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1、 （1）根据给定样图编制火箭模型工艺品的加工工艺规程;（2）根据工艺方案加工火箭模型工艺品设计并制作所需专 用刀具;（3）设计并制作加工火箭模型工艺品所需专用夹具;（4）薄壁件加工的特点，掌握减少薄壁件变形的方法;（5）加工火箭模型工艺品组件;（6）火箭模型工艺品零件质量检验及质量分析。项目目标项目目标项目内容项目内容完成如图14-1所示火箭模型组合体零件的加工。详见课本详见课本P P189189-P-P195195项目项目知识知识一、件1任务知识1 1.薄壁件的特点薄壁件的特点2 2.车削薄壁套筒零件对刀具的要求车削薄壁套筒零件对刀具的要求1）选用合理选用合理的切削用的切削用量量2）合理选择
2、合理选择刀具的几刀具的几何角度何角度3 3.件件1 1工艺分析工艺分析4 4.件件1 1加工的工艺过程分析加工的工艺过程分析 （1）根据技术要求，零件外圆曲面应光滑无刀痕、无毛刺，且尺寸精度和表面粗糙度要求较高。因此，外椭球面需一次装夹加工完成，并按粗车、精车两个工步进行车削，粗、精加工刀具应分开。（2）外椭球面车削时无装夹的地方，内轮廓有内螺纹，因此可以想到用工艺辅助件，配合加工外椭球面（见表14-1中工序07）。（3）内椭球面加工也有一定困难，相当于端面圆弧，因此在选择刀具时，刀具的主副偏角要大，这样才能保证刀具加工到内椭球面底部时，刀具和工件已加工表面不发生干涉情况，而且刀具在安装时，刀
3、尖要对准工件回转中心线，如图14-2所示。（4）注意内螺纹孔与外圆的同轴度要求及端面与外圆中心线的垂直度要求都很高。因此，以毛坯外圆为基准加工大端面及内螺纹时，必须采用先加工外圆表面，再加工大端面和内螺纹的方法来减小工件的圆周跳动，并用百分表找正，才能保证加工要求。另外，车端面时要保证总长尺寸。5 5.火箭模型（件火箭模型（件1 1）刀具及切削用量的选择）刀具及切削用量的选择6 6.件件1 1数控加工程序单数控加工程序单二、件2任务知识1 1.薄壁工件的加工特点薄壁工件的加工特点 1.1.因工件壁较薄，因工件壁较薄，在夹紧力的作用下容易在夹紧力的作用下容易产生变形，从而影响工产生变形，从而影响
4、工件的尺寸精度和形状精件的尺寸精度和形状精度。度。3 3.在切削力尤其是背向力在切削力尤其是背向力的作用下，容易产生振动和变形，的作用下，容易产生振动和变形，影响工件的尺寸精度、表面粗糙影响工件的尺寸精度、表面粗糙度、形状精度和位置精度。度、形状精度和位置精度。2.2.因工件壁较薄，因工件壁较薄，切削热会引起工件热变切削热会引起工件热变形，使工件尺寸难以控形，使工件尺寸难以控制。制。2 2.防治和减少薄壁工件变形的方法防治和减少薄壁工件变形的方法把薄壁工件的加工分为粗车和精车两个阶段。粗车时夹紧力稍大些，变形虽然也相应大些，但是由于切削余量比较大，不会影响工件的最终精度；精车时夹紧力可稍小些，
