机械管理开发
MECHANICALMANAGEMENTAND
DEVELOPMENT
Total199No.11，2019
DOI:10.16525/j.cnki.cn14-1134/th.2019.11.002
典型板类零件加工工艺的设计
马
摘
志
大同
037003）
（大同煤矿集团有限责任公司技师学院，山西
选取其中比较典型的板类零件进行加工工艺分要：通过对数控综合应用技术比赛技术文件的深入研究，
从而提高加工精度和加工速度。虽然生产实践和析。通过实践检验选择出更高效的加工工艺路线及切削用量，比赛有不少差异，但是比赛中更高效的工艺路线设计对生产实践也有一定的参考意义。关键词：数控铣工中图分类号：TH162
工艺设计
切削用量
板类零件加工
自动编程
文章编号：（2019）1003-773X11-0004-03
文献标识码：A
引言
数控综合技术应用比赛是综合考察参赛选手对
数控车、数控铣的了解及使用情况的综合性应用技术比赛。本次笔者参加的是2018年山西省职业院校技能大赛中职教师组数控综合应用技术比赛。大赛
山由山西省教育厅、山西省人力资源和社会保障厅、
西省国防科技工业办公室主办，由山西省华北机电学校承办。1技术文件
数控综合应用技术比赛包括理论知识考核和实
理论占30%，操考核两部分，操作占70%。教师组赛
共同完成竞项为2人团体赛，参赛选手需分工协作、
赛任务，实操考核300min，理论考核90min。比赛用数控车床型号分别为CAK3275V、CAK40100V，系统型号为HNC-818A，数控铣床型号为JTVM650、XK713，系统型号为HNC-818M。大赛专用软件为CAXA数控车2016和CAXA制造工程师2016。比赛件装配图如图1所示。
比赛件分两大类，现场加工件和自备带入现场
件，其中自备件又分可购买标准件和需加工非标件。本文选取现场加工件中的端盖进行研究，其零件图如图2所示。毛坯尺寸为152mm×116mm×22mm。
B
2×40
B-B
3.2
A
A
25
2
2
55.562.5
80.5
2
28121620
B
2×52
87.5
A-A
2×32×12
2×38.9
47.5
2×10
2工艺分析
（单位：图2端盖零件图mm）
如图3所示，左侧盖板零件的装夹方案有两种，
为装夹方案一，右侧为装夹方案二。
虎钳固
定钳口
虎钳固定钳口
1
2
1
虎钳活动钳口
2
虎钳活动钳口
3-1
装夹方案一3-2装夹方案二
图3零件装夹方案
图1比赛件装配图
收稿日期：2019-07-18
（1995—）作者简介：马志，男，本科，毕业于天津职业技术师范大学机械设计制造及其自动化专业，助理讲师，研究方向为数控技术应用。
盖板零件的装夹方案如图3-1所示，虎钳固定
钳口箭头指向位置为零件与虎钳固定钳口贴合面；虎钳活动钳口箭头指向位置为零件与虎钳活动钳口贴合面；箭头1指向位置为工件坐标系原点选择位
箭头2指向位置为工件置1，其为各同心圆的圆心；
坐标系原点选择位置2，其为零件的对称中心。方案
2019年第11期马志：典型板类零件加工工艺的设计·5·
一零件长端沿水平方向放置，方案二零件长端沿水
竖直方向放置。
为保证对刀精度及减小对刀误差，本盖板零件加工时均采用光电寻边器双面寻边对刀法。工件坐标系原点选择位置1的优点是绘图编程方便快捷，但对刀时X方向双面对刀找到中心点2后需向左
侧偏移一定距离到点1作为X方向中心点，
对刀相对复杂；工件坐标系原点选择位置2的优点是对刀方便简单，但是绘图编程时需将图形的对称中心放在坐标系原点处，绘图相对复杂。盖板零件的加工工序大致可集中为四部分，1上表面加工、2下表面加工、3清角加工、4斜面加工，
其示意图如图4所示。1
4
3
2
图4盖板零件加工位置示意图
工艺路线一（零件按方案一装夹）：上表面加
工—下表面加工—斜面加工1—清角加工。
工艺路线二（零件按方案一装夹）：下表面加工—上表面加工—斜面加工1—清角加工。
工艺路线三（零件按方案二装夹）：上表面加工—下表面加工—斜面加工1—清角加工。
工艺路线四（零件按方案二装夹）：上表面加工、
斜面加工2—下表面加工—清角加工。
斜面加工1指倾斜装夹工件，用立铣刀加工；斜
面加工2指用球头铣刀直接加工斜面。
经多次讨论验证，本次加工方案最终决定装夹方案选择方案一，工件坐标系原点选择点2，工艺路线选择路线一。
端盖上表面如图5所示，其加工工艺如表1所示。端盖下表面如图6所示，其加工工艺如下页表2所示。
斜面尺寸如上页2右上小图所示，盖板零件两侧有需加工斜面，其斜角35°，短边宽度10mm，计算得长边高度约14.5mm。
斜面加工法有两种。1）斜面加工方法一：加工上表面时按上文所述
装夹方案二装夹，如下页图7左侧所示，加工完上表
面后直接用椎8mm球头铣刀通过自动编程生成的程序铣斜面。其主轴转速3000r/min，切削速度2000
B2×40AA252821221655.580.522062.5B87.5图5端盖上表面零件图（单位：mm）
表1端盖上表面加工工艺
切削用量
工序内容
刀具主（r轴·min转速-1）/（进给mm·速min度-1）/切度削/mm深背量吃/mm
刀
装夹大于工件，
15伸mm
出长度粗、精度铣10.5外轮廓mm，
