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

  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。

( |6 P; K' S! X% A

通过上述分析，采用以下几点工艺措施。

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。

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。

( X- [' S0 D+ k9 r5 n- ]& I

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。

* G: Y! b0 ]) t+ ]: x" {& r

图1  轴承套零件

（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。

（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；

" u0 B3 Y5 W: r' c: V1 a

装夹方式：用三爪自动定心卡盘夹紧。

2 j) g* Q1 l0 p2 w" K6 M1 h8 `

②外轮廓加工

6 w' G' m- \) t/ n' z/ r* Y5 S

定位基准：确定零件轴线为定位基准；

* b. }" a* q% z+ }5 o3 k/ ]

0 ~. N1 \" [1 A; w" L2 m

图2  外轮廓车削装夹方案

3 y( e3 ?2 v, _" G! G! K

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）。

1 w6 `( [* e! R

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 。

表1  轴承套数控加工刀具卡片

; t8 e( Y {; u3 L1 u5 y6 r! Q/ t: |, A% Q* J8 }- g7 e7 b R3 L- k9 v# B1 _$ ]' z( i& e3 D) J# Y4 o) @$ y2 a' y# Q3 b% J! L9 H. _' R& v9 x) a# K; s, \- M4 {) {% b/ Y8 w2 n$ w# G& O' j) N4 X! Y) H5 o) B' Y2 |; m7 M+ z" Y9 q) t1 R) \! K9 D/ V' x; i9 _/ a- z* _ A6 P, C/ @- q; @. R3 X/ L) J/ H+ n& A* P6 m; m: w; h! K8 z; J/ c+ g. m, P b) P }, V/ F" |6 a; c0 q7 w$ H( ~1 c3 ?/ w. K! p9 s8 O- G/ v) ^ [5 S3 Z& S% K. V% X* s4 {4 o, Z# U7 K1 U/ L! p* A& N l# F5 q- W; b x( |& Z0 u( D8 `3 ?1 u$ Y/ m, |- \, T/ b- r1 d/ n; C8 j% W- L4 X9 g% G7 s/ O8 C! Y; O* E1 ~' _0 `3 ?$ J3 u$ W" E+ Z! m9 U1 c: ~6 B( O4 v5 R& Y, b m/ i8 t6 U) u6 q2 Y' D5 V6 ^& @: |! _: n0 ^9 [, z" ]! H9 [4 Z5 t; z; r/ y8 \1 O) b, u* ^4 E. |; T' A1 c' d2 M5 `+ g5 @9 {; }9 R$ W) ^$ t) L* @# P$ J* N1 a9 f U* T3 u/ I- g( ?2 h+ k2 U. D, A( G) J: a; U2 T/ @ j. U- [* T0 f4 K8 G/ y- O9 K% k7 E; _; {* S0 l: ~4 r( |, a$ P2 B# v' I: b3 g7 Y: |6 x2 _- Z0 g7 t- A) o# j/ [: p4 D7 q0 h _ a: E* O. `0 K- D5 \6 `3 _+ `+ ^; u2 T" r4 { w* k/ w" m$ g3 Z) X* @! [9 K* i; q- s, {2 X7 z, O. j o: |/ S& {

