四 川 工 程 职 业 技 术 学 院 课 时 授 课 教 案 / 学年第 期 课程名称： 数控加工工艺 授课班级： （三专）数控01-1、2 授课时间： 第 周星期 第 节 课 题： 典型零件的加工中心数控加工 教学目的： 理解零件的各项技术要求 掌握零件的工艺路线制定 掌握零件的数控加工工序制定 重点、难点： 典型零件的加工中心加工工艺分析 使用教具： 课件 课后作业： 1 课后记录： 年 月 日 授课主要内容 一、支承套的加工工艺 如图所示为升降台铣床的支承套，在两个互相垂直的方向上有多个孔要加工，若在普通机床上加工，则需多次安装才能完成，且效率低，在加工中心上加工，只需一次安装即可完成，现将其工艺介绍如下：  支承套简图 分析图样并选择加工内容 支承套的材料为45钢，毛坯选棒料。支承套φ35 H7孔对φ100f9外圆、φ60mm孔底平面对φ35H7孔、2×φ15H7孔对端面C及端面C对内φ100f9外圆均有位置精度要求。为便于在加工中心上定位和夹紧，将φ100f9外圆、80mm尺寸两端面、78mm尺寸上平面均安排在前面工序中由普通机床完成。其余加工表面（2×φ15H7孔、φ35H7孔、φ60mm孔、2×φ11mm孔、2×φ17mm孔、2×M8－6H螺孔）确定在加工中心上一次安装完成。 选择加工中心 因加工表面位于支承套互相垂直的两个表面（左侧面及上平面）上，需要两工位加工才能完成，故选择卧式加工中心。加工工步有钻孔、扩孔、镗孔、锪孔、铰孔及攻螺纹等，所需刀具不超过20把。国产XH754型卧式加工中心可满足上述要求。该机床工作台尺寸为400mm×400mm，x轴行程为500 mm，z轴行程为400 mm，y轴行程为400mm，主轴中心线至工作台距离为100~500 mm，主轴端面至工作台中心线距离为150~550 mm，主轴锥孔为ISO40，定位精度和重复定位精度分别为0.02mm和0.01mm，工作台分度精度和重复分度精度分别为7″和4″。 3．工艺设计 1） 选择加工方法 所有孔都是在实体上加工，为防钻编，均先用中心钻钻引正孔，然法再钻孔。为保证φ35H7及2×φ15H7孔的精度，根据其尺寸，选择铰削作其最终加工方法。对φ60 mm的孔，根据孔径精度，孔深尺寸和孔底平面要求，用铣削方法同时完成孔壁和孔底平面的加工。各加工表面选择的加工方案如下： φ35H7孔：钻中心孔一钻孔一粗镗一半精镗一铰孔； φ15H7孔：钻中心孔一钻孔一扩孔一铰孔； φ60mm孔：粗铣一精铣； φ11mm孔：钻中心孔一钻孔； φ17mm孔：锪孔（在φ11mm底孔上）； M6一6H螺孔：钻中心孔一钻底孔一孔端倒角一攻螺纹。 2）确定加工顺序 为减少变换工位的辅助时间和工作台分度误差的影响，各个工位上的加工表面在工作台一次分度下按先粗后精的原则加工完毕。具体的加工顺序是：第一工位（B0°）：钻φ35H7、2×φ11mm中心孔——钻φ35H7孔——钻2×φ11mm孔——锪2×φ17mm孔一粗镗φ35H7孔——粗铣、精铣φ60mm×12孔——半精镗φ35H7孔——钻2×M6一6H螺纹中心孔一钻2×M6一6H螺纹底孔——2×M6一6H螺纹孔端倒角——攻2×M6一6H螺纹——铰φ35H7孔；第二工位（B90°）：钻2×φ15H7中心孔——钻2×φ15H7孔——扩2×φ15H7孔——铰2×15H7孔。详见表 6一13数控加工工序卡片。 支承套装夹示意图 1—定位元件 2—夹紧机构 3—工件 4—夹具体 3）确定装夹方案和选择夹具 φ35H7孔、φ60mm孔、2×φ11mm 孔及2×φ17mm孔的设计基准均为φ100f9外圆中心线，遵循基准重合原则，选择φ100f9外圆中心线为主要定位基准。因φ100 f9外圆不是整圆，故用V形块作定位元件。在支承套长度方向，若选右端面定位，则难以保证φ17mm孔深尺寸11mm（因工序尺寸80 mm——11 mm无公差），故选择左端面定位。所用夹具为专用夹具，工件的装夹简图如图所示。在装夹时应使工件上平面在夹具中保持垂直，以消除转动自由度。 4）选择刀具 各工步刀具直径根据加工余量和孔径确定，详见表1数控加工刀具卡片。刀具长度与工件在机床工作台上的装夹位置有关，在装夹位置确定之后，再计算刀具长度。 