5、一方面夹紧变形小，另一方面精车时还可以消除粗车时因切削力过大而产生的变形。（1 1）合理选择刀具的几何参数。精车薄壁工件时，要求刀柄的刚度高，车刀的修光刃不宜过长（一般取0.20.3 mm），刃口要锋利。（2 2）应用轴向夹紧夹具。车削薄壁工件时，尽量不使用径向夹紧，而优先选用轴向夹紧的方法，如图14-4所示。薄壁工件装夹在车床夹具体内，用螺母的端面来夹紧工件，使夹紧力F沿工件轴向分布，这样可以防止薄壁工件内孔产生夹紧变形。（4 4）增加装夹接触面积。使用开缝套筒或特制的软卡爪，如图14-3所示，增大装夹时的接触面积，使夹紧力分布在薄壁工件上，避免夹紧时工件产生变形。（3 3）增加工艺肋。有些
6、薄壁工件可以在其装夹部位特制几根工艺肋，以增强刚度，使夹紧力更多地作用在工艺肋上，以减少工件的变形。加工完毕后，再去掉工艺肋，如图14-5所示。（5 5）浇注充分的切削液。浇注充分的切削液可降低切削温度减少工件热变形，是防止和减少薄壁工件变形的有效方法。（6 6）图14-3 开缝套筒和软卡爪图14-3 轴向夹紧夹具1夹具体；2薄壁工件；3螺母图14-5 增强工艺肋防止薄壁工件变形1工艺肋；2薄壁工件3 3.车削薄壁工件时切削用量的选择车削薄壁工件时切削用量的选择 （1）在机械传动中，一般多采用曲柄滑块机构来实现运动形式的转）在机械传动中，一般多采用曲柄滑块机构来实现运动形式的转换，使回转运动转
7、变为往复直线运动或使往复直线运动转变为回转运动，换，使回转运动转变为往复直线运动或使往复直线运动转变为回转运动，偏心轴、曲柄、曲轴都是偏心工件的实例。偏心轴、曲柄、曲轴都是偏心工件的实例。（2）偏心工件就是外圆与外圆、内孔与外圆的轴线平行但不重合的）偏心工件就是外圆与外圆、内孔与外圆的轴线平行但不重合的工件。其中，外圆与外圆偏心的工件称为偏心轴；外圆与内孔的轴线相工件。其中，外圆与外圆偏心的工件称为偏心轴；外圆与内孔的轴线相互平行但不重合的工件，称为偏心套。两轴线之间的距离称为偏心距互平行但不重合的工件，称为偏心套。两轴线之间的距离称为偏心距e。（3）偏心轴、偏心套一般都在车床上加工。其基本原
8、理基本相同，）偏心轴、偏心套一般都在车床上加工。其基本原理基本相同，都是通过采取适当的装夹方法，将需要加工的偏心外圆或内孔的轴线校都是通过采取适当的装夹方法，将需要加工的偏心外圆或内孔的轴线校正到与机床主轴轴线重合的位置后，再进行车削。正到与机床主轴轴线重合的位置后，再进行车削。4 4.偏心工件的特点偏心工件的特点 （4）根据偏心工件的数量、形状、偏心距的大小和精度不同，偏心）根据偏心工件的数量、形状、偏心距的大小和精度不同，偏心工件可以在车床上用三爪自定心卡盘、四爪单动卡盘和用两顶尖装夹进工件可以在车床上用三爪自定心卡盘、四爪单动卡盘和用两顶尖装夹进行车削。在成批生产或偏心距精度要求较高时，
9、则采用专用偏心夹具车行车削。在成批生产或偏心距精度要求较高时，则采用专用偏心夹具车削。削。（5）三爪自定心卡盘上车削偏心工件垫片厚度计算为）三爪自定心卡盘上车削偏心工件垫片厚度计算为 其中，其中，x为垫片厚度（为垫片厚度（mm）；）；e为工件偏心距（为工件偏心距（mm）；）；k为偏心距修为偏心距修正值，其正负值按实测结果确定（正值，其正负值按实测结果确定（mm）；）；e为试切后的实测偏心距误差为试切后的实测偏心距误差值（值（mm）；）；e测为试切后的实测偏心距（测为试切后的实测偏心距（mm）。）。（6）偏心的基本原理。把所要加工偏心部分的轴线找正到与车床主）偏心的基本原理。把所要加工偏心部分的
