配合件的数控加工工艺的分析及程序编制(编辑修改稿)

配合件的数控加工工艺的分析及程序编制(编辑修改稿)内容摘要：

床上用的平口虎钳等都属于夹具。 在机床 刀具 工件 夹具组成的工艺系统中，夹具是一个重要的环节。 在现代生产中，机床夹具是一种不可缺少的工艺装备，它直接影响着工件加工的精度、劳动生产率和产品的制造成本。 夹具的选择 数控加工对夹具主要有两大要求 ： 一是夹具应具有足够的精度和刚度 ； 二是夹具应有可靠的定位基准。 选用夹具时 ， 通常考虑以下几点： 1）尽量选用可调整夹具、组合夹具及其它通用夹具 ， 避免采用专用夹具 ， 以缩短生产准备时间。 2）在成批生产时才考虑采用专用夹具，并力求结构简单。 3）装卸工件要迅速方便，以减少机床的停机时间。 4）夹具在机床上安装要准确可靠，以保证工件在正确的位置上加工。 夹具的作用 1）保证加工精度 用机床夹具装夹工件，能准确确定工件与刀具、机床之间的相对位置关系，可以保证加工精度。 2）提高生产效率 机床夹具能快速地将工件定位和夹紧，可以减少辅助时间，提高生 产效率。 3）减轻劳动强度 机床夹具采用机械、气动、液动夹紧装置，可以减轻工人的劳动强度。 4）扩大机床的工艺范围 利用机床夹具，能扩大机床的加工范围，例如，在车床或钻床上使用镗模可以代替镗床镗孔，使车床、钻床具有镗床的功能。 夹 具的类型 数控车床上的夹具主要有两类：一类用于盘类或短轴类零件，工件毛坯装夹在带可调卡爪的卡盘（三爪、四爪）中，由卡盘传动旋转；另一类用于轴类零件，毛坯装在主轴顶尖和尾架顶尖间，工件由主轴上的拨动卡盘传动旋转。 在金属切削机床上使用的夹具统称为机床夹具。 在现代生产中，机床夹具是一种不可缺少的工艺装备，它直接影响着工件加工的精度、劳动生产率和产品的制造成本等。 机床夹具的种类繁多，可以从不同的角度对机床夹具进行分类。 常用的 类型 有以下几种。 按夹具的使用特点分类 根据夹具在不同生产类型中的通用特性，机床夹具可分为通用夹具、专用夹具、可调夹具、组合夹具和拼装夹具五大类。 （ 1）通用夹具 已经标准化的可加工一定范围内不同工件的夹具，称为通用夹具，其结构、尺寸已规格化，而且具有一定通用性，如三爪自定心卡盘、机床用平口虎钳、四爪单动卡盘、台虎钳、万能分度头、顶尖、中心架和磁力工作台等。 这类夹具适应性强，可用于装夹一定形 状和尺寸范围内的各种工件。 这些夹具已作为机床附件由专门工厂制造供应，只需选购即可。 其缺点是夹具的精度不高，生产率也较低，且较难装夹形状复杂的工件，故一般适用于单件小批量生产中。 （ 2）专用夹具 专为某一工件的某道工序设计制造的夹具，称为专用夹具。 在产品相对稳定、批量较大的生产中，采用各种专用夹具，可获得较高的生产率和加工精度。 专用夹具的设计周期较长、投资较大。 专用夹具一般在批量生产中使用。 除大批大量生产之 外，中小批量生产中也需要采用一些专用夹具，但在结构设计时要进行具体的技术经济分析。 （ 3）可调夹具 某些元件可调整或更换，以适应多种工件加工的夹具，称为可调夹具。 可调夹具是针对通用夹具和专用夹具的缺陷而发展起来的一类新型夹具。 对不同类型和尺寸的工件，只需调整或更换原来夹具上的个别定位元件和夹紧元件便可使用。 它一般又可分为通用可调夹具和成组夹具两种。 前者的通用范围比通用夹具更大；后者则是一种专用可调夹具，它按成组原理设计并能加工一族相似的工件，故在多品种，中 、小批量生产中使用有较好的经济效果。 （ 4）组合夹具 采用标准的组合元件、部件，专为某一工件的某道工序组装的夹具，称为组合夹具。 组合夹具是一种模块化的夹具。 标准的模块元件具有较高精度和耐磨性，可组装成各种夹具。 夹具用毕可拆卸，清洗后留待组装新的夹具。 由于使用组合夹具可缩短生产准备周期，元件能重复多次使用，并具有减少专用夹具数量等优点，因此组合夹具在单件，中、小批量多品种生产和数控加工中，是一种较经济的夹具。 （ 5）拼装夹具 用专门的标准化、系列化的拼装零部件拼装而成的夹具，称为拼装夹具。 它具有组合夹具的优点，但比组合夹具精度高、效能高、结构紧凑。 它的基础板和夹紧部件中常带有小型液压缸。 此类夹具更适合在数控机床上使用。 按使用机床分类 夹具按使用机床不同，可分为车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、齿轮机床夹具、数控机床夹具、自动机床夹具、自动线随行夹具以及其他机床夹具等。 按夹紧的动力源分类 夹具按夹紧的动力源可分为手动夹具、气动夹具、液压夹具、气液增力夹具、电磁夹具以及真空夹具等。 本设计加工的是小型零件，因此采用三爪卡盘。 第四章 零件图工艺分析 设备选择 对于一个零件来说，并非全部加工工艺过程都适合在数控机床上完成，而往往只是其中的一部分工艺内容适合数控加工。 这就需要对零件图样进行仔细的工艺分析，选择那些是最适合、最需要进行数控加工的内 容和工序。 