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 本文對典型盤類零件 - 由多個端面、深孔、薄壁、曲面、外輪廓組合而 成的較復(fù)雜的盤形零件進行了詳細的加工工藝分析，包括圖紙分析、確定 加工工藝、選用機床型號、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1二、 零件結(jié)構(gòu)工藝分析11 、零件圖分析12 、工藝方案編制2三、 零件加工31、毛坯選擇32 、機床選擇33 、基準(zhǔn)的選擇44 、刀具的選擇及工序卡片45 、編寫零件加工程序56 、用masterCAM自動編程模擬加工 11四、質(zhì)量誤差分析 12五、結(jié)論13六、

2、參考文獻13典型盤類零件加工工藝分析摘要本文對典型盤類零件-由多個端面、深孔、薄壁、曲面、外輪廓組合而 成的較復(fù)雜的盤形零件進行了詳細的加工工藝分析，包括圖紙分析、確定 加工工藝、選用機床型號、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，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、確定加工工藝、選用機床型號

3、、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。下面結(jié)合圖（1）進行分析：零件的加工特點是由平面加工、孔加工、腔槽加工、輪廓加工、型面加工。1、零件圖（如圖1）分析。-0.03（1）4個異型輪廓的尺寸公差16" mm（2）未標(biāo)尺寸公差均為土 0.10mm主要加工部件上部，平面加工中要保證尺04皿 540.013C.025寸（40咖）mm孔加工中有C 36mm和4- 0 16mm孔，C 36

4、 mm孔0.0160.Q25是零件的基準(zhǔn)孔，4- 0 16 mm孔對基準(zhǔn)孔0 36mm對稱0.02mm孔間距為iON（142 ± 0.02）mm,孔的尺寸精度都是比較高的，梅花形外輪廓0120i丄 mm壁厚-0.062 mm尺寸40mn對基準(zhǔn)對稱0.02mm四方異形搭子除要保證外輪廓尺寸外，還要保證2-164 I丄mn尺寸。n> 4+異型軟n曲尺零件軸測圖圖一2、工藝方案編制擬訂工藝路線時首先要確定各個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)同時滿足加工質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟性等方面的要求。 其次是 機械加工工序的安排，安排原則是先加工基準(zhǔn)面，劃分加工階段，次要

5、表面穿插在各階段間進行加工、先粗后精。再次在加工中除了要靈活運用數(shù)控系統(tǒng)中的旋轉(zhuǎn)功能外，還要用半徑補嘗功能來保證2- ( 141.42 ± 0.02)mm,2-(164丄)mm以及2-(40 .1)mm等尺寸。根據(jù)以上原則對零件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10mn深，注意各凸臺之間及各凸臺與薄壁之間由于空間的原因只能用C20mm的立銑刀加工，所以在各凸臺銑 至相應(yīng)的深度時，換用C 20mm勺立銑刀繼續(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

6、刀具的切屑用量，更主要的是能靈活運用數(shù)控系統(tǒng)中的旋轉(zhuǎn)功能。(2) 首先用C 8m球頭銑刀對所有孔點窩。(3) 用C 11的轉(zhuǎn)頭鉆周邊4- C 11mn孔，鉆中心C 12mm孔至C 11mm用C 20m的立銑刀擴銑中心C 36mm孔至C 20mm再用C 32mm的立銑刀擴銑至C 32mm然后再用C 20mnt勺立銑刀圓弧插補周銑至C 35.8mm(5)用C 12mn的涂層整體合金立銑刀精銑薄壁的內(nèi)外面，對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 臺的輪廓部分；擴中心孔C 12mm孔至尺寸要求；擴銑周邊 4-16 一mm深20mm孔至C 15.95mm

7、+O.Q25 用C 25m單刃粗鏜刀，精鏜中心C( 36) mm孔至尺寸。(7)用C 8mn球頭銑刀加工加工中心的球面。(9)用C 16H7mr1的鉸刀周邊4- C 16mm深20mm孔至尺寸要求。三、零件加工1、毛坯選擇該加工材料45鋼，調(diào)質(zhì)硬度在200HRB左右，外形尺寸180mm*180mm*40mm2、機床選擇VMC0650h型立式高速加工中心采用高剛性點主軸結(jié)構(gòu)，功率大，轉(zhuǎn)速高； 三軸采用大導(dǎo)程精密滾珠絲杠，可實現(xiàn)高速傳動；三坐標(biāo)均采用精密直線導(dǎo)軌副， 動靜摩擦系數(shù)低，動態(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。機械加工中基準(zhǔn)的選擇，工件

8、的找正和定位對于工件最終加工質(zhì)量影響很 大。毛坯最好選擇規(guī)范，加工部位對外形沒有尺寸和形位公差要求，較為簡單。 由于是平口鉗夾緊，在粗加工外形時，工件容易產(chǎn)生微量移動，為了保證銷孔和 型面間位置精度，首先進行型面粗精加工，最后精加工銷孔。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)工件定位時要限 制的自由度個數(shù)來確定定位基面的個數(shù)，然后根據(jù)基準(zhǔn)選擇的規(guī)律正確地選擇每 個定位基面。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)計基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)

