套类零件数控车削工艺分析

HEATS

如图1为典型轴套类零件，该零件材料为45钢，无热处理和硬度要求，试对该零件进行数控车削工艺分析（单件小批量生产）。

（1）零件图工艺分析

* z, g( M% E4 x' W' M' }0 Q8 ~

  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，符合数控加工尺寸标注要求；轮廓描述清楚完整；零件材料为45钢，加工切削性能较好，无热处理和硬度要求。

% F8 S$ k+ V) ~* A1 L" v

通过上述分析，采用以下几点工艺措施。

7 W) Q5 b4 i. T

①对图样上带公差的尺寸，因公差值较小，故编程时不必取平均值，而取基本尺寸即可。

" P# {8 z3 I! h

②左右端面均为多个尺寸的设计基准，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15⁰锥面时需掉头装夹。

图1  轴承套零件

( F) Z- y' s2 @% z

（2）选择设备

根据被加工零件的外形和材料等条件，选用CJK6240数控车床。

" N& g4 w* H W& K4 h

（3）确定零件的定位基准和装夹方式

①内孔加工

定位基准：内孔加工时以外圆定位；

" m7 H7 L" T) W q8 V

装夹方式：用三爪自动定心卡盘夹紧。

②外轮廓加工

" R/ e n n, ^% g. y& k: g& R. r& _2 K

定位基准：确定零件轴线为定位基准；

- X, U: k0 \0 @6 H% O9 ~3 f

图2  外轮廓车削装夹方案

1 q& E% u* Y) k+ t- B5 D1 m. R" d

装夹方式：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（见图2双点划线部分），用三爪卡盘夹持心轴左端，心轴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。

（4）确定加工顺序及进给路线

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，走刀路线设计不必考虑最短进给路线或最短空行程路线，外轮廓表面车削走刀路线可沿零件轮廓顺序进行（见图3）。

图3  外轮廓加工走刀路线

（5）刀具选择

将所选定的刀具参数填入表1轴承套数控加工刀具卡片中，以便于编程和操作管理。注意：车削外轮廓时，为防止副后刀面与工件表面发生干涉，应选择较大的副偏角，必要时可作图检验。本例中选κ =55 。

" C9 M* c" X* I' f. a

表1  轴承套数控加工刀具卡片

5 ]3 o) R1 H+ l. ^' c* J- t9 _" p2 t; v7 D3 P8 a/ p' v( j6 M' Q& _6 s3 y; d) a$ R1 w3 N: G( m# U! ^9 G) \. ~( E0 X$ t# s5 Z. i# a6 m1 a& ]! H- S( {' A \! L9 R# p6 z# J* b' W7 D$ w1 I& l& g2 q& Q; K8 ]+ \5 p0 H2 t/ X5 D8 j1 @! k0 f' \. Q+ W( v3 y# b5 e- l* y5 ^3 X- \$ d. p/ Z) u6 `- V, s h( F5 \. A, {( H6 @% N7 L( g1 T+ D8 j1 a% W9 I9 w I% D! ^/ b o2 j- o# M* L: }5 c% t* w- z; D+ z5 U. l2 o8 \4 x0 V( l8 e5 z7 J- S x, {. T1 g2 R6 A( d- p r$ s% u, C% n9 P0 y l3 T) O; M; Q5 t% ~ q4 I% h- R: }4 i# d3 o# m3 Z& H2 Y$ @( w2 u4 x, m$ V5 i, @9 k6 ^: h2 F" c6 I: H7 i( U8 C+ k0 E5 S; o2 w0 {. F2 r2 ?/ Z) k: g* r7 D4 m6 ^# d, G2 [2 o3 d' l* Y% {3 O( b% d; l0 ]# z7 k6 y& L% ], m% j \) ]% d, M) c4 s$ g. w+ Q$ E! [( q- q0 j; m" g4 g4 Y/ f3 J: D4 h3 D3 L! ~8 ], X! o9 T+ |' @8 ~. z+ b8 T! Z, [& `% L6 P* q( I* {$ l2 C- `+ G* r/ h2 u( o# T, K3 i0 N3 T: F$ q8 T& @. v" ~4 j' E, M8 M" Z. G1 s; k% }/ f1 i* n- T3 y# ?% u1 a: s5 @9 t o k7 i; h+ T, v# [' Z" S1 p+ F( _( M) s7 J& C9 B9 W3 M* n. N; C0 G% F2 d" h" i, U& b u1 |$ c+ o" Y- d+ N( L- `7 p5 t1 a$ E0 w+ ^* l# c5 |7 Z- s- r/ h0 f7 K5 J9 z5 T, O$ v/ p- w) C a$ Q: A; r/ z) i$ b' v [7 G" h/ J: \- Y( @* Q: K7 ~9 ~. j! f9 `0 ^- |) V* c) ~ n. {- M: ^+ S! S) {; L W( r7 j9 A2 s- V

