上殼體零件數(shù)控加工工藝編制

摘要：本文介紹了箱體類零件上殼體工藝的基礎(chǔ)上對其進(jìn)行數(shù)控編程，箱體是機(jī)器中箱體部件裝配時(shí)的基準(zhǔn)零件，箱體類零件的工藝性及使用性能是至關(guān)重要的，其構(gòu)造比較復(fù)雜，中空壁薄，加工面多為平面和孔，精度位置和表面粗糙度要求較高，也有許多緊固用的孔。箱體類零件主要是將有關(guān)的軸、套、齒輪及其他零件組裝在一起，使他們保持正確的位置，彼此按照一定的關(guān)系正常運(yùn)行，可為國內(nèi)相關(guān)廠家使用和高校教學(xué)，提供有價(jià)值的參考建議。

關(guān)鍵詞：上殼體 加工工藝 加工中心 程序編制

1 概述

箱體類零件一般是指具有一個(gè)以上孔系，內(nèi)部有型腔，在長、寬、高方向有一定比例的零件。這類零件在機(jī)床、汽車、飛機(jī)制造等行業(yè)用的較多。箱體類零件一般都需要進(jìn)行多工位孔系及平面加工，公差要求較高，特別是形位公差要求較為嚴(yán)格，通常要經(jīng)過銑、鉆、擴(kuò)、鏜、鉸、锪、攻絲等工序，需要刀具較多，在普通機(jī)床上加工難度大，工裝套數(shù)多，費(fèi)用高，加工周期長，需多次裝夾、找正，手工測量次數(shù)多，加工時(shí)必須頻繁地更換刀具，工藝難以制定，更重要的是精度難以保證，因此箱體類零件一般都在數(shù)控加工中心上進(jìn)行，以提高產(chǎn)品的精確度。

加工箱體類零件的加工中心，當(dāng)加工工位較多，需工作臺多次旋轉(zhuǎn)角度才能完成的零件，一般選臥式鏜銑類加工中心。當(dāng)加工的工位較少，且跨距不大時(shí)，可選立式加工中心，從一端進(jìn)行加工。傳統(tǒng)的箱體類工件設(shè)計(jì)是應(yīng)用系統(tǒng)方法分析和研究產(chǎn)品生產(chǎn)的問題和需求。現(xiàn)代箱體類的數(shù)控加工設(shè)計(jì)理論已經(jīng)不需要這些理論知識，開始強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品尺寸精度，工藝嚴(yán)格性，等價(jià)有利于增強(qiáng)數(shù)控編程及操作的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。

2 上殼體零件加工工藝分析

零件圖有底面、頂面、側(cè)面和兩端面，特形表面有螺旋面，圓弧曲面。使用到帶公差的孔主要是為了確定零件的位置，小螺紋主要是為了固定兩個(gè)零件，使之緊固，加工零件的過程，實(shí)質(zhì)上是形成這些表面的過程，其典型的加工方法和加工工藝也不同，因此在加工過程，對各自的面都要保證其精度的準(zhǔn)確度。

2.1 分析零件圖的尺寸標(biāo)注方法

零件圖上尺寸標(biāo)注方法應(yīng)適應(yīng)數(shù)控加工中心的加工特點(diǎn)，應(yīng)以同一基準(zhǔn)標(biāo)注尺寸或直接給出坐標(biāo)尺寸。此零件就是以Φ25的圓為基準(zhǔn)定位，然后對其他孔進(jìn)行定位，這種標(biāo)注方法既便于編程，又有利于設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)、測量基準(zhǔn)和編程原點(diǎn)的統(tǒng)一。

2.2 分析零件的技術(shù)要求

箱體類零件主要是將有關(guān)的軸、套、齒輪及其他零件組裝在一起，使他們保持正確的位置。此零件是毛坯精密鑄造件，因此不需要時(shí)效處理，糙度數(shù)值要求較低，加工精度要求高，在加工過程中，首先孔與孔之間的位置精度，其次是孔、螺紋的位置精度。

零件主要技術(shù)要求如下：

①6-M4主要是用于緊固零件。②Φ25是軸承孔，主要用于基準(zhǔn)定位，從而確定其他位置的基準(zhǔn)。③4-M5是壓緊固定孔。④倒圓角位鑄造圓角，圓角半徑為3mm。⑤Φ12mm圓為軸承桿的位置，用于連接軸承。⑥Φ20為圓為軸承的位置，用于連接軸承桿。

