数控车削综合零件毕业设计指导实例.doc
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1、数控车削综合零件毕业设计指导实例 关键词:偏心件、梯形螺纹、端面槽内容摘要:数控车床对偏心件、梯形螺纹及端面槽等复杂零件的编程与加工课题是针对用人单位实际工作中所用到的零件加工而开发。由于学校较少应用到该类课题,所以对教学上来讲也是一项课题开发。该课题一共涉及到的分课题有:偏心件的编程加工、梯形螺纹的编程加工、端面槽的编程加工。重要的是车工工艺上的处理与数控加工手法的结合。需要综合运用机加工、数控、及其他相关学科的知识。通过毕业设计使学生具备对该类复杂综合零件进行适当的工艺调整与数控加工调整的能力。一、课题介绍(一)图纸配合图配合件1图配合件2图(二)技术要求1、不准用锉刀、砂布等修饰表面。2
2、、用什锦锉去毛刺。3、未注倒角145。4、未注公差尺寸按GB1804-m。(三)材料材料使用45钢二、设计思路(一)课题分析此零件是数控车床对偏心件、梯形螺纹及端面槽等复杂零件的编程与加工。从练习开始,包括工艺、材料、刀量具分析,机床调整,程序处理是一系列连续而融合相关综合知识运用的过程。具体步骤如下:(1)课题分析、理解(2)工艺与材料、机加工、数控的相关知识(3)偏心件的工艺分析与编程加工处理(4)偏心件的加工练习(5)毕业设计论文偏心件部分的理论与实际练习结合说明(6)梯形螺纹的工艺分析与编程加工处理(7)梯形螺纹的加工练习(8)端面槽的工艺分析与编程加工处理(9)端面槽的加工练习(10
3、)综合零件的数控加工(二)工艺(1)工艺与材料、机加工、数控的相关知识数控机床上加工的零件通常要比普通机床所加工的零件工艺规程复杂的多,应对数控机床的 性能。特点。切削范围和标准刀具系统等有全面了解,数控加工工艺设计的原则和内容在许多方面与普通加工工艺相同,根据实际应用中的经验,数控加工工艺主要包括下列内容:1)选择并决定零件的数控加工内容;2)零件图样的数控工艺性分析3)数控加工的工艺路线设计4)数控加工工序设计5)数控加工专用技术文件的编写。(2)偏心件的工艺分析与编程加工处理外圆和外圆的轴线或内孔与外圆的轴线平行但不重合(彼此偏离一定距离)的工件,叫偏心工件。外圆与外圆偏心的工件叫偏心轴
4、,内孔与外圆偏心的工件叫偏心套,两平行轴线间的距离叫偏心距。偏心轴、偏心套一般都在车床上加工。其加工原理基本相同,都是要采取适当的安装方法,将需要加工偏心圆部分的轴线校正到与车床主轴轴线重合的位置后,再行车削。 为了保证偏心零件的工作精度。在车削偏心工件时,要特别注意控制轴线间的平行度和偏心距的精度。用三爪自定心卡盘安装、车削偏心工件,在四爪单动卡盘上安装、车削偏心工件时装夹、找正相当麻烦。对于长度较短、形状比较简单且加工数量较多的偏心工件,也可以在三爪自定心卡盘上进行车削。其方法是在三爪中的任意一个卡爪与工件接触面之间,垫上一块预先选好的垫片,使工件轴线相对车床主轴轴线产生位移,并使位移距离
5、等于工件的偏心距。(3)偏心件的加工练习(4)毕业设计论文偏心件部分的理论与实际练习结合说明解:先暂不考虑修正值,初步计算垫片厚度:X=15e=1.52=3mm垫人6mm厚的垫片进行试切削,然后检查其实际偏心距为2.05mm,那么其偏心距误差为:e=2.052=0.05mmK=1.5e=1.50.05=0.075mm由于实测偏心距比工件要求的大,则垫片厚度的正确值应减去修正值,即:X=1.5eK=1.520.075=2.925mm注意事项:1)应选用硬度较高的材料做垫块,以防止在装夹时发生挤压变形。垫块与卡爪接触的一面应做成与卡爪圆弧相同的圆弧面,否则,接触面将会产生间隙,造成偏心距误差。2)
