加工中心技师论文

技师专业论文

工种：加工中心

题目：典型方盘类零件键槽、螺纹的

加工工艺分析

姓名：***

身份证号码：

工种：加工中心

等级：技师（二级）

培训单位：

准考证号码：

鉴定单位：

日期：2013年6月18日

典型方盘类零件键槽、螺纹的加工工艺分析

摘要：典型方盘类零件---由多个端面、内孔、曲面、外轮廓、螺纹、键槽等组合而成。本文主要针对方盘形零件的键槽和铣内螺纹进行了详细的加工分析，包括图纸分析、确定加工工艺、选用机床型号、确定走刀路线及主要部分程序等。

关键词：方盘类零件自制刀具内孔键槽铣内螺纹数控程序

MASTERCAM

一、方盘类零件概述

方盘类零件是由多个端面、内孔、螺纹孔、曲面、外轮廓、键槽等组合而成的较复杂的零件。其特点是零件基本形状呈盘形块状，零件表面汇集了多种典型表面。加工时，为保证精度，装夹次数一般较少，但所用刀具一般较多，编制程序较繁琐。加工前需要做好充分的准备，包括图纸分析、确定加工工艺、选用机床和刀具型号、确定毛坯大小、确定走刀路线与加工程序等，其前期的准备工作比较复杂。

二、零件结构工艺分析（附零件图）

方盘类零件加工工艺性分析是编程前的重要工艺准备工作之一，根据实际加工，利用数控加工中心具有高精度、高柔性、高效率，且适合加工具有复杂轮廓、端面的零件等特点。

下面结合零件图进行分析：零件的加工特点是由平面加工、孔加工、曲面加工、轮廓加工、键槽加工、螺纹加工构成。

1、零件图分析：

（1）未标尺寸公差均为IT12，加工时须查询公差表，确定公差值。

（2）主要加工部件上部,平面加工中要保证上表面粗糙度；孔加工中有φ40 mm孔和4-M30X1.5螺纹孔，经计算或查表4个螺纹孔加工尺寸至φ

28.376mm，孔间距为142±0.02mm，孔的尺寸精度比较高；梅花形外轮

廓和螺纹内表面利用MASTERCAM软件中的外形铣削很容易实现；图形中的R10曲面利用MASTERCAM中的等高外形粗加工和精加工可方便保证；

故在此不重点说明。

（3）重点及难点：

①图中M30X1.5的螺纹孔，因现场没有合适的刀具须自行制作螺纹铣刀一

把，刀柄和刀片在以下的内容中会重点讲解

②12宽的键槽，一般情况下键槽都放在插床中加工，因现场没有插床，没法

实现，所以想利用加工中心主轴定位（M19）功能来实现，刀柄和刀具的形状和尺寸在以下的内容中会重点讲解

2、工艺方案编制

拟订工艺路线时首先要确定各个表面的加工方法和加工方案。表面加工方法的方案选择，应同时满足加工质量、生产率和经济性等方面的要求；其次是机械加工工序的安排，安排原则是先加工基准面，划分加工阶段，先粗后精；再次在加工中除了要灵活运用数控编程软件外，还要用半径补偿功能来保证φ40键槽孔和四个螺纹内孔的尺寸。因平面、梅花外形、内孔、曲面等都可用软件中的外形铣削和曲面加工来完成，故在此不详细列出工艺方案及程序，本文以下内容会重点分析键槽和铣削螺纹这两方面的加工方案。

三、零件加工准备分析

1、毛坯选择

该加工材料45#钢，外形尺寸200mm*200mm*35mm。

2、机床选择

3、夹具、刀具及量具的选择

①夹具：平口钳

②刀具：Φ80盘铣刀、Φ20平底刀、Φ5中心钻、Φ26钻头、Φ8球头铣刀、

Φ12立铣刀、自制插刀和螺纹铣刀各一把

③量具：游标卡尺、千分尺、内径百分表、螺纹规

四、重点及难点加工分析

（一）铣削内螺纹

1、铣削螺纹特点

（1）螺纹铣削与传统加工方法优势

传统的螺纹加工方法主要为采用螺纹车刀车削螺纹或采用丝锥、板牙手工攻丝及套扣。随着数控加工技术的发展，尤其是三轴联动数控加工系统的出现，使更先进的螺纹加工方式——螺纹的数控铣削得以实现。螺纹铣削加工与传统螺纹加工方式相比，在加工精度、加工效率方面具有极大优势，且加工时不受螺纹结构和螺纹旋向的限制，如一把螺纹铣刀可加工多种不同旋向的内、外螺纹。对于不允许有过渡扣或退刀槽结构的螺纹，采用传统的车削方法或丝锥、板牙很难加工，但采用数控铣削却十分容易实现。同时对于小直径螺纹加工，特别是高硬度材料和高温材料的螺纹加工中，丝锥有时会折断，堵塞螺纹孔，甚至使零件报废；采用螺纹铣刀，由于刀具直径比加工的孔小，即使折断也不会堵塞螺纹孔，非常容易取出，不会导致零件报废；采用螺纹铣削，和丝锥相比，刀具切削力大幅降低，这一点对大直径螺纹加工时，尤为重要，解决了机床负荷太大，无法驱动丝锥正常加工的问题。此外，螺纹铣刀的耐用度是丝锥的十多倍甚至数十倍，而且在数控铣削螺纹过程中，对螺纹直径尺寸的调整极为方便，这是采用丝锥、板牙难以做到的。

（2）螺纹加工的局限性

①需要使用3轴联动的数控机床

②加工不超过3倍刀具刃径的螺纹长度

③单个的螺纹铣刀比丝锥昂贵但在批量加工中它的成本比丝锥更低

2、螺纹加工工艺分析及解决问题

(1)螺纹加工工艺分析

①在工件四周要加工四个内螺纹，因孔距之间精度要求很高，所以采用中心钻——钻头打孔——铣螺纹孔内表面作为铣削螺纹之前的准备工作

②加工原理：螺纹铣削是在三轴联动的机床（加工中心）完成的。在X、Y轴走G03/G02一圈时，Z轴同步移动一个螺距P的量，螺纹精度用机床的刀具半径补偿来实现；为保证螺纹加工质量，采用顺铣，右旋内螺纹应从下往上铣削③自制刀具：刀头采用6mm宽的机夹螺纹车刀刀片，刀杆采用长70mm、直径为φ16mm的45#圆钢，在距顶端5mm刀杆外表面上，利用线切割机床加工一个长为4mm，高为6mm的通孔，刀杆顶端加工一个M6×1mm的丝孔，然后把螺纹刀刀片装入已加工好的通槽内，刀头外伸5.5mm，然后顶端用顶丝顶住。如图1所示。

图1

(2)螺纹加工程序(以第一象限中的螺纹孔为例)

O0012 螺纹加工主程序名

T9 M6 φ16单刃螺纹铣刀

G90 G54 G00 X0 Y0