数控轴类零件加工工艺设计.doc
《数控轴类零件加工工艺设计.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《数控轴类零件加工工艺设计.doc(24页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、数控轴类零件加工工艺设计题目 数控轴类零件加工工艺设计摘 要 随着数控技术的不断进展和应用领域的扩大,数控加工技术对国计民生的一些重要行业(IT、汽车、轻工、医疗等)的进展起着越来越重要的作用,因为效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大地提高效率,提高产品的质量和档次,缩短生产周期和提高市场竞争能力。而关于数控加工,不管是手工编程依旧自动编程,在编程前都要对所加工的零件进行工艺分析,拟定加工方案,选择合适的刀具,确定切削用量,对一些工艺问题(如对刀点、加工路线等)也需做一些处理。并在加工过程把握操纵精度的方法,才能加工出合格的产品。本文依照数控机床的特点,针对具体的零件,进行
2、了工艺方案的分析,工装方案的确定,刀具和切削用量的选择,确定加工顺序和加工路线,数控加工程序编制。通过整个工艺的过程的制定,充分表达了数控设备在保证加工精度,加工效率,简化工序等方面的优势。关键词 工艺分析加工方案进给路线操纵尺寸目 录第1章 前 言1第2章 工艺方案分析22.1 零件图22.2 零件图分析22.3 确定加工方法22.4 确定加工方案2第3章 工件的装夹43.1 定位基准的选择43.2定位基准选择的原则43.3确定零件的定位基准43.4装夹方式的选择43.5数控车床常用的装夹方式43.6 确定合理的装夹方式4第4章 刀具及切削用量54.1 选择数控刀具的原则54.2 选择数控车
3、削用刀具54.3 设置刀点和换刀点64.4 确定切削用量6第5章 典型轴类零件的加工75.1 轴类零件加工工艺分析75.2 典型轴类零件加工工艺95.3 加工坐标系设置115.4 手工编程12第6章 终止语15第7章 致谢词16参考文献17第1章 前 言在机械加工工艺教学中,机械制造专业学生及数控技术专业学生都要学习数控车床操作技术。让学生了解相关工种的先进技术,同时培养工作岗位的前瞻性;在讲授数控知识的同时,必须要求学生把握差不多的机械加工工艺,增强系统意识,明白得手动操作与自动操作之间的联系,真正把学生培养成为适应各种工作环境和岗位的多面手。数控车工基础工艺理论及技能有机融合,包括夹具的使
4、用、量具的识读和使用、刃具的刃磨及使用、基准定位等,分类叙述了车床操作、数控车床自动编程仿真操作、数控车床编程与操作的初、中级内容。以机械加工中车工工艺学与数控车床技能训练紧密结合为主线,常用量具识读及工件测量、刀具及安装、工件定位与安装、金属切削过程及精加工,较清晰地展现了数控车工必须把握的知识和技能的训练途径。对涉及与数控专业相关的基础知识、专业运算,都进行了有针对性的论述,目的在于塑造理论充实、技能扎实的专业技能型人才。本文以与切削用量的选择,工件的定位装夹,加工顺序和典型零件为例,结合数控加工的特点,分别进行工艺方案分析,机床的选择,刀具加工路线的确定,数控程序的编制,最终形成能够指导
