第一篇:车轮类零件钳工工艺设计论文(feisuxs推荐)
目录
车轮类零件结构特征及工作特点……………………
一
二
毛坯的选择……………………………………………。
三
3.1
3.1
3.1
3.1.3.2
3.3
3.3
3.3
四
车轮钳工工艺…………………………………………
划线前的准备工作。……………………….……………….1划线工具…………………………………………………….2划线涂料…………………………………………………….3毛坯清理及检验……………………………………………..钳工划线的基本操作知识…………………………………
划线工艺步骤………………………………………………
1毛坯划线………………………………………………….2键槽划线…………………………………………………
结论…………………………………………………….车轮类零件钳工工艺设计
摘要:本文介绍一种冶金车辆车轮类零件钳工工艺设计机械制造的加工过程,毛坯的制造及机制钳工工艺方面进行分析论述对车轮类零件的加工工具有一定的指导和借鉴意义。
关键词:车轮
制造
钳工
工艺
设计
1车轮类车轮类零件结构特征及工作特点。
车轮类零件是机器设备及运输车辆上应用最为广泛的典型回转件如汽车车轮火车车轮冶金车辆车轮等。车轮作为特殊结构的承载行走零件是车辆运输不可缺少的运动部件。结构特征由:踏面,轮毂,轮像,轮辐组成。
2.毛坯的选择。
冶金车轮采用铸钢ZG310——570,其选用依据:铸造适用于形状复杂,力学性能要求较高的几零件。铸造碳刚广泛用于制造重型机械的某些零件。根据车轮是在重载低速下工作,且结构复杂所以选用ZG310——570作为车轮材料。
3车轮钳工工艺。
3.1划线前的准备工作。3.1.1划线工具
钳工常用的划线工具有钢直尺、划线平板、划针、划线盘、高度游标卡尺、手锤、样冲、角尺和角度规及支持工具等。
1.钢直尺主要用来量取尺寸、测量工件以及作划直线时的导向工具。
2.划线平板:由铸铁制成,经过精刨及刮研,达到国家精度要求。划线时要各处均匀使用,避免局部磨凹,并要经常保持清洁,防止碰坏,禁止锤打。不用时要上油加盖 3.划针:用来在工件上划线条。
4.划线盘:用来划线或找正工件位置。5.高度游标卡尺:用于测量和划线。6手锤: 用来敲击工件 7.样冲:用于打样冲眼。
8.角尺:在划线时常用作划垂直线或平行线的导向工具,也可用来找正工件平面在划线平台上的垂直位置。
9.角度规:用于划角度线。10.其他
31.2划线涂料
为了使划线的线条清晰,一般都要在工件的划线的部位涂上一层薄而匀的涂料。常用的有石灰水,一般用于表面粗糙的铸,锻件毛坯上的划线;酒精色溶液和硫酸铜溶液,用于已加工表面上划线。
所以,在这里我们选用石灰水
3.1.3毛坯清理及检验
首先,对车轮毛坯进行清理,去除表面残渣粉尘,剔除毛刺,一般铸件有氧化层也应去除。检查毛坯外圆尺寸Φ870mm,Φ820mm,中心孔Φ180mm,宽220mm,150mm,是否符合要求。
其次,还应检查毛坯是否有铸造缺陷,一般有气孔:呈圆形、椭圆形、梨形等空洞,多半内壁光滑,大小不等,孤立 或成群不均匀分布在铸件的内部或靠近铸件表面。(包括皮下气孔、针孔、角部热节气孔等)缩孔:位于铸件热节或最后凝固部位形成的宏观的空洞,形状不规则,孔壁粗糙。
如有缺陷,就应借料找正。
清理毛坯 铸造铁陷 毛刺 氧化皮等
加工余量定10mm毛坯外圆尺寸¢870 ¢820 中心孔¢180 宽220 150是否符合要求。
加工余量大小对工件质量及生产率的影响。
3.2钳工划线的基本操作知识
在生产量不是定型或不是成批的情况下,所有的毛坯或半成品有许多是要在划线后才能进行加工的,所以划线是钳工必须应该掌握的基本功,不具备这项基本功,就不可能完成工作任务
划线的用途,作用1.确定工件的加工余粮,使机械加工有明确的尺寸界线; 2.便于复杂工件在机床上安装,可以按画线找正定位; 3.能够及时发现和处理不合格的毛坯,避免加工后造成的损失; 4.采用借料画线可以使误差不大的毛坯得到补救,使加工后的零件仍能符合要求.划线基准的选择:在零件的许多点、线、面中,用少数点、线、面能确定其它点、线、面相互位置,这些少数的点、线、面被称为划线基准。基准就是确定其它点、线、面位置的依据,划线时都应从基准开始,在零件图中确定其它点、线、面位置的基准为设计基准,零件图的设计基准和划线基准是一致的。基本原则是:
① 以两个相互垂直的平面或直线为基准;
② 以一个平面或一条直线和一条中心线为基准;
③ 以两条相互垂直的中心线为基准。
3.3划线工艺步骤 3.3.1毛坯划线
调平找正,涂刷白粉在中心孔加入木条,核对尺寸¢850 ¢800 ¢200加工余量是否合理如不合理怎样借料。
划线L尺寸:(310-200)/2=55
(850-700)/2=50
R=850/2=425
R=(200-4)/2=98
¢850,¢196等 游标高度尺划车轮厚度200尺寸,具体划线方法划线L尺寸:(310-200)/2=55
(850-700)/2=50
R=850/2=425
R=(200-4)/2=98 ……..找正方法,找正即根据加工要求用划线工具检查或找正工件上有关不加工的表面,使之处于合理的位置。
找正时应掌握如下几点:
⑴ 为保证不加工面与加工面间各点距离相同,应将不加工面校正水平或垂直(指不加工面为水平或垂直位置时)。
⑵ 当有多个不加工面时,应从面积最大 的找正,同时兼顾其它不加工面,以保证壁厚 尽量均匀,孔与轮毂或凸台尽量同轴。
⑶ 当没有不加工表面时,要以加工面的毛 坯孔外形与凸台位置来找正。
⑷ 所划的工件为多孔的箱体时,要保证各 孔均有加工余量而与凸台尽量同轴。
借料方法: 通过划线把各加工面的余量重新合理分配,使之达到加工要求。这种补救性的划线,称为借料。
借料应掌握的要点是:需要进行借料划线时,应先测量毛坯各部位的尺寸,并对各平面、各孔的加工余量及毛坯的偏移量进行综合分析;根据图纸技术要求,对各加工面的实际加工量进行合理的分配;确定借料的方向与距离,定出划线基准面;以确定的中心线或中心点作基准进行划线。
步骤
将工件放在千斤顶上,根据孔中心和上表面调节千斤顶进行找正,使工件水平。水平的找正可使用划针盘进行。
⑵ 根据尺寸划出各水平线。先划出基准线,再划出其它水平线。⑶ 翻转90º,用直角尺找正后。划出相互垂直的线。
⑷ 将工件再翻转90º,用直角尺在两个方向上找正、划线。
⑸ 划完检查无误后,在所划的线上打出样冲眼,此时划线即告完毕。
划线操作时应注意事项:
1.工件夹持要稳妥,以防滑倒或移动。
2.在一次支承中,应把需要划出的平行线划全,以免再次支承补划,造成误差。3.应正确使用划针、划针盘、高度游标尺及直角尺等划线工具,以免产生误差。)
标记,转交车削工序加工。
3.3.2键槽划线
平放,中心孔加木条以¢200圆为基准找圆心
对称反尺寸22.5划分45尺寸线,确定键槽位置线检验。转交插削工序加工。4:结论
通过车轮类产品钳工划线认识到任何机械零件加工制造都必须经过钳工划线这一重要环节对保证产品质量降低成本有着重要意义。1钳工所画的线是一个待加工零件的基准,相当于坐标,表明其它加工工序的位置要按此加工!2.便于复杂工件在机床上安装,可以按画线找正定位; 3.能够及时发现和处理不合格的毛坯,避免加工后造成的损失; 4.采用借料画线可以使误差不大的毛坯得到补救,使加工后的零件仍能符合要求。总之其作用是通过发现毛料缺陷,找正,借料,使之符合机加工要求,附带工件检测,为下道工序做好加工准备。
参考文献
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[2]机械制造工艺基础
[3]机械工程材料
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[5]钳工工艺学
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机械工业出版社
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中国社会劳动保障出版社
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中国社会劳动保障出版社
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高等教育出版社
第二版
化学工业出版社
试用版
高等教育出版社
1999.5 2001.6 2006.6 2006.6 2005.6 2000.7 1987.12 1981.1
第二篇:车轮类零件钳加工划线工艺一体化教学探索
车轮类零件钳加工划线工艺一体化教学探索
摘 要:本文从一体化教学实践的角度介绍了车轮类零件钳工划线工艺设计的方法。
关键词:车轮 钳工划线
随着科技发展,钳工的工作范围越来越广,技术水平也不断提高。钳工划线是确保壁厚均匀的关键工艺,对保证产品质量、提高劳动生产率和降低成本有着重要的意义。
一、车轮类零件结构
车轮类零件是应用广泛的回转件,由踏面、轮毂、轮缘、轮辐组成。轮毂及轮缘是关键受力部位,必须确保壁厚均匀。
图
如图所示为冶金车辆车轮零件图,工件材质为ZG310-570,轮缘尺寸φ850mm、宽200mm,踏面直径为φ800、宽150mm,轮毂尺寸外径φ310mm、中心孔φ200H7,轮辐厚度50mm,键槽尺寸、45±0.03。
二、钳工划线
车轮毛坯钳工划线是确保轮毂、轮缘壁厚最关键的一步,必须准确。
1.准备工作
(1)划线工具。工具主要包括平台、划针、划规、游标高度尺、方尺、样冲、90°角尺、垫铁(或千斤顶)、手锤、直尺。
(2)划线涂料。为使划线清晰,一般在划线部位涂上一层涂料,常用的有大白粉或白粉笔。
