数控机床加工工艺实例分析.pptx

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1、4 41 1 大批量生产零件数控车削加工工艺 4.1.14.1.1零件介绍 图41所示为铜接头零件简图。该零件材料为HPb591，毛坯为30铜六方冷拔型材，是国内某精密仪器厂接洽日本的定单零件，为大批量生产类型产品。该零件为外圆柱面、内外螺纹、内圆柱孔、内圆锥孔、内外环槽等表面组成的零件，加工表面较多，适合在数控车床上加工。图4 41 1 铜接头零图 第1页/共57页 该零件有众多的精度要求：大端内螺纹RC1/2，大端内螺纹倒角145，小端内孔直径，连接小端内孔与大端内螺纹的内锥孔长16.5、大径10.7，小端外径11，外螺纹G1/2，大端端面229，大端外表面刻字6.8。以及其它各轴向尺寸、

2、粗糙度要求等。此外，零件上不得有毛刺伤痕及油污，未注公差0.1。6.8孔P处不得有毛刺，但倒角不得大于0.3。零件上11外圆、G1/2螺纹、Rc1/2内螺纹6.8孔与G1/2螺纹、Rc1/2内螺纹有同轴度要求，6.8与G1/2一次装夹加工，以保证同心。上述技术要求决定了需加工的表面及相应加工方案（见表41）。第2页/共57页2 2定位基准的选择 因因该该零零件件为为大大批批量量，采采用用普普通通机机床床和和数数控控机机床床共共同同加加工工完完成成，见见表表9 91 1综综合合工工艺艺过过程程卡卡。按按工工序序分分散散原原则则、先先粗粗后后精精原原则则划划分分工工序序，其其整整个个工工艺艺流流程

3、程分分两两大大部部分分：一一部部分分是是下下料料和和粗粗加加工工部部分分，在在普普通通机机床床上上完完成成，粗粗加加工工的的定定位位基基准准是是用用三三爪爪卡卡盘盘以以外外六六方方、各各端端面面配配合合定定位位；另另一一部部分分是是精精加加工工和和螺螺纹纹加加工工部部分分，在在数数控控车车床床上上完完成成，按按装装夹夹方方式式划划分分为为两两个个工工序序，外外螺螺纹纹加加工工等等以以外外六六方方和和大大端端面面定定位位是是一一个个工工序序，内内螺螺纹纹加加工工等等使使用用专专用用夹夹具具(如如图图9 94 4所所示示)以以外外螺螺纹纹面面、大大端端左端面定位是另一个工序。（见表左端面定位是另一

4、个工序。（见表9 92 2表表9 98 8）第3页/共57页3 3工艺方案拟定（1 1）下料）下料 车端面、切断车端面、切断（2 2）外表面各部分）外表面各部分 粗车粗车精车精车（3 3）钻孔）钻孔 小端钻盲孔小端钻盲孔5.55.5；大端钻孔；大端钻孔1515（4 4）钻锥孔）钻锥孔 锥形钻头钻锥孔锥形钻头钻锥孔（5 5）切切退退刀刀槽槽、外外螺螺纹纹 切切槽槽2.5182.518，精精车车螺螺纹纹G1/2G1/2（6 6）切切内内槽槽、内内螺螺纹纹 切切内内槽槽2.5222.522、精精车车内内螺螺纹纹R Rc1/2c1/2。第4页/共57页4.1.3 4.1.3 铜接头综合工艺过程卡和工序

5、卡1 1铜接头综合工艺过程卡 表4 41 1 铜接头综合工艺过程卡 零件名称零 件材料毛坯种类毛 坯硬度毛 重/kg净重/kg车型每车件数铜接头HPb591冷拔型材工序号工序名称设备名称夹具进给量/mm/r主轴转速/r/min切削速度/m/min冷却液负荷/%1下料卧 式车床三 爪 平 卡盘2粗车小端外圆卧 式车床三 爪 平 卡盘3粗车小端面及钻孔卧 式车床三 爪 平 卡盘4粗车大端面及钻孔卧 式车床三 爪 平 卡盘5钻锥孔卧 式车床三 爪 平 卡盘6精车小端面各部数 控机床三 爪 平 卡盘7精车大端面各部数 控机床专用夹具编制审核批准共1页第1页第5页/共57页2 2工序卡 表4 42 2

