倾斜腔体类零件的加工工艺与制作
目录
引言 1
一、 加工工艺的制定1
（一）零件图纸 1
（二）零件的工艺分析 1
（三）制定工艺路线 2
二、加工参数设置 2
（一）加工设备的选用 3
（二) 零件毛坯与材料的选择 4
（三）夹具的选用 4
（四）刀具的选用 5
（五）切削量的选择 5
（六）制作工艺卡片 6
三、UG的建模与仿真加工 7
（一）UG建模 7
（二）仿真加工 7
（三）部分程序 9
四、质量分析和成品展示 11
（一）质量分析11
（二）成品展示11
总结 12
参考文献 13
谢辞 14
引言
该图纸来源于一家刚成立不久的精密制造公司，该公司主要分担和解决上海某公司对于军用、航天所需零件加工不完善的问题。这篇报道所分析的这种倾斜式腔体零件就是加工成果之一。
本课题所介绍的零件是一种需要运用四轴加工的倾斜腔体零件，通过查书籍和通过咨询相关的指导老师后，首先对零件的结构进行分析，然后通过对零件图纸的分析，确定加工方法和加工工艺，包括机床的选择，制定刀具表和工艺卡，设置切削参数，尝试加工，最后完成加工以及检测。
一、加工工艺的制定
（一）零件图纸
图1-1倾斜腔体类零件的图纸
（二）零件的工艺分析
该零件结构比较简单，主要由外壳、腔体和大小不同的圆孔，沉孔组成。但是其中腔体和壳体，以及部分孔都是倾斜的。零件加工的精度一般，大小孔的 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
位置度和精确度要求比较高。从零件的左视图可以看出零件腔体的外形是倾斜的，从零件的剖视图又可以看出零件的腔体是跟随倾斜外壁一起倾斜的，其中3mm的椭圆形孔也是跟随整体一起倾斜的，由于这里所旋转的角度不是特殊值（例如45°、90°）所以需要用到四轴旋转角度，完成倾斜面的加工。零件有正反两面，一次装夹不能完成，需要二次装夹。加工过程具体要注意以下几点：
1.对于零件图纸的分析，制定加工工艺，判断确定出哪一面为第一加工面，哪些面是倾斜的。
2.对于夹具的选择，这种零件肯定是不能用虎钳装夹的，最多虎钳装夹只能做出零件的一个面。而运用四轴（A轴）又不能将零件毛坯进行定位和固定，所以最后选择是用压板固定在四轴上。
3.反面内腔的壁比较薄，加工过程中如果进给量和切削速度设置的不合理，刀具在加工过程中会有震刀、断刀现象，加工出来的腔体尺寸可能会超差，甚至直接损坏。所以最后精铣的时候最好是用直径小的铣刀。
4.加工过程中，点钻头部是否会出现磨损导致点孔钻歪了，从而后续的钻头所打的孔直接偏向。
5.控制好切削液的浓度，有可能会出现黏刀现象。
（三）制定工艺路线
这个零件需要多次装夹，因为使用换压板的方法加工这种零件，必须要有可以使零件定位的孔，所以需要先制作定位孔，铣出正面的四个圆，换压板压住后铣零件正面两边的孔，再用定位销定位零件两边的孔换压板压两边，再旋转四轴角度从而达到平面加工的效果，加工零件正面；反面加工时，需要用到加工正面时铣出来零件两边的定位孔定位，压上压板将零件半成品固定在工作台面，先铣零件反面的内腔，然后精加工，换压板用螺丝压住内腔里面的四个大圆将零件固定住，铣零件反面的外形。
1.备料：45#钢，225×55×20，这里备料与实际加工所用的材料不一样是因为需要用45#钢做首件的加工，并进行调试，后期检验尺寸等。
2.铣夹具，按照零件的模型，先在装夹平面打出两边对应的四个Φ6.7孔，用来定位。在零件中间四个圆心出打Φ5.1的孔，用切削丝锥铣出Φ6的螺纹。
3.固定工件毛坯，用Φ6点钻，Φ6.7钻头，钻出正面两边的孔：Φ10、Φ6粗精铣刀铣两边的余量。
4.利用夹具和已经铣出正面两边的孔定位，换压板压两边，锁螺丝，Φ10粗铣刀先铣正面的框架，留0.5余量精铣，然后A轴旋转角度，Φ6粗精铣刀铣上平面，Φ4精铣刀大小通圆孔，Φ3精铣刀精铣椭圆型孔。
