Research and Exploration 研究与探索·工艺与技术
浅谈镶座零件的数控加工工艺分析
钟志刚
（北京市自动化工程学校，北京 100000）
摘要：本文主要论述了镶座零件工艺方案的分析方法，工装方案的确定方法，刀具和切削用量的选择，确定加工顺序和加工路线，数控加工程序编制等内容。详细阐述了镶座零件的工装和加工中的典型问题的分析。通过制定合理的工艺方案，工装的设计及刀具的选择和精度测量方法的研究，来满足镶座零件的精度要求。
关键词：加工工艺；工装；装配；测量
中图分类号：TG659 文献标识码：A 文章编号：1671-0711（2018）04（下）-0128-03
1 思路
本课题是以镶座零件这一数控技能大赛课题为载体，与中等职业学校的数控教学与实训紧密结合，进行教学化处理。通过对镶座零件的工艺分析，能够反映当今数控加工的一些主要特征，与教学及企业生产实际需要相结合，注重学生基本技能与综合能力的培养。提高学生对产品零件的加工特点的适应能力，注重工艺性与工艺能力的培养。
图1 配合剖视图与透视图
3 本体零件图分析
2 加工工艺分析
本体零件如图2所示，材料为45#钢，整个零件
2.1 零件图分析
该毛坯为两件，材料均为45#钢，两件毛坯均进行了预先加工。本体零件的毛坯外形为圆柱形，直径Φ120mm，总长60mm，中间预加工10mm宽环槽，环槽一端保留圆形，另一端加工为100×100mm四方形，毛坯中间预加工Φ20H7中心孔。镶座毛坯主体也为Φ120mm圆柱形，总长45mm，一端预加工为100×100mm四方形，另一端为60mm宽扁台形状，中间预加工Φ20H7中心孔。两件毛坯两端平面均磨削而成。各平面、中心孔之间标注有平面度、同轴度、对称度等形位公差要求。2.2 实体图分析
零件的配合剖视图与透视图见图1所示，零件为结合平面要素与型面要素的立体化配合，具有异型化结构特点。特型面加工可以采用宏程序等手工编程的方法完成，但明显不如自动编程快捷，对加工效率影响较大。
另外，从实体图可以看出，零件两侧的锥形弧面是自动编程重点，通过实体图的分析可知零件加工难度较大。
Φ38
镶座零件如图3所示，材料为45#钢，零件结构相对较小，配合尺寸为宽度60
+0.1+0.050-0.1为异型与方形组合结构，零件上部30º对称斜面，45º对称斜面以及斜孔使零件结构特点明显，对称凹锥面结构是加工要点。下部的十字形结构起到托举效果，圆弧槽起到装饰作用。
4 镶座零件分析
mm的已加工尺寸，
mm圆弧面也是配合尺寸，圆锥凸台为亮点要素。
读图要点如下。
（1）两侧对称圆锥凸台是本零件的主要要素，需要理解图纸的间隙标注，正确造型，自动编程加工。
（2）本零件的主要基准为圆锥凸台底面，凹槽深度为加差，凸台高度为减差，均为保证除主配合外其余配合为间隙配合，避免过定位。4.1 夹具的选择
（1）组合夹具，使用柔性角度夹具，可以进行多种定角度的加工，俯仰角度包括0º、30º、45º、90º等。零件与组合夹具可以通过压板装夹，压板辅件，夹具上配有Φ20mm芯轴及定位销、棱形销等，可以进行工件定位与装夹。
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中国设备
Engineering工程
hinaCPlant
-B20。
（12）
螺
纹
铣
刀：ST90-18R1T21-B20。
5 制定加工工艺
5.1 镶座零件加工工艺分析5.1.1 镶座零件加工工艺过程
镶座零件三维造型，主要加工内容为上部圆锥凸台、中间凸台及圆弧、下部圆弧槽等。零件加工只需要2次装夹，主要难点为圆锥凸台加工。在本体与镶盖的加工次序上，先加工镶盖零件，有利于配合配装。5.1.2 镶座零件加工过程
（1）零件底面朝上，利用侧边装
图2 本体零件图
夹于平口虎钳上，以中心孔与侧边找正，大平面为零点。
（2）加工Φ46mm沉台，深13mm。
（3）加工圆弧凹槽，保证槽宽8±0.03mm，深6 mm。
（4）零件翻转180°，采用平口虎钳装夹，以中心孔为基准，以两侧上平面为零点，以侧边找正。
（5）加工两平面，保证深度距基准面9mm。
（6）加工平面，深度4mm，圆锥台部位留有余量。
（7）加工圆孔扩孔，孔径Φ30.5mm，该孔为内六角螺钉的安装过孔。
（8）进行圆锥凸台的粗加工，在本零件中，粗加工应选用Φ16mm牛
图3 镶座零件图
鼻子铣刀（也叫环形铣刀），加工效率高，材料去除量大，有利于保护主
要刀具。
（9）进行圆锥凸台的精加工，精加工选用Φ8mm整硬球头铣刀。
（10）加工两处圆角，可与锥面加工同时进行（自动编程时同时编程）。
（11）使用立铣刀对两侧圆柱凸台进行清根加工，以保证装配无干涉。5.2 本体零件加工工艺分析5.2.1 本体零件加工工艺过程
本体零件材料为45#钢，该零件的主要加工要素为上面两种角度斜面、斜孔、圆锥面、圆弧配合要素等，下部加工要素为成组销孔、圆弧槽等，共涉及到6次装
