典型軸類零件數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì).doc

典型軸類零件數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)目錄摘 要31. 前言42工藝方案分析42.1 零件圖42.2 零件圖分析42.3 確定加工方法42.4 確定加工方案43. 工件的裝夾63.1 定位基準(zhǔn)的選擇63.2定位基準(zhǔn)選擇的原則63.3確定零件的定位基準(zhǔn)63.4裝夾方式的選擇63.5數(shù)控車床常用的裝夾方式63.6 確定合理的裝夾方式64切削用量64.1確定切削用量65加工工藝75.1 典型軸類零件加工工藝75.2 加工坐標(biāo)系設(shè)置85.3 手工編程96 致謝詞117.參考文獻(xiàn)11摘 要 隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，數(shù)控加工技術(shù)對(duì)國(guó)計(jì)民生發(fā)展起著越來(lái)越重要的作用，因?yàn)樾?、質(zhì)量是先進(jìn)制造技術(shù)的主體。高速、高精加工技術(shù)可極大地提高效率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，縮短生產(chǎn)周期和提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。而對(duì)于數(shù)控加工,無(wú)論是手工編程還是自動(dòng)編程，在編程前都要對(duì)所加工的零件進(jìn)行工藝分析，擬定加工方案，選擇合適的刀具，確定切削用量，對(duì)一些工藝問(wèn)題(如對(duì)刀點(diǎn)、加工路線等)也需做一些處理。并在加工過(guò)程掌握控制精度的方法,才能加工出合格的產(chǎn)品。本文根據(jù)數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)，針對(duì)具體的零件，進(jìn)行了工藝方案的分析，工裝方案的確定，刀具和切削用量的選擇，確定加工順序和加工路線，數(shù)控加工程序編制。通過(guò)整個(gè)工藝的過(guò)程的制定，充分體現(xiàn)了數(shù)控設(shè)備在保證加工精度，加工效率，簡(jiǎn)化工序等方面的優(yōu)勢(shì)。關(guān)鍵詞： 工藝分析、加工方案、進(jìn)給路線、控制尺寸1. 前言 本文以切削用量的選擇，工件的定位裝夾，加工順序和典型零件為例，結(jié)合數(shù)控加工的特點(diǎn)，分別進(jìn)行工藝方案分析，機(jī)床的選擇，刀具加工路線的確定，數(shù)控程序的編制，最終形成可以指導(dǎo)生產(chǎn)的工藝文件。在整個(gè)工藝過(guò)程的設(shè)計(jì)過(guò)程中，要通過(guò)分析，確定最佳的工藝方案，使得零件的加工成本最低，合理的選用定位夾緊方式，使得零件加工方便、定位精準(zhǔn)、剛性好，合理選用刀具和切削參數(shù)，使得零件的加工在保證零件精度的情況下，加工效率最高、刀具消耗最低。2工藝方案分析 2.1 零件圖 圖1-2 典型軸類零件圖2.2 零件圖分析 該零件表面由圓柱、圓弧、圓錐、槽、螺紋等表面組成。選用毛坯為45#鋼，55150mm，無(wú)熱處理和硬度要求。 2.3 確定加工方法加工方法的選擇原則是保證加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求。由于獲得同一級(jí)精度及表面粗糙度的加工方法一般有許多，因而在實(shí)際選擇時(shí)，要結(jié)合零件的形狀、尺寸大小和形位公差要求等全面考慮。 圖上幾個(gè)精度要求較高的尺寸，因其公差值較小，所以編程時(shí)沒(méi)有取平均值，而取其基本尺寸。 