(3)毛坯清理及检验。查看铸件有无铸造缺陷,清理型砂、毛刺、氧化皮等,检查毛坯加工余量。
2.划线步骤
钳工划线时必须考虑承载受力的结构特点,合理分配加工余量。
(1)毛坯划线。①车轮平放,底部三点加垫铁找平,用90°角尺沿四周靠外圆φ870mm调平找正。②车轮顶面及外圆面涂大白粉。③在中心孔φ180mm顶面加木条,让木条与端面上平面对齐,分别以不加工内圆φ700mm和内圆φ310mm为基准用3点定圆心,在木条上找出圆心,核对内外φ850mm、φ800mm、φ200mm加工余量分配,如不合理,就用借料方法调整圆心位置,保证轮毂部位壁厚尺寸均匀。厚度应为(310-200)/2=55mm及车缘部位壁厚为(850-700)/2=50mm,并确保各加工表面有足够的加工余量。
对于确定好的圆心,用划针划出十字,然后以该中心为基准分别以半径R=850/2=425mm,R=(200-4)/2=98mm,用划规划出轮圆外圆φ850mm,中心轴孔粗加工艺后的尺寸φ196mm尺寸线,然后用直尺检验外圆φ850mm、内圆φ196mm尺寸是否正确。
毛坯划线前要做好找正。首先应按不加工表面找正,有两个以上不加工表面时,应选重要的或较大的表面为依据,兼顾其他不加工表面;没有不加工表面时,通过对各加工表面自身位置找正。工件的误差或缺陷用找正不能补救时,可采用借料来解决。借料的步骤是:测量工件的误差,找出偏移部位,测出偏移移量;确定借料方向和大小,合理分配各部位的加工余量,划出基准线;以基准线为依据,依次划出其余各线;用游标高度尺,划出车轮厚度200mm尺寸,标记,并用直尺检验尺寸是否正确;用手锤样冲在已划好线的部位做出标记,然后转交车削工序进行加工。划线方法为:用划线盘测出轮辐平放面高度的尺寸,然后以车辐壁厚50mm为基准,往上下返200mm高度相应尺寸,即用高度尺标定出,用划线盘测出轮辐平放面的高度尺寸,然后上返(200-50)/2=75mm,在φ870mm外圆平放顶面划出此线一周,在此高度位置下返200mm,在φ870mm外圆平放底面划出另一高度线一周,完成高度划线。
(2)键槽划线。①内外圆及端面加工好后,车轮平放在平台上。②在中心孔φ200mm上顶面加木条,让木条与端面上平面齐平。以φ200mm圆为基准,用三点定圆心法在木条上找出圆心,参照两个φ50mm孔中心位置用划针和方尺划出中心十字线,以(210.4-100)=110.4mm为半径划出210.4mm尺寸线,按图样位置以十字中心线为基准,对称返尺寸22.5mm,用划针划出45mm尺寸线,确定键槽位置线,检验划线尺寸无误后转交插削工序进行键槽加工。
(作者单位:秦皇岛技师学院)
第三篇:轴类零件加工工艺及夹具设计
论文题目:
轴类零件加工工艺及夹具设计
学生姓名: 学 号: 所在院部: 所学专业: 指导老师:
完成时间:2010年03月
摘 要
轴类零件是机器中经常遇到的典型零件之一。它在机械中主要用于支承齿轮、带轮、凸轮以及连杆等传动件,以传递扭矩。按结构形式不同,轴可以分为阶梯轴、锥度心轴、光轴、空心轴、曲轴、凸轮轴、偏心轴、各种丝杠等轴的长径比小于5的称为短轴,大于20的称为细长轴,大多数轴介于两者之间;轴用轴承支承,与轴承配合的轴段称为轴颈。轴颈是轴的装配基准,它们的精度和表面质量一般要求较高。根据零件的结构及其功能,运用定位夹紧的知识完成了夹具设计。
关键词:轴类零件、轴颈、夹具
Abstract
The machine shaft is often encountered in one of the typical components.It is mainly used for support in mechanical gears, pulleys, cams and connecting rods and other transmission parts, to transfer torque.Different forms according to the structure, the axis can be pided into stepped shaft, taper spindle, axis, hollow shaft, crankshaft, camshaft, eccentric shafts, all kinds of screw shaft such as short axis aspect ratio of less than 5 large known as the slender shaft 20, most shaft in between;shaft bearings bearing, and bearing with the shaft segment called the journal.Journal is the axis of the assembly base, and their general requirements for precision and high surface quality.According to parts of the structure and function, using the knowledge of locating and clamping fixture design completed.Key words:Shaft, journ 2
目录
1.轴类零件技术要求.................................3
1.1、尺寸精度........................................3 1.2、几何形状精度....................................3 1.3、相互位臵精度...................................3 1.4、表面粗糙度......................................3 2.轴类零件的毛胚和材料..............................4 2.1 轴类零件的毛胚...................................4 2.2 轴类零件的材料...................................4 3.轴类零件一般加工要求及方法........................5 3.1 轴类零件加工工艺规程注意点.......................5 3.2 轴类零件加工的技术要求...........................5 3.3 轴类零件的热处理.................................6 4.轴类零件工艺路线....................................................................................................6 4.1、传承轴图样分析..................................7 4.2、确定毛坯........................................8 4.3、确定主要表面的加工方法.........................8 4.4、确定定位基准....................................8 4.5、划分阶段........................................9 4.6、热处理工序安排..................................9 4.7、加工尺寸和切削用量..............................9 4.8、拟定工艺过程...................................9 5.细长轴加工工艺特点...............................................................................................10
5.1、改进工件的装夹方法...………………………………..10 5.2、采用跟刀架.....................................10 5.3、采用反向进给...................................11 5.4、采用车削细长轴的车刀...........................11 6.夹具的设计...................................................................................................................12 6.1 铣床夹具设计.....................................................................................................12 6.1.1、六点定位原理........................................13 6.1.2、应用定位原理几种情况................................11(1)完全定位.............................................11(2)部分定位.............................................11(3)过定位(重复定位)...................................11 6.1.3、确定要限制的自由度..................................14 6.1.4、定位方案选择........................................14 6.1.5、计算定位误差........................................15(1)夹紧方案..............................................16(2)对刀方案..............................................16(3)夹具体与定位键........................................16(4)夹具总图上的尺寸、公差和技术要求......................16(5)夹具精度分析..........................................17 6.2 各类铣床夹具.....................................................................................................18
