典型零件数控加工工艺-项目九 叶轮类工件加工中心工艺编制

典型零件数控加工工艺-项目式教学法项目九叶轮类工件加工中心工艺编制CONTENTS目录01任务一

图纸识别020304任务四数控加工刀具卡的编写05任务五

数控加工进给路线图的编写任务二

机械加工工艺过程卡的编写任务三数控加工工艺卡的编写06任务六

思考与练习题[课程思政]

具备良好道德品质的工程技术人才。

[学习目标]1、了解叶轮类工件工艺编制。[项目重点]1、叶轮类工件工艺编制。[项目难点]1、叶轮类工件工艺编制。01任务一

图纸识别1零件图纸工艺分析图9－1所示的叶轮工件材料为2A11硬铝，批量3件，毛坯尺寸为φ105mm×50mm，其三维图如图9－2所示。任务一

图纸识别该工件由外圆柱面、端面、孔、扭曲的直纹面以及倒角组成。工件的毛坯为棒料，叶轮叶轮底面和φ20mm孔的表面粗糙度为Ra1.6μm，加工要求高；其余表面的表面粗糙度均为Ra3.2μm，加工要求较高；φ20mm孔的中心与外圆柱面有0.012mm的同轴度要求，底面和外圆柱面有0.02mm的垂直度要求。该工件为2A11硬铝材料，切削加工性能良好。根据上述分析，外圆、左右端面的加工采用粗车－精车两个加工阶段；φ20mm孔的加工阶段分为钻－扩－铰三个加工阶段；φ6mm孔的加工阶段分为粗铣－精铣两个加工阶段；叶轮部分的加工阶段分为流道面的粗加工－叶片面的半精加工－流道面的半精加工－流道面的精加工－叶片面的精加工－清根加工六个阶段。任务一

图纸识别2机床的选择由于该工件的加工批量为2000件，根据表3－1所示的生产类型和生产纲领的关系，可以确定即其生产类型为中批量生产。本工件采用工序集中的加工原则，以机床来划分工序，考虑到设备的合理使用，本文选择一台CKA6136数控车床，一台XH714数控铣床，一台五轴联动的加工中心，型号为VMC-0656e，其外形结构如图9－3所示。在数控车床上完成中心孔及叶轮包覆面的粗、精加工；在数控加工中心上完成Φ6工艺孔的加工；在五轴加工中心上进行叶轮流道和叶片的粗、半精、精加工，最后进行倒圆的清根处理。任务一

图纸识别2机床的选择VMC-0656e型号的加工中心参数如表9－1所示。任务一

图纸识别项目技术参数X轴行程600mmY轴行程560mmZ轴行程450mmA轴行程±115°C轴行程360°A/C轴速度16.6/33.3r/minX/Y/Z轴快移速度20m/minX/Y/Z轴加速度6m/s2X/Y/Z轴定位/重复定位精度0.015/0.012mm主轴最大转速8000rpm功率7.5/11kw扭矩47.7/70Nm刀柄形式BT40刀具最大直径(满刀/空刀)75/120mm刀库容量20把最大刀具长度250mm最大刀具重量8kg换刀时间4－6S机床净重10吨02任务二机械加工工艺过程卡的编写任务二机械加工工艺过程卡的编写本工件的机械加工工艺过程卡如表9－2所示。机械加工工艺过程卡产品型号

