机械加工工艺规程是规定产品或零件工艺过程和操作方法等工艺文件,它是指导生产的重要技术文献,是组织和管理生产的基本依据,是新建或扩建工厂和车间基地的基本资料,是进行技术交流的重要手段。
(一)定位基准的选择
在制定零件的加工工艺规定时,正确地选择工件的基准有着很重要的意义。基准选择的好坏不仅影响零件的加工位置精度,而且对零件的表面的加工顺序也有很大的影响。基准有粗基准与精基准之分。选择定位基准时是从保证工件精度要求出发的因而分析定位基准的选择顺序就应从精基准到粗基准。
精基准的选择:
1. 基准重合原则:就是尽可能的选用设计基准作为定位基准,这样可以避
免定位基准与设计基准不重合而引起的定位误差。
2. 基准统一原则:位置精度要求较高的某些表面加工时尽可能的选用同一
定位基准,这样有助于保证加工表面的位置精度。
3. 自为基准的原则:当某些表面精加工要求加工余量均匀时,选择加工表
面作为定位基准,用于提高加工表面的本事的精度。
4. 互为基准原则:为了使加工面有较高的位置精度,又为了使其加工余量
小而均匀采取此原则。
5. 保证工件的定位准确、加紧可靠、操作方便等原则。 粗基准的选择:
粗基准选择的要求应能保证加工面与非加工面之家的位置要求及合理分配加工表面的余量,同时,要为以后工序提供精基准。
1. 为了保证加工面与非加工面之间的位置要求,应选非加工面作为粗基
准。
2. 合理分配各加工表面的加工余量。
3. 粗基准应避免重复使用,在同一尺寸方向上,通常只允许使用一次。 4. 现则粗基准的表面应平整光洁,要避免锻造飞边和铸造浇冒口,分型面,
毛刺等缺陷,以保证定位基准、夹紧可靠。
本工件毛坯为棒料,所以采用φ50棒料外圆为粗基准,车削零件的左端φ47
的外圆需要用槽刀进行精加工,注意车削用量,保证其各个外圆以及圆弧
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尺寸以及表面粗糙度。再掉头装甲φ49的外圆并以其为基准加工螺纹、槽、外圆以及圆弧。
由以上分析可知本零件采用两种基准原则,一是基准重合原则,它是以
零件的轴心线为定位基准也是设计基准,对零件的外圆、螺纹、槽等表面进行车削加工;
另一种是基准统一原则,它是多个加工表面都以一个基准作为加工定位基
准。
(二)零件表面加工方法的选择
零件的加工表面应根据加工表面的加工要求和零件的结构特点及材料性质等因素,而选择相应的加工方法。在选择某一表面的加工方法,时一般总是首先选定它的最终加工方法,然后再逐一选定有关各种工序的加工方法。加工方法选择的原则如下: 1.
所选加工方法应考虑每种加工方法的经济加工精度范围要与加工表面的精度要求和表面粗糙度要求相应。 2.
所选加工方法能够保证加工表面的几何形状的精度,表面相互位置的精度要求。 3. 4. 5.
所选加工方法要求与零件材料的可加工性相适应。 加工方法要求与生产类型相适应。
所选加工方法要与企业现有设备和工人技术水平相适应。
通过以上原则,本零件个主要表面加工方法为:
1. 各回转表面,球面,椭圆及槽,倒角的车削加工用车削加工。 2. M30的螺纹用车削加工。
(三)加工顺序的安排
数控加工工序的划分一般可按下列方法进行。
1. 刀具集中分序法 就是按所用刀具划分工序,用同一把刀具加工完零件上所有可以完成的部位。在用第二把刀、第三把完成它们可以完成的其它部位。这样可减少换刀次数,压缩空程时间,减少不必要的定位误差。
2. 以加工部位分序法 对于加工内容很多的零件,可按其结构特点将加工部分分成几个部分,如内形、外形、曲面或平面等。一般先加工平面、定位面,后
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加工孔;先加工简单的几何形状,再加工复杂的几何形状;先加工精度较低的部位,再加工精度要求较高的部位。
3. 以粗、精加工分序法 对于易发生加工变形的零件,由于粗加工后可能发生的变形而需要进行校形,故一般来说凡要进行粗、精加工的都要将工序分开。