6.2.1、铣床夹具............................................18(1)铣床夹具的分类........................................18(2)铣床常用通用夹具的结构................................18(3)铣床夹具的设计特点....................................18 6.2.2、典型数控机床夹具....................................19
1、数控铣床夹具............................................19
2、数控铣削加工常用的夹具大致有以下几种:...................7
结束语.............................................21 谢 词............................................22 参考文献...........................................23
1.轴类零件技术要求 2.1.1尺寸精度
起支承作用的轴颈为了确定轴的位臵,通常对其尺寸精度要求较高(IT5~IT7)。装配传动件的轴颈尺寸精度一般要求较低(IT6~IT9)。
1.2几何形状精度
轴类零件的几何形状精度主要是指轴颈、外锥面、莫氏锥孔等的圆度、圆柱度等,一般应将其公差限制在尺寸公差范围内。对精度要求较高的内外圆表面,应在图纸上标注其允许偏差。
1.3 相互位臵精度
轴类零件的位臵精度要求主要是由轴在机械中的位臵和功用决定的。通常应保证装配传动件的轴颈对支承轴颈的同轴度要求,否则会影响传动件(齿轮等)的传动精度,并产生噪声。普通精度的轴,其配合轴段对支承轴颈的径向跳动一般为0.01~ 0.03mm,高精度轴(如主轴)通常为0.001~ 0.005mm。
1.4表面粗糙度
一般与传动件相配合的轴径表面粗糙度为Ra2.5~0.63μm,与轴承相配合的支承轴径的表面粗糙度为Ra0.63~0.16μm。
2.轴类零件的毛胚和材料
2.1 轴类零件的毛胚
轴类零件可根据使用要求、生产类型、设备条件及结构,选用棒料、锻件等毛坯形式。对于外圆直径相差不大的轴,一般以棒料为主;而对于外圆直径相差大的阶梯轴或重要的轴,常选用锻件,这样既节约材料又减少机械加工的工作量,还可改善机械性能。
根据生产规模的不同,毛坯的锻造方式有自由锻和模锻两种。中小批生产多采用自由锻,大批大量生产时采用模锻。
2.2 轴类零件的材料
轴类零件应根据不同的工作条件和使用要求选用不同的材料并采用不同的热处理规范(如调质、正火、淬火等),以获得一定的强度、韧性和耐磨性。
45钢是轴类零件的常用材料,它价格便宜经过调质(或正火)后,可得到较好的切削性能,而且能获得较高的强度和韧性等综合机械性能,淬火后表面硬度可达45~52HRC。
40Cr等合金结构钢适用于中等精度而转速较高的轴类零件,这类钢经调质和淬火后,具有较好的综合机械性能。
轴承钢GCr15和弹簧钢65Mn,经调质和表面高频淬火后,表面硬度可达50~58HRC,并具有较高的耐疲劳性能和较好的耐磨性能,可制造较高精度的轴。
精密机床的主轴(例如磨床砂轮轴、坐标镗床主轴)可选用38CrMoAIA氮化钢。这种钢经调质和表面氮化后,不仅能获得很高的表面硬度,而且能保持较软的芯部,因此耐冲击韧性好。与渗碳淬火钢比较,它有热处理变形很小,硬度更高的特性。
3.轴类零件一般加工要求及方法
3.1 轴类零件加工工艺规程注意点
在学校机械加工实习课中,轴类零件的加工是学生练习车削技能的最基本也最重要的项目,但学生最后完工工件的质量总是很不理想,经过分析主要是学生对轴类零件的工艺分析工艺规程制订不够合理。
轴类零件中工艺规程的制订,直接关系到工件质量、劳动生产率和经济效益。一零件可以有几种不同的加工方法,但只有某一种较合理,在制订机械加工工艺规程中,须注意以下几点:
(1)零件图工艺分析中,需理解零件结构特点、精度、材质、热处理等技术要求,且要
研究产品装配图,部件装配图及验收标准。
(2)渗碳件加工工艺路线一般为:下料→锻造→正火→粗加工→半精加工→渗碳→去碳加工(对不需提高硬度部分)→淬火→车螺纹、钻孔或铣槽→粗磨→低温时效→半精磨→低温时效→精磨。
(3)粗基准选择:有非加工表面,应选非加工表面作为粗基准。对所有表面都需加工的铸件轴,根据加工余量最小表面找正。且选择平整光滑表面,让开浇口处。选牢固可靠表面为粗基准,同时,粗基准不可重复使用。
(4)精基准选择:要符合基准重合原则,尽可能选设计基准或装配基准作为定位基准。符合基准统一原则。尽可能在多数工序中用同一个定位基准。尽可能使定位基准与测量基准重合。选择精度高、安装稳定可靠表面为精基准。
3.2 轴类零件加工的技术要求
(1)尺寸精度轴类零件的主要表面常为两类,一类是与轴承的内圈配合的外圆轴颈,即支承轴颈,用于确定轴的位臵并支承轴,尺寸精度要求较高,通常为IT5~IT7;另一类为与各类传动件配合的轴颈,即配合轴颈,其精度稍低,通常为IT6~IT9。
(2)几何形状精度主要指轴颈表面、外圆锥面、锥孔等重要表面的圆度、圆柱度。其误差一般应限制在尺寸公差范围内,对于精密轴,需在零件图上另行规定其几何形状精度。
(3)相互位臵精度包括内、外表面,重要轴面的同轴度、圆的径向跳动、重要端面对轴心线的垂直度、端面间的平行 5
度等。
(4)表面粗糙度轴的加工表面都有粗糙度的要求,一般根据加工的可能性和经济性来确定。
3.3 轴类零件的热处理
(1)锻造毛坯在加工前,均需安排正火或退火处理,使钢材内部晶粒细化,消除锻造应力,降低材料硬度,改善切削加工性能。
(2)调质一般安排在粗车之后、半精车之前,以获得良好的物理力学性能。
(3)表面淬火一般安排在精加工之前,这样可以纠正因淬火引起的局部变形。
(4)精度要求高的轴,在局部淬火或粗磨之后,还需进行低温时效处理。
4.轴类零件工艺路线
(1)轴类零件是常见的零件之一。按轴类零件结构形式不同,一般可分为光轴、阶梯轴和异形轴三类;或分为实心轴、空心轴等。它们在机器中用来支承齿轮、带轮等传动零件,以传递转矩或运动。
(2)对于7级精度、表面粗糙度Ra0.8~0.4μm的一般传动轴,其工艺路线是:正火-车端面钻中心孔-粗车各表面-精车各表面-铣花键、键槽-热处理-修研中心孔-粗磨外圆-精磨外圆-检验。
(3)轴类零件一般采用中心孔作为定位基准,以实现基准统一的方案。在单件小批生产中钻中心孔工序常在普通车床上进行。在大批量生产中常在铣端面钻中心孔专用机床上进行。
(4)中心孔是轴类零件加工全过程中使用的定位基准,其质量对加工精度有着重大影响。所以必须安排修研中心孔工序。修研中心孔一般在车床上用金刚石或硬质合金顶尖加压进行。
(5)对于空心轴(如机床主轴),为了能使用顶尖孔定位,一般均采用带顶尖孔的锥套心轴或锥堵。若外圆和锥孔需反复多次、互为基准进行加工,则在重装锥堵或心轴时,必须按外圆找正或重新修磨中心孔。
(6)轴上的花键、键槽等次要表面的加工,一般安排在外圆精车之后,磨削之前进行。因为如果在精车之前就铣出键槽,在精车时由于断续切削而易产生振动,影响加工质量,又容易损坏刀具,也难以控制键槽的尺寸。但也不应安排在外圆精磨之后进行,以免破坏外圆表面的加工精度和表面质量。
(7)在轴类零件的加工过程中,应当安排必要的热处理工序,以保证其机械性能和加工精度,并改善工件的切削加工性。一般毛坯锻造后安排正火工序,而调质则安排在粗加工后进行,以便消除粗加工后产生的应力及获得良好的综合机械性能。淬火工序则安排在磨削工序之前。
(8)台阶轴的加工工艺较为典型,反映了轴类零件加工的大部分内容与基本规律。下面就以减速箱中的传动轴为例,介绍一般台阶轴的加工工艺。
4.1、传承轴图样分析
图4.1
(1)图4.1所示零件是减速器中的传动轴。它属于台阶轴类零件,由圆柱面、轴肩、螺纹、螺尾退刀槽、砂轮越程槽和键槽等组成。轴肩一般用来确定安装在轴上零件的轴向位臵,各环槽的作用是使零件装配时有一个正确的位臵,并使加工中磨削外圆或车螺纹时退刀方便;键槽用于安装键,以传递转矩;螺纹用于安装各种锁紧螺母和调整螺母。
(2)根据工作性能与条件,该传动轴图样(图4.1)规定了主要轴颈M,N,外圆P、Q以及轴肩G、H、I有较高的尺寸、位臵精度和较小的表面粗糙度值,并有热处理要求。这些技术要求必须在加工中给予保证。因此,该传动轴的关键工序是轴颈M、N和外圆P、Q的加工。
4.2、确定毛坯
