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 专)数控01-1、2 授课时间:第”周星期 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
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 、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 闽004 ⑩ Z005 005 中78±0 919-805 材料:45钢 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φ35H7孔对φ1001外圆、中60mm 孔底平面对φ35H7孔、2×φ15H7孔对端面C及端面C对内φ100m9外圆均有位置 精度要求。为便于在加工中心上定位和夹紧,将中10019外圆、80#05mm尺寸两端 面、780smm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×φllmm孔、2×φ17mm孔、2×M8 6H螺孔)确定在加工中心上一次安装完成 2.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
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 1． 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、80 0.5 0 + mm 尺寸两端 面、78 0 −0.5 mm 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。 2． 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500mm,z轴行程为400mm, y轴行程为400mm,主轴中心线至工作台距离为100~500mm,主轴端面至工作台中 心线距离为150-~550mm,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φ60mm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 φllmm孔:钻中心孔一钻孔 φ17mm孔:锪孔(在φllmm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×φ1lmm中心孔一一钻φ35H7孔一—钻2 φllmm孔—一锪2×φ17mm孔一粗镗φ35H7孔一—粗铣、精铣φ60mm×12 孔一一半精镗φ35H7孔—一钻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—一铰φ35H7孔:第」 工位(B90°):钻2×中15H7中心孔——钻2×中15H7孔一一扩2×中15H7孔 一铰2×15H7孔。详见表6-13数控加工工序卡片 3)确定装夹方案和选择夹具φ35H7孔、φ60mm孔、2×φllmm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,选择中10019 外圆中心线为主要定 位基准。因中100m9 外圆不是整圆,故用V 形块作定位元件。在 B 支承套长度方向,若 ■ 选右端面定位,则难 以保证φ17mm孔深 1一定位元件2一夹紧机构3—工件4一夹具体 尺寸1105mm(因工
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。 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 11 0.5 0 + mm（因工 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
序尺寸80mm--11mm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 零件图号 程序编号 刀具名称 柄型号 备注 mm T13锥柄麻花钻中3 m03锥柄埋头钻中17mx 5104粗镗刀中34mm JT40-TQC30-165 T05硬质合金立铣刀中32mmJ40Mw4-85 6镗刀中3485mm JT40-1ZC30-165 直柄麻花钻中5mm 机用丝锥M6mm JT40-GIJT3 13T9套式铰刀中35AH7 J40-K19-140 中35AT T0锥柄麻花钻中14mm T扩孔钻中1485mmJ40-M2-50 中148532 T12铰刀中5AH7 JT40-M2-50 φ15AHT32
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 直径 备注 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φ 17mm × 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 零件图号 工序号程序編号夹具名称 夹具编号 工步内容 加面具号m厘/给速型刀型备注 中3H孔、2×φ17mm×l1mm孔中 TOl φ31200 中35H孔至中31mm 中35H7孔至φ34mm m至中59mm×11.5m 半精镗中35H7孔至中3485mm 钻2XM6-6H螺纹中心孔 02×M6-6H底孔至φ5mm 1XM6-611孔端倒角 攻2×M6-6H螺纹 260 钦ψ357孔 中35A7 X中15H7至φ14.85m 中14.85 7较2X中15H7孔 T12中15AH100 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中756外圆、端面和中62J7 孔、2×2.2#12槽,然后在镗床上加工中55H7孔,要求保证对φ627孔之间的对称 度0.06mm及垂直度002mm,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中756外圆及端面,再在镗床上加工中62J7 孔,2×2,202槽及φ5H7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φ7556外圆之间φ003mm的同轴度要求,而且需要特殊刀具切 槽 另外,完成4h8尺寸需两次装卡,调头加工,难以达到要求,中55H7孔与4h8 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0.02mm垂直度要 求
表 2 数控加工工序卡片 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 1． 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 0.12 0 + 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 0.12 0 + 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 0.12 0 + 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。 （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 −1 进给速度 mm·min −1 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
斜即小和士￥)29 中彐 坐 sI0干sgz
异形支架零件简图
2.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 粗镗一一半精镗一一孔两端倒角一一铰 φ55H7孔 粗镗一一孔两端倒角——精镗 2×22012空刀槽 次切成 44U型槽 粗铣一一精铣 R22尺寸 次镗 40h8尺寸两面 粗铣左面——粗铣右面一—精铣左面—一精铣右面 2)确定加工顺序 B0°:粗镗R22尺寸一—粗铣U型槽一一粗铣40h8尺寸左面→B180°:粗铣 40h8尺寸右面→B270°:粗镗中62J7孔——半精镗φ62J7孔——切2×中65#4 22#12空刀槽—一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→Bl80°:精铣40h8右端面—一精镗φ55H7孔 一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,以中75js6外圆及265±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。 @(十 工件装夹示意图 表3数控加工刀具卡片卡片 品名称或代号 零件名称异形支架零件图号 程序编号 刀具名称 刀柄型号 直径/m长度/补偿值备注 T01镗刀d42 T40-1QC30-270d42 2|102长刃铣刀中25 pT40-MW3-75 3103立铣刀中30
2． 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 0.12 0 + 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 0.4 0 + × 2.2 0.12 0 + 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
T03位立铣刀d30 T40-MW4-85 T04镗刀中61 JT40-TQC50-270◆61 T05镗刀中61.85 JT40-1ZC50-2706185 T06切槽刀中50 50 8T07倒角镗刀中66 T40-TC50-270◆66 108镗刀中54 JT40-1ZC40-240454 T09倒角刀66 JT40-1ZC50-270 Φ66 11T02长刃铣刀◆25 JT40-MW3 12T0镗刀φ66 T40-1zC40-180466 T10镗刀中66 T40-1ZC40-18066 4T1镗刀5H17 卩T40-TQc50-270◆5H7 15T1铰刀中62J7 T40-K27-180 编制 共1页|第1页 表4数控加工工序卡片 (工厂)数控加工工序卡片品名称或代司零件名称 材料 零件图号 工序号程序编号夹具名称夹具编号 使用设备 XH754 刀具 轴进给背吃 工步内容 加工面刀具号规格转速|速度刀量|备注 粗祖镗刚尺寸、R22尺寸 2阻铣U型槽 T02d25200 3粗铣40h8尺寸左面 103d30180 粗铣40h8尺寸右面 T03d30180 粗镗ψ62J7孔至φ61 T04◆61 6半精镗φ62J7孔至d6185 φ61.85 72×653×2282 106中 200 8中62J7孔两端倒角 107d66100 9粗镗中55H7孔至中54 0|55H7孔两端倒角 T9φ66100 1|精铣U型槽 洗40h左端面至尺寸 T1066 13精铣40h右端面至尺寸 14精镗ψ557孔至尺寸 T10<66I 15饺中62J7孔至尺寸 T12 审核 「批准 共1页第1
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 0.5 0 + ×2.2 0.12 0 + 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
