带斜度球面轴零件
根据图1所示的零件，制定数控车削加工工艺（单件小批量生产），所用机床为CK6136S数控车床（FANUC 0i-TD数控系统）。
图1 带斜度球面轴零件
1．工艺分析
该零件表面由外圆柱面、外圆锥面、圆弧及外螺纹等表面组成，其中多个直径尺寸与轴向尺寸有较高的尺寸精度和表面粗糙度要求。零件图尺寸标注完整，符合数控加工尺寸标注要求；轮廓描述清楚完整；零件材料为45钢，切削加工性能较好，无热处理和硬度要求。
通过上述分析，采取以下几点工艺措施：
1）零件图上带公差的尺寸，因公差值较小，在编程时不必取其平均值，而取基本尺寸即可（其公差尺寸的保证主要是通过修改刀具半径值的方法来完成）。
2）左、右端面均为多个尺寸的设计基准，相应工序加工前，应该先将左、右端面车出来。
3）零件加工时需左右掉头各装夹一次。
2.确定加工装备
选用浙江凯达机床股份有限公司生产的SK6136S数控车，配置系统为FANUC 0i mate-TD系统，配置标准三爪卡盘及卡盘钥匙，如图2所示。
图2 加工装备
3．确定装夹方案
采用三爪自动定心卡盘夹紧。加工零件时，先用三爪卡盘夹持零件右端，加工左端φ16、φ28外圆。掉头用三爪卡盘夹持零件左端φ28外圆，加工出右端全部尺寸。
4．确定加工顺序及走刀路线
加工顺序的确定按由外到内、由粗到精、由近到远的原则确定，在一次装夹中尽可能加工出较多的工件表面。由于该零件为单件生产，走刀路线设计不必考虑最短进给路线或最短空行程路线，编程时车削走刀路线沿零件轮廓顺序进行。
5．刀具选择
将所选定的刀具参数填入数控加工刀具卡片中，以便于编程和操作管理。
数控加工刀具卡片
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产品名称或代号 |
× × ×× × × |
零件名称 |
× × × |
零件图号 |
× × |
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|
序号 |
刀具号 |
刀具规格名称 |
数量 |
加工表面 |
刀尖半径mm |
备注 |
|||||||||
|
1 |
T01 |
93°外圆尖头右手偏刀 |
1 |
车端面、粗加工 |
0.4 |
20×20 |
|||||||||
|
2 |
T02 |
93°外圆尖头右手偏刀 |
1 |
精加工 |
0.2 |
20×20 |
|||||||||
|
3 |
T03 |
3mm外切槽刀 |
1 |
切槽 |
|
20×20 |
|||||||||
|
4 |
T04 |
60°外螺纹车刀 |
1 |
车M24螺纹 |
|
20×20 |
|||||||||
|
编制 |
× × × |
审核 |
× × × |
批准 |
× × × |
××年 ×月×日 |
共1页 |
第1页 |
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6．切削用量选择
根据被加工表面质量要求、刀具材料和工件材料，参考切削用量手册或有关资料选取切削速度与每转进给量，计算结果填入工序卡中。
背吃刀量的选择因粗、精加工而有所不同。粗加工时，在工艺系统刚性和机床功率允许的情况下，尽可能取较大的背吃刀量，以减少进给次数；精加工时，为保证零件表面粗糙度要求，背吃刀量一般取0.l~0.4 mm较为合适。
7．数控加工工艺卡片拟订
将前面分析的各项内容综合成如表所示的数控加工工艺卡片。
数控加工工序卡
|
工厂名称 |
× × × |
产品名称或代号 |
零件名称 |
零件图号 |
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|
中级工练习件 |
带斜度球面轴 |
05 |
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|
工序号 |
程序编号 |
夹具名称 |
使用设备 |
车间 |
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|
001 |
× × × |
三爪卡盘 |
CK6136S |
× × × |
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|
工步号 |
工步内容 |
刀具号 |
刀具规格mm |
主轴转速 r/min |
进给速度mm/r |
背吃刀量mm |
备注 |
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|