产品名称或代号

×××

. ?9 C8 g/ e0 Z: n$ {% R9 s* L 零件名称

轴承套

) X& K5 h# ~/ ^; u3 w 零件图号

×××

序号

刀具号

. |& L! W+ P9 l& q1 V+ M 刀具规格名称

# m) ^; l/ [/ q 数量

) l1 `, h$ F) D, b8 a' A W0 o! Y, U 加工表面

备注

1

T01

450硬质合金端面车刀

1

车端面

7 l0 [# i7 x9 Y( B$ x 2

- Q7 V2 {; b- k1 N2 K( Z T02

- a9 w6 ?8 M& B0 E7 i- t$ a φ5㎜中心钻

2 @# {' l5 ^2 o' ^ 1

钻φ5㎜中心孔

: A- }+ s" k" j' O8 r

( Z1 W+ p" [- k2 s 3

T03

6 d! V! ?3 [; q3 y0 ] φ26㎜钻头

3 F, L$ B6 ~# B0 _ 1

/ f7 z+ s% V: w5 @8 _ 钻底孔

$ M6 |) @ c4 I- t6 @; P; a

4

T04

镗刀

3 m4 Z* m4 t0 r' |# e8 H0 \ 1

; _0 `% V+ }8 K# ~ 镗内孔各表面

, v0 Q) Y( Z# E: `7 N4 y# t7 ?

& v% ^+ @- d9 j 5

) A: U- n2 E" R c; e7 A T05

- h1 X- @9 j* z: D) _, v 930右手偏刀

1

从右至左车外表面

) m/ y. {8 Z# M4 K7 m7 W, f

1 G% @7 D. b, b/ `! Z6 } 6

T06

930左手偏刀

/ I2 Z3 Z# m% G6 v! F! k1 M0 q% T# h4 A 1

9 k( X2 ?0 x4 x! | 从左至右车外表面

5 y( r f5 z8 [) J# ]1 c, Y3 S. L

7

0 c- q5 d5 f+ |% f0 @! \0 T$ F T07

) G* S6 Y$ e' W 600外螺纹车刀

7 s5 N- `& `0 H' g0 v 1

; O8 D& c6 T% e 车M45螺纹

" @9 g# |5 U2 M. D7 ~! X: [( h

' ^9 @2 Q# c! ?% W; V 编制

×××

审核

×××

% U N4 [4 ?: ~& k) \/ @ 批准

2 w* Y3 r- ]0 @) K ^ ×××

年 月  日

共 页

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（6）切削用量选择

根据被加工表面质量要求、刀具材料和工件材料，参考切削用量手册或有关资料选取切削速度与每转进给量，然后利用公式v _c=πdn/1000和v_f = nf，计算主轴转速与进给速度（计算过程略），计算结果填入工序卡中。

" l+ ]- q K5 w6 ~

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，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0.1～0.4㎜较为合适。

: z H- E$ W) P, c! [8 G

（7）数控加工工艺卡片拟订

) f' k: w" T1 B( ]! P

将前面分析的各项内容综合成表2所示的数控加工工艺卡片。

: k* |, S/ K! q) [

表2  轴承套数控加工工艺卡片

; N3 q6 r# n4 |" ~# `; x6 @ I9 i: ]& E8 d$ }; k- Q' C1 i6 k$ s* U, Z# g: E+ R" R9 p5 |: L3 Y- b8 O# B( O o6 G7 L$ z$ u3 m# P5 [, X& O0 }; E& l0 |9 n- G& j' L4 |8 U' j: `; G, X. l2 w& i3 C7 P! z- f) a, }2 ?; O7 i% I+ n/ d2 b9 b+ X9 R. D, w. M" K, K( {6 [ k- R( Y+ J: R1 \" K) A4 T y5 k$ e% `6 J% D$ ]% o& R5 T: ~0 c9 p2 Y+ z# l; J9 n4 n# `5 Z- P/ P9 o ]9 Q+ v- a% T/ T ~: o- c8 ~# i5 T9 {* u/ u2 P$ g$ k! J. V# V5 h+ ~; U% N* Z Z- i$ S" p7 Z5 z+ _: E$ m$ v

5 E# Q5 f. D$ y& u& Q; ? 单位名称		×××	" `, A% B$ E0 T0 ^ 产品名称或代号			7 Y3 t5 o8 L. g+ v; `2 b/ H+ l 零件名称		零件图号
			9 @' k( i( ]( n; I9 U; b' t ×××			% d# Z. }- [2 ~# j 轴承套		×××
& y# a4 a# a5 d; ~6 V 工序号		程序编号	% j$ @5 r7 G1 ~. u! z5 L 夹具名称			2 n' B* l; h; N; D; n, @) _0 h9 Q 使用设备		车间
9 G* w. X1 [+ _& t) t 001		×××	. e# ]/ ]3 B& d" A 三爪卡盘和自制心轴			+ |3 f& Z' e$ v" q1 ]7 v CJK6240数控车床		- Z8 d3 S7 Y3 i7 C" ^& t) v$ `. O) N) t 数控中心
3 O: V$ p* | G* F' [ 工步号	$ B6 t$ S7 j$ s7 C" G 工步内容 : O" f8 ?# J# D% | （尺寸单位 ㎜）			2 Z% R* X" G) o* G" b- V 刀具号	刀具、刀柄规格 / ㎜	主轴转速 $ ~& X9 I8 k3 E /r.min	进给速度 /㎜.min	背吃刀量 6 n- e& [" j6 o6 ~& H /㎜	4 b8 L4 C6 h8 F8 X- P$ A 备注
1

' O; b9 J% I( Z# w: B