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（2）标准平口虎钳，用于装夹工件。 4.2 刀具的选择
（1）可转位R面铣刀：SA00-50R4RP12-P22。（2）可转位R立铣刀：SB00-16R1RD08-B16。（3）可转位立铣刀：SB90-12R1AP10-B16。（4）可转位立铣刀：SB90-20R2AP10-B20。（5）合金立铣刀：φ10。（6）合金立铣刀：φ6。（7）合金球头立铣刀：φ8。（8）麻花钻：φ7.8。（9）铰刀：φ8H7铰刀。（10）中心钻：A2.5中心钻。
（11）可转位45度立铣刀：SB45-12R1SD09
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夹，装夹转换较多。
柔性组合夹具的角度转换功能主要在本零件加工时使用，需要进行0º、30º、45º共三种角度的转换装夹。该零件除底面要素外，其余部位均应该在夹具上装夹加工完成，需要利用芯轴与定位销定位，压板组件进行装夹。
本零件中，多角度组合斜面是该零件的亮点，斜面与锥面的自然相贯形成较好的视觉效果，零件特征较为突出，工艺性较强，需要综合保证。5.2.2 镶座零件加工过程
（1）平口虎钳装夹，找正中心孔，大平面为零点。加工外形4-R30圆弧面，保证2-90±0.10mm，深15 mm。
（2）加工R4圆弧槽，倒圆角R4。
（3）加工两侧12±0.05mm槽，加工圆弧Φ20 mm、深5mm。
（4）加工4-Φ8H7销孔，保证孔间距80±0.015mm，对称度0.03mm。
（5）将组合夹具调整为0º，将零件平放在夹具上，夹具上安装定位芯轴与棱形销，利用Φ20H7中心孔与销孔进行一轴一销定位，通过零件下部的圆弧槽使用压板装夹。加工两侧槽，宽度60mm、24±0.05mm，槽深度9mm，中心圆台Φ38。斜面部分加工取直。
（6）加工保证高度4mm，螺纹底孔深17mm，倒角C2。
（7）铣削螺纹M30×2-6H，有效深度14mm，两侧边倒角R2，用螺纹塞规检测。
（8）加工凹陷平面，保证宽度72±0.10mm，圆角R3，深8mm。
（9）加工凹陷平面时，尽量采用Φ10mm立铣刀进行加工，采用Φ6mm立铣刀进行R3清根。
（10）松开夹具锁紧螺丝，将夹具扬起30º，将夹具锁紧。
（11）加工30º斜面，宽度60mm，侧面正确接刀。（12）加工圆锥面，保证锥面角度40º，保证型面与位置正确。
（13）夹具保持不动，松开零件，将零件旋转180º，利用芯轴与定位销重新定位，装夹压紧后检查基准正确性。加工30º斜面，宽度60mm，侧面正确接刀。
（14）加工圆锥面，保证40º，保证型面与位置正确。（15）松开夹具，可将夹具先平放，松开零件，将零件旋转90º，利用芯轴与定位销重新定位。将夹具扬起45º，锁紧，测量零件加工基准。加工45º斜面，保证斜面距离尺寸72mm。
（16）加工Φ8H7销孔，深15mm。（17）加工沉台Φ16mm，深3mm。
（18）松开零件，将零件旋转90º，利用芯轴与定位销重新定位，夹紧。加工45º斜面，保证斜面距离
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尺寸72mm。加工Φ8H7销孔，深15mm。加工沉台Φ16mm，深3mm。5.3 总体加工与装配流程
镶座上面加工-镶座下面加工-本体底面加工-本体30º斜面加工-本体45º斜面加工-本体上平面加工-完成装配。
6 零件加工过程中问题分析
6.1 装夹方式
实际加工中，若只用平口虎钳装夹，造成装夹不合理或装夹错误，导致部分要素无法加工或无法正确加工。6.2 斜面加工
该套零件中斜面的正确加工方法为使用角度夹具加工，如均采用宏程序手工编程进行加工，所使用立铣刀通过宏程序加工的斜面呈台阶状，可视性极差，无法满足表面粗糙度要求，部分斜面无法清根，加工效率极低，甚至影响配合要求。
6.3 圆锥凸台或圆锥凹面加工错误
前面已经分析了圆锥面的标注方法及要求，镶座零件的圆锥凸台与本体零件的圆锥面为同心锥面，间距1mm。在实际加工中，该部位加工出现的问题最多。如果能够装配完成，但锥面间隙远大于1mm；有的则加工完成，但锥面干涉无法装配；有的加工角度错误；有的圆弧未清根造成装配干涉。
7 结语
本文主要对镶座零件的图纸分析、加工工艺分析、加工工艺制定、典型问题分析等几个方面内容进行了论述。通过对镶座零件的加工工艺分析，确定装夹方案，合理选择刀具和切削用量，确定加工顺序和加工路线，保证镶座零件的精度。在课题研究过程中，以镶座零件为载体，在加工工艺方案分析时，注重与职业学校教学紧密结合，对相关内容进行教学化处理。激发学生的学习兴趣，注重对学生数控基本技能与综合能力的培养，通过运用现代化数控设备与科学的专业知识来达到企业产品的精度要求。参考文献：
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