異形墊板零件的加工工藝設計范文

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隨著數控技術的不斷發展和應用領域的擴大，數控加工技術對國計民生的一些重要行業（IT、汽車、輕工、醫療等）的發展起著越來越重要的作用，效率、質量成為了先進制造技術的主體。高速、高精加工技術可極大地提高效率，提高產品的質量和檔次，縮短生產周期和提高市場競爭能力。而對于零件的加工,無論是普通機加工還是數控加工，根據現有合適的加工設備結合零件圖紙要求對其加工的零件進行工藝分析，擬定加工方案。合理的加工工藝方案不僅能節省成本還能保證產品零件在生產過程中質量的穩定性及可控性，提高成品率，降低生產成本。下面以異形墊板零件為例，使用多種加工設備對其零件進行批量加工生產，對其的加工工藝進行分析與研究，以提高產品零件質量及生產效率。

1工藝方案分析

1.1墊板零件圖紙如圖1

1.2零件圖分析兩個孔的表面粗糙度要求為Ra0.8,其它面的要求為Ra1.6；產品零件的材料為進口鋼材4140型號經過鍛打成型毛坯件（四周面單邊余量1mm厚14mm，）；鍛件毛坯要進行熱處理低溫回火到硬度為HRC36—45；

1.3加工工藝分析加工方法的選擇原則是保證加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求。由于獲得同一級精度及表面粗糙度的加工方法一般有許多，因而在實際選擇時，要結合零件的形狀、尺寸大小和形位公差要求等全面考慮。根據圖紙所標注，兩個孔的表面粗糙度及孔位置尺寸要求，需要多次加工才能滿足圖紙設計要求，要先孔定位，在鉆銷留有余量，再用定制鋼球對孔進行擠壓貫穿孔保證孔的表面粗糙度；四周單邊余量有0.8mm要數控銑削，刀具需要采用硬質合金鎢鋼立銑刀，要確保四周面的表面質量符合表面粗糙度要求，提高生產效率（一般采用¢16*4*50鎢鋼立銑刀，由于毛坯厚度為14mm，而銑刀有效切削刃長50mm，一把立銑刀可以把磨損的部位去掉重新可以在使用兩次）；厚度兩面根據圖紙要求則要采用立式磨床粗磨加工，在用平面磨床精磨加工。

1.4確定工藝方案零件上比較精密表面的加工，常常是通過粗加工、半精加工和精加工逐步達到的。對這些表面僅僅根據質量要求選擇相應的最終加工方法是不夠的，還應正確地確定從毛坯到最終成形的加工方案。以下為異形墊板零件加工工序與加工所需設備或外協加工：（1）毛坯鍛打成形（外協加工）；（2）毛坯進行熱處理（外協加工）（3）毛坯厚度粗加工；（立式圓臺磨床M7475B一臺）（4）零件數銑打孔；（加工中心一臺）（5）磨削零件下側毛坯面；（平面磨床一臺）（6）右孔鋼球壓制；（液壓機一臺）（7）銑削臺階面；（普通銑床一臺）（8）左孔鋼球壓制；（9）手工磨掉凸起孔口；（砂帶機一臺）（10）孔口兩端倒角；（臺鉆一臺）（11）磨削零件16°側毛坯面（平面磨床一臺）（12）零件厚度精磨；（13）去除飛邊毛刺；（14）檢驗；（檢具兩套）