10、轴线找正到与车床主轴轴线重合，在三爪自定心卡盘的任意一个卡爪与工件基准外圆柱面轴轴线重合，在三爪自定心卡盘的任意一个卡爪与工件基准外圆柱面（已加工好）的接触部位之间，垫上一预先选好厚度的垫片，使工件的（已加工好）的接触部位之间，垫上一预先选好厚度的垫片，使工件的轴线相对车床主轴轴线产生等于工件偏心距轴线相对车床主轴轴线产生等于工件偏心距e的位移，夹紧工件后即可车的位移，夹紧工件后即可车削，垫垫片的卡爪应做好标记。削，垫垫片的卡爪应做好标记。（7）偏心工件偏心距的检测。一般用百分表在两顶尖之间检测和在）偏心工件偏心距的检测。一般用百分表在两顶尖之间检测和在V形架上检测偏心距。形架上检测偏心距。3
11、 1在两顶尖之间检测偏心距。两端有中心孔，偏心距较小，不在两顶尖之间检测偏心距。两端有中心孔，偏心距较小，不易放在易放在V形架上测量的偏心轴类工件可以在两顶尖间检测偏心距。形架上测量的偏心轴类工件可以在两顶尖间检测偏心距。检测时，将百分表测量杆触头垂直轴线接触在偏心部位，用手均检测时，将百分表测量杆触头垂直轴线接触在偏心部位，用手均匀缓慢转动一周，百分表指示的最大值与最小值之差的一半即为匀缓慢转动一周，百分表指示的最大值与最小值之差的一半即为偏心距。偏心距。2在在V形架上检测偏心距。无中心孔或长度较短，偏心距形架上检测偏心距。无中心孔或长度较短，偏心距e5 mm的偏心工件，可在的偏心工件，可在
12、V形架上检测偏心距。检测时，将工件基准形架上检测偏心距。检测时，将工件基准圆柱置放在圆柱置放在V形架上，百分表测量杆触头垂直基准轴线接触在工形架上，百分表测量杆触头垂直基准轴线接触在工件偏心部位，用手均匀缓慢转动一周，百分表指示的最大值与最件偏心部位，用手均匀缓慢转动一周，百分表指示的最大值与最小值之差的一半即为偏心距。小值之差的一半即为偏心距。（8）偏心工件实作技巧如下。）偏心工件实作技巧如下。3 1装夹工件时，工件轴线不能歪斜，以免影响加工质量。装夹工件时，工件轴线不能歪斜，以免影响加工质量。2为保证偏心轴两轴线平行，装夹时应用百分表校正工件外圆，为保证偏心轴两轴线平行，装夹时应用百分表校
13、正工件外圆，使外圆侧素线与车床主轴轴线平行。使外圆侧素线与车床主轴轴线平行。3 3垫片与卡爪接触的一面应做成与卡爪圆弧相匹配的圆弧面，垫片与卡爪接触的一面应做成与卡爪圆弧相匹配的圆弧面，否则垫片与卡爪之间会产生间隙，造成偏心距误差。否则垫片与卡爪之间会产生间隙，造成偏心距误差。4垫片与卡爪接触的一面应做成与卡爪圆弧相匹配的圆弧面，垫片与卡爪接触的一面应做成与卡爪圆弧相匹配的圆弧面，否则垫片与卡爪之间会产生间隙，造成偏心距误差。否则垫片与卡爪之间会产生间隙，造成偏心距误差。3 5选择具有足够硬度的材料做垫片，以防装夹时发生挤压变形。选择具有足够硬度的材料做垫片，以防装夹时发生挤压变形。（9）偏心
