零件数控车削加工工艺优化：锥度配合任务九

任务描述

1.制订如图2-9-1所示锥度配合件零件的数控车削加工工艺；

2.编制如图2-9-1所示锥度配合件零件的数控车削加工工序卡、刀具卡等工艺文件。

图2-9-1　锥度配合件零件图

锥度配合件加工案例零件说明：该锥度配合件加工案例零件材料为45 钢，单件生产，毛坯尺寸为ϕ50 ×150 mm。

能力目标

1.会制订锥度配合件零件的数控车削加工工艺；

2.会编写锥度配合件零件的数控车削加工工艺文件。

任务实施

1.零件图纸工艺分析

加工成形如图2-9-1所示。整体尺寸偏移无要求，孔之间的尺寸的精度要求达到零件图要求，ϕ43 的孔套外径尺寸精度要求达到-0.039 mm，内孔的尺寸要求是ϕ36。重点是对此孔内表面的精度的掌握，表面粗糙度的要求是Ra1.6 μm。着重考虑加工孔的加工工艺和内外锥配合的工艺要求。

2.加工工艺路线设计

加工工艺路线设计主要引导学生选择加工方法、划分加工阶段、划分工序、工序顺序安排和确定进给加工路线。

1）选择加工方法

内外锥配合件零件的设计基准一般是基孔制的，本轴类零件同样是基孔制的，先把带有锥面的孔先加工出来，看尺寸是否控制在要求以内。然后是对轴的加工，首先应考虑的是与孔的配合是哪种配合，是过渡配合还是过盈配合。

2）划分加工阶段

该配合件中，件2 为外圆轴类零件，件1 为套类零件。根据加工表面的精度及表面粗糙度要求，均选择粗车—半精车—精车，即可满足零件图纸技术要求。

3）划分工序

根据上述加工方法，件1 先夹持一头，即完成钻孔、镗孔、加工外圆、切断；掉头加工端面。件2 长度较短，先夹持一头，完成外圆ϕ30，ϕ43 加工，掉头再加工外圆及锥面。因此，工序划分以一次安装所进行的加工作为一道工序，数控车削加工件1 共分两道工序，工件2 共分两道工序。

4）工序顺序安排

为便于控制配合接触面积的大小，轴孔配合件的加工，一般先加工孔，后加工轴。因为在加工轴时要涂上颜料与已加工好的孔进行配合，检测颜料脱落的情况，如果没有达到65%的接触面积，可较方便地修正轴的尺寸与锥度。

5）确定进给加工路线

根据上述加工顺序安排，该案例件1 加工路线设计：先粗精车一头端面，手动打中心孔及钻孔，粗精镗内孔ϕ27 及内锥，再粗精车外径（含倒角），切断；夹持外圆（用铜皮垫外圆）粗精车另一头端面（含倒角），保证长度尺寸精度35 mm。

件2 加工路线设计：先粗精加工一头端面，再粗精加工ϕ30 mm，ϕ43 外圆；掉头加工另一头端面，保证总长63 mm，再粗精加工ϕ27mm 及锥面。

3.机床选择

机床选择主要引导学生根据加工零件规格大小、加工精度和加工表面质量等技术要求，正确、合理地选择机床型号及规格。

该案例零件规格不大，故数控车削选用规格不大的数控车床TK36 即可。

4.装夹方案及夹具选择

该案例零件是典型回转体类零件。根据上述加工工艺路线设计，该案例零件装夹方案选用三爪卡盘，夹紧外径，须找正；掉头装夹加工，担心已粗加工外径夹伤严重，可考虑在工件已加工表面夹持位包一层薄铜皮。夹具选择普通三爪卡盘或液压三爪卡盘均可。

5.刀具选择

根据上述加工工艺路线设计，该案例零件数控车只有加工端面、外径、中心孔及打孔，根据各类型车刀的加工对象和特点，加工端面和外径选用右偏外圆车刀（右手刀），刀片选用带涂层硬质合金刀片，刀尖圆弧半径0.3 mm；加工内孔选用镗刀；加工槽采用刀宽为4 mm 切刀，长度30 mm 以上；加工中心孔选用B 型中心钻；钻孔采用ϕ25 的麻花钻。

6.切削用量选择

数控车削的切削用量包括背吃刀量ap、进给速度F 或每转进给量f 及主轴转速n。(www.xing528.com)

1）背吃刀量ap

根据上述加工工艺路线设计，该案例零件外径、端面加工余量不大，单边最大加工余量只有约1 mm，选择粗车精车的加工方法。背吃刀量ap在工艺系统刚度和机床功率允许的情况下，尽可能选取较大的背吃刀量，以减少进给次数。因此，粗车端面和外径时，背吃刀量ap取约2 mm，外径单边留0.2 ～0.28 mm 的磨削余量，精车端面背吃刀量ap取0.25 ～0.28 mm。

2）每转进给量f

根据硬质合金车刀粗车外圆、端面的进给量和按表面粗糙度选择进给量的参考值，该案例零件粗车外径、端面的每转进给量f 取0.25 mm；精车端面的每转进给量f 取0.15 mm。中心钻按国产硬质合金刀具及钻孔数控车切削用量的参考值。

3）主轴转速n

主轴转速n 应根据零件上被加工部位的直径，并按零件和刀具的材料及加工性质等条件所允许的切削速度vc（m/min），按公式n=（1 000 × vc）/（3.14 ×d）来确定。根据硬质合金外圆车刀切削速度的参考数值，粗车外径、端面的切削速度vc选100 m/min，则主轴转速n 约为500 r/min；精车端面的切削速度vc选100 m/min，则主轴转速n 约为1 000 r/min；钻中心孔的主轴转速选1 000 r/min。

7.填写数控加工工序卡和刀具卡

填写数控加工工序卡和刀具卡主要引导学生根据选择的机床、刀具、夹具、切削用量及拟订的加工工艺路线，正确填写数控加工工序卡和刀具卡。

1）件1 加工案例零件数控加工工序卡

件1 加工案例零件数控加工工序卡见表2-9-1。

表2-9-1　件1 加工案例零件数控加工工序卡

2）件1 加工案例零件数控加工刀具卡

件1 加工案例零件数控加工刀具卡见表2-9-2。

3）件2 加工案例零件数控加工工序卡

件2 加工案例零件数控加工工序卡见表2-9-3。

表2-9-2　件1 加工案例零件数控加工刀具卡

续表

表2-9-3　件2 加工案例零件数控加工工序卡

4）件2 加工案例零件数控加工刀具卡

件2 加工案例零件数控加工刀具卡见表2-9-4。

表2-9-4　件2 加工案例零件数控加工刀具卡

任务评价

评价方式见表2-9-5。

表2-9-5　评价表

巩固与提高

如图2-9-2所示的配合零件材料为45 钢，毛坯尺寸ϕ50 ×150 mm，单件生产。试设计其数控加工工艺，并确定装夹方案。

图2-9-2　锥度配合