JX01297-典型軸的數(shù)控車削加工工藝及編程
JX01297-典型軸的數(shù)控車削加工工藝及編程,jx01297,典型,數(shù)控,車削,加工,工藝,編程
黑龍江農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)職業(yè)學(xué)院機(jī)電工程系畢業(yè)論文
黑龍江農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)職業(yè)學(xué)院
畢業(yè)論文
聯(lián)接軸的數(shù)控車削加工工藝及編程
姓 名:
指導(dǎo)教師:
專 業(yè):
班 級(jí):
2010年***月***日
目 錄
摘 要 1
關(guān)鍵詞 1
緒 論 2
1.零件的分析 3
1.1零件圖的結(jié)構(gòu)工藝性分析 3
1.2零件的形狀分析 3
1.3零件的形位公差分析 3
1.4零件的表面質(zhì)量分析 3
1.5零件的材料分析 3
2.毛坯的設(shè)計(jì) 4
2.1 毛坯的種類 4
2.2 毛坯的種類的選擇 4
2.3 毛坯的形狀與尺寸的選擇 4
3.零件工藝規(guī)程的設(shè)計(jì) 4
3.1機(jī)床的合理選擇 4
3.2加工順序的安排 5
3.3 確定加工方案 5
3.4 切削用量的選擇 5
3.4.1進(jìn)給速度的確定 5
3.4.2進(jìn)給量 5
3.4.3?被吃刀量的確定 5
3.5刀具的選擇 6
4.加工工藝卡 6
5.數(shù)控編程 7
5.1數(shù)控編程的分類 7
5.2數(shù)控加工程序 7
5.3程序校驗(yàn) 9
6.零件的三維圖形 9
致 謝 10
參考文獻(xiàn) 11
黑龍江農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)職業(yè)學(xué)院機(jī)電工程系畢業(yè)論文
聯(lián)接軸的數(shù)控車削加工工藝及編程
摘 要:軸是數(shù)控車床中最常見的加工零件之一,本題主要介紹了軸零件的車削加工工藝,內(nèi)容包括零件圖的工藝分析、工件的裝夾方案、零件的加工工藝分析、工藝流程、程序設(shè)計(jì)等,其中零件圖的工藝分析包括零件圖的完整性及正確性、材料、技術(shù)要求、結(jié)構(gòu)工藝性等方面的分析;裝夾方案包括毛坯的選擇、機(jī)床的選擇、夾具的選擇;加工工藝分析包括加工順序的安排、刀具的選擇、切削用量的選擇等等。
關(guān)鍵詞:零件的分析、毛坯的設(shè)計(jì)、工藝的制定、數(shù)控編程
1
緒 論
數(shù)控機(jī)床代表一個(gè)民族制造工業(yè)現(xiàn)代化的水平,隨著現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展,制造技術(shù)和自動(dòng)化水平的高低已成為衡量一個(gè)國(guó)家或地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。當(dāng)今世界各國(guó)制造業(yè)廣泛采用數(shù)控技術(shù),以提高制造能力和水平,提高對(duì)動(dòng)態(tài)多變市場(chǎng)的適應(yīng)能力和競(jìng)爭(zhēng)能力。此外世界上各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家還將數(shù)控技術(shù)及數(shù)控裝備列為國(guó)家的戰(zhàn)略物資,不僅采取重大措施來(lái)發(fā)展自己的數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè),而且在“高精尖”數(shù)控關(guān)鍵技術(shù)和裝備方面對(duì)我國(guó)實(shí)行封鎖和限制政策。總之,大力發(fā)展以數(shù)控技術(shù)為核心的先進(jìn)技術(shù)已成為世界各發(fā)達(dá)國(guó)家加速經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提高綜合國(guó)力和國(guó)家地位的重要途徑。