该传动轴材料为45钢,因其属于一般传动轴,故选45钢可满足其要求。本例传动轴属于中、小传动轴,并且各外圆直径尺寸相差不大,故选择¢60mm的热轧圆钢作毛坯。
4.3、确定主要表面的加工方法
传动轴大都是回转表面,主要采用车削与外圆磨削成形。由于该传动轴的主要表面M、N、P、Q的公差等级(IT6)较高,表面粗糙度Ra值(Ra=0.8 um)较小,故车削后还需磨削。外圆表面的加工方案可为:粗车→半精车→磨削。
4.4、确定定位基准
(1)合理地选择定位基准,对于保证零件的尺寸和位臵精度有着决定性的作用。由于该传动轴的几个主要配合表面(Q、P、N、M)及轴肩面(H、G)对基准轴线A-B均有径向圆跳动和端面圆跳动的要求,它又是实心轴,所以应选择两端中心孔为基准,采用双顶尖装夹方法,以保证零件的技术要求。
(2)粗基准采用热轧圆钢的毛坯外圆。中心孔加工采用三爪自定心卡盘装夹热轧圆钢的毛坯外圆,车端面、钻中心孔。但必须注意,一般不能用毛坯外圆装夹两次钻两端中心孔,而应该以毛坯外圆作粗基准,先加工一个端面,钻中心孔,车出一端外圆;然后以已车过的外圆作基准,用三爪自定心卡盘装夹(有时在上工步已车外圆处搭中心架),车另一端面,钻中心孔。如此加工中心孔,才能保证两中心孔同轴。
4.5、划分阶段
对精度要求较高的零件,其粗、精加工应分开,以保证零件的质量。该传动轴加工划分为三个阶段:粗车(粗车外圆、钻中心孔等),半精车(半精车各处外圆、台阶和修研中心孔及次要表面等),粗、精磨(粗、精磨各处外圆)。各阶段划分大致以热处理为界。
4.6、热处理工序安排
轴的热处理要根据其材料和使用要求确定。对于传动轴,正火、调质和表面淬火用得较多。该轴要求调质处理,并安排在粗车各外圆之后,半精车各外圆之前。
综合上述分析,传动轴的工艺路线如下:
下料→车两端面,钻中心孔→粗车各外圆→调质→修研中心孔→半精车各外圆,车槽,倒角→车螺纹→划键槽加工线→铣键槽→修研中心孔→磨削→检验。
4.7、加工尺寸和切削用量
(1)传动轴磨削余量可取0.5mm,半精车余量可选用1.5mm。加工尺寸可由此而定,见该轴加工工艺卡的工序内容。
(2)车削用量的选择,单件、小批量生产时,可根据加工情况由工人确定;一般可由《机械加工工艺手册》或《切削用量手册》中选取。
4.8、拟定工艺过程
定位精基准面中心孔应在粗加工之前加工,在调质之后和磨削之前各需安排一次修研中心孔的工序。调质之后修研中心孔为消除中心孔的热处理变形和氧化皮,磨削之前修研中心孔是为提高定位精基准面的精度和减小锥面的表面粗糙度值。拟定传动轴的工艺过程时,在考虑主要表面加工的同时,还要考虑次要表面的加工。在半精加工¢52mm、¢44mm及M24mm外圆时,应车到图样规定的尺寸,同时加工出各退刀槽、倒角和螺纹;三个键槽应在半精车后以及磨削之前铣削加工出来,这样可保证铣键槽时有较精确的定位基准,又可避免在精磨后铣键槽时破坏已精加工的外圆表面。
在拟定工艺过程时,应考虑检验工序的安排、检查项目及检验方法的确定。综上所述,所确定的该传动轴加工工艺过程见表4.1。
5.细长轴加工工艺特点
5.1、改进工件的装夹方法
粗加工时,由于切削余量大,工件受的切削力也大,一般采用卡顶法,尾座顶尖采用弹性顶尖,可以使工件在轴向自由伸长。但是,由于顶尖弹性的限制,轴向伸长量也受到限制,因而顶紧力不是很大。在高速、大用量切削时,有使工件脱离顶尖的危险。采用卡拉法可避免这种现象的产生。
精车时,采用双顶尖法(此时尾座应采用弹性顶尖)有利于提高精度,其关键是提高中心孔精度。
5.2、采用跟刀架
跟刀架是车削细长轴极其重要的附件。采用跟刀架能抵消加工时径向切削分力的影响,从而减少切削振动和工件变形,但必须注意仔细调整,使跟刀架的中心与机床顶尖中心保持一致。
5.3、采用反向进给
车削细长轴时,常使车刀向尾座方向作进给运动(此时应安装卡拉工具),这样刀具施加于工件上的进给力方向朝向尾座,因而有使工件产生轴向伸长的趋势,而卡拉工具大大减少了由于工件伸长造成的弯曲变形。
5.4、采用车削细长轴的车刀
车削细长轴的车刀一般前角和主偏角较大,以使切削轻快,减小径向振动和弯曲变形。粗加工用车刀在前刀面上开有断屑槽,使断屑容易。精车用刀常有一定的负刃倾角,使切屑流向待加。
6.夹具的设计
6.1 铣床夹具设计
图6-1所示拔叉零件,要求设计铣槽工序用的铣床夹具。根据工艺规程,在铣槽之前其它各表面均已加工好,本工序的加工要求是:槽宽14H11mm,槽深7mm,槽的中心平面与Ф26H7孔轴线的垂直度公差为0.08mm,槽侧面与E面的距离12 ±0.2mm,槽底面与B面平行。
拨插零件图6—1 6.1.1、六点定位原理
当工件在不受任何条件约束时,其位臵是任意的不确定的。设工件为一理想的钢体,并以一个空间直角坐标作为参照来观察钢体的位臵变动。由理论力学可知,在空间处于自由状态的钢体,具有六个自由度,即沿着X、Y、Z三个坐标轴的移动和绕着这三个坐标轴的转动,如图所示。用X、Y、Z和X、Y、Z分别表示沿三个坐标轴的移动和绕着这三个坐标轴转动的自由度。
六个自由度是工件在空间位臵不确定的最高程度。定位的任务,就是要限制工件的自由度。在夹具中,用分别适当的与工件接触的六个支撑点,来限制工件六个自由度的原理,称为六点定位原理。
6.1.2、应用定位原理几种情况(1)完全定位
工件的六个自由度全部被限制,它在夹具中只有唯一的位臵,称为完全定位。(2)部分定位
工件定位时,并非所有情况下都必须使工件完全定位。在满足加工要求的条件下,少于六个支撑点的定位称为部分定位。
在满足加工要求的前提下,采用部分定位可简化定位装臵,在生产中应用很多。如工件装夹在电磁吸盘上磨削平面只需限制三个自由度。(3)过定位(重复定位)
几个定位支撑点重复限制一个自由度,称为过定位。A、一般情况下,应该避免使用过定位。
通常,过定位的结果将使工件的定位精度受到影响,定位不确定可使工件(或定位件)产生变形,所以在一般情况下,过定位是应该避免的。B、过定位亦可合理应用
虽然工件在夹具中定位,通常要避免产生“过定位”,但是在某些条件下,合理地采用“过定位”,反而可以获得良好的效果。这对刚性弱而精度高的航空、仪表类工件更为显著。
工件本身刚性和支承刚性的加强,是提高加工质量和生产率的有效措施,生产中常有应用。大家都熟知车削长轴时的安装情况,长轴工件的一端装入三爪卡盘中,另一端用尾架尖支撑。这就是个“过定位”的定位方式。只要事先能对工件上诸定位基准和机床(夹具)有关的形位误差从严控制,过定位的弊端就可以免除。由于工件的支撑刚性得以加强,尾架的扶持有助于实现稳定,可靠的定位,所以工件安装方便,加工质量和效率也大为提高。6.1.3、确定要限制的自由度
按照加工要求,铣通槽时应限制五个自由度,即沿x轴移动的自由度不需要限制,但若在此方向设臵一止推支撑,则可起到承受部分铣削力的作用,故可采用完全定位。6.1.4、定位方案选择
如图6-1.1所示,有三中定位方案可供选择:
方案I:工件已E面作为主要定位面,用支承板1和短销2(与工件Ф26H7孔配合)限制工件五个自由度,另设臵一防转挡销实现六点定位。为了提高工件的装夹刚度,在C处加一辅助支承。
方案II:工件以Ф26H7孔作为主要定位基面,用长销3和支承钉4限制工件五个自由度,另设臵一防转挡销实现六点定位。在C处也加一支承。方案III:工件以Ф26H7孔为主要定位基面,用长销3和长条支承板5限制两个自由度,限制工件六个自由度,其中绕z轴转动的自由度被重复限制了,另设臵一防挡销。在C处也加一辅助支承。
图6.1.1铣床定位方案
1-支撑板2-短销3-长销4-支撑钉5-长条支撑板
比较以上三种方案,方案I中工件绕x轴转动的自由度由E面限制,定位基准与设计基准不重合,不利于保证槽的中心平面与Ф26H7孔轴线的垂直度。方案II中虽然定位基准与设计基准重合,槽的中心平面与Ф26H7孔轴线的垂直度要求保证,但这种定位方式不利于工件的夹紧。由于辅助支承是在工件夹紧后才起作用,而是施加夹紧力P时,支承钉4的面积太小,工件极易歪斜变形,夹紧也不可靠。方案III中虽是过定位,但若在工件加工工艺方案中,安排Ф26H7孔与E面在一次装夹中加工,使Ф26H7孔与E面有较高的垂直度,则过定位的影响甚小。在对工件施加夹紧力P时,工件的变形也很小,且定位基准与设计基准重合。综上所述,方案III较好。
对于防转挡销位臵的设臵,也是三种不同的方案。当挡销放在位臵1时,由于B面与Ф26H7孔的距离较进(230-0.3mm),尺寸公差又大,定位精度低。挡销放在位臵2时,虽然距Ф26H7孔轴线较远,但由于工件定位是毛面,因而定位精度也较低。而当挡销放在位臵3时,距Ф26H7孔轴线较远,工件定位面的精度较高(Ф55H12),定位精度较高,且能承受切削力所引起的转矩。因此,防转挡销应放在位臵3较好。6.1.5、计算定位误差
除槽宽14H11由铣刀保证外,本夹具要保证槽侧面与E面的距离及槽的中心平面与Ф25H7孔轴线的垂直度,其它要求未注公差,因此只需计算上述两项加工要求的定位误:
(1)加工尺寸12±0.2mm的定位误差 采用3-1.1(c)所示定位方案时,E面既是工序基准,又是定位基准,故基准不重合误差为零。有由于E面与长条支承板始终保持接触,故基准位移误差为零。因此,加工尺寸12±0.2mm没有定位误差。
(2)槽的中心平面与Ф26H7孔轴线垂直度的定位误差 长销与工件的配合去Ф26H7 g6,则
Ф26g6=Ф26-0.009-0.025(mm)
Ф26H7=Ф25+0.025 0(mm)
由于定位基准与设计基准重合,故基准不重合误差为零。基准位移误差
△ y=2*8tan△a=2*8*0.000625=0.01(mm)
由于定位误差△D=△y=0.01‹0.08/3(mm),故此定位方案可行。
(1)夹紧方案
