例如，要编程加工图5-48所示的φ4mm的系列孔，图中的其他表面已经加工完成，工件材料为45钢。零件图的分析该工件的材料为硬铝，切削性能较好，加工部分凸台的精度不高，可以按照图样的基本尺寸进行编程，一次铣削完成。工件的安装本例工件毛坯的外形是圆柱形，为使工件定位和装夹准确可靠，选择两块V形块和机用虎钳来装夹。......
2023-06-26
典型零件的数控加工工艺分析实例
【摘要】：零件材料为45 钢，无热处理和硬度要求。表7-1数控加工工艺卡2.平面凸轮零件数控铣削加工工艺分析平面凸轮零件如图7-9所示，本工序数控铣削加工为铣凸轮槽，其他表面已加工，材料为HT200。数控铣削加工工艺分析如下。
1.轴类零件数控车削工艺分析
典型轴类零件如图7-8所示，零件材料为45 钢，毛坯为φ70 mm，试对该零件进行数控车削工艺分析。
图7-8 典型轴类零件
（1）零件图工艺分析。该零件主要由圆柱、圆锥、圆弧及螺纹等表面组成。该零件尺寸标注完整，其中多个直径尺寸有较高的尺寸精度和表面粗糙度等要求；球面Sφ50 mm 的尺寸公差对球面形状（线轮廓）误差有控制作用。零件材料为45 钢，无热处理和硬度要求。
根据上述分析，在工艺上可采取以下几点措施。
①对图样上给定的几个精度要求较高的尺寸，因其公差数值较小，故编程时不需要取平均值，而全部取其基本尺寸即可。
②对于轮廓线上的三处圆弧，由于其中的两处为既过象限又改变进给方向的轮廓曲线，因此在加工时应进行机械间隙补偿，以保证轮廓曲线的准确性。
③为便于装夹，坯件左端可预先车出夹持部分（图中双点划线部分），右端面也应先粗车并钻好中心孔。
（2）确定零件的定位基准。选定零件坯料轴线和左端大端面为定位基准。
（3）确定装夹方案。左端采用三爪自定心卡盘定心夹紧，右端采用活动顶尖支承的装夹方案。
（4）确定加工顺序和进给路线。根据车削加工的特点，加工顺序按由粗到精、由近到远（由右到左）的原则确定，即先从右到左进行粗车（留精加工余量），然后从右到左进行精车，最后车削螺纹。
（5）刀具选择
①选用φ5 mm 的中心钻，钻中心孔。
②粗车选用90°硬质合金右偏刀，由于外圆上有圆弧表面，为防止副后刀面与工件轮廓干涉，副偏角不宜太小，可取κ′r=35°
③精车选用90°硬质合金右偏刀，车螺纹选用60°硬质合金螺纹车刀，刀尖圆弧半径应小于轮廓最小圆角半径，取r=（0.15～0.2）mm。
（6）切削用量的选择
①切削深度的选择。轮廓粗车ap=3 mm，精车ap=0.25 mm；螺纹粗车ap=0.3 mm，逐刀递减，精车ap=0.1 mm。
②主轴转速的选择。车外圆及圆弧时，粗车切削速度选vc=90 m/min，精车切削速度选vc=120 m/min，计算后得主轴转速：粗车500 r/min，精车1 200 r/min。车螺纹时主轴转速为320 r/min。
③进给量的选择。根据加工实际情况，确定粗车进给量为0.3 mm/r，精车进给量为0.15 mm/r。
（7）填写数控加工工艺卡。综合上述分析，将分析结果填入数控加工工艺卡片中，如表7-1所示。数控加工工艺卡是编制加工程序和进行数控加工的指导性文件，主要内容包括工步顺序、工步内容、各工步所用刀具及切削用量数值等。
表7-1 数控加工工艺卡
2.平面凸轮零件数控铣削加工工艺分析
平面凸轮零件如图7-9所示，本工序数控铣削加工为铣凸轮槽，其他表面已加工，材料为HT200。数控铣削加工工艺分析如下。
（1）零件图工艺分析。该零件凸轮轮廓由HA、BC、DE、FG 和直线AB、HG 及过渡圆弧CD、EF 组成。组成轮廓的几何元素关系清楚，尺寸标注完整，表面粗糙度要求较高。凸轮内、外轮廓（即凸轮两侧面）面对X 面有垂直度要求。零件材料为HT200，切削加工性能较好。
根据以上分析，采取的工艺措施是：槽的内、外轮廓铣削应分粗、精加工两个阶段进行，以保证表面粗糙度要求；槽内、外轮廓对X 面有垂直度要求可通过提高装夹精度，使X面与铣刀垂直即可保证。
（2）确定零件的定位基准。定位基准采用“一面两孔”定位，即用X 面、两基准孔φ35 mm 和φ12 mm 作定位基准。
图7-9 平面凸轮零件
（3）确定装夹方案。“一面两孔”定位方式如图7-10所示。两定位销为：一个为带螺纹的圆柱销，另一个为带螺纹的削边销，通过两定位销上螺母进行夹紧。
图7-10 “一面两孔”定位方式
（4）确定加工顺序及走刀路线。加工顺序的拟定按照先内后外、先粗后精的原则确定。在数控铣削加工平面槽形凸轮时，深度进给有两种方式：一种是在XZ （或YZ）平面内来回铣削逐渐进刀到规定深度；另一种是先打一工艺孔，然后从工艺孔进刀到规定深度。本工序中，进刀点选在P 点（150，0），刀具来回铣削，逐渐加工到规定深度。当加工到规定深度后，刀具在XY 平面内运动，铣削凸轮轮廓。为保证凸轮轮廓表面有较高的表面质量，采用顺铣方式，即从P 点开始，对外轮廓按顺时针方向铣削，对内轮廓按逆时针方向铣削。
（5）刀具选择。根据零件结构特点，铣削加工凸轮槽的内、外轮廓时，铣刀直径受槽宽限制，同时考虑到铸铁加工性能较好，选用φ18 mm 粗、精硬质合金立铣刀各一把，分别用于粗、精加工。
（6）切削用量的选择。凸轮槽的内、外轮廓精加工余量取0.2 mm，主轴转速与进给速度通过查切削手册，经过相应计算确定，具体数值见表7-2。
（7）填写数控加工工艺卡。综合上述分析，将分析结果填入数控加工工艺卡片中，如表7-2所示。
表7-2 平面凸轮数控加工工艺卡
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