盘类零件数控车削工艺分析与加工

江西冶金职业技术学院

自学考试毕业设计(论文)

题目:盘类零件数控加工工艺分析与加工实例

系 (部):机械工程系

专业名称:数控技术应用

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准考证号: 0570********

班级名称: 08数控本科班

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目录

前言 (1)

一、零件图工艺分析 (1)

1.1选择设备 (1)

1.2确定零件的定位基准和装夹方式 (1)

1.3制定加工方案 (1)

1.4刀具选择及刀位号 (2)

1.5确定切削用量 (2)

1.6数控加工工艺卡片拟订 (3)

二、数控加工的工艺分析 (4)

2.1零件的结构特点 (4)

2.2 工艺分析 (4)

2.3 精加工型腔时零件的定位与装夹 (5)

三、加工型腔的数控加工程序总方案 (6)

四、加工中心精铣削过程 (7)

五、工艺设计 (10)

5.1精加工某发动机飞轮 (10)

5.2精加工某发动机飞轮正反两个平面 (11)

5.3精加工某制动盘 (12)

六、工装设计 (14)

6.1保证定心精度的方法 (14)

6.2保证端面跳动精度的方法 (14)

七、设备选择意见 (16)

7.1机床结构的选择 (16)

7.2刀塔结构的选择 (17)

结束语 (19)

致谢 (20)

参考文献 (21)

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盘类零件数控加工工艺分析与加工实例

引言

理想的加工程序不仅应保证加工出符合图样的合格工件，同时应能使数控机床的功能得到合理的应用和充分的发挥。数控机床是一种高效率的自动化设备，它的效率高于普通机床的2～3倍，要充分发挥数控机床的这一特点，必须在编程之前对工件进行工艺分析，根据具体条件，选择经济、合理的工艺方案。数控加工工艺考虑不周是影响数控机床加工质量、生产效率及加工成本的重要因素。

一、零件图工艺分析

如图所示工件，该零件属于典型的盘类零件，材料为45钢，可选用圆钢为毛坯，为保证在进行数控加工时工件能可靠的定位，可在数控加工前将左侧端面、Φ95㎜外圆加工，同时将Φ55㎜内孔钻Φ53㎜孔。

图1-1带孔圆盘

1.1选择设备

根据被加工零件的外形和材料等条件，选定Vturn-20型数控车床。

1.2确定零件的定位基准和装夹方式

1.2.1定位基准 以已加工出的Φ95㎜外圆及左端面为工艺基准。

1.2.2装夹方法 采用三爪自定心卡盘自定心夹紧。

1.3 制定加工方案

根据图样要求、毛坯及前道工序加工情况，确定工艺方案及加工路线。

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工步顺序：

1.3.1 粗车外圆及端面

1.3.2 粗车内孔

1.3.3 精车外轮廓及端面

1.3.4 精车内孔

1.4刀具选择及刀位号

选择刀具及刀位号如图1-2。

图1-2

将所选定的刀具参数填入表1-1带孔圆盘数控加工刀具卡片中。

表1-1带孔圆盘数控加工刀具卡片

1.5确定切削用量

对于高效率的金属切削机床加工来说，被加工材料、切削刀具、切削用量是三大要素。这些条件决定着加工时间、刀具寿命和加工质量。经济的、有效的加工方式，要求必须合理地选择切削条件。

编程人员在确定每道工序的切削用量时，应根据刀具的耐用度和机床说明书中的规定去选择。也可以结合实际经验用类比法确定切削用量。在选择切削用量时要充分保证刀具能加工完一个零件，或保证刀具耐用度不低于一个工作班，最少不低于半个工作班的工作时间。

背吃刀量主要受机床刚度的限制，在机床刚度允许的情况下，尽可能使背吃刀量等于工序的加工余量，这样可以减少走刀次数，提高加工效率。对于表面粗糙度和精度要求较高的零件，要留有足够的精加工余量，数控加工的精加工余量可比普通机床加工的余量小一些。

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编程人员在确定切削用量时，要根据被加工工件材料、硬度、切削状态、背吃刀量、进给量，刀具耐用度，最后选择合适的切削速度。

1.6数控加工工艺卡片拟订

以工件右端面为工件原点，换刀点定为X200、Z200。数控加工工艺卡片见表1-2。

表1-2 带孔圆盘的数控加工工艺卡片

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二、数控加工的工艺分析

2.1零件的结构特点

该零件材料为硬铝L Y12，其切削性能良好，属于典型的薄壁盘类结构，外形尺寸较大，周边及内部筋的厚度仅为2mm ，型腔深度为27mm 。该零件在加工过程中如果工艺方案或加工参数设置不当，极易变形，造成尺寸超差，零件结构如图2-1所示。

图2-1零件结构示意图

2.2 工艺分析

该零件毛坯选用棒料，采用粗加工、精加工的工艺方案，具体工艺流程如下：毛坯→粗车→粗铣→时效→精车→精铣。

粗车：分别在外圆及端面预留1.5mm 精加工余量，并预钻中心孔。

粗铣：分别在型腔侧面及底面预留余量1.5mm ，并在φ12mm 孔位处预钻工艺孔。 时效：去除材料及加工应力。

精车：精车端面、外圆并镗工艺孔φ6mm ，要求一次装夹完成，以便保证同轴度，为后序加工打好基础。

精铣：保证零件的最终要求，是本文论述的重点。

2.2.1粗铣型腔粗加工主要是去除大余量，并为后序精加工打好基础，所以加工型腔时，选择低成本的普通数控铣床加工。该工序要求按所示零件结构图加工出内形轮廓，圆弧拐角为R5mm ，所留精加工余量均匀，为1.5mm 。而且本道工序还需要在φ12mm 孔位