零件的结构工艺性

零件的结构工艺性（精选11篇）

零件的结构工艺性 第1篇

Solidworks除了具有三维设计能力外,还能进行机构运动仿真和运动学、动力学分析[1]。将Solidworks的强大功能充分利用并应用到零件结构工艺性教学中,使复杂抽象的结构工艺性原理变得简单、清晰,增加学生对这一部分知识的学习兴趣,也有利于对复杂问题的理解和记忆。

本文分析零件结构工艺性教学存在的问题,简介Solidworks建模、仿真原理,探讨运用Solidworks对孔类零件结构的切削加工工艺性和轴、孔类零件结构的装配工艺性问题进行动态仿真的方法。

1 零件结构工艺性及Solidworks建模、仿真方法

机械零件或产品除要满足使用性能要求外,还要满足结构工艺性要求,即零件或产品在一定生产类型及条件下,能用生产周期短、生产率高、劳动量小、材料消耗少和生产成本低的加工方法制造出来。零件结构工艺性需要结合实际生产条件,例如生产批量、设备条件和加工方法等来确定,而且,随着科学技术的发展,新工艺、新设备不断出现,零件结构工艺性也会随之发生变化[2]。可知,要真正地理解具体产品或零件结构工艺性的优劣,就需要在了解相应的工艺方法及设备原理的基础上,将问题放在具体条件下,进行对比分析。而在课堂教学过程中,若仅靠文字说明和黑板的手绘图形来描述各种具体的零件结构工艺性,效果非常差,学生往往感觉很难接受。如果能将具体的加工过程动态地展现出来,并对不同零件结构下,零件加工或装配工艺过程进行对比演示,便会使学生有身临其境的感觉,容易理解和掌握。

Solidworks是公认的易学、易用、界面友好,操作过程直观、简单、功能强大的三维设计软件[3]。Solidworks的运动仿真及动画制作是通过其插件Animator软件完成的。默认情况下,系统启动时未启动Animator,要在Solidworks下使用Animator,就必须进行手动启动,具体方法为:进入工具菜单,选择“插件”选项,在插件中Animator前的复选框上打钩,然后点击确定,此时屏幕上会出现Animator的工具栏。Animator可以通过对零件设置路径点来精确实现路径动画,路径点是零件由一种运动状态转为另一种运动状态的转折点,这里的运动状态包括运动类型、极限位置、速度等,Animator工具栏第一部分是动画设置工具,用来设置完成动画的路径,第二部分是动画播放控制工具,第三部分是录制动画部分,可以将做好的动画渲染成影像文件[4]。

2 孔类零件结构的切削加工工艺性的三维动态模拟

孔类零件的加工问题是实际生产中的常见问题,孔类零件的结构工艺性好坏,直接影响零部件的加工、使用性能,以镗孔加工零件结构的切削加工工艺性为例,论述基于Solidworks的三维动态模拟方法在零件切削加工工艺性教学中的作用。

2.1 镗孔加工相关零件三维建模

要实现动态模拟,必须首先建立模拟对象的三维模型,镗孔加工零件建模的具体步骤如下:

(1)建立镗刀零件图,利用工具建立一个圆柱体、并以中间基准面为中心建立立方体和三菱柱,形成镗刀,为增强真实感并且在模拟加工零件内部结构时颜色突出,选择零件颜色为黑色,材质为金属(如图1所示)。

(2)建立镗刀杆零件图,利用工具建立一个圆柱体,在轴线上等距位置打3个孔,选择零件颜色为银白色,材质为金属(如图2所示)。

(3)建立镗刀装配图,将3个不同尺寸的镗刀零件和一个镗刀杆零件分别移入装配图,以孔与轴同轴,镗刀片与刀杆上多个孔的中心面平行,孔端部与镗刀圆柱端面相切为约束,进行装配(如图3所示)。

(4)建立被加工工件零件图,先草绘出凹多边形,利用“旋转”工具,形成具有阶梯孔的两个不同圆柱体,为了在加工动态模拟时便于演示出内部孔的被加工状态,设置零件为半透明状态,同时为了取得较好的视觉效果,给学生以清晰、明快的感觉,为零件设置较鲜艳的绿色、黄色(如图4和图5所示)。

2.2 零件结构的切削加工工艺性的动态模拟

为了让学生充分理解不同结构零件在镗削加工过程中结构工艺性的不同,掌握影响镗削加工零件结构工艺性的因素,需进行结构工艺性好与差的两类零件的镗削加工动态模拟,具体动画实现过程为:

用鼠标拖动时间滑竿到15秒处,转到工作区域,利用鼠标拖动镗刀装配体到目标位置,此时状态栏中出现两个关键点,将鼠标在20秒处添加关键点,点击“自动展示”按钮,设置自动展示动画,拖动时间滑竿到20秒处,将鼠标在30秒处添加关键点,利用鼠标拖动镗刀装配体从目标位置回到原来位置。此时点击左侧的动画按钮,选择动画,并点击播放动画,即可将前面制作的动画播放出来,并可控制动画的播放模式。点击保存按钮,将动画保存为avi格式文件。

为了方便地展示不同结构工艺性零件在不同加工阶段的镗削加工效果,进行了结构工艺性好和结构工艺性差的孔类零件镗削加工对比(如图6和图7所示),通过实体的三维再现和生动的动画对比,可以明显看出具有三阶梯孔结构,且中间孔径大的孔类零件结构工艺性差,尺寸大的镗刀无法穿过小孔去加工中间的大孔,而改进成两阶梯孔结构的零件在相同的镗刀安装方式下,则可以顺利实现镗削加工,因此,在镗削加工时该种结构零件的结构工艺性好。

3 轴、孔类零件结构装配工艺性的三维动态模拟

轴、孔零件结构装配工艺性将影响零部件的安装和使用,以具有降低切削加工难度,克服过定位特性的轴、孔类零件结构的装配工艺性为例,论述Solidworks的三维动态模拟方法在零件结构工艺性教学中的作用。

3.1 轴、孔零件三维建模

(1)在草绘模式建立阶梯多边形,利用旋转工具建立阶梯圆柱体,倒角,形成阶梯轴(如图8所示)。

(2)在草绘模式绘制正方形,利用拉伸工具建立立方体模型,并反向拉伸出盲孔和通孔零件(如图9所示)。

3.2零件结构的装配工艺性动态模拟

为了让学生理解由于零件设计问题导致装配过程中出现过定位问题,使得零件在加工制造时必须严格控制加工精度,以至于加工难度增加的现象,通过相同尺寸的3个阶梯轴与深度尺寸不同的3个盲孔零件装配过程的动态模拟来展示问题。同时,设计了长度尺寸不同的2个阶梯轴与带通孔零件装配过程的动态模拟,以展现无过定位装配的轴、孔零件可降低其制造时加工难度的问题(如图10和图11所示)。通过动态模拟,可直观地感受到当阶梯轴零件与不同深度盲孔配合时,阶梯轴零件底平面和阶梯平面都能作为定位面,导致定位不统一,必须在加工时通过严格的尺寸精度限制孔深度和阶梯轴的长度,以保证定位统一,将盲孔改成通孔之后,不存在过定位问题,装配时轴向定位面只有阶梯平面一个,因此完全不用考虑阶梯轴长度方向的尺寸精度。

以Solidworks三维设计软件为工具,针对零件结构工艺性问题中典型结构,建立了多类零件三维实体模型图,多个零件组装三维图;将抽象的零件结构工艺性问题进行多角度对比,并分别给出立体性较强的三维实体效果。创造性地给出了三维实体模型的运动动画,从视觉上给以生动的动态再现,使学生有身临其境的感觉,可直接运用于机械制造基础教学过程中,开拓了学生视野,提高了学习效率。该方法还可进一步推广到机械制造基础课程的“切削加工方法”以及“加工方案选择”等需要与工程实际紧密联系的理论教学过程中。

摘要：分析了零件结构工艺性教学中普遍存在的问题,探讨利用三维设计软件Solidworks提高零件结构工艺性教学质量的途径。以镗孔加工零件结构的切削加工工艺性及轴、孔类零件结构的装配工艺性为例,研究了如何运用Solidworks自带的Animator软件实现加工及装配的动态仿真。

关键词：Solidworks,结构工艺性,机械制造基础,Animator

参考文献

[1]党兴武,靳岚.基于Solidworks2004的机构运动模拟[J].机械设计与制造,2006,4:85-86.

[2]任正义.机械制造工艺基础[M].北京:高等教育出版社,2010.

[3]谢玉敏,金海霞,张美丽.Solidworks在机械装置设计中的应用[J].煤矿机械,2011.32(6):247-248.

偏心轴零件的加工工艺 第2篇

关键词：偏心轴;加工工艺;安装车削;检测

偏心轴工件是零件的外圆和外圆或外圆与内孔的轴线平行而不相重合，偏一个距离的工件。这两条平行轴线之间的距离称为偏心距。外圆与外圆偏心的零件叫做偏心轴。

在机械传动中，回转运动变为往复直线运动或往复直线运动变成回转运动，一般都是利用偏心零件来完成的。大多数偏心轴是高压开关操纵机构上的关键零件，通过电机驱动实现对机构储能。其偏心外圆中心位置，直接影响偏心轴的使用性能及工作寿命。

1.工艺分析

要保证偏心轴零件加工精度，必须在两端打两组偏心中心孔，如何保证偏心外圆中心与零件中心在一条线上，是加工偏心轴类零件的难点。通过分析，只能先打偏心中心孔，然后加工偏心外圆，否则偏心外圆中心与零件中心不会在一条直线上。

2.偏心工件安装车削方法

偏心轴零件加工主要是在装夹方面采取措施，即把需要加工的偏心部分的轴线找正到与车床主轴旋转轴线想重合。但实践加工中应按工件的不同数量、形状和精度要求采用不同的装夹方法，将需要加工偏心部分的轴线找正到与车床主轴轴线相重合的位置进行加工，并注意轴线间的平行度和偏心距的精度。

一般车偏心工件的方法有5种，即在三爪卡盘上车偏心工件，在四爪卡盘上车偏心工件，在花盘上车偏心工件，在两顶尖间车偏心工件，在专门夹具上车偏心工件。下面我将介绍前3种常用的方法：

2.1在三爪卡盘上车削

长度较短，数量较多，偏心距较小，精度要求不高的偏心工件，大多采用三爪自定心卡盘安装车削。其方法是先把偏心工件中的非偏心部分的外圆车好，然后在三爪中的任意一个卡爪与工件接触面之间，垫上一块预先选好的垫片，经校正母线与偏心距，使工件轴线相对车床主轴轴线产生位移，并使位移距离等于工件的偏心距，并把工件夹紧后，即可车削。

垫片厚度可用近似公式计算：垫片厚度X=1.5e（偏心距）。若使计算更精确一些，则需要在近似公式中带入偏心距修正值K来计算和调整垫片厚度，则近似公式为：垫片厚度X=1.5e+K（查表可得）。

但是用三爪卡盘车削需注意，在应选用硬度较高的材料做垫块，以防止在装夹时发生挤压变形，垫块与卡爪接触的一面应该成为卡爪圆弧相同的圆弧面，否则，接触面将会产生间隙，造成偏心距误差。并装夹时，工件轴线不能歪斜，否则会影响加工质量。在加工精度要求较高的偏心工件，必须按上述计算方法，在首件加工时进行试车检验，再按实测偏心距误差求得修正值K，从而调整垫片厚度，然后才可正式车削。

2.2在四爪卡盘上车削

数量少、长度短，形状比较复杂的偏心工件，可在四爪卡盘上车削。用四爪卡盘车削首先把划好线的工件装在四爪卡盘上。在装夹时，先调节卡盘的两爪，使其呈不对称位置，另两爪成对称位置，工件偏心圆线在卡盘中央。