6、铜接头工序卡 机械加工工序卡零件图号零件名称文件编号第 页CF-AD316Z0铜接头工序号工序名称材料1下料HPb59-1加工车间设备型号夹具CW6140A三爪平卡盘工步号工步内容刀具量具及检具1车端面切断刀12切断切断刀1游标卡尺编制校对审定批准第6页/共57页表4 43 3 铜接头工序卡 机械加工工序卡零件图号零件名称文件编号第 页CF-AD316Z0铜接头工序号工序名称材料2车小端外圆HPb59-1加工车间设备型号夹具C6140A1三爪平卡盘工步号工步内容刀具量具及检具1粗车11外圆至12.6外圆车刀1游标卡尺2粗车20.8外圆至22.6外圆车刀2游标卡尺编制校对审定批准第7页/共57页

7、表4 44 4 铜接头工序卡 机械加工工序卡零件图号零件名称文件编号第 页CF-AD316Z0铜接头工序号工序名称材料3粗车小端面及钻孔HPb59-1加工车间设备型号夹具CM6125三爪平卡盘工步号工步内容刀具量具及检具1车小端面车刀游标卡尺2钻6孔至5.5，孔深185.5钻头编制校对审定批准第8页/共57页表4 45 5 铜接头工序卡 机械加工工序卡零件图号零件名称文件编号第 页CF-AD316Z0铜接头工序号工序名称材料4粗车大端面及钻孔HPb59-1加工车间设备型号夹具CM6125三爪平卡盘工步号工步内容刀具量具及检具1车大端面车刀游标卡尺2钻Rc1/2螺纹底孔，孔深1715钻头编制校对

8、审定批准第9页/共57页表4 46 6 铜接头工序卡 机械加工工序卡零件图号零件名称文件编号第 页CF-AD316Z0铜接头工序号工序名称材料5钻锥孔HPb59-1加工车间设备型号夹具CM6125三爪平卡盘工步号工步内容刀具量具及检具1成形钻头钻锥形孔锥形钻头编制校对审定批准第10页/共57页表4 47 7 铜接头工序卡 数控加工工序卡零件图号零件名称文件编号第 页CF-AD316Z0铜接头工序号工序名称材料6精车小端面各部HPb59-1加工车间设备型号夹具CNC6132三爪平卡盘工步号工步内容刀具走刀次数量具及检具1精车小端面、11外圆、20.8端面、G1/2螺纹底径至20.9和车大端左端面

9、倒角及退刀槽车刀T01游标卡尺2精车6.8到尺寸车刀T021塞规3精车G1/2螺纹到尺寸外螺纹车刀T036螺纹环规编制校对审定批准第11页/共57页表4 48 8 铜接头工序卡 数控加工工序卡零件图号零件名称文件编号第 页CF-AD316Z0铜接头工序号工序名称材料7精车大端面各部HPb59-1加工车间设备型号夹具CNC6132专用夹具工步号工步内容刀具走刀次数量具及检具1精车大端面至21.5、靠倒角2-29（30）、精车内螺纹Rc1/2大径、车内槽2.522专用车刀T01游标卡尺2精车内螺纹Rc1/2到尺寸内螺纹车刀T027螺纹塞规3精车内锥孔到尺寸车刀T031塞规编制校对审定批准第12页/

10、共57页3.3.数控加工走刀路线图 表4 49 9 数控加工走刀路线图 数控加工走刀路线图零件图号CF-AD316Z0工序号6工步号1程序号O0099机床型号CNC6132程序段号加工内容精车小端外圆柱面、端面、倒角及退刀槽共1页第 页 符号含义抬刀下刀编程原点起刀点走刀方向走刀线相切爬斜坡铰孔行切第13页/共57页4 4刀具调整图 图4 42 2 工序6 6（小端外轮廓精加工）刀具调整图 第14页/共57页图4 43 3 工序7 7（大端外轮廓精加工）刀具调整图 第15页/共57页5 5专用夹具 图4 44 4 工序7 7专用夹具零件图 第16页/共57页4 42 2 数控铣削加工工艺实例分

