9043B零件的工艺分析与数控加工
目录
引 言 1
一、零件图纸的工艺分析 2
（一）零件结构分析 2
（二）零件技术要求分析 2
二、确定工艺路线 3
（一）确定装夹方案 3
（二）确定刀具 3
（三）定位基准 4
（四）确定加工路线 4
三、零件的加工程序及仿真加工 4
（一）零件加工程序 4
（二）仿真加工 8
四、零件的加工难点分析 9
小结 11
参考文献 12
谢辞 13
附件 14
引 言
数控技术的发展势头十分迅猛，随着相关产业的不断发展，工业上使用大量的圆柱形零件配合，如轴承配合、衬套配合、螺纹配合等，都要求零件有较高的精度和配合公差才能满足机械的需要。这个零件是我在工作中遇到的比较典型的轴类配合件。这个零件有较复杂的曲面，需要数控机床来完成，零件的表面粗糙度、尺寸精度和形位公差要求较高，配合精度也要求较高。在我初次加工过程中产品的废品率比较高，主要是粗糙度满足不了图纸所要求的粗糙度要求，调头加工后，出现分中现象，经过我和师傅讨论和分析，并参考了一些资料，修改了该零件的加工工艺路线，采用的刀具、切削用量以及切削液，再次加工这个零件的时候，产品废品率明显下降。这篇毕业设计是根据我修改的该零件加工工艺路线所写的。
零件图纸的工艺分析
（一）零件结构分析
图1-1 配合件零件图纸
上图1-1将零件的六个部分（圆柱段、内控、内圆锥、圆弧、退刀槽、螺纹）的形状和尺寸清楚地描绘了出来。由此可见该零件的完全结构十分复杂，加工难以一次完成，另外零件的精度和粗糙度都必须严 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
格把握。
在构成该零件的部位中，需要用到径向加工工艺的有表面粗糙度达到1.6μm的mm圆柱、表面粗糙度达到1.6μm的，圆柱、R6mm圆弧与R20mm圆弧相切过渡区、表面粗糙度达到1.6μm的内孔、长径比达到1：2的内锥、M20x2-6g外螺纹，剩余部件的表面粗糙度均为3.2μm。
该零件选用45号钢ф50mmx130mm的毛胚。
（二）零件技术要求分析
小批量生产过程中，对于平面精度要求高的零件，修饰平面不能使用砂布和锉刀，未注公差尺寸严格参照GB/T?1804-92，GB6403.4-86等的相关标准，未注粗糙度部分光洁度均为Ra=6.3。
对图纸进行全面的分析可以知道，这一零件需要有很高的同轴度要求，另外，零件左端需要进行内轮廓加工。要保证零件能够符合相关要求，我编程时重点考虑以下几点：
1.对图样中需要做到具有十分精确尺寸的部位进行编程时，选择中间值。
2.从轮廓曲线能够清楚识别出一道经过象限且方向发生变化的轮廓曲线，所以在进行加工时要进行机械间隙补偿，确保轮廓曲线不会出现偏差。
3.零图纸中出现了同轴度，要使其形位公差保持准确，在加工时候要尽最大努力争取一次性通过左端面的加工。
4.要使零件各个部位的粗糙度都能满足需求，最好选择先粗加工，后精加工的加工工艺，尤其在精加工的过程中，要注意放慢速度，保证质量。
5.当进行螺纹加工时，要使精度能够达到相关要求，最好在精车时修改编程程序，从而把螺纹的大径直缩小0.12-0.2mm，在制作螺纹时，要不断使用螺纹千分尺或螺纹环规进行严格把控，确保精度符合相关要求。
如果能够严格执行以上工艺要求，那么零件在尺寸、形状、精度以及表面粗糙度方面的质量肯定能够达到较理想的水平。
二、确定工艺路线
（一）确定装夹方案
当进行工件定位安装时，数控车床和普通的机床都是遵循同一原则。如何对工件进行装夹必须有最佳方法，否则工件的精度和效率就得不到保障。要将数控机床的优势体现出来，在对工件进行装夹时，要着重关注以下几点：
1.夹具最好是通用的，只要在特殊情况下才使用专用夹具；
2.结构设计以精度标准为依据；
3.降低定位和装夹的难度；
4.保证切削后清理工作的简便；
5.抵抗切削力表现出充分的刚性。
在夹住零件的毛坯外圆时，最好选用三爪自定心卡盘，这样就能够得到准确且合适的零件伸出距离。零件的前后端都必须加工，也就是说需要进行两次装夹，由于零件左侧的尺寸为Φ38mmx35mm的台阶能够被用于装夹，所以最好是优先加工左侧，完成后再夹住左侧台阶对右侧进行加工。
确定刀具