综上所述,在划分工序时,一定要视零件的结构与工艺性,机床的功能,零件数控加工内容的多少,安装次数及本单位生产组织状况灵活掌握。另建议采用工序集中的原则还是采用工序分散的原则,要根据实际情况来确定,但一定力求合理。而本文中的零件则需采用第二种方法,即“以加工部位分序法”,该零件由螺纹、外圆、槽、圆弧、4部分组成,分别用不同的加工刀具,所以用这种分序法最为合适。运用编制加工工艺过程卡与工序卡的方式来叙述本零件的加工,显得简易明了,通俗易懂,是数控加工本零件的必然要求。
(四)加工工艺的制定 1. 工序基准的选择:
工序基准是在工艺图上以标定被加工表面位置尺寸和位置精度的基准,所标
定的位置尺寸和位置精度分别称为工序尺寸和工序技术要求。工序尺寸和工序技术要求的内容,在加工后应进行测量,测量所用的基准称为测量基准,通常工序基准与测量基准重合。
对于设计基准尚未最后加工完毕的中间工序,应选各工序的定为基准作为工
序基准和测量基准。
在各表面的最后精加工时,当定为基准与设计基准重合时,工序基准和测量基准就选用这个重合的基准,工序基准的选择应注意以下几点:
(1)选设计基准作为工序基准时,对公序尺寸的检验是设计尺寸的检验,有益于减少检验工作量。
(2)当工序中位置精度是由夹具保证而不需进行试切调整的情况,应使工序基准与设计基准重合。
(3)对一次安装加工出来的各个表面,各加工表面之间的工序尺寸应选与设计尺寸一致。
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本零件在加工时,其轴向尺寸是以零件的两端作为工序基准,径向尺寸是一零件的轴心线作为工序基准。它的工序基准与设计基准重合,为加工和检测提供了方便。
2. 背吃刀量ap的确定
在工艺系统刚度和机床功率允许的情况下,尽可能选取较大的背吃刀量,以减少进给次数。当零件精度要求较高时,则应考虑留出精车余量,其所留的精车余量一般比普通车削时所留余量小,常取0.1~0.5㎜。本零件属于典型轴类零件,其中包含了螺纹、圆锥、切槽、圆弧、镗孔等工艺内容,其背吃刀量分别为:粗加工表面为1.5、精加工表面为0.1,加工圆锥、切槽及圆弧的背吃刀量与加工表面时一样,粗镗孔为1.25、精镗孔为0.25,螺纹则为:粗车1.25、精车0.1。
3.进给量f(有些数控机床用进给速度Vf)
进给量f的选取应该与背吃刀量和主轴转速相适应。在保证工件加工质量的前提下,可以选择较高的进给速度(2000㎜/min以下)。在切断、车削深孔或精车时,应选择较低的进给速度。当刀具空行程特别是远距离“回零”时,可以设定尽量高的进给速度。
粗车时,一般取f=0.3~0.8㎜/r,精车时常取f=0.1~0.3㎜/r,切断时f=0.05~0.2㎜/r。本论文中加工该典型轴类零件采用的进给量为:粗加工表面(圆锥、圆弧、切槽等)为0.14、精加工表面为0.04,粗镗孔为0.09、精镗孔为0.04,螺纹粗车为0.08、螺纹精车为0.03。
4. 主轴转速的确定 (1)光车外圆时主轴转速
光车外圆时主轴转速应根据零件上被加工部位的直径,并按零件和刀具材料以及加工性质等条件所允许的切削速度来确定。加工本零件时的主轴转速为:粗加工时500、精加工时800。
(2)车螺纹时主轴的转速
在车削螺纹时,车床的主轴转速将受到螺纹的螺距P(或导程)大小、驱动电机的升降频特性,以及螺纹插补运算速度等多种因素影响,故对于不同的数控系统,推荐不同的主轴转速选择范围。大多数经济型数控车床推荐车螺纹时的主轴转速n(r/min)为:
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n ≤(1200/P)-k (5-1)
式中 P——被加工螺纹螺距,㎜; k——保险系数,一般取为80。
加工该典型轴类零件时的主轴转速为:粗车时500、精车时800。
(五)编程工艺过程卡
数控加工工序卡
产品代号 数控加工工序卡 材料名称 45钢 机床名称 数控车床 夹具名称 三爪卡盘 顶尖 切削液 乳化液 零(部)件代号 零(部)件名称 工序名称 工序Ⅱ 粗、半精、精加工右端各部以及切槽 材料牌号 20CrMnTi 机床型号 数控车床CAK6140 夹具编号 备注 工步 工作内容 刀具 量具 主轴转速S(r/min) 背吃刀量 进给速度F(mm/r) 14