平面槽凸轮数控加工工艺说明书2(2)

二、凸轮零件机械加工工艺规程的制订

2．1 分析研究图1所示的凸轮零件

图1

凸轮机构已成为许多高速，高效，高精度自动机，半自动机和自动生产线中不可缺少的部分，做为凸轮机构中的主要零件凸轮的加工精度就显得很重要如何加工出符合精度要求的凸轮下面以一批平面槽形凸轮的加工为例以介绍。

2.2 零件的工艺结构分析

零件的结构工艺性是指所设计的零件在满足使用的要求的前提下，制造的可行性和经济性，它是评价零件结构设计优劣的主要技术经济指标之一。零件切削加工的结构工艺性涉及加工时的装夹、对刀、测量和切削效率等。图为平面槽凸轮零件，其零件毛坯为曲面外轮廓，既要加工外部轮廓尺寸又要完成槽和孔的加工。零件材料为HT200，其数控铣削加工工艺分析如下。凸轮槽形内外轮廓及腰槽由圆弧组成，几何元素之间关系描述清楚完整。该零件为平面凸轮零件，外型是一个厚度为60MM，直径为364的不完整圆盘，中间是宽度为50MM槽凸轮，还有一个宽度为46mm的腰槽，以及一个?45的平键孔。因为结构比较简单所以只需要用加工中心铣出来就可以在保证它的质量。

1. 凸轮外轮廓加工表面

一系列圆弧曲面构成的凸轮外轮廓，表面粗糙度为Ra3.2，厚度为40mm。 2.槽凸轮内轮廓加工表面

0.15一系列圆弧曲面构成的槽凸轮内轮廓加工表面，槽宽50? 0，表面粗糙度为

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Ra1.6，深度25mm。

3. 腰槽内轮廓加工表面

0.15一系列圆弧曲面构成的腰槽内轮廓加工表面，槽宽46? 0，表面粗糙度为

Ra3.2，深度23mm。

4.圆柱凸台及平键孔

平键孔。

1.尺寸标注应符合 数控加工特点。在数控编程中，所有点，线，面，的尺寸和位置都是以编程原点为基准。零件图样上最好直接给出坐标尺寸，尽量用统一基准引注尺寸。2.零件图的完整性与正确性分析。在编程时编程人员必须充分掌握构成零件轮廓的集合要素参数及各几何要素间的关系。3.零件技术要求分析.零件的技术要求主要指尺寸精度，形状精度，位置精度。表面粗糙度及热处理等，这些要求在保证零件使用性能的前提下，经济合理.4.零件材料分析.在满足零件功能的前提下，应选用廉价，切削性能好的材料；5.定位基准选择。在数控加工中，加工工序往往较集中，以统一基准定位十分重要，工艺基准的统一也十分必要。

无论是手工编程还是自动编程，在编程前都要对所加工的零件进行工艺分析，拟定工艺方案，选择合适的刀具，确定切削用量，在编程中对一些工艺问题也需要做一些处理。因此，数控编程的工艺处理是一项十分重要的工作。（1）数控加工的基本特点1.数控加工的工序内容比普通机床加工工序复杂。2数控机床加工程序比普通机床工艺规程的编制复杂。（2）数控加工工艺的主要内容；1.选择合适的数控加工零件，确定工序内容2.分析加工零件图纸，明确加工内容技术要求确定加工方案制定加工路线.3调整数控加工工序程序4.分配数控加工中的误差.5.处理数控机床上部分工艺指令

?0.039?73的圆柱凸台及?45 0

2.3 毛坯的选择

在制订零件机械加工工艺规程之前,还要对零件加工前的毛坯种类及其不同的制造方法进行选择。由于零件机械加工的工序数量、材料消耗、加工劳动量等都在很大程度上与毛坯的选择有关，故正确选择毛坯具有重大的技术经济意义。常用的毛坯种类有：铸件、锻件、型件、焊接件、冲压件等，而相同种类的毛坯又可能有不同的制造方法。

选择毛坯应该考虑生产规模的大小，它在很大程度上决定采用某种毛坯制造方法的经济性。如生产规模较大，便可采用高精度和高生产率的毛坯制造方法，这样，虽然一次投资较高，但均分到每个毛坯上的成本就较少。而且，由于精度较高的毛坯制造方法的生产率一般也较高，既节约原材料又可明显减少机械加工劳动量，再者，毛坯精度高还可简化工艺和工艺装备，降低产品的总成本。

选择毛坯应该考虑工件结构形状和尺寸大小。例如，形状复杂和薄壁的毛坯，一般不能采用金属型铸造；尺寸较大的毛坯，往往不能采用模锻、压铸和精铸。再如，某些外形较特殊的小零件，由于机械加工很困难，则往往采用较精密的毛坯制造方法，如压铸、熔模铸造等，以最大限度地减少机械加工量。