目前很多数控机床自动化程度较低，导致十分依赖人工，比如刀具的测量和更换，基本上都是由工人完成的，也就是说，一些次要的工作反而需要更多时间。为了提高效率，在实践中最好对刀具进行排序，排序时候要谨记以下几点：刀具数量越少越好；某把刀具完成装夹后，要尽量执行其他全部能够执行的加工工序；粗加工和精加工的刀具不能混合在一起，哪怕尺寸和规格是一致的；保持车工序在钻工序之前；保持二维轮廓精加工在曲面精加工之后；如果技术和设备功能能够做到的话，最好将自动换刀工序交由数控机床进行，缩短生产耗时。
由上文的分析可以得知，在加工这一零件时，分别要用到直径分别为5mm、20mm的中心钻和钻头，以实现中心孔和左侧孔的打造，粗车和平端面的工具确定为35°硬质合金左偏刀，要避免副后刀影响到工件轮廓，应该将副偏角限定在一定范围职位，比如选择Kr′=35°。要避免使用过多的刀具以及降低换刀频率，精车和车螺纹应该选择使用硬质合金60°外螺纹车刀，刀尖圆弧半径不能超过零件轮廓的最小圆角的半径，可以选择re=0.15～0.2mm。
能否选择合理的刀具，可以说决定了数控加工的成败。刀具的影响面极其广泛比如机床的工作速度、零件加工水平等。刀具的选择受到以下方面的影响：机床的加工能力、工序内容、工件材料等。
以往的车削方法使用一般的刀具就足够了，但数控车削需要整体性能更加突出的刀具，数控车削刀具不但要在精度、刚度、耐用度等方面表现出众，还要尺寸统一，安装快速。因此需要不断地将新技术引入到刀具的加工中来。
定位基准
工件的定位和基准应该沿用设计的基准，要把握好定位，在对箱体工件进行定位时，必训严格遵循“一面两销”的基准。
考虑到该零件是完全实心的，只是零件尾部存在一个30的锥孔。由于轴的长度并不是很长。因此可以选取工件的右侧面和直径为48mm的外圆作为定位基准，然后通过一般的三爪卡盘紧紧地夹牢工件，选择工件的右侧面中心作为工件坐标的原点。
考虑到该零件每一寸表面都必须进行加工，所以应该选择外圆和某一侧面当做粗基准，进而严格遵循“互为基准”的原则展开加工工作。
（四）确定加工路线
车左端面。
车左端轮廓。
用Φ5mm的中心钻钻孔。
钻Φ20mm深32mm的孔。
粗、精车左端内孔。
T0505
M03S600
G00X100Z100
X52Z3
G71U1R1
G71P10Q20U0.5F0.2
引 言 1
一、零件图纸的工艺分析 2
（一）零件结构分析 2
（二）零件技术要求分析 2
二、确定工艺路线 3
（一）确定装夹方案 3
（二）确定刀具 3
（三）定位基准 4
（四）确定加工路线 4
三、零件的加工程序及仿真加工 4
（一）零件加工程序 4
（二）仿真加工 8
四、零件的加工难点分析 9
小结 11
参考文献 12
谢辞 13
附件 14
引 言
数控技术的发展势头十分迅猛，随着相关产业的不断发展，工业上使用大量的圆柱形零件配合，如轴承配合、衬套配合、螺纹配合等，都要求零件有较高的精度和配合公差才能满足机械的需要。这个零件是我在工作中遇到的比较典型的轴类配合件。这个零件有较复杂的曲面，需要数控机床来完成，零件的表面粗糙度、尺寸精度和形位公差要求较高，配合精度也要求较高。在我初次加工过程中产品的废品率比较高，主要是粗糙度满足不了图纸所要求的粗糙度要求，调头加工后，出现分中现象，经过我和师傅讨论和分析，并参考了一些资料，修改了该零件的加工工艺路线，采用的刀具、切削用量以及切削液，再次加工这个零件的时候，产品废品率明显下降。这篇毕业设计是根据我修改的该零件加工工艺路线所写的。
零件图纸的工艺分析
（一）零件结构分析
图1-1 配合件零件图纸
上图1-1将零件的六个部分（圆柱段、内控、内圆锥、圆弧、退刀槽、螺纹）的形状和尺寸清楚地描绘了出来。由此可见该零件的完全结构十分复杂，加工难以一次完成，另外零件的精度和粗糙度都必须严 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
格把握。
在构成该零件的部位中，需要用到径向加工工艺的有表面粗糙度达到1.6μm的mm圆柱、表面粗糙度达到1.6μm的，圆柱、R6mm圆弧与R20mm圆弧相切过渡区、表面粗糙度达到1.6μm的内孔、长径比达到1：2的内锥、M20x2-6g外螺纹，剩余部件的表面粗糙度均为3.2μm。
该零件选用45号钢ф50mmx130mm的毛胚。
（二）零件技术要求分析
小批量生产过程中，对于平面精度要求高的零件，修饰平面不能使用砂布和锉刀，未注公差尺寸严格参照GB/T?1804-92，GB6403.4-86等的相关标准，未注粗糙度部分光洁度均为Ra=6.3。