11、析 4.2.1 4.2.1 零件介绍 典型零件如图45所示，该零件为铸造件(灰口铸铁)，铣削上表面、最大外形轮廓、挖深度为2.5mm的凹槽、钻8个5.5和5个6.5的孔。公差按ITl0级自由公差确定，加工表面粗糙度Ra63。制订加工工序。图4 45 5 盖板零件 第17页/共57页4.2.2 4.2.2 工艺分析 1 1工艺分析 该零件形状较典型，并且为轴对称图形，也便于装夹和定位。该例在数控铣削加工中有一定的代表性。（1）图样分析 该零件以22mm孔的中心线为基准，尺寸标注齐全；且无封闭尺寸及其他标注错误；尺寸精度要求不高。（2）加工工艺 该零件为铸造件(灰口铸铁)，其结构并不复杂，但对要求

12、加工部分需要一次定位二次装夹。根据数控铣床工序划分原则，先安排平面铣削，后安排孔和槽的加工。对于该工件加工顺序为：先铣削上平面；铣削轮廓；用中心钻点窝；钻5.5mm的孔；钻6.5mm的孔；然后，先用压板压紧工件，再松开定位销螺母，进行挖2.5mm深的中心槽。第18页/共57页2 2选择装夹和定位 该零件在生产时，可采用“一面、两销”的定位方式，以工件底面为第一定位基准，定位元件采用支撑面，限制工件在X、y方向的旋转运动和Z方向的直线运动，两个22mm的孔作为第二定位基准，定位元件采用带螺纹的两个圆柱定位销，进行定位和压紧。限制工件在X、y方向的直线运动和Z方向的旋转运动。挖2.5mm深的中心槽

13、时，先用压板压紧工件，再松开定位销螺母。在批量生产加工过程中，应保证定位销与工作台相对位置的稳定。第19页/共57页3 3选择铣刀和切削用量 铣削上表面选取25mm立铣刀(由于采用两个中心孔定位，不能使用端面铣刀)，先进行粗铣，留0.20.5mm余量，再进行精铣；最大外形轮廓铣削可选用直径较大的刀，根据余量决定铣削次数，最后余量加工应0.5mm；挖深度为2.5mm，选用直径8 mm的立铣刀；钻5.5和6.5的孔，先用3的中心钻点窝，再分别用5.5mm和6.5mm的麻花钻钻削。第20页/共57页4 4确定走刀路线 盖板挖槽走刀线路如图46所示，采用由内向外“平行环切并清角”或采用由外向内“平行环

14、切并清角”的切削方式。盖板钻孔走刀线路如图47所示。编程与工件坐标系大端22mm孔的中心点为坐标系原点，对刀点根据实际情况而定，定位销与工作台固定以后，可以套装一标准块，然后再进行定位。图4 46 6 盖板挖槽走刀路线 图4 47 7 盖板钻孔走刀路线 第21页/共57页4.2.3 4.2.3 加工工序卡片和刀具使用卡片盖板零件数控铣加工工序卡片和刀具使用卡片见表410和表411。表4 410 10 盖板零件数控铣加工工序卡片（单位名称）数控加工工序卡零件名称零件图号材 料02盖板HT 32-52工艺序号02夹具名称夹具编号使用设备XK5025工步号加工内容程序号刀具名称刀具规格/mm补偿号补

15、偿值主轴转速/rmin-1进给速度/mmmin-1进给倍率/%切削深度/mm加工余量/mm1铣平面粗立铣刀2520220030精402200200.52铣外轮廓粗立铣刀25H120220030精25H1402200100.53挖槽键槽铣刀8402200104点窝中心钻3800100205钻孔麻花钻5.5602200206钻孔麻花钻6.6025010注意事项启动机床回零后，检查机床零点。换刀后，应松开主轴锁定，并对Z轴进行对刀。正确操作机床，注意安全，文明生产第22页/共57页表4 411 11 盖板零件数控铣加工刀具使用卡片 编 号刀具名称刀具规格/mm数 量用 途刀具材料1立铣刀251铣平面

