抱闸螺母的数控加工分析
【摘要】 随着社会的发展，企业对抱闸螺母的需求越来越大，而抱闸螺母工艺复杂，加工难度高，因此，对其进行加工分析是非常有必要的。本课题以注塑机专用抱闸螺母作为研究对象，首先，对抱闸螺母的结构外形做简单介绍；其次，分析抱闸螺母的加工工艺过程，内容包括：工件选材、加工设备选用、工装夹具介绍、刀具选用、切削用量选择等，编制较合理的加工工艺；然后，编写抱闸螺母的数控加工程序；最后，对加工抱闸螺母过程中出现的一些简单常见问题进行分析与解决。
目录
引 言 .1
一、抱闸螺母介绍 2
（一）抱闸螺母零件介绍 2
（二）抱闸螺母外形结构分析 2
二、抱闸螺母加工工艺分析 4
（一）工件选材 4
（二）加工设备的选用 4
（三）夹具的选用 6
（四）刀具的选用 7
（五）数控加工工艺过程分析 7
（六）切削用量的选择 8
三、数控程序编写 10
四、加工中出现的问题及解决方法 18
总 结 20
参考文献 21
谢 辞 22
引 言
随着工业的迅速发展，重工业越来越发达，螺母的需求量越来越多，由此抱闸螺母件产业日趋完善。抱闸螺母的品种繁多，应用范围广泛，在工程、农业机械、石油、汽车等方面上，发挥着巨大的功能。
注塑机设备所用抱闸螺母主要起连接作用，因此对抱闸螺母的要求也是非常高的。首先是材料方面，选择了45#铸件的主要原因就是其成本低，硬度高；其次，在加工过程中设备的选用要注意，选择适当的机床可以大大节省加工的时间和成本；最后，抱闸螺母表面质量要求较高，一旦出现零件变形或变形较大，都视为报废零件。
本课题以注塑机专用抱闸螺母作为研究对象，首先，对抱闸螺母的结构外形做简单介绍；其次，分析抱闸螺母的加工工艺过程，内容包括：工件选材、加工设备选用、工装夹具介绍、刀具选用、切削用量选择等，编制较合理的加工工艺；然后，编写抱闸螺母的数控加工程序；最后，对加工抱闸螺母过程中出现的一些简单常见问题进行分析与解决。
本课题
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
来源于建湖华祥有限公司，公司主要生产石油、注塑机、医疗、汽车的零部件为主。本人在公司里主要从事抱闸螺母的数控加工工作，以下是对注塑机抱闸螺母数控加工过程的具体分析。
一、抱闸螺母介绍
（一）抱闸螺母零件介绍
本课题所分析的对象为抱闸螺母，应用于注塑机，主要起连接作用。其三维造型图如图11所示，零件图如图12所示。
a)主视图 b）左视图
c）俯视图 d）轴测图
图11 抱闸螺母三维造型
（二）抱闸螺母外形结构分析
抱闸螺母是一个八边形零件，外形较简单，侧面上的孔精度要求相对比较高，其余尺寸精度要求较高。零件需要进行调质处理，硬度要求达到HB250280，要求去毛刺和倒角。
根据抱闸螺母零件图12可见，零件的尺寸要求如下：保证铸件总体尺寸为336mm×304mm×270mm。加工四个面、点孔和通槽，通槽的宽度尺寸是55mm，公差为（+0.1，0）mm，定位尺寸60mm，公差为（0，0.1）mm，深度控制尺寸为240mm，公差（0.1，
图12 零件图
0.2），同时保证相对于基准面B的对称度为0.03mm。通槽的底面和侧面的表面粗糙度为Ra1.6μm。螺纹孔需点中心孔，保证位置度。加工A面的2个油槽，弧度120度，尺寸是R3，深度是1mm，两边对称。螺母对开后在立式加工中心上铣两个面，并镗孔至尺寸（分螺母1与螺母2），尺寸要求：立式加工中心铣螺母1和螺母2反面的孔，详细尺寸见图12零件图中AA剖视图，φ30的公差为（+0.05，0）mm，相对于基准A的垂直度为0.05mm，此孔的底面和侧面的表面粗糙度为Ra3.2μm，装夹时是在斜面上加工孔，故此孔加工方法采用加工中心铣削加工，开粗后用组合镗刀加工至尺寸。其余加工表面粗糙度要求达到Ra为1.6μm，未在加工中心加工的部分不做表面要求。