本次設(shè)計(jì)的課題是軸類零件的加工設(shè)計(jì),是對(duì)以前所學(xué)專業(yè)知識(shí)的一個(gè)總結(jié)。本次設(shè)計(jì)中,主要用到所學(xué)的機(jī)械工藝方面的知識(shí),以及機(jī)械設(shè)計(jì)等方面的知識(shí)。著重說(shuō)明了軸類零件的一般加工過(guò)程,即加工工藝的分析、加工方案的選擇以及零件結(jié)構(gòu)與技術(shù)條件的分析。既是重點(diǎn)又是難點(diǎn)。
通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì),使我更加了解機(jī)械設(shè)計(jì)的意義,以及懂得如何查閱相關(guān)資料和怎樣解決在實(shí)際工作中遇到的實(shí)際問(wèn)題,這為我們以后從事機(jī)械行業(yè)打下了良好的基礎(chǔ)。
11
1.零件的分析
零件的分析主要包括零件的結(jié)構(gòu)、形狀、性能、表面質(zhì)量、材料等方面的分析。下面我們來(lái)根據(jù)以下零件圖進(jìn)行改零件的分析。
1.1零件圖的結(jié)構(gòu)工藝性分析
軸類零件按其結(jié)構(gòu)形狀的特點(diǎn),可分為光軸、階梯軸、空心軸和異形軸(包括曲軸、凸輪軸和偏心軸等)四類。本題零件為階梯軸,它適合于數(shù)控加工,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,加工過(guò)程中不易變形。
1.2零件的形狀分析
該零件為回轉(zhuǎn)型零件,裝夾方便,只要采用三爪自定心卡盤即可。
1.3零件的形位公差分析
該零件Φ16±0.02外圓對(duì)基準(zhǔn)面A有同軸度要求,且精度較高,因此在加工此兩面時(shí)需要在一次裝夾中完成。
1.4零件的表面質(zhì)量分析
該零件表面主要由圓柱面、圓錐面、圓弧、槽及螺紋構(gòu)成,表面粗糙度最高為1.6um,在數(shù)控車削中可以達(dá)到1.6—3.2um,因此可以達(dá)到此要求。
1.5零件的材料分析
45鋼是軸類零件的常用材料,它價(jià)格便宜經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)(或正火)后,可得到較好的切削性能,而且能獲得較高的強(qiáng)度和韌性等綜合機(jī)械性能,淬火后表面硬度可達(dá)45~52HRC。
2.毛坯的設(shè)計(jì)
軸類零件可根據(jù)使用要求、生產(chǎn)類型、設(shè)備條件及結(jié)構(gòu),選用棒料、鍛件等毛坯形式。對(duì)于外圓直徑相差不大的軸,一般以棒料為主;而對(duì)于外圓直徑相差大的階梯軸或重要的軸,常選用鍛件,這樣既節(jié)約材料又減少機(jī)械加工的工作量,還可改善機(jī)械性能。
軸類零件可根據(jù)使用要求、生產(chǎn)類型、設(shè)備條件及結(jié)構(gòu),選用棒料、鍛件等毛坯形式。對(duì)于外圓直徑相差不大的軸,一般以棒料為主;而對(duì)于外圓直徑相差大的階梯軸或重要的軸,常選用鍛件,這樣既節(jié)約材料又減少機(jī)械加工的工作量,還可改善機(jī)械性能。?根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模的不同,毛坯的鍛造方式有自由鍛和模鍛兩種。中小批生產(chǎn)多采用自由鍛,大批大量生產(chǎn)時(shí)采用模鍛。45鋼是軸類零件的常用材料,它價(jià)格便宜經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)(或正火)后,可得到較好的切削性能,而且能獲得較高的強(qiáng)度和韌性等綜合機(jī)械性能,淬火后表面硬度可達(dá)45~52HRC。因此,我選用本零件的材料為45號(hào)鋼。
2.1 毛坯的種類
毛坯是用來(lái)加工各種工件的坯料,毛坯的生產(chǎn)方法主要有:鑄造、鍛造、焊接、沖壓件,以及各種型材也可以用作毛坯。
2.2 毛坯的種類的選擇
該零件為軸類零件,采用型材類毛坯,材料選擇45鋼。
2.3 毛坯的形狀與尺寸的選擇
選用圓柱型材,根據(jù)零件圖的尺寸,為了減少加工時(shí)間,盡可能在保證精度的情況下選擇少的粗加工余量,本題可選擇Φ27*100的圓柱型棒料。
3.零件工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)
