例:在数控铣床上加工如图10-32所示端盖零件,材料HT200,毛坯尺寸长×宽×高为170mm×110mm×50mm。试分析该零件的数控铣削加工工艺、编写加工程序及主要操作步骤。
图10-32 零件图
1.工艺分析
(1)零件图工艺分析。该零件主要由平面、孔系及外轮廓组成,平面与外轮廓表面粗糙度要求Ra=6.3μm,可采用粗铣—精铣方案。
(2)确定装夹方案。根据零件的结构特点,加工上表面、φ60外圆及其台阶面和孔系时,选用平口虎钳夹紧;铣削外轮廓时,采用一面两孔定位方式,即以底面、φ40mmH7和一个φ13mm孔定位。
(3)确定加工顺序。按照基面先行、先面后孔、先粗后精的原则确定加工顺序,即粗加工定位基准面(底面)→粗、精加工上表面→φ60mm外圆及其台阶面→孔系加工→外轮廓铣削→精加工底面并保证尺寸40mm。
(4)刀具与铣削用量选择。铣削上下表面、φ60mm外圆及其台阶面和外轮廓面时,留0.5mm精铣余量,其余一次走刀完成粗铣。φ60外圆及其台阶面选用φ63硬质合金立铣刀加工;外轮廓加工时,铣刀直径不受轮廓曲率半径限制,但要考虑机床电机功率,选用φ25硬质合金立铣刀加工;上下表面铣削应根据侧吃刀量选择端铣刀直径,使铣刀工作时有合理的切入切出角,选用φ125硬质合金端面铣刀加工。孔系加工的刀具与切削用量选择参照表10-16。
表10-16 刀具与切削用量选择
5)拟定数控铣削加工工序卡片。把零件加工顺序、所采用的刀具和切削用量等参数编入表10-17所示的数控加工工序卡片中,以指导编程和加工操作。
表10-17 数控加工工序卡片
2.加工程序及主要操作步骤
φ40mm圆的圆心处为工件编程X、Y轴原点坐标,Z轴原点坐标在工件上表面。主要操作步骤与加工程序如下:
(1)粗铣定位基准面(底面),采用平口钳装夹,在MDI方式下,用φ125平面端铣刀,主轴转速180r/min,起刀点坐标(150,0,-4),指令为:
G1X-150Y0F40M3
(2)粗铣上表面,起刀点坐标(150,0,-5),其余同(1)。
(3)精铣上表面,起刀点坐标(150,0,-0.5),进给速度为25mm/min,其余同(1)。
(4)粗铣φ60外圆及其台阶面,在自动方式下,用φ63mm平面端铣刀,主轴转速为360r/min,零件粗加工程序见表10-18。
表10-18 零件粗加工程序
(5)粗铣φ60外圆及其台阶面,零件精加工程序见表10-19。
表10-19 零件精加工程序
(6)钻φ40H7底孔,在MDI方式下,用φ38mm的钻头,主轴转速为200r/min,孔坐标为X0Y0,指令为:
CYCLE83(2,0,1,,45,15,,5,2,0,1,0)
(7)粗镗φ40H7内孔表面,使用刀杆尺寸为25mm×25mm的镗刀,主轴转速为600r/min,指令为:
CYCLE86(2,0,1,,45,2,3,-1,-1,1,0)
(8)精镗φ40H7内孔表面,主轴转速为500r/min,指令同(7)。
(9)钻2-φ13螺孔,在MDI方式下,用φ13mm的钻头,主轴转速为500r/min,孔坐标为X60Y0和X-60Y0,指令为:
CYCLE83(2,0,1,,45,15,,5,2,0,1,0)
(10)2-φ22锪孔,在MDI方式下,用φ22mm×14mm的锪钻,主轴转速为350r/min,孔坐标为X60Y0和X-60Y0,指令为:
CYCLE83(2,0,1,,30,15,,5,2,0,1,0)
(11)粗/精铣外轮廓,在自动方式下,用φ25mm的平面立铣刀,主轴转速为900r/min,粗铣外轮廓加工程序见表10-20。精铣外轮廓时,Z轴方向不分层,一次铣削到位。
表10-20 粗铣外轮廓加工程序
(12)精铣定位基面至尺寸40mm,方法同(3)。
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