5、生产的工艺文件。在整个工艺过程的设计过程中,要通过分析,确定最佳的工艺方案,使得零件的加工成本最低,合理的选用定位夹紧方式,使得零件加工方便、定位精准、刚性好,合理选用刀具和切削参数,使得零件的加工在保证零件精度的情形下,加工效率最高、刀具消耗最低。最终形成的工艺文件要完整,并能指导实际生产。第2章 工艺方案分析 2.1 零件图 图1-2 典型轴类零件图2.2 零件图分析 该零件表面由圆柱、顺圆弧、逆圆弧、圆锥、槽、螺纹等表面组成。尺寸标注完整,选用毛坯为45#钢,55mm150mm,无热处理和硬度要求。 2.3 确定加工方法加工方法的选择原则是保证加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求。由于获
6、得同一级精度及表面粗糙度的加工方法一样有许多,因而在实际选择时,要结合零件的形状、尺寸大小和形位公差要求等全面考虑。 图上几个精度要求较高的尺寸,因其公差值较小,因此编程时没有取平均值,而取其差不多尺寸。 在轮廓线上,有个锥度10度坐标P1、 和一处圆弧切点P2,在编程时要求出其坐标,P1(45.29 ,75) P2(35,56.46)。 通过以上数据分析,考虑加工的效率和加工的经济性,最理想的加工方式为车削,考虑该零件为大批量加工,故加工设备采纳数控车床。依照加工零件的外形和材料等条件,选用CJK6032数控机床。2.4 确定加工方案 零件上比较周密表面的加工,常常是通过粗加工、半精加工和精
7、加工逐步达到的。对这些表面仅仅依照质量要求选择相应的最终加工方法是不够的,还应正确地确定从毛坯到最终成形的加工方案。 毛坯先夹持左端,车右端轮廓113mm处,右端加工39mm、S42mm、 R9mm、35mm、锥度为10度的外圆,52mm.调头装夹已加工52mm外圆,左端加工25mm33mm、切退刀槽、加工螺纹M25mm1.5mm. 该典型轴加工顺序为: 预备加工-车端面-粗车右端轮廓-精车右端轮廓-切槽-工件调头 -车端面-粗车左端轮廓-精车左端轮廓-切退刀槽-粗车螺纹-精车螺纹。第3章 工件的装夹3.1 定位基准的选择在制定零件加工的工艺规程时,正确地选择工件的定位基准有着十分重要的意义。
8、定位基准选择的好坏,不仅阻碍零件加工的位置精度,而且对零件各表面的加工顺序也有专门大的阻碍。合理选择定位基准是保证零件加工精度的前提,还能简化加工工序,提高加工效率。 3.2定位基准选择的原则1)基准重合原则。为了幸免基准不重合误差,方便编程,应选用工序基准作为定位基准,尽量使工序基准、定位基准、编程原点三者统一。2)便于装夹的原则。所选择的定位基准应能保证定位准确、可靠,定位、夹紧机构简单、易操作,放开性好,能够加工尽可能多的表面。3)便于对刀的原则。批量加工时在工件坐标系差不多确定的情形下,保证对刀的可能性和方便性。 3.3确定零件的定位基准以左右端大端面为定位基准。 3.4装夹方式的选择
9、为了工件不致于在切削力的作用下发生位移,使其在加工过程始终保持正确的位置,需将工件压紧夹牢。合理的选择夹紧方式十分重要,工件的装夹不仅阻碍加工质量,而且对生产率,加工成本及操作安全都有直截了当阻碍。3.5数控车床常用的装夹方式1)在三爪自定心卡盘上装夹。三爪自定心卡盘的三个卡爪是同步运动的,能自动定心,一样不需要找正。该卡盘装夹工件方便、省时,但夹紧力小,适用于装夹外形规则的中、小型工件。2)在两顶尖之间装夹。关于尺寸较大或加工工序较多的轴类工件,为了保证每次装夹时的装夹精度,可用两顶尖装夹。该装夹方式适用于多序加工或精加工。3)用卡盘和顶尖装夹。当车削质量较大的工件时要一段用卡盘夹住,另一段