2.3 分析零件的材料

不同牌號的材料除具備一定的工作性能外，還具有一定的工藝性能，會影響毛坯制造和機(jī)械加工工藝過程。結(jié)合實(shí)際情況，此零件的材料選擇ZL105鑄鋁件，因?yàn)橄潴w類零件主要是將有關(guān)的軸、套、齒輪及其他零件組裝在一起，因此，在選擇材料的時(shí)候，要選擇輕一點(diǎn)的材料。

2.4 分零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析

在確定裝夾方案時(shí)，僅需根據(jù)已選定的加工表面和定位基準(zhǔn)來確定工件的定位加緊方案，必須保證最小的加緊變形。因此，必須慎重選擇夾具的支撐點(diǎn)、定位點(diǎn)和加緊點(diǎn)。夾具要盡量使在本次定位裝夾中所有需要完成的待加工面充分暴露在外，夾具不能和各工步刀具軌跡發(fā)生干涉，必須給刀具運(yùn)動軌跡留有空間。當(dāng)箱體外部沒有合適的加緊位置時(shí)，可以利用內(nèi)部空間來安排加緊裝置。零件的結(jié)構(gòu)應(yīng)便于位置結(jié)構(gòu)是準(zhǔn)確性，此零件中，孔都起到了定位加緊的作用，有利于配合軸承桿與軸承的鏈接。

3 上殼體工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)

3.1 零件基準(zhǔn)選擇

根據(jù)零件圖紙及零件的使用情況分析，此箱體類零件Φ25為基準(zhǔn)，是重要的尺寸值，其他的孔是配合尺寸，應(yīng)對基準(zhǔn)的選擇予以分析，以保證生產(chǎn)零件的準(zhǔn)確性。

該箱體的底面和向?qū)鏋榫鶞?zhǔn)，加工各縱向孔、側(cè)面和端面，因?yàn)樵摱矫鏋檠b配基準(zhǔn)，同時(shí)符合基準(zhǔn)同一和基準(zhǔn)重合的原則，有利于加工精度的提高。

既然底面和向?qū)孀鳛榫庸さ亩ㄎ痪鶞?zhǔn)，那么其一定要有相當(dāng)高的精度，所以在粗加工后，以精加工的頂面為基準(zhǔn)，對底面和向?qū)孢M(jìn)行精刨，最后還要進(jìn)行刮研，這樣進(jìn)一步提高了精加工的定位基準(zhǔn)精度，有利于保證精加工的精度。

此上殼體零件粗加工完成后，以底面和向?qū)孀鳛榫庸さ亩ㄎ换鶞?zhǔn)，就是以Φ25和Φ12軸承孔的面為精加工面的基準(zhǔn)，然后對其他的進(jìn)行加工。

3.2 零件定位夾裝方式

3.2.1 工件定位方式：①進(jìn)行多工位加工時(shí)，定位基準(zhǔn)的選擇應(yīng)考慮能完成盡可能多的加工內(nèi)容，即便與各個(gè)表面都能被加工的定位方式。例如，對于箱體零件，盡可能采用一面兩銷的組合定位方式。②當(dāng)零件的定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)難以重合時(shí)，應(yīng)認(rèn)真分析裝配圖樣，明確該零件設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的設(shè)計(jì)功能，通過尺寸鏈的計(jì)算，嚴(yán)格規(guī)定定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)間的尺寸位置精度要求，確保加工精度。③編程原點(diǎn)與零件定位基準(zhǔn)可以不重合，但兩者之間必須要有確定的幾何關(guān)系。編程原點(diǎn)的選擇主要考慮便于編程和測量。

3.2.2 工件裝夾方式：首先此箱體類-上殼體采用工裝，工件的定位裝夾方式采用兩邊定位。其次以加工好的底面上的軸承孔作為裝夾基準(zhǔn)，從而加工其他的軸承孔。

3.3 工藝路線的擬定及工藝方案的分析

工藝路線的擬定：①Φ3中心鉆，點(diǎn)殼體底面各位置孔。②Φ6.7鉆頭，鉆M8螺紋底孔。③Φ7.5鉆頭，鉆Φ8銷孔底孔。④Φ11.5鉆頭，鉆2-Φ12、Φ25底孔。⑤Φ15.5鉆頭，鉆Φ25底孔。⑥Φ25鉆頭，鉆Φ25孔。⑦Φ8鉸刀，鉸Φ8孔。⑧Φ12鉸刀，鉸Φ12孔。⑨Φ3.4鉆頭，鉆M4螺紋底孔。⑩Φ4.2鉆頭，鉆M5螺紋底孔。endprint

