Rc1/2內(nèi)螺紋有同軸度要求，φ6.8與G1/2一次裝夾加工，以保證同心。上述技術(shù)要求決定了需加工的表面及相應(yīng)加工方案（見表9—1）。

9.1.2工藝分析該零件有眾多的精度要求：大端32．定位基準(zhǔn)的選擇

因該零件為大批量，采用普通機床和數(shù)控機床共同加工完成，見表9—1綜合工藝過程卡。按工序分散原則、先粗后精原則劃分工序，其整個工藝流程分兩大部分：一部分是下料和粗加工部分，在普通機床上完成，粗加工的定位基準(zhǔn)是用三爪卡盤以外六方、各端面配合定位；另一部分是精加工和螺紋加工部分，在數(shù)控車床上完成，按裝夾方式劃分為兩個工序，外螺紋加工等以外六方和大端面定位是一個工序，內(nèi)螺紋加工等使用專用夾具(如圖9—4所示)以外螺紋面、大端左端面定位是另一個工序。（見表9—2～表9—8）2．定位基準(zhǔn)的選擇因該零件為大批量，采用普通機床和數(shù)43．工藝方案擬定

（1）下料車端面、切斷（2）外表面各部分粗車——精車（3）鉆孔小端鉆盲孔φ5.5；大端鉆孔φ15（4）鉆錐孔錐形鉆頭鉆錐孔（5）切退刀槽、外螺紋切槽2.5×φ18，精車螺紋G1/2（6）切內(nèi)槽、內(nèi)螺紋切內(nèi)槽2.5×φ22、精車內(nèi)螺紋Rc1/2。

3．工藝方案擬定（1）下料車端面、切斷59.1.3銅接頭綜合工藝過程卡和工序卡1．銅接頭綜合工藝過程卡

表9—1銅接頭綜合工藝過程卡

零件名稱零件材料毛坯種類毛坯硬度毛重/kg凈重/kg車型每車件數(shù)銅接頭HPb59—1冷拔型材

工序號工序名稱設(shè)備名稱夾具進給量/mm/r主軸轉(zhuǎn)速/r/min切削速度/m/min冷卻液負(fù)荷/%1下料臥式車床三爪平卡盤

2粗車小端外圓臥式車床三爪平卡盤

3粗車小端面及鉆孔臥式車床三爪平卡盤

4粗車大端面及鉆孔臥式車床三爪平卡盤

5鉆錐孔臥式車床三爪平卡盤

6精車小端面各部數(shù)控機床三爪平卡盤

7精車大端面各部數(shù)控機床專用夾具

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共1頁第1頁9.1.3銅接頭綜合工藝過程卡和工序卡表9—1銅接頭62．工序卡

表9—2銅接頭工序卡

機械加工工序卡零件圖號零件名稱文件編號第頁CF-AD316Z0銅接頭

工序號工序名稱材料1下料HPb59-1

加工車間設(shè)備型號夾具

CW6140A三爪平卡盤

工步號工步內(nèi)容刀具量具及檢具

1車端面切斷刀1

2切斷切斷刀1游標(biāo)卡尺

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2．工序卡表9—2銅接頭工序卡機械加工工序卡零件圖號7表9—3銅接頭工序卡

機械加工工序卡零件圖號零件名稱文件編號第頁CF-AD316Z0銅接頭

工序號工序名稱材料2車小端外圓HPb59-1

加工車間設(shè)備型號夾具C6140A1三爪平卡盤

工步號工步內(nèi)容刀具量具及檢具

1粗車φ11外圓至φ12.6外圓車刀1游標(biāo)卡尺

2粗車φ20.8外圓至φ22.6外圓車刀2游標(biāo)卡尺

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表9—3銅接頭工序卡機械加工工序卡零件圖號零件名稱文件8表9—4銅接頭工序卡