零件图号

产品名称

零件名称叶轮材料牌号2A11毛坯种类棒料毛坯外形尺寸φ105mm×50mm备注

工序号工序名称工序内容车间工段设备工艺装备工时1备料棒料：φ105mm×50mm

2车装夹工件，车B端面，车光即可，粗、精车外圆Φ96至图纸要求，长25数控

CKA6136三爪卡盘

钻φ20mm孔至φ15数控

CKA6136三爪卡盘

扩φ20孔至φ19.5数控

CKA6136三爪卡盘

铰φ20孔至尺寸要求数控

CKA6136三爪卡盘

掉头车掉头粗车叶轮外侧包覆面及叶轮顶端部分留余量1mm数控

CKA6136三爪卡盘

精车叶轮外侧包覆面及叶轮顶端部分数控

CKA6136三爪卡盘

3铣加工φ6孔数控

XH714三爪卡盘

4铣加工叶片面及流道面数控

VMC-0656e专用夹具（芯轴）

以B端面定位，装夹工件，粗铣叶轮各部分，留余量1mm

半精加工流道面及各叶片面留余量0.2mm

精加工流道面及各叶片面

叶轮圆角的清根处理

5钳去毛刺

6尺寸检验尺寸及精度检验

7检查入库

编制

审核

共页第页任务二机械加工工艺过程卡的编写工序4所使用的一面两销专用夹具结构示意图如图9－4所示。由于工件是回转体，且有中心孔，中心孔同外圆表面有同轴度和垂直度要求，所以，相对于夹具，工件以底面为定位基准面。工件在轴套6和芯轴10上定位，拧动螺母7可夹紧工件，用压板3，螺母4和螺杆2、5将夹具联接在夹具体上，同时用芯轴10将工件定位在夹具体的中心位置。为了保证限制工件的六个自由度，用菱形销9限制工件绕Z轴的旋转。1－夹具体2－螺栓3－压板4－螺母5－螺栓6－轴套7－开口垫圈8－工件9－菱形销10－芯轴03任务三数控加工工艺卡的编写根据表9－2所示的机械加工工艺过程卡，工序2采用数控车削的加工方式，其数控加工工序的具体内容详见表9－3。任务三数控加工工艺卡的编写数控加工工序卡产品型号

零件图号

产品名称

零件名称叶轮材料牌号2A11毛坯种类棒料毛坯外形尺寸φ105mm×50mm备注

工序号工序名称设备名称设备型号程序编号夹具代号夹具名称冷却液车间2车数控车床CKA6136

自定心卡盘

工步号工步内容刀具号刀具量具及检具主轴转速（r/min）切削速度（m/min）进给速度（mm/min）背吃刀量（mm）备注1粗车B端面及外圆部分T01机夹可转位车刀

