CA6140車(chē)床主軸加工工藝及數(shù)控編程設(shè)計(jì)
CA6140車(chē)床主軸加工工藝及數(shù)控編程設(shè)計(jì),ca6140,車(chē)床,主軸,加工,工藝,數(shù)控,編程,設(shè)計(jì)
摘 要
本篇畢業(yè)設(shè)計(jì)是CA6140車(chē)床主軸加工工藝及數(shù)控編程,CA6140車(chē)床主軸零件的主要加工表面是各外圓面的車(chē)削加工及內(nèi)孔的車(chē)削加工以及2-直孔的鉆、絞削加工和M10螺紋孔的鉆、攻加工等。一般化來(lái)講,保證平面的加工精度相比較與保證孔系的加工精度,平面加工的精度相對(duì)來(lái)說(shuō)還是比較容易的。該CA6140車(chē)床主軸零件通過(guò)數(shù)控機(jī)床對(duì)其進(jìn)行車(chē)削、鏜削、鉆、鉸削加工,由于數(shù)控機(jī)床的加工精度比普通機(jī)床要高,生產(chǎn)加工效率要好,所以能夠滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。
文章的重點(diǎn)在于對(duì)CA6140車(chē)床主軸的工藝性和力學(xué)性能分析,對(duì)加工工藝規(guī)程進(jìn)行合理分析,對(duì)CA6140車(chē)床主軸進(jìn)行加工工藝的規(guī)程設(shè)計(jì),包括了CA6140車(chē)床主軸的數(shù)控加工,并且介紹了數(shù)控加工工藝及數(shù)控編程,以此CA6140車(chē)床主軸進(jìn)行數(shù)控的加工工藝編制和數(shù)控編程的設(shè)計(jì),經(jīng)過(guò)實(shí)踐證明,最終可以加工出合格的CA6140車(chē)床主軸零件。
關(guān)鍵詞:CA6140車(chē)床主軸、工藝規(guī)程、普通編程、零件
I
目 錄
摘要 I
第一章 零件結(jié)構(gòu)工藝分析 1
1.1 零件的分析 2
1.1.1 零件的作用 2
1.1.2 零件的工藝分析 4
1.2 零件的主要技術(shù)要求 5
1.2.1 內(nèi)孔的精度及位置精度 6
1.2.2 外圓面的精度及位置精度 7
1.2.3 其他要求 8
第二章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 9
2.1 選擇定位基準(zhǔn) 9
2.2 制定工藝路線(xiàn) 10
2.3 選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備 11
2.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差的確定 11
第三章 確定切削用量及基本工時(shí) 12
3.1 工序10:粗銑A面至尺寸 13
3.2 工序20:粗車(chē)左端φ72、φ75、φ85φ94外圓面 14
3.3 工序30:粗車(chē)左端A處溝槽 15
3.4 工序40:粗車(chē)左端內(nèi)孔 16
3.5 工序50:粗鏜直徑24的孔至直徑24,長(zhǎng)度為67 17
3.6 工序60:粗車(chē)右端D處溝槽 17
3.7 工序70:精車(chē)左端φ72、φ75、φ85φ94、外圓面 17
3.8 工序80:精車(chē)左端A處溝槽 17
3.9 工序90:半精車(chē)右端φ133、φ77.02外圓面、內(nèi)孔 17
3.10 工序100:精車(chē)右端D處溝槽 17
3.11 工序110:粗鏜、精鏜內(nèi)孔 17
3.12 工序120:粗鏜、精鏜內(nèi)孔 18
3.13 工序130:銑10X50、10X25鍵槽 19
3.14 工序140:銑2-φ11凹臺(tái) 20
3.15 工序150:鉆、鉸2-直孔 21
3.16 工序160:鉆、攻11-M10螺紋孔 22
I
3.17 時(shí)間定額計(jì)算及生產(chǎn)安排 24
第四章 零件編程 25
4.1 半精車(chē)右端內(nèi)孔 26
4.2 粗鏜、精鏜內(nèi)孔 27
4.3 鉆、鉸2-直孔 28
第五章 加工仿真 30
結(jié)論 31
參考文獻(xiàn) 32
致謝 33
I
第一章 零件結(jié)構(gòu)工藝分析
本文對(duì)CA6140車(chē)床主軸的零件進(jìn)行分析,通過(guò)對(duì)CA6140車(chē)床主軸的研究和分析,描述了CA6140車(chē)床主軸的毛坯制造形式、機(jī)械加工余量、基準(zhǔn)選擇、工序尺寸和毛坯尺寸等的確定,以及切削用量和工時(shí)的計(jì)算等相關(guān)內(nèi)容。為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,與指導(dǎo)老協(xié)商后,感覺(jué)用數(shù)控編程比較合適。