機械加工工序卡零件圖號零件名稱文件編號第頁CF-AD316Z0銅接頭

工序號工序名稱材料3粗車小端面及鉆孔HPb59-1

加工車間設(shè)備型號夾具

CM6125三爪平卡盤

工步號工步內(nèi)容刀具量具及檢具

1車小端面車刀游標(biāo)卡尺

2鉆φ6孔至φ5.5，孔深18φ5.5鉆頭

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表9—4銅接頭工序卡機械加工工序卡零件圖號零件名稱文件9表9—5銅接頭工序卡

機械加工工序卡零件圖號零件名稱文件編號第頁CF-AD316Z0銅接頭

工序號工序名稱材料4粗車大端面及鉆孔HPb59-1

加工車間設(shè)備型號夾具

CM6125三爪平卡盤

工步號工步內(nèi)容刀具量具及檢具

1車大端面車刀游標(biāo)卡尺

2鉆Rc1/2螺紋底孔，孔深17φ15鉆頭

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表9—5銅接頭工序卡機械加工工序卡零件圖號零件名稱文件10表9—6銅接頭工序卡

機械加工工序卡零件圖號零件名稱文件編號第頁CF-AD316Z0銅接頭

工序號工序名稱材料5鉆錐孔HPb59-1

加工車間設(shè)備型號夾具

CM6125三爪平卡盤

工步號工步內(nèi)容刀具量具及檢具

1成形鉆頭鉆錐形孔錐形鉆頭

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審定

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表9—6銅接頭工序卡機械加工工序卡零件圖號零件名稱文件11表9—7銅接頭工序卡

數(shù)控加工工序卡零件圖號零件名稱文件編號第頁CF-AD316Z0銅接頭

工序號工序名稱材料6精車小端面各部HPb59-1

加工車間設(shè)備型號夾具

CNC6132三爪平卡盤

工步號工步內(nèi)容刀具走刀次數(shù)量具及檢具1精車小端面、φ11外圓、φ20.8端面、G1/2螺紋底徑至φ20.9和車大端左端面倒角及退刀槽車刀T01

游標(biāo)卡尺2精車φ6.8到尺寸車刀T021塞規(guī)3精車G1/2螺紋到尺寸外螺紋車刀T036螺紋環(huán)規(guī)編制

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表9—7銅接頭工序卡數(shù)控加工工序卡零件圖號零件名稱文件12表9—8銅接頭工序卡

數(shù)控加工工序卡零件圖號零件名稱文件編號第頁CF-AD316Z0銅接頭

工序號工序名稱材料7精車大端面各部HPb59-1

加工車間設(shè)備型號夾具

CNC6132專用夾具

工步號工步內(nèi)容刀具走刀次數(shù)量具及檢具1精車大端面至21.5、靠倒角2-φ29（30°）、精車內(nèi)螺紋Rc1/2大徑、車內(nèi)槽2.5×φ22專用車刀T01

游標(biāo)卡尺2精車內(nèi)螺紋Rc1/2到尺寸內(nèi)螺紋車刀T027螺紋塞規(guī)3精車內(nèi)錐孔到尺寸車刀T031塞規(guī)編制

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表9—8銅接頭工序卡數(shù)控加工工序卡零件圖號零件名稱文件133.數(shù)控加工走刀路線圖

表9—9數(shù)控加工走刀路線圖

數(shù)控加工走刀路線圖零件圖號CF-AD316Z0工序號6工步號1程序號O0099機床型號CNC6132程序段號

加工內(nèi)容精車小端外圓柱面、端面、倒角及退刀槽共1頁第頁

符號

含義抬刀下刀編程原點起刀點走刀方向走刀線相切爬斜坡鉸孔行切

3.數(shù)控加工走刀路線圖表9—9數(shù)控加工走刀路線圖數(shù)控144．刀具調(diào)整圖圖9—2工序6（小端外輪廓精加工）刀具調(diào)整圖