其次在床面上放好小平板和划针盘，将工件垫上薄铜皮，夹紧后，让尾座顶尖接近工件，调整卡爪位置，使顶尖对准偏心圆中心，校正偏心圆，使偏心圆轴线与车床主轴轴线重合，移去尾座。然后把针尖对准外圆水平线，自左至右检查水平线是否水平。使划针对准工件外圆侧素线校正水平，转过90度，用同样的方法检查另一条水平线，然后紧固卡脚和复查工件装夹情况。

最后工件校准后，把四爪再拧紧一遍，即可进行切削。

2.3用花盘车削偏心工件

适用于加工长度较短、偏心距较大，精度要求不高的偏心孔工件。

先将工件外圆、两端面加工至要求后，在一端面上画好偏心孔的位置，然后用压板均布地把工件装夹花盘上，用划针盘校正后压紧，即可车削。

3.偏心轴零件车削步骤

3.1装夹工件

在三爪卡盘的任一卡爪上垫一片厚度为1.5mm的垫片。

3.2粗车削偏心轴

由于粗车偏心圆是在光轴的基础上进行车削的，切削余量不均匀且又是断续切削，所以外圆车刀取刃倾角。开始车削时，进给量和切削深度要小，待工件车圆后，在适当增加，否则容易打刀或使工件发生位移。此外，还应该在车刀远离工件在启动车床，然后，车刀刀尖必须从偏心的最远点开始切入工件进行车削，以免打坏刀具或损坏机床。

3.3检查偏心距

当还有0.5mm左右精车余量时，用游标卡尺测量两外圆间最大距离和最小距离。则偏心距就等于最大距离与最小距离值的一半，若实测偏心距误差较大时，可以松开卡爪，调整垫片的厚度，但是工件不能旋转方位。

3.4精车偏心轴

4.偏心轴零件的检测方法

4.1用游标卡尺检测

最简单的测量方法，适用于测量精度要求不高的偏心轴。

4.2用心轴和百分表检测

适用于精度要求较高而偏心距较小的偏心工件。为扩大测量范围百分表也可装在游标高度尺上配合使用。

4.3用两顶尖孔和百分表检测

适用于两端有中心孔、偏心距较小的偏心轴测量。偏心套的偏心距也可用这种方法测量，但需将偏心套装在心轴上才能测量。

参考文献：

[1]杨黎明主编.机床夹具设计手册.北京：国防工业出版社

浅谈机械零件工艺结构的合理性 第3篇

对于机械产品加工是一个十分复杂的过程, 不仅要保证机械产品性能、功能满足相关需求, 还需要保证产品的各个零件结构合理, 这样才能保证产品的正常应用。对机械产品而言, 结构工艺合理的零件, 能有效地降低产品加工成本并提高产品的综合性能, 反之若结构不合理的零件则会对机械产品的正常使用造成很大影响, 因此确保机械零件工艺结构的合理性是十分重要的。

1 合理的选择毛坯

机械零件都是从毛坯加工而来的, 毛坯是机械产品加工最基础的一个环节, 因此, 在进行机械零件加工设计时, 必须合理的选择毛坯, 这样才可以保证机械零件工艺结构的合理性。在选择毛坯时, 首先要结合零件的具体要求, 选择合理的加工原料和加工方法, 然后结合零件设计图纸, 确定毛坯尺寸、形状、大小等, 这样才能保证加工出来的机械零件满足实际需求。在选择毛坯时, 主要从以下两个方面进行:

1.1 毛坯的尺寸形状

在确定毛坯尺寸形状时, 为了保证机械零件的加工效率, 要尽可能地保证毛坯的尺寸、形状与机械零件本身的尺寸。形状相似, 避免因毛坯过于粗糙, 而加大机械零件的加工量。在进行机械零件设计时, 要尽量选择先进的毛坯加工手段, 这样就能保证在批量加工机械零件时, 获得良好的加工效果。

1.2 毛坯的结构

对于毛坯的结构, 是由机械零件的结构直接决定的, 由于毛坯结构对零件的加工有很大的影响, 因此, 在进行机械零件加工设计时, 必须注重毛坯结构的选择。在选择毛坯结构时, 为了良好的掌握结构的难易程度, 可以选用合并、分解的方法。也就是说, 在进行毛坯结构加工时, 将几个结构比较简单的零件组合起来, 合并成一个新的零件, 或者将一个结构比较大的毛坯切削成多个小的零件, 从而满足机械零件加工的需求。这样一方面能减少毛坯加工的次数, 另一方面还能节省原料的使用量。例如:在加工车床丝杠螺母合口瓦与活塞环时, 可以先加工长套筒与整个毛坯, 在进行合口瓦加工时, 将其切削成两部分, 当长套筒半径符合规定后, 在进行车床加工, 并切割出满足要求的活塞环。

2 尽量简化零件结构

在进行机械零件设计加工时, 为了保证零件结构的加工效率, 要尽量将机械零件的加工面设计成简单的几何面, 如平面、圆面, 并且尽量简化零件结构, 从而为加工的顺利提供保障。根据机械零件的结构特性, 可以将其分成合体式结构和分体式结构两种情况, 有的机械零件在加工过程中, 可以加工成合体构件, 这样一方面能减少各个连接件的技工量, 另一方面还能减少零件的组装工作量。如下下图图11所所示示, , 图图 ( (aa) ) 中中的的三三个个齿齿轮轮可可以以加加工工成成一一个个整整体体的的齿齿轮轮, , 如如图图 ( (bb) ) 所所示示。。

在进行机械零件加工时, 有的零件合体加工时十分困难, 如果采用分体式加工, 则比较简单, 如下图2所示, 设计的机械零件为盲孔, 如果在孔内进行球面加工时, 有很大的难度, 在这种情况下, 如果将整个零件结构分成两部分, 一部分是套筒, 另一部分是球型底面垫块, 这样加工起来就十分简单, 当两部分都加工完成后, 将球型底面垫块嵌入套筒中就可以了。

3 减少零件加工面

在进行机械零件工艺结构设计加工时, 要尽量保证加工面积比较小, 加工面数量比较小, 这样一方面可以有效地降低零件加工量, 提高零件加工效率, 另一方面还可以降低零件装配过程中的装配任务, 提高机械产品的装配质量。在实际加工过程中, 有很多零件结构会出现过定位的现象, 在进行加工时, 必须最大限度地提高零件的加工精度, 并且还要对零件的装配进行严格的管控, 这极大地增加了零件的加工量和加工难度。在这种情况下, 可以通过对零件结构进行适当的调整, 将零件定位在一个端面上, 保证定位的合理性, 从而确保零件加工的方便性与加工准度。如图3所示, 将图 (a) 中的轴两段不同直径面的配合改成图 (b) 中的同一直径圆柱面配合, 使得轴向定位与同一端面, 一方面减少了零件加工量, 另一方面提高了零件的精准度。

另外, 在进行机械零件加工时, 要特别注意, 不在封角的内表面进行加工, 通常情况下, 机械零件的内部加工本身就有一定的难度, 如果在半封闭内部表面进行加工, 更是难上加难, 因此, 要尽量避免这种现象的出现。

4 结束语

机械零件是机械产品的基础, 因此, 在进行机械零件设计加工时, 要尽量保证机械零件工艺结构的合理性, 并结合实际情况, 不断优化机械零件性能, 改善零件结构, 确保机械零件能满足现代化发展的需求。

摘要：近年来, 我国制造业得到了飞速的发展, 这极大地促进了我国工业产业的全面发展。机械零件是机械产品的基础, 只有保证机械零件的合理, 才能确保机械产品的正常使用, 因此, 在进行机械零件设计、加工时, 必须保证其工艺结构的合理性, 下面就机械零件工艺结构的合理性进行全面分析。

关键词：机械零件,工艺结构,合理性

参考文献

[1]张军.浅谈零件的结构工艺性[J].黑龙江科技信息, 2014 (4) :141-142.

[2]高景玉.机械零件结构工艺性分析[J].中国校外教育 (理论) , 2011 (z1) :96-97.

轴类零件的加工及工艺分析 第4篇

前言

数控加工是机械制造中的先进的加工技术是一种高效率，高精度与高柔性特点的自动加工方法，数控加工技术可有效解决复杂、精密、小批多变零件的加工问题，充分适应了现代化生产的需要，制造自动化是先进制造技术的重要组成部分，其核心技术是数控技术，数控技术是综合计算机、自动技术、自动检测及精密机械等高新技术的产物，它的出现及所带来的巨大利益，已引起了世界各国技术与工业界的普遍重视，目前，国内数控机床使用越来越普及，如何提高数控加工技术水平已成为当务之急，随着数控加工的日益普及，越来越多的数控机床用户感到，数控加工工艺掌握的水平是制约手工编程与CAD/CAM集成化自动编程质量的关键因素。

数控加工工艺是数控编程与操作的基础，合理的工艺是保证数控加工质量发挥数控机床的前提条件，从数控加工的实用角度出发，以数控加工的实际生产为基础，以掌握数控加工工艺为目标，在介绍数控加工切削基础，数控机床刀具的选用，数控加工的定位与装夹以及数控加工工艺基础等基本知识的基础上，分析了数控车削的加工工艺。

I

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目录

前言

第一章 设计概要…………………………………………….1 第一节 设计题目及目的……………………………………… 1 第二节 选用设计软件………………………………………….1

第二章 实体设计………………………………………….2

第一节 CAXA平面图的绘制………………………………….2 第二节 零件实体的构造……………………………………..4 第三章 工艺分析………………………………………….7

第一节 零件工艺分析………………………………………..8 第二节 刀具的选择…………………………………………..9 第三节 刀具卡片……………………………………………..10 第四节 确立工件的定位与夹具方案………………………..10 第五节 确定走刀顺序和路线………………………………..11 第六节 切削用量的选择……………………………………..15 第七节 数控加工工艺文件的填写…………………………..16 第八节 保证加工精度的方法…………………………………17

第四章 数控加工程序……………………………………18 第五章 零件仿真加工……………………………………23

第一节 仿真软件简介……………………………………….23 第二节 仿真加工过程……………………………………… 25 结论……………………………………………………………… 30

II

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参考文献…………………………………………..31 III

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摘要：

本次设计主要是对数控加工工艺进行分析与具体零件图的加工，首先对数控加工技术进行了简单的介绍，然后根据零件图进行数控加工分析。第一，根据本零件材料的加工工序、切削用量以及其他相关因素选用刀具及刀柄和零件的轮廓特点确定需要7把刀具分别为外圆粗车刀、外圆精车刀、外切槽刀、外螺纹刀、内镗孔刀、内切槽刀。第二，针对零件图图形进行编制程序，此零件为轴类零件，外轮廓由直线、圆弧和螺纹组成，零件的里面要镗出一个锥孔，在加工过程中，工件需要调头钻孔再镗孔，第三，早钻孔对刀时要先回参考点，要以孔中心作为对刀点，刀具的位置要以此来找正，使刀位点与换刀点重合。

关键字：

刀具的确定、走刀路线的选择、刀具的对刀点、工件的定位。

IV

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第一章 设计概要

第一节 设计题目及目的

设计题目：轴类零件的加工及工艺分析

设计目的：本次毕业综合实训实践项目为轴类零件的加工及工艺 分析，用所学理论知识和实际操作知识，在工作中分析问题、解决实际问题的能力同时达到对我们基本技能的训练，例如：计算、绘图、熟悉和运用设计资料（手册、标准、图册和规范等）的能力。加强对在加工机械零件时的零件工艺分析、及其加工精度、刀具机床的选用、刀具补偿，工件的定位与装夹的分析等。同时提高我们编写技术文件、编写数控程序、仿真数控机床操作的独立工作能力。

第二节 选用设计软件

本课题二维图选用：CAXA电子图表

实体图选用：CAXA制造工程师2008 仿真加工用:斯沃仿真软件

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第二章 实体设计

第一节 CAXA平面图的绘制 1.软件简介

我们采用CAXA电子图版2007绘制，CAXA电子图板2007打造了全新软件开发平台，多文档、多标准以及交互方式上带来全新体验，而且在系统综合性能方面进行了充分改进和优化，对于文件特别是大图的打开、存储、显示、拾取等操作的运行速度均提升100%以上，Undo/Redo性能提升了十倍以上，动态导航、智能捕捉、编辑修改等处理速度的提升，给用户的设计绘图工作带来流畅、自如的感受。而且依据中国机械设计的国家标准和使用习惯，提供专业绘图工具盒辅助设计工具，通过简单的绘图操作将新品研发、改型设计等工作迅速完成，提升工程师专业设计能力。2.软件界面介绍 CAXA电子图版工作界面