加工完成之后，钳工去毛刺，表面处理使其硬度达到HB250280。抱闸螺母加工的主要难点是通槽和孔，其尺寸较难保证，还有油槽的加工容易断刀。
二、抱闸螺母加工工艺分析
（一）工件选材
本课题分析的抱闸螺母主要用于注塑机冲压模，外形简单，尺寸精度要求较高，材料要求硬度高，耐磨性好。
由于45#铸件具有以下特点：硬度高，经调质处理后硬度可达到HB250280，同时它的耐磨性也比较好，符合抱闸螺母对材料的要求，另外45#铸件成本较低，大大减少了公司的生产开销，这也是公司为什么选45#铸件做为材料的一个重大原因。
（二）加工设备的选用
本课题所分析的抱闸螺母零件外形简单，硬度较高，加工的内容大多数是孔和螺纹，尺寸要求较高。其中，宽度方向尺寸为304mm，公差为0.1mm至0.15mm之间，精度较高，需粗、精加工；直径30mm的孔，加工要求也比较高，尺寸公差在0至0.05mm之间，需要钻底孔，扩孔，再镗孔，可以采用立式加工中心加工，立式加工中心稳定性好，精度高，还可以加工油槽、通孔等。而抱闸螺母外形简单，四个角去除的余量比较多，倒角等内容加工精度要求不高，如果采用加工中心加工，铣削所用时间长，成本提高，从经济性考虑不太合理，而采用普通铣床加工同样可以达到要求，而且普通铣床操作简单，灵活性好，既省钱又省时间，用来粗加工外形，去除大部分余量是非常合适的。同时，卧式加工中心带有回转工作台，一次装夹可以加工四个平面，大大节省装夹时间，提高加工效率，同时其加工精度高，可以根据实际情况适当调整切削参数，非常适用于抱闸螺母的四个侧面的加工。
综合以上分析，在加工抱闸螺母时，粗铣外形和四个倒角的时候选择普通铣床，型号为X5040，如图21所示，技术参数如表21；加工四个侧面、侧面的孔和通槽选择数控卧式加工中心，公司采用的是韩国斗山ACEL500S的加工中心，如图22所示，本机床具有很高的精度并且价格合理，进口于韩国，其具体技术参数如表22；加工油槽和定位孔选用数控立式加工中心，型号为VMCL650，如图23所示，其具体技术参数如表23。
图21 X5040立式铣床 图22 ACEL500S加工中心
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引 言 .1
一、抱闸螺母介绍 2
（一）抱闸螺母零件介绍 2
（二）抱闸螺母外形结构分析 2
二、抱闸螺母加工工艺分析 4
（一）工件选材 4
（二）加工设备的选用 4
（三）夹具的选用 6
（四）刀具的选用 7
（五）数控加工工艺过程分析 7
（六）切削用量的选择 8
三、数控程序编写 10
四、加工中出现的问题及解决方法 18
总 结 20
参考文献 21
谢 辞 22
引 言
随着工业的迅速发展，重工业越来越发达，螺母的需求量越来越多，由此抱闸螺母件产业日趋完善。抱闸螺母的品种繁多，应用范围广泛，在工程、农业机械、石油、汽车等方面上，发挥着巨大的功能。
注塑机设备所用抱闸螺母主要起连接作用，因此对抱闸螺母的要求也是非常高的。首先是材料方面，选择了45#铸件的主要原因就是其成本低，硬度高；其次，在加工过程中设备的选用要注意，选择适当的机床可以大大节省加工的时间和成本；最后，抱闸螺母表面质量要求较高，一旦出现零件变形或变形较大，都视为报废零件。
本课题以注塑机专用抱闸螺母作为研究对象，首先，对抱闸螺母的结构外形做简单介绍；其次，分析抱闸螺母的加工工艺过程，内容包括：工件选材、加工设备选用、工装夹具介绍、刀具选用、切削用量选择等，编制较合理的加工工艺；然后，编写抱闸螺母的数控加工程序；最后，对加工抱闸螺母过程中出现的一些简单常见问题进行分析与解决。
本课题
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
来源于建湖华祥有限公司，公司主要生产石油、注塑机、医疗、汽车的零部件为主。本人在公司里主要从事抱闸螺母的数控加工工作，以下是对注塑机抱闸螺母数控加工过程的具体分析。