表1 数控加工刀具卡片 产品名称或代号  零件名称 盖 板 零件图号  程序编号   工 步 号 刀具号 刀具名称 刀柄型号 刀 具 补偿值 mm 备注      直径 mm 长度 mm    1 T01 中心钻φ3 mm JT40—Z6—45 φ3 280    2 T13 锥柄麻花钻φ31 mm JT40—M3—75 φ31 330    3 T02 锥柄麻花钻φ11 mm JT40—M1—35 φ11 330    4 T03 锥柄埋头钻φ17mm×11mm JT40—M2—50 φ17 300    5 T04 粗镗刀φ34 mm JT40—TQC30—165 φ34 320    6 T05 硬质合金立铣刀φ32 mm JT40—MW4—85 φ32T 300    7 T05        8 T06 镗刀φ34.85mm JT40—TZC30—165 φ34.5 320    9 T01        10 T07 直柄麻花钻φ5mm JT40—Z6—45 φ5 300    11 T02        12 T08 机用丝锥M6 mm JT40—G1JT3 M6 280    13 T09 套式铰刀φ35AH7 JT40—K19—140 φ35AH7 330    14 T01        15 T10 锥柄麻花钻φ14mm JT40—M1—30 φ14 320    16 T11 扩孔钻φ14.85 mm JT40—M2—50 φ14.85 320    17 T12 铰刀φ15AH7 JT40—M2—50 φ15AH7 320    编 制  审核  批准  共1页 第1页   表2 数控加工工序卡片 （工厂） 数控加工工艺卡片 产品名称或代号 零件名称 材 料 零件图号     支 承 套 45钢   工序号 程序编号 夹具名称 夹具编号 使用设备 车 间    专用夹具  XH754   工 步 号 工 步 内 容 加工面 刀具号 刀具规格 mm 主轴转速 r·mm 进给速度 mm·min 背吃刀量 mm 备 注   B0°         1 钻φ35H孔、2×φ17mm×11mm孔中心孔  T01 φ3 1200 40    2 钻φ35H孔至φ31mm  T13 φ31 150 30    3 钻φ11mm孔  T02 φ11 500 70    4 锪2×φ17mm  T03 φ17 150 15    5 粗镗φ35H7孔至φ34mm  T04 φ34 400 30    6 粗铣φ60×12mm至φ59mm×11.5mm  T05 φ32T 500 70    7 精铣φ60×12mm  T05 φ32T 600 45    8 半精镗φ35H7孔至φ34.85mm  T06 φ34.85 450 35    9 钻2×M6—6H螺纹中心孔  T01  1200 40    10 钻2×M6—6H底孔至φ5 mm  T07 φ5 650 35    11 2×M6—6H孔端倒角  T02  500 20    12 攻2×M6—6H螺纹  T08 M6 100 100    13 铰φ35H7孔  T09 φ35AH7 100 50     B90°         14 钻2×φ15H7至中心孔  T01  1200 40    15 钻2×φ15H7至φ14 mm  T10 φ14 450 60    16 扩2×φ15H7至φ14.85mm  T11 φ14.85 200 40    17 铰2×φ15H7孔  T12 φ15 AH7 100 60    编 制  审核  批准  共1页 第1页  注：“B0°”和“B90°”表示加工中心上两个互成90°的工位。 二、异形支架的加工工艺 零件工艺分析 该异形支架的材料为铸铁，毛坯为铸件。该工件结构复杂，精度要求较高，各加工表面之间有较严格的位置度和垂直度等要求，毛坯有较大的加工余量，零件的工艺刚性差，特别是加工40h8部分时，如用常规加工方法在普通机床上加工，很难达到图纸要求。原因是假如先在车床上一次加工完成φ75js6外圆、端面和φ62J7孔、2×2.2槽，然后在镗床上加工φ55H7孔，要求保证对φ62J7孔之间的对称度0.06 mm及垂直度0.02 mm，就需要高精度机床和高水平操作工，一般是很难达到上述要求的。如果先在车床上加工φ75js6外圆及端面，再在镗床上加工φ62J7孔，2×2.2槽及φ55H7孔，这样虽然较易保证上述的对称度和垂直度，但却难以保证φ62J7孔与φ75js6外圆之间φ0.03 mm的同轴度要求，而且需要特殊刀具切 2 ×2.2槽。 另外，完成40h8尺寸需两次装卡，调头加工，难以达到要求，φ55H7孔与40h8尺寸需分别在镗床和铣床上加工完成，同样难以保证其对B孔的0.02 mm垂直度要求。 异形支架零件简图 选择加工中心 通过零件的工艺分析，确定该零件在卧式加工中心上加工。