5.翻面装夹，用四个M6的螺丝固定住零件装夹。
6.用Φ4、Φ6铣刀粗精铣零件反面腔体、圆孔和沉孔。
7.旋转A轴至加工角度，用Φ6粗铣反面内腔和“T”型凸台，再换Φ4精铣刀精铣内腔，修圆角。
8.Φ6点钻修边，去毛刺。
二、加工参数设置
（一）加工设备的选用
该零件加工过程所用到的四轴属于机床本身以外的外联设备，而我们公司所用的CNC只有两种，一种是法纳克系统X轴行程850的，另外一种的是三菱系统的小型机床，考虑到这款零件并不需要X行程长的机床，因为这种机床有速度快精度高的特点，而且接上四轴也不会显得笨重所以我选用的是三菱加工中心。
加工中心按主轴在空间的位置可分为立式加工中心与卧式加工中心，本文所用加工中心属于立式加工中心，如图2-1所示。
图2-1 三菱M14立式加工中心
三菱立式加工中心详细参数见表2-1。
表2-1三菱M14立式加工中心参数
序号
名称
规格
1
工作台面尺寸（mm×mm)
965×406
2
台面高度(mm)
788
3
X/Y/Z行程(mm)
600/350/300
4
最大承重(kg)
800
5
T型槽(mm)
3×14×110
6
主轴功率(kw)
11/17
7
最高转速(rpm)
14000
8
切削进给(mm/min)
1-5500
9
主轴端面至工作台面(mm)
130-600
主轴中心至立柱导轨面(mm)
675
11
定位精度(mm)
±0.01
12
重复定位精度(mm)
±0.0075
13
机床重量(kg)
2850
14
外形尺寸(mm×mm）
1980×1600×2400
NX6.0提供了实体建模和造型功能、和强大的加工功能。NX6.0的建模功能把零件以三维图的形式展示出来，显示的很真实。
引言 1
一、 加工工艺的制定1
（一）零件图纸 1
（二）零件的工艺分析 1
（三）制定工艺路线 2
二、加工参数设置 2
（一）加工设备的选用 3
（二) 零件毛坯与材料的选择 4
（三）夹具的选用 4
（四）刀具的选用 5
（五）切削量的选择 5
（六）制作工艺卡片 6
三、UG的建模与仿真加工 7
（一）UG建模 7
（二）仿真加工 7
（三）部分程序 9
四、质量分析和成品展示 11
（一）质量分析11
（二）成品展示11
总结 12
参考文献 13
谢辞 14
引言
该图纸来源于一家刚成立不久的精密制造公司，该公司主要分担和解决上海某公司对于军用、航天所需零件加工不完善的问题。这篇报道所分析的这种倾斜式腔体零件就是加工成果之一。
本课题所介绍的零件是一种需要运用四轴加工的倾斜腔体零件，通过查书籍和通过咨询相关的指导老师后，首先对零件的结构进行分析，然后通过对零件图纸的分析，确定加工方法和加工工艺，包括机床的选择，制定刀具表和工艺卡，设置切削参数，尝试加工，最后完成加工以及检测。
一、加工工艺的制定
（一）零件图纸
图1-1倾斜腔体类零件的图纸
（二）零件的工艺分析
该零件结构比较简单，主要由外壳、腔体和大小不同的圆孔，沉孔组成。但是其中腔体和壳体，以及部分孔都是倾斜的。零件加工的精度一般，大小孔的 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
位置度和精确度要求比较高。从零件的左视图可以看出零件腔体的外形是倾斜的，从零件的剖视图又可以看出零件的腔体是跟随倾斜外壁一起倾斜的，其中3mm的椭圆形孔也是跟随整体一起倾斜的，由于这里所旋转的角度不是特殊值（例如45°、90°）所以需要用到四轴旋转角度，完成倾斜面的加工。零件有正反两面，一次装夹不能完成，需要二次装夹。加工过程具体要注意以下几点：