16、、轮廓合金镶条2键槽铣刀81挖孔高速刀（HSS）3麻花钻5.51钻孔高速刀（HSS）4麻花钻6.51钻孔高速刀（HSS）第23页/共57页4 43 3 加工中心加工工艺实例分析 4.3.1 4.3.1 零件介绍 在立式加工中心上加工如图48 所示盖板零件，零件材料为HT200，铸件毛坯尺寸(长宽高)为170mm170mm23mm。图4 48 8 盖板零件图 第24页/共57页4.3.2 4.3.2 工艺分析 1 1零件图工艺分析 该零件毛坯为铸件，外轮廓(4个侧面)为不加工面，主要加工A、B面及孔系，包括4个M16螺纹孔、4个阶梯孔及1个6OH7。尺寸精度要求一般，最高为IT7级。4-12H8

17、、60H7孔的表面粗糙度要求较高，达到只Ra0.8，其余加工表面粗糙度要求一般。根据上述分析，A、B面加工可采用粗铣-精铣方案；6OH7孔为已铸出毛坯孔，因而选择粗镗-半精镗-精镗方案；4-12H8宜采用钻孔-铰孔方案，以满足表面粗糙度要求。第25页/共57页2 2确定装夹方案 该零件形状比较规则、简单，加工面与不加工面的位置精度要求不高，可采用平口虎钳夹紧。但应先加工A面，然后以A面(主要定位基面)和两个侧面定位，用虎钳从侧面夹紧。第26页/共57页3 3确定加工顺序及走刀路线 按照先面后孔、先粗后精的原则确定加工顺序。总体顺序为粗、精铣A、B面-粗镗、半精镗、精镗60H7孔-钻各中心孔-钻

18、、锪、铰4-12H8和4-16孔-钻4-M16螺纹底孔-攻螺纹。由零件图可知，孔的位置精度要求不高，因此所有孔加工的进给路线按最短路线确定。图49、图410、图411、图412、图413为孔加工各工步的进给路线。第27页/共57页图4 49 9 镗60H760H7孔进给路线 return第28页/共57页图4 410 10 钻中心孔进给路线 return第29页/共57页图4 411 11 钻、铰4-12H84-12H8孔进给路线 return第30页/共57页图4 412 12 锪4-164-16孔进给路线 return第31页/共57页图4 413 13 钻螺纹底孔、攻螺纹进给路线 ret

19、urn第32页/共57页4 4刀具的选择 铣A、B表面时，为缩短进给路线，提高加工效率，减少接刀痕迹，同时考虑切削力矩不要太大，选择100硬质合金可转位面铣刀。孔、螺纹孔加工刀具尺寸根据加工尺寸选择，所选刀具见表412。第33页/共57页5 5切削用量的选择 铣A、B表面时，留0.2mm精铣余量；精镗60H7孔留0.1mm余量；4-12H8孔留0.1mm铰孔余量。查表确定切削速度和进给量，然后根据式vc=dn/1000、vf=nf、vf=nZfz计算各工步的主轴转速和进给速度。第34页/共57页4.3.3 4.3.3 填写数控加工工序卡片 将各工步的加工内容、所用刀具和切削用量填入表413 盖

20、板零件数控加工工序卡片。表4 412 12 盖板零件数控加工刀具卡片 产品名称或代号零件名称盖板零件图号序号刀具号刀 具加工表面备 注 规格名称 数量刀长mm1234567891011T01T02T03T04T05T06T07T08T09T10Tll100可转位面铣刀 3中心钻 58镗刀 59.9镗刀 60H7镗刀 11.9麻花钻 16阶梯铣刀 12H8铰刀 14麻花钻 9016铣刀 机用丝锥M16 l1ll1l11111铣A、B表面 钻中心孔 粗螳60H7孔 半精镗60H7孔 精镗60H7孔 钻4-12H8底孔 锪4-16阶梯孔 铰4-12H8孔 钻4-M16螺纹底孔 4-M16螺纹孔倒角攻

