操纵机构上的拨动杆数控铣加工工艺分析

图1为是某机床变速箱体中操纵机构上的拨动杆，用作把转动变为拨动，实现操纵机构的变速功能。材料为HT200，该零件的生产类型为中批量生产。分析其数控加工工艺。

图1 拨动杆零件图

1．零件图工艺分析    

先对拨动杆零件进行精度分析。对于形状和尺寸（包括形状公差、位置公差）较复杂的零件，一般采用化整体为部分的分析方法，即把一个零件看作由若干组表面及相应的若干组尺寸组成。然后分别分析每组表面的结构及其尺寸、精度要求，最后再分析这几组表面之间的位置关系。由零件图样可以看出，该零件上有三组加工表面，这三组加工表面之间有相互位置要求，其具体分析如下：

三组加工表面中每组的技术要求是：

1）以尺寸Ф16H7为主的加工表面，包括Ф25h8外圆、端面以及与之相距74㎜±0.3㎜的孔Ф10H7。其中Ф16H7孔中心与Ф10 H7孔中心的连线，是确定其它各表面方位的设计基准，以下简称为两孔中心连线。

2）表面粗糙度Ra6.3μm平面M，以及平面M上的角度为1300槽。

3）P、Q两平面，及相应的2×M8㎜螺纹孔。

对这三组加工表面之间主要的相互位置要求是：

第（1）组和第（2）组为零件上的主要表面。第（1）组加工表面垂直于第（2）组加工表面，平面M是设计基准。第（2）组面上槽的位置公差Ф0.5㎜，即槽的位置（槽的中心线）与B面轴线垂直且相交，偏离误差不大于Ф0.5㎜。槽的方向与两孔中心连线的夹角为22047，±15‘。

第（3）组及其他螺孔为次要表面。第（3）组上的P、Q两平面与第（1）组的M面垂直，P面上螺孔M8㎜的轴线与两孔中心线连线的夹角450。Q面上的螺孔M8㎜的轴线与两孔中心线连线平行。而平面P、Q位置分别与M8㎜的轴线垂直，P、Q位置也就确定了。

2．设备的选择        

该零件加工表面较多，用普通机床加工，工序分散，工序数目多。采用加工中心可以将普通机床加工的多个工序在一个工序完成，提高生产率，降低生产成本。因此选用加工中心。

3．确定零件的定位基准

精基准的选择 选择精基准思路的顺序是，首先考虑以什么表面为精基准定位加工工件的主要表面，然后考虑以什么面为粗基准定位加工出精基准表面，即先确定精基准，然后选出粗基准。由零件的工艺分析可知道，此零件的设计基准是M平面、Ф16㎜和Ф10㎜两孔中心的连线，根据基准重合原则，应选设计基准为精基准，即以M平面和两孔为精基准。由于多数工序的定位基准都是一面两孔，因此上述的选择也符合基准统一原则。

粗基准的选择 根据粗基准选择应合理分配加工余量的原则，应选Ф25㎜外圆的毛坯面为粗基准（限制四个自由度），以保证其加工余量均匀；选平面N为粗基准（限制一个自由度），以保证其有足够的余量；根据要保证零件上加工表面与不加工表面相互位置的原则，应选R14㎜圆弧面为粗基准（限制一个自由度），以保证Ф10㎜孔轴线在R14㎜圆心上，使R14㎜处壁厚均匀。

4．工艺路线的拟定    

加工工艺路线安排如下：

1）工序1：以Ф25㎜外圆（四个自由度）、N面（一个自由度）、R14㎜（一个自由度）为粗基准定位，采用立式加工中心加工，工步内容为：铣M面；“粗铣—精铣”尺寸为130o的槽；铣P、Q面到尺寸；“钻—扩—铰”加工Ф16H7、Ф10H7两孔。为消除粗加工（钻孔）所产生的力变形及热变形对精加工的影响，在钻孔后，插入铣P、Q面的工步，以使钻孔后的表面有短暂的散热时间，最后安排孔的半精加工（扩孔）、精加工（铰孔）工步，以保证加工精度。

2）工序2：以M面、Ф16H7和Ф10H7（一面两孔）定位，车Ф25㎜外圆到尺寸，车N面到尺寸。

3）工序3：以M面、Ф16H7和Ф10H7（一面两孔）定位，“钻－攻螺纹”加工2×M8㎜螺孔。

由以上分析可以看到，只需要三道工序就可以完成零件的加工，工序集中，极大提高了生产率，充分地反映了采用数控加工的优越性、先进性。下面针对工序1的数控加工工艺进行分析。工序2、3分析省略。

5．刀具选择（见表7）

表7  数控加工刀具卡片

续表

6．确定切削用量（略）

7．数控加工工艺卡片拟订（见表8）

表8  拨动杆数控加工工艺卡片

单位名称		×××	产品名称或代号			零件名称		零件图号
			×××			拨动杆		×××
工序号		程序编号	夹具名称			使用设备		车间
×××		×××	组合夹具			立式加工中心		数控中心
工步号	工步内容 （尺寸单位㎜）			刀具号	刀具规格 /㎜	主轴转速 /r.min	进给速度 /mm.min	背吃刀量 /㎜	备注
1	铣M平面			T01	面铣刀Ф120	600	60	2
2	粗铣130°槽，留余量0.5			T02	成形铣刀	600	60
3	精铣130°槽成			T02	成形铣刀	800	50
4	钻Ф16中心孔			T03	中心钻I34-4	1000	80
5	钻Ф10中心孔			T03	中心钻I34-4	1000	80
6	钻Ф16孔至尺寸Ф15			T04	麻花钻Ф15	500	60
7	钻Ф10孔至尺寸Ф9			T05	麻花钻Ф9	800	60
8	铣P面到尺寸			T06	立铣刀Ф15	800	60
9	铣Q面到尺寸			T06	立铣刀Ф15	800	60
10	扩Ф16孔至尺寸Ф15.85			T07	扩孔钻Ф15.85	800	60
11	扩Ф10孔至尺寸Ф9.8			T08	扩孔钻Ф9.8	800	60
12	铰Ф16H7孔成			T09	铰刀Ф16H7	100	50

续表

单位名称

×××

产品名称或代号

零件名称

零件图号

×××

拨动杆

×××

工序号

程序编号

夹具名称

使用设备

车间

×××

×××

组合夹具

立式加工中心

数控中心

工步号

工步内容 （尺寸单位㎜）

刀具号

刀具规格 /㎜

主轴转速 /r.min

进给速度 /mm.min

背吃刀量 /㎜

备注

13

铰Ф10H7孔成

T10

铰刀Ф10H7

100

50

编制

×××

审核

×××

批准

×××

年  月  日

共  页

第  页