14、工件加工时应注意的事项如下。）偏心工件加工时应注意的事项如下。3 1初学者车偏心工件时，建议采用高速钢车刀车削。初学者车偏心工件时，建议采用高速钢车刀车削。2为了保证偏心零件的工作精度，在车削偏心工件时，应注意为了保证偏心零件的工作精度，在车削偏心工件时，应注意控制轴线间的平行度和偏心距的精度。控制轴线间的平行度和偏心距的精度。3 3由于工件偏心，在开车前车刀不能靠近工件，以防工件碰撞由于工件偏心，在开车前车刀不能靠近工件，以防工件碰撞车刀。车刀。5 5.件件2 2工艺分析工艺分析6 6.件件2 2加工的工艺过程分析加工的工艺过程分析（2）根据技术要求，零件外圆曲面应光滑无刀痕、无毛刺，且尺寸
15、精度和表面粗糙度要求较高。因此，外圆面需一次装夹加工完成，并按粗车、精车两个工步进行车削，粗精加工刀具应分开。根据技术要求，零件外圆曲面应光滑无刀痕、无毛刺，且尺寸精度和表面粗糙度要求较高。因此，外圆面需一次装夹加工完成，并按粗车、精车两个工步进行车削，粗精加工刀具应分开。内孔面加工也有一定困难，既要保证精度表面粗糙度，还要加工偏心，而且是薄壁，所以这里设计了弹簧夹套，可以增大受力面积，保证切削刚性，车偏心时用偏心垫片，用软卡爪。注意按内孔与外圆的同轴度要求，端面与外圆中心线的垂直度以及未注公差为IT11IT9加工，保证配合性，装夹时用百分表校正。才能保证加工要求。另外，车端面时要保证总长尺寸
16、。（1）（3）（4）7 7.件件2 2刀具及切削用量的选择刀具及切削用量的选择8 8.件件2 2数控加工程序单数控加工程序单三、件3任务知识1 1.件件3 3零件结构特点及技术要求分析零件结构特点及技术要求分析2 2.件件3 3加工工艺加工工艺3 3.件件3 3加工的工艺过程分析加工的工艺过程分析4 4.件件3 3刀具及切削用量的选择刀具及切削用量的选择5 5.件件3 3数控加工程序单数控加工程序单四、件4任务知识1.1.件件4 4零件结构特点及技术要求分析零件结构特点及技术要求分析 件件4是典型的螺纹轴零件，它包含内外圆、外螺纹、端面槽和是典型的螺纹轴零件，它包含内外圆、外螺纹、端面槽和端面
17、圆弧、薄壁、偏心等加工要素。这些要素在前面，都有体现，端面圆弧、薄壁、偏心等加工要素。这些要素在前面，都有体现，所以此组件的结构特点和前面讲的基本一样，需要注意的是有个所以此组件的结构特点和前面讲的基本一样，需要注意的是有个内孔加工是平底，对刀具有一定的特殊性，在选择刀具上应注意内孔加工是平底，对刀具有一定的特殊性，在选择刀具上应注意刀尖要到孔底中心，刀具的偏角和加工方法、平底的粗糙度也要刀尖要到孔底中心，刀具的偏角和加工方法、平底的粗糙度也要达到它的技术要求达到它的技术要求3.2 m。其他的技术要求跟前面讲述的一样表。其他的技术要求跟前面讲述的一样表面除标注的之外，表面粗糙度要达到面除标注的
18、之外，表面粗糙度要达到3.2 m，而且表面不能有碰，而且表面不能有碰痕、划伤。痕、划伤。2 2.加工工艺加工工艺3 3.件件4 4加工的工艺过程分析加工的工艺过程分析4 4.件件4 4刀具及切削用量的选择刀具及切削用量的选择5 5.件件4 4数控加工程序单数控加工程序单 详见课本详见课本P P215215-P-P219219五、件5任务知识1.1.件件5 5结构特点及技术要求分析结构特点及技术要求分析 件件5 5是较为简单的轴类工件，但在整个模型中与件是较为简单的轴类工件，但在整个模型中与件4 4和件和件6 6形成内外螺形成内外螺纹配合，要注意保证螺纹精度。纹配合，要注意保证螺纹精度。2 2.