6、装夹时,工件轴线不能歪斜,否则会影响加工质量。3)对精度要求较高的偏心工件,必须按上述计算方法,在首件加工时进行试车检验再按实测偏心距误差求得修正值K,从而调整垫片厚度,然后才可正式车削。(5)梯形螺纹的工艺分析与编程加工处理梯形螺纹是应用很广泛的、传动螺纹,例如车床上的长丝杠和中、小滑板的丝杠等都是梯形螺纹,它们的工作长度较长,使用精度要求较高,因此车削比较困难。1)梯形螺纹的尺寸计算 梯形螺纹标记 梯形螺纹标记由螺纹代号、公差带代号及旋合长度代号组成,彼此用“”分开。根据国标(GB79686)规定,梯形螺纹代号由螺纹种类代号Tr和螺纹“公称直径导程”来表示。由于标准对内螺纹小径D,和外螺纹
7、大径只规定了一种公差带(4H、4h),规定外螺纹小径d3的公差位置永远为h的基本偏差为零。公差等级与中径公差等级数相同,而对内螺纹大径D4,标准只规定下偏差(即基本偏差)为零,而对上偏差不作规定,因此梯形螺纹仅标记中径公差带,并代表梯形螺纹公差带(由表示公差带等级的数字及表示公差带位置的字母组成)。 螺纹代号 单线螺纹:Tr4077H-LL旋合长度代号7H内螺纹公差带7螺距40大径Tr螺纹种类代号(梯形螺纹)梯形螺纹的计算30梯形螺纹各部分名称、代号及计算公式Tr426-8e的丝杠和螺母,试求内、外螺纹的大径、牙型高度、小径、牙顶宽、牙槽底宽和中径尺寸。(大径)d=42mm(中径)d2=d0.
8、5P=420.510=37mm(牙高)h3=0.5P+ac=0.56+0.5=3.5mm(小径)d3=d2h3=4223.5=27mm(牙顶宽)f=f=0.366P0.536ac(牙槽底宽)w=w=0.366P0.536ac=3.660.268=3.392mm梯形螺纹公差GB5796.486公差带位置与基本偏差、公差带大小及公差等级、旋合长度梯形螺纹公差表格应用举例查出Tr4268e各直径上、下偏差。然后再查表并计算出外螺纹Tr4268e各直径上下偏差。计算外螺纹各直径:D=42mmd2=36.5mmd3=d2h3=d2(0.5Pac)=402(0.56+0.5)=33mm根据标准规定,外螺纹
9、大径d和小径d,的基本偏差为0,即es=0。查表:Td=0.425mmTd2=0.355mmTd3=0.569mm梯形外螺纹中径基本偏差为0.125mm,即es=0.125mm所以对于大径:es=0,ei=esTd=0+0.425=0.425mm对于中径:es=0.125,ei=esTd2=0.125+0.355=0.480mm对于小径:es=0,ei=esTd3=0+0.569=0.569mm故外螺纹大径应为:4000.425mm 中径应为:36.50.1250.480mm ,小径应为:3200.569mm2)梯形螺纹车刀及刃磨梯形外螺纹车刀车梯形外螺纹时,径向切削力较大,为了减少切削力,螺
