中华人民共和国航天行业标准FL 0138 QJ 3157－2002航天产品结构件数控加工工艺规范The process specification for NC machining of structural component of space product 2002－11－20发布2003－02－01实施国防科学技术工业委员会发 布 QJ3157－2002前言本标准由中国航天科工集团公司提出。本标准由中国航天标准化研究所归口。本标准起草单位：中国航天科工集团公司第二研究院二八三厂。本标准主要起草人：侯劲松、张健志、裴瑞杰。I QJ 3157－2002航天产品结构件数控加工工艺规范1范围本标准规定了航天产品结构件（以下简称结构件）选用数控加工的原则、数控加工工艺设计、程序设计、程序调试和检验等要求。本标准适用于航天产品结构件数控车削加工和数控铣削加工。2术语和定义下列术语和定义适用于本标准。2.1工序集中processconcentration将若干加工工序集中成一道工序加工的过程。2.22.32.4工件零点zeropoint编程时在零件图样上建立坐标系，该坐标系的原点为工件零点。后置处理postprocess计算机自动编程生成刀具轨迹，转换成数控机床可执行的指令代码的过程。固定循环cannedcycle数控机床控制系统将钻孔、镗孔、攻丝、腔槽等特征加工动作和操作顺序预先编制成程序，存储在内存中，使用时用特定功能代码调用内存中的程序完成某类特征加工。2.5刀位文件toolpositionfile计算机自动编程生成的描述刀具轨迹文件。2.6零点偏置zerooffset用数控机床控制系统的专用指令将已设定的坐标系原点，按指定坐标值偏移，改变刀具的加工位置。3选用数控加工的原则数控加工适用于下述零件：a ）用数学模型描述的复杂曲线或曲面轮廓的零件；b ）形状复杂，用普通机床无法加工或虽能加工，但难以保证产品质量的零件；c ）加工后难以测量或加工过程中难以控制进给量的零件；d ）在普通机床上加工极易受人为因素干扰，零件价值又高，一旦质量失控将会造成重大经济损失的零件；e ）用普通机床加工生产率很低或体力劳动强度很大的零件；f ）在普通机床上加工采用的工艺装备复杂或数量多的零件；g ）在普通机床上加工需要长时间调整的零件；1 QJ 3157－2002h ）能减少装夹定位次数，实现工序集中的零件；i ）加工精度要求较高的中小批量零件；j ）研制阶段中要频繁更改设计的复杂零件。4工艺设计4.1设计依据工艺设计依据一般包括：a ）产品设计文件、本单位生产条件、工艺手段和有关标准；b ）数控机床的功能、加工精度、加工范围和程序语言。4.2设计准则设计准则一般有：a ）工艺基准、设计基准、工件零点尽量统一；b ）加工路线的选择：一般情况下加工工件是先车后铣，粗车是先外后内，精车是先内后外；若工件刚度、工艺性允许，加工顺序可以调整；c ）工序设计应采用工序集中的原则；d ）合理分配加工余量，满足精度要求；e ）合理选择数控机床，满足工序加工要求；f ）程序应简捷，便于操作，提高加工效率和安全性；g ）为缩短工装及工件的装夹调整时间，工装应考虑使用的快捷性。4.3设计方法4.3.1工艺分析4.3.1.14.3.1.24.3.1.3建模分析：分析零件的几何元素，建立数学模型。基准分析：分析零件尺寸标注基准，不是同一引注基准时，应进行基准转换 。坐标分析：分析零件标注的尺寸，不是同一坐标系时，应进行坐标转换或换算 。4.3.2工序划分工序划分方法一般有：a ）按粗加工、半精加工和精加工划分，通常用于易产生加工变形及材料去除量较多的零件加工；b ）按使用刀具划分，以减少换刀次数及换刀时间，提高加工效率，用于加工内容较多的零件加工；c ）按装夹定位次数划分，即按一次装夹定位完成的加工项目为一道工序；d ）按加工部位划分，即按零件结构特点，分为若干部分加工。4.3.3工件准备a ）当毛坯采用棒料，要留有足够量的工艺夹头，便于进行铣削零件的某些特征进行加工；若毛坯是半成品时，要便于装夹定位；b ）当毛坯为铸锻件时，最好安排预先普通粗加工去除大部分加工余量，并加工出便于定位的基准；c ）当毛坯为易变形薄壁件时，需考虑增加工艺夹头或必要的工艺装置，以易于定位，并增加毛坯的强度，减少变形量；d ）准备毛坯时应考虑使用设备的加工范围、工作行程、刀具尺寸、工艺装置等因素的影响。4.3.4工艺方法与参数设计4.3.4.14.3.4.2定位基准与图样基准和加工基准应尽量统一。工装应满足以下要求：2 QJ 3157－2002a ）减少装夹次数，尽可能做到一次装夹加工较多内容；b ）结构简单，优先采用组合工装和可调工装；c ）保证工件的加工部位敞开性好，避免影响正常走刀；d ）装夹方便、可靠、高效。4.3.4.3刀具的选择一般应符合：a ）安装调整方便、可靠；b ）具有较好的断屑和排屑性能；c ）刀具的刚度和耐用度应满足加工要求；d ）尽量选择已标准化的系列刀具。4.3.4.4切削参数的选择应满足：a ）所选切削用量要保证刀具能完成一个零件的加工或能工作一个至多个工作班次；b ）在工件刚性、刀具刚性和机床功率许可下，宜选择较大的切削深度；c ）在保证加工质量的前提下，宜选择较高的进给速度；d ）刀具空行程时，宜选择较高的进给速度；e ）深孔车削、精车削和切断时，应选择低的进给速度；f ）加工带拐点的轮廓面时，应降低进给速度。4.3.4.4.1车削加工参数选择应满足下列要求：a）车削深度 t：1 ）在留下精加工及半精加工的余量后，粗加工应尽可能将剩下的余量一次切除，以减少走刀次数；2 ）工件余量过大时，应将第一次走刀的切削深度尽可能加大；3 ）工艺系统刚性较差时，应适当减少切削深度；4）一般来说，精加工时，t=0.05mm～0.8mm；半精加工时，t=1mm～3mm。b）进给量 s：1 ）粗加工时，加工表面粗糙度要求不高，主要考虑受刀杆、刀片、工件及机床的强度和刚度所能承受的切削力的限制；2 ）半精加工及精加工时，主要考虑加工表面粗糙度的限制。c）车削速度 v：1 ）刀具材料的耐热性好，切削速度可高些；2 ）工件材料的强度、硬度高，或塑性太高或太小，切削