19、件件5 5加工工艺加工工艺 件件5 5数控加工的工艺过程见表数控加工的工艺过程见表1414-1414。3 3.件件5 5加工的工艺过程分析加工的工艺过程分析4 4.件件5 5刀具及切削用量的选择刀具及切削用量的选择5 5.件件5 5数控加工程序单数控加工程序单 详见课本详见课本P P221221-P-P222222六、件6任务知识1.1.件件6 6零件结构特点及技术要求分析零件结构特点及技术要求分析 件6是轴类工件，左端外形较简单，右端是平底孔，薄壁件，注意薄壁件的加工特点。工件表面不能有磕碰、划痕、毛刺等，在刀具的选用上注意内孔的切削角度以及平底孔的加工工艺方法。2 2.件件6 6加工工艺编
20、制加工工艺编制3 3.件件6 6加工的工艺过程分析加工的工艺过程分析4 4.件件6 6刀具及切削用量的选择刀具及切削用量的选择5 5.件件6 6数控加工程序单数控加工程序单 详见课本详见课本P P224224-P-P226226一、加工准备项目实践项目实践项目实践项目实践（1 1）查看机床当前状态，确定机床运行状态良好。）查看机床当前状态，确定机床运行状态良好。（2 2）检查毛坯准备情况，查看）检查毛坯准备情况，查看6 6块毛坯料是否按照要求的尺寸块毛坯料是否按照要求的尺寸规格准备好。规格准备好。（3 3）检查装夹辅具是否备齐，使用状态是否良好。）检查装夹辅具是否备齐，使用状态是否良好。（4
21、4）根据零件图进行工艺分析，制作工艺规程卡和程序卡。）根据零件图进行工艺分析，制作工艺规程卡和程序卡。（5 5）装夹工件。这是六件套组合零件，在加工每一件零件时）装夹工件。这是六件套组合零件，在加工每一件零件时都采用三爪自定心卡盘装夹，在加工备料过程中每个零件都要都采用三爪自定心卡盘装夹，在加工备料过程中每个零件都要留好装夹的夹持量。留好装夹的夹持量。（6 6）选择与装夹刀具。这六件套组合件在加工过程中需要使）选择与装夹刀具。这六件套组合件在加工过程中需要使用到用到9090外圆粗车刀、外圆粗车刀、9393外圆精车刀、外圆精车刀、3 mm3 mm宽内孔槽刀、螺宽内孔槽刀、螺距为距为1.5 mm1
22、.5 mm的内孔螺纹车刀、内孔车刀、螺距为的内孔螺纹车刀、内孔车刀、螺距为1.5 mm1.5 mm的外螺的外螺纹车刀、纹车刀、2 mm2 mm宽的端面槽刀、宽的端面槽刀、3 mm3 mm宽的外切槽刀。每个零件在宽的外切槽刀。每个零件在加工时都要根据零件图样分析选择好所用的刀具类型及技术参加工时都要根据零件图样分析选择好所用的刀具类型及技术参数。选择好刀具后要将其安装到相应的刀架夹位上。数。选择好刀具后要将其安装到相应的刀架夹位上。二、程序输入与校验 加工每一个零件时都加工每一个零件时都要先将编制好的加工程序要先将编制好的加工程序输入到数控系统中并保存输入到数控系统中并保存好。在使用前要利用数控
23、好。在使用前要利用数控机床的图形仿真功能进机床的图形仿真功能进行程序校验。行程序校验。三、对刀2.内螺纹车刀对内螺纹车刀对刀刀1.内孔槽刀对内孔槽刀对刀刀3.外螺纹车刀对外螺纹车刀对刀刀四、自动加工与质量控制 （1）选择要加选择要加工的程序，在自动模工的程序，在自动模式（式（AUTO）下按）下按启动键执行加工启动键执行加工程序完成零件程序完成零件加工。加工。（2）为便于控制薄壁为便于控制薄壁件的加工质量，薄壁件加工时件的加工质量，薄壁件加工时要采用软卡爪或开口的薄壁套要采用软卡爪或开口的薄壁套等措施来防止薄壁件变形。等措施来防止薄壁件变形。五、零件检测与评分标准六、操作注意事项 （1）零件加工