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3.利用该软件作此图的平面图

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第二节 零件实体

一、零件主体的实体化

我们这里使用CAXA数控车2008来进行实体，首先选择工作界面，打开软件后，点击软件的左下角的

命令，然后出现一个界面如下

然后右键点击平面XY，创建草图，绘制如下图的封闭图形

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完成上图之后，点击菜单栏里的 按钮，完成实体创建。如下图：

二、在右端创建螺纹

利用公式曲线来创建螺纹，点击

按钮，出现如下图所示的界面

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将参数X=12*sin(t)Y=12*cos(t)Z=0.239*t 设置好之后点击

按钮，完成如图的曲线，单击，在曲线的一端创建一个平面，在此 6

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平面内绘制一个等边三角形，如图：导动除料，完成实体创建，如下图：，退出草绘，选择至此，整个零件的实体完成。

第三章 工艺分析

工艺分析是工艺员的中心工作也是设计者设计的一个重要环节，它是对工件进行数控加工的前期准备。合理正确的工艺分析也是编制数控加工程序的重要依据。故工艺分析是数控加工不可缺少的。正确合理的工艺分析需完成如下工作步骤和内容。

零件尺寸的正确标注：由于加工程序是以准确的坐标点来编制的，因此，各图形几何元素间的相互关系一定要明确；各种几何元素的条件要充分，应无引起冲突的多余尺寸或影响工序安排的封闭尺寸等；构成零件轮廓的几何尺寸的条件应充分。

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识读零件：零件图纸直接反映零件的结构，而零件的结构决定工艺分析的合理性，所以我们要保证良好的零件结构。

工艺步骤：制定数控加工程序、划分工步、工序，确定对刀点、换刀点，刀具补偿，选择切削刀具、冷却液，编制工艺文件等。

编制加工程序：将工艺分析融入加工程序，并对其程序进行校验和优化。

第一节 零件工艺分析

零件结构分析

1.如图所示零件便面由柱面，圆锥面，顺圆弧，逆圆弧及外螺纹构成，外螺纹绞复杂其中多个直径尺寸由较高的精度，表面粗糙，零件图尺寸编注完整，符合数控加工尺寸标注要求，轮廓描述清楚完整，零件材料为45钢，毛胚为ф60mm*122mm 零件技术要求分析

小批量生产条件编程，不准用砂布和锉刀修饰平面，这是对平面高精度的要求，未注公差尺寸按GB1804-M，热处理，调质处理，HRC25-35，未注粗糙度部分光洁度按Ra6.3，毛胚尺寸ф60mm*122mm。

加工难点及处理方案

分析图纸可知，此零件对平面度的要求高，左端更有内轮廓加工，为提高零件质量，采用以下加工方案：

1.对图样上给定的几个精度要求较高的尺寸，编程时采用中间值。2.在轮廓曲线上，有圆弧，因此在加工时应进行刀具半径补偿，以保证轮廓曲线的准确性。

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本设计图纸中的各平面和外轮廓表面的粗糙度要求可采用粗加工---精加工---超精加工方案。选择以上措施可保证尺寸、形状、精度和表面粗糙度

第二节 刀具选择

数控刀具的选择和切削用量的确定是数控加工工艺中的重要内容，它不仅影响数控机床的加工效率，而且直接影响加工质量。刀具的选择是在数控编程的人机交互状态下进行的。应根据机床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相关因素正确选用刀具及刀柄。刀具选择总的原则是：安装调整方便、刚性好、耐用度和精度高。在满足加工要求的前提下，尽量选择较短的刀柄，以提高刀具加工的刚性。

在经济型数控机床的加工过程中，由于刀具的刃磨、测量和更换多为人工手动进行，占用辅助时间较长，因此，必须合理安排刀具的排列顺序。一般应遵循以下原则：①尽量减少刀具数量；②一把刀具装夹后，应完成其所能进行的所有加工步骤；③粗精加工的刀具应分开使用，即使是相同尺寸规格的刀具；④先铣后钻 ；⑤先进行曲面精加工，后进行二维轮廓精加工；⑥在可能的情况下，应尽可能利用数控机床的自动换刀功能，以提高生产效率等。

综上所诉：本零件的加工(1)选用φ5mm中心钻钻削中心孔。用ф20的钻头加工左端的孔(2)粗车及平端面选用90°硬质合金左偏刀，为防止副后刀面与工件轮廓干涉，副偏角不宜太小，选Kr´=35°。(3)为减少刀具数量和换刀次数，精车和车螺纹选用硬质合金60°外

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螺纹车刀，刀尖圆弧半径应小于轮廓最小圆角半径，取re=0.15～0.2mm。

第三节 刀具卡片

第四节 确定工件的定位与装夹方案

在数控车床上工件定位安装的基本原则与普通机床相同。工件的装夹方法影响工件的加工精度和效率，为了充分发挥数控机床的工作特点，在装夹工件时，应考虑以下几种因素： 1.尽可能采用通用夹具，必须时才设计制造专用夹具； 2.结构设计要满足精度要求； 3.易于定位和装夹； 4.易于切削的清理； 5.抵抗切削力由足够的刚度；

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工件的定位与基准应与设计基准保持一致，应防止过定位，对与箱体工件最好选择“一面两销”作为定位基准，定位基准在数控机床上要仔细找正。

由于这个工件是个实心轴，末端要镗一个30的锥孔，因轴的长度不是很长，所以采用工件的右端面和48的外圆作定位基准，使用普通三爪卡盘夹紧工件，取工件的右端面中心为工件坐标的原点，对刀点在（100.1000）处。

第五节 切削加工顺序的安排：

①先粗后精 先安排粗加工，中间安排半精加工，最后安排精加工和光整加工。

②先主后次 先安排零件的装配基面和工作表面等主要表面的加工，后安排如键槽、紧 固用的光孔和螺纹孔等次要表面的加工。由于次要表面加工工作量小，又常与主要表面有位 置精度要求，所以一般放在主要表面的半精加工之后，精加工之前进行。

③先面后孔 对于箱体、支架、连杆、底座等零件，先加工用作定位的平面和孔的端面，然后再加工孔。这样可使工件定位夹紧稳定可靠，利于保证孔与平面的位置精度，减小刀具的磨损，同时也给孔加工带来方便。

④基面先行 用作精基准的表面，要首先加工出来。所以，第一道工序一般是进行定位面的粗加工和半精加工(有时包括精加工)，然后再以精基面定位加工其它表面。例如，轴类零件顶尖孔的加工 综上所诉：此零件的的加工顺序如下：

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1.先进行右端部分的加工，右端部分首先 1加工主轮廓走刀路线如下 ○

圆弧段加工

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切槽

螺纹加工

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2.调头加工，调头之后的加工在分成3部 1首先加工外轮廓，走刀路线如下： ○

2钻孔：钻一个ф20深度为29的孔 ○3加工左端部分的内轮廓，走刀图如下 ○ 14

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以上为整个零件的加工路线

第六节 切削用量的选择

切削速度、进给量和切削深度三者称为切削用量。它们是影响工件加工质量和生产效率的重要因素。车削时，工件加工表面最大直径处的线速度称为切削速度，以v(m/min)表示。其计算公式：

v=πdn/1000(m/min)式中：d——工件待加工表面的直径（mm）n——车床主轴每分钟的转速（r/min）

根据零件的结构特点，外轮廓用采用90度外圆车刀，轮廓粗加工时留1mm的精车余量，粗加工时选主轴转速为s=800r/min，精加工选择1000 r/min，由公式计算得：切削速度v 粗加工：v=150(m/min)精加工：v=188(m/min)

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第七节 数控加工工艺文件的填写

1.工艺过程卡片

2.机械加工工序卡片

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第八节 保证加工精度的方法

为了保证和提高加工精度，必须根据生产加工误差的主要原因，采取相应的误差预防或误差补偿等有效的工艺途径措施来直接控制原始误差或控制原始误差对零件加工精度的影响。

一、刀具半径的选定

1.刀具的半径R比工件转角处半径大时不能加工。2.刀具较小时不能用较大的切削量加工（刀具刚性差）。

二、采用合适的切削液

1.切削液主要用来减少切削过程中的摩擦和降低切削温度。合理使用切削液，对提高刀具耐用度和加工表面质量、加工精度起重要的作用。2.非水溶性切削液：切削油、固体润滑剂，非溶性切削液主要起润滑作用。

3.水溶性切削液：水溶液、乳化液，水溶性切削液有良好的冷却作用和清洗作用。

故本设计加工时采用水溶液进行冷却。

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第

4章 数控加工程序

本零件采用电脑软件编程，由于程序过多，这里只打出一部分，这里只展示左端部分的程序

O1234 T0404 M03 S1200 M08 F1500 G00 X77.917 Z13.100 G00 Z6.549 G00 X71.414 G01 X61.014 F5.000 G01 X59.600 Z5.841 G01 Z-14.200 F10.000 X60.000 G01 X61.414 Z-13.493 F20.000 G01 X71.414 G00 Z6.549 G01 X60.014 F5.000 G01 X58.600 Z5.841 G01 Z-14.700 F10.000 G01 X60.000 G01 X61.414 Z-13.993 F20.000 G01 X71.414 G00 Z6.549 G01 X59.014 F5.000 G01 X57.600 Z5.841 G01 Z-15.200 F10.000 G01 X60.000 G01 X61.414 Z-14.493 F20.000 G01 X71.414 G00 Z6.549 G01 X58.014 F5.000 G01 X56.600 Z5.841 G01 Z-15.700 F10.000 G01 X60.000 G01 X61.414 Z-14.993 F20.000 G01 X71.414 G00 Z6.549 G01 X57.014 F5.000 18

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G01 X55.600 Z5.841 G01 Z-16.200 F10.000 G01 X60.000 G01 X61.414 Z-15.493 F20.000 G01 X71.414 G00 Z6.549 G01 X56.014 F5.000 G01 X54.600 Z5.841 G01 Z-16.700 F10.000 G01 X60.000 G01 X61.414 Z-15.993 F20.000 G01 X71.414 G00 Z6.549 G01 X55.014 F5.000 G01 X53.600 Z5.841 G01 Z-17.200 F10.000 G01 X60.000 G01 X61.414 Z-16.493 F20.000 G01 X71.414 G00 Z6.549 G01 X54.014 F5.000 G01 X52.600 Z5.841 G01 Z-17.700 F10.000 G01 X60.000 G01 X61.414 Z-16.993 F20.000 G01 X71.414 G00 Z6.507 G01 X1.414 F5.000 G01 X0.000 Z5.800 G01 X51.600 F10.000 G01 Z-18.200 G01 X59.600 G01 Z-36.000 G01 X61.014 Z-35.293 F20.000 G01 X71.014 G00 Z6.007 G01 X1.414 F5.000 G01 X0.000 Z5.300 G01 X50.600 F10.000 G01 Z-18.700 G01 X58.600 G01 Z-36.000 G01 X60.014 Z-35.293 F20.000 G01 X70.014 19