1 |
夹持右端、车左端端面 |
T01 |
20×20 |
800 |
|
|
手动 |
|||||||
|
2 |
粗车φ16及φ28外圆、锥面 |
T01 |
20×20 |
800 |
0.2 |
2 |
自动 |
|||||||
|
3 |
精车φ16及φ28外圆、锥面 |
T02 |
20×20 |
1000 |
0.1 |
|
自动 |
|||||||
|
4 |
切槽 |
T03 |
20×20 |
400 |
0.1 |
|
自动 |
|||||||
|
5 |
掉头装夹，车另一端面并保证总长尺寸 |
T01 |
20×20 |
400 |
|
|
手动 |
|||||||
|
6 |
粗车螺纹外圆、φ32及φ16外圆、两处圆弧面 |
T01 |
20×20 |
800 |
0.2 |
2 |
自动 |
|||||||
|
7 |
精车螺纹外圆、φ32及φ16外圆、两处圆弧面 |
T02 |
20×20 |
1000 |
0.1 |
|
自动 |
|||||||
|
8 |
切螺纹退刀槽 |
T03 |
20×20 |
400 |
0.1 |
|
自动 |
|||||||
|
9 |
车M24×1.5螺纹 |
T04 |
20×20 |
400 |
1.5 |
|
自动 |
|||||||
|
编制 |
××× |
审核 |
××× |
批准 |
××× |
××年×月×日 |
共1页 |
第1页 |
||||||
8. 加工程序
夹毛坯，加工φ28一端程序：（毛坯尺寸为φ35）
O0051；
T0101； （转换粗加工刀具，同时建立工件坐标系）
M03 S800；
G00 X36 Z2； （刀具快速移动到加工起始点）
G71 U2 R0.5； （粗加工循环指令）
G71 P10 Q20 U0.3 W0.05 F0.2；
N10 G00 G42 X14； （精加工循环起始，并建立刀尖圆弧补偿）
G01 Z0 F0.1；
X16 Z-1；
Z-15；
X22.051；
X28 Z-49；
Z-65；
X30；
X34 W-2； （倒角）
N20 G40 X36； （精加工循环结束，并取消刀尖圆弧补偿）
G00 X80 Z100； （退刀）
T0202； （转换精加工刀具，同时建立工件坐标系）
G00 X36 Z2； （刀具快速移动到精加工循环起点）
M03 S1000；
G70 P10 Q20； （精加工循环指令）
G00 X80 Z100；
T0303； （转换成切槽刀具，同时建立工件坐标系）
M03 S400；
G00 X20 Z-15； （刀具快速移动到第一切槽处）
G01 X14 F0.1 （切槽）
G00 X30；
Z-65；
G01 X27 F0.1； （切槽）
G00 X80；
Z100；
M30； （程序结束）
掉头加工另一端程序：
O0052；
T0101；
M03 S800；
G00 X36 Z2； （刀具快速移动到加工起始点）
G71 U2 R0.5； （粗加工循环指令）
G71 P10 Q20 U0.3 W0.05 F0.2；
N10 G00 G42 X0； （精加工循环起始，并建立刀尖圆弧补偿）
G01 Z0 F0.1；
G03 X16 Z-8 R8；
G01 Z-14；
X22；
X24 W-1；
Z-29；
X30；
X32 W-1；
W-1.5；
G02 W-9 R7.5；
G01 W-3；
N20 G40 X36； （精加工循环结束，并取消刀尖圆弧补偿）
G00 X80 Z100； （退刀）
T0202；
G00 X36 Z2； （刀具快速移动到精加工循环起点）
M03 S1000；
G70 P10 Q20； （精加工循环指令）
G00 X80 Z100；
T0303； （转换成切槽刀具，同时建立工件坐标系）
M03 S400；
G00 X26 Z-28； （刀具快速移动到加工起始点）
G75 R0.5； （切槽加工循环指令）
G75 X22 Z-29 Q1000 F0.1；
G00 X80；
Z100；
T0404； （转换成螺纹刀具同时建立工件坐标系）
M03 S400；
G00 X26 Z3； （刀具移动到螺纹加工起始点）
G92 X23.2 Z-15 F1.5； （X轴向切入0.8mm，第一次螺纹加工，刀具自动返回起点）
X22.6 （X轴向再切入0.6mm，第二次螺纹加工，刀具自动返回起点）
X22.2 （X轴向再切入0.4mm，第三次螺纹加工，刀具自动返回起点）
X22.04 （X轴向再切入0.16mm，第四螺纹次加工，刀具自动返回起点）
G00 X80 Z100； （退刀）
M30； （程序结束）