再考虑选择内容时应结合本企业设备的实际，立足与解决难题、攻克关键问题和提高生产效率，充分发挥数控加工的优势。 一、适于数控加工的内容 在选择时，一般可按下列顺序考虑： （ 1）通用机床无法加工的内容应做为优先选择内容； （ 2）通用机床难加工，质量也难以保证的内容应作为重点选择内容； （ 3）通用机床加工效率低、工人手工操作劳动强度大的内容，可在数控机床尚存在富裕加工能力时选择。 二、不适于数控加工的内容 一般来说，上述这些加工内容采用数控加工后，在产品质量、生产效率与综合效益方面会得到明显提高。 相比之 下，下列一些内容不宜选择采用数控加工： （ 1）占机调整时间长 （ 2）加工部位分散，需要多次安装、设置原点。 （ 3）按某些特定的制造依据（如样板等）加工的型面轮廓。 此外，再选择和决定加工内容时，也要考虑生产批量、生产周期、工序间周转情况等等。 总之要尽量做到合理，达到多、好、省的目的。 要防止把数控机床当普通机床使用。 根据零件可选用华中数控 CK6140。 确定零件的定位基准和装夹方式 在零件的加工过程中，每一道工序都有定位工序的选择问题。 定位基准选择的好坏，对保证零件的加工精度，合理安排加工顺序都有着决 定性的影响。 基准的概念：基准是指用来确定生产对象上几何要素的几何关系所依据的那些店、线、面。 粗基准的选用原则 保证不加工表面与加工表面相互位置要求原则。 当有些不加工表面与加工表面之间有相互位置要求时，一般不选择加工表面作为粗基准。 保证各加工表面的加工余量合理分配的原则。 应选择重要加工表面为粗基准。 粗基准不重复使用的原则。 粗基准的精度低，粗糙度数值大，重复使用会造成较大的定位误差，因此，同一尺寸方向的粗基准，通常只允许使用一次。 精基准的选用原则 基准重合原则。 尽可能使设计基准和定位基准重合，以减少定位误差。 基准统一原则。 尽可能使用同一定位基准加工个表面，以保证各表面的位置精度。 如轴类零件常用两端顶尖孔作为统一的定位基准。 互为基准原则。 当两个加工表面间的位置精度要求比较高的时候，可用互为基准的原则反复加工。 自为基准的原则。 当要求加工余量小而均匀时，可选择加工表面作为自身的定位基准。 在加工时，用以确定工件在机床上或夹具中正确位置所采用的基准，称为定位基准。 以未 加工过的毛坯表面作定位基准时称粗基准。 以加工过的表面作定位基准时称精基准。 ...即尽可能选择设计基准为定位基准、测量基准和工序基准，这样，可以避免由于基准不重合而造成的累积误差，保证加工精度。 1） 在三爪自定心卡盘上装夹。 三爪自定心卡盘的三个卡爪是同步运动的，能自动定心，一般不需要找正。 该卡盘装夹工件方便、省时，但夹紧力小，适用于装夹外形规则的中、小型工件。 2）在两顶尖之间装夹。 对于尺寸较大或加工工序较多的轴类工件，为了保证每次装夹时的装夹精度，可用两顶尖装夹。 该装夹方式适用于多序加工 或精加工。 3）用卡盘和顶尖装夹。 当车削质量较大的工件时要一段用卡盘夹住，另一段用后顶尖支撑。 这种方式比较安全，能承受较大的切削力，安装刚性好，轴向定位准确，应用较广泛。 4）用心轴装夹。 当装夹面为螺纹时再做个与之配合的螺纹进行装夹，叫心轴装夹。 这种方式比较安全，能承受较大的切削力，安装刚性好，轴向定位准确。 加工方法的选择和加工方案的确定 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，尺寸精度比较高。 如 ф53177。 ， ф35 mm 等，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。 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。 工序与工步的划分 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置精度，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。 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： 零件 1 工序卡： 单位名称 陕西工业职业技术学院 产品名称或代号 零件名称 零件图号 配合件 轴类零件 工序号 程序编号 夹具名称 加工设备 车间 001 三爪卡盘 华中数控 CK6140 数控实训基地 工步号 工步内容 刀具号 刀具规格/mm 主轴转速（ rmin1) 进给量（ mmr1) 背吃刀量/mm 备注 1 粗、精车左端面，光外圆约30mm T01 2525 500 2 2 从右至左粗车轮廓 T07 2525 800 150 2 3 从右至左精车轮廓，保证达到零件图的尺寸要求 T07 2525 1000 4 粗、精车右端面，保证总长达到零件图的尺寸要求 T01。