深椎铣16刀立25006005.55粗孔、
精，深铣度椎2330.5mm圆椎铣16刀立250050055
钻圆孔底孔椎4.5孔8个，1030mm3个，
深椎
度椎4.5头钻800505扩宽孔椎8个8深，深55的mm沉头椎铣8刀
立300010005扩椎10通孔3个椎铣8刀立25003503粗铣深25度×215mm凹槽，椎铣8刀立250025025
精铣深25度×215mm凹槽，椎铣4刀立30002002粗、
凹精槽铣，深椎45~2mm椎57椎铣4刀
立300020023
铣槽18，个深R0.51.5mm半球R头1.5铣球刀30005002.5铣槽3，个深2度mm2mm宽凹椎铣2刀
立3000
100
1
1
2×52
2×3
2×12
4
2×38.9
2×10
47.5
图6端盖下表面零件图（单位：mm）
mm/min，背吃刀量0.2mm。
2）斜面加工方法二：完成上、
下表面加工后，将盖板与水平面成55°角倾斜装夹，
如下页图8右侧所示，用椎16立铣刀先切最高处顶角完成Z向对刀，然后向下铣8.32mm至所需斜面。
·6·
jxglkfbjb@126.com
机械管理开发
第34卷
表2端盖下表面加工工艺
切削用量
工序内容
刀具
主轴转速/进给速度/切削深背吃刀（r·min-1）（mm·min-1）度/mm量/mm
夹持厚度反向装夹，
10mm
至厚度20椎50面铣平面，mm铣刀
深椎16立粗、精铣外轮廓，
度11mm铣刀精铣椎63.5mm椎16立粗、
深度10.5mm铣刀圆孔，
16立深10mm椎粗铣凹槽，铣刀
精铣2个矩形凸台，椎4立铣深10mm刀
10002500250025003000
100600600600200
25.53.552.5
50555
图8清角加工位置示意图
35°
35°10
由上文中图2可知，环形凹槽宽度2mm，深度
由于2mm。该环形槽使用椎2mm立铣刀进行加工，
槽宽和刀宽相同，使用倾斜下刀方式在槽中间部位
故选择拐角处为进刀点。进刀极易造成过切现象，
主轴转速2500r/min，初始方案：切削速度100
mm/min，切削深度0.5mm。
过度方案：主轴转速2500r/min，切削速度80mm/min，切削深度1mm。
主轴转速3000r/min，最终方案：切削速度100
mm/min，切削深度1mm。
初始方案中切削深度为0.5mm，所需加工时间较长，完成整个环形槽加工需约30min。过渡方案中中降低了切削速度，提高了切削深度，加工时间有明
最终方案中提高了主显减少，但极易造成刀具损坏。
轴转速，切削速度和切削深度选择前两方案中更优
而且不容易造成刀的，不仅提高了加工效率和质量，
具损坏。5结语
通过对比赛中盖板这样一个典型板类零件的加
所制定的工艺工过程进行分析，达到以下两个目的：
路线对生产、比赛中其他板类零件加工工艺的制定有一定的参考作用；所选用的切削用量对参加类似比赛的选手有一定的参考意义。
赵婧）（编辑：
55°
图7斜面加工装夹位置示意图（单位：mm）
3
清角加工
外轮廓加工完如图8所示，由于铣刀形状原因，
成后在箭头指向位置有圆角无法加工到，需专门进行清角加工。
4环形凹槽的工艺分析
CAXA制造工程师软件内设定的下刀方式有4
倾斜下刀及渐切下种，分别为垂直下刀、螺旋下刀、
易造刀。其中垂直下刀时刀具承受反向作用力较大，且成刀具损坏；螺旋下刀及渐切下刀所需空间较大，
下刀轨迹不易控制，故本环形槽加工使用倾斜下刀方式下刀。
ProcessDesignofTypicalPlateParts
MaZhi
（TechnicianCollegeofDatongCoalMineGroupCo.,Ltd.,DatongShanxi037003）
Abstract:Throughthein-depthstudyofthetechnicaldocumentsoftheNCintegratedapplicationtechnologycompetition,thetypicalplatepartsareselectedforprocessingtechnologyanalysis.Moreefficientmachiningprocessroutesandcuttingparametersareselectedthroughpracticalteststoimprovemachiningaccuracyandspeed.Althoughtherearemanydifferencesbetweentheproductionpracticeandthecompetition,themoreefficientprocessroutedesigninthecompetitionalsohascertainreferencesignificancetotheproductionpractice.
Keywords:NCmilling;processdesign;cuttingparameters;platepartsmachining;automaticprogramming
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