根据工件夹紧的原则,除施加夹紧力外,还应在靠近加工面处增加一夹紧力,用螺母与开口垫圈夹压在工件圆柱的左端面,而对着支撑板的夹紧机构可采用钩形压板,使结构紧凑,操作方便。(2)对刀方案
加工槽的铣刀需两个方向对刀,故应采用直角对刀块。(3)夹具体与定位键
为保证工件在工作台上安装稳定,应按照夹具体的高宽比不大于1.25的原则确定其宽度,并在两端设臵耳座,以便固定。
为了使夹具在机床工作台的位臵准确及保证槽的中心平面与Ф26H7孔轴线垂直度要求,夹具体底面应设臵定位键,定位键的侧面应与长销的轴心线垂直。(4)夹具总图上的尺寸、公差和技术要求
下面以拨叉铣槽夹具为例给予说明。
A、夹具最大轮廓尺寸为234mm,210mm,250mm。
B、影响工件定位精度的尺寸和公差为工件内孔与长销10的配合尺寸为Ф26H7g6和挡销的位臵尺寸为6±0.024mm及107±0.07mm。
C、影响夹具在机床上安装精度的尺寸和公差定位键与铣床工作台T形槽的配合尺寸14h6。
D、影响夹具精度的尺寸个公差为定位长销10的轴心线对定位键侧面B的垂直度为0.03mm;定位长销10的轴心线对夹具底面A的平行度为0.05mm;对刀块的位臵尺寸为9±0.04和13±0.04mm。
本例中,塞尺厚度为2h8mm,所以对刀块水平方向的位臵尺寸为 a=12-2=10(mm)(基本尺寸)对刀块垂直方向的位臵尺寸为 b=23-7-2=14(mm)(基本尺寸)
对刀块位臵尺寸的公差取工件相应尺寸公差的2/1~1/5。因此 a=10±0.04mm b=14±0.04mm E、影响对刀精度的尺寸和公差;塞尺的厚度尺寸2h8=22-0.014mm。(5)夹具精度分析
为确使夹具能满足工序要求,在夹具技术要求指定以后,还必须对夹具进行精度分析。若工序某项精度不能被保证时,还需要夹具的有关技术要求作适当调整。
按夹具的误差分析一章中的分析方法,下面对本例中的工序要求逐项分析; A、槽宽尺寸14H11mm;此项要求由刀具精度保证,与夹具精度无关; B、槽侧面到E面尺寸12±0.2mm;对此项要求有影响的是对刀块侧面到定位板 间的尺寸10±0.04mm及塞尺的精度(2h8mm)。上述两项误差之和△D+△G+△A+△J+△T=0.094<0.4(vmm)
因此,尺寸12±0.2mm能保证;
C、槽深8mm:由于工件在Z方向的位臵由定位销确定,而该尺寸的设计基准为B面。因此有定位误差,其中△B=0.2VMM、△y=(&d+&D)/2=(0.16+0.025)/2=0.02mm(&d为销公差,&D为工件公差)。△D=△B+△y=0.22mm、另外,塞尺尺寸(2h8mm)及对刀块水平面到定位销的尺寸(13±0.04mm)也对槽深尺寸有影响,△T=0.014+0.08+0.094mm,△J、△G、△A都对槽深无影响,因此
△D+△G+△A+△J+△T=0.314(mm)
尺寸8的公差(按IT14级)为0.36mm,故尺寸8mm能保证;
D、槽的中心平面与Ф26H7孔轴线垂直度公差0.08mm;影响该项要求的因素有:
a、定位误差△D= △y=0.01mm; b、加工方法误差△G=0.012mm; c、夹具定位心轴17的轴线与夹具底面A的平行度公差0.05mm,即△A=0.05mm d、定位心轴17的轴线对定位侧面B的垂直度公差0.05mm,即△A=0.05mm;而△J△T都对垂直度无影响。由于这些误差不在同一方向,因此,槽中心平面最大位臵误差在YOZ面之上为0.01+0.012+0.05=0.072mm;在YOX平面上为 0.01+0.012+0.03=0.052mm。此两项都小于垂直度公差0.08mm,故该项要求能保证。
综上所述,该铣槽家具能满足铣槽工序要求,可行。
6.2 各类铣床夹具
6.2.1、铣床夹具(1)铣床夹具的分类
铣床夹具按使用范围,可分为通用铣夹具、专用铣夹具和组合铣夹具三类。按工件在铣床上加工的运动特点,可分为直线进给夹具、圆周进给夹具、沿曲线进给夹具(如仿形装臵)三类。还可按自动化程度和夹紧动力源的不同(如气动、电动、液压)以及装夹工件数量的多少(如单件、双件、多件)等进行分类。其中,最常用的分类方法是按通用、专用和组合进行分类。(2)铣床常用通用夹具的结构
铣床常用的通用夹具主要有平口虎钳,它主要用于装夹长方形工件,也可用于装夹圆柱形工件。
机用平口虎钳是通过虎钳体固定在机床上。固定钳口和钳口铁起垂直定位作用,虎钳体上的导轨平面起水平定位作用。活动座、螺母、丝杆(及方头的)和紧固螺钉可作为夹紧元件。回转底座和定位键分别起角度分度和夹具定位作用。(3)铣床夹具的设计特点
铣床夹具与其它机床夹具的不同之处在于:它是通过定位键在机床上定位,用对刀装臵决定铣刀相对于夹具的位臵。
A、床夹具的安装 铣床夹具在铣床工作台上的安装位臵,直接影响被加工表面的位臵精度,因而在设计时必须考虑其安装方法,一般是在夹具底座下面装两个定位键。定位键的结构尺寸已标准化,应按铣床工作台的T形槽尺寸选定,它和夹具底座以及工作台T形槽的配合为H7/h6、H8/h8。两定位键的距离应力求最大,以利提高安装精度。
作为定位键的安装是夹具通过两个定位键嵌入到铣床工作台的同一条T 形槽中,再用T 形螺栓和垫圈、螺母将夹具体紧固在工作台上,所以在夹具体上还需要提供两个穿T形螺栓的耳座。如果夹具宽度较大时,可在同侧设臵两个耳座,两耳座的距离要和铣床工作台两个T形槽间的距离一致。
B、铣床夹具的对刀装臵 铣床夹具在工作台上安装好了以后,还要调整铣刀对夹具的相对位臵,以便于进行定距加工。为了使刀具与工件被加工表面的相对位臵能迅速而正确地对准,在夹具上可以采用对刀装臵。对刀装臵是由对刀块和塞尺等组成,其结构尺寸已标准化。各种对刀块的结构,可以根据工件的具体加工要求进行选择。
由于铣削时切削力较大,振动也大,夹具体应有足够的强度和刚度,还应尽可能降低夹具的重心,工件待加工表面应尽可能靠近工作台,以提高夹具的稳定性,通常夹具体的高宽比H/B≤1~1.25为宜。
6.2.2、典型数控机床夹具
数控机床夹具有高效化、柔性化和高精度等特点,设计时,除了应遵循一般夹具设计的原则外,还应注意以下几点:
(1)数控机床夹具应有较高的精度,以满足数控加工的精度要求;
(2)数控机床夹具应有利于实现加工工序的集中,即可使工件在一次装夹后能进行多个表面的加工,以减少工件装夹次数;
(3)数控机床夹具的夹紧应牢固可靠、操作方便;夹紧元件的位臵应固定不变,防止在自动加工过程中,元件与刀具相碰。
所示为用于数控车床的液动自定心三爪卡盘,在高速车削时平衡块所产生的离心力经杠杆给卡爪一个附加的力,以补偿卡爪夹紧力的损失。卡爪由活塞经拉杆和楔槽轴的作用将工件夹紧。而作为数控铣镗床夹具结构的,要防止刀具(主轴端)进入夹紧装臵所处的区域,通常应对该区域确定一个极限值。
(4)每种数控机床都有自己的坐标系和坐标原点,它们是编制程序的重要依据之一。设计数控机床夹具时,应按坐标图上规定的定位和夹紧表面以及机床坐标的起始点,确定夹具坐标原点的位臵。6.2.3、数控铣床夹具
(1)对数控铣床夹具的基本要求实际上,数控铣削加工时一般不要求很复杂的夹具,只要求有简单的定位、夹紧机构就可以了。其设计原理也和通用铣床夹具相同,结合数控铣削加工的特点,这里只提出几点基本要求:
(2)为保持零件安装方位与机床坐标系及程编坐标系方向的一致性,夹具应能保证在机床上实现定向安装,还要求能协调零件定位面与机床之间保持一定的坐标尺寸联系。
(3)为保持工件在本工序中所有需要完成的待加工面充分暴露在外,夹具要做得尽可能开敞,因此夹紧机构元件与加工面之间应保持一定的安全距离,同时要求夹紧机构元件能低则低,从防止夹具与铣床主轴套筒或刀套、刀具在加工过程中发生碰撞。
(4)夹具的刚性与稳定性要好。尽量不采用在加工过程中更换夹紧点的设计,当非要加工过程中更换夹紧点不可时,要特别注意不能因更换夹紧点而破坏夹具或工件定位精度。
6.3、数控铣削加工常用的夹具大致有下几种:
(1)组合夹具:适用于小批量生产或研制时的中、小型工件在数控铣床上进行铣加工。
(2)专用铣削夹具:是特别为某一项或类似的几项工件设计制造的夹具,一般在批量生产或研制时非要不可时采用。
(3)多工位夹具:可以同时装夹多个工件,可减少换刀次数,也便于一面加工,一面装卸工件,有利于缩短准备时间,提高生产率,较适宜于中批量生产。
(4)气动或液压夹具: 适用于生产批量较大,采用其他夹具又特别费工、费力的工件。这类夹具能减轻工人的劳动强度和提高生产率,但其结构较复杂,造价往往较高,而且制造周期长。
(5)真空夹具:适用于有较大定位平面或具有较大可密封面积的工件。有的数控铣床(如壁板铣床)自身带有通用真空夹具,工件利用定位销定位,通过夹具体上的环形密封槽中的密封条与夹具密封。启动真空泵,使夹具定位面上的沟槽成为真空,工件在大气压力的作用下被夹紧在夹具体。
除上述几种夹具外,数控铣削加工中也经常采用机用平口虎钳、分度头和三爪自定心卡盘等通用夹具。
结束语
通过做毕业设计,使我对书本的知识有了更深一步的认识和理解,知道了理论联系实际的重要性;另外,对如何查阅资料与合理利用有了更深入的了解;本次毕业设计过程中进行了工件的工艺路线分析、工艺卡的制定、工艺过程的分析、轴类零件与夹具的设计与分析,是对我在大学期间所学的专业知识的一个检验,也是对所学知识的运用和综合;通过做毕业设计的这个过程,对我以后参加实际工作一定有很好的锻炼意义和指导作用。
谢 词
本论文设计在x老师的悉心指导和严格要求下业已完成,从课题选择到具体的写作过程,论文初稿与定稿无不凝聚着金江老师的心血和汗水,在我的毕业设计期间,牛老师为我提供了种种专业知识上的指导和一些富于创造性的建议,x老师一丝不苟的作风,严谨求实的态度使我深受感动,没有这样的帮助和关怀和熏陶,我不会这么顺利的完成毕业设计。在此向牛老师表示深深的感谢和崇高的敬意!
