典型零件数控加工工艺-项目四 数控车削类工件的综合工艺编制

典型零件数控加工工艺-项目式教学法项目四数控车削类工件的综合工艺编制CONTENTS目录01任务一

联接轴工件工艺编制0203任务二偏心套工件的工艺编制

任务三思考与练习题

[课程思政]

通过实际案例分析，调动学生学习的主动性、自觉性，培养学生的创新能力和实践能力。[学习目标]1、掌握中等难度数控车削工件的工艺编制。[项目重点]1、中等难度数控车削工件的工艺编制。[项目难点]1、中等难度数控车削工件的工艺编制。01任务一

联接轴工件工艺编制1零件图纸工艺分析图4－1所示为一个联接轴工件。该工件的材料为45钢，批量生产5个，未注倒角C2。任务一

联接轴工件工艺编制该轴类工件加工表面有圆柱、圆锥、顺圆弧、逆圆弧及外螺纹等表面组成。圆柱直径、球面直径及凹圆弧面的直径尺寸和大锥面锥角等的精度要求较高：球径Sφ50mm的尺寸公差兼有控制该球面形状误差的作用，大部分表面的粗糙度为Ra3.2μm。尺寸标注完整，轮廓描述清楚。零件的材料为45钢，无热处理和硬度要求，切削加工性能较好。该零件中的φ360mm、φ300mm、φ340mm、φ560mm四个直径基本尺寸都为最大尺寸，若按此基本尺寸编程，考虑到车削外尺寸时刀具的磨损及让刀变形，实际加工尺寸肯定偏大，难以满足加工要求，所以必须按平均尺寸确定编程尺寸。但这些尺寸一改，若其他尺寸保持不变，则左边R15圆弧与Sφ50±0.05mm球面、Sφ50±0.05mm球面与R25mm圆弧和R25mm圆弧与右边尺15mm圆弧相切的几何关系就不能保持，所以必须按前述步骤对有关尺寸进行修正，以确定编程尺寸值。编程尺寸设定值理论上应为该尺寸误差分散中心，但由于事先无法知道分散中心的确切位置，可先由平均尺寸代替，最后根据试加工结果进行修正，以消除常值系统性误差的影响。编程尺寸设定值确定的步骤:任务一

联接轴工件工艺编制编程尺寸设定值确定的步骤:(1)精度高的尺寸的处理：将基本尺寸换算成平均尺寸；(2)几何关系的处理：保持原重要的几何关系，如角度，相切等不变；(3)精度低的尺寸的调整：通过修改一般尺寸保持零件原有几何关系，使之协调；(4)基(节)点坐标尺寸的计算：按调整后的尺寸计算有关未知基(节)点的坐标尺寸；(5)编程尺寸的修正：按调整后的尺寸编程并加工一组工件，测量关键尺寸的实际分散中心并求出常值系统性误差，再按此误差对程序尺寸进行调整并修改程序。根据上述方法调整后的工件尺寸如图4－2所示。具体的计算步骤如下：(1)将精度高的基本尺寸换算成平均尺寸φ360改为φ35.9875±0.0125；φ300改为φ29.9835±0.0165；φ340改为φ33.9875±0.0125；φ560改为φ55.985±0.015。任务一

联接轴工件工艺编制(2)保持原有关圆弧间相切的几何关系，修改其他精度低的尺寸使之协调设工件坐标系原点为图示0点，工件轴线为z轴，径向为x轴。A点为左边R15圆弧圆心；B点为左边R15圆弧与R25球面圆弧切点；C点为R25球面圆弧与右边R25圆弧切点；D点为R25圆弧与右边R15圆弧切点；E点为R25圆弧圆心。要保证E点到轴线距离为40，由于D点到轴线距离为14.99175(编程尺寸决定)，所以该处圆弧半径调整为R25.00825，保持OE间距离50不变，则球面圆弧半径调整为R24.99l75；保持左边R15圆弧半径不变并与φ33．9875外圆和R24.99175球面圆弧相切，则左边R15圆弧中心按此要求计算确定。其他调整后的有关尺寸如图4—2所示。任务一

联接轴工件工艺编制(3)按调整后的尺寸计算有关未知基点尺寸经计算，有关主要基点的坐标值如下：A点：Z=-23.995X=31.994；B点：Z=-14.995X=19.994；C点：Z=14.995X=19.994；D点：Z=30.000X=14.992；E点：Z=30.000X=40.000。需说明的是，球面圆弧调整后的直径并不是其平均尺寸，但在其尺寸公差范围内。2数控机床的选择该工件的为单件小批量生产，尺寸精度稍高，表面粗糙度要求不高，所以选择一台CKA6136数控车床来完成加工任务。任务一