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G00 Z5.507 G01 X1.414 F5.000 G01 X0.000 Z4.800 G01 X49.600 F10.000 G01 Z-19.200 G01 X57.600 G01 Z-36.000 G01 X59.014 Z-35.293 F20.000 G01 X69.014 G00 Z5.007 G01 X1.414 F5.000 G01 X0.000 Z4.300 G01 X48.600 F10.000 G01 Z-19.700 G01 X56.600 G01 Z-36.000 G01 X58.014 Z-35.293 F20.000 G01 X68.014 G00 Z4.507 G01 X1.414 F5.000 G01 X0.000 Z3.800 G01 X47.600 F10.000 G01 Z-20.200 G01 X55.600 G01 Z-36.000 G01 X57.014 Z-35.293 F20.000 G01 X67.014 G00 Z4.007 G01 X1.414 F5.000 G01 X0.000 Z3.300 G01 X46.600 F10.000 G01 Z-20.700 G01 X54.600 G01 Z-36.000 G01 X56.014 Z-35.293 F20.000 G01 X66.014 G00 Z3.507 G01 X1.414 F5.000 G01 X0.000 Z2.800 G01 X45.600 F10.000 G01 Z-21.200 G01 X53.600 G01 Z-36.000 G01 X55.014 Z-35.293 F20.000 20

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G01 X65.014 G00 Z3.007 G01 X1.414 F5.000 G01 X0.000 Z2.300 G01 X44.600 F10.000 G01 Z-21.700 G01 X52.600 G01 Z-36.000 G01 X54.014 Z-35.293 F20.000 G01 X64.014 G00 Z2.507 G01 X1.414 F5.000 G01 X0.000 Z1.800 G01 X43.600 F10.000 G01 Z-22.200 G01 X51.600 G01 Z-36.000 G01 X53.014 Z-35.293 F20.000 G01 X63.014 G00 Z2.007 G01 X1.414 F5.000 G01 X0.000 Z1.300 G01 X42.600 F10.000 G01 Z-22.700 G01 X50.600 G01 Z-36.000 G01 X52.014 Z-35.293 F20.000 G01 X62.014 G00 Z1.507 G01 X1.414 F5.000 G01 X0.000 Z0.800 G01 X41.600 F10.000 G01 Z-23.200 G01 X49.600 G01 Z-36.000 G01 X51.014 Z-35.293 F20.000 G01 X61.014 G00 Z1.007 G01 X1.414 F5.000 G01 X0.000 Z0.300 G01 X40.600 F10.000 G01 Z-23.700 G01 X48.600 G01 Z-36.000 21

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G01 X50.014 Z-35.293 F20.000 G01 X71.414 G00 X77.917 G00 Z13.100 G00 X100 Z100 T0404 M03 S1200 G00 X70.318 Z11.144 G00 Z0.707 G00 X59.414 G01 X-1.414 F5.000 G01 X0.000 Z0.000 G01 X40.000 F10.000 G01 Z-24.000 G01 X48.000 G01 Z-36.000 G01 X49.414 Z-35.293 F20.000 G01 X59.414 G00 X70.318 G00 Z11.144 G00 X100 Z100 T0505 M3S500 G0X20.Z20 G0X0.Z5.G99G1Z-32.F0.1 G0Z5.X100.Z100.G0 T0606 G97 S3600 M03 G0 X21.92 Z2.5 M8 G50 S3600 G96 S330 G99 G1 Z-23.8 F.2 X20.X17.172 Z-22.386 G0 Z2.5 X23.84 G1 Z-23.8 X21.52 X18.692 Z-22.386 G0 Z2.5 X25.76 G1 Z-14.341 22

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X24.6 Z-15.965 Z-23.8 X23.44 X20.612 Z-22.386 G0 Z2.5 X27.68 G1 Z-11.653 X25.36 Z-14.901 X22.532 Z-13.487 G0 Z2.5 X29.6 G1 Z-8.965 X27.28 Z-12.213 X24.452 Z-10.799 G0 X19.5 Z2.X30.G1 Z0.Z-9.X25.Z-16.Z-24.X20.X17.172 Z-22.586 G0Z2.M9 G28 U0.W0.M05 T0606 M30

第五章 零件仿真加工

第一节、仿真软件介绍

1.软件简介

市面上的仿真软件有很多，例如：南京斯沃和上海宇龙、斐克，这里我们选用斯沃，南京斯沃软件技术有限公司开发的，是结合机床厂家实际加工制造经验与高校教学训练一体所开发的国内第一款自

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动免费下载更新的数控仿真软件。通过该软件可以使学生达到实物操作训练的目的，又可大大减少昂贵的设备投入。

斯沃数控仿真(数控模拟)软件包括16大类，66个系统，121个控制面板。具有FANUC、SIEMENS(SINUMERIK)、MITSUBISHI、FAGOR、美国哈斯HAAS、PA、广州数控GSK、华中世纪星HNC、北京凯恩帝KND系统、大连大森DASEN、南京华兴WA、江苏仁和RENHE、南京四开、天津三英、成都广泰GREAT、巨森数控JNC编程和加工功能，学生通过在PC机上操作该软件，能在很短时间内掌握各系统数控车、数控铣及加工中心的操作，可手动编程或读入CAM数控程序加工，教师通过网络教学，可随时获得学生当前操作信息。斯沃数控仿真软件也是目前国内唯一自动免费下载更新的数控仿真软件

2.斯沃界面

打开软件，选择GSK980TD

工作界面

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第二节 仿真加工过程

（一）第一段加工

1.装入刀具

2.设置毛胚，内江职业技术学院

3.对刀，输入刀补

4.开始加工

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第一段加工完成

（二）第二段加工

1.调头加工另一端，因为有内部轮廓的加工，我们这里选择透明模式，便于观察,对刀方式和第一段方法相同

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车外轮廓

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钻孔 钻一个ф20深度为29的孔

完成内轮廓加工

至此整个零件仿真加工完成

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结论

通过这次的毕业设计，我从设计的过程中学到了很多在书本上没有的内容，加深了对数控机床的了解，巩固了书本的知识。结论总结如下：

1.对于某个零件来说，并非全部加工工艺过程都适合在数控机床完成。而往往只是其中的一部分适合于数控加工。这就需要对零件图样进行仔细的工艺分析，选择那些最适合、最需要进行数控加工的内容和工序。

2． 在确定走刀路线时，最好画一张工序简图，将已经拟定出的走刀路线画上去，这样可为编程带来不少方便。

3.有些零件虽然能在一次安装中加工出很多待加工面，但考虑到程序太长，会受到某些限制，如：控制系统的限制（主要是内存容量），机床连续工作时间的限制等。此外，程序太长会增加出错与检索困难。因此程序不能太长，一道工序的内容不能太多。致谢

非常感谢各位指导老师，没有你们交给我们知识，我们是不可能完成这项毕业设计，非常感谢你们这几年对我们的辛勤教导，你们不仅仅是传授给我们了知识，更是教会我们技能，从而让我们在这个社会上更好的立足，让我们的人生更加丰富多彩，在这里我们全组成员（曹阳，赵志城，雷露，郭川）向你们致敬！！

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参考文献：

[1]陈洪涛.数控加工工艺与编程.高等教育出版社，2003 [2]罗学科.数控机床编程与操作实训.北京化学工业出版社，2002 [3]李佳.数控机床及应用.北京清华大学出版社，2001 [4]姜爱国.数控机床技能数实训.北京理工大学出版社，2006 [5]汪建安.CAXA自动编程与训练 化学工业出版社

零件机械加工工艺规程的订制 第5篇

关键词：机械加工；加工工艺；规定

工件加工的工艺规程内容包括各个工作车间内每一道加工工序及所有参与加工过程的设备；产出工件的规格和产品后续检验；对生产时间的控制及工人生产能力的评定等方面。工件加工的工艺规程主要有两种卡片，工艺卡片和工序卡片。在检验过程中还有检验要序卡片，调整工件规格的机床调整卡片。工艺卡片主要用于加强生产理论知识，细化生产编制。由于其内容的限制，并不能在实际生产中对工人的劳动进行直接指导。工序卡片是针对每一道工序量身定制的，可以直接应用到生产当中，对工人的劳动进行有效指导，保证产品的生产数量和工艺水平。

1.机械加工工艺规程的制订原则

制定机械加工工艺流程的原则是在保障产品质量的同时，提高产品的生产量，缩短生产时间，以降低生产成本。一般情况下，零件的加工过程会有若干种不同的方案符合生产要求。这就需要根据自身实际情况，综合考量工件标准，进行精确的预算准备以选择最优方案，达到有效降低成本的目的，让每一分钱都花在刀刃上。节省开支并不等同于缩减工艺水准。要充分利用资源条件，尽量发挥自身优势，通过吸取国外先进经验，或是国内同行业之间的交流帮助，保证产品的工艺和质量。要注意在工艺流程的原则中，工人的利益是最重要的。要通过引进高度自动化的机械来减轻工人的劳动强度，降低生产风险，创造出符合规范的劳动环境。工艺规程是指导生产的重要保障，具有很大的影响力。必须要注意规程的制定是否符合实际情况，详细的规格数据是否符合标准要求。要保证完整实现图纸到零件的过渡，不得擅自改动图纸甚至零件的规格。

2.机械加工执行前所需的步骤

机械加工在执行前处理程序，首次进行了确定刀起点位置。对刀是常有的运营商是头痛的事情没有自测装置（经济型数控），需要工作，尤其是当多个刀片加工，还需要刀测量值。通常，常用的方法有：刀点刀方法保存点动按钮在控制面板，将点轻触工件表面（包括X和Z方向分两个时间点移动），一个计数器复位，然后回到需要设置初始位置的初始值（X，Z设计）、复位和得到初始位置再次。反过来，确定初始位置的每一刀，在尝试处理来调整设计的精确位置（起点）。这种方法不需要任何辅助设备，操作方便，但很长一段时间，特别是在每个磨削工具必须再次重置。该方法适用于简单的过程或第一次安装和调试。操作者应充分熟悉机械加工知识，如何尝试，掌握相关的知识，采用该方法的过程尽可能集中处理，多用几次，自然会显示其优势。在过程中，单位处理时间增长，两个设备安排面对面，我们将实现两个装置，一个操作员效率得到大大提高，也得到了良好的质量保证。

3.机械加工问题及对策

3.1主要问题

在机械加工运作过程中，经常要进行冷热处理的作业。例如使用液氮冷却轴承使其收缩，装配完成后再利用加热使工件完整契合到一起；火车的车轮也是利用同样的原理进行装配。按照作业时零件自身温度的不同，可以将加工分为冷热两种。冷加工也就是在常温下进行加工，一般用于切削作业；热加工是指温度低于或高于常温，通过温度变化来使工件产生物理变化以完成装配。一般用于锻造和焊接。此外，还需要注意运动部件的问题：有惯性冲撞的运动部件必须采取可靠的缓冲措施，防止因惯性而造成伤害事故。凡易造成伤害事故的运动部件均应封闭或屏蔽，机械加工或采取其他避免操作人员接触的防护措施。机械加工设备根据需要应设置可靠的限位装置。为避免挤压伤害，直线运动部件之间或直线运动部件与静止部件之间的距离必须符合规定。机械加工设备必须对可能因超负荷发生损坏的部件设置超负荷保险装置。机械加工高速旋转的运动部件应进行必要的静平衡或动平衡试验。以操作人员所站立平面为基准，凡高度在2m以内的各种传动装置必须设置防护装置，高度在2m以上物料传输装置和带传动装置应设置防护装置。

3.2预弯加工

卷板时平板两端各有一段长度由于接触不到上辊而不发生弯曲，称为剩余直边，工艺上将平板开始弯曲的最小力臂叫做理论剩余直边，其大小与设备结构及其弯曲形式（对称弯曲，不对称弯曲）有关。对中的目的是使工件母线与辊筒轴平行，防止产生扭斜。卷圆是产品成形的主过程，分一次进给与多次进给两种，卷制厚板常用多次进给。矫圆的目的是尽可能使整圆曲率均匀一致，保证产品质量。将虎钳的钳口取掉，另加工两个M4的螺纹孔，将两块与钳口平齐厚1.5mm的钢板2，用铝埋头铆钉铆上厚0.8mm的硬黄铜板3将其用M4埋头螺钉1紧固到钳口上，形成经久耐用的软钳口。这样还可以保护零件被夹坏，还具有互换性。当内六角扳手1柄短，不能着力时，可将内径比扳手略大一点的管从一段铣槽将扳手插入槽内，可当作长柄。

3.3平面加工

箱体、盘形和板形零件的主要表面是平面。平面的技术要求除了表面粗糙度以外.常常还要考虑其形状和位置精度。平面可用车、铣、刨和磨等方法加工。轴套类和盘类零件的端平面，通常在车床上一次装夹后与外圆或内孔同时加工出来。刨削适用于单件小批生产或加工狭长的平面。铣削加工具有较高的生产率，在成批大量生产中均以铣代刨。平面磨削是平面精加工的方法。如果是精加工淬火工件或薄片工件的平面。则采用磨削加工。对于一个零件。乃至它的某一个表面。都不能只用一种加工方法完成，但在一定的条件下，总是有一种方案最经济合理。工艺过程的制订，就是根据零件的技术要求、生产批量和现有加工条件，尽可能零部件按图样要求进行热处理后，需作酸洗、钝化处理。

参考文献：

[1]顾为鹏.连杆零件的机械加工工艺规程[J].现代企业教育，2012.

