箱体类零件图加工工艺分析.doc

零件图加工工艺分析
数控124 吴瑞港 38
一、 零件图样分析
分析零件图样是工艺准备中的首要工作，直接影响零件加工程序的编制及加工结果。首先熟悉零件在产品中作用、位置、装配关系和工作条件，搞清各项技术要求对零件装配质量和使用性能的影响，找出主要的和关键的技术要求，然后对零件图样进行分析。

（1）零件结构分析 如上图箱体类零件，以铣加工与钻、镗加工为主。因此，本习题可用立式加工中心加工。该箱体零件由6个螺纹孔，俩个沉孔，俩个φ50的孔，100mm×80mm×10mm的型腔和120mm×70mm×70mm的型腔以及四块肋板组成。
（2）精度分析a.尺寸精度精度要求较高的尺寸主要有:中心距（200±0.02）mm，以及两个型腔的尺寸外形尺寸。对于尺寸精度要求，主要通过在加工过程中的精确对刀；正确选用刀具和正确选用合适的加工工艺等措施来保证。
b.表面粗糙度孔的表面粗糙度和型腔内侧的表面为Ra1.6，其他为Ra3.2。对于表面粗糙度要求，主要通过选用正确的粗、精加工路线，选用合适的切削用量等措施来保证。
（3）确定加工工艺 a.选用φ20mm精齿立铣刀（加长切削刃型）精加工120mm×70mm×70mm、用φ14mm和φ20mm的精齿铣刀精加工沉孔、用中心钻定位6个螺纹孔用φ4.2mm的钻头和φ5mm的丝锥加工六个螺纹孔。
b.面用φ16mm的精齿立铣刀精加工底面100mm×80mm×10mm的型腔、用φ10mm的球头刀加工四型腔四周的圆弧倒角。
c.用精镗刀加工φ50mm的孔。
（4） 零件毛坯的工艺性分析 在对零件图进行工艺性分析后，还应结合数控加工的特点，对所用毛坯进行工艺性分析，否则毛坯不适合数控加工，加工将很难进行，甚至会造成前功尽弃的后果。
（l）毛坯的加工余量是否充分，批量生产时的毛坯余量是否稳定。毛坯主要指锻、铸件，因模锻时的欠压量与允许的错模量会造成加工余量多少不等，铸造时也会因砂型误差、收缩量及金属液体的流动性差不能充满型腔等造成余量不等。此外，锻、铸后，毛坯的翘曲与扭曲变形量的不同也会造成加工余量不充分、不稳定。该箱体壁厚较均匀，尺寸较小，且为铸造性能很好的材料HT200，因此，毛坯质量易保证，稳定性较好。当批量生产时，加工余量应适当减少。
（2）分析毛坯在安装定位方面的适应性，考虑毛坯在加工时的安装定位方面的可靠性与方便性，可以充分发挥数控机床的优势，以便在一次安装中加工出许多待加工面。在分析毛坯安装定位时，主要考虑要不要另外增加装夹余量或工艺凸台来定位与夹紧，在什么地方可以制出工艺孔或要不要另外准备工艺凸耳来特制工艺孔等问题。在加工定为方案中已分析该箱体安装定位方面的适应性，安装定位方面的适应性良好。
（3）分析毛坯的余量大小及均匀性。毛坯的余量大小及均匀性决定数控加工时要不要分层切削及分几层切削，影响到加工中与加工后的变形程度，决定了数控加工是否采取预防性措施与补救性措施。该箱体在正常质量状态下，毛坯的余量大小及均匀性均适合数控加工。
二、箱体的加工机床与刀具的选择
1）、数控机床的选择
箱体类零件的加工主要是一些平面和孔的加工。较大箱体在五面体加工中心可再一次装夹中完成五个面及各个面上孔的加工，较小箱体在卧式加工中心上通过工作台的回转完成多个面及各面上孔的加工。
该箱体尺寸较小，加工内容较少，但加工精度要求较高，显然选择小型号卧式加工中心，且须带回转台的。
2）、数控加工刀具的选择
（1）选择刀具种类与规格
箱体零件加工的内容主要是平面铣加工和孔的加工，且都须粗、精加工分开，往往还有半精加工工序。因此，加工中选用的刀具根据加工内容的不同有不同要求，一般在粗加工中注重刀具的效率性能更强调刀具的精度能力。
（2）选用刀具的刀具卡片
序号
刀具名称
刀具规格
加工内容
1
φ2中心钻