4．刀具調(diào)整圖圖9—2工序6（小端外輪廓精加工）刀15圖9—3工序7（大端外輪廓精加工）刀具調(diào)整圖

圖9—3工序7（大端外輪廓精加工）刀具調(diào)整圖165．專用夾具圖9—4工序7專用夾具零件圖

5．專用夾具圖9—4工序7專用夾具零件圖179．2數(shù)控銑削加工工藝實例分析

9.2.1零件介紹

典型零件如圖9—5所示，該零件為鑄造件(灰口鑄鐵)，銑削上表面、最大外形輪廓、挖深度為2.5mm的凹槽、鉆8個φ5.5和5個φ6.5的孔。公差按ITl0級自由公差確定，加工表面粗糙度Ra≤6．3。制訂加工工序。圖9—5蓋板零件

9．2數(shù)控銑削加工工藝實例分析9.2.1零件介紹189.2.2工藝分析

1．工藝分析

該零件形狀較典型，并且為軸對稱圖形，也便于裝夾和定位。該例在數(shù)控銑削加工中有一定的代表性。（1）圖樣分析該零件以φ22mm孔的中心線為基準(zhǔn)，尺寸標(biāo)注齊全；且無封閉尺寸及其他標(biāo)注錯誤；尺寸精度要求不高。（2）加工工藝該零件為鑄造件(灰口鑄鐵)，其結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜，但對要求加工部分需要一次定位二次裝夾。根據(jù)數(shù)控銑床工序劃分原則，先安排平面銑削，后安排孔和槽的加工。對于該工件加工順序為：先銑削上平面；銑削輪廓；用中心鉆點窩；鉆φ5.5mm的孔；鉆φ6.5mm的孔；然后，先用壓板壓緊工件，再松開定位銷螺母，進行挖φ2.5mm深的中心槽。9.2.2工藝分析該零件形狀較典型，并且為軸對192．選擇裝夾和定位該零件在生產(chǎn)時，可采用“一面、兩銷”的定位方式，以工件底面為第一定位基準(zhǔn)，定位元件采用支撐面，限制工件在X、y方向的旋轉(zhuǎn)運動和Z方向的直線運動，兩個φ22mm的孔作為第二定位基準(zhǔn)，定位元件采用帶螺紋的兩個圓柱定位銷，進行定位和壓緊。限制工件在X、y方向的直線運動和Z方向的旋轉(zhuǎn)運動。挖φ2.5mm深的中心槽時，先用壓板壓緊工件，再松開定位銷螺母。在批量生產(chǎn)加工過程中，應(yīng)保證定位銷與工作臺相對位置的穩(wěn)定。2．選擇裝夾和定位該零件在生產(chǎn)時，可采用“一面、兩銷”203．選擇銑刀和切削用量銑削上表面選取φ25mm立銑刀(由于采用兩個中心孔定位，不能使用端面銑刀)，先進行粗銑，留0.2～0.5mm余量，再進行精銑；最大外形輪廓銑削可選用直徑較大的刀，根據(jù)余量決定銑削次數(shù)，最后余量加工應(yīng)≤φ0.5mm；挖深度為2.5mm，選用直徑≤φ8mm的立銑刀；鉆φ5.5和φ6.5的孔，先用φ3的中心鉆點窩，再分別用φ5.5mm和φ6.5mm的麻花鉆鉆削。3．選擇銑刀和切削用量銑削上表面選取φ25mm立銑刀(214．確定走刀路線蓋板挖槽走刀線路如圖9—6所示，采用由內(nèi)向外“平行環(huán)切并清角”或采用由外向內(nèi)“平行環(huán)切并清角”的切削方式。蓋板鉆孔走刀線路如圖9—7所示。編程與工件坐標(biāo)系大端φ22mm孔的中心點為坐標(biāo)系原點，對刀點根據(jù)實際情況而定，定位銷與工作臺固定以后，可以套裝一標(biāo)準(zhǔn)塊，然后再進行定位。圖9—6蓋板挖槽走刀路線