3.4 切削用量的選擇

切削用量的選用原則是：保證工件加工精度和表面粗糙度，充分發(fā)揮刀具切削性能，保證合理的刀具使用壽命，并充分發(fā)揮機(jī)床的性能，最大限度提高生產(chǎn)率，降低成本。

3.4.1 背吃刀量ap的確定 背吃刀量ap根據(jù)機(jī)床、工件和工藝系統(tǒng)的剛性來決定，在工藝系統(tǒng)剛性允許的條件下，應(yīng)盡可能使背吃刀量等于工件的加工余量，這樣可以減少進(jìn)給次數(shù)，提高生產(chǎn)率。此零件在鉸孔之前留0.5mm的余量，便于鉸孔，在打小孔的時(shí)候分別對大孔進(jìn)行點(diǎn)孔，以方便后面的加工。

3.4.2 主軸轉(zhuǎn)速n和進(jìn)給速度V的確定 ①鉸孔時(shí)主軸低速，進(jìn)給快速。S=200r/min，F(xiàn)=200mm/min。②在小鉆頭點(diǎn)定位孔時(shí)，主軸高速，進(jìn)給低速。S=1200r/min， F=80mm/min。③用Φ25的麻花鉆打孔時(shí)，主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度分別為S=600r/min，F(xiàn)=60mm/min。④前面鉸孔進(jìn)給余量留0.5mm，以保證孔的光潔度和尺寸的精確度。進(jìn)給速度應(yīng)與主軸轉(zhuǎn)速和背吃刀量相適應(yīng)。

計(jì)算進(jìn)給速度時(shí)，按式vf=nf計(jì)算進(jìn)給速度。

式中：vf—進(jìn)給速度，單位為mm/min；

f—進(jìn)給量，單位為mm/r；

n—主軸轉(zhuǎn)速，單位為r/min

4 數(shù)控加工工藝過程卡的制定

5 結(jié)束語

筆者結(jié)合自身從事多年數(shù)控加工及制造的工作經(jīng)驗(yàn)，歸納總結(jié)了上殼體零件加工工藝的編制本文最重要的內(nèi)容就是確定加工速度和加工切削量，要考慮在轉(zhuǎn)彎處用多少的速度，在不同的材料用多大的切削量，這些都是工藝方面的知識，都是長期的經(jīng)驗(yàn)積累。掌握正確的切削用量，對保證加工質(zhì)量、提高生產(chǎn)率、獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益，都有著重要的意義?？蔀槠髽I(yè)生產(chǎn)廠家使用及高校教學(xué)，提供有價(jià)值的參考建議。

參考文獻(xiàn)：

[1]曹井新.數(shù)控加工工藝與編程[M].電子工業(yè)出版社，2009：186-190.

[2]霍蘇萍，劉巖.數(shù)控銑削加工工藝編程與操作[J].人民郵電出版社，2009.

[3]喬世民，機(jī)械制造基礎(chǔ)[M].高等教育出版社，2003.

作者簡介：王勇（1983-），男，浙江龍泉人，助教，本科，主要研究方向：數(shù)控加工。endprint

3.4 切削用量的選擇

切削用量的選用原則是：保證工件加工精度和表面粗糙度，充分發(fā)揮刀具切削性能，保證合理的刀具使用壽命，并充分發(fā)揮機(jī)床的性能，最大限度提高生產(chǎn)率，降低成本。

3.4.1 背吃刀量ap的確定 背吃刀量ap根據(jù)機(jī)床、工件和工藝系統(tǒng)的剛性來決定，在工藝系統(tǒng)剛性允許的條件下，應(yīng)盡可能使背吃刀量等于工件的加工余量，這樣可以減少進(jìn)給次數(shù)，提高生產(chǎn)率。此零件在鉸孔之前留0.5mm的余量，便于鉸孔，在打小孔的時(shí)候分別對大孔進(jìn)行點(diǎn)孔，以方便后面的加工。

3.4.2 主軸轉(zhuǎn)速n和進(jìn)給速度V的確定 ①鉸孔時(shí)主軸低速，進(jìn)給快速。S=200r/min，F(xiàn)=200mm/min。②在小鉆頭點(diǎn)定位孔時(shí)，主軸高速，進(jìn)給低速。S=1200r/min， F=80mm/min。③用Φ25的麻花鉆打孔時(shí)，主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度分別為S=600r/min，F(xiàn)=60mm/min。④前面鉸孔進(jìn)給余量留0.5mm，以保證孔的光潔度和尺寸的精確度。進(jìn)給速度應(yīng)與主軸轉(zhuǎn)速和背吃刀量相適應(yīng)。