對(duì)于一個(gè)零件來(lái)說(shuō),并非全部加工工藝過(guò)程都適合在數(shù)控機(jī)床上完成,而往往只是其中的一部分工藝內(nèi)容適合數(shù)控加工。這就需要對(duì)零件圖樣進(jìn)行仔細(xì)的工藝分析,選擇那些最適合、最需要進(jìn)行數(shù)控加工的內(nèi)容和工序。在考慮選擇內(nèi)容時(shí),應(yīng)結(jié)合本企業(yè)設(shè)備的實(shí)際,立足于解決難題、攻克關(guān)鍵問(wèn)題和提高生產(chǎn)效率,充分發(fā)揮數(shù)控加工的優(yōu)勢(shì)。
3.1機(jī)床的合理選擇
數(shù)控機(jī)床通常最合適加工具有一下特點(diǎn)的零件
1) 多品種、小批量生產(chǎn)的零件新產(chǎn)品試制中的零件。
2) 輪廓形狀復(fù)雜,或?qū)庸ぞ纫筝^高的零件。
3) 用普通機(jī)床加工時(shí)需用昂貴的工藝裝備(工具、夾具和模具)的零件
4) 需要多次改型的零件。
5) 價(jià)格昂貴,加工中不允許報(bào)廢的零件。
6) 需要最短時(shí)間周期的急需零件。
本題中的零件加工精度要求在普通機(jī)床上無(wú)法完成,所以選擇數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工。
3.2加工順序的安排
加工順序的選擇直接影響到零件的加工的質(zhì)量、生產(chǎn)效率和加工成本。按照基面先行、先面后孔、先主后次、先粗后精的原則結(jié)合圖樣分析,由于此次加工工序集中,所以按照一把刀一個(gè)工序進(jìn)行了如下安排:
①裝夾毛坯外圓,向外伸出75mm,粗車外圓輪廓,留精加工余量0.25mm。
②精車外圓輪廓。
③切槽。
④車螺紋。
⑤切斷并倒角。
3.3 確定加工方案
零件上精度要求較高的表面加工,通常是通過(guò)粗加工、半精加工、精加工逐步達(dá)到的。對(duì)于這些表面,要根據(jù)質(zhì)量需求、機(jī)床情況和毛坯條件來(lái)確定最終加工方案。
確定加工方案時(shí),首先應(yīng)該根據(jù)主要表面精度和表面粗糙度的要求,初步確定為達(dá)到這些要求說(shuō)需要的加工方法,此時(shí)要考慮到數(shù)控機(jī)床使用的合理性和經(jīng)濟(jì)性,并充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的功能,原則上數(shù)控機(jī)床僅進(jìn)行較復(fù)雜零件重要基準(zhǔn)的加工和零件的精加工。
3.4 切削用量的選擇
切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速、背吃刀量及進(jìn)給速度,并常被稱為切削三要素。其確定原則是:保證零件加工精度和表面粗糙度,充分發(fā)揮刀具切削性能,保證合理的刀具耐用度;并充分發(fā)揮機(jī)床的性能,最大限度提高生產(chǎn)率,降低成本。
3.4.1進(jìn)給速度的確定
切削刃上的切削點(diǎn)相對(duì)于工件主運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度稱為切削速度。切削速度的單位為米/分(m/min)。在各種金屬切削機(jī)床中,大多數(shù)切削加工的主運(yùn)動(dòng)都是機(jī)床主軸的運(yùn)動(dòng)形成的,即都是回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。這樣就需要在切削速度與機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換,兩者的關(guān)系為:Vc =? dЛ/1000n
3.4.2進(jìn)給量
對(duì)于不同種類的機(jī)床,進(jìn)給量的單位是不同的。對(duì)于普通車床,進(jìn)給量為工件(主軸)每轉(zhuǎn)過(guò)一轉(zhuǎn),刀具沿進(jìn)給方向與工件的相對(duì)移動(dòng)量,單位為mm/r;對(duì)于數(shù)控車床,由于其控制原理與普通車床不同,進(jìn)給量也可以定義為刀具在單位時(shí)間內(nèi)沿著進(jìn)給方向上相對(duì)于工件的位移量(mm/min)。其他類型的機(jī)床則根據(jù)其結(jié)構(gòu)不同,進(jìn)給量的單位分別為刀具或工件每轉(zhuǎn)的位移量(mm/min,車床等大部分機(jī)床;或mm/r,使用多齒刀具的機(jī)床)或每行程的位移量(mm/一個(gè)行程,刨床等機(jī)床)。
