1、目 录一 零件图二 工艺分析.毛坯的确定总体的加工原装夹方式的确定.工件加工部位的具体分析三 工序设计划分加工阶段划分工序安排加工顺序四 刀具与切削参数刀具选择原则刀具的选择及规格确定刀具参数五 图形的数学处理六 走刀路线七 程序编写八 参考文献一 零件图二 工艺分析.毛坯的确定该零件的材料为锻 45 号钢的锻件,由于锻造的毛坯,可选用模锻的方法得到的毛坯的表面粗糙度可以达到 3.2m,由【】P121 页,钢质摸锻件公差及机械加工余量可分为两类:a Ra1.6m b Ra1.6m 因此在毛坯的选择上可以把毛坯定为 120mm160mm42mm.其它各个表面都以加工,都已经达到了图纸上的表面粗糙
2、度和尺寸的要求.所选的毛坯的高度高于工件的高度主要是为了,先把工件的上表面先进行粗精加工来保证工件的总高度为 38.5mm 的尺寸.总体的加工原则1）为了保证加工零件的精度和表面粗糙度的要求，适当的使用顺铣和逆铣的加工方法。在侧面表面粗糙度要求较高的情况要采用顺铣的方法:（2）尽量使走刀路线最短，减少空刀时间。所采取的方法是，对于孔的加工时，使各点的运动路线总和最短。在开始接近工件加工时，为了缩短加工时间，可使刀具在 Z 轴方向快速运动到零件表面 25mm 处，然后以工作进给速度开始加工。（3）在数控加工时，要考虑切入点和切出点的程序处理。用立铣刀的端刃和侧刃铣削平面轮廓零件时，为避免在轮廓的
3、切入点和切出点处留下刀痕，应沿轮廓外形的延长线切入和切出。对于切入点和切出点的选择一般是在零件轮廓两几何元素的交点处，在铣削平面轮廓时，为了防止留下划痕，影响零件的表面粗糙，要尽量避免在零件垂直表面的方向上下刀。铣削平面时，应采用不对称铣削方式，这样能获得较高的表面粗糙度。对于铣削零件内处轮廓的最终加工应尽量保证一次连续完成。具体方法先把槽腔部分铣削掉并在轮廓方向留有一定余量，然后进行轮廓连续精加工，以保证零件表面精糙度。装夹方式的确定有零件图所示可得知该零件外形规则,被加工部分的各尺寸,形位,表面粗糙度值都达到了较高的要求,零件图的结构简单,但是它包含了平面,圆弧,内外轮廓,挖槽,钻孔,镗孔
4、,铰孔的加工.大部分的尺寸均达到了 IT7-IT8 的等级.在加工时确定工件的装夹方式,由于该工件只有一个加工表面,只用一次装夹就可以完成所有的加工,一次装夹还可以减少因装夹而带来的误差.因此选用机用平口钳为该工件的夹具.在装夹时还因考虑以下的一些因素;a 采用机用平口钳,在装夹时首先要校正平口钳固定钳口使之与工作台 X 轴移动的方向平行,来保证在加工过程中坐标的准确性 .把几用平口钳固定后,就开始装夹工件,因零件有一个形位公差就是要保证凸台的上下表面的平行度要是 0.02mm 要保证着个公差就要在装夹前,在工件的下表面与钳口之间放入精度较高的平行垫块(垫块的厚度与宽度要适当),因为工件上有通
5、孔和凸台在放上垫块后要保证,加工是刀具不与垫块平口钳发生干涉,因凸台的高度为 10mm 因此毛坯在装夹好了后要保证毛坯要凸出平口钳 15mm25mm 防止加工时刀具撞上平口钳.垫块放的位置要通孔加工不到的位置,放垫块的目的还是为了防止在加工过程中发生变形.工件定位后,加紧力的大小也要适当,要使加紧后工件的变形和表面粗糙度的压伤程度必须在加工的精度允许的范围内.这样才能保工件准确定位位置和在加工过程中,在切削力在作用下不产生位移和震动.确保整个加工过程用的精度. 加工底面孔和定位孔，使用平口虎钳并且划线找正，如下图所示：b 加工凸轮和其他表面时采用压板和螺栓装夹，如下图所示：.工件加工部位的具体