在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中,根據(jù)課題所給的零件圖、技術(shù)要求,通過(guò)查閱相關(guān)資料和書(shū)籍,了解和掌握了的機(jī)械加工工藝和編程的一般方法和步驟,并運(yùn)用這些方法和步驟進(jìn)行了數(shù)控編程與仿真加工設(shè)計(jì)。整個(gè)設(shè)計(jì)得指導(dǎo)思想“簡(jiǎn)便、效率高、非常經(jīng)濟(jì)”。
1.1 零件的分析
1.1.1 零件的作用
題目給出的零件是CA6140車(chē)床主軸。CA6140車(chē)床主軸主要是傳遞扭矩的作用,一個(gè)設(shè)備的正常運(yùn)行離不開(kāi)動(dòng)力裝置的執(zhí)行以及一些傳動(dòng)零件,例如軸、軸承等一些傳動(dòng)零件和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。故CA6140車(chē)床主軸零件的加工精度和表面光潔度影響著傳動(dòng)的精度和效率,可以說(shuō),一個(gè)加工精度高的CA6140車(chē)床主軸與加工精度的低的CA6140車(chē)床主軸相比,其傳動(dòng)效果很明顯。 下圖即為CA6140車(chē)床主軸的零件圖和毛坯圖:
圖1 CA6140車(chē)床主軸零件圖
圖2 CA6140車(chē)床主軸毛坯圖
1.1.2 零件的工藝分析
由CA6140車(chē)床主軸零件圖可知,CA6140車(chē)床主軸的表面以及內(nèi)孔都需要進(jìn)行加工,此外還需要加工一個(gè)螺紋孔和鍵槽的加工。因此加工表面。它們相互間有一定的位置要求。現(xiàn)分析如下:
(1)以主視圖為主要加工面的加工表面,這組加工表面分別為左端φ72、φ75、φ85、φ94外圓面的車(chē)削加工,其表面粗糙度為Ra1.6。內(nèi)孔的車(chē)削加工、鏜削加工,其表面粗糙度為Ra1.6等。
(2)以左視圖為主要加工面的加工表面,包括2-直孔的鉆、鉸削加工,其加工表面粗糙度為,11-M10螺紋孔的鉆、攻加工,其加工表面粗糙度為等等。
1.2 零件的主要技術(shù)要求
由上面的分析可得,CA6140車(chē)床主軸零件的加工表面是外圓表面和孔系。因此,對(duì)CA6140車(chē)床主軸來(lái)說(shuō),加工中的主要問(wèn)題是處理好孔和外圓面之間的關(guān)系。
1.2.1 內(nèi)孔的精度及位置精度
以?xún)?nèi)孔為主要加工面的表面粗糙度要求分別為:內(nèi)孔的表面粗糙度為Ra1.6,內(nèi)孔的表面粗糙度為。
1.2.2 外圓面的精度及位置精度
以主視圖為主要加工表面,外圓面的車(chē)削加工以及10X50、10X25鍵槽的銑削加工,其中外圓面的表面粗糙度要求為Ra1.6,10X50、10X25鍵槽的表面粗糙度為。
1.2.3 其它要求
CA6140車(chē)床主軸系加工方案,應(yīng)該選擇能夠滿(mǎn)足較為復(fù)雜類(lèi)零件外圓表面加工的加工設(shè)備,例如數(shù)控機(jī)床。從加工精度和加工效率各方面考慮之外,還要考慮經(jīng)濟(jì)因素。依據(jù)零件圖我們確定CA6140車(chē)床主軸的加工工藝及加工路線(xiàn),對(duì)于關(guān)鍵工序,我們應(yīng)該在數(shù)控機(jī)床上面進(jìn)行加工比較合適,例如數(shù)控車(chē)床、數(shù)控銑床等設(shè)備。
第二章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
2.1 選擇定位基準(zhǔn)
粗基準(zhǔn)選擇毛坯的外圓表面,精基準(zhǔn)選擇已經(jīng)車(chē)削好的的外圓面。
2.2 制定工藝路線(xiàn)
本次設(shè)計(jì)的零件是CA6140車(chē)床主軸的加工工藝,根據(jù)先面后孔原則,本次先以?xún)?nèi)孔定位加工CA6140車(chē)床主軸零件的各個(gè)面,然后再是孔。后續(xù)工序安排應(yīng)當(dāng)遵則。先粗加工平面,再粗加工孔。對(duì)于CA6140車(chē)床主軸,需要精加工的是支承孔前后端的平面。按上述原則亦應(yīng)工孔系,但在實(shí)際生產(chǎn)中互垂直。加工工后,將工件清凈。清洗后用壓縮空氣吹干凈。保證零件內(nèi)部雜質(zhì)、鐵屑、毛刺、砂粒等殘留量不大于200mg。
根據(jù)以上分析過(guò)程,現(xiàn)將CA6140車(chē)床主軸數(shù)控加工工藝路線(xiàn)確定如下:
工藝路線(xiàn)一:
1 粗車(chē)端面、外圓、打中心孔。
2 粗車(chē)左端φ72、φ75、φ85φ94外圓面
3 粗車(chē)左端A處溝槽
4 粗車(chē)左端內(nèi)孔
5 粗車(chē)右端φ133、φ77.02外圓面、φ60內(nèi)孔
6 粗車(chē)右端D處溝槽
7 精車(chē)左端φ72、φ75、φ85φ94、外圓面
8 精車(chē)左端A處溝槽
9 半精車(chē)右端φ133、φ77.02外圓面、內(nèi)孔
10精車(chē)右端D處溝槽
11粗鏜、精鏜內(nèi)孔
12粗鏜、精鏜內(nèi)孔
13銑10X50、10X25鍵槽
14銑2-φ11凹臺(tái)
15 鉆、鉸2-直孔
16 鉆、攻11-M10螺紋孔
17 終檢
工藝路線(xiàn)二:
1 粗車(chē)端面、外圓、打中心孔。
2 粗車(chē)左端φ72、φ75、φ85φ94外圓面
3 粗車(chē)左端A處溝槽
4 粗車(chē)左端內(nèi)孔
5 粗車(chē)右端φ133、φ77.02外圓面、φ60內(nèi)孔
6 粗車(chē)右端D處溝槽
7 粗鏜、精鏜內(nèi)孔
8粗鏜、精鏜內(nèi)孔
9 精車(chē)左端φ72、φ75、φ85φ94、外圓面
10 精車(chē)左端A處溝槽
11半精車(chē)右端φ133、φ77.02外圓面、內(nèi)孔
精車(chē)右端D處溝槽
13銑10X50、10X25鍵槽
14銑2-φ11凹臺(tái)
15 鉆、鉸2-直孔
16 鉆、攻11-M10螺紋孔
17 終檢
工藝路線(xiàn)三:
1 粗車(chē)端面、外圓、打中心孔。
2 粗車(chē)左端φ72、φ75、φ85φ94外圓面
3 粗車(chē)左端A處溝槽
4 粗車(chē)左端內(nèi)孔
5 粗車(chē)右端φ133、φ77.02外圓面、φ60內(nèi)孔
6 粗車(chē)右端D處溝槽
7 精車(chē)左端φ72、φ75、φ85φ94、外圓面
8 精車(chē)左端A處溝槽
9 半精車(chē)右端φ133、φ77.02外圓面、內(nèi)孔
10精車(chē)右端D處溝槽
11銑10X50、10X25鍵槽
12銑2-φ11凹臺(tái)
13粗鏜、精鏜內(nèi)孔
14粗鏜、精鏜內(nèi)孔
15 鉆、鉸2-直孔
16 鉆、攻11-M10螺紋孔
17 終檢
通慮,零件的技術(shù)要求及可能采取的加工手段之后,就會(huì)發(fā)現(xiàn)仍有問(wèn)題,由于、內(nèi)孔面粗糙度達(dá)不到要求,綜合選擇方案一:
1 粗車(chē)端面、外圓、打中心孔。
2 粗車(chē)左端φ72、φ75、φ85φ94外圓面
3 粗車(chē)左端A處溝槽
4 粗車(chē)左端內(nèi)孔
5 粗車(chē)右端φ133、φ77.02外圓面、φ60內(nèi)孔
6 粗車(chē)右端D處溝槽
7 精車(chē)左端φ72、φ75、φ85φ94、外圓面
8 精車(chē)左端A處溝槽
9 半精車(chē)右端φ133、φ77.02外圓面、內(nèi)孔
10精車(chē)右端D處溝槽
11粗鏜、精鏜內(nèi)孔
12粗鏜、精鏜內(nèi)孔
13銑10X50、10X25鍵槽
14銑2-φ11凹臺(tái)
15 鉆、鉸2-直孔
16 鉆、攻11-M10螺紋孔
17 終檢
2.3 選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備
由圖樣分析,該圖樣需要車(chē)削各臺(tái)階外圓,鏜內(nèi)孔,鉆孔,攻牙,銑鍵槽等,在這里我們?cè)谲?chē)削各臺(tái)階外圓時(shí)選用外圓車(chē)刀,鏜刀,鉆頭,絲攻等等。而鉆削加工時(shí)我們可以選用麻花鉆頭,量具可選用0--150mm為75-100mm的測(cè)量游標(biāo)卡尺,外徑千分尺,游標(biāo)深度卡尺、螺紋塞規(guī)等。
2.4 機(jī)械加工余量和工序尺寸以及公差的確定
(1)毛坯種類(lèi)的選擇
由于零件尺寸不大,結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,因此我們采用40Cr鋼作為毛坯的制作形式,從而提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,降低成本。
(2)確定毛坯的加工余量
根據(jù)毛坯制造方法采用的鍛造,查取《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.2-5,“CA6140車(chē)床主軸”零件材料采用鍛造。材料為40Cr,硬度HB為200—240,生產(chǎn)類(lèi)型為大批量生產(chǎn),用鍛造毛坯。
第三章 確定切削用量及基本工時(shí)
工序10 粗車(chē)端面、外圓、打中心孔