零件的结构工艺性 第6篇

1 课题的提出及意义

在航空发动机中, 为减少联接面和止口的数量, 提高联接和装配的可靠性, 同时增加零件的整体刚性。设计采用了前轴颈与盘轴类零件一体化结构的设计方案, 这是一种全新的盘轴结构。这种新型整体结构的盘轴类零件, 型面复杂, 尺寸精度要求高, 技术条件要求苛刻, 其深腔结构敞开性极差, 切削加工难度大。

2 新结构整体盘轴类零件的工艺性分析

2.1 新结构整体盘轴类零件的简介

新结构整体盘轴类零件是航空发动机转子重要关键件之一。盘轴类零件的盘部前直口与盘组合件为过盈配合, 其后直口与盘组合件为过盈配合。在航空发动机转子装配中起呈上启下作用。盘轴类零件的基准表面C在总装中与中央锥的内表面为过盈配合, 中央锥外表面与三支点的轴承内钢套配合, 基准表面D与中央锥的侧面配合, 同时颈部基准C、D是高压压气机转子的基准。内腔中表面ΦC与端面与引气零件配合。表面G与中央传动的主动齿轮配合。

2.2 新结构整体盘轴类零件的简介

新结构整体盘轴类零件的材料为钛合金TC17, 模锻件, 属难加工材料。其主要材料特点为:变形系数小、热导率低、钛合金材料的化学活性高、切削温度高、导热性差、单位面积上的切削力较大、刀具易磨损等特性。切削加工时热量主要由刀具传出, 切削温度高, 粘刀现象严重, 刀具粘接磨损及扩散磨损突出。

2.3 盘轴类零件的工艺性分析

新结构盘轴类零件是高精度前轴颈和轮盘的复合体, 兼容着盘与轴颈的双重功效, 这种特殊设计结构提高了航空发动机性能, 加大了工艺加工难度, 使工艺流程复杂、无损检测种类齐全。新结构盘轴类零件, 作为航空发动机制造中难度最大的零件之一, 有必要对其工艺性进行分析。

关键加工难点在于严格的形位公差, 如何在加工中得到保证。设计图纸技术条件中:要求控制在0.01内的有3项, 控制在0.013内的有2项, 控制在0.015内的有4项。因这种薄壁结构容易受各种切削力、喷涂、喷丸等加工过程影响产生变形, 必须在工艺安排及加工过程中采取有效的措施防止变形对精度的影响。

关键加工难点之二是由前轴径大端的幅板内型面与轮盘幅板前侧的型面形成的弯状斜深槽的加工, 这是以往所未见到的异常加工部位将。这个由盘与轴颈形成的封闭腔, 切削中刀具和内腔型面容易产生碰撞、干涉。特别是干涉处理, 成为能否加工出完整、准确型腔的重要前提。必须设计特殊形状的非标刀具, 进行无人干预模拟仿真。

3 盘轴类零件工艺路线的制定

3.1 新结构整体盘轴类零件的简介

为减少和消除变形对精度的影响, 保证整体盘轴类零件极为严格尺寸与形位公差, 其工艺路线划分为三个阶段:粗加工阶段, 细加工阶段, 精加工阶段。

3.2 工序的集中与分散

生产数量较小时, 工序不宜分散, 宜集中。工序集中有利于高效率的数控机床的安排, 很多表面在一个工序中加工, 便于保证较高的表面间相互位置的精度。随着车铣复合加工中心设备的引进, 为工序的集中提供了广阔的发展空间, 一次装夹可完成精车、镗孔、铣槽、插齿等多个工序, 这是单一设备所无法达到的。

3.3 盘轴类零件常规工艺路线的分析

(1) 为了保证在毛坯状态及早发现材料缺陷, 粗车之前安排了超声波探伤工序, 由于超声波探伤的表面粗糙度要求较高, 在超声波探伤工序之前安排了车超声波检查面的工序。超声波探伤工序的盲区余量单边径向余量≥4mm, 单边轴向余量≥4mm。

(2) 由于粗车切除的余量较大, 切削力、切削热以及内应力重新分布等因素引起的工件的变形就较大, 为消除内应力, 在粗加工之后安排了消除应力热处理工序。

(3) 为进一步检查材料缺陷, 在消除应力热处理工序后, 安排了X射线检查工序。

(4) 最终检验之后, 安排了涂干膜润滑剂、平衡等工序。

3.4 盘轴类零件车铣复合工艺路线的分析

铣车复合工序尽量安排在零件的精加工阶段, 也即零件的最终成形加工阶段。粗加工或半精加工工序安排在常规设备上进行。这样一方面可以规避高端设备资源紧张的情况, 另一方面最大化的将车、铣、钻、镗等工艺集中, 一次性加工完成工件大部分加工, 提高零件加工精度。

3.5 两种工艺分析

相对与常规工艺69道工序, 车铣加工工艺只有50道工序, 缩减了19道工序。通过粗车与细车合并, 精车集中并与钻铰孔、铣槽等工序合并, 工序的集中性显著提高, 加工精度与单件加工效率大大提高。

4 盘轴类零件封闭内腔加工和走刀路线制定

4.1 加工方法的选择

盘轴类零件的半封闭内腔是盘轴一体件形成的特殊结构, 是由实心模锻件加工形成, 加工余量大, 材料的导热性差, 是该件加工的难点和重点, 尺寸要求较精密且难以测量, 加工中需要选择非标准的合金刀具和机夹刀具进行加工。

4.2 盘轴类零件内腔的粗加工

盘轴类零件内腔的粗加工, 由于加工余量大, 选择刚性和稳定性较好的合金刀具, 使用排刀图进行车加工, 提供稳定和高效的去除材料的效果, 使用较大的切屑参数以提高加工效率, 节省加工时间, 为零件批量生产确定稳定的加工参数和刀具消耗。

4.3 盘轴类零件内腔的精车加工

盘轴类零件的精车内腔加工, 选择适用于加工TC17材料的机夹刀具和刀片, 刀柄具有较好的刚性和稳定性, 刀片具有较好的耐热性和加工稳定性, 同时有较好耐磨性, 能保证高速加工时达到零件的尺寸要求和质量要求。

参考文献

钣金零件的数控加工工艺性分析 第7篇

1 板料展开长度计算

钣金零件的展开长度计算是钣金零件加工的首要步骤, 展开长度计算的精确程度, 直接影响着零件成型后的尺寸精度, 所以, 展开长度计算是整个钣金零件加工的基础。

(1) 弯曲过程。弯曲前, 板料断面上三条线相等 (如图1所示) , 即ab=a`b`=a"b"。弯曲后, 板料内层缩短, 外层伸长。即ab

在近似计算中可认为中性层在材料厚度的二分之一位置。另外, 对于窄的板条料 (宽度小于三倍板厚时) 在压缩部位宽度将有所增加;对于宽度大于三倍板厚的板料, 其宽度可视为不变。

(2) 展开长度计算。在进行数控钣金零件的加工中经常遇到零件展开长度的计算, 零件的展开长度与板料的厚度、板材的弯曲半径、折弯型槽的大小等因素有关, 目前尚无统一标准。下面给出了两种钣金零件展开长度的计算方法。

(1) 弯曲零件展开长度的一般计算法, 如图2所示。

其中L1、L2为平直部分长度;

ψ=180°-α;α为弯曲角, X0为中性层系数, 一般小于0.5, 该系数随料厚及弯曲半径R的改变而改变。

(2) 简便计算法。

在实际加工中, 由于我们使用折弯机的模具都是固定的, 对于不同材料和厚度的板材, 其折弯半径都是固定的。所以我们通常使用简便计算法。

式中:L为展开尺寸, A、B为单直角弯曲时零件外形尺寸, α为折弯系数 (图3) 。这种方法对于数控冲经常加工的各种薄板弯成的零件当其弯曲半径R=1 ～2 mm, 板厚δ<2.5 mm时使用非常方便。

**α——折弯系数的计算:

实际加工中, 如果不知道折弯系数, 可通过试折弯的方法获得。利用数控剪板板机剪下两块100 mm×100 mm的正方形, 用卡尺精确测量两方向尺寸, 并在数控折弯机上分别沿平行和垂直于轧制方向折弯90度, 折弯尺寸为50 mm, 测出折弯后两边尺寸A和B, 根据折弯系数公式α=A+B-L, 即可得出各方向的折弯系数。

2 数控剪板机下料

计算出零件的展开尺寸后, 就可以采用数控剪板机进行下料工作了。数控剪板机不仅具有互成90度的上下两组刀片, 可以在一次行程中完成板材垂直方向的切断加工, 而且具有防止板料下垂的托板机构, 可以将剪切长度、刀口的间隙、刀口角度、加工尺寸等参数编制成程序进行加工。

数控剪板机的选用, 是数控加工工艺首先考虑的问题。一般情况下根据机床的加工范围和加工能力以及零件的材质、厚度、加工尺寸、加工精度等要求来选定。

(1) 加工力的确定。剪板机的剪切加工力的计算可采用下面公式计算:

式中:P为切断力 (N) ;

t为被剪切板材厚度 (mm) ;

K为板材剪切阻力 (MPa) 。

通常冷轧钢板的剪切阻力300~350 MPa, 不锈钢板的剪切阻力520~560 MPa, 铝板的剪切阻力70~180 MPa。

(2) 刀口间隙和刀口角度的确定。正确选择上下刀口之间的间隙和角度, 是获得良好切断面和提高刀口使用寿命的保证也是必须考虑的工艺因素之一。剪切间隙主要由材料和料厚来决定, 普通钢板约为料厚的10%, 热轧钢板和不锈钢钣约料厚的12%, 铝钣约为料厚的8%~9%。剪切角度一般为2.5度, 对于下料尺寸窄长的薄料来说, 剪切角度要小一些, 否则, 剪出的料会扭曲的很厉害。

(3) 加工中常见问题及解决方法。

(1) 剪板机下料两边不垂直, 对角线不好。调整剪板机角尺为直角。对整张板料裁剪时, 首先要将板料的一边靠紧直角尺剪去毛边。 (2) 剪板机下料毛刺太大。刀口钝, 更换刀口;刀口间隙大, 调整刀口间隙合适。 (3) 剪板机下料两端尺寸不一样。刀口与后挡料两端距离不一样, 调整后挡料相对刀口平行;下料太宽, 后端下垂, 需适当托一下。 (4) 剪板机下料扭曲变形。下料较窄较长, 上下刀口角度不合适。 (5) 剪板机下料具有挠度。上下刀口不平行, 调整刀口平行。 (6) 剪板机下料具有划伤。料本身具有划伤;加工过程中划伤。选用好料并在加工中注意表面保护。

3 数控冲床冲压加工

数控冲床主要用于加工钣金零件上的圆孔、方孔、缺口及一些异形孔。最常见的结构形式为数控的转塔式结构。板材经过装夹定位后, 控制系统执行预先编制好的程序, 控制机床在X、Y方向定位和更换模具冲孔, 并能自动改变冲孔次数、其他工艺参数和辅助功能。