6、分析由图纸分析可得知该工件的加工部位有六个,分别是 1.端面的加工 2.凸台的加工 3.凹槽的加工 4.15mm, 12mm 孔的加工 5. 38mm 孔的加工 6.右侧16mm 凹槽的加工.在却定了加工的部位,经过分析可以知道该工件可以在一次装夹就可以加工完成,因此在选择精基准时,分析该工件的加工主要是平面凸台,凹槽和孔的加工,所以就选择工件的上表面为精加工基准面,在加工时工件的坐标原点也在这个面内.分析得知的六个加工部位的加工方案的确定见下:1 首先是端面的加工,在加工完端面后要保证工件的高度尺寸为38 mm 以及上端面的表面粗糙度为 3.2m 由 【】P2 页 表 1-1 得出端02.面
7、的加工方案为粗铣精铣两步.A. 粗加工端面时可选用 100mm 可转位铣刀(5 个刀片)B. 精加工选用同一把刀具2 第二个加工部位是凹槽的加工以及除去凹槽内多余的岛屿.由于凹槽内侧的表面粗糙度达到了 1.6m,由【】P2 页表 1-1 可选的加工方案为粗铣精铣,就可一达到精度要求.因凹槽内的最小圆弧半径为 R20mm.A 因此在粗加工所选用的刀具半径要小于 20mm 可以选用 16mm 的三刃立铣刀.三刃立铣刀适用于铣削较深和较窄的台阶面和沟槽.由【】P23表 2-1 得.B 精加工凹槽的内表面,因内侧的表面粗糙度为 1.6m 为了要达到要求选用 12mm 的四刃立铣刀加工.3 凸台的加工几
8、粗去四周多余的岛屿.因凸台四周的表面粗糙度也为 1.6m和中间凹槽的相同,所以加工方案和刀具的选择就用相同的,也减少换刀的次数.4 15mm 12mm 孔的加工.由于孔的位置公差精度达到了 IT8 级,孔的直径尺寸精度达到了 IT6 级 ,孔的内表面的粗糙度为 1.6m. 都达到了很高的要求.由P3 表 1-2 查的 12mm 的孔的加工方案为:在加工前先点钻中心孔定位,然后在钻孔铰孔的加工方案.A 钻中心孔选用 3mm 中心钻定位.B 粗钻 12mm 的底孔,选用 11.8mm 的直柄麻花钻.C 扩钻 15mm 的底孔,选用 14.mm 的直柄麻花钻.D 精加工 12mm 的孔,选用 12m
9、m 的铰刀加工.E 精加工 15mm 的孔,选用 15mm 的铰刀加工.以上刀具的选择与铰孔加工的余量确定的.有关铰孔加工余量见【】P650页表 8-17,表 8-18 得出.在铰孔加工 12mm 孔钻完底孔后的余量为 0.2mm,所以就先用了选用 11.8mm 的直柄麻花钻. 15mm 的孔的余量也是 0.2mm.5.38mm 孔的加工. 由于孔的位置公差精度达到了 IT8 级,孔的直径尺寸精度达到了 IT6 级,孔的内表面的粗糙度为 1.6m.都达到了很高的要求.根据【】P3 页表 1-2 可选用的方案为: 在加工前先点钻中心孔定位,然后用钻孔扩孔粗镗精镗的方案.A 钻中心孔选用 3mm
10、中心钻定位.B 第一次钻 38mm 的底孔,选用 20mm 的直柄麻花钻.C 扩 38mm 的孔,选择 36mm 的锥柄麻花钻.D 粗镗 38mm 的孔,选择 37.5mm 的镗刀.E 精镗 38mm 的孔,选择 38mm 的精镗刀.以上刀具的选择与铰孔加工的余量确定的.有关铰孔加工余量见【】P650页表 8-17,表 8-18 得出.在加工余量表中第一次加工的孔为 20mm,然后扩孔要到到 36mm,粗镗后孔要达到 37.5mm.所以就选用了以上的刀具.6.加工右侧 16mm 的凹槽.由于它的内侧表面粗糙度也有 1.6m 尺寸精度也达到了 IT8 级的要求 .有【】 P1 表 1-1 可查,