3.4.3?被吃刀量的確定
背吃刀量根據(jù)機(jī)床、工件和刀具的剛度來(lái)決定,在剛度允許的條件下,應(yīng)盡可能使背吃刀量等于工件的加工余量,這樣可以減少走刀次數(shù),提高生產(chǎn)效率。為了保證加工表面質(zhì)量,可留少量精加工余量,一般0.2~0.5mm。本加工中粗車背吃刀量為2.0mm,精車被吃刀量為0.5mm。
此外,車削加工中,切削三要素是相互關(guān)聯(lián)的。在粗加工中,為提高效率,一般采用較大背吃刀量,此時(shí)切削速度和進(jìn)給量相對(duì)較??;而在半精加工和精加工階段,一般采用較大切削速度、較小進(jìn)給量和背吃刀量,以獲得加工質(zhì)量。
總之,切削用量的具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機(jī)床性能、相關(guān)的手冊(cè)并結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)用類比方法確定。同時(shí),使主軸轉(zhuǎn)速、切削深度及進(jìn)給速度三者能相互適應(yīng),以形成最佳切削用量。
3.5刀具的選擇
切削加工離不開刀具。刀具是整個(gè)機(jī)械加工工藝系統(tǒng)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。在各種刀具中,車刀的結(jié)構(gòu)相對(duì)比較簡(jiǎn)單,具有代表性,下面以車刀為例予以介紹。車刀由夾持部分和切削部分組成。夾持部分稱為刀柄,用來(lái)把刀具裝夾在車床的刀架上,一般采用普通鋼材料鍛造而得;切削部分俗稱為刀頭,在車刀上一般為單個(gè)刀片。刀片材料一般有高速鋼(俗稱白鋼刀條)和硬質(zhì)合金兩種,用于剝離金屬材料。
本題中主要用到的刀具有T01:90°外圓粗車刀;T02:90°外圓精車刀;T03:5mm寬切槽刀;T04:60°螺紋車刀;T05:3mm寬切斷刀。
4.加工工藝卡
表1 該零件的加工工藝過(guò)程
序號(hào)
工序名稱
工序內(nèi)容
設(shè)備及工裝
1
備料
制作毛坯,選用Φ27×100棒料。
2
車
裝夾毛坯外圓,進(jìn)行零件的車削加工。
數(shù)控車床
3
鉗
去毛刺。
表2 該零件的加工工序卡
夾具名稱
三爪自定心卡盤
使用設(shè)備
數(shù)控車床
工步號(hào)
工步內(nèi)容
刀具號(hào)
刀具規(guī)格
主軸轉(zhuǎn)數(shù)/(r/min)
進(jìn)給速度/(mm/min)
被吃刀量/mm
程序編號(hào)
1
裝夾毛坯外圓,向外伸出75mm,粗車外圓輪廓,留精加工余量0.25m。
01
90度外圓粗車刀
500
100
1.5
O0001
2
精車外圓輪廓。
02
90度外圓精車刀
800
30
0.25
O0001
3
切槽
03
5mm寬切槽刀
300
30
O0001
4
車螺紋
04
60度螺紋車刀
300
O0001
5
切斷并倒角
05
3mm寬切斷刀
300
30
O0001
6
調(diào)頭裝夾,手動(dòng)平端面,倒角。控制總長(zhǎng)達(dá)到圖紙要求。
5.數(shù)控編程
5.1 數(shù)控編程的分類
數(shù)控編程方法可分為手工編程和自動(dòng)編程兩種。
手工編程就是從分析零件圖樣、確定加工工藝過(guò)程、數(shù)值計(jì)算、編寫零件加工程序單、制作控制介質(zhì)到程序校驗(yàn)都是人工完成。它要求編程人員不僅要熟悉數(shù)控指令及編程規(guī)則,而且還要具備數(shù)控加工工藝知識(shí)和數(shù)值計(jì)算能力。
自動(dòng)編程是指借助數(shù)控語(yǔ)言編程系統(tǒng)或圖形編程系統(tǒng),由計(jì)算機(jī)來(lái)自動(dòng)生成零件加工程序的過(guò)程。編程人員只需根據(jù)加工對(duì)象及工藝要求,借助數(shù)控語(yǔ)言編程系統(tǒng)規(guī)定的數(shù)控編程語(yǔ)言或圖形編程系統(tǒng)提供的圖形菜單功能,對(duì)加工過(guò)程與要求進(jìn)行較簡(jiǎn)便的描述,而由編程系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算出加工運(yùn)動(dòng)軌跡,并輸出零件數(shù)控加工程序。