根据零件外形尺寸及图纸要求，选定的仍是国产XH754型卧式加工中心。 3．设计工艺 1）选择在加工中心上加工的部位及加工方案 φ62J7孔 粗镗——半精镗——孔两端倒角——铰 φ55 H7孔 粗镗——孔两端倒角——精镗 2×2.2空刀槽 一次切成 44U型槽 粗铣——精铣 R22尺寸 一次镗 40h8尺寸两面 粗铣左面——粗铣右面——精铣左面——精铣右面 2）确定加工顺序 B0°：粗镗R22尺寸——粗铣U型槽——粗铣40h8尺寸左面→B180°：粗铣40h8尺寸右面→B270°：粗镗φ62J7孔——半精镗φ62J7孔——切2×φ65×2.2空刀槽——φ62h7孔两端倒角。B180°：粗镗φ55H7孔孔两端倒角→B0°：精铣U型槽——精铣40h8左端面→B180°：精铣40h8右端面——精镗φ55H7孔——B270°铰φ62J7孔。具体工艺过程见表3。 3）确定装夹方案和选择夹具 支架在加工时，以φ75js6外圆及26.5±0.15尺寸上面定位（两定位面均在前面车床工序中先加工完成）。工件安装简图如图所示。  工件装夹示意图 表3 数控加工刀具卡片卡片 产品名称或代号  零件名称 异形支架 零件图号  程序编号   工步号 刀具号 刀具名称 刀柄型号 刀具 补偿值 ／mm 备注      直径／mm 长度／mm    1 T01 镗刀φ42 JT40－TQC30－270 φ42     2 T02 长刃铣刀φ25 JT40－MW3－75 φ25     3 T03 立铣刀φ30 JT40－MW4－85 φ30     4 T03 立铣刀φ30 JT40－MW4－85 φ30     5 T04 镗刀φ61 JT40－TQC50－270 φ61     6 T05 镗刀φ61.85 JT40－TZC50－270 61.85     7 T06 切槽刀φ50 JT40－M4－95 φ50     8 T07 倒角镗刀φ66 JT40－TZC50－270 φ66     9 T08 镗刀φ54 JT40－TZC40－240 φ54     10 T09 倒角刀φ66 JT40－TZC50－270 φ66     11 T02 长刃铣刀φ25 JT40－MW3－75 φ25     12 T10 镗刀φ66 JT40－TZC40－180 φ66     13 T10 镗刀φ66 JT40－TZC40－180 φ66     14 T11 镗刀φ55H7 JT40－TQC50－270 φ55H7     15 T12 铰刀φ62J7 JT40－K27－180 φ62J7     编制  审核  批准  共1页 第1页  表4 数控加工工序卡片 （工厂） 数控加工工序卡片 产品名称或代号 零件名称 材料 零件图号     导形支架 铸铁   工序号 程序编号 夹具名称 夹具编号 使用设备 车间    专用夹具  XH754   工步号 工步内容 加工面 刀具号 刀具 规格 /mm 主轴 转速 /(r/min) 进给 速度 /(mm/min) 背吃 刀量 /mm 备注   B0°         1 粗镗刚尺寸、R22尺寸  T01 φ42 300 45    2 粗铣U型槽  T02 φ25 200 60    3 粗铣40h8尺寸左面  T03 φ30 180 60     180°         4 粗铣40h8尺寸右面  T03 φ30 180 60     B270°         5 粗镗φ62J7孔至φ61  T04 φ61 250 80    6 半精镗φ62J7孔至φ61.85  T05 φ61.85 350 60    7 切2×φ65×2.2空刀槽  T06 φ50 200 20    8 φ62J7孔两端倒角  T07 φ66 100 40     B180°         9 粗镗φ55H7孔至φ54  T08 φ54 350 60    10 φ55H7孔两端倒角  T09 φ66 100 30     B0°         11 精铣U型槽  T02 φ25 200 60    12 精铣40h左端面至尺寸  T10 φ66 250 30     B180°         13 精铣40h右端面至尺寸  T10 φ66 250 30    14 精镗φ55H7孔至尺寸  T11 φ55H7 450 20     B270°         15 铰φ62J7孔至尺寸  T12 φ62J7 100 80    编制  审核  批准  共1页 第1页