联接轴工件工艺编制3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4－1所示。装夹方式采用一顶一夹方式。任务一

联接轴工件工艺编制机械加工工艺过程卡产品型号

零件图号

产品名称零件名称连接轴材料牌号45＃毛坯种类棒料毛坯外形尺寸φ60mm×200mm

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：φ60mm×200mm

2车车右端面、外圆、倒角并割槽；加工外螺纹；割断并保证总长数控加工

CKA6136三爪卡盘

3钳去毛刺

4尺寸检验

5检查入库

编制

审核

共页第页4数控加工工艺卡的编写本工件的数控加工工艺卡如表4－2所示。任务一

联接轴工件工艺编制

数控加工工序卡产品型号

零件图号

产品名称

零件名称连接轴材料牌号45＃毛坯种类棒料毛坯外形尺寸φ60mm×200mm

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

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粗车右端面和外圆（含倒角），各留0.2mm余量T01

1000

300

2精车右端面和外圆（含倒角）T01

1400

200

3割退刀槽T03

600

120

4车螺纹T02

400

600

5割断并保证总长T03

600

120

编制

审核

批准

共页第页

5数控加工刀具卡的编写本工件的数控加工刀具卡片如表4－3所示。任务一

联接轴工件工艺编制

数控加工刀具卡片产品型号

零件图号

产品名称

零件名称连接轴材料牌号45＃毛坯种类棒料毛坯外形尺寸φ60mm×200mm

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

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/mm1T01机夹可转位车刀SVACR1616M11VCMT110304-EMF

0.4

2T02机夹可转位车刀SER2525M16T16ERAG55

3T03机夹可转位车刀QD2525R04M32QD04

定制编制

审核

批准

共页第页6数控加工进给路线图的编写本工件的数控加工进给路线图如表4－4所示。任务一

联接轴工件工艺编制

数控加工进给路线图产品型号

零件图号

产品名称

零件名称连接轴材料牌号45＃毛坯种类棒料毛坯外形尺寸φ60mm×200mm

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

图4－3工件右端面、外圆、倒角、割槽和车螺纹进给路线图02任务二偏心套工件的工艺编制1零件图纸工艺分析图4－4所示为一个偏心套工件，工件的材料为ZG20（精铸件），毛坯尺寸为119mm×96mm×24mm，批量生产2000个，工件的尺寸简图如图4－5所示。φ71mm内孔及两侧面渗碳深度0.5-1mm，M12螺纹顶面和45°两斜面不可保留渗碳层，其余可保留，热处理:HRC56-62，注角倒角C1。任务二偏心套工件的工艺编制

2数控机床的选择偏心套工件的生产批量为2000个，根据表3－1生产类型和生产纲领的关系所示，其生产类型为中批生产，因此，该零件加工可以分为车削加工、铣削加工、磨削加工三大部分。工件尺寸精度一般，形位误差要求较高，表面粗糙度要求高，φ71mm内孔粗糙度达到了Ra0.8μm，所以选择一台CKA6140数控车床、一台VMC650加工中心、一台PSG-4510平面磨床、一台

M2110C内孔磨床来完成加工任务。任务二偏心套工件的工艺编制

3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4－5所示。任务二偏心套工件的工艺编制

机械加工工艺过程卡产品型号

零件图号

产品名称

零件名称偏心套材料牌号ZG20毛坯种类精铸毛坯外形尺寸119mm×96mm×24mm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备料铸件：119mm×96mm×24mm(如图4－6所示)

2热处理整体渗碳深度1.5-2mm热处理

3车加工φ71mm内孔、φ91mm两端面,各留0.1mm余量数控加工

CKA6140四爪卡盘10min4铣加工M12螺纹顶面及M12螺纹数控加工

VMC650平口钳8min5铣加工M10螺纹顶面及M10螺纹；加工另一45°斜面数控加工

VMC650专用夹具(如图7－4)8min6热处理淬火热处理

7磨磨φ91mm两外圆平面机加工

PSG-4510

8磨磨φ71mm内孔机加工

M2110C

9氧化

10检检验各项尺寸

11入库

编制

审核

共页第页图4－6所示为偏心套工件的毛坯简图。任务二偏心套工件的工艺编制

图4－7所示为偏心套工件粗铣两45°斜面和加工M10螺纹孔是所需的专用夹具。任务二偏心套工件的工艺编制

1－夹具体2－六角螺栓M12x403－定位心轴4－定位螺钉M65－工件6－开口垫圈7－螺母M128－定位销4数控加工工艺卡的编写本工件的数控加工工艺卡如表4－6、表4－7和表4－8所示。任务二偏心套工件的工艺编制