选择毛坯应考虑零件的机械性能的要求。相同的材料采用不同的毛坯制造方法，其机械性能往往不同。例如，金属型浇铸的毛坯，其强度高于用砂型浇铸的毛坯，离心浇铸和压力浇铸的毛坯，其强度又高于金属型浇铸的毛坯。强度要

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求高的零件多采用锻件，有时也可采用球墨铸铁件。

选择毛坯，应从本厂的现有设备和技术水平出发考虑可能性和经济性。还应考虑利用新工艺、新技术和新材料的可能性，如精铸、精锻、 冷轧、冷挤压、粉末冶金和工程塑料等。 用这些毛坯制造方法后，可大大减少机械加工量，有时甚至可不再进行机械加工，其经济效果非常显著。

毛坯类型:毛坯是用来加工各种工件的坯料，毛坯主要有：铸件，锻件，焊件，冲压件及型材等。该零件尺寸不大，而且零件属于批量生产，根据技术要求，选择零件材料为HT200钢，由于生产数量为500件，生产类型属于批量生产，考虑零件的力学性能及强度要求等因素，保证零件工作的可靠，所以采用铸造成型。

2.4 基准面的选择

工艺规程的制定原则：按照先加工基准面，先面后孔、先粗后精的原则，布置工艺路线。

①先粗后精 先安排粗加工，中间安排半精加工，最后安排精加工和光整加工。

②先主后次 先安排零件的装配基面和工作表面等主要表面的加工，后安排如键槽、紧 固用的光孔和螺纹孔等次要表面的加工。由于次要表面加工工作量小，又常与主要表面有位 置精度要求，所以一般放在主要表面的半精加工之后，精加工之前进行。

③先面后孔 对于箱体、支架、连杆、底座等零件，先加工用作定位的平面和孔的端面，然后再加工孔。这样可使工件定位夹紧稳定可靠，利于保证孔与平面的位置精度，减小刀具的磨损，同时也给孔加工带来方便。

④基面先行 用作精基准的表面，要首先加工出来。所以，第一道工序一般是进行定位面的粗加工和半精加工(有时包括精加工)，然后再以精基面定位加工其它表面。例如，轴类零件顶尖孔的加工。

定位基准有粗基准与精基准之分。在机械加工的第一道工序中，只能用毛坯上未经加工的表面作定位基准，则该表面称为粗基准。在随后的工序中，用加工过的表面作定位基准，称为精基准。选择各工序定位基准时，应先根据工件定位要求确定所需定位基准的个数，再接基准选择原则选定每个定位基准。为使所选的定位基准能保证整个机械加工下艺过程的顺利进行，通常应先考虑如何选择精基准来加工各个表面，然后考虑如何选择粗基准把作为精基准的表面先加工出来。

基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。

2.4.1 粗基准的选择 对于一般轴类零件而言，以外圆作为粗基准是完全合理的。按照有关的粗基准选择原则（保证某重要表面的加工余量均匀时，选该表面为粗基准。若工件每个表面都要求加工，为了保证各表面都有足够的余量，应选择加工余量最小的表面为粗基准。）

粗基准的选择，主要考虑如何保证加工表面与不加工表面之间的位置和尺寸

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要求，保证加工表面的加工余量均匀和足够，以及减少装夹次数等。具体原则有以下几方面：

①如果零件上有一个不需加工的表面，在该表面能够被利用的情况下，应尽量选择该表面作粗基准。

②如果零件上有几个不需要加工的表面，应选择其中与加工表面有较高位置精度要求的不加工表面作第一次装夹的粗基准。

③如果零件上所有表面都需机械加工，则应选择加工余量最小的毛坯表面作粗基准。

④同一尺寸方向上，粗基准只能用一次。

⑤粗基准要选择平整、面积大的表面。 2.4.2 精基准的选择 按照有关的精基准选择原则（基准重合原则；基准统一原则；可靠方便原则），对于本零件，有中心孔，可以以中心孔作为统一的基准，但是随便着孔的加工，大端的中心孔消失，必须重新建立外圆的加工基面，一般有如下三种方法：

当中心孔直径较小时，可以直接在孔口倒出宽度不大于2MM的锥面来代替中心孔。若孔径较大，就用小端孔口和大端外圆作为定位基面，来保证定位精度。采用锥堵或锥套心轴。精加工外圆亦可用该外圆本身来定位，即安装工件时，以支承轴颈本身找正。选择精基准首先考虑的是要保证加工精度，特别是加丁表面的相互位置精度。在此基础之上，还要考虑使工件装夹方便、可靠、准确。精基准的选择一般应遵循以下原则：基准统一原则；互为基准原则；自为基准原则和便于装夹原则。对于本零件，有中心孔，可以以中心孔作为统一的基准，但是由于孔的加工，使大端的中心孔消失，因此必须重新建立外圆的加工基面。