1000

100

2精车B端面及外圆部分，精车外圆Φ96至图纸要求，长25T01

1400

120

3钻φ20孔至φ15T02麻花钻

400

45

4扩φ20孔至φ19.5T03麻花钻

400

45

5铰φ20孔至尺寸要求T04硬质合金铰刀

450

50

6掉头粗车叶轮外侧包覆面及叶轮顶端部分留余量1mmT01机夹可转位车刀

1000

100

7精车叶轮外侧包覆面及叶轮顶端部分T01

1400

140

编制

审核

批准

共页第页工序3采用数控铣削的加工方式，其数控加工工序的具体内容详见表9－4。任务三数控加工工艺卡的编写数控加工工序卡产品型号

零件图号

产品名称

零件名称叶轮材料牌号2A11毛坯种类棒料毛坯外形尺寸φ105mm×50mm备注

工序号工序名称设备名称设备型号程序编号夹具代号夹具名称冷却液车间3铣数控铣床XH714

自定心卡盘

工步号工步内容刀具号刀具量具及检具主轴转速（r/min）切削速度（m/min）进给速度（mm/min）背吃刀量（mm）备注1粗铣φ6孔T01

1200

100

2精铣φ6孔T01

1500

130

编制

审核

批准

共页第页工序4采用五轴联动的加工方式，其数控加工工序的具体内容详见表9－5。任务三数控加工工艺卡的编写数控加工工序卡产品型号

零件图号

产品名称

零件名称叶轮材料牌号2A11毛坯种类棒料毛坯外形尺寸φ105mm×50mm备注

工序号工序名称设备名称设备型号程序编号夹具代号夹具名称冷却液车间4铣五轴联动加工中心VMC-0656e

专用夹具（芯轴）

工步号工步内容刀具号刀具量具及检具主轴转速（r/min）切削速度（m/min）进给速度（mm/min）背吃刀量（mm）备注1粗铣流道面T01φ6键槽铣刀

3600

300

2粗铣叶片面T01

3600

300

3半精铣叶片面T02φ6球头刀

4600

400

4半精铣流道面T02

4600

400

5精铣流道面T02

6000

500

6精加工叶片面T02

6000

500

7清根加工T03φ2球头刀

6000

600

编制

审核

批准

共页第页04任务四数控加工刀具卡的编写图9－1所示工件的第2道工序所对应的数控刀具卡片如表9－6所示。任务四数控加工刀具卡的编写数控加工刀具卡片产品型号

零件图号

产品名称

零件名称叶轮材料牌号2A11毛坯种类棒料毛坯外形尺寸φ105mm×50mm备注

工序号工序名称设备名称设备型号程序编号夹具代号夹具名称冷却液车间2车数控车床CKA6136

自定心卡盘

工步号刀具号刀具名称刀具型号刀片刀尖半径/mm刀柄型号刀具补偿量/mm备注型号牌号直径/mm刀长/mm1-4T01机夹可转位车刀SCLCR1212F09CCMT09T308－EMF

0.8

5T02麻花钻φ15－4D

φ15133

6T03麻花钻φ19.5－4D

φ19.5153

7T04硬质合金铰刀20H7*40*103-30

φ20103

编制

审核

批准

共页第页工序3所对应的数控刀具卡片见表9－7。任务四数控加工刀具卡的编写数控加工刀具卡片产品型号

零件图号

产品名称

零件名称叶轮材料牌号2A11毛坯种类棒料毛坯外形尺寸φ105mm×50mm备注

工序号工序名称设备名称设备型号程序编号夹具代号夹具名称冷却液车间3铣数控铣床XH714

自定心卡盘

工步号刀具号刀具名称刀具型号刀片刀尖半径/mm刀柄型号刀具补偿量/mm备注型号牌号直径/mm刀长/mm1-2T01硬质合金铣刀ES2300-4

BT40-ER20-60φ451

编制

审核

批准

共页第页工序4所对应的数控刀具卡片见表9－8。任务四数控加工刀具卡的编写数控加工刀具卡片产品型号

零件图号

产品名称

零件名称叶轮材料牌号2A11毛坯种类棒料毛坯外形尺寸φ105mm×50mm备注

工序号工序名称设备名称设备型号程序编号夹具代号夹具名称冷却液车间4铣五轴联动加工中心VMC-0656e

专用夹具（芯轴）

工步号刀具号刀具名称刀具型号刀片刀尖半径/mm刀柄型号刀具补偿量/mm备注型号牌号直径/mm刀长/mm1-2T01硬质合金铣刀EX2300-6

BT40-ER20-60φ6130

3-6T02φ6球头刀EX2300B-6

BT40-ER20-60φ6100

7T03φ2球头刀EX2300B-2

BT40-ER20-60φ280

编制

审核

批准

共页第页05任务五数控加工进给路线图的编写数控加工进给路线图产品型号

零件图号

产品名称

零件名称叶轮材料牌号2A11毛坯种类棒料毛坯外形尺寸φ105mm×50mm备注

工序号工序名称设备名称设备型号程序编号夹具代号夹具名称冷却液车间2车数控车床CKA6136

自定心卡盘

图9－1所示工件的第2道工序所对应的数控加工进给路线图如表9－9所示。任务五数控加工进给路线图的编写图9-4左端面及外圆的加工进给路线图图9-5右端面、外圆的加工进给路线图图9-6φ20mm孔的钻、扩、铰加工进给路线图数控加工进给路线图产品型号

零件图号

产品名称

零件名称叶轮材料牌号2A11毛坯种类棒料毛坯外形尺寸φ105mm×50mm备注

工序号工序名称设备名称设备型号程序编号夹具代号夹具名称冷却液车间3铣数控铣床XH714

自定心卡盘

图9－1所示工件的第3道工序所对应的数控加工进给路线图如表9－10所示。任务五数控加工进给路线图的编写图9－7φ6mm孔的粗、精铣加工进给路线图数控加工进给路线图产品型号

零件图号

产品名称

零件名称叶轮材料牌号2A11毛坯种类棒料毛坯外形尺寸φ105mm