10、用后顶尖支撑。这种方式比较安全,能承担较大的切削力,安装刚性好,轴向定位准确,应用较广泛。4)用心轴装夹。当装夹面为螺纹时再做个与之配合的螺纹进行装夹,叫心轴装夹。这种方式比较安全,能承担较大的切削力,安装刚性好,轴向定位准确。 3.6 确定合理的装夹方式 装夹方法:先用三爪自定心卡盘毛坯左端,加工右端达到工件精度要求;再工件调头,用三爪自定心卡盘毛坯右端52,再加工左端达到工件精度要求。第4章 刀具及切削用量 4.1 选择数控刀具的原则刀具寿命与切削用量有紧密关系。在制定切削用量时,应第一选择合理的刀具寿命,而合理的刀具寿命则应依照优化的目标而定。一样分最高生产率刀具寿命和最低成本刀具寿命两
11、种,前者依照单件工时最少的目标确定,后者依照工序成本最低的目标确定。 选择刀具寿命时可考虑如下几点依照刀具复杂程度、制造和磨刀成本来选择。复杂和精度高的刀具寿命应选得比单刃刀具高些。关于机夹可转位刀具,由于换刀时刻短,为了充分发挥其切削性能,提高生产效率,刀具寿命可选得低些,一样取15-30min。关于装刀、换刀和调刀比较复杂的多刀机床、组合机床与自动化加工刀具,刀具寿命应选得高些,尤应保证刀具可靠性。车间内某一工序的生产率限制了整个车间的生产率的提高时,该工序的刀具寿命要选得低些当某工序单位时刻内所分担到的全厂开支M较大时,刀具寿命也应选得低些。大件精加工时,为保证至少完成一次走刀,幸免切削
12、时中途换刀,刀具寿命应按零件精度和表面粗糙度来确定。与一般机床加工方法相比,数控加工对刀具提出了更高的要求,不仅需要冈牲好、精度高,而且要求尺寸稳固,耐用度高,断和排性能坛同时要求安装调整方便,如此来满足数控机床高效率的要求。数控机床上所选用的刀具常采纳适应高速切削的刀具材料(如高速钢、超细粒度硬质合金)并使用可转位刀片。4.2 选择数控车削用刀具数控车削车刀常用的一样分成型车刀、尖形车刀、圆弧形车刀以及三类。成型车刀也称样板车刀,其加工零件的轮廓形状完全由车刀刀刃的形伏和尺寸决定。数控车削加工中,常见的成型车刀有小半径圆弧车刀、非矩形车槽刀和螺纹刀等。在数控加工中,应尽量少用或不用成型车刀。
13、尖形车刀是以直线形切削刃为特点的车刀。这类车刀的刀尖由直线形的主副切削刃构成,如90内外圆车刀、左右端面车刀、切槽(切断)车刀及刀尖倒棱专门小的各种外圆和内孔车刀。尖形车刀几何参数(要紧是几何角度)的选择方法与一般车削时差不多相同,但应结合数控加工的特点(如加工路线、加工干涉等)进行全面的考虑,并应兼顾刀尖本身的强度。二是圆弧形车刀。圆弧形车刀是以一圆度或线轮廓度误差专门小的圆弧形切削刃为特点的车刀。该车刀圆弧刃每一点差不多上圆弧形车刀的刀尖,应此,刀位点不在圆弧上,而在该圆弧的圆心上。圆弧形车刀能够用于车削内外表面,专门适合于车削各种光滑连接(凹形)的成型面。选择车刀圆弧半径时应考虑两点车刀
14、切削刃的圆弧半径应小于或等于零件凹形轮廓上的最小曲率半径,以免发生加工干浅该半径不宜选择太小,否则不但制造困难,还会因刀尖强度太弱或刀体散热能力差而导致车刀损坏。4.3 设置刀点和换刀点刀具怎么说从什么位置开始移动到指定的位置呢?因此在程序执行的一开始,必须确定刀具在工件坐标系下开始运动的位置,这一位置即为程序执行时刀具相关于工件运动的起点,因此称程序起始点或起刀点。此起始点一样通过对刀来确定,因此,该点又称对刀点。在编制程序时,要正确选择对刀点的位置。对刀点设置原则是:便于数值处理和简化程序编制。易于找正并在加工过程中便于检查,引起的加工误差小。对刀点能够设置在加工零件上,也能够设置在夹具上
