中级工练习件6

半球内孔轴类零件

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 半球内孔轴

1．工艺分析

该零件表面由内、外圆柱面、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、右端面车出来并钻好内孔的底孔。

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φ40外圆及圆弧、φ20内孔及圆弧。掉头用三爪卡盘夹持零件左端φ40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

      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

      8. 加工程序

夹毛坯，加工φ40一端程序：（毛坯尺寸为φ42，底孔为φ8）

O0061；

T0101；                      （转换粗加工刀具，同时建立工件坐标系）

M03 S800；

G00 X44 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 X28；               （精加工循环起始，并建立刀尖圆弧补偿）

G01 Z0 F0.1；

G02 X40 Z-6 R6；

G01 Z-32；                          （工艺长度）

N20 G40 X42；                  （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 X44 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；                        （转换成内孔加工刀具，同时建立工件坐标系）

M03 S800；

G00 X7 Z2；                  （刀具快速移动到加工起始点）

G71 U1 R0.5；                 （粗加工循环指令）

G71 P30 Q40 U0.2 W0.05 F0.2；

N30 G01 G41 X20 F0.1；          （精加工循环起始，并建立刀尖圆弧补偿）

Z-15；

G03 X10 Z-20 R5；

N40 G40 G01 X8；

M03 S1000；

G70 P30 Q40；                     （精加工内孔）

G00 X80；

Z100；

M30；                           （程序结束）

掉头加工另一端程序：

O0062；

T0101；                      

M03 S800；

G00 X44 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；

G02 X28 Z-14 R14；

G01 Z-24；

X32 W-2；

Z-44；

N20 G40 X42；                   （精加工循环结束，并取消刀尖圆弧补偿）

G00 X80 Z100；                      （退刀）

T0202；                          

G00 X44 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；

T0404；                       （转换成切槽刀具，同时建立工件坐标系）

M03 S400；

G00 X34 Z-41；                 （刀具快速移动到加工起始点）

G75 R0.5；                     （切槽加工循环指令）

G75 X28 Z-44 Q2000 F0.1；

G00 X80；

Z100；

T0505；                        （转换成螺纹刀具同时建立工件坐标系）

M03 S400；        

G00 X34 Z-21；                   （刀具移动到螺纹加工起始点）

G92 X31.2 Z-40 F1.5； （X轴向切入0.8mm，第一次螺纹加工，刀具自动返回起点）

 X30.6                （X轴向再切入0.6mm，第二次螺纹加工，刀具自动返回起点）

 X30.2                （X轴向再切入0.4mm，第三次螺纹加工，刀具自动返回起点）

X30.04               （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）