在輪廓線上，有個(gè)錐度10度坐標(biāo)P1、 和一處圓弧切點(diǎn)P2，在編程時(shí)要求出其坐標(biāo)，P1（45.29 ，75） P2（35，56.46）。 通過(guò)以上數(shù)據(jù)分析，考慮加工的效率和加工的經(jīng)濟(jì)性，最理想的加工方式為車削，采用數(shù)控車床。根據(jù)加工零件的外形和材料等條件，選用CAK5085di數(shù)控機(jī)床。2.4 確定加工方案 零件上比較精密表面的加工，常常是通過(guò)粗加工、半精加工和精加工逐步達(dá)到的。對(duì)這些表面僅僅根據(jù)質(zhì)量要求選擇相應(yīng)的最終加工方法是不夠的，還應(yīng)正確地確定從毛坯到最終成形的加工方案。 毛坯先夾持左端，車右端輪廓113mm處，右端加工39mm、S42mm、 R9mm、35mm、錐度為10度的外圓，52mm.調(diào)頭裝夾已加工52mm外圓，左端加工25mm33mm、切退刀槽、加工螺紋M25mm1.5mm. 該典型軸加工順序?yàn)椋?預(yù)備加工-車端面-粗車右端輪廓-精車右端輪廓-切槽-工件調(diào)頭 -車端面-粗車左端輪廓-精車左端輪廓-切退刀槽-粗車螺紋-精車螺紋3. 工件的裝夾3.1 定位基準(zhǔn)的選擇在制定零件加工的工藝規(guī)程時(shí)，正確地選擇工件的定位基準(zhǔn)有著十分重要的意義。定位基準(zhǔn)選擇的好壞，不僅影響零件加工的位置精度，而且對(duì)零件各表面的加工順序也有很大的影響。合理選擇定位基準(zhǔn)是保證零件加工精度的前提，還能簡(jiǎn)化加工工序，提高加工效率。3.2定位基準(zhǔn)選擇的原則1）基準(zhǔn)重合原則。為了避免基準(zhǔn)不重合誤差，方便編程，應(yīng)選用工序基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，盡量使工序基準(zhǔn)、定位基準(zhǔn)、編程原點(diǎn)三者統(tǒng)一。2）便于裝夾的原則。所選擇的定位基準(zhǔn)應(yīng)能保證定位準(zhǔn)確、可靠，定位、夾緊機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單、易操作，敞開性好，能夠加工盡可能多的表面。3）便于對(duì)刀的原則。批量加工時(shí)在工件坐標(biāo)系已經(jīng)確定的情況下，保證對(duì)刀的可能性和方便性。3.3確定零件的定位基準(zhǔn)以左右端大端面為定位基準(zhǔn)。3.4裝夾方式的選擇為了工件不致于在切削力的作用下發(fā)生位移，使其在加工過(guò)程始終保持正確的位置，需將工件壓緊夾牢。合理的選擇夾緊方式十分重要，工件的裝夾不僅影響加工質(zhì)量，而且對(duì)生產(chǎn)率，加工成本及操作安全都有直接影響。3.5數(shù)控車床常用的裝夾方式1）在三爪自定心卡盤上裝夾。三爪自定心卡盤的三個(gè)卡爪是同步運(yùn)動(dòng)的，能自動(dòng)定心，一般不需要找正。該卡盤裝夾工件方便、省時(shí)，但夾緊力小，適用于裝夾外形規(guī)則的中、小型工件。2）在兩頂尖之間裝夾。對(duì)于尺寸較大或加工工序較多的軸類工件，為了保證每次裝夾時(shí)的裝夾精度，可用兩頂尖裝夾。該裝夾方式適用于多序加工或精加工。3）用卡盤和頂尖裝夾。當(dāng)車削質(zhì)量較大的工件時(shí)要一段用卡盤夾住，另一段用后頂尖支撐。這種方式比較安全，能承受較大的切削力，安裝剛性好，軸向定位準(zhǔn)確，應(yīng)用較廣泛。4）用心軸裝夾。當(dāng)裝夾面為螺紋時(shí)再做個(gè)與之配合的螺紋進(jìn)行裝夾，叫心軸裝夾。這種方式比較安全，能承受較大的切削力，安裝剛性好，軸向定位準(zhǔn)確。3.6 確定合理的裝夾方式裝夾方法：先用三爪自定心卡盤毛坯左端，加工右端達(dá)到工件精度要求；再工件調(diào)頭，用三爪自定心卡盤夾持右端52，再加工左端達(dá)到工件精度要求。