在临近毕业之际,我还要借此机会向在这三年中给予我诸多教诲和帮助的各位老师表示由衷的谢意,感谢他们三年来的辛勤栽培。不积跬步何以至千里,各位任课老师认真负责,在他们的悉心帮助和支持下,我能够很好的掌握和运用专业知识,并在设计中得以体现,顺利完成毕业论文。
同时,在论文写作过程中,我还参考了有关的书籍和论文,在这里一并向有关的作者表示谢意。
我还要感谢同组的各位同学以及我的各位室友,在毕业设计的这段时间里,你们给了我很多的启发,提出了很多宝贵的意见,对于你们帮助和支持,在此我表示深深地感谢!1
参考文献
1.夏伯雄,数控技术,水利水电出版社,2010 2.朱明松,数控铣床编程与操作项目教程,机械工业出版社,2007 3.王大伟.刘瑞素,数控系统,化学工业出版社,2005 4.柳河,数控编程,东北林业大学出版社,2005 5.李一民,数控机床,东南大学出版社,2005 6.朱明松,数控铣床编程与操作项目教程,机械工业出版社,2007
第四篇:零件加工工艺设计
目录
1.零件的加工工艺设计-----------------------1
1.1零件的工艺性审查
1.2基准的选择
2.拟定机械加工工艺路线--------------------3
2.1确定各加工表面的加工方法及路线 3.选择机床设备及工艺设备-----------------7 4.小结-------------8 5.参考文献-------9
1.零件的加工工艺设计
1.1零件的工艺性审查
1.1.1零件的结构特点
该零件是用三孔形成,中间孔为支力点,常常靠两头的小孔来传递动力作用,其中作为支力点的大孔为Φ90H6,小孔及耳部分别为Φ35H6和Φ25H6。
1.1.2主要技术要求
零件的主要技术要求为:连杆不得有裂纹、夹渣等缺陷。热处理后226~271HBS。1.2基准的选择
1.2.1毛坯的类型及制造方法
零件材料为45钢,考虑零件形状,应用模锻毛坯。由于零件是中批量生产,所以设备要充分利用,以减少投资、降低成本。故确定工艺的基本特征:毛坯采用效率高和质量较好的制造方法:拟定成的工艺过程卡和机械加工工序卡片。
1.2.2确定毛坯的制造方法和技术要求。
由于该零件的尺寸不大,而且工件上有许多表面不切削加工,故模锻。毛坯的技术要求:
1.不得有裂纹、夹渣等缺陷/ 2.锻造拔模斜度不大于7·
3.正火处理226~271HBS 4.喷砂,去毛刺 1.2.3绘制毛坯图
270±0.1
1.2.4基准选择
由于该零件多数尺寸及形位公差以Φ90H6孔及端面为设计基准,因此首先将Φ60H6端面加工好,为后续加工基准。根据粗、精基准选择的原则,确定各加工表面的基准。(1)Φ90H6孔端面:零件外轮廓(粗基准)
(2)Φ35H6孔及Φ90H6孔端面(粗加工):Φ90H6孔端面(3)Φ35H6孔及Φ90H6孔端面(精加工):Φ90H6孔端面(4)Φ25H6孔端面:Φ90H6孔端面(5)三孔:Φ90H6孔端面 2.拟定接写加工工艺路线
该三孔连杆零件加工表面:大头孔、小头孔及耳部端面。根据各加工表面的精度要求和粗糙度要求。
Φ90H6孔加工路线为:粗镗—精镗。加工方法为镗。Φ35H6孔加工路线为:钻—粗镗—精镗,加工方法为钻。Φ25H6孔:钻—粗镗—精镗,加工方法为钻。
2.2拟定加工工艺路线 方案
(一)工序一 模锻毛坯 工序二 正火处理 工序三
喷砂,去毛刺 工序四
铣大头孔端面
工序五
以大头孔端面位基准铣小头孔端面 工序六
以大头孔端面位基准铣耳部孔端面 工序七
钻小头孔至Φ29mm,耳部至Φ19mm.工序八
粗镗三孔,大头孔Φ88mm,小头孔Φ33mm,耳部孔Φ24mm.工序九
精镗三孔,大头孔Φ90mm,小头孔Φ35mm,耳部孔Φ25mm.工序十
修钝各处突棱,去毛刺 工序十一
检验各部尺寸及精度
工序十二
探伤检查无损探伤检查,零件有无裂纹及夹渣等
工序十三
油封入库 方案
(二)工序一 模锻毛坯 工序二 正火处理 工序三
喷砂,去毛刺 工序四
铣大头孔端面
工序五
以大头孔端面位基准铣小头孔端面 工序六
以大头孔端面位基准铣耳部孔端面 工序七
粗镗三孔,大头孔Φ88mm,小头孔Φ33mm,耳部孔Φ24mm.工序八
精镗三孔,大头孔Φ90mm,小头孔Φ35mm,耳部孔Φ25mm.工序九
修钝各处突棱,去毛刺
工序十
检验各部尺寸及精度,探伤检查无损探伤检查。零件有无裂纹及夹渣等 工序十一
油封入库 方案
(三)工序一 模锻毛坯 工序二 正火处理 工序三
喷砂,去毛刺 工序四
铣大头孔端面
工序五
钻小头孔至Φ29mm,耳部至Φ19mm.工序六
粗镗三孔,大头孔Φ88mm,小头孔Φ
33mm,耳部孔Φ24mm.精镗三孔,大头孔
Φ90mm,小头孔Φ35mm,耳部孔Φ25mm.工序七
以大头孔端面位基准铣小头孔端面 工序八
以大头孔端面位基准铣耳部孔端面 工序九
修钝各处突棱,去毛刺
工序十
检验各部尺寸及精度,探伤检查无损探伤检查,零件有无裂纹及夹渣等 工序十一
油封入库
工艺方案
(一)是按工序分散原则组织工序,铣大头孔面可在普通机床上用V型块夹紧,装夹加工,Φ35H6孔与Φ25H6孔可在普通钻床上钻模加工,其精度可在镗床上达到。优点是可以采用通用机床和通用夹具及专用夹具。缺点是工艺路线长,增加了工件的装夹次数。由与零件的形状不规则,加工面分散,而且生产纲领已确定。中批量生产,可以尽量工序集中来提高生产效率。
工艺方案
(二)是按工序集中组织原则,其优点是工艺路线短,减少工件装夹次数,易与保证加工面的相互位置精度,需要机床数量少,减少工件在工序间的运输,减少辅助时间和准备时间。
工艺方案
(三)也按工序集中原则组织工序其优点是路线短,所用机床数量少,但起先空后面加工,不易保证位置精度。
综上说述三方案的优点,选择第一方案。
1.选择机床设备及工艺装备 工序一 模锻压力机钢尺
工序四
立式铣床,高速钢三面刃铣刀,组合夹具,0—200/0.02mm游标卡尺
工序五
立式铣床,高速钢三面刃铣刀,组合夹具,0—200/0.02mm游标卡尺
工序六
卧式铣床,高速钢三面刃铣刀,组合夹具,0—200/0.02mm游标卡尺
工序七
Z33S—1钻床,Φ29mm和Φ19mm.直柄麻花
钻,组合夹具,0—200/0.02mm游标卡尺
工序八
卧式镗床,硬质合金车刀,组合夹具,0—200/0.02mm游标卡尺
工序九
卧式镗床,硬质合金车刀,组合夹具,0—200/0.02mm游标卡尺 工序十二
磁力探伤仪
小结
机械制造工艺课程设计是培养学生独立思考和协同工作能力的重方法。理论知识固然重要,但实践才是检验真理的唯一标准。作为学生,我们不只是学。学以致用才是最终目标,也是老师对我们的期望。通过三个礼拜的摸索,我们加强了对CAD绘图软件的学习和巩固,以及增加了在查手册、找资料、解决问题的方法等方面的能力。此外,也在潜移默化中加强了对课本上理论知识的正确认识。当然在此过程中少不了指导老师柴京富的领导,师傅领进门,修行在个人,期间我们深深感受到了您作为老师的职责。您始终让我们独立思考,让我们在方法上得到了锻炼。在此,我非常感谢柴老师您对我们的悉心教导和孜孜教诲。我定不辜负您对我们的期望。相信我们以后还能在您的领导下搞课程设计!