5.2、數(shù)控加工程序
O0001;
T0101;
M03S500;
M08;
G00X29Z2;
G71U1.5R0.5;
G71P10Q20U0.5W0.5F100;
N10 G00X0;
G01Z0F30;
X10;
X12Z-1;
Z-20;
X14;
X16W-1;
W-7.5;
X24Z-43;
N20 Z-71;
G00X100;
Z100;
T0202;
M03S800;
G00X29Z2;
G70P10Q20;
G00X100Z100;
T0303;
M03S300;
G00X27Z-20;
G01X9F30;
X12Z-19;
G00X29;
Z-55;
G01X20F30;
X29F100;
G00X100Z100;
T0404;
M03S350;
G00X14Z2;
G76P010060Q150R0.1
G76X10.7Z-17P2600Q1300F1;
G00X100Z100;
T0505;
M03S300;
G00X29Z-65;
G01X20F30;
X29F100;
G00Z-70;
G01X17F30;
X18;
X20W1;
W-1;
X0;
G00X100;
Z100;
M30;
5.3程序校驗(yàn)
為了安全起見,一般程序編制完成后需要進(jìn)行首件調(diào)試,此過(guò)程是相當(dāng)重要的。在加工首件時(shí),一般都需要將快速運(yùn)動(dòng)達(dá)到最慢速度來(lái)進(jìn)行調(diào)試,熟練的操作者可適當(dāng)調(diào)快些,而且需要進(jìn)行單段運(yùn)行,并時(shí)時(shí)刻刻觀察機(jī)床內(nèi)的動(dòng)向,巧用進(jìn)給保持按鈕,并注意觀察機(jī)床的絕對(duì)坐標(biāo)值是否與編程坐標(biāo)值相符合。
本題零件的加工程序經(jīng)過(guò)斯沃仿真軟件驗(yàn)證,程序準(zhǔn)確無(wú)誤,其仿真后的效果圖如圖5所示。
圖5
6.零件的三維圖形
致 謝
本人在畢業(yè)課題的設(shè)計(jì)中,學(xué)習(xí)了不少的新知識(shí),體會(huì)到了學(xué)習(xí)的重要性,同時(shí),感謝學(xué)校具遠(yuǎn)瞻的規(guī)劃與教育,給予我們良好的學(xué)習(xí)環(huán)境,并提供給我們對(duì)學(xué)業(yè)及個(gè)人生涯發(fā)展的多元信息,幫助我們成長(zhǎng)。
感謝三年來(lái)陪伴我們學(xué)習(xí)與生活的恩師,感謝您們對(duì)我精心的教育,感謝您們沒使我的學(xué)習(xí)變成勞作而成為一種快樂(lè);.感謝您們讓我明白自身的價(jià)值;感謝您們幫助我發(fā)現(xiàn)了自己的專長(zhǎng),而且讓我把事情做得更好。感謝您們?nèi)萑涛业娜涡排c錯(cuò)誤,不僅教會(huì)了我知識(shí),更教會(huì)了我如何做事,如何做人。
這三年以來(lái),經(jīng)歷過(guò)的所有事,所有人,都將是我以后生活回味的一部分,是我為人處事的指南針。就要離開學(xué)校,走上工作的崗位了,這是我人生歷程的又一個(gè)起點(diǎn),在這里祝福大學(xué)里跟我風(fēng)雨同舟的朋友們,一路走好,未來(lái)總會(huì)是絢爛繽紛。
參考文獻(xiàn)
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【5】王謨金、李茶英.AutoCAD2000.機(jī)械工業(yè)出版社,2006.1
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典型
數(shù)控
車削
加工
工藝
編程
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JX01297-典型軸的數(shù)控車削加工工藝及編程,jx01297,典型,數(shù)控,車削,加工,工藝,編程
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