(1) 冲床模具的选择。冲床模具的选择是否得当直接影响工艺实施质量的好坏和机床的使用寿命。其中, 冲床模具间隙是影响冲切质量的最重要工艺因素, 如果间隙选则不合适, 会使模具寿命缩短或出现毛刺, 引起二次剪断等, 使得切口形状不规则, 脱模力增大而带料。间隙受材料和材质的影响很大, 它与加工的板厚和材质有关, 钢板一般为板厚的10%~15%, 铝板8%~12%, 不绣钢板1 5%~20%。凸模和凹模的间隙用总差值来表示, 例如:使用φ10的凸模和φ10.3的凹模时, 间隙为10.3-10=0.3 m m。

模具在使用过程中应经常研磨, 这样可以延长模具的使用寿命。模具的磨损程度可以从模具边缘判断:边缘部分变圆或下了霜一样发白, 光泽消失, 这时需要研磨, 否则模具刃口更钝, 需要的冲压吨位会更大, 模具会急剧磨损。研磨后的凸凹模边远应呈直角, 并用油石处理。

模具的寿命与下列因素有关:

板料越厚寿命越短

板料越硬寿命越短

步冲加工寿命变短

(2) 冲孔力的计算。选择模具时, 要求每个模具的冲孔力不得超过冲床最大公称力。冲孔力P可由下式计算:

式中:P为冲孔力的大小 (N) ;

L为模具刃口的周长 (mm) ;

t为板料厚度 (mm) ;

τ为材料的剪切强度 (MPa) ;

K为系数。考虑到刃口钝化、间隙不均匀、材料。

厚度波动而增加的安全系数。K值常取1.3。

如果知道机床吨位和冲裁的板料厚度、材质则可计算出能加工的最大孔径。最小加工孔径与材质和料厚有关, 钢板和铝板应大于或等于料厚, 不锈钢板应大于或等于两倍料厚。

(3) 编制冲床程序。编程需要根据钣金零件图, 计算零件的展开尺寸, 绘制零件的展开图, 并将零件上的孔、缺口的位置重新定位。绘制零件的展开图是数控钣金加工工艺的重点所在。然后根据展开图并参考工艺要求, 合理的选用模具、加工方法和加工路线进行程序编制。

数控冲床的加工步骤如下。

(1) 审核图纸。首先参考工艺和折弯系数, 将图纸转变为展开图, 并详细检查尺寸, 合理的考虑夹钳禁区而确定下料尺寸和加工方法。

(2) 确定坐标系编程 (FANUC系统) 。可以以板材一角为零点, 一般以加工元素不多的一边为X轴, X向以定位块为基准, Y向以夹钳为基准。使用编程软件编程或手工编程。

(3) 选择安装模具。根据加工要求合理的选择模具并将模具安装到冲床模座, 此时应注意模具间隙与板厚相适应。

(4) 输入程序。

(5) 冲床冲压锁定空运行。

(6) 冲床加工。考虑到程序的准确性, 首件加工后, 应根据图纸仔细检查, 如有错误及时修改程序, 直到工件合格再生产。

(4) 加工中常见问题及解决方法

(1) 加工零件的尺寸不合图纸要求。程序错误;模具安装错误;机床未回参考点;机床操作错误等。修改程序, 选用合适的模具, 机床重新回参考点或重新开机。 (2) 加工中模具带料、毛刺大或冲不下料来。压料套不合适;模具钝;模具总程短。调整或更换压料套, 研磨模具, 加长模具总程。 (3) 零件加工两点距离与机床精度误差相差太大。冲床加工中模具带料或板材不平引起碰撞;加工中夹钳口板材移动;长时间使用机械有较大反向间隙。修调模具并且校平板材, 更换夹钳齿板, 重新夹好板材, 修改参数。 (4) 加工好零件边上尺寸误差较大。板材两边垂直度引起定位误差;板材加工中脱离夹钳基准边;X方向定位基准边磨损;板料装夹方向不当。修剪板材基准边, 排除引起板材相对夹钳移动原因, 调整参数, 更换装夹方向。

4 数控折弯加工

数控折弯机用于钣金零件的折弯成型, 它利用机床所配备的通用模具或专用模具, 将金属板材折弯成各种几何截面形状的工件。现在的数控折弯机利用数控系统对滑快行程 (凸模进入凹模深度) 和后挡料位置进行自动控制, 实现对折弯工件的不同角度和折弯尺寸的折弯成型。

(1) 折弯机模具。折弯机模具是折弯工艺中必须要考虑的问题。上模主要有直刀形和鹅颈形, 下模则有不同宽度的V形槽, 各V形槽口角度为88度, 由于钢板折弯后存在回弹现象, 折弯90度时, V形槽口应小于90度。凹模开口尺寸是重要的折弯参数, 它与折弯板厚和折弯力有关。在相同的板厚前提下, 开口尺寸越大, 所需折弯力越小, 板厚越厚, 所需开口尺寸越大。折弯时V形槽的宽度应是料厚的6~8倍。假如凹模开口距过小, 则由于弯曲半径减小, 可能会使折弯层断裂。折弯加工应根据需要合理的选用模具的种类及模具长度, 采用合理的加工顺序, 防止干涉。

(2) 折弯半径 (内半径) 和最小折弯尺寸。折弯半径 (内半径) 和最小折弯尺寸也是折弯工艺中要考虑的问题。在自由折弯时, 不管板料厚度如何, 最适宜的折弯半径约等于凹模开口距的0.156倍。折弯半径小于或等于板料厚度时, 弯曲层很容易断裂。

(3) 折弯工艺力的计算。折弯加工需要用到折弯工艺力参数, 折弯工艺力计算公式:

式中:P为压力 (k N) ;

S为所折板料厚度 (mm) ;

L为所折板料长度 (m) ;

V为下模开口尺寸 (mm) 。

计算出的压力是根据普通钢板的抗张力δb=450 N/mm2为计算依据, 铝板需乘以0.8的系数, 不锈钢乘以1.5~2.0的系数。具体工作中可查看机床上的压力表格。折弯时严禁超出模具耐压值。

(4) 加工中常见问题及解决方法。

(1) 折弯尺寸不符合图纸要求。程序错误;未回参考点;更改程序, 回参考点。 (2) 折弯角度过大或过小。下模型槽不合适;角度补偿值参数不合适;压力不合适。选用合适的下模, 调整角度补偿值, 调整压力。 (3) 折弯角度两端不一致。模具磨损不一致;机床上下模具不平行。调整模具一致或修磨模具。调整机床上下模具之间距离相同。 (4) 折弯尺寸两端不一致。两个 (或多个) 后定位挡料指距离模具中心不一致;材料扭曲变形。调整后定位挡料指并靠齐重新折弯。校正材料变形。 (5) 零件加工中发生干涉, 不能完全折弯。折弯时模具配制不合适;折弯顺序不合理;结构设计不合理。重新配置合适的模具, 更改折弯顺序, 更改结构设计。

5 结语

数控剪板机、数控冲床、数控折弯机所组成的小型自动化数控钣金生产加工系统, 能够完成钣金零件的下料、冲孔和折弯工作, 大大缩短了工件的加工周期, 提高了劳动生产率和加工精度, 降低了加工成本, 减轻了工人的劳动强度, 而且具有比激光切割相对较低的加工成本, 所以其在今后相当长的一段时间内仍将是钣金加工的主流手段。

参考文献

[1]实用数控加工技术编委会.实用数控加工技术[M].兵器工业出版社, 1995.

箱体类零件的加工工艺分析 第8篇

1 工艺路线的设计

箱体要求加工的表面很多,比如车床床头箱体、齿轮传动箱体等在这些加工表面中,平面加工精度比孔的加工精度容易保证,所以箱体中主轴孔(主要孔)的加工精度,孔系加工精度就成为工艺关键问题,因此,在工艺路线的安排中我更倾向于注意几点。

(1)先面后孔的加工顺序

先加工平面,不仅切除掉了毛坯表面的凸凹不平和表面夹砂等缺陷,更重要的是加工分布在平面上的孔时,划线,找正方便,而且当镗刀开始镗孔时,不会因端面有高低不平而产生冲击振动、损坏刀具,因此,一般最好应先加工平面。

(2)粗、精加工阶段要分开

箱体结构复杂,主要表面的精度要求高,粗加工时产生的切削力、夹紧力和切削热对加工精度有较大影响,如果粗加工后立即进行精加工,那么粗加工后由于各种原因引起的工件变形的内应力没有充分释放出来,在精加工中就无法将其消除,从而导致加工完卸载时箱体变形,影响箱体最终的精度,在粗加工过程中,最好应多次松卸夹具,使内应力及时尽可能地释放出来,更大限度地保证箱体的加工质量。

(3)工序集中或分散的决定

箱体粗、精加工阶段分开符合工序分散的原则,但是在中、小批生产时,为了减少使用机床和夹具的数量,以及减少箱体的搬运和安装次数,可将粗、精加工阶段相对集中,尽可能放在同一台机床上进行。

(4)安排适当的热处理工序

铸件箱体结构复杂、壁厚不均,铸造时冷却速度不一致,容易产生内应力,且表面较硬,因此,铸造后应合理安排喷砂、调质人工实效等处理,以改变内部组织结构,消除内应力减小变形。

2 定位基准的选择

箱体加工定位基准的选择,直接关系到箱体上平面与平面之间、孔与平面之间、孔与孔之间的尺寸精度和位置精度要求。在选择基准时,首先要遵守“基准同一”和“基准重合”的原则,同时必须考虑生产批量的大小、生产设备、特别是夹具的选用等因素。

(1)粗基准的选择

粗基准的选择影响各加工面的余量分配及不需加工面与加工面之间的位置精度。根据粗基准选择原则,应首先考虑箱体上要求最高的主轴孔的加工余量要均匀,防止加工时由于余量不均而引起振动,影响加工精度和表面质量,并要兼顾其余加工表面都有适当的余量。其次要纠正箱体内壁非加工表面与加工表面之间的相对位置偏差,防止加工出的轴承孔端面与箱体内壁之间的距离尺寸相差太大,可能使齿轮安装时与箱体内壁相碰。从这点考虑,应选内壁为粗基准,但是这将使装夹极为困难,由于各轴孔和内腔的砂心是一个整体,所以实际生产中选主轴孔和一个相距较远的轴孔作为粗基准。

(2)精基准的选择

箱体零件精基准的选择有两种可行的定位方案:一种是以装配基准面为精基准,其优点是装配基准面是许多孔系和平面的设计基准,所以能使定位基准、设计基准和装配基准重合,不会产生基准不重合误差,而且箱体开口向上,故调整刀具,观察加工和测量孔径均方便,缺点是在加工中间壁上的孔时,只能采用吊架式镗模,结构刚性差、安装误差大、孔系精度低、装卸不方便、生产率低、只适于中、小批生产;另一种是以顶面和两个销孔作精基准,其优点是箱口向下,中间导向支撑架固定在夹具座体上,刚性好、导向精度高、孔系位置精度也高,且定位、夹紧、装卸工件均方便,生产率高,适于批量自动线生产,缺点是定位基准与装配基准(设计基准)不重合,增加了定位误差。

3 主要表面的加工

(1)箱体的平面加工:箱体平面的粗加工和半精加工常选择刨削和铣削加工。单件小批量生产中,用划线找正的方法,采用刨和铣加工平面,在龙门刨床上可以用几个刀架在一次安装工件同时加工几个平面,经济地保证了这些表面的位置精度;考虑铣削比刨削生产率高,大批大量生产时,采用专用夹具在组合机床上多个表面同时加工,即保证了平面间的位置精度,又提高了生产率;精加工中,在单件小批生产时用铲刮或精刨进行加工;大批大量生产时用磨削方法加工。

(2)孔系加工:箱体上一系列有相互位置精度要求的孔称为孔系。这些孔精要求高、加工困难、是箱体加工的关键,其中有平行孔系和同轴孔系。对于平行孔系,在加工时主要是保证各平行孔中心线之间以及孔中心线与基准面之间的尺寸精度和平行度;同轴孔系主要是保证各孔的同轴度精度。