計(jì)算進(jìn)給速度時(shí)，按式vf=nf計(jì)算進(jìn)給速度。

式中：vf—進(jìn)給速度，單位為mm/min；

f—進(jìn)給量，單位為mm/r；

n—主軸轉(zhuǎn)速，單位為r/min

4 數(shù)控加工工藝過程卡的制定

5 結(jié)束語

筆者結(jié)合自身從事多年數(shù)控加工及制造的工作經(jīng)驗(yàn)，歸納總結(jié)了上殼體零件加工工藝的編制本文最重要的內(nèi)容就是確定加工速度和加工切削量，要考慮在轉(zhuǎn)彎處用多少的速度，在不同的材料用多大的切削量，這些都是工藝方面的知識，都是長期的經(jīng)驗(yàn)積累。掌握正確的切削用量，對保證加工質(zhì)量、提高生產(chǎn)率、獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益，都有著重要的意義。可為企業(yè)生產(chǎn)廠家使用及高校教學(xué)，提供有價(jià)值的參考建議。

參考文獻(xiàn)：

[1]曹井新.數(shù)控加工工藝與編程[M].電子工業(yè)出版社，2009：186-190.

[2]霍蘇萍，劉巖.數(shù)控銑削加工工藝編程與操作[J].人民郵電出版社，2009.

[3]喬世民，機(jī)械制造基礎(chǔ)[M].高等教育出版社，2003.

作者簡介：王勇（1983-），男，浙江龍泉人，助教，本科，主要研究方向：數(shù)控加工。endprint

3.4 切削用量的選擇

切削用量的選用原則是：保證工件加工精度和表面粗糙度，充分發(fā)揮刀具切削性能，保證合理的刀具使用壽命，并充分發(fā)揮機(jī)床的性能，最大限度提高生產(chǎn)率，降低成本。

3.4.1 背吃刀量ap的確定 背吃刀量ap根據(jù)機(jī)床、工件和工藝系統(tǒng)的剛性來決定，在工藝系統(tǒng)剛性允許的條件下，應(yīng)盡可能使背吃刀量等于工件的加工余量，這樣可以減少進(jìn)給次數(shù)，提高生產(chǎn)率。此零件在鉸孔之前留0.5mm的余量，便于鉸孔，在打小孔的時(shí)候分別對大孔進(jìn)行點(diǎn)孔，以方便后面的加工。

3.4.2 主軸轉(zhuǎn)速n和進(jìn)給速度V的確定 ①鉸孔時(shí)主軸低速，進(jìn)給快速。S=200r/min，F(xiàn)=200mm/min。②在小鉆頭點(diǎn)定位孔時(shí)，主軸高速，進(jìn)給低速。S=1200r/min， F=80mm/min。③用Φ25的麻花鉆打孔時(shí)，主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度分別為S=600r/min，F(xiàn)=60mm/min。④前面鉸孔進(jìn)給余量留0.5mm，以保證孔的光潔度和尺寸的精確度。進(jìn)給速度應(yīng)與主軸轉(zhuǎn)速和背吃刀量相適應(yīng)。

計(jì)算進(jìn)給速度時(shí)，按式vf=nf計(jì)算進(jìn)給速度。

式中：vf—進(jìn)給速度，單位為mm/min；

f—進(jìn)給量，單位為mm/r；

n—主軸轉(zhuǎn)速，單位為r/min

4 數(shù)控加工工藝過程卡的制定

5 結(jié)束語

筆者結(jié)合自身從事多年數(shù)控加工及制造的工作經(jīng)驗(yàn)，歸納總結(jié)了上殼體零件加工工藝的編制本文最重要的內(nèi)容就是確定加工速度和加工切削量，要考慮在轉(zhuǎn)彎處用多少的速度，在不同的材料用多大的切削量，這些都是工藝方面的知識，都是長期的經(jīng)驗(yàn)積累。掌握正確的切削用量，對保證加工質(zhì)量、提高生產(chǎn)率、獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益，都有著重要的意義?？蔀槠髽I(yè)生產(chǎn)廠家使用及高校教學(xué)，提供有價(jià)值的參考建議。

參考文獻(xiàn)：

[1]曹井新.數(shù)控加工工藝與編程[M].電子工業(yè)出版社，2009：186-190.

[2]霍蘇萍，劉巖.數(shù)控銑削加工工藝編程與操作[J].人民郵電出版社，2009.

[3]喬世民，機(jī)械制造基礎(chǔ)[M].高等教育出版社，2003.

作者簡介：王勇（1983-），男，浙江龍泉人，助教，本科，主要研究方向：數(shù)控加工。endprint