11、选用粗铣精铣的加工方案.A 粗铣凹槽时选用 14mm 的三刃立铣刀.B 精铣凹槽时选用 12mm 的四刃立铣刀.三 工序设计划分加工阶段零件的加工质量要求较高时，往往不可能在一道工序内完成一个或几个表面的全部加工阶段。必须把整个加工过程按工序性质不同划分为几个阶段：(1) 粗加工阶段 在这一阶段中要切除大量的加工余量，使毛坯在形状和尺寸上接近零件成品，因此主要目标是提高生产率。(2) 半精加工阶段 在这一阶段中应为主要表面的精加工作好准备(达到一定加工精度，保证一定的加工余量)，并完成一些次要表面的加工(钻孔、攻螺纹、铣键槽等)，一般在热处理之前进行。（3） 精加工阶段 保证各主要表面达到图样
12、规定的尺寸精度和表面粗糙度要求，主要目标是全面保证加工质量。结合该工件的具体情况分析,该工件的加工阶段分为 a 粗加工阶段 b 精加工阶段主要是因为该工件的形状简单.在粗加工阶段主要是加工凸台,凹槽,孔的粗加工及除去多余的岛屿. 在精加工阶段主要是使工件保证各主要表面达到图样规定的尺寸精度和表面粗糙度要求，主要目标是全面保证加工质量。划分工序由于该工件只需要一次装夹就可以全部加工完成,就选择按所用刀具划分 刀具集中分序法加工工件，即在一次安装中尽可能用同一把刀具加工出可能加工的所有部位，然后再换一把刀加工其它部位。即以同一把刀具完成的那一部分工艺过程为一道工序。具体的工序见工艺过程卡片:工艺过
13、程卡片零件名称 零件材料 毛坯种类 毛坯硬度 毛重/kg 每车件数 45 锻件 模锻 工序号 工序名称 夹具进给量/（mm/r）主轴转速/（r/min）负荷/%1 粗加工 300 4502 端面加工 精加工 160 8003 粗加工 120 5004 凹槽的加工 精加工 100 8005 粗加工 120 5006 凸台的加工 精加工 100 8007 钻中心孔 120 12008 钻底孔 80 550912mm 孔的加工 铰孔 50 30010 钻中心孔 120 120011 钻底孔 80 55012 扩孔 20 5501315mm 孔的加工铰孔 50 30014 钻中心孔 120 12001
14、5 钻底孔 80 55016 扩孔 20 15017 粗镗孔 80 8501838mm 孔的加工精镗孔 40 100019 右侧 16mm凹槽的加工粗加工机用平口钳120 50020 精加工 100 800编制 审核 批准 共 页 第 页安排加工顺序加工顺序的原则;1）基面先行原则 加工一开始，总是先把精基面加工出来，因为定位基准的表面越精确，装夹误差就越小，所以任何零件的加工过程，总是首先对定位基准面进行粗加工和半精加工，必要时还要进行精加工。如箱体类零件总是先加工定位用的平面和两个定位孔，再以平面和定位孔为精基准加工孔系和其他平面。如果精基面不止一个，按照基面转换的顺序和逐步提高加工精度的
15、原则来安排基面和主要表面的加工。（2）先粗后精原则 各个表面的加工顺序按照粗加工半精加工精加工光整加工的顺序依次进行，这样才能逐步提高加工表面的精度和减小表面粗糙度。（3）先主后次原则 零件上的工作表面及装配面精度要求较高，属于主要表面，应先加工，从而能及早发现毛坯中主要表面可能出现的缺陷。自由表面、键槽、紧固用的螺孔和光孔等表面，精度要求较低，属于次要表面，可穿插进行，一般安排在主要表面加工达到一定精度后、最终精加工之前进行。（4）先面后孔原则 对于箱体、支架和机体类零件，平面轮廓尺寸较大，一般先加工平面，后加工孔和其他尺寸。因为一方面用加工过的平面定位，稳定可靠；另一方面在加工过的平面上加
16、工孔，比较容易，并能提高孔的加工精度，特别是钻孔，孔的轴线不易倾斜。在选定加工方法、划分工序后，工艺路线拟定的主要内容就是合理安排这些加工方法和加工工序的顺序在加上加工过程的工艺过程原则参考【】P165页，在决定工步时要考虑的因素有：1.加工共步安排要由粗渐精的原则。2.适当考虑刀具的运动轨迹，减少刀具空行程的移动量。3.减少刀具交换参数，节省辅助时间.4.在安排加工工序时建议参考下列次序：粗铣大端面粗镗孔半精镗孔立铣刀加工钻孔攻螺纹及倒角孔及平面的精加工（精铣、精镗、铰孔等） 。通过上面要考虑的因素和原则，可以确定把钻 12mm 的低孔和钻38mm 的低孔都用同一把刀，因为钻 38mm 的低