(3)单件小批生产箱体时,在普通镗床上,按划线依次找正孔的位置进行加工,此法误差较大,为提高精度,可采用试镗法,但此法找正、试切、测量比较耗时,生产效率低。箱体粗加工常采用样板找正法:镗床镗杆上装有千分表,按样板孔来找正镗杆的位置,加工完一端上的孔之后,将工作台回转180°,在用同样方法加工另一端面上的孔。

(4)成批大量加工箱体孔系都采用镗模。镗模两端有导向套,可引导镗杆进行加工,以保证工件的孔距精度,镗杆与机床主轴采用浮动连接,孔距精度取决于镗模精度及镗杆与导套的配合精度和刚度所以可利用精度不高的机床加工出精度较高的工件,镗模能用于组合机床上作多孔同时加工、找正方便、生产率高、适用于成批生产,且箱体的同轴孔系的同轴度大部分用镗模保证,对于箱壁较近的同轴孔,可采用导向套加工同轴孔,反之,可利用镗床后立柱的导套支承镗杆。产生同轴度误差的原因是当主轴进给时镗杆由于重力产生挠度而引起各孔的同轴度误差;当工作台移动时导轨的直线度误差导致各孔的同轴度误差。小批生产时,为了提高精度有时也用镗模加工平行孔系。

(5)单件小批生产在许多工厂也广泛采用坐标法加工孔系,孔距精度要求特别高时,可采用带有游标的精密刻线尺寸和准确的光学读数装置的精密坐标镗床。需要强调的是用坐标法加工孔系时,原始孔以及镗孔顺序的确定是很重要的,在保证原始孔有较高的精度和较小粗糙度的条件下,应注意两点:

两孔的中心距有精度要求时,两孔应连在一起加工,否则通过许多坐标尺寸的位移误差积累过大,难以保证孔距精度。

原始孔应位于箱壁的一侧,依次加工各孔时,刀具可朝一个方向移动,避免了往返移动时由于间隙而造成误差。

参考文献

[1]戴忠鹤等.机械制造工艺基础.北京:劳动人事出版社.1992.

[2]陈海魁等.机械制造工艺基础.四版.北京:中国劳动社会保障出版社.2006.

[3]郑品深.机械制造工艺学.中央广播电视大学出版社.2005.

[4]袁慧娟.机械制造工艺学.上海:上海科学技术文献出版社.2005.

盘类零件的加工工艺分析 第9篇

盘类零件是一种常见的机械零件, 在机械设备中主要起支承和连接作用。盘类零件主要由端面、内孔及外圆等组成, 通常盘类零件直径大于其轴向尺寸, 比如齿轮、法兰盘及轴承环等。盘类零件用于传递动力、转换方向或起轴向定位及密封等作用。为加强支承, 盘类零件上常设有凸台、凹坑等, 此外, 为与其它零件连接, 盘类零件上还常设有键槽和各种孔 (光孔、沉孔、螺纹孔等) 等结构。

1 法兰盘的结构工艺性分析

图1为法兰盘零件图, 是一个过渡联接零件, 多用于轴与其它部件的联接, 轴与法兰盘准20H7的孔相配合, 并通过键槽来传递扭矩, 准35、准34分别与不同孔径的部件相配合, 6-准7的通孔用于部件的紧固。

2 法兰盘的工艺规程设计

2.1 确定毛坯

法兰盘材料选用HT200, 考虑到铸造性能良好, 且为中批量生产, 采用砂型铸造加工, 毛坯铸造完毕后, 进行人工时效处理, 以消除毛坯内部的残余应力, 避免在机械加工过程中出现变形。

2.2 选择定位基准

由图1可知, 大部分尺寸和公差都以准20H7孔的中心线及其端面作为定位基准, 并依据基准统一和基准重合的工艺原则, 先加工出准20H7的中心孔及其端面, 以作为后续加工的精基准。根据粗基准的选择原则, 选取毛坯准35外圆端面作为粗基准, 在车床上选用三爪卡盘装夹工件, 以消除法兰盘毛坯件的自由度, 达到完全定位的目的。

2.3 法兰盘各加工表面及技术要求

1) φ62外圆面对尺寸精度要求不高, 表面粗糙度为Ra6.3。

2) φ35外圆面选用公差等级为IT6, 上偏差为0, 下偏差为-0.016 mm, 对φ20H7的同轴度要求为0.02 mm, 表面粗糙度为Ra0.8。

3) φ34外圆面选用公差等级为IT6, 上偏差为0, 下偏差为-0.016 mm, 对φ20H7的同轴度要求为0.02 mm, 表面粗糙度为Ra0.8。

4) φ20内孔选用公差等级为IT7, 上偏差为0.021 mm, 下偏差为0, 表面粗糙度为Ra1.6。

5) 宽度为34 mm的左右两端面的表面粗糙度为Ra6.3。

6) 宽度为10 mm的准62外圆两侧面对φ20H7的垂直度公差要求为0.02 mm, 表面粗糙度为Ra1.6。

7) 6-φ7对尺寸精度要求不高, 表面粗糙度为Ra6.3。

8) 长度为22.6mm键槽选用公差等级为IT11, 上偏差为0.013 mm, 下偏差为0, 表面粗糙度为Ra6.3。

3 法兰盘的机械加工工艺路线

拟定法兰盘加工工艺路线首先确定好各表面的加工方法及加工方案, 前提应保证零件的加工质量、生产效率等方面的要求, 并结合相关加工经验, 先加工基准面, 划分好加工阶段, 加工先粗后精。根据各加工表面的加工精度和表面粗糙度要求, 参考机械加工工艺手册, 依据加工顺序的安排, 制订出该零件的加工工艺方案:

3) 首先进行切槽, 对φ62的两侧面进行精车, 保证其表面粗糙度为Ra0.8。

4) 划出6个通孔轮廓线, 钻出6-φ7孔。

6) 利用插床插削尺寸为22.6 mm的键槽, 确保其表面粗糙度为Ra6.3。

7) 加工完毕后, 对法兰盘零件进行发蓝处理, 之后检验入库。

4 法兰盘零件加工装备及工艺装备分析

法兰盘零件的加工工艺装备包括机床设备、装夹夹具、加工刀具及量具和辅具等。进行法兰盘零件的加工所选用机床设备的加工范围应该与零件的外部轮廓尺寸相适应, 机床的精度应保证与工序加工中的精度相适应, 另外依据法兰盘零件生产批量的不同选择相适应的机床设备。一般对于加工精度要求较高、工步内容较多、复杂工序的法兰盘零件应考虑选择专用的机床设备进行加工, 比如专用镗床、钻床等。在进行端面或者倒角时通常会使用通用的机床设备。

机床夹具是工件在机床上进行切削过程中, 保证工件的位置并且确保工件不因外力的作用而发生位置改变。夹具的主要作用是确保工件的加工精度, 以提高工件的加工效率。对法兰盘的装夹有下述装夹方案:1) 三爪自定心卡盘安装。采用三爪自定心卡盘装夹外圆时, 为保证定位的可靠性, 通常采用反爪装夹方法 (限制了工件的5个自由度) ;在对内孔进行装夹时, 利用三爪卡盘离心力的作用完成对法兰盘零件的定位和夹紧。2) 专用夹具安装。利用外圆作径向定位基准时, 选用定位环作为定位件;若用内孔作径向定位基准时, 则选用定位销作为其定位件, 依据法兰盘零件形状特点及加工部位、要求等, 选取径向或端面夹紧。该装夹方法适用于中批量或大批量生产的法兰盘零件。

刀具是机械加工的重要工具, 通常来说刀具的选择应依据法兰盘零件的加工工序、尺寸以及表面粗糙度等进行选择。在单件小批量的生产时, 尽量选用标准刀具, 选用合理的刀具是确保法兰盘零件质量和提高切削效率的重要条件。对于法兰盘零件的孔采用镗削的方式, 依据孔大小选取相适应的镗刀进行加工。

5 法兰盘零件加工工艺原则

1) 先粗后精。先进行粗加工, 中间进行半精加工, 最后进行精加工。

2) 先主后次。先对装配基面和工作表面等主要平面进行加工, 后安排对键槽、螺纹孔等次要平面的加工, 考虑到次要平面的加工工作量较小, 通常将其安排在主要表面的半精加工与精加工之间进行。

3) 先面后孔。对于法兰盘零件先加工用来定位的平面和孔的端面, 然后再对孔进行加工, 这样有助于保证工件定位装夹的稳定性, 确保孔和平面的位置精度。

4) 先加工基面。先加工出用作精基准的表面, 因此, 第一道工序通常是安排定位面的粗加工和半精加工, 然后以精准面为定位加工其它各表面。

6 结语

本文分析了盘类零件的加工工艺, 并对某法兰盘零件的加工工艺进行了具体阐述。盘类零件是机器或部件中常见的零件, 对于该类零件进行分析能够确保加工的质量和精度, 减小不合格产品的产生。

摘要：盘类零件是由多个端面、深孔、曲面及外轮廓组合成的结构相对复杂的零件, 在机械设备中主要起支承和连接作用。文中对盘类零件的加工工艺进行了分析, 对于提高盘类零件的加工质量及实用效率具有十分重要的意义。

关键词：盘类零件,加工,工艺分析

参考文献

[1]钟华燕.航空薄壁法兰盘类零件高效铣削加工工艺研究[J].煤炭技术, 2013 (8) :37-39.

[2]曾太阳.复杂薄壁盘类零件数控高速加工工艺与编程[J].模具制造, 2009 (8) :93-97.

薄壁零件数控车加工工艺的探索 第10篇

关键词：数控车床；薄壁零件；加工精度；影响因素；加工工艺

【中图分类号】TG519.1

数控车床加工过程中，加工的零件多种多样，例如细长轴、丝杠、轮盘、键槽、薄壁、型腔等多种零件，薄壁零件也是较为常见的零件。由于薄壁零件要求精度高，在实际操作时会受到切削力、切削热、机床夹具、刀具等多方面的因素干扰，工件易发生变形。基于此，以下就数控车床加工工艺进行分析。

一、数控车床加工工艺的概述

数控车床是一种基于计算机技术和数控编程技术的自动化车床，数控车床加工过程是把加工过程所需的工艺参数、零件尺寸等用数字信息表示出来，将数字信息输入车床的控制系统，控制系统通过相关的应用程序对信息进行加工处理，输出信号到驱动单元和执行单元，刀具便自动车削加工出符合要求的零件。

二、薄壁零件加工精度的影响因素

影響薄壁零件加工精度最大原因是零件的变形。

1、工件装夹时造成的变形。工件装夹时，首先要选择正确的夹紧点，然后根据夹紧点的位置选择适当的夹紧力。因此尽可能使夹紧点和支撑点一致，使夹紧力作用在支撑上，夹紧点应尽可能靠近加工面，且选择受力不易引起夹紧变形的位置。其次要增大工件与夹具的接触面积或采用轴向夹紧力。增加零件的刚性，是解决发生夹紧变形的有效办法，但由于薄壁类零件的形状和结构的特点，导致其具有较低的刚性。这样在装夹施力的作用下，就会产生变形。增大工件与夹具的接触面积，可有效降低工件装夹时的变形。

2、工件加工时造成的变形。工件在切削过程中由于受到切削力的作用，产生向着受力方向的弹性形变，就是我们常说的让刀现象。应对此类变形在刀具上要采取相应的措施，精加工时要求刀具锋利，一方面可减少刀具与工件的摩擦所形成的阻力，另一方面可提高刀具切削工件时的散热能力，从而减少工件上残余的内应力。

