1、数控师资培训论文题目 浅谈 Y 型配合件的工艺分析姓 名：孙淑君培训单位：北京理工大学日 期：2011-10-251浅谈 Y 型配合件的工艺分析摘要：经过机械加工后的零件，由于机床夹具、刀具及工艺操作等因素的影响，零件的尺寸和形状都不能做到绝对的准确，归纳起来有尺寸误差、形状误差、位置误差、波度和微观误差的表面粗糙度等项。因此正确的选用公差与配合，关系到产品质量与生产成本，在机械设计中必须正确、合理地选择基准制、公差等 级和配合。关键词：工艺分析 数值计算 链尺寸换算加工中心最适合加工形状复杂、工序较多，要求较高的零件这种零件常使用多种类型的通用机床、刀具和夹具，经多次装夹和调整才能完成加工。
2、利用立式加工中心设备，可以将加工中心的各个功能有机的结合起来。加工工艺分析主要是针对设计要求，根据设计要求进行工艺分析，确定工艺基准，在对零件加工工艺分析时，主要的依据是零件图纸，以及加工时所给定的机床，装夹工具，刀具种类，量具、辅助工具和所用的加工时间，通过读图，分析加工难点确定加工方案，完成工具和程序准备。以下为 Y 型零件工艺分析及尺寸的计算：2图一图二3一、图纸的分析图一大体由 60 圆，高 151mm 的圆柄构成。在 60 圆上有高5mm、1203的扇形轮廓，长 mm 宽 的通槽，宽05.1605.1mm、高 10mm 的对称凸耳及两个 7mm 上偏差为+0.01，下偏差为0.510
3、 的通孔构成。图二由与图一的大体相同，在 60 圆上有高 mm 宽 mm 以10.0.56120 为角度旋转的 Y 型凸台轮廓构成，在 1203旋转的 Y 型轮廓交点上，有三个 3 mm 的台阶孔，在每个宽 mm、 高 mm 的 Y 型凸台2.0 0.51610.侧面有 7 mm 的通孔，在 Y 型轮廓上的 7 mm 通孔与 Y 型轮廓的每1. 01.条边相垂直。二、精度及工艺分析1、精度分析及计算（1）尺寸精度精度要求较高的尺寸主要有：7 mm 孔，通槽宽 ，凸台宽01.05.1mm， 其中 7 mm 的通孔精度要求较为严格，加工时需要注意。0.51601.对于尺寸精度要求，主要通过加工过程
4、中的精确对刀；正确选 用刀具磨损量和正确选用合适的加工工艺等措施来保证。（2）形位精度主要的形位精度有：60 圆侧面的对称“扁”，距离为 520.1mm 平行度；在 Y 型轮廓上，7 mm 孔与底面的平行度要求，在 Y 型轮廓上等份01.360的旋转角度 1203对于形位精度要求较高，需要通过工件在夹具中的正确安装找正，基准的正确选择，孔位的定位等措施来保证。(3)表面粗糙度 所有外形铣削的表面粗糙度要 Ra3.2。对于表面粗糙度要求，7 mm01.4孔的侧壁表面粗糙度 Ra1.6，主要通过选用正确的粗、精加工路线，留有足够的加工余量，选用合适的切削用量、刀具等措施来保证。（4）数值计算零件图
5、的数学处理主要是计算零件加工轨迹的尺寸，即计算零件加工轮廓的基点和节点的坐标，或刀具中心轮廓的基点和节点的坐标，以便编制加工程序。基点坐标的计算： 一般数控机床只有直线和圆弧插补功能。对于由直线和圆弧组成的平面轮廓，编程时数值计算的主要任务是求各基点的坐标。节点坐标的计算：对于一些平面轮廓是非圆方程曲线 Y=F（X）组成，如渐开线、阿基米德螺线等，只能用能够加工的直线和圆弧去逼近它们。这时数值计算的任务就是计算节点的坐标。节点坐标的计算节点坐标的计算难度和工作量都较大，故常通过计算机完成，必要时也可由人工计算,常用的有直线逼近法（等间距法、等步长法、和等误差法）和圆弧逼近法。此图计算难点是 S
6、R60 平面上 120 度钝角的加工。而此钝角与 SR60 相交的点需通过数值计算。如图所示已知 AC=12.5，AB=AD=30，求 BC、CD 和 CE 的长度。 解 1：因为钝角为 120，且 B、D 垂直轴线于 C 点，所以CD2= AD2-AC2=30-12.5=743.75所以：CD=27.27185因为 AC=12.15，AB=AD=30，所以 ABC 全等于 ACD所以： CD=BC=27.2718解 2：因为 60 圆的扁长 52mm，Y 型轮廓的凸台宽为 16mm所以 OE=26 OA=8CE=OE-OA-AC=26-8-12.5 =5.5（5）工艺分析确定装夹方案：工件选
7、择 A 面基准装夹，装夹时注意 Z 向探出高度要大于加工时的深度，并保证正反面加工内容的位置关系。图一的工艺分析：确定加工顺序及走刀路线：根据先面后孔的原则，安排加工顺序为：选择面铣刀加工 60 圆料上距离为 520.1mm 的两个对称的扁，粗基准选择 60 圆的正表面，加工主要注意保证两个扁的平行。其次选择12 的硬质合金立铣刀粗、精加工长 mm 宽 的通槽，加工注意及时05.1605.1测量。掉面装夹，选择一个以加工的扁作为基准，选择面铣刀去除多余的废料，深为 5mm,留有宽 mm,长 mm 的四方凸台的加工余量，16 的硬1.02605.质合金立铣刀粗、精加工上表面的 120 度的扇形轮
