典型零件的编程

典型零件的编程第2章数控车削加工工艺2.3典型零件的加工工艺分析2.1轴类零件以图2-1所示的典型轴类零件为例，所用机床为配备HNC-21T数控系统的CJK数控车床，其数控车削加工工艺分析如下。（1）零件图工艺分析该零件表面由圆柱、圆锥、顺圆弧、逆圆弧、双曲线、螺纹等表面组成，其中多个直径尺寸有严格的尺寸精度和表面粗糙度等要求；球面Sφ50mm的尺寸公差还兼有控制该球面形状（线轮廓）误差的作用；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。•通过上述分析，可采取以下几点工艺措施。•①对图样上给定的几个精度要求较高的尺寸，因其公差数值较小，故编程时不必取平均值，而全部取其基本尺寸即可。•②在轮廓曲线上，有三处为过象限圆弧，其中两处为既过象限又改变进给方向的轮廓曲线，因此在加工时应进行机械间隙补偿，以保证轮廓曲线的准确性。•③为便于装夹，坯件左端面应预先车出夹持部分，右端面也应先粗车并钻好中心孔。毛坯选φ60mm棒料。•（2）确定加工顺序及进给路线•加工顺序按由粗到精、由近到远（由右到左）的原则确定，即先从右到左进行粗车（留0.25mm的精车余量），然后从右到左进行精车，最后车削螺纹。•HNC-21T数控车床具有粗车循环和车螺纹循环的功能，只要正确使用编程指令，机床数控系统就会自行确定其进给路线，因此，该零件的粗车循环和车螺纹循环不需要人为确定其进给路线（但精车的进给路线需要人为确定）。该零件从右到左沿零件表面轮廓的精车进给路线如图2-22所示。图2-1精车轮廓进给路线•（3）刀具选择•①选用φ5中心钻钻削中心孔。•②粗车及平端面选用90º硬质合金右偏刀，为防止副后刀面与工件轮廓干涉（可用作图法检验），副偏角不宜太小，选35°。•③为减少刀具数量和换刀次数，精车和车螺纹选用硬质合金60°外螺纹车刀，刀尖圆弧半径应小于轮廓最小圆角半径，取rε=0.15～0.20mm。将所选定的刀具参数填入数控加工刀具卡片中（见表2-4），以便于编程和操作管理。•（4）切削用量选择•①背吃刀量的选择•轮廓粗车循环时选ap=3mm，精车时ap=0.25mm；•螺纹粗车循环时选ap=0.4mm，精车时ap=0.1mm。•②主轴转速的选择•车直线和圆弧时，查表2-1选粗车切削速度vc=90m/min精车切削速度vc=120m/min。•然后计算主轴转速n，粗车时为500r/min，精车时为1200r/min。车螺纹时主轴转速n＝320r/min。••③进给速度的选择•先查表2-3选择粗车、精车时进给量分别为0.4mm/r和0.15mm/r。•再计算粗车、精车时的进给速度分别为200mm/min和180mm/min。•综合前面分析的各项内容，并将其填入表2-5(数控加工工艺卡片)。•2.2轴套类零件•以图2-2所示的轴承套零件为例，分析轴套类零件的数控车削加工工艺（单件、小批量生产）。图2-2轴承套零件•（1）零件图工艺分析•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，符合数控加工尺寸的标注要求；轮廓描述清楚完整；零件材料为45钢，切削加工性能较好，无热处理和硬度要求。•通过上述分析，采取以下几点工艺措施。•①零件图上带公差的尺寸，因公差值较小，故编程时不必取其平均值，而取基本尺寸即可。•②左右端面均为多个尺寸的设计基准，故在相应工序加工前，应该先将左右端面车出来。•③内孔尺寸较小，镗1:20锥孔与镗φ32孔及15°斜面时需掉头装夹。•（2）确定装夹方案•内孔加工时以外圆定位，用三爪自动定心卡盘夹紧。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（如图2-24所示的双点画线部分），用三爪卡盘夹持心轴的左端，心轴的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。图2-24外轮廓车削装夹方案•（3）确定加工顺序及走刀路线•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，在一次装夹中应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，故走刀路线的设计不必考虑最短进给路线或最短空行程路线。•外轮廓表面的车削走刀路线可沿零件轮廓顺序进行，如图2-2所示。图2-2外轮廓加工走刀路线•（4）刀具选择•将选定的刀具参数填入表2-6所示的轴承套数控加工刀具卡片中，以便于编程和操作管理。•（5）切削用量选择•根据被加工表面的质量要求、刀具材料和工件材料，参考切削用量手册或有关资料选取每转进给量，然后计算主轴转速与进给速度。•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，应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0.1～0.4mm较为合适。•（6）数控加工工艺卡片拟订•将前面分析的各项内容综合成表2-7所示的数控加工工艺卡片，此表是编制加工程序的主要依据和操作人员配合数控程序进行数控加工的指导性文件，主要内容包括工步顺序、工步内容、各工步所用的刀具及切削用量等。