21、4-M16螺纹孔 编制审核批准年 月 日共 页第 页第35页/共57页表4 413 13 盖板零件数控加工工序卡片 单位名称产品名称或代号零件名称零件图号盖板工序号程序编号夹具名称使用设备车间平口虎钳TH5660A数控中心工步号工步内容刀具号刀具规格/mm主轴转速/rmin-1进给速度/mmmin-1背/侧吃刀量/mm备注123456789lo11121314粗铣A面 精铣A面 粗铣B面 精铣B面，保证尺寸15 钻各光孔和螺纹孔的中心孔 粗镗60H7孔至58 半精镗60H7孔至59.9 精镗60H7孔 钻4-12H8底孔至11.9 锪4-16阶梯孔 铰4-12H8孔 钻4-M16螺纹底孔至14

22、 4-M16螺纹孔端倒角 攻4-M16螺纹孔 T0lT01T0lT01T02T03T04T05T06T07T08T09T10T1110010010010035859.960H711.91612H81416M162503202503201000400460520500200100350300100804080404060503060303050402003.80.23.80.2自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动编制审核批淮年 月 日共 页第 页第36页/共57页4 44 4 数控线切割机床加工工艺实例分析 4.4.1 4.4.1 零件介绍 按照技术要求，完成图414所示内花

23、键扳手零件的加工。此零件毛坯料为100mm32mm6mm板料。图图4 414 14 内花键扳手零件 第37页/共57页4.4.2 4.4.2 工艺分析 1 1零件图工艺分析 此零件尺寸要求精度不高，但内外两个型面都要加工，有一定的位置要求。2 2确定装夹位置及走刀路线 因为该零件毛坯料为100mmX 32mmX 6mm板料，为防止工件翘起或低头，装夹采用两端支承方式。走刀路线是先切割内花键然后再切割外形轮廓。如图415所示。图4 415 15 零件装夹位置 第38页/共57页3 3穿丝点的位置 根据图纸所给参数，编制程序单生成切割轨迹时，注意穿丝点的位置（见图415所示）；可以用轨迹跳步。第3

24、9页/共57页轴类零件的数控车削加工实例分析 一、零件分析本例的轴类零件如图所示，通过对此零件的分析，首先确定其加工路 线：先粗精加工外形;切退刀槽;加 工螺纹;加工圆弧。然后就可以编制 程序了。第40页/共57页二、编程针对本次零件加工，采用法拉克系统进行编程：第41页/共57页O6006;(程序名)N10 T0101;(90车刀)N20 S1000M03;N30 G00X50.Z0.;N40 G01X-0.5F0.2;(车端面)N50 G00Z4.;N60 G00X47.S800.;N70 G71U2.R1.;(外径粗车循环)N80 G71P90Q150U0.5W0.1;第42页/共57页

25、N90 G00X19.Z1.S1000.F0.1;N100 G01X24.Z-1.5;(精车程序段)N110 Z-25.;N120 X28.;N130 X40.Z-45.;N140 Z-90.;N150 X46.N160 G70P90Q150;(精加工循环)N170 G00X100.Z100.;第43页/共57页N180 T0202;(换4mm切槽刀)N190 S300M03;N200 G00X35.Z-25.;N210 G01X19.F0.1;N220 G00X40.;N230 G00X100.Z100.;N240 T0303S500.;(换60螺纹刀)N250 G00X26.Z10.;N2

26、60 G76P011260Q100R100;(螺纹 复合循环)N270 G76X 21.4Z-21.R0.P1300Q400F2.;N280 G00X100.Z50.;第44页/共57页N290 T0404S800;(换尖刀)N300 G00Z-60.;N310 G00X40.5.;N320 G02U0.W-20.R30.F0.2;(粗 车圆弧)N330 G00W20.;N340 G01U-0.5;N350 G02U0.W-20.R30.F0.1;(精 车圆弧)N360 G00X42.;N370 G00X100.Z100.;N380 M05;(主轴停)N390 M30;(程序结束)第45页/共