10、纹车刀也应分为粗车刀和精车刀两种。高速钢梯形螺纹粗车刀。为了左右切削并留精车余量,刀尖角应小于牙型角,刀尖宽度应小于牙型槽底宽W。高速钢梯形螺纹精车刀。车刀的径向前角为0,两侧切削刃之间的夹角等于牙型角。为了保证两侧切削刃切削顺利,在两侧都磨有较大前角(r=1016)的卷屑槽,但车削时,车刀的前端不能参加切削,只能精车牙侧。梯形螺纹升角对车刀工作角度的影响车螺纹时,因受螺旋线的影响,则车刀工作时的前角和后角与刃磨前角(静止前角)和刃磨后角(静止后角)的数值不同。由于三角形螺纹升角较小,受其影响不大。但在车削梯形螺纹、矩形螺纹时,由于其螺纹升角较大,其影响则不可忽略。因此,在刃磨梯形螺纹车刀时,
11、必须考虑这个影响。在刃磨与走刀方向同侧的后角时应为(35)+10,而在刃磨与背离走刀方向同侧后角时应为(35)。车刀两侧前角的变化将车刀两侧切削刃组成的平面垂直于螺旋线装夹,使左侧刃的工作前角和右侧刃的工作前角均为0(适用于粗车);或在前刀面上沿两侧切削刃磨出较大前角的卷屑槽,使切削顺利并利于排屑。梯形螺纹车刀刃磨要求梯形螺纹车刀刃磨的主要参数是螺纹的牙型角和牙底槽宽度。刃磨两刃两夹角时,应随时目测和样板校对。磨有径向前角的两刃夹角时,应用特制厚样板进行修正。切削刃要光滑、平直、无裂口,两侧切削刃必须对称,刀体不歪斜。用油石研去各刀刃的毛刺。梯形螺纹车刀刃磨步骤粗磨刀刃两侧后面(刀尖角初步形成
12、)。粗、精磨前刀面或径向前角。精磨刀刃两侧后面时(走刀方向后角应大于背离走刀方向后角),刀尖角用样板修正。修正刀尖后角时,应注意刀尖横刃宽度应小于槽底宽度。3)车刀的安装车刀安装方式 根据梯形螺纹的车削特点,车刀一般为轴向装刀和法向装刀两种。轴向装刀是使车刀前刀面与工件轴线重合。其优点是车出的螺纹直线度好。法向装刀是使车刀前刀面在纵向进给方向对基面倾斜一个螺纹升角,即使前刀面在纵向进给方向垂直于螺旋线的切线。其优点是左右切削刃工作前角相等,改善了切削条件,使排屑顺畅,但螺纹牙型不成直线而是双曲线)。所以,粗车梯形螺纹(尤其是当螺旋升角大时),采用法向装刀;精车梯形螺纹,则采用轴向装刀。这样既能
13、顺利地进行粗车,又能保证精车后螺纹牙型的准确性。车刀安装高度 安装梯形螺纹车刀时,应使刀尖对准工件回转中心,以防止牙型角的变化。采用弹簧刀排时,其刀尖应略高于工件回转中心0.2mm左右,以补偿刀排弹性变形量。为了保证梯形螺纹车刀两刃夹角中线垂直于工件轴线,当梯形螺纹车刀在基面内安装时,可用螺纹样板进行校正对刀。(6)梯形螺纹的加工练习梯形外螺纹的测量1)大径测量 测量螺纹大径时,一般可用游标卡尺、千分尺等量具。2)底径尺寸的控制 一般由中滑板刻度盘控制牙型高度,而间接保证底径尺寸。3)中径尺寸控制三针测量法 它是一种比较精密的测量方法,适用于测量精度要求较高、螺旋升角小于4的三角形螺纹、梯形螺
14、纹和蜗杆的中径尺寸。测量时,把三根直径相等并在一定尺寸范围内的量针放在螺纹相对两面的螺旋槽中,再用千分尺量出两面量针顶点之间的距离M。然后根据M值换算出螺纹中径的实际尺寸。量针的选择 三针测量的量针直径(dD)不能太大,d1为蜗杆分度圆直径(mm),mX为轴向模数。否则测量针的横截面与螺纹牙侧不相切,无法量得中径的实际尺寸。也不能太小,不然测量针陷入牙槽中,其顶点低于螺纹牙顶而无法测量。最佳量针直径是指量针横截面与螺纹中径处于牙侧相切时的量针直径。量针直径的最大值、最佳值和最小值可在表中查出。选用量针时,应尽量接近最佳值,以便获得较高的测量精度。用三针测量Tr3667e梯形螺纹中径量针直径:d
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