一、抱闸螺母介绍
（一）抱闸螺母零件介绍
本课题所分析的对象为抱闸螺母，应用于注塑机，主要起连接作用。其三维造型图如图11所示，零件图如图12所示。
a)主视图 b）左视图
c）俯视图 d）轴测图
图11 抱闸螺母三维造型
（二）抱闸螺母外形结构分析
抱闸螺母是一个八边形零件，外形较简单，侧面上的孔精度要求相对比较高，其余尺寸精度要求较高。零件需要进行调质处理，硬度要求达到HB250280，要求去毛刺和倒角。
根据抱闸螺母零件图12可见，零件的尺寸要求如下：保证铸件总体尺寸为336mm×304mm×270mm。加工四个面、点孔和通槽，通槽的宽度尺寸是55mm，公差为（+0.1，0）mm，定位尺寸60mm，公差为（0，0.1）mm，深度控制尺寸为240mm，公差（0.1，
图12 零件图
0.2），同时保证相对于基准面B的对称度为0.03mm。通槽的底面和侧面的表面粗糙度为Ra1.6μm。螺纹孔需点中心孔，保证位置度。加工A面的2个油槽，弧度120度，尺寸是R3，深度是1mm，两边对称。螺母对开后在立式加工中心上铣两个面，并镗孔至尺寸（分螺母1与螺母2），尺寸要求：立式加工中心铣螺母1和螺母2反面的孔，详细尺寸见图12零件图中AA剖视图，φ30的公差为（+0.05，0）mm，相对于基准A的垂直度为0.05mm，此孔的底面和侧面的表面粗糙度为Ra3.2μm，装夹时是在斜面上加工孔，故此孔加工方法采用加工中心铣削加工，开粗后用组合镗刀加工至尺寸。其余加工表面粗糙度要求达到Ra为1.6μm，未在加工中心加工的部分不做表面要求。
加工完成之后，钳工去毛刺，表面处理使其硬度达到HB250280。抱闸螺母加工的主要难点是通槽和孔，其尺寸较难保证，还有油槽的加工容易断刀。
二、抱闸螺母加工工艺分析
（一）工件选材
本课题分析的抱闸螺母主要用于注塑机冲压模，外形简单，尺寸精度要求较高，材料要求硬度高，耐磨性好。
由于45#铸件具有以下特点：硬度高，经调质处理后硬度可达到HB250280，同时它的耐磨性也比较好，符合抱闸螺母对材料的要求，另外45#铸件成本较低，大大减少了公司的生产开销，这也是公司为什么选45#铸件做为材料的一个重大原因。
（二）加工设备的选用
本课题所分析的抱闸螺母零件外形简单，硬度较高，加工的内容大多数是孔和螺纹，尺寸要求较高。其中，宽度方向尺寸为304mm，公差为0.1mm至0.15mm之间，精度较高，需粗、精加工；直径30mm的孔，加工要求也比较高，尺寸公差在0至0.05mm之间，需要钻底孔，扩孔，再镗孔，可以采用立式加工中心加工，立式加工中心稳定性好，精度高，还可以加工油槽、通孔等。而抱闸螺母外形简单，四个角去除的余量比较多，倒角等内容加工精度要求不高，如果采用加工中心加工，铣削所用时间长，成本提高，从经济性考虑不太合理，而采用普通铣床加工同样可以达到要求，而且普通铣床操作简单，灵活性好，既省钱又省时间，用来粗加工外形，去除大部分余量是非常合适的。同时，卧式加工中心带有回转工作台，一次装夹可以加工四个平面，大大节省装夹时间，提高加工效率，同时其加工精度高，可以根据实际情况适当调整切削参数，非常适用于抱闸螺母的四个侧面的加工。
综合以上分析，在加工抱闸螺母时，粗铣外形和四个倒角的时候选择普通铣床，型号为X5040，如图21所示，技术参数如表21；加工四个侧面、侧面的孔和通槽选择数控卧式加工中心，公司采用的是韩国斗山ACEL500S的加工中心，如图22所示，本机床具有很高的精度并且价格合理，进口于韩国，其具体技术参数如表22；加工油槽和定位孔选用数控立式加工中心，型号为VMCL650，如图23所示，其具体技术参数如表23。
图21 X5040立式铣床 图22 ACEL500S加工中心
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