四方零件數(shù)控車(chē)削工藝及夾具設(shè)計(jì)

李景協(xié)

摘 要：以學(xué)生的實(shí)習(xí)過(guò)程為導(dǎo)向，把某公司的機(jī)床構(gòu)件切削加工作為學(xué)生實(shí)習(xí)課題，按照數(shù)控車(chē)削加工工藝設(shè)計(jì)的思路以及根據(jù)實(shí)訓(xùn)場(chǎng)地的設(shè)備，設(shè)計(jì)本零件的加工工藝及加工工件夾具的設(shè)計(jì)使用，把數(shù)控知識(shí)的傳授和應(yīng)用融合實(shí)際產(chǎn)品加工中，使學(xué)生了解實(shí)際的產(chǎn)品加工過(guò)程，能使學(xué)生把所學(xué)的知識(shí)在畢業(yè)后到企業(yè)工作的實(shí)際體現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：數(shù)控；一體化教學(xué)；夾具；工藝；程序

中圖分類(lèi)號(hào)：TG519.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2018）34-0114-02

Abstract： Guided by the students' practice process， the cutting of machine components of a certain company is taken as a student's practice subject. According to the computerized numerical control （CNC） turning process design and according to the equipment of the training site， we designed the machining technology of this part and the design and use of machining workpiece fixture， combine the teaching and application of numerical control knowledge with the actual product processing， make the students go to the actual product processing process and enable the student to apply the knowledge that they acquire after the graduation to their actual enterprise work.

Keywords： computerized numerical control （CNC）； integrated teaching； fixture； process； program

我校承接某公司的機(jī)床構(gòu)件產(chǎn)品加工，加工零件如圖1所示。該零件的加工只進(jìn)行車(chē)床加工工序，其他鉆床銑床和磨床工序交回公司進(jìn)行加工，工件的安裝以及夾具的設(shè)計(jì)使用和數(shù)控加工工藝有其代表性，因此寫(xiě)本論文作為數(shù)控加工專(zhuān)業(yè)一體化教學(xué)的產(chǎn)品加工案例。

1 毛坯的選擇

按照（圖1）機(jī)床零件圖樣可知其材料為20#鋼材，工件外形尺寸為182×91.3×60.3。按照零件的毛坯尺寸及加工特點(diǎn)，毛坯開(kāi)料時(shí)要把尺寸91和60尺寸的直角面，在磨床上進(jìn)行磨削以達(dá)到工件在夾具上加工定位要求，毛坯其余二表面留0.3余量，作為加工完后進(jìn)行磨削達(dá)到圖紙要求。

2 加工零件圖樣加工要素分析及選擇加工機(jī)床

（1）該零件為典型形狀和裝夾復(fù)雜的零件，主要的加工面有外圓、內(nèi)孔、切槽，表面形狀為四方形，加工裝夾較為復(fù)雜，因此選擇我校的臥式全功能數(shù)控車(chē)床來(lái)完成車(chē)削加工要求。數(shù)控車(chē)床能自動(dòng)控制機(jī)床的加工過(guò)程，定位精度高，加工質(zhì)量能保證，減小加工者的勞動(dòng)強(qiáng)度。

（2）該零件的加工有鉆孔、粗、精車(chē)外圓和內(nèi)孔、切槽等工序，所需刀具為5把，根據(jù)車(chē)間現(xiàn)有機(jī)床作為參考，選擇HTC2050n型號(hào)的沈陽(yáng)機(jī)床，選擇華中HNC-210A數(shù)控系統(tǒng)滿(mǎn)足該零件的加工要求。該機(jī)床的規(guī)格為？準(zhǔn)480mm×500mm，X軸行程為152mm，Z軸行程為530mm，尾座體行程360mm，主軸轉(zhuǎn)速范圍50～3000r/min。X/Z軸的定位精度為0.016mm/0.025mm，X/Z軸的重復(fù)定位精度為0.007mm/0.010mm。刀具容量為8把。

3 刀具和量具的準(zhǔn)備

（1）加工毛坯內(nèi)孔使用？準(zhǔn)38鉆頭鉆孔，根據(jù)工件總長(zhǎng)度為180，所以要調(diào)頭鉆孔。

（2）零件外形由一個(gè)臺(tái)階外圓組成其余為四方形狀，因此用93°外圓刀進(jìn)行端面和外圓的粗車(chē)、精車(chē)加工。根據(jù)該零件為四方外形的工件，所以選擇切削深度和進(jìn)給量不能太大，精加工保證加工質(zhì)量的同時(shí)要控制工件轉(zhuǎn)速不宜過(guò)快。