17、孔只是为了后面的扩孔做准备没有精度要求，这样就可以减少一次换刀，可以节省一写时间。有了这些分析就可以得出工件的工艺过程。工艺过程见下面工艺过程卡片：工艺过程卡片数控加工工序卡 零件名称 零件图号 材 料 01 01 45 锻件工艺序号 01 夹具名称 机用平口钳 夹具编号 01 使用设 备 工步号加工内容 程序号 刀具名称补偿号补偿值主轴转速/rmin-1进给速度/mmmin-1切削深度/mm加工余量/mm1 粗铣上表面 N1N11 面铣刀 H1 450 300 10 0.32 精铣上表面 N12N22 面铣刀 H1 800 160 10 03 粗加工中间凹槽 N23N62 平底铣刀 H2/D
18、2 8.2 500 120 10 0.24 粗加工凸台 N23N62 平底铣刀 H2/D2 500 120 10 0.25 点钻中心孔 N63N72 中心钻 H3 1200 120 2 06 钻 12mm 的底孔 N73N82 麻花钻 H4 550 80 45 .027 钻 38mm 的底孔 N83N89 麻花钻 H4 550 80 45 12.18 扩 38mm 的孔 N90N96 麻花钻 H5 150 20 45 29 扩 15mm 的孔 N97N107 平底铣刀 H6 550 20 15 0.210 粗加工右侧凹槽 N108N121 平底铣刀 H7/D7 7.2 500 120 10 0
19、.211 精加工中间凹槽侧面 N108N127 平底铣刀 H8/D8 8 800 100 0 012 精加工凸台侧面 N108N127 平底铣刀 H8 800 100 0 013 精加工右侧凹槽侧面 N108N127 平底铣刀 H8 800 100 0 014 粗镗 38mm 的孔 N122N128 粗镗刀 H9 850 80 45 0.2515 精镗 38mm 的孔 N129N135 精镗刀 H10 1000 40 45 016 铰 12mm 的孔 N136N142 绞刀 H11 300 50 45 017 精加工 15mm的孔 N143N151 平底铣刀 H12 300 50 15 0注意
20、事项四 刀具与切削参数刀具选择原则平面工件周边轮廓的加工，采用立铣刀；铣削平面时，应选用硬质合金刀片铣刀；加工凸台，凹槽时，选用普通硬质合金、超细晶粒硬质合金、涂层或高速钢立铣刀；加工毛坯表面或粗加工时，可选取镶硬质合金刀片的玉米铣刀；对一些立体型面和变斜角轮廓外开的加工常采球头铣刀，环形铣刀、锥形铣刀和盘形铣刀。一般情况，下粗加工采用 46 刃铣刀，精加工时采用武之地 24 刃铣刀。背吃刀量或侧吃刀量的选取主要由加工余量和对表面质量的要求决定。（1） 、在工件表面粗糙度值要求为 Ra12.525m 时，如果圆周铣削的加工余量小于 5mm，端铣的加工余量小于 6mm,粗铣一次进给就可以达到要求。但在余量较大，工艺系统刚性较差或机床动力不足时，可分两次进给完成。（2） 、在工件表面粗糙度值要求为 Ra3.212.5 时，可分粗铣和半精铣两步进行。粗铣时背吃刀量或侧吃刀量选取同前。粗铣后留 0.51.0mm 余量，在半精铣时切除。（3） 、在工件表面粗糙度值要求为 Ra0.83.2m 时，可分粗铣、半精铣、精铣三步进行。半精铣时背吃刀量或侧吃刀量取 1.52mm;精铣时圆周铣侧刀量取 0.30.5mm,面铣刀背吃刀量取 0.51mm。刀具的选择及规格 有了以上对工件六个加工部位,加工方案的分析以及对各部分加工所需要的刀具的确定就可以列出加工该工件所需要的刀具卡片.见下:
