扩孔辅具定位块的加工工艺分析
目 录
引 言 1
一、扩孔辅具的加工工艺分析 2
（一）扩孔辅具零件介绍分析 2
（二）数控加工难点分析 2
（三）加工设备及夹具的选用 2
（四）毛坯的确定 4
（五）UGCAD建立三维立体模型 5
（六）刀具的选择 7
（七）走刀路线的确定 8
（八）机床主轴转速和进给率的确定 9
（九）模拟仿真软件对程序的检验 10
（十）零件的后处理 10
总 结 11
参考文献 12
谢 辞 13
附录1 14
附录2 17
引 言
扩孔可以定义为将钻孔底部或某些类型的基础墩的底部加以扩大以便增加其承受荷载的区域，用来增加管子、杯状物或壳体等孔工件的内径的方法。顾名思义就是扩大已加工的孔的内径，可以校正孔的轴线偏差，并使其获得正确的几何形状和较为合理的表面粗糙度。在手动钻孔、扩孔的时候，切削速度相对较低，在切削热、零件震动等影响，孔加工的质量会有所下降，使用定位块可以提高孔的加工精度和表面质量。首先是材料方面，选择了铝制材料，铝比较轻，而且韧性好，易切削，其次是加工的时候更容易控制加工的尺寸误差。
本文以扩孔辅具定位块作为研究对象，首先对定位块的结构进行简要介绍；其次介绍定位块的加工工艺，包括工件材料、加工设备、刀具及切削用量等的选用；制定合理的加工工艺，编写加工程序；最后对加工定位块过程中出现的常见问题进行分析，并提出解决方案。
本课题主要来源于苏州东风精冲工程有限公司。公司主要产品为精冲零件、乘用车变速箱操纵机构和精冲模具三 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
大系列。主要服务于国内外汽车行业，同时涉及电动工具、电气、空调、纺织机械、农业机械等多个行业门类。本人在公司里属于制造部机加班，主要从事加工工作，以下是对扩孔辅具定位块的加工过程进行详细阐述。
一、扩孔辅具的加工工艺分析
（一）扩孔辅具零件介绍分析
1.本课题研究对象为扩孔辅具定位块，图下所示为扩孔辅具定位块的加工实际图。
图1-1 定位块的加工实际图
2.应用场合
本公司所设计的定位块是用于公司JHJR产品钻绞孔所设计。定位块属于钻绞孔加工工装，其作用是扩大已加工的孔的内径，可以校正孔的轴线偏差，并使其获得正确的几何形状和较为合理的表面粗糙度。
钻绞孔在我公司最大特点在于使用机器人加工。具体含义就是，零件装于定位块工装上之后，从定位加工中心到加工结束搬运出夹具一系列逗由机器人程序控制，有效的减少人为失误，轻松有效的提高效率。
（二）数控加工难点分析
零件孔径较小，刀加工过程中容易断刀。
定位块对尺寸的要求较高，对刀的误差不能太大。
孔的粗糙度要求1.6，不能超差。
（三）加工设备及夹具的选用
本公司在加工扩孔辅具定位块时，所选用的数控机床是立式加工中心VMC850E，如图所示。
图1-2 加工中心
表1-1机床参数
VMC850E机床参数
项目
850E
容量
X轴方向移动量
850mm
Y轴方向移动量
500mm
Z轴方向移动量
540mm
从工作台上部到主轴端面的距离
150mm-690mm
工作台
作业面大小
1000mm×500mm
工作容许重量（kg）
500
作业面的形状
T槽，公称18×间隔125mm×5个
主轴
转速（min-1）
50-8000
进给速度
快进速度(m/min)
242418
切削进给速度（mm/min-1）
1-10000
2.夹具的选用
夹具按通用特性可分为：通用夹具、专用夹具、组合夹具、可调夹具等；按夹具动力源可分为：手动夹具和机动夹具等。
本课题夹具的选用的是平口钳装夹（如图1-3）。
图1-3 平口钳装夹
（四）毛坯的确定
工件材料的选用
本课题所研究的扩孔辅具定位块，选用铝作为其制造材料。由于铝具有以下特点：（1）强度高，经过一定的冷加工可强化基本强度。（2）密度小，约为铁或铜的1/3。（3）导电导热性好，具有高的电阻率。（4）耐腐蚀性好，铝表面易产生一层致密牢固的Al2O3保护膜，能很好地保护基体不受腐蚀。同时，通过人工阳极氧化和着色，可获得良好铸造性能的铸造铝合金。（5）易加工，可机加工性优良。（6）可回收，再生铝的特性与原生铝几乎一样。综上所述，毛坯的尺寸定为130×55×50mm，铝适合作为加工零件的制造材料。
（五）UGCAD建立三维立体模型
东风汽车的扩孔辅具主定位块是一个典型的加工中心零件，在建立三维模型的过程中，只要保持画图的形状位置，尺寸正确无误，以及图纸上技术要求的正确建模即可运用UG实现。我是这样绘制其草图（见图1-4、图1-5、图1-6），然后通过拉伸、求和或求差，建立三维立体模型（见图1-7）。
图1-4定位块草图
图1-5定位块草图
图1-6定位块草图
图1-7定位块的建模 （六）刀具的选择
在加工零件的时候，为了考虑加工效率、机床加工能力、工序内容、工件材料等因素，需要选择合适的刀具与刀片材料。首先，在刀具的选用上，根据粗精加工的需要，选用粗加工刀和精加工刀。
1.直径10的高速钢立铣刀，对零件进行大致的粗铣。
2.直径6的高速钢立铣刀，对零件进行精铣。
3.直径6的钻头，对零件进行孔加工。
图1-8 直径10的铣刀 图1-9 直径6的钻头
图1-10 直径6的铣刀
（七）走刀路线的确定
1.对零件进行大致的粗铣。
N0320 G2 X2.3984 Y-.9646 I-.1067 J1.414
引 言 1
一、扩孔辅具的加工工艺分析 2
（一）扩孔辅具零件介绍分析 2
（二）数控加工难点分析 2
（三）加工设备及夹具的选用 2
（四）毛坯的确定 4
（五）UGCAD建立三维立体模型 5
（六）刀具的选择 7
（七）走刀路线的确定 8
（八）机床主轴转速和进给率的确定 9
（九）模拟仿真软件对程序的检验 10
（十）零件的后处理 10
总 结 11
参考文献 12
谢 辞 13
附录1 14
附录2 17
引 言
扩孔可以定义为将钻孔底部或某些类型的基础墩的底部加以扩大以便增加其承受荷载的区域，用来增加管子、杯状物或壳体等孔工件的内径的方法。顾名思义就是扩大已加工的孔的内径，可以校正孔的轴线偏差，并使其获得正确的几何形状和较为合理的表面粗糙度。在手动钻孔、扩孔的时候，切削速度相对较低，在切削热、零件震动等影响，孔加工的质量会有所下降，使用定位块可以提高孔的加工精度和表面质量。首先是材料方面，选择了铝制材料，铝比较轻，而且韧性好，易切削，其次是加工的时候更容易控制加工的尺寸误差。
本文以扩孔辅具定位块作为研究对象，首先对定位块的结构进行简要介绍；其次介绍定位块的加工工艺，包括工件材料、加工设备、刀具及切削用量等的选用；制定合理的加工工艺，编写加工程序；最后对加工定位块过程中出现的常见问题进行分析，并提出解决方案。
本课题主要来源于苏州东风精冲工程有限公司。公司主要产品为精冲零件、乘用车变速箱操纵机构和精冲模具三 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
大系列。主要服务于国内外汽车行业，同时涉及电动工具、电气、空调、纺织机械、农业机械等多个行业门类。本人在公司里属于制造部机加班，主要从事加工工作，以下是对扩孔辅具定位块的加工过程进行详细阐述。
一、扩孔辅具的加工工艺分析
（一）扩孔辅具零件介绍分析
1.本课题研究对象为扩孔辅具定位块，图下所示为扩孔辅具定位块的加工实际图。
图1-1 定位块的加工实际图
2.应用场合
本公司所设计的定位块是用于公司JHJR产品钻绞孔所设计。定位块属于钻绞孔加工工装，其作用是扩大已加工的孔的内径，可以校正孔的轴线偏差，并使其获得正确的几何形状和较为合理的表面粗糙度。
钻绞孔在我公司最大特点在于使用机器人加工。具体含义就是，零件装于定位块工装上之后，从定位加工中心到加工结束搬运出夹具一系列逗由机器人程序控制，有效的减少人为失误，轻松有效的提高效率。
（二）数控加工难点分析
零件孔径较小，刀加工过程中容易断刀。
定位块对尺寸的要求较高，对刀的误差不能太大。
孔的粗糙度要求1.6，不能超差。
（三）加工设备及夹具的选用
本公司在加工扩孔辅具定位块时，所选用的数控机床是立式加工中心VMC850E，如图所示。
图1-2 加工中心
表1-1机床参数
VMC850E机床参数
项目
850E
容量
X轴方向移动量
850mm
Y轴方向移动量
500mm
Z轴方向移动量
540mm
从工作台上部到主轴端面的距离
150mm-690mm
工作台
作业面大小
1000mm×500mm
工作容许重量（kg）
500
作业面的形状
T槽，公称18×间隔125mm×5个
主轴
转速（min-1）
50-8000
进给速度
快进速度(m/min)
242418
切削进给速度（mm/min-1）
1-10000
2.夹具的选用
夹具按通用特性可分为：通用夹具、专用夹具、组合夹具、可调夹具等；按夹具动力源可分为：手动夹具和机动夹具等。
本课题夹具的选用的是平口钳装夹（如图1-3）。
图1-3 平口钳装夹
（四）毛坯的确定
工件材料的选用
本课题所研究的扩孔辅具定位块，选用铝作为其制造材料。由于铝具有以下特点：（1）强度高，经过一定的冷加工可强化基本强度。（2）密度小，约为铁或铜的1/3。（3）导电导热性好，具有高的电阻率。（4）耐腐蚀性好，铝表面易产生一层致密牢固的Al2O3保护膜，能很好地保护基体不受腐蚀。同时，通过人工阳极氧化和着色，可获得良好铸造性能的铸造铝合金。（5）易加工，可机加工性优良。（6）可回收，再生铝的特性与原生铝几乎一样。综上所述，毛坯的尺寸定为130×55×50mm，铝适合作为加工零件的制造材料。
（五）UGCAD建立三维立体模型
东风汽车的扩孔辅具主定位块是一个典型的加工中心零件，在建立三维模型的过程中，只要保持画图的形状位置，尺寸正确无误，以及图纸上技术要求的正确建模即可运用UG实现。我是这样绘制其草图（见图1-4、图1-5、图1-6），然后通过拉伸、求和或求差，建立三维立体模型（见图1-7）。
图1-4定位块草图
图1-5定位块草图
图1-6定位块草图
图1-7定位块的建模 （六）刀具的选择
在加工零件的时候，为了考虑加工效率、机床加工能力、工序内容、工件材料等因素，需要选择合适的刀具与刀片材料。首先，在刀具的选用上，根据粗精加工的需要，选用粗加工刀和精加工刀。
1.直径10的高速钢立铣刀，对零件进行大致的粗铣。
2.直径6的高速钢立铣刀，对零件进行精铣。
3.直径6的钻头，对零件进行孔加工。
图1-8 直径10的铣刀 图1-9 直径6的钻头
图1-10 直径6的铣刀
（七）走刀路线的确定
1.对零件进行大致的粗铣。
N0320 G2 X2.3984 Y-.9646 I-.1067 J1.414
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