27、57页三、数控车削加工操作1.加工准备(1)工件安装与校正。因为毛坯是 50150的45钢圆棒料，所以采用三爪自定心卡盘进行装夹。三爪自定心卡盘因其自动定心作用，能够保证工件被夹持部分基本上与车床主轴轴线同轴，但伸出部分特别是离卡爪较远部分需要敲击校正，才能使工件整个轴线与主轴轴线同轴。校正的任务是找出旋转工件的最高点并敲正。通常粗校时，因工件夹偏较多，为安全起见不开车，而用手扳动卡盘旋转，这时在车床导轨适当处找个参考点，与旋转的工件外圆比较，找出工件的最高点，用铜棒敲击。当旋动工件的外圆表面与参考点距离一样时，校正完成。当工件较小、较短且在安全状态许可时，可采用粉笔辅助校正，即手持粉笔，以刀

28、架为支点，开慢车，旋转到最高点即被擦上粉笔灰，用前面的办法进行校正。第46页/共57页(2)车刀选用。本次加工需要4把刀具，分别为90车刀、4m m切槽刀、60螺纹刀和 尖刀。第47页/共57页第48页/共57页第49页/共57页第50页/共57页(1)启动FANUC数控车床。开机前，操作应做好以下检查 工作：检查机床的防护门、电箱门等是否关闭;检查各润滑装置上油标的液面 位置是否充足;检查切削液是否充足;检查所选择的液压卡盘的夹持方向是否正确;检查切屑槽内的切屑是否已清理干净。开机：当以上检查均符合要求时，正式开机，开机步骤如表1所示。第51页/共57页机床通电后，操作者应做好以下 检查工作

29、：检查液冷却风扇是否启动，液 压系统是否启动;检查操作面板上各指示灯是否 正常，各按钮、开关是否正常;观察显示屏上是否有报警显 示，若有，则应及时处理;观察液压装置的压力，压力表 指示是否在正常的范围内;回转刀架是否可靠夹紧，刀具 是否有损伤。第52页/共57页(2)手动移动机床，使各轴位于机 床行程的中间位置。(3)数控机床的回零操作。回零操作又称回参考点操作，其目的是让数控车床能够识别机床坐标系，而机床坐标系是建立工件坐标系的基础。开机后回参考点，可消除屏幕显示的随机动态坐标，使机床有个绝对的坐标基准。在连续重复加工后，回 参考点可消除进给运动部件的坐标累积误差。回参考点操作，一般有手动操

30、作 回参考点和指令回参考点两种方法。手动操作回参考点的步骤，如表2所示。第53页/共57页(4)手动输了程序，并对工件进行 加工。3.测量工件采用游标卡尺对工件进行测量。4.停止数控车床(1)关机前的准备工作。检查循环情况：控制面板上循环启动的指示灯L E D熄灭，循环启动应 在停止状态;检查可移动部件：车床的所有 可移动部件都应处于停止状态;检查外部设备：如有外部输 入、输出设备，应全部关闭。第54页/共57页(2)关机步骤。关机步骤，如表3所示。(3)其他。对数控车床进行清洁和保养，整 理刀具、量具和工具。第55页/共57页小结与复习思考题 小结 本章主要通过生产中的具体零件，重点分析数控

31、机床加工工艺，并注重普通机床与数控机床在生产中结合，较完整地填写工艺文件，使学生对整个工艺过程有一个比较全面的认识和理解。并针对每类数控机床提供部分典型零件供学生进行实际的操作训练，了解数控加工的生产实际，熟悉数控加工生产环境，掌握数控机床加工工艺分析、数控程序编制流程、方法和数控机床的操作技能，以提高专业技术应用能力和综合技能。要求了解数控车床、数控铣床、加工中心及数控线切割机床及其加工的特点和对象；掌握车削加工、铣削加工及加工中心加工中的工艺处理；通过典型零件的加工实践，掌握数控机床的操作方法；能按零件图中的技术要求，完成中等复杂零件的数控机床加工工艺分析及加工。第56页/共57页谢谢您的观看！第57页/共57页