定位6个螺纹孔
2
φ20mm精齿立铣刀
加长切削刃型
精加工120mm×70mm×70mm型腔
3
φ14mm的精齿铣刀

精加工沉孔
4
φ20mm的精齿铣刀

精加工沉孔
5
φ16mm的精齿立铣刀

精加工底面100mm×80mm×10mm的型腔
6
粗镗刀

粗镗φ50mm的孔
7
精镗刀

精镗φ50mm的孔
8
φ4.2mm的钻头

加工螺纹底孔
9
φ5mm的丝锥

攻螺纹
10
φ10mm的球头刀

加工四型腔四周的圆弧倒角
三、切削用量的选择 在加工工序中需要给定切削用量（背吃刀量、主轴转速和进给量），所以在工艺处理中必须确定数控加工的切削用量。在选定刀具耐用度的条件下，根据数控机床使用说明书、被加工材料类型（是铸铁、钢材还是有色金属等）、加工要求（粗加工、半精加工还是精加工）以及其他工艺要求，并结合实际经验来确定切削用量。由于加工中心上频繁换刀影响加工效率，在确定刀具耐用度时应保证刀具至少能加工1～2个工件，或工作半个到一个班次。同时，切削用量的选取还应考虑机床的动态刚度，为了适应数控机床的动态特性，应取较高的切削速度和较小的进给量。
切削用量的选择原则是：保证零件加工精度和表面粗糙度，充分发挥机床的性能，最大限度提高生产率，降低成本。
各工序背吃刀量的确定（mm）
序号
加工内容及精度要求
加工工序与工序余量选择
加工
工序
背吃刀量及工序余量选择
工序余量
背吃刀量
切削速度
mm/min
主轴转速r/min
1
2×φ50+0.03 0 mm，Ra1.6μm内孔
精镗
0.4
0.2
250
564
半精镗
1.0
0.5
180
520
粗镗
1.0
0.5
140
500
2
120mm×70mm×70mm型腔
Ra1.6μm
粗铣
0.4
0.2
180
400
精铣
1.0
0.5
200
600
3
100mm×80mm×10mm的型腔
精铣
0.3
0.15
200
600
粗铣
1.0
0.5
180
400
4
U型槽
精铣
0.3
0.3
190
500
粗铣
1.0
1.0
170
300
5
沉孔
精铣
0.2
0.2
180
600
粗铣
1.2
1.2
130
300
6
圆弧倒角
精铣
0.2
0.2
180
320
粗铣
1.0
1.0
130
160
7
箱体外轮廓各平面
精铣
0.2
0.2
190
756
粗铣
2.0
2.0
170
557
8
螺纹孔
钻孔
0.3
0.2
100
200
攻丝
2
0.9

60
四、数控加工工艺卡片的拟定
1．数控加工工艺过程卡片
数控加工工艺过程卡片是以工序为单位说明零件机械加工过程的一种工艺文件。它概略了加工过程的全貌，是制订其他工艺文件的基础。此种卡片对各工序的规定及说明不够具体，所以在成批生产和大量生产一般不能直接指导工人操作，而多作为生产管理使用。但在单件小批生产中，通常不再编制更详细的工艺文件，可用它直接指导生产，指导工人操作。箱体数控加工工艺过程卡片制定如下表所示：
箱体加工工艺过程卡片
常信院
数控加工工
艺过程卡片
产品型号

零件图号

共1页
产品名称

零件名称
箱体
第1页
材料
牌号
HT120
毛坯
种类
铸件
毛坯外
形尺寸

每毛坯
可制件数
1
每件
台数

序号
工序
名称
工 序 内 容
车间
工段
设备
工艺装备
工时
准终
单件
0
毛坯
铸造件
铸铁
小件

铸模

5
清理
清铲毛边、浇冒口等，
铸铁
清理
风动机等

清理型砂。

10
划线
1）检查余量等，2）划中心线及内外轮廓等
机加工
划钳

平台、划针
高度尺等

15
铣一
粗铣外轮廓
机加工
箱体
铣床

20
铣二
精铣外轮廓
机加工
箱体
铣床

25
铣三
粗加工120mm×70mm×70mm型腔
机加工
箱体
铣床

30
铣四
选用φ20mm精齿立铣刀（加长切削刃型）精加工120mm×70mm×70mm型腔
机加工
箱体
加工中心
专用夹具1

35
中间检
1）加工面的铸造质量，
机加工
箱体

2）各工序加工质量

40
铣孔一
粗加工φ14mm和φ20mm的沉孔
机加工
箱体
加工中心

45
铣孔二
用φ14mm和φ20mm的精齿铣刀精加工沉孔
机加工
箱体
加工中心

50
铣五
粗加工U型块
机加工

55
铣六
精加工U型块
机加工

60
粗加工
粗铣台阶面
机加工

65
精加工
精铣台阶面
机加工

70

用中心钻定位6个螺纹孔
机加工

75
钻孔
用φ4.2mm的钻头钻孔
机加工

80
攻螺纹
用φ5mm的丝锥加工六个螺纹孔
机加工

85
粗加工
粗加工底面100mm×80mm×10mm的型腔

90
精加工
用φ16mm的精齿立铣刀精加工底面100mm×80mm×10mm的型腔
机加工
箱体
加工中心
专用夹具2

95
加工倒角
用φ10mm的球头刀加工四型腔四周的圆弧倒角。

100
粗镗孔
用镗刀加工φ50mm的孔。

105
精镗孔
用精镗刀加工φ50mm的孔。

110
钳工
清理工件，修磨工件
机加工
箱体

钳工工具

115
交检
按成品图纸检查验收
质检处
箱体组

120
包装
清洗、涂油、包装
机加工
服务组

125
交货
运搬至指定交货处
机加工
服务组

设计
（日期）
审核
（日期）
会签
（日期）

标记
处理
更改文件号
签字
日期

吴瑞港