4切削用量4.1確定切削用量 數(shù)控編程時(shí)，編程人員必須確定每道工序的切削用量，并以指令的形式寫人程序中。對(duì)于不同的加工方法，需要選用不同的切削用量。切削用量的選擇原則是: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。5加工工藝5.1 典型軸類零件加工工藝（1）確定加工順序及進(jìn)給路線加工順序按粗到精、由近到遠(yuǎn)（由右到左）的原則確定。（2）選擇刀具1）車端面： 45度車刀。2) 粗、精車外圓： 90度外圓車刀。3)車槽: 切槽刀。4)車螺紋: 60度外螺紋車刀。（3）選擇切削用量切削用量選擇主軸轉(zhuǎn)速s/(r/min)進(jìn)給量f/(mm/r)背吃刀量ap/mm粗車外圓 8000.31.5精車外圓10000.050.2粗車螺紋4501.50.4切槽4500.05數(shù)控加工刀具卡片 刀具卡片產(chǎn)品名稱或代號(hào)零件名稱典型軸零件圖號(hào)序號(hào) 刀具號(hào)刀具規(guī)格名稱數(shù)量加工表面?zhèn)渥?T0145度車刀1粗、精車端面2T0290度外圓車刀1粗、精車外輪廓右偏刀3T03車槽刀1切槽4T0460度外螺紋車刀1加工螺紋 數(shù)控加工工藝卡 單位名稱產(chǎn)品名稱或代號(hào)零件名稱零件圖號(hào)典型軸工序號(hào)程序編號(hào)夾具名稱使用設(shè)備車間001 O1111三爪自定心卡盤CAK5085di數(shù)控車間工步號(hào)工步內(nèi)容刀具號(hào)刀具規(guī)格主軸轉(zhuǎn)速r/min進(jìn)給速度mm/r背吃刀量mm備注1車端面T0145度刀5000.1手動(dòng)2粗車外輪廓T0290度防型刀8000.31.5自動(dòng)3精車外圓輪廓T0290度防型刀10000.050.2自動(dòng)4切槽T03切槽刀4500.05自動(dòng)工序號(hào)程序編號(hào)夾具名稱使用設(shè)備車間00202222三爪自定心卡盤CAK5085di數(shù)控車間工步號(hào)工步內(nèi)容刀具號(hào)刀具規(guī)格主軸轉(zhuǎn)速r/min進(jìn)給速度mm/r背吃刀量mm備注1車端面T0145度刀5000.1手動(dòng)2粗車外輪廓T0290度外圓刀8000.11.5自動(dòng)3精車外圓輪廓T0290度外圓刀10000.050.2自動(dòng)4切退刀槽T03切槽刀1150.05自動(dòng)5粗車螺紋T0460度外螺紋刀701.50.4自動(dòng)6精車螺紋T0460度外螺紋刀701.50.1自動(dòng)5.2 加工坐標(biāo)系設(shè)置 （1）建立工件坐標(biāo)系 圖1-3坐標(biāo)系設(shè)定（2）試切法對(duì)刀在數(shù)控加工中，工件坐標(biāo)系確定后，還要確定刀尖點(diǎn)在工件坐標(biāo)系中的位置，即通常所說(shuō)的對(duì)刀問(wèn)題。在數(shù)控車床上，目前常用的對(duì)刀方法為試切對(duì)刀法。將工件安裝好之后，先用MDI方式操作機(jī)床，用已選好的刀具將工件端面車一刀，然后保持刀具在縱向（Z）尺寸不變，沿橫向（x）退刀。當(dāng)取工件右端面O為工件原點(diǎn)時(shí)，對(duì)刀輸入為Z0，如圖3-4（a）用同樣的方法，再將工件的表面車一刀，然后保持刀具在橫向上的尺寸不變，從縱向退刀，停止主軸轉(zhuǎn)動(dòng)，再量出工件車削后的直徑如圖3-4（b）根據(jù)長(zhǎng)度和直徑，既可確定刀具在工件坐標(biāo)系中的位置。其他各刀都需要進(jìn)行以上操作，從而確定每把刀具在工件坐標(biāo)系中的位置。 