圖9—7蓋板鉆孔走刀路線

4．確定走刀路線蓋板挖槽走刀線路如圖9—6所示，采用由229.2.3加工工序卡片和刀具使用卡片蓋板零件數(shù)控銑加工工序卡片和刀具使用卡片見表9—10和表6—11。

表9—10蓋板零件數(shù)控銑加工工序卡片

（單位名稱）數(shù)控加工工序卡零件名稱零件圖號材料02蓋板

HT32-52工藝序號02夾具名稱

夾具編號

使用設(shè)備XK5025工步號加工內(nèi)容程序號刀具名稱刀具規(guī)格/mm補償號補償值主軸轉(zhuǎn)速/r·min-1進給速度/mm·min-1進給倍率/%切削深度/mm加工余量/mm1銑平面粗

立銑刀φ25

20220030

精

40220020

0.52銑外輪廓粗

立銑刀φ25H1

20220030

精

φ25H1

40220010

0.53挖槽

鍵槽銑刀φ8

40220010

4點窩

中心鉆φ3

80010020

5鉆孔

麻花鉆φ5.5

60220020

6鉆孔

麻花鉆φ6.

6025010

注意事項①啟動機床回零后，檢查機床零點。②換刀后，應(yīng)松開主軸鎖定，并對Z軸進行對刀。③正確操作機床，注意安全，文明生產(chǎn)9.2.3加工工序卡片和刀具使用卡片蓋板零件數(shù)控銑加工23表9—11蓋板零件數(shù)控銑加工刀具使用卡片

編號刀具名稱刀具規(guī)格/mm數(shù)量用途刀具材料1立銑刀φ251銑平面、輪廓合金鑲條2鍵槽銑刀φ81挖孔高速刀（HSS）3麻花鉆φ5.51鉆孔高速刀（HSS）4麻花鉆φ6.51鉆孔高速刀（HSS）表9—11蓋板零件數(shù)控銑加工刀具使用卡片編號刀具249．3加工中心加工工藝實例分析

9.3.1零件介紹

在立式加工中心上加工如圖9—8所示蓋板零件，零件材料為HT200，鑄件毛坯尺寸(長×寬×高)為170mm×170mm×23mm。圖9—8蓋板零件圖

9．3加工中心加工工藝實例分析9.3.1零件介259.3.2工藝分析1．零件圖工藝分析該零件毛坯為鑄件，外輪廓(4個側(cè)面)為不加工面，主要加工A、B面及孔系，包括4個M16螺紋孔、4個階梯孔及1個φ6OH7。尺寸精度要求一般，最高為IT7級。4-φ12H8、φ60H7孔的表面粗糙度要求較高，達(dá)到只Ra0.8，其余加工表面粗糙度要求一般。根據(jù)上述分析，A、B面加工可采用粗銑-精銑方案；φ6OH7孔為已鑄出毛坯孔，因而選擇粗鏜-半精鏜-精鏜方案；4-φ12H8宜采用鉆孔-鉸孔方案，以滿足表面粗糙度要求。9.3.2工藝分析該零件毛坯為鑄件，外輪廓(4個262．確定裝夾方案

該零件形狀比較規(guī)則、簡單，加工面與不加工面的位置精度要求不高，可采用平口虎鉗夾緊。但應(yīng)先加工A面，然后以A面(主要定位基面)和兩個側(cè)面定位，用虎鉗從側(cè)面夾緊。2．確定裝夾方案該零件形狀比較規(guī)則、簡單，加工面與不加273．確定加工順序及走刀路線

按照先面后孔、先粗后精的原則確定加工順序?？傮w順序為粗、精銑A、B面-粗鏜、半精鏜、精鏜φ60H7孔-鉆各中心孔-鉆、锪、鉸4-φ12H8和4-φ16孔-鉆4-M16螺紋底孔-攻螺紋。由零件圖可知，孔的位置精度要求不高，因此所有孔加工的進給路線按最短路線確定。