1.对于零件图纸的分析，制定加工工艺，判断确定出哪一面为第一加工面，哪些面是倾斜的。
2.对于夹具的选择，这种零件肯定是不能用虎钳装夹的，最多虎钳装夹只能做出零件的一个面。而运用四轴（A轴）又不能将零件毛坯进行定位和固定，所以最后选择是用压板固定在四轴上。
3.反面内腔的壁比较薄，加工过程中如果进给量和切削速度设置的不合理，刀具在加工过程中会有震刀、断刀现象，加工出来的腔体尺寸可能会超差，甚至直接损坏。所以最后精铣的时候最好是用直径小的铣刀。
4.加工过程中，点钻头部是否会出现磨损导致点孔钻歪了，从而后续的钻头所打的孔直接偏向。
5.控制好切削液的浓度，有可能会出现黏刀现象。
（三）制定工艺路线
这个零件需要多次装夹，因为使用换压板的方法加工这种零件，必须要有可以使零件定位的孔，所以需要先制作定位孔，铣出正面的四个圆，换压板压住后铣零件正面两边的孔，再用定位销定位零件两边的孔换压板压两边，再旋转四轴角度从而达到平面加工的效果，加工零件正面；反面加工时，需要用到加工正面时铣出来零件两边的定位孔定位，压上压板将零件半成品固定在工作台面，先铣零件反面的内腔，然后精加工，换压板用螺丝压住内腔里面的四个大圆将零件固定住，铣零件反面的外形。
1.备料：45#钢，225×55×20，这里备料与实际加工所用的材料不一样是因为需要用45#钢做首件的加工，并进行调试，后期检验尺寸等。
2.铣夹具，按照零件的模型，先在装夹平面打出两边对应的四个Φ6.7孔，用来定位。在零件中间四个圆心出打Φ5.1的孔，用切削丝锥铣出Φ6的螺纹。
3.固定工件毛坯，用Φ6点钻，Φ6.7钻头，钻出正面两边的孔：Φ10、Φ6粗精铣刀铣两边的余量。
4.利用夹具和已经铣出正面两边的孔定位，换压板压两边，锁螺丝，Φ10粗铣刀先铣正面的框架，留0.5余量精铣，然后A轴旋转角度，Φ6粗精铣刀铣上平面，Φ4精铣刀大小通圆孔，Φ3精铣刀精铣椭圆型孔。
5.翻面装夹，用四个M6的螺丝固定住零件装夹。
6.用Φ4、Φ6铣刀粗精铣零件反面腔体、圆孔和沉孔。
7.旋转A轴至加工角度，用Φ6粗铣反面内腔和“T”型凸台，再换Φ4精铣刀精铣内腔，修圆角。
8.Φ6点钻修边，去毛刺。
二、加工参数设置
（一）加工设备的选用
该零件加工过程所用到的四轴属于机床本身以外的外联设备，而我们公司所用的CNC只有两种，一种是法纳克系统X轴行程850的，另外一种的是三菱系统的小型机床，考虑到这款零件并不需要X行程长的机床，因为这种机床有速度快精度高的特点，而且接上四轴也不会显得笨重所以我选用的是三菱加工中心。
加工中心按主轴在空间的位置可分为立式加工中心与卧式加工中心，本文所用加工中心属于立式加工中心，如图2-1所示。
图2-1 三菱M14立式加工中心
三菱立式加工中心详细参数见表2-1。
表2-1三菱M14立式加工中心参数
序号
名称
规格
1
工作台面尺寸（mm×mm)
965×406
2
台面高度(mm)
788
3
X/Y/Z行程(mm)
600/350/300
4
最大承重(kg)
800
5
T型槽(mm)
3×14×110
6
主轴功率(kw)
11/17
7
最高转速(rpm)
14000
8
切削进给(mm/min)
1-5500
9
主轴端面至工作台面(mm)
130-600
主轴中心至立柱导轨面(mm)
675
11
定位精度(mm)
±0.01
12
重复定位精度(mm)
±0.0075
13
机床重量(kg)
2850
14
外形尺寸(mm×mm）
1980×1600×2400
NX6.0提供了实体建模和造型功能、和强大的加工功能。NX6.0的建模功能把零件以三维图的形式展示出来，显示的很真实。
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