15、或机床上,为了提高零件的加工精度,对刀点应尽量设置在零件的设计基准或工艺基谁上。实际操作机床时,可通过手工对刀操作把刀具的刀位点放到对刀点上,即“刀位点”与“对刀点”的重合。所谓“刀位点”是指刀具的定位基准点,车刀的刀位点为刀尖或刀尖圆弧中心。平底立铣刀是刀具轴线与刀具底面的交点。球头铣刀是球头的球心,钻头是钻尖等。用手动对刀操作,对刀精度较低,且效率低。而有些工厂采纳光学对刀镜、对刀仪、自动对刀装置等,以减少对刀时刻,提高对刀精度。加工过程中需要换刀时,应规定换刀点。所谓“换刀点”是指刀架转动换刀时的位置,换刀点应设在工件或夹具的外部,以换刀时不碰工件及其它部件为准。 4.4 确定切削用量
16、数控编程时,编程人员必须确定每道工序的切削用量,并以指令的形式写人程序中。切削用量包括主轴转速、背吃刀量及进给速度等。关于不同的加工方法,需要选用不同的切削用量。切削用量的选择原则是:保证零件加工精度和表面粗糙度,充分发挥刀具切削性能,保证合理的刀具耐用度,并充分发挥机床的性能,最大限度提高生产率,降低成本。第5章 典型轴类零件的加工5.1 轴类零件加工工艺分析(1) 技术要求 轴类零件的技术要求要紧是支承轴颈和配合轴颈的径向尺寸精度和形位精度,轴向一样要求不高。轴颈的直径公差等级通常为IT6-IT8,几何形状精度要紧是圆度和圆柱度,一样要求限制在直径公差范畴之内。相互位置精度要紧是同轴度和圆
17、跳动;保证配合轴颈关于支承轴颈的同轴度,是轴类零件位置精度的普遍要求之一。图为专门零件,径向和轴向公差和表面精度要求较高。 (2)毛坯选择 轴类零件除光滑轴和直径相差不大的阶梯轴采纳热轧或冷拉圆棒料外,一样采纳锻件;发动机曲轴等一类轴件采纳球墨铸铁铸件比较多。如图典型轴类直径相差不大,采纳直径为60mm,材料45#钢,在锯床上按150mm长度下料。(3)定位基准选择 轴类零件外圆表面、内孔、螺纹等表面的同轴度,以及端面对轴中心线的垂直度是其相互位置精度的要紧项目,而这些表面的设计基准一样差不多上轴中心线。用两中心孔定位符合基准重合原则,同时能够最大限度地在一次装夹中加工出多格外圆表面和端面,因
18、此常用中心孔作为轴加工的定位基准。当不能采纳中心孔时或粗加工是为了提高工作装夹刚性,可采纳轴的外圆表面作定位基准,或是以外圆表面和中心孔共同作为定位基准,能承担较大的切削力,但重复定位精度并不太高。 数控车削时,为了能用同一程序重复加工和工件调头加工轴向尺寸的准确性,或为了端面余量平均,工件轴向需要定位。采纳中心孔定位时,中心孔尺寸及两端中心孔间的距离要保持一致。以外圆定位时,则应采纳三爪自定心卡盘反爪装夹或采纳限未支承,以工件端面或台阶儿面作为轴向定位基准。(4)轴类零件的预备加工 车削之前常需要依照情形安排预备加工,内容通常有:直-毛坯出厂时或在运输、保管过程中,或热处理经常会发生弯曲变形
19、。过量弯曲变形会造成加工余量不足及装夹不可靠。因此在车削前需增加校直工序。 切断-用棒料切得所需长度的坯料。切断可在弓形锯床、圆盘锯床和带锯上进行,也能够在一般车床切断或在冲床上用冲模冲切。 车端面和钻中心孔对数控车削而言,通常将他们作为预备加工工序安排。 (5) 热处理工序 铸、锻件毛坯在粗车前应依照材质和技术要求安排正火火退火处理,以排除应力,改善组织和切削性能。性能要求较高的毛坯在粗加工后、精加工前应安排调质处理,以提高零件的综合机械性能;关于硬度和耐磨性要求不高的零件,调质也常作为最终热处理。相对运动的表面需在精加工前或后进行表面淬火处理或进行化学热处理,以提高其耐磨性。(6) 加工工
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 数控 零件 加工 工艺 设计
链接地址:https://www.31ppt.com/p-4264499.html