圖9—9、圖9—10、圖9—11、圖9—12、圖9—13為孔加工各工步的進給路線。

3．確定加工順序及走刀路線按照先面后孔、先粗后精的原則28圖9—9鏜φ60H7孔進給路線

return圖9—9鏜φ60H7孔進給路線return29圖9—10鉆中心孔進給路線

return圖9—10鉆中心孔進給路線return30圖9—11鉆、鉸4-φ12H8孔進給路線

return圖9—11鉆、鉸4-φ12H8孔進給路線return31圖9—12锪4-φ16孔進給路線

return圖9—12锪4-φ16孔進給路線return32圖9—13鉆螺紋底孔、攻螺紋進給路線

return圖9—13鉆螺紋底孔、攻螺紋進給路線return334．刀具的選擇銑A、B表面時，為縮短進給路線，提高加工效率，減少接刀痕跡，同時考慮切削力矩不要太大，選擇φ100硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位面銑刀?？?、螺紋孔加工刀具尺寸根據(jù)加工尺寸選擇，所選刀具見表9—12。4．刀具的選擇銑A、B表面時，為縮短進給路線，提高加工345．切削用量的選擇銑A、B表面時，留0.2mm精銑余量；精鏜φ60H7孔留0.1mm余量；4-φ12H8孔留0.1mm鉸孔余量。查表確定切削速度和進給量，然后根據(jù)式vc=πdn/1000、vf=nf、vf=nZfz計算各工步的主軸轉(zhuǎn)速和進給速度。

5．切削用量的選擇銑A、B表面時，留0.2mm精銑余量359.3.3填寫數(shù)控加工工序卡片

將各工步的加工內(nèi)容、所用刀具和切削用量填入表9—13蓋板零件數(shù)控加工工序卡片。

表9—12蓋板零件數(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×××序號刀具號刀具加工表面?zhèn)渥⒁?guī)格名稱數(shù)量刀長／mm1234567891011T01T02T03T04T05T06T07T08T09T10Tllφ100可轉(zhuǎn)位面銑刀φ3中心鉆φ58鏜刀φ59.9鏜刀φ60H7鏜刀φ11.9麻花鉆φ16階梯銑刀φ12H8鉸刀φ14麻花鉆90°φ16銑刀機用絲錐M16l1ll1l11111

銑A、B表面鉆中心孔粗螳φ60H7孔半精鏜φ60H7孔精鏜φ60H7孔鉆4-φ12H8底孔锪4-φ16階梯孔鉸4-φ12H8孔鉆4-M16螺紋底孔4-M16螺紋孔倒角攻4-M16螺紋孔

編制×××審核×××批準(zhǔn)×××年月日共頁第頁9.3.3填寫數(shù)控加工工序卡片將各工步的加36表9—13蓋板零件數(shù)控加工工序卡片

單位名稱×××產(chǎn)品名稱或代號零件名稱零件圖號×××蓋板×××工序號程序編號夾具名稱使用設(shè)備車間××××××平口虎鉗TH5660A數(shù)控中心工步號工步內(nèi)容刀具號刀具規(guī)格/mm主軸轉(zhuǎn)速/r·min-1進給速度/mm·min-1背/側(cè)吃刀量/mm備注123456789lo11121314粗銑A面精銑A面粗銑B面精銑B面，保證尺寸15鉆各光孔和螺紋孔的中心孔粗鏜φ60H7孔至φ58半精鏜φ60H7孔至φ59.9精鏜φ60H7孔鉆4-φ12H8底孔至φ11.9锪4-φ16階梯孔鉸4-φ12H8孔鉆4-M16螺紋底孔至φ144-M16螺紋孔端倒角攻4-M16螺紋孔T0lT01T0lT01T02T03T04T05T06T07T08T09T10T11φ100φ100φ100φ100φ3φ58φ59.9φ60H7φ11.9φ16φ12H8φ14φ16M162503202503201000400460520500200100350