3、加工后应力变形。加工后，零件本身存在内应力，这些内应力分布是一种相对平衡的状态，零件外形相对稳定，但是去除一些材料和热处理后内应力发生变化，这时工件需要重新达到力的平衡所以外形就发生了变化。解决这类变形可以通过热处理的方法，把需要校直的工件叠成一定高度，采用一定工装压紧成平直状态，然后把工装和工件一起放入加热炉中，根据零件材料的不同，选择不同的加热温度和加热时间。热校直后，工件内部组织稳定。此时，工件不仅得到了较高的直线度，而且加工硬化现象得到消除，更便于零件的进一步精加工。铸件要做到时效处理，尽量消除内部的残余应力，采用变形后再加工的方式，即粗加工-时效-精加工。对于大型零件要采用仿形加工，即预计工件装配后的变形量，加工时在相反的方向预留出变形量，可有效的防止零件在装配后的变形。

三、数控车床薄壁零件加工工艺的分析

1、工件特点分析。（1）主要因为是薄壁零件，螺纹部分厚度仅有4mm，材料为45号钢，批量较大，既要考虑如何保证工件在加工时的定位精度，又要考虑装夹方便、可靠，而我们通常都是用三爪卡盘夹持外圆或撑内孔的装夹方法来加工，但此零件较薄，车削受力点与夹紧力作用点相对较远，还需车削M24螺纹，受力很大，刚性不足，容易引起晃动，因此要充分考虑如何装夹定位的问题。（2）螺纹加工部分厚度只有4mm，而且精度要求较高。目前广州数控系统GSK980TDa螺纹编程指令有G32、G92、G76。G32是简单螺纹切削，显然不适合； G92螺纹切削循环采用直进式进刀方式，刀具两侧刃同时切削工件，切削力较大，而且排削困难，因此在切削时，两切削刃容易磨损。在切削螺距较大的螺纹时，由于切削深度较大，刀刃磨损较快，从而造成螺纹中径产生误差。但由于其加工的牙形精度较高；G76螺纹切削循环采用斜进式进刀方式，单侧刀刃切削工件，刀刃容易损伤和磨损，但加工的螺纹面不直，刀尖角发生变化，而造成牙形精度较差。从以上对比可以看出，只简单利用一个指令进行车削螺纹是不够完善的，采用G92、G76混用进行编程，即先用G76进行螺纹粗加工，再用G92进精加工。

2、优化夹具设计。由于工件较薄，刚性较差，如果采用常规方法装夹工件及切削加工，将会受到轴向切削力和热变形的影响，工件会出现弯曲变形，很难达到技术要求。因此，需要设计出一套适合上面零件的专用夹具。

3 、合理选择刀具。（1）内镗孔刀采用机夹刀，缩短换刀时间，无需刃磨刀具，具有较好的刚性，能减少振动变形和防止产生振纹；（2）外圆粗、精车均选用硬质合金90°车刀；（3）螺纹刀选用机夹刀，刀尖角度标准，磨损时易于更换。

4、分析工艺过程。

第一、加工步骤：（1）装夹毛坯15mm长，平端面至加工要求；（2）用Φ18钻头钻通孔，粗、精加工Φ21通孔；（3）粗、精加工Φ48外圆，加工长度大于3mm至尺寸要求；（4）调头，利用夹具如图2所示装夹，控制总长尺寸35mm平端面；（5）加工螺纹外圆尺寸至Φ23.805；（6）利用G76、G92混合编程进行螺纹加工；（7）拆卸工件，完成加工。

第二、切削用量。（1）内孔粗车时，主轴转速每分钟500～600转，进给速度F0.2～F0.25，留精车余量0.2～0.3mm；（2）内孔精车时，主轴转速每分钟1100～1200转，为取得较好的表面粗糙度选用较低的进给速度F0.1～F0.15，采用一次走刀加工完成；（3）外圆粗车时，主轴转速每分钟1100～1200转，进给速度F0.25～F0.3，留精车余量0.3～0.5mm；（4）外圆精车时，主轴转速每分钟1100～1200转，进给速度F0.1～F0.15，采用一次走刀加工完成。

结束语

随着科学技术的飞速发展，社会对机械产品的结构、性能、精度、效率和品种的要求越来越高，单件与中小批量产品的比重越来越大。传统的通用、专用机床和工艺装备已经不能很好地适应高质量、高效率、多样化加工的要求。其中数控车床由于具有高效率、高精度和高柔性的特点，在机械制造业中得到日益广泛的应用，成为目前应用最广泛的数控机床之一。

参考文献

[1]王瑞泉.数控加工工艺与传统加工工艺相结合[J].天津职业院校联合学报，2007 （5 ）

[2]唐代滨.数控车床加工工艺流程的优化改进[J].科技与企业，2015（15）

小环类零件加工工艺的改进 第11篇

小环类零件是航空发动机上的常用零件, 对发动机的重量有严格要求, 因此所设计的零件壁厚较薄, 材料以高温合金居多。其零件虽小, 但尺寸精度和形位公差要求很严。本文以加工难度较大的密封环为例介绍一种工艺方法。

1 改进前状况

密封环是航空转包生产的零件, 长期以来质量问题较多。原工艺路线工序较长, 累积跳动大, 加工难以保证。由于密封环是一小环零件, 壁厚薄, 外圆公差为0.012 mm, 内圆公差为0.05 mm, 加工时零件合格率不足50%, 且库存零件中有部分是经过校正后再进行检验的, 在自然时效下, 会发生已检验合格的零件入库或发运后复查零件尺寸超差的情况, 造成外部漏检。因此提出对密封环进行工艺攻关, 完全推翻原工艺, 重新确定加工方案的决策, 以提高加工质量和加工效率, 避免校正零件。

2 工艺分析

2.1 零件材料分析

密封环的材料为AMS 5666, 相当于INCONEL 625, 属于镍基高温合金的一种。它是一种纯度高、组织致密的奥氏体合金, 其中含镍58%以上, 含铬21.5%, 含钼9.0%。高温合金中含有的高熔点合金元素占很大比例, 具有优良的高温强度、硬度高的特点, 但切削性能差, 对刀具的耐磨性要求较高, 因而给机械加工带来了很大的困难。高温合金的切削加工难点有:切削力大、切削温度高、加工硬化严重、塑性变形大、刀具易磨损。

2.2 零件结构分析

零件结构示意图如图1所示, 零件的内孔尺寸为67.094~67.144 mm, 外圆尺寸为73.66 mm, 而零件壁厚最薄处仅有0.889 mm, 零件容易变形, 造成尺寸超差。因此, 如何控制零件在加工中的变形是需要解决的主要问题。

2.3 旧版工艺路线分析

旧版的工艺有23道工序:钻孔→标印→车内孔以及外圆工艺台→转标→车外圆→消除应力→研磨支靠面→车外圆→车内孔→转标→研磨两端面→车基准面→数铣加工侧面孔→钳工去除毛刺→研磨两端面→粗磨基准面→外磨槽→最终标印→内磨→精磨基准面→车工艺台→钳工→检验。

从以上工艺路线可以看出, 旧版的工艺频繁地使用车工、研磨、磨工, 但实际上每道工序加工会累计误差和内应力。尽管增加了消除应力工序, 但不能有效控制变形, 因为消除应力只是消除之前的内应力, 而之后产生新的内应力会残留在零件中, 时间一长, 零件将发生自然时效造成最后尺寸不合格。

本次工艺攻关的重点是减少加工工序, 达到减少变形对零件的影响。

3 工艺改进内容

3.1 改进后的工艺路线

新的工艺路线仅有10道工序:粗车内孔→数车一次成型→最终标印→车切断面→数铣加工侧面孔→内磨→外磨→车工艺台→钳工→检验。

本次工艺改进主要有以下内容:粗加工工序的5道车工合并在一道数车完成, 一次成型;根据粗加工工序更改下料工序:由原来单件下料改为棒料, 节省材料;零件的设计图中没有热处理要求, 故取消热处理工序;取消旧版工艺中间转标工序, 在数车加工后直接标“最终标印”;精密尺寸加工由原来3道研磨4道磨工合并为2道磨工工序;设计制造2个磨工夹具。

3.2 数车工序

3.2.1 数车工序前的准备

由于原材料为88.9 mm×150 mm的棒料, 用数车钻孔和去除大量余量的成本较高, 同时对精密数控车床的磨损较大, 所以在数车之前安排一道车工工序, 用普通车床将原材料加工成76.2 mm×55 mm×150 mm的管状材料。

3.2.2 为后续工序留适当余量

数车切断面相当粗糙, 所以在数车加工完后增加车工, 掉头加工切断面, 此处留余量0.5 mm;在零件侧面有6个1.02~1.27 mm的小孔需要用四轴加工中心加工, 装夹面积小, 所以需在数车工序中增加工艺台, 以便数铣工序装夹支靠和压紧;外圆、内圆的精密尺寸由磨工保证, 其中内圆留余量0.15 mm, 外圆留余量0.06 mm。

综上所述, 在数车工序后会有车切断面、数铣加工侧面孔、内磨、外磨、车工艺台5道机加工序。

3.2.3 数车工序的加工内容

加工前的材料和后续工序所需的余量及中间所有的加工内容就是数车工序的加工内容, 此工序是工艺改进后的核心工序。

数车工序将加工前多道车工工序合并在一起加工, 使得加工周期明显减少, 同轴度和跳动度非常好, 一般在0.004~0.02 mm之间。

棒料加工是只压紧料头部位, 不压紧零件, 相比直接夹持零件, 变形情况要小得多, 加工后零件圆度≤0.025 mm。

3.3 镍基高温合金车削方案

3.3.1 降低加工硬化带来的影响

镍基高温合金加工中最显著的特点是加工硬化严重, 降低加工硬化的影响是切削加工中需要解决的问题。具体方法是切深和进给量都大于加工硬化层, 尽量避免刀具切削刃在加工硬化层上切削。

3.3.2 选用合适的刀具

数车加工时全部选用机加刀, 机加刀具有精度高、互换性好、刚性好、内部组织稳定等特点。机加刀的刀片一般有35°、55°、80°等, 刀具角度越大, 刚性越好, 但应用范围小。在加工密封环中首先选择80°刀片粗加工, 然后采用35°刀片加工外圆槽、内圆槽以及精加工。加工镍基高温合金尽量选用硬质合金刀具进行加工。

3.3.3 选用合适的切削参数

由于高温合金强度大、硬度高、导热系数低, 所以切削速度不能过高。粗车时可取线速度15~35 m/min, 精车时取线速度30~60 m/min。进给量取f=0.08~0.18 mm/r。进给量过小, 刀具在硬化层内切削会降低刀具寿命。切削量过大, 产生的切削力也大, 会造成工件变形。切深深度应大于0.2 mm, 可取0.2~0.4 mm。由于加工硬化层的关系, 切削深度不能太小。

3.3.4 充分浇注切削液

由于切削高温合金产生大量的切削热, 引起刀具磨损和零件变形, 因此, 为了减少切削热和刀具磨损, 应尽可能进行冷却, 冷却液选用乳化液, 冷却时要充分。

4 改进效果

加工质量:在试制和小批量生产的30件密封环中, 零件合格率100%, 达到预期效果。

加工周期:粗加工由12道工序改进为4道工序, 加工时间减少到原来的40%;精加工由原来的8道工序改进为4道工序, 加工时间减少到原来的60%。零件加工周期减少一半, 加工效率提高100%以上。

加工成本:取消消除应力工序, 按每批5 000元人民币计算, 能为公司节约大量生产成本。另外, 随着加工工序减少, 加工成本也得到明显减少。

5 结语

采用现代化的数控设备代替传统的普通设备, 可以将外形复杂零件的多道工序简单化。对于长期加工合格率不高的机加零件, 最佳方式是跳出传统思维, 采用新工艺, 可得到一定的效果。对于小环类零件采用一次加工成型, 所有直径尺寸的同轴度最好。在新品试制过程中, 我们广泛采用该方法, 包括加工螺纹, 新品试制的效率较高。

参考文献

[1]王华桥.实用数控加工技术应用与开发[M].北京:机械工业出版社, 2007

[2]刘万菊.数控加工工艺及编程[M].北京:机械工业出版社, 2007

[3]孟少农.机械加工工艺手册[M].北京:机械工业出版社, 1991