实例 加工工艺

图纸分析

该零件是一套以铣加工为主，并包括孔隙加工等工序内容的试题。材料为４５＃钢，毛坯尺寸为100×100×25(长×宽×高）。

工件的技术要求是去毛刺，未注圆角Ｒ３~Ｒ５.　

加工要素有平面、台阶、腔槽、键槽和孔类加工。主要加工项目是上平面、侧面、腔槽内外轮廓(R40mm、Ｒ２０mm、Ｒ６mm、８×Ｒ５mm、２０(+0.03))、台阶高度４（-0.03）mm,键槽尺寸为４２ｍｍ，及定位尺寸３５ｍｍ，侧槽尺寸１２ｍｍ，以及定位尺寸Ｒ５０和９０°，中间通孔的尺寸Φ25(+0.02)及上边倒角要求６０°及Φ３０ｍｍ，小孔尺寸Φ５(+0.02)及定位尺寸９０ｍｍ。

刀具清单

1、关键部位加工分析

1)从图纸技术要求可以看出，要保证尺寸20(+0.03)的尺寸要求，对零件的加工提出了较高的要求，既要保证90°的位置度要求，又要保证尺寸要求。

2)要保证中间孔Φ20(+0.02)和两个小孔Φ10(+0.02)的尺寸精度要求，同时在中间孔的上方有斜角的加工及给定的角度和尺寸要求，可以看出孔在这个零件中是重要的组成部分，所以，对零件的加工又提出了较高的要求。

3)两个侧斜槽给定的尺寸要求是12(-0.03)和位置度要求９０°和Ｒ５０的圆交点处，说明这两个槽在加工中，也是重要的部分。

4)对于厚度的尺寸要求是４(-0.03)，需粗精加工控制。　

为了满足以上四方面的加工要求和精度要求，必须粗、精加工结合，以保证尺寸精度和表面粗糙度要求。

２.加工准备

1)装夹方式。平面类零件的装夹方式有两种，即底面安装和侧面安装。配有两组条形垫铁，垫铁作为平口钳平面定位使用，两组垫铁可以单独使用，也可以配合使用。正确选择合理使用垫铁，是加工的必备条件。

2)基准的选择。分毛基准和精基准两种，应采用基准重合原则还是基准统一原则，要根据实际加工需要确定。是采用六点定位，还是一面两销定位，要根据工件特性确定，本试题只加工上平面一个平面，应采用下平面为基准面，加工上平面。

3)工件找正与夹紧。

(1)找正：用相应的工具和量具，确定工件与刀具的正确位置和角度过程，称为工件找正。用杠杆百分表找正平口钳，用杠杆表验证垫铁高度一致后装夹工件，轻夹工件，用胶木锤，轻敲工件上面，检查工件和垫铁接触状态，确认后夹紧，再次检查工件与垫铁的接触状态。确认无误后，此时工件装夹完毕。

(2)夹紧：工件找正定位后，将工件固定，使其保证正确位置就是工件夹紧，为了保证工件加工质量，在夹紧过程中要注意以下事项：

工件在夹紧过程中，不应改变找正定位时的正确位置。　

夹紧力要稳定可靠，确保工件在加工过程中，工件不发生位移，即夹紧力不能过大， 也不能太小；

正确选择夹紧部位及夹压点，使工件在夹紧状态下的变形最小。

4）坐标零点确定： 

①基准面推算法，用主轴标准检棒或寻边器，利用机床位置显示功能，确定零点。 

②对称法，用杠杆表分别测工件两侧，利用机床位置显示功能，确定零点。比用检棒和寻边器测定更为准确。检棒有振摆误差，寻边器测头中心位置有误差，这些误差需要在零点确定过程中，进行必要的修正。

５）刀具选择

　　选择合理的刀具和加工参数，对于金属切削加工，能取到事半功倍的效果。Φ20立铣刀去除大面积多余材料，使刀具得到合理的利用。Φ24钻头进行钻孔。尽可能去除多余材料，为精加工做准备。Φ9钻头进行小孔的钻削，去除多余材料。用Φ8立铣刀进行内外轮廓的加工和孔的加工，并保证精度要求。