圖3-4（a） Z軸方向?qū)Φ?.3 手工編程工件右端加工O1111； M06 X200 Z100； 建立工件坐標(biāo)系T0202; 調(diào)用2號(hào)刀M03 S800; 主軸以800r/min正轉(zhuǎn)G00 X60 Z5; 到循環(huán)加工起點(diǎn) G71 U.1.5 R1 P01 Q02 X0.2 Z0.08 F80; 粗加工循環(huán)N01 G00 X39 Z2； 到精加工起點(diǎn)G01 X39 Z0 F40; 精加工輪廓開始G01 X39 Z0 C2 倒角C2Z-26; 加工39G03 X35 Z-56.46 R24; 加工S48圓弧G02 X35 Z-70 R9; 加工R9圓弧G01 Z-75; 加工35X45.29; 加工35外徑左端面至斜 線部分X52 Z-94; 加工斜線部分N02 Z-113; 精車循環(huán)結(jié)束G00 X55 Z100; 到換刀點(diǎn)M06 T0303 M03 S115 M08； 換3號(hào)切槽刀,打開切削液G00 X55 Z2； 刀具起切的安全點(diǎn)G00 X55 Z-89； 切槽切入點(diǎn)G01 X39 F5； 切槽G01 X55 F20； 切槽退刀G01 Z-82； 切槽切入點(diǎn)G01 X39 F5； 切槽G01 X55 F20； 切槽退刀G00 Z-18； 切槽切入點(diǎn)G01 X35 F5； 切槽切入點(diǎn)G01 X50 F20； 切槽退刀G00 X55 Z100 M09； 回?fù)Q刀點(diǎn),關(guān)閉切削液M05； 主軸停止 M30； 程序結(jié)束工件左端加工O2222T0202 M03 S800； 換2號(hào)外圓刀 主軸800r/minG00 X55 Z2； 刀具起切的安全點(diǎn)G71 U1.5 R1 P01 Q02 X0.2 Z0.08 F80； 外徑粗精車循環(huán)N01 G00 X50 Z2； 精車循環(huán)開始G01 X0 Z0 F40； 開始加工G01 X24.7 Z0 C2； 倒角G01 Z-33； 車25G01 X52 Z-33 C2； 倒角N02 G01 Z-35； 精車循環(huán)結(jié)束G00 X100 Z100； 換刀點(diǎn)M05； 主軸停止M30； 程序結(jié)束T0303 M03 S115 ； 換3號(hào)切槽刀G00 X30 Z2； 刀具起切的安全點(diǎn)G00 Z-28； 切槽切入點(diǎn)G01 X21 F5 ； 切槽G01 X30 F20； 退刀G00 X50 Z100； 回?fù)Q刀點(diǎn)M05； 主軸停止M30 ； 程序結(jié)束T0404 M03 S70； 換4號(hào)螺紋刀G00 X25 Z2 ； 刀具起始安全點(diǎn)G76 C1 A60 X23.056 Z-26 K0.974 U0.1 V0.1 Q0.4 F1.5; 螺紋車削循環(huán),C為精車次數(shù),螺紋刀具角度,X為最終螺紋X軸小徑,Z為最終螺紋Z軸長(zhǎng)度,K為牙型高,U精加工余量,V最大加工量,Q第一刀最大背吃刀量,F為導(dǎo)程.G01 X40； 退刀G00 X100 Z100； 回?fù)Q刀點(diǎn)M05； 主軸停止M30； 程序結(jié)束6 致謝詞本論文在郭凱老師的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下已完成。在學(xué)習(xí)和生活期間，也始終感受著老師的精心指導(dǎo)和無(wú)私的關(guān)懷，我受益匪淺。在此向老師表示深深的感謝和崇高的敬意。不積跬步何以至千里，本畢業(yè)論文能夠順利的完成，也歸功于老師的認(rèn)真負(fù)責(zé)，使我能夠很好的掌握和運(yùn)用專業(yè)知識(shí)，并在設(shè)計(jì)中得以體現(xiàn)。7. 參考文獻(xiàn)（1） 華茂發(fā).數(shù)控機(jī)床加工工藝M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2000年（2） 鄒新宇。數(shù)控編程M.清華大學(xué)出版社,2006年（3） 余英良.數(shù)控加工編程及操作M.北京:高等教育出版社,2004年第一版。