24、过程中要通过配合加工来控制组合件的配合精度。）零件加工过程中要通过配合加工来控制组合件的配合精度。（2）为了保证零件形位公差的要求，加工时尽可能一次装夹完成全）为了保证零件形位公差的要求，加工时尽可能一次装夹完成全部零件加工。部零件加工。（3）加工薄壁时要注意加工变形的问题。）加工薄壁时要注意加工变形的问题。（4）使用内螺纹车刀、内孔车刀以及内孔槽刀时要注意刀头的尺寸）使用内螺纹车刀、内孔车刀以及内孔槽刀时要注意刀头的尺寸和刀杆的长度应该足够大，避免刀具或刀架与工件发生碰撞。和刀杆的长度应该足够大，避免刀具或刀架与工件发生碰撞。（5）在内孔较深、刀具深入孔内较长时要考虑刀具刚性不足对加工）在内
25、孔较深、刀具深入孔内较长时要考虑刀具刚性不足对加工的影响。的影响。（6）内轮廓加工时，刀具在内孔中退刀的空间要够大，否则会发生）内轮廓加工时，刀具在内孔中退刀的空间要够大，否则会发生刀具与工件碰撞的危险。刀具与工件碰撞的危险。项目训练项目训练利用华中HNC-22T或FANUC-0iT系统数控车床完成如图14-12所示轧辊零件的编程与加工。要求如下。（1）进行工艺分析。（2）填写刀具卡和工艺卡。（3）编写加工程序。（4）按照质量要求完成零件加工。图14-12 组合键项目项目拓展拓展图14-13 偏心轴图14-14 偏心套（1 1）四爪单动卡盘装夹的方法和步骤。四爪单动卡盘装夹的方法和步骤。3 1
26、预调卡盘卡爪，使其中两爪呈对称位置，另两爪处于预调卡盘卡爪，使其中两爪呈对称位置，另两爪处于不对称位置，其偏离主轴中心的距离大致等于工件的偏心不对称位置，其偏离主轴中心的距离大致等于工件的偏心距，如图距，如图14-15所示。所示。图14-15 四爪单动卡盘装夹偏心零件示意图2装夹工件，用百分表找正，使偏心轴线与车床主轴轴装夹工件，用百分表找正，使偏心轴线与车床主轴轴线重合，如图线重合，如图14-16所示。找正所示。找正a点用卡爪调整，找正点用卡爪调整，找正b点用点用木锤或铜棒轻击。木锤或铜棒轻击。图14-16 找正示意图53 4校正偏心距，用百分表表杆触头垂直接触在工件外圆上，并校正偏心距，用
27、百分表表杆触头垂直接触在工件外圆上，并使百分表压缩量为使百分表压缩量为0.51 mm，用手缓慢转动卡盘使工件转一，用手缓慢转动卡盘使工件转一周，百分表指示处读数的最大值和最小值的一半即为偏心距，如周，百分表指示处读数的最大值和最小值的一半即为偏心距，如图图14-16所示。按此方法校正使所示。按此方法校正使a、b两点的偏心距基本一致，两点的偏心距基本一致，在图样规定的公差范围内。在图样规定的公差范围内。将卡盘四爪均匀地锁紧一遍，检查确认偏心轴线和侧、顶母将卡盘四爪均匀地锁紧一遍，检查确认偏心轴线和侧、顶母线在夹紧时没有位移。检查方法与步骤线在夹紧时没有位移。检查方法与步骤一样。夹好后工件即可一样
28、。夹好后工件即可加工。加工。3 6复查偏心距，当工件加工到只剩约复查偏心距，当工件加工到只剩约0.5 mm精车余量时，需要精车余量时，需要复查偏心距。将百分表触头垂直接触工件外圆上，用手缓慢转动复查偏心距。将百分表触头垂直接触工件外圆上，用手缓慢转动卡盘使工件转一周，检查百分表指示处读数的最大值和最小值的卡盘使工件转一周，检查百分表指示处读数的最大值和最小值的一半是否在偏心距公差允许范围内。若偏心距超差，则略紧相应一半是否在偏心距公差允许范围内。若偏心距超差，则略紧相应卡爪即可。卡爪即可。（2 2）三爪自定心卡盘装夹的方法和步骤。三爪自定心卡盘装夹的方法和步骤。图14-17 三爪自动卡盘装夹偏心零件示意图