对图纸进行全面的分析可以知道，这一零件需要有很高的同轴度要求，另外，零件左端需要进行内轮廓加工。要保证零件能够符合相关要求，我编程时重点考虑以下几点：
1.对图样中需要做到具有十分精确尺寸的部位进行编程时，选择中间值。
2.从轮廓曲线能够清楚识别出一道经过象限且方向发生变化的轮廓曲线，所以在进行加工时要进行机械间隙补偿，确保轮廓曲线不会出现偏差。
3.零图纸中出现了同轴度，要使其形位公差保持准确，在加工时候要尽最大努力争取一次性通过左端面的加工。
4.要使零件各个部位的粗糙度都能满足需求，最好选择先粗加工，后精加工的加工工艺，尤其在精加工的过程中，要注意放慢速度，保证质量。
5.当进行螺纹加工时，要使精度能够达到相关要求，最好在精车时修改编程程序，从而把螺纹的大径直缩小0.12-0.2mm，在制作螺纹时，要不断使用螺纹千分尺或螺纹环规进行严格把控，确保精度符合相关要求。
如果能够严格执行以上工艺要求，那么零件在尺寸、形状、精度以及表面粗糙度方面的质量肯定能够达到较理想的水平。
二、确定工艺路线
（一）确定装夹方案
当进行工件定位安装时，数控车床和普通的机床都是遵循同一原则。如何对工件进行装夹必须有最佳方法，否则工件的精度和效率就得不到保障。要将数控机床的优势体现出来，在对工件进行装夹时，要着重关注以下几点：
1.夹具最好是通用的，只要在特殊情况下才使用专用夹具；
2.结构设计以精度标准为依据；
3.降低定位和装夹的难度；
4.保证切削后清理工作的简便；
5.抵抗切削力表现出充分的刚性。
在夹住零件的毛坯外圆时，最好选用三爪自定心卡盘，这样就能够得到准确且合适的零件伸出距离。零件的前后端都必须加工，也就是说需要进行两次装夹，由于零件左侧的尺寸为Φ38mmx35mm的台阶能够被用于装夹，所以最好是优先加工左侧，完成后再夹住左侧台阶对右侧进行加工。
确定刀具
目前很多数控机床自动化程度较低，导致十分依赖人工，比如刀具的测量和更换，基本上都是由工人完成的，也就是说，一些次要的工作反而需要更多时间。为了提高效率，在实践中最好对刀具进行排序，排序时候要谨记以下几点：刀具数量越少越好；某把刀具完成装夹后，要尽量执行其他全部能够执行的加工工序；粗加工和精加工的刀具不能混合在一起，哪怕尺寸和规格是一致的；保持车工序在钻工序之前；保持二维轮廓精加工在曲面精加工之后；如果技术和设备功能能够做到的话，最好将自动换刀工序交由数控机床进行，缩短生产耗时。
由上文的分析可以得知，在加工这一零件时，分别要用到直径分别为5mm、20mm的中心钻和钻头，以实现中心孔和左侧孔的打造，粗车和平端面的工具确定为35°硬质合金左偏刀，要避免副后刀影响到工件轮廓，应该将副偏角限定在一定范围职位，比如选择Kr′=35°。要避免使用过多的刀具以及降低换刀频率，精车和车螺纹应该选择使用硬质合金60°外螺纹车刀，刀尖圆弧半径不能超过零件轮廓的最小圆角的半径，可以选择re=0.15～0.2mm。
能否选择合理的刀具，可以说决定了数控加工的成败。刀具的影响面极其广泛比如机床的工作速度、零件加工水平等。刀具的选择受到以下方面的影响：机床的加工能力、工序内容、工件材料等。
以往的车削方法使用一般的刀具就足够了，但数控车削需要整体性能更加突出的刀具，数控车削刀具不但要在精度、刚度、耐用度等方面表现出众，还要尺寸统一，安装快速。因此需要不断地将新技术引入到刀具的加工中来。
定位基准
工件的定位和基准应该沿用设计的基准，要把握好定位，在对箱体工件进行定位时，必训严格遵循“一面两销”的基准。
考虑到该零件是完全实心的，只是零件尾部存在一个30的锥孔。由于轴的长度并不是很长。因此可以选取工件的右侧面和直径为48mm的外圆作为定位基准，然后通过一般的三爪卡盘紧紧地夹牢工件，选择工件的右侧面中心作为工件坐标的原点。
考虑到该零件每一寸表面都必须进行加工，所以应该选择外圆和某一侧面当做粗基准，进而严格遵循“互为基准”的原则展开加工工作。
（四）确定加工路线
车左端面。
车左端轮廓。
用Φ5mm的中心钻钻孔。
钻Φ20mm深32mm的孔。
粗、精车左端内孔。
T0505
M03S600
G00X100Z100
X52Z3
G71U1R1
G71P10Q20U0.5F0.2
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