（3）內(nèi)孔加工粗加工要調(diào)頭接刀加工，留余量1mm，精加工使用？準(zhǔn)40刀柄的內(nèi)孔刀一次完成。

（4）切槽根據(jù)槽要求不高一次切削完成，由于切槽刀刀寬是2mm，所以刀刃要在砂輪上刃磨工件尺寸的1mm寬。

（5）現(xiàn)在的加工業(yè)大部分的刀具材料為硬質(zhì)合金陶瓷刀片，刀具的類(lèi)型為螺紋夾固式不重磨可轉(zhuǎn)位車(chē)刀。機(jī)夾刀是目前數(shù)控車(chē)床上使用最廣泛的一種車(chē)削刀具，機(jī)夾刀的使用當(dāng)某條切削刃磨損后，只需松開(kāi)夾緊螺絲，將刀片轉(zhuǎn)到另一個(gè)位置夾緊就能使用，機(jī)夾刀最大優(yōu)點(diǎn)是車(chē)刀切削性能穩(wěn)定，刀桿和刀片已標(biāo)準(zhǔn)化，加工精度和質(zhì)量高。具體刀具型號(hào)93°外圓車(chē)刀，切槽車(chē)刀，？準(zhǔn)20和？準(zhǔn)40內(nèi)孔車(chē)刀。

（6）刀具及切削用量表

這個(gè)零件的加工尺寸精度要求不高，使用游標(biāo)卡尺測(cè)量外圓和長(zhǎng)度，內(nèi)孔使用內(nèi)徑百分表測(cè)量就能滿(mǎn)足加工要求，游標(biāo)卡尺為0-200mm的規(guī)格、內(nèi)徑百分表為30～50的規(guī)格和25～50的規(guī)格的千分尺。

4 加工方案的確定

（1）在數(shù)控車(chē)床上采用三爪液壓卡盤(pán)反爪夾夾具？準(zhǔn)138外圓找正并夾緊夾具，把工件磨削面為作為定位基準(zhǔn)安裝在夾具上，每次安裝工件只要把螺釘松緊就能裝拆加工零件。

（2）首先把全部工件鉆工件毛坯孔的一半，再調(diào)頭夾？準(zhǔn)130夾具外圓再找正夾具，再把工件孔的一半鉆穿。

（3）鉆完孔后夾具不用拆再把工件以磨削面為基準(zhǔn)，裝上去加工端面和粗車(chē)內(nèi)孔？準(zhǔn)49×91以及內(nèi)孔倒角1.5×45°。

（4）工件一邊加工完后把夾具調(diào)轉(zhuǎn)夾？準(zhǔn)138外圓找正夾具，裝夾還是以磨削面為基準(zhǔn)安裝工件，粗車(chē)外圓和端面至？準(zhǔn)56.3×5.8，換？準(zhǔn)20內(nèi)孔刀粗車(chē)？準(zhǔn)48×91內(nèi)孔，換？準(zhǔn)40內(nèi)孔刀半精車(chē)？準(zhǔn)49×179.5內(nèi)孔，精車(chē)內(nèi)孔？準(zhǔn)50×179.8。精車(chē)外圓？準(zhǔn)56×6，切槽1×1。工件檢查拆下。

（5）（見(jiàn)圖2），此夾具的特點(diǎn)是能使用直角定位原理保證工件位置精度，工件經(jīng)過(guò)多次調(diào)頭后位置精度不變的原理，使加工質(zhì)量保證和裝拆方便。加工夾具體的工序及工步由？準(zhǔn)140×100的材料，車(chē)削外圓以及線(xiàn)割基準(zhǔn)孔，在車(chē)床上一次加工完成，外圓基準(zhǔn)孔和端面開(kāi)位精度能達(dá)到0.01范圍內(nèi)。以?xún)?nèi)孔為基準(zhǔn)線(xiàn)割四方孔，再由數(shù)控銑鉆孔和攻M12螺紋。

5 編寫(xiě)加工程序

四方件的加工程序在華中HNC-210A數(shù)控系統(tǒng)中進(jìn)行編寫(xiě)并校驗(yàn)。

6 加工中注意的事項(xiàng)

（1）加工夾具要注意車(chē)削和線(xiàn)割加工的位置精度。

（2）夾具每次裝夾在卡盤(pán)上要用杠桿表找正外圓和端面。

（3）安裝工件只需要松緊螺釘就可以，要注意磨削基準(zhǔn)面與夾具基準(zhǔn)面每次裝夾貼合，注意裝夾螺釘?shù)臄Q緊順序。

（4）每次裝夾工件要頂平液壓卡爪內(nèi)端面，這樣裝平工件能在車(chē)床上定位保證工件總長(zhǎng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]朱淑萍.機(jī)械加工工藝及設(shè)備[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002.

[2]宋小春，張木青.數(shù)控車(chē)床編程與操作[M].廣東：經(jīng)濟(jì)出版社，2002.

[3]李正峰.數(shù)控加工工藝[M].上海：交通大學(xué)出版社，2004.

[4]薛源順.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2012.