8、廓和宽 mm,长1.026mm 的四方凸台，上表面各轮廓深均为 mm，粗加工留精加工余量05.1 1.0.3mm，选择 R4 球头铣刀加工宽 mm,长 mm 的四方凸台上的 R5.02605.的半圆倒角，采用宏程序编制，注意粗、精时加工是步长的给定。 图二的工艺分析：确定加工顺序及走刀路线：根据先面后孔的原则，安排加工顺序为：选择面铣刀加工 60 圆料上距离为 520.2mm 的两个对称的扁，粗基准选择 60 圆的正表面，加工主要注意保证两个扁的平行。掉面装夹，选择一个以加工的扁作为基准，选择 5.8 的钻头打三个 R3 的孔，孔深10mm，选择 16 的硬质合金立铣刀粗、精加工上表面等角度的
9、 120 度、宽mm 的三爪轮廓，轮廓深 mm。粗加工留有精加工余量 0.3mm，0.516 10.选择 4 铣刀精加工由 R3 圆弧连接的三爪外轮廓。调面装夹，以不加工的60 圆的表面作为基准，用百分表找正 120 度的一个斜面与工作台的平行，6加工 7 mm 的通孔，加工顺序：选用 2.5 的中心钻点窝6.8 的钻头01.打底孔7H7 的铰刀精铰孔。其他两个孔的加工均采用此办法进行加工。三、尺寸链的换算为了保证机器或仪器能顺利的进行装配，并达到预定的工作要求。要在设计与生产过程中，正确分析和确定各零部件尺寸关系，合理确定构成各有关零部件的几何精度（尺寸公差、形状和位置公差） ，它们之间的关
10、系需用尺寸链来计算和处理。 尺寸链与尺寸链线图在零件加工或机器装配过程中，由相互连接的尺寸形成封闭的尺寸组，称为尺寸链。由加工和装配最后形成的尺寸 A0 称为封闭环，当组成环尺寸增大时封闭环尺寸随之增大称为增环，当组成环尺寸增大时封闭环尺寸随之减小称为减环。例下图箭头法判断增减环：与封闭环方向一致的为减环，方向相反的为增环。工艺尺寸链：链中各环为同一零件工艺尺寸所形成的尺寸链。设尺寸链的组成环为 n个，其中 m 个增环，n-m 个减环，L0 为封闭环的基本尺寸， Li 为第 i 个组7成环的基本尺寸。 封闭环的基本尺寸 L0 ：尺寸链中封闭环的基本尺寸为所有增环基本尺寸之和减去所有减环基本尺寸
11、之和。封闭环的极限尺寸 ：封闭环的最大极限尺寸等于所有增环的最大极限尺寸之和减去所有减环的最小极限尺寸之和；封闭环的最小极限尺寸等于所有增环的最小极限尺寸之和减去所有减环的最大极限尺寸之和。封闭环的极限偏差 ：封闭环的上偏差等于所有增环的上偏差之和减去所有减环的下偏差之和；封闭环的下偏差等于所有增环的下偏差之和减去所有减环的上偏差之和。封闭环的公差：封闭环的公差 T 等于所有组成环公差之和 各组成环公差的确定可用两种方法，即等公差法和等公差等级法。 设计计算1）等公差法等公差法是假设各组成环的公差值相等，按照已知的封闭环公差 T0 和组成环的环数 m，计算各组成环的平均公差 Tav 2） 等公
12、差等级法等公差等级法是假设各组成环的公差等级是相等的，对于尺寸500mm，公差等级在 IT5 IT18 范围内，根据公差值计算公式 IT=a，按照已知的封闭环公差 T0 和各组成环公差因子 ii，计算各组成环的平均公差系数 a。计算下图的封闭环尺寸：8计算封闭环的基本尺寸、极限偏差A0 =A4 -(A1+A2+A3)=24mmES0=A4max-(A1min+A2min+A3min)=0.2mmEI0 =A4min-(A1max+A2max+A3max)=-0.1mmT0 =A0max-A0min=0.3mm封闭环尺寸为 24 2.01在件一与件二的配合中，7 mm 中有销钉固定，同时可以自由
13、开合.0903，需要计算配合间隙，销孔的尺寸公差。9因为：7 mm 通孔的公差为 ，宽 的通槽的公差为 ，封闭01. 01.05.05.环尺寸为 24 ，2.10所以 ：销钉 ES0 = - 0.01mmEI0 = - 0.03mm销钉为 7 01.3三、加工难点及解决方法1、加工难点在图二加工 R3 的圆在加工中由于 Z 向尺寸精度较高，钻头的深度需要控制准确。在图一中 7 孔的加工精度较高，表面粗糙度为 Ra1.6，两个孔是介于凹槽之间的，需要保证同轴度。2、解决方案图二在加工 R3 的圆时，选用 5.8 的钻头先粗加工孔，钻头采用钻尖对刀，钻身控制在小于 9.5mm，然后用 4 的键槽铣刀精加工，清根。精加工 Y轮廓时不加工 R3 的圆。在图一的 7 mm 孔的加工，为避免钻偏，需先用中心钻引正孔，然后01.再扩孔、铰孔。其次，内孔表面的加工方案在很大程度上取决于尺寸精度和粗糙度 Ra 值。精度较高，粗糙度值较小，一般不能一次加工到尺寸，需先用
