螺纹配合零件数控车削加工工艺编制详解

任务描述

1.制订如图2-10-1所示螺纹配合零件的数控车削加工工艺；

2.编制如图2-10-1所示螺纹配合零件的数控车削加工工序卡、刀具卡等工艺文件。

完成如图2-10-1所示螺纹配合加工案例零件的数控车削加工，具体设计该螺纹配合的数控加工工艺。

图2-10-1　螺纹配合

螺纹配合加工案例零件说明：该螺纹配合加工案例零件材料为45 钢，单件生产，毛坯尺寸为ϕ45 mm×110 mm。

能力目标

1.会制订螺纹配合零件的数控车削加工工艺；

2.会编写螺纹配合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

件2 的主要表面为M27 螺纹接头及ϕ30 外径与外圆球面，尤其是外圆球面，在加工时应保证其表面粗糙度；件1 的主要表面为M27 内螺纹及内圆柱面，在加工时会比件2 更难加工，故需要设计好其加工方法。

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、工序顺序安排及确定进给加工路线。

1）选择加工方法

该零件是配合件，由件1 和件2 组成。其装配图如图2-10-1所示。其中，件1 的特征主要包括球面、外螺纹M27 ×2；件2 的特征主要包括球面、内孔、内螺纹M27 ×2。两件配合后，要求螺纹配合为过渡配合。在此选用基孔制进行加工，首先将件1 车至图上尺寸要求，然后车件2 时用件1 进行配合检验，直至达到配合要求。

2）划分加工阶段

该配合件中，件1 为套类零件，件2 为外圆轴类零件。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、加工外圆、球面及切断；掉头加工端面、内孔及内螺纹。件2 夹持一头，完成外圆ϕ30 及螺纹加工，掉头再加工球面。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。因为在加工螺纹轴时要进行配合，检测螺纹的情况，如果螺纹没有旋到底，可较方便地修正螺纹。

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，再粗精车球面、外径（含倒角），切断；掉头夹持外圆（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39 mm。

件2 加工路线设计：先粗精加工一头端面，粗精加工ϕ30 mm、切槽、螺纹；掉头加工另一头端面，保证总长61 mm，再粗精加工ϕ22 mm 球面。

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ϕ23 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。

1）背吃刀量ap(www.xing528.com)

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2-10-1。

表2-10-1　件1 加工案例零件数控加工工序卡

续表

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2-10-2。

表2-10-2　件1 加工案例零件数控加工刀具卡

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2-10-3。

表2-10-3　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2-10-4。

表2-10-4　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2-10-5。

表2-10-5　评价表

巩固与提高

如图2-10-2、图2-10-3所示配合零件的材料为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2-10-2　零件图

图2-10-3　装配图