# ?3 G. m! K% k! e 产品名称或代号

3 E+ e. V( q- k% P4 R ×××

@% ^' F+ L, W7 p2 \5 r$ ] 零件名称

+ u4 n7 B0 Z! h3 K9 d$ a3 e 轴承套

3 m! Q" p2 ^4 k% n8 k$ W( ?+ C 零件图号

- u. U0 O$ b% N7 ? ×××

序号

4 [8 M4 t/ Y% `2 y* w 刀具号

/ E& f, O' r# x+ X, j 刀具规格名称

; f. j- d) R3 d$ I& U' { 数量

加工表面

备注

1

) ^; c9 E) c2 }/ m% Q, {$ u; n( T T01

450硬质合金端面车刀

1

B' V% K3 Z. V3 o 车端面

# D3 O7 a& E: q7 C9 I 2

T02

& r0 w7 [8 A& g- \/ S φ5㎜中心钻

0 B( u d( ?4 F! R% a# Q 1

& b( G& }( K+ o5 Z 钻φ5㎜中心孔

, }0 m) }' i+ Y. [% ~4 ]( c9 D5 c

3

T03

φ26㎜钻头

1

钻底孔

4

# l1 T; ?/ Y" S L2 e6 D1 _ T04

镗刀

w: v& ?* f0 f+ c) m+ ^ 1

' d$ O6 y/ E+ ~ 镗内孔各表面

& y, } `. ?- c$ w; `

5

: B' `* Q, G/ ?5 D" T8 P T05

930右手偏刀

1

从右至左车外表面

6

4 ?+ K5 k- `: d3 j( @ T06

. J* h+ |/ P1 B! _9 D 930左手偏刀

1

- E j$ v3 P. v' O; e 从左至右车外表面

+ r) i1 U7 V7 `/ i, e

7

4 E: r. R b. e T07

600外螺纹车刀

" X% T. V8 l, u1 Y 1

车M45螺纹

编制

. J2 M# j: h0 b+ w, J ×××

( i* z) J0 f" Q0 K* ` 审核

×××

7 k! D* Z/ H1 ?$ E 批准

×××

年 月  日

共 页

6 C: c0 Y+ e z5 v9 U" F 第  页

- D; D% B9 w a+ z3 O1 d

（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。

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。

（7）数控加工工艺卡片拟订

6 A3 A: h2 c; F8 c4 W* ?) G

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。

! G9 x9 V& Y. l' }8 ^5 g) c) I

表2  轴承套数控加工工艺卡片

! t3 E, Y- g X$ h3 y% ~* Z- e) p2 o# C0 ?& g3 ]) f7 @5 |5 F6 h+ r* S" s4 t9 F5 r+ q. C% y% R! W0 f9 Y H" a& ?) B3 O( ]& F6 T9 g: N: t" T2 e/ t1 O& \0 \0 H; q; t7 ?. Q- I" h- A; z* j3 U; X) v d- G4 K" s& T9 t+ R2 y; p7 J0 I2 A4 S# V! w4 ^* l: K8 ]" W# u7 u( q( I, b7 r2 x2 ], c: @& j8 @6 F- N9 ?) q3 h1 m5 O* |2 o0 K; X, i8 }! _! h5 d4 h0 ^) t1 I& ~% ]6 V0 R( T( K% d! C& ]) ^6 o9 O8 t7 Z3 T: r. _, K* E+ n; r& S, v2 ^5 ?+ q, F1 q8 _. R5 W1 {' P0 w- |: B- R; q8 B% r1 ~* R- P, m( I4 g/ B

单位名称		×××	" f, R, o- S& S+ x; W' t# L$ A 产品名称或代号			- {2 U9 k2 D' V. s5 v" t6 K, h 零件名称		8 e7 m2 J+ A9 V5 s+ K 零件图号
			×××			轴承套		, m% V! q. \ A* [ t; V/ P ×××
; g! Y* y5 I3 T I4 V 工序号		7 t9 J' G( Q) k6 X 程序编号	! v% y2 a& o0 p7 Y, _ 夹具名称			使用设备		车间
001		7 |/ p J& q ]) O9 _$ l ×××	三爪卡盘和自制心轴			2 z) T+ j- B- v; @4 v$ _ CJK6240数控车床		& e0 m! `5 f3 ]" f 数控中心
工步号	* I9 u8 v8 o3 y2 J 工步内容 * h) H) T9 ~* W& t, B, [ （尺寸单位 ㎜）			4 J0 e) S- i& C; M; U 刀具号	U) f. `; Z3 a- J) J 刀具、刀柄规格 + P0 l1 b7 Z& _* z / ㎜	主轴转速 % B+ V8 f4 ~# I/ M$ p1 ]3 w /r.min	6 z/ w/ L& e# U+ {' o 进给速度 /㎜.min	3 \% t& u8 J0 v* P. w; Z8 S 背吃刀量 3 m* ] o! h" e, n" V1 Q /㎜	/ a4 C+ z' D7 ` 备注
" V; y# a6 w! U e 1

" j* \0 @( S0 q* R1 Q