1.5方案實施（1）毛坯鍛打成形如圖2，毛坯單邊余量0.8mm(要出具材料成分分析報告如圖3)；（2）毛坯進行熱處理（硬度要求HRC36—45）；要求采用淬火與低溫回火，入庫抽2%洛氏硬度計檢驗硬度，如不合格加倍抽檢。（3）采用立式磨床(M7475B)對毛坯厚度粗加工如圖4（兩面磨削厚度至13.2±0.05一次加工85件）；圖4（4）零件的銑削與打孔，首先要考慮零件的裝夾與定位。在制定零件加工的工藝規程時，正確地選擇工件的定位基準有著十分重要的意義。定位基準選擇的好壞，不僅影響零件加工的位置精度，而且對零件各表面的加工順序也有很大的影響。合理選擇定位基準是保證零件加工精度的前提，還能簡化加工工序，提高加工效率。以16°夾角倆側面與右側面裝夾定位，從未注R3.575處開始經夾角35°處至R1.27位置逆時針方向數控銑削墊板零件外形如圖5，并使用¢7.8的尤鉆完成倆通孔的加工（鉆孔不得大于¢7.9,同時零件在銑削過程中，要手工去除零件毛刺飛邊）；（5）采用平面磨床磨削零件R1.27相切未加工的毛坯面（確保寬度尺寸35.941±0.05）；（6）采用液壓機壓制S¢7.97鋼球通過對右孔側面擠壓確?？椎谋砻娲植诙龋唬?）采用定制盤刀30°銑刀片，加工墊板右側臺階面（確保兩面對稱尺寸9.398±0.05）；（8）采用液壓機壓制S¢7.97鋼球通過對左孔側面擠壓確?？椎谋砻娲植诙龋唬?）采用砂帶機對鋼球壓出面手工磨掉凸起孔口；（10）孔口兩端臺鉆手動倒角（11）采用另一臺平面磨對16°側面進行磨削（保證側面到左孔的尺寸18.288±0.1）（12）采用平面磨對墊板厚度進行精磨，同時要保證右臺階面的對稱度；（13）砂帶機手動去除飛邊毛刺；（14）專用檢具檢驗墊板產品質量；

2工藝的對比分析

就墊板零件的厚度粗加工來說，零件的厚度粗加工方法同樣也可以用銑削的方式加工，為何在工藝中選擇磨削的加工方法，而不選擇銑削方式加工，對比分析如下：（1）一般大平面銑削加工采用盤刀（端銑刀），刀頭材料一般為硬質合金。硬質合金在加工一般鋼件時切削線速度大約在120~200米/分范圍。速度過高時刀具溫度高，磨損快；速度過低時受沖擊作用刀盤運轉不平穩，易打刀。進給量根據鋼件材料的機械性能和切削深度等綜合選用，一般0.05~0.3毫米/齒范圍內選取，如果按照線速度160米/分，每齒0.1毫米，盤刀4齒直徑50mm來計算的話，每個零件兩個面的銑削時間為：轉速：160*1000/（50*3.14）=1000轉/分進給：1000*4*0.1=400mm/分加工時間：（毛坯長度132+近刀距離55+退刀距離55）*2/400+裝夾時間2=3.2分/件如果采用立式圓臺磨床（M7475B）工作臺直徑750mm根據零件大小一次磨削可以加工85件產品，零件兩面磨削連裝夾時間只需要60分鐘。加工時間：60/85=0.7分/件（2）從零件裝夾來看，在銑削工件時在切削力的作用下易發生位移，使其在加工過程始終保持正確的位置，需將工件壓緊夾牢。合理的選擇夾緊方式十分重要，工件的裝夾不僅影響加工質量，而且對生產率，加工成本及操作安全都有直接影響。而墊板零件如果平面銑削加工，毛坯的夾緊定位從毛坯的形狀大小分析看，只能通過平口夾緊裝置夾緊固定毛坯上下兩側面，受力夾緊的面積較小，在銑削時易出現振刀現象損傷刀具產品質量不穩定等情況，同時對操作者造成很大的工作量，生產效率很難提高。如果采用立式圓臺磨床磨削加工，首先一次可以磨削加工85件零件，而是采用電磁工作臺，通過磁力吸緊工件固定工件毛坯，方便操作者裝夾，只要把電磁工作臺用工具清理干凈，在把工件擺放在電磁工作臺上通電上磁就可固定工件，然后進行工件磨削控制工件尺寸。缺點是操作者如果經驗不足尺寸控制不好，容易產生小批量產品報廢。

3結論

從整個零件的加工工藝流程來看，不光是零件的厚度加工采用的是磨削加工，還有零件的16°夾角的兩個側面同時也采用的是磨削加工。通過以上的對比分析結果來看，墊板零件的加工選用磨削加工來替代傳統的銑削加工，不單是可以大大的提高生產效率及產品質量，同時還節省了加工成本，縮短了生產周期。該工藝方案經過會議論證、客戶認證、零件試生產、批量生產等驗證了該方案的合理性。

作者：陸宇峰 張德意 單位：常州機電職業技術學院