6）切削参数选择

推荐切削参数如下：Φ20立铣刀，端铣Ｖ＝200~250m/min, 单齿进给量0.09~0.15mm/r。Φ8立铣刀，Ｖ＝150~180m/min,单齿进给量0.05mm/r。Φ24钻头，钻削Ｖ=40~60m/min,单齿进给量为0.03mm/r。Φ9钻头，钻削Ｖ=30m/min，单齿进给量为0.015~0.022mm/r。

３.加工顺序确定

为了能在规定的时间内完成全部考核项目最佳，由于其条件，必须合理的安排加工顺序和加工工艺。已达到最优的效果。　　　　　从加工部位来看，应先选择容易的部位来进行加工，工作量和　难度相对简单一些，所需时间较少。对于选手有一个适应过程。

本试题中Ｒ40台阶既要保证轮廓尺寸又要保证高度尺寸，故需先进行加工台阶轮廓，并进行粗精加工，保证尺寸要求。后进行键槽和侧槽及孔的加工，并进行粗精加工分开的方法。这样有利于保证零件的尺寸要求及表面粗糙度要求。

加工顺序是先面后孔，先粗后精和工序集中的原则，对刚度和强度低的表面在后面加工，精度高的表面在后面加工。合理安排粗精加工余量。粗精加工分开的原则，可以减少在粗加工中去除多余的毛坯时，产生的微量位移和热变形，及加工变形等影响。

加工程序编制

１要具有快速编程能力

本试题给定轮廓节点数12个，需输入24个节点，此外，需要输入程序中其它准备指令，圆弧半径，和其它辅助机能指令。人工编程工作量大，在短时间内完成程序的编制及输入，需熟练的技能和快速敏捷的手法。由于图纸给定的轮廓曲线都具有对称性特点，节点数据从头至尾重复规律。掌握此规律，按进给方向确定节点的正负号，并增加圆弧半径指令，输入切削参数，轮廓曲线加工程序，可较快编制完成。程序验证方法有两种：１）用动态模拟验证，在ＣＲＴ屏幕上，显示刀具轨迹，验证加工程序。２）刀具验证，把坐标系Ｚ轴向上平移出安全距离，进行轮廓的加工，验证程序的正确与否，并检验刀具的进退刀，刀补的建立和取消。

２.平面加工编程

　平面的加工时选择端面铣，进给方向有：平行铣，环铣，螺旋铣等。

本套试题下平面为基准面，可采用平行铣进给方式。其特点是编程简易，而且加工效率高。端铣刀参数选择，端铣刀铣削宽度，为刀具直径的75%每转进给量选择，必须大于刀具刀具倒角尺寸。如刀具倒角尺寸Ｒ0.15mm,选择单齿进给量必须大于0.15mm。对于零件的外轮廓，不易采用平行铣，故采用环铣方式。环铣可以保证单方向走刀，能保证加工中顺逆铣一致性，表面加工质量好。

３.台阶外轮廓加工

在机械加工中，台阶加工是最普遍，也是加工中必须要保证的尺寸，必须进行粗精加工的铣削，才能保证尺寸的正确性。由于台阶加工中间有多余的材料，故需进行多余材料的去除。由于内部未进行加工，在粗加工中可以选择大的被吃刀量，以保证节省时间。

４.键槽及侧槽的加工

在机械加工中，铣加工占有很大比例，一般零件都有腔槽加工部位，而模具特征之一也是腔槽加工，一般腔槽加工既有尺寸精度，又有位置精度。对加工和编程又提出了更高的要求。

５.孔的加工

包括钻孔、扩孔加工。钻孔前用中心钻钻孔，再用Φ24和Φ9的钻头钻孔，用中心钻钻孔起到定中心作用。后用Φ8立铣刀进行精加工，保证尺寸精度。

零件加工工艺卡与加工程序

铣台阶：Φ20立铣刀粗加工台阶轮廓，Φ８立铣刀粗加工台阶内轮廓，,并保证精加工余量要求。

钻孔：Φ24钻头钻中间大孔，Φ９钻头钻两个小孔。

扩孔：Φ20立铣刀加工大孔，Φ8立铣刀加工小孔。

精加工：Φ８立铣刀进行台阶内外轮廓及大小孔的精加工，保证尺寸要求并保证表面粗糙度要求。

加工程序