选择精基准首先考虑的是要保证加工精度，特别是加丁表面的相互位置精度。在此基础之上，还要考虑使工件装夹方便、可靠、准确。精基准的选择一般应遵循以下原则：基准统一原则；互为基准原则；自为基准原则和便于装夹原则。对于本零件，有中心孔，可以以中心孔作为统一的基准，但是由于孔的加工，使大端的中心孔消失，因此必须重新建立外圆的加工基面，其方法如下：

当中心孔直径较小时，可以直接在孔口倒出宽度不大于2MM的锥面来代替中心孔。若孔径较大，就用小端孔口和大端外圆作为定位基面，来保证定位精度。采用锥堵或锥套心轴。精加工外圆亦可用该外圆本身来定位，即安装工件时，以支承轴颈本身找正。

2.5 零件表面加工方法的选择

零件表面的加工方法,首先取决于加工表面的技术要求。但应注意，这些技术要求不一定就是零件图所规定的要求，有时还可能由于工艺上的原因而在某方面高于零件图上的要求。 如由于基准不重合而提高对某些表面的加工要求。 或由于被作为精基准而可能对其提出更高的加工要求。

当明确了各加工表面的技术要求后，即可据此选择能保证该要求的最终加工方法，并确定需几个工步和各工步的加工方法。所选择的加工方法，应该满足零件的质量、良好的加工经济性和高的生产效率的要求。为此，选择加工方法时

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应该考虑下列各因素：

1. 任何一种加工方法能获得的加工精度和表面粗糙度都有一个

相当大的范围，但只有在某一个较窄的范围才是经济的，这个范围的加工精度就是经济加工精度。为此，在选择加工方法时，应选择相应的能获得经济加工精度的加工方法。

2. 要考虑工件材料的性质。

3. 要考虑工件的结构形状和尺寸大小。

4. 要考虑生产率和经济性要求。大批大量生产时，应采用高效率的先进工艺。甚至可以从根本上改变毛坯的制造方法，可减少机械加工的劳动量。

5. 要考虑工厂或车间的现有设备情况和技术条件.选择加工方法时应充分利用现有设备,挖掘企业潜力,发挥工人的积极性和创造性。但也应考虑不断改进现有的加工方法和设备，采用新技术和提高工艺水平。

2.6 加工顺序的安排

零件表面的加工方法确定之后，就要安排加工的先后顺序，同时还要安排热处理、检验等其他工序在工艺过程中的位置。零件加工顺序安排得是否合适，对加工质量、生产率和经济性有较大的影响。

（一） 加工阶段的划分

零件加工时，往往不是依次加工完各个表面，而是将各表面的粗、精加工分开进行，为此，一般都将整个工艺过程划分几个加工阶段，这就是在安排加工顺序时所应遵循的工艺过程划分阶段的原则。按加工性质和作用的不同，工艺过程可划分如下几个阶段：

1. 粗加工阶段——这阶段的主要作用是切去大部分加工余量，为半精加工提供定位基准，因此主要是提高生产率问题。

2. 半精加工阶段——这阶段的作用是为零件主要表面的精加工作好准备，并完成一些次要表面的加工。

3. 精加工阶段——对于零件上精度和表面粗糙度要求（精度在IT7级或以上，表面粗糙度在Ra0.8以下）的表面，还要安排精加工阶段。这阶段的主要任务是提高加工表面的各项精度和降低表面粗糙度。

（二） 机械加工顺序的安排

一个零件上往往有几个表面需要加工， 这些表面不仅本身有一定的精度要求，而且各表面间还有一定的位置要求。为了达到这些精度要求，各表面的加工顺序就不能随意安排，而必须遵循一定的原则，这就是定位基准的选择和转换决定着加工顺序，以及前工序为后续工序准备好定位基准的原则。

1. 作为精基准的表面应在工艺过程一开始就进行加工，因为后续工序中加工其他表面时要用它来定位。即“先基准后其它”。

2. 在加工精基准面时，需要用粗基准定位。在单件、小批生产、甚至成批生产中，对于形状复杂或尺寸较大的铸件和锻件，以及尺寸误差较大的毛坯，在机械加工工序之前首先应安排划线工序，以便为精基准加工提供找正基准。

3. 精基准加工好以后，接着应对精度要求较高的各主要表面进行粗加工、半精加工和精加工。精度要求特别高的表面还需要进行光整加工。

4. 在重要表面加工前，对精基准应进行一次休整，以利于保证重要表面的加工精度。

5. 对于容易出现废品的工序，精加工和光整加工可适当放在前面， 某些

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