9、，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*180m平口鉗夾 緊，刀柄夾緊形式有側(cè)固，彈簧夾頭夾柄，分為強力和普通 ER刀柄，C 32機 夾立銑刀切屑參數(shù)推薦如下：端銑刀V=150200/min,單齒輪進給量 0.10.15mm/r。0 20 機夾端銑刀 V=15（200m/min 單齒進給量 0.10mm/r。，0 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)

10、丄步號工步內(nèi)容刀 具/、 編 號刀具名稱主軸轉(zhuǎn)速 / (r/min )背吃刀量/mm進給量/ mm/mi n)1用平口鉗找正加緊2粗銑梅花形凸臺及周邊預(yù)留0.3mm的余量T0132mn平底銑刀100052003粗銑周邊凸臺和中間薄 壁外輪廓預(yù)留0.3mm的余量T0220mn平底銑刀20000.33004對所有孔點窩及加工R10 的球面T038mm球頭銑刀120021005鉆C 11的4個孔T04© 11mn轉(zhuǎn)專頭鉆4000.3506精銑薄壁內(nèi)外及周邊凸 臺輪廓T0512立銑 刀30001.53007精鏜內(nèi)孔© 360mmT06© 25mn單 刃粗鏜刀20000.3

11、200840.013加工4個C16的孔T07C16鉸刀800505、編寫零件加工程序主程序O0001;（主程序號）G94 G17 G21 G49（程序初始化）T01 M06;（換1號刀）G54 G90 G00 X0 Y0;（定位于G54原點上方安全高度）S600 M03;（主軸正轉(zhuǎn)）G00 Z5.0 H01;(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(刀補建立）Y-32.5G02 X-32.5 Y50.5 R33.5G01 X32.5G02 X32.5 Y-50.5 R

12、33.5G00 Z5.0X15.0 Y5.0G01 Z-10 F50Y-5.0G02 X-12.0 Y12.0 R7.0G03 X-54.0 Y-1.6 R20.0G02 X-76.5 Y-3.1 R10.5G02 X-32.5 Y95.25 R76.5G01 X32.5G02 X32.5 Y-3.1 R76.5X54.0 Y-1.6 R10.5G03 X12.0 Y12.0 R20.0G02 X12.0 Y12.0G01 Y-15.0G01 Z5.0;G40 G00 X0 Y0;Z100.0 M05;M30;%梅花曲線外輪廓（定位）（加工圓弧）（直線切削）（加工圓?。ㄌУ叮ㄖ匦露ㄎ唬ㄏ?/p>

13、刀）（直線切削）（加工圓?。ㄖ本€切削）（加工圓?。┨岬吨涟踩叨热∠谰哐a償主軸停止主程序結(jié)束%O0243G21G0G17G40G49G80G90T2M6G00 G90 G54X-52.735 Y-97.413 S1500 M03G43H2Z50.Z10.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.

14、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.G28X0.Y0.M30%四方凸臺建立工件坐標(biāo)系 , 絕對編程 ,X 軸 Y 軸定位 )軸快速定位 , 調(diào)用刀具 1 號長度補償)O0430 ( 主程序)G00 G90 G54 X-130 Y-20(G43 H01 Z10 M03 S3000(ZM98P0001G68X0Y0R90M98P0001G69G68X0Y0R90M98P0001G69G68X0Y

15、0R90M98P0001G69G00Z50X100Z100M30%O0001G91G00Z-5G01Z-12F100G42X40 D02 （ 建立右刀補 ）X9G03X7 Y7 R7G01Y26G03X-7 Y7 R7G01X-9Y-40G40X-40Z12G00Z5G90M99%四個角的異形凸臺%o234 （ 主程序）G21G17G40G49G80G90T2M6G00 G90 G54X-130Y-90. S2000 M03G43H2Z50.Z10.M98p0002G68X0Y0R90M98P0002G69G68X0Y0R90M98P0002G69G68X0Y0R90M98P0002G69G0

16、0Z50X100Y100M30%O0002 （子程序）G91G00Z-5G01Z-12F100G42X40D02X29.36X6.94 Y12.01G03X-2.38 Y18.11R15G03X18.11 Y2.38 R15G01X-6.94 Y-12.01X-29.36G40X-40Z12G00Z5G90M99%RIOmr球面用mastercam自動編程（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)控加工的整個過程中，經(jīng)常會產(chǎn)生以下幾種誤差：(1)

17、近似計算誤差：主要產(chǎn)生在加工列表曲線、曲面輪廓時，采用近似計算 法所發(fā)生的逼近誤差。(2) 插補誤差：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。減少插補誤差的方法是密化插補點， 但這會增加程序段數(shù)目，增加計算和編 程的工作量。(3) 尺寸圓整誤差：這是將計算尺寸換算成機床的脈沖當(dāng)量時由于圓整化所產(chǎn)生的誤差。數(shù)控機床能反映出的最小位移量是一個脈沖當(dāng)量，小于一個脈沖當(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)原點過程中容易引起誤差。首先安裝過程中，可能會產(chǎn)生工件面與定位面之間 靠不緊，解決辦法：在安裝過程中四個壓板要同時壓緊，不能其中某個壓緊。先 讓四個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。并且擰緊順序為對角擰緊。尋找坐標(biāo)原點過程中，由于使用的設(shè)備的精度不同，會帶來不同的誤差。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)過獨立的分析、 計算及改善加工過程， 避免了可能產(chǎn)生的各種誤差， 使用數(shù)控加工中心加