数控加工工序卡产品型号

零件图号

产品名称

零件名称偏心套材料牌号ZG20毛坯种类精铸毛坯外形尺寸119mm×96mm×24mm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车数控车床CKA6140

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车φ91mm端面,留0.1mm余量T01

1000

300

2车φ71mm内孔及倒角，留0.1mm余量T02

800

240

3工件掉头并安装

4车φ91mm另一端面,留0.1mm余量T01

1000

300

编制

审核

批准

共页第页4数控加工工艺卡的编写本工件的数控加工工艺卡如表4－6、表4－7和表4－8所示。任务二偏心套工件的工艺编制

数控加工工序卡产品型号

零件图号

产品名称

零件名称偏心套材料牌号ZG20毛坯种类精铸毛坯外形尺寸119mm×96mm×24mm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铣加工中心VMC650

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M12螺纹顶面，留0.2mm余量T01

600

300

2精铣M12螺纹顶面至尺寸要求T01

800

240

3钻M12底孔至φ10.3mmT02

800

240

4倒角T03

600

180

5M12攻丝T04

200

350

编制

审核

批准

共页第页4数控加工工艺卡的编写本工件的数控加工工艺卡如表4－6、表4－7和表4－8所示。任务二偏心套工件的工艺编制

数控加工工序卡产品型号

零件图号

产品名称

零件名称偏心套材料牌号ZG20毛坯种类精铸毛坯外形尺寸119mm×96mm×24mm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5铣加工中心VMC650

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去除渗碳层T01

800

400

2钻φ5通孔T02

1000

200

3铣M10底孔至φ8.6mmT03

800

160

4倒角T04

800

240

5M10攻丝T05

200

300

6第二工位安装

7去除另一45°斜面的渗碳层T01

800

400

编制

审核

批准

共页第页5数控加工刀具卡的编写该工件工序3的数控加工刀具卡片如表4－9所示，该工件工序4的数控加工刀具卡片如表4－10所示，该工件工序5的数控加工刀具卡片如表4－11所示。任务二偏心套工件的工艺编制

数控加工刀具卡片产品型号

零件图号

产品名称

零件名称偏心套材料牌号ZG20毛坯种类精铸毛坯外形尺寸119mm×96mm×24mm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车数控车床CKA6140

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机夹可转位外圆车刀SVJCR2020K16VCMT160404-EMFEB11200.4

2T02机夹可转位内孔车刀S25T-SVUCR16VCMT160404-EMFEB11200.4

编制

审核

批准

共页第页5数控加工刀具卡的编写该工件工序3的数控加工刀具卡片如表4－9所示，该工件工序4的数控加工刀具卡片如表4－10所示，该工件工序5的数控加工刀具卡片如表4－11所示。任务二偏心套工件的工艺编制

数控加工刀具卡片产品型号

零件图号

产品名称

零件名称偏心套材料牌号ZG20毛坯种类精铸毛坯外形尺寸119mm×96mm×24mm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铣加工中心VMC650

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整体硬质合金铣刀ES2300-10

BT40-ER20-80φ1076

3T02整体硬质合金麻花钻φ10.3-4D

BT40-KPU13-95φ10.3118

4T03定心钻Z04.2000.090

BT40-ER32-80φ20135

倒角5T04螺旋槽丝锥GE-3GM12×1.75EH2

BT40-KPU13-95柄径φ9110

另购编制

审核

批准

共页第页5数控加工刀具卡的编写该工件工序3的数控加工刀具卡片如表4－9所示，该工件工序4的数控加工刀具卡片如表4－10所示，该工件工序5的数控加工刀具卡片如表4－11所示。任务二偏心套工件的工艺编制

数控加工刀具卡片产品型号

零件图号

产品名称

零件名称偏心套材料牌号ZG20毛坯种类精铸毛坯外形尺寸119mm×96mm×24mm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5铣加工中心VMC650

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、7T01整体硬质合金铣刀ES2300-10

BT40-ER20-80φ1076

2T02整体硬质合金麻花钻φ5-4D

BT40-KPU13-95φ582

3T03整体硬质合金铣刀ES2300