第五篇:数控机床轴类零件加工工艺
毕业论文设计
(数控车床轴类零件加工工艺)
学校
常州铁道高等职业技术学校
专业
机电一体化技术
姓名
张丽娟
学号
数控机床轴类零件加工工艺
摘 要.........................................................................................................................3 第一章 概述...........................................................................................................3 第二章 零件图车削加工工艺分析
.................................................................4 2.1数控加工工艺基本特点
.................................................................................5 2.2设备选择............................................................................................................6 2.3确定零件的定位基准和装夹方式
...........................................................6 2.3.1粗基准选择原则.............................................................................................6 2.3.2精基准选择原则.........................................................................................6 2.3.3定位基准..........................................................................................................6 2.3.4装夹方式...........................................................................................................6 2.4加工方法的选择和加工方案的确定...............................................................8 2.4.1加工方法的选择.........................................................................................8 2.4.2加工方案的确定...........................................................................................8 2.5工序与工歩的划分.............................................................................................8 2.5.1按工序划分.............................................................................................8 2.5.2工歩的划分...................................................................................................8 2.6确定加工顺序及进给路线................................................................................8 2.6.1零件加工必须遵守的安排原则......................................................................8 2.6.2进给路线........................................................................................................9 2.7刀具的选择.......................................................................................................10 2.8切削用量选择...................................................................................................11 2.8.1背吃刀量的选择.............................................................................................11 2.8.2主轴转速的选择...........................................................................................11 2.8.3进给速度的选择...........................................................................................11 2.9编程误差及其控制.........................................................................................13 2.9.1编程误差.......................................................................................................13 2.9.2误差控制.......................................................................................................13 第三章.编程中工艺指令的处理.............................................................................14 3.1常用G指令代码功能表...................................................................................14 3.2常用M指令代码功能表...................................................................................14 第四章
程序编制及模拟运行、零件加工或精度自检..................................15 4.1程序编制........................................................................................................17 4.2模拟运行..........................................................................................................17 4.3零件加工.............................................................................................................18 4.4精度自检............................................................................................................18
结束语........................................................................................................................18参考文献....................................................................................................................18
摘要
世界制造业转移,中国正逐步成为世界加工厂。美国、德国、韩国等国家已经进入发展的高技术密集时代与微电子时代,钢铁、机械、化工等重化工业发展中期。由于数控机床综合应用了电子计算机、自动控制、伺服系统、精密检测与新型机械结构等方面的技术成果,具有高的高柔性、高精度与高度自动化的特点,因此,采用数控加工手段,解决了机械制造中常规加工技术难以解决甚至无法解决的单件、小批量,特别是复杂型面零件的加工,应用数控加工技术是机械制造业的一次技术革命,使机械制造的发展进入了一个新的阶段,提高了机械制造业的制造水平,为社会提供高质量,多品种及高可靠性的机械产品。
数控技术是数字程序控制数控机械实现自动工作的技术。它广泛用于机械制造和自动化领域,较好地解决多品种、小批量和复杂零件加工以及生产过程自动化问题。随着科技的迅猛发展,自动控制技术已广泛地应用于数控机床、机器人以及各类机电一体化设备上。同时,社会经济的飞速发展,对数控装置和数控机械要求在理论和应用方面有迅速的发展和提高。数控加工和编程毕业设计是数控专业教学体系中构成数控加工技术专业知识及专业技能的重要组成部分,通过毕业设计使我们学会了对相关学科中的基本理论、基本知识进行综合运用,同时使对本专业有较完整的、系统的认识,从而达到巩固、扩大、深化所学知识的目的,培养和提高了综合分析问题和解决问题的能力,以及培养了科学的研究和创造能力。数控加工工艺是数控编程与操作的基础,合理的工艺是保证数控加工质量发挥数控机床的前提条件,从数控加工的实用角度出发,以数控加工的实际生产为基础,以掌握数控加工工艺为目标,在介绍数控加工切削基础,数控机床刀具的选用,数控加工的定位与装夹以及数控加工工艺基础等基本知识的基础上,分析了数控车削的加工工艺。
关键词:数控加工、数控编程、工艺分析
第一章
概述
数控技术是综合了计算机、自动控制、电机、电气传动、测量、监控、机械制造等学科领域最新成果而形成的一门边缘科学技术。在现代机械制造领域中,数控技术已成为核心技术之一,是实现柔性制造(Flexible Manufacturing,FM)、计算机集成制造(Computer Integrated Manufacturing,CIM)、工厂自动化(Factory Automation,FA)的重要基础技术之一。数控技术较早地应用于机床装备中,本书中的数控技术具体指机床数控技术。
国家标准(GB8129—87)把机床数控技术定义为“用数字化信息对机床运动及其加工过程进行控制的一种方法”,简称数控(Numerical Control,NC)。数控机床就是采用了数控技术的机床。国际信息处理联盟(international federation of information processing)第五技术委员会对数控机床作了如下定义:“数控机床是一个装有程序控制系统的机床,该系统能够逻辑地处理具有使用代码,或其它 符号编码指令规定的程序。”换言之,数控机床是一种采用计算机,利用数字信息进行控制的高效、能自动化加工的机床,它能够按照机床规定的数字化代码,把各种机械位移量、工艺参数、辅助功能(如刀具交换、冷却液开与关等)表示出来,经过数控系统的逻辑处理与运算,发出各种控制指令,实现要求的机械动作,自动完成零件加工任务。在被加工零件或加工工序变换时,它只需改变控制的指令程序就可以实现新的加工。所以,数控机床是一种灵活性
很强、技术密集度及自动化程度很高的机电一体化加工设备。
随着自动控制理论、电子技术、计算机技术、精密测量技术和机械制造技术的进一步发展,数控技术正向高速度、高精度、智能化、开放型以及高可靠性等方向迅速发展。数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术,数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化,使制造业成为工业化的象征,而且随着数控技术的不但发展和应用领域的扩大,对归计民生的一些重要行业(IT、汽车、医疗、轻工等)的发展起着越来越重要的作用,因为这些行业所需要装备的数字化已是现代发展的大趋势.发展我国数控技术及装备是提高我国制造业信息化水平和国际竞争能力的重要性保证.数控加工与编程毕业设计是数控专业教学体系中构成数控加工技术专业知识及专业技能的重要组成部分,通过毕业设计使我们学会了对相关学科中的基本理论基本知识进行综合运用,同时使对本专业有较完整的系统的认识,从而达到巩固、扩大、深化所学知识的目的,培养和提高了综合分析问题和解决问题的能力以及培养了科学的研究和创新能力。零件的装夹、刀具的对刀、工艺路线的制订、工序与工步的划分、刀具的选择、切削用量的确定、车削加工程序的编写、机床的熟练操作。
第二章 零件图车削加工工艺分析
零件材料处理为:45钢,调制处理HRC26~36,下面对该零件进行数控车削工艺分析。零件如下图所示:
图1.1零件图 技术要求:
1.以小批量生产条件编程。2.不准用砂布及锉刀等修饰表面。3.未注倒角0.5×45°。4.未注公差尺寸按 GB1804-M。
(说明:零件图中英文字母可根据实际情况定数据,为方便设计。A取19mm.B取29 mm.C取17mm.D取21mm.E取23 mm.)2.1数控加工工艺基本特点
数控机床加工工艺与普通机床加工原则上基本相同,但数控机床是自动进行加工,因而有如下特点:①数控加工的工序内容比普通机床的加工内容复杂,加工的精度高,加工的表面质量高,加工的内容较丰富。②数控机床加工程序的编制比普通机床工艺编制要复杂些。这是因为数控机床加工存在对刀、换刀以及退刀等特点,这都无一例外的变成程序内容,正是由于这个特点,促使对加工程序正确性和合理性要求极高,不能有丝毫的差错。否则加工不出合格的零件。
在编程前一定要对零件进行工艺分析,这是必不可少的一步,如图1.1要对该零件进行精度分析,选择加工方法、拟定加工方案、选择合理的刀具、确定切削用量。该零件由螺纹、圆柱、圆锥、圆弧、槽等表面组成,其中较严格直径尺寸精度要求的如
Φ28±0.02mm,ф mm,轴线长度的精度如5±0.04mm,27.5±0.04mm,粗糙度3.2μm,球面Sфmm。可控制球面形状 精度30°的锥度等要求。
经分析,可以采用以下几点工艺措施:
(1)零件上由精度较高的尺寸数据如圆柱ф28±0.02mm、фmm,轴向长度5±0.04mm、27.5±0.04mm,球Sф mm,在加 工时为了保证其尺寸精度应取其中间值分别取值为ф28mm、ф23.005mm长度5mm,27.5mm,球Sф29.015mm即可。[注:上述坐标值是以半径值给出的。形式如(X,Z)](2)在轮廓曲线上,有四处圆弧依次相连,既过象限又改变进给方向的轮廓曲线。为了保证其轮廓曲线的准确性,通过计算到端部R5mm的圆弧与直线的切点坐标为(2.922,0),与R17mm的圆弧切点坐标为(7.791,-6.136),R17与Sф 29mm的切点坐标为(11.210,-20.791),Sф29mm与R5mm的切点为(12.271,-37.739),R5mm与ф23 mm的切点坐标为(11.5,-40.406)。[注:上述坐标值是以半径值给出的。形式如(X,Z)。](2)在轮廓曲线上,有四处圆弧依次相连,既过象限又改变进给方向的轮廓曲线。为了保证其轮廓曲线的准确性,通过计算到端部R5mm的圆弧与直线的切点坐标为(2.922,0),与R17mm的圆弧切点坐标为(7.791,-6.136),R17与Sф29mm的切点坐标为(11.210,-20.791),Sф29mm与R5mm的切点为(12.271,-37.739),R5mm与ф23 mm的切点坐标为(11.5,-40.406)。[注:上述坐标值是以半径值给出的。形式如(X,Z)。](3)为便于装夹,为了保证工件的定位准确、稳定,夹紧方面可靠,支撑面积较大,零件的左端是螺纹,中段最大的直径的圆柱ф28mm。右端是依次相连的圆弧,显然右端都是圆弧相连不可能装夹,所以应留在最后加工,应先装夹毛坯加工出左端螺纹及圆柱ф28mm。调头装夹ф28mm的圆柱加工右端圆弧,毛坯选ф30×120mm。
2.2设备选择根据该零件的外形是轴类零件,比较适合在车床上加工,由于零件上既有切槽尺寸精度又有圆弧数值精度,在普通车床上是难以保证其技术要求。所以要想保证技术要求,只有在数控车床上加工才能保证其加工的尺寸精度和表面质量。选择数控机床HNC-CK6140加工该零件。数控机床HNC-CK6140实物图见附录一。
2.3确定零件的定位基准和装夹方式
2.3.1粗基准选择原则
(1)为了保证不加工表面与加工表面之间的位置要求,应选不加工表面作粗基准。(2)合理分配各加工表面的余量,应选择毛坯外圆作粗基准。(3)粗基准应避免重复使用。(4)选择粗基准的表面应平整,没有浇口、冒口或飞边等缺陷。以便定位可靠。
2.3.2精基准选择原则
(1)基准重合原则:选择加工表面的设计基准为定位基准;(2)基准统一原则;(3)自为基准原则;(4)互为基准原则。2.3.3定位基准
综合上述,粗、精基准选择原则,由于是轴类零件,在车床上只需用三抓卡盘装夹定位,定位基准应选在零件的轴线上,以毛坯ф35mm的棒料的轴线和右端面作为定位基准。
2.3.4装夹方式
数控机床与普通机床一样也要全里选择定位基准和夹紧应力求设计、工艺与编程计算的基准统一,减少装夹次数,尽可能在一次定位装夹后,加工出全部待加工表面,避免采用占机人工调整式加工方案,以充分发挥数控机床的效能。装夹应尽可能一次装夹加工出全部或最多的加工表面。由零件图可分析,应先装夹毛坯ф30mm的棒料的一端,夹紧其40mm的长度加工螺纹。一直加工到零件右端的ф23 mm,然后将棒料卸下。装夹ф28mm的圆柱表面,加工另一 端的圆弧。这样两次装夹即可完成零件的所有加工表面,且能保证其加工要求。装夹图如下:
图2.3.1 加工螺纹的装夹图
图2.3.2 加工圆弧的装夹图 2.4加工方法的选择和加工方案的确定 2.4.1加工方法的选择
加工方法的选择原则是在保证加工表面的加工精度和表面粗糙度的前提下,兼顾生产效率和加工成本。在实际选择中,要结合零件形状、尺寸大小、热处理要求和现有生产条件等全面考虑。因为该零件是轴类零件,比较适合在车床上加工,又经过对零件图尺寸分析,尺寸精度比较高。如ф28±0.02mm,ф29 mm,ф23 mm等,在 普通车床是难以保证其尺寸精度、表面粗糙度,所以应该选择在数控车床上加工。2.4.2加工方案的确定
零件上精度比较高的表面加工,常常是通过粗加工、半精加工和精加工逐步达到的。该零件有两种加工方案:①直接用三抓卡盘装夹、调头加工。②用三抓卡盘装夹夹紧和自由端活动顶尖,经试验论证第二种方案装夹困难,对刀、退刀及换刀相当困难,所以在这里选择第一种方案加工,能够保证其技术要求。
2.5工序与工歩的划分
2.5.1按工序划分
工序划分有三种方法: ①按零件的装夹定位方式划分工序 ;②按粗、精加工划分工序 ;③按所用的刀具划分工序。
由于零件需要调头加工,如果按粗、精加工划分工序。在调头加工前后各有一次粗加工和精加工,显得比较繁琐,所以不可取;如果按所用的刀具划分工序,刀具有四把,虽然不多,但是在调头加工前后至少要重复使用三把刀,而同一把刀的两次粗、精加工分别在调头加工前后,加工内容不连续,所以也不合理,不易划分工序;只有按零件的装夹定位方式划分工序比较符合该零件的加工工序,且能保证两次装夹的位置精度,每一次装夹为一道工序。该零件只需调头前、后加工两道工序即可完成所有的加工表面,且能保证各尺寸精度及表面粗糙度。
2.5.2工歩的划分
因为每一把刀在粗加工的背吃刀量一致,在精加工中背吃刀量相同,不易划分工歩;这里选用加工不同的表面来划分工序就比较容易:
①车削螺纹端的工歩为:90°外圆车刀平端面─→右端面外圆车刀车削1.5×45°的倒角,ф21×25mm─→端面ф28mm─→圆柱ф28mm─→30°的锥台面─→ф23 ×10mm─→切槽刀切槽 5×1.5mm─→外螺纹车刀车削MD×1.5mm。
②车削圆弧端的工歩为:90°外圆车刀平端面─→右端面外圆车刀圆弧R5mm─→圆弧R17mm─→球ф29mm─→圆弧R5mm─ →ф23 ×5mm─→切槽刀切槽5×1.5mm 2.6确定加工顺序及进给路线
2.6.1零件加工必须遵守的安排原则
(1)基面先行
先加工基准面,为后面的加工提供精基准面,所以应先选平右端面作为基准面。
(2)先主后次
由于所加工的表面均为重要表面,所以应按照顺序从右到左依次加工MD×1.5mm,ф28mm,ф23mm螺纹调头 后一次加工R5mm,ф29 mm,ф23 mm等。
(3)先粗后精
先车削去大部分的金属余量,再进行成形切削保证零件的尺寸要求和质量要求。
(4)先面后孔
由于该零件没有孔,所以在该处不做考虑。2.6.2进给路线 在数控加工中,刀具对好刀位点相对于工件运动轨迹称为加工路线。编程时,加工路线的确定原则主要有以下几点:
(1)加工路线应保证被加工零件的精度和表面粗糙度,且效率高;
(2)使数值计算简单,以减少编程工作量;
(3)应使加工路线最短,这样既可减少程序段,又可减少空行程时间。(4)确定加路线时,还要考虑工件的加工余量和机床、刀具的刚度等情况,确定一次走刀,还是多次走刀来完成所有加工表面,具体综合上面进给线的特点再根据具体零件具体分析,确定该零件的进给路线有两步。如下图所示:
图2.6.1 零件轮廓
第一步: 车削带有的螺纹的一端,从右到左先粗车外形ф21mmm、ф28mm、ф23 mm到槽5±0.04mm的左端面处后,精车外形路线同粗车一样,再换刀切削5×1.5mm的槽,最后再换刀切削螺纹。如图2.6.2螺纹加工路线。
图2.6.2 螺纹加工路线
第二步: 车削带有圆弧的一端,从右到左先粗车外形R5mm、R17mm、ф29 mm到ф23 mm后2mm后精车外形路线同粗车 一样。最后切削5±0.04mm的槽。如图2.6.3螺纹加工路线。
图2.6.3 圆弧加工路线
2.7刀具的选择
刀具的选择是数控加工中重要的工艺内容之一,它不仅影响机床的加工效率,而且直接影响加工质量。编程时,选刀具通常要考虑机床的加工能力、工序内容、工件材料等因素。与传统的加工方法相经,数控加工对刀具的要求更高。不仅要求精度高、刚度高、硬度好、耐用度高,而且要求尺寸稳定、安装调整方便,能适应高速和大切削用量切削。选刀具时,要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸和形状相适应,结合零件轮廓相对还是较复杂。所以具体选刀如下:
1、平端面可选用90°WC-Co的硬质合金外圆车刀,粗车、精车时在这里选择一把硬质合金右端面外圆车刀,为防止在进行圆弧切削时刀具的副后刀面与工件轮廓表面发生干涉,副偏角应选择Kr′大一点的,取Kr′=40°右端面外圆车刀。
2、切槽时由于零件中槽宽5±0.04mm,一般都选刀宽4mm,刀杆25×25mm,材料为高速钢W18CrV4R的切断刀,切槽时选用4mm 刀宽即可。
3、切螺纹时为了保证其螺纹刀的强度这里选用W18CrV4R高速金60°外螺纹车刀,为了保证螺纹牙深,刀尖应小于轮廓最小圆弧半径Rε,Rε=0.15~0.2mm。
使用刀具如表7-1所示:
表2.7.1 数控车加工刀具卡片 2.8切削用量选择
切削用量包括主轴转速(切削速度)、切削深度或宽度、进给速度(进给量)等。对于不同的加工方法,需选择不同的切削用量,并应编入程序单内。
合理选择切削用量的原则是:粗加工是一般以提高生产率为主,但也考虑经济性和加工成本;精加工是应在保证加工质量的前提下,兼顾切削效率、经济性加工成本。具体数值应根据机床说明书、切削用量手册,并结合经验而定。2.8.1背吃刀量的选择
零件轮廓粗车循环时选ap=2mm,精加工时选ap=0.2mm,螺纹粗车时选ap=0.4mm,逐刀减少粗车4次后,精车时选ap=0.1mm。
2.8.2主轴转速的选择
粗车直线和圆弧时n=800r/min,精车时n=1500r/min,切槽时n=600r/min,切螺纹时n=300r/min,精车时选n=300r/min。粗车和精车的主轴转速的选取应具体问题具体分析。2.8.3进给速度的选择
粗车直线、圆弧时选F=150mm/min,精车时选F=50mm/min,切槽时选F=8mm/min,粗车螺纹时选F=100mm/min,精车时选F=50mm/min。
综上所述,零件的数控车削工艺分析的内容,并将其填入在表 8-1 所示的数控工艺卡上。工艺卡片上其主要内容有:工步分析、工步内容、各工步所用的主轴转速、刀具及进给速度。
表2.8.1 数控车削加工工艺卡片(1)
表2.8.2 数控车削加工工序卡片(2)
2.9编程误差及其控制 2.9.1编程误差
编程阶段的误差是不可避免的,误差来源主要有三种形式:近似计算误差、插补误差、尺寸圆整误差,直接影响加工尺寸精度,本次加工主要误差是计算误差与圆弧相切的切点坐标及未知交点坐标值。因为这是经过笔算的数值,存在着较大的误差。2.9.2误差控制 为了尽可能的减少笔算误差,采取在AutoCAD上按其尺寸精度绘出零件图,再利用“工具” ─→“查询” ─→“点坐标”捕捉各圆弧切点坐标,其精度达到0.001级,这样能有效地将误差控制在(0.1~0.2)倍的零件公差值内。
第三章.编程中工艺指令的理
3.1常用G指令代码功能表
3.1.1 数控车床G功能指令(HNC-22T)
注:①表内00组为非模态代码;只在本程序内有效。其他组为模态指令,一次制定后持续有效,直到被其他组其他代码所取代。②标有*的G代码为数控系统通电启动后的默认状态。
3.2常用M指令代码功能表 表3.1.2 常用M指令代码
注:①表内00组为非模态代码;其余为模态代码,同驵可相互取代。
②作用时间为“★”号者,表示该指令功能在程序段指令运动完成后开始作用;为“# ”号者,则表示该指令功能与程序段指令运动同时开始。
第四章 程序编制及模拟运行、零件加工或 精度自检
4.1程序编制
注:程序编制中有关数值单位一律采用毫米(mm)制
4.2模拟运行
数控加工程序编制好后将其输入数控车床,然后对刀,在将机床锁住进行程序校验,仔细观察其模拟加工路线是否有干涉、过切、出错等现象,若有应及时对程序错误处进行修改,修改后保存,再次调出修改后的程序进行校验,直到程序万无一失,没有任何错误的情况下 方可进行自动加工。
(注:这个环节是必不可少的,否则会发生打刀等损坏机床其它部件的情况,直接影响机床的加工精度及寿命,更严重的是存在人身安全隐患。)4.3零件加工
装夹好毛坯,调出编制好的程序,直接进行自动加工直至程序结束。
4.4精度自检
将加工好的零件卸下,用游标卡尺、千分尺对零件的尺寸精度及粗糙度进行检测。看是否达到零件的技术要求即可。
结束语
要实现数控加工,编程是关键。本文虽然只对一例数控车床加工零件的进行了编程分析,但它具有一定的代表性。由于数控车床可以加工普通车床无法加工的复杂曲面,加工精度高,质量容易保证,发展前景十分广阔,因此掌握数控车床的加工编程技术尤为重要。
参考文献:
(1)数控加工工艺基础,主编:潭岭,重庆大学出版社;(2)数空机床编程,主编:杜国成,北京机械工业出版社;(3)现代机械制造工艺,主编:陈锡渠,北京清华大学出版社;(4)数控机床加工艺,主编:华茂发,北京机械工业出版社;(5)金属工艺学,主编:万德金,北京机械工业出版社;