機(jī)床:數(shù)控車(chē)床
本工序?yàn)榇周?chē)端面、外圓、打中心孔的工序,確定背吃刀量。由于粗加工單邊余量為2.5mm可在一次走刀內(nèi)完成,故
2)確定進(jìn)給量。根據(jù)查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》得,刀桿尺寸為,以及工件直徑為時(shí)
按GS980TD車(chē)床說(shuō)明書(shū)選擇
確定的進(jìn)給量尚需滿(mǎn)足車(chē)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的要求,故需進(jìn)行校驗(yàn)。
根據(jù)GS980TD車(chē)床說(shuō)明書(shū),其進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力。
當(dāng)鋼的強(qiáng)度,,,,(預(yù)計(jì))時(shí),進(jìn)給力為。
切削時(shí)的修正系數(shù)為,,故實(shí)際進(jìn)給力為
由于切削時(shí)的進(jìn)給力小于車(chē)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力,故選的進(jìn)給量可用。
3)確定切削速度
當(dāng)用硬質(zhì)合金車(chē)刀加工鋼料,,,切削速度
4)選擇車(chē)刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)以及刀具壽命
根據(jù)查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》得,車(chē)刀后刀面最大磨損量取為1.4mm,因?yàn)檐?chē)刀的材料為硬質(zhì)合金,所以車(chē)刀的壽命T=60min。
5)確定車(chē)削速度和每分鐘進(jìn)給量
根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.27與1.28中公式計(jì)算:
=8.88m/min;
工序20:粗車(chē)左端φ72、φ75、φ85φ94外圓面
已知加工材料為40Cr鋼,鍛件,有外皮,機(jī)床為GS980TD型數(shù)控車(chē)床,工件裝卡在三爪自定心卡盤(pán)中。
(1)外圓φ72
粗車(chē)。
1) 確定背吃刀量。由于粗加工單邊余量為1.75mm可在一次走刀內(nèi)完成,故
2)確定進(jìn)給量。根據(jù)查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》得,刀桿尺寸為,以及工件直徑為時(shí)
按GS980TD車(chē)床說(shuō)明書(shū)選擇
確定的進(jìn)給量尚需滿(mǎn)足車(chē)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的要求,故需進(jìn)行校驗(yàn)。
根據(jù)GS980TD車(chē)床說(shuō)明書(shū),其進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力。
當(dāng)鋼的強(qiáng)度,,,,(預(yù)計(jì))時(shí),進(jìn)給力為。
切削時(shí)的修正系數(shù)為,,故實(shí)際進(jìn)給力為
由于切削時(shí)的進(jìn)給力小于車(chē)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力,故選的進(jìn)給量可用。
3)確定切削速度
當(dāng)用硬質(zhì)合金車(chē)刀加工鋼料,,,切削速度
4)選擇車(chē)刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)以及刀具壽命
根據(jù)查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》得,車(chē)刀后刀面最大磨損量取為1.4mm,因?yàn)檐?chē)刀的材料為硬質(zhì)合金,所以車(chē)刀的壽命T=60min。
5)確定車(chē)削速度和每分鐘進(jìn)給量
根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.27與1.28中公式計(jì)算:
=8.88m/min;
工序30:粗車(chē)左端A處溝槽
本工序?yàn)榇周?chē)粗車(chē)左端A處溝槽的工序,已知加工材料為40Cr鋼,鍛件,有外皮,機(jī)床為CJK6140型數(shù)控車(chē)床,工件裝卡在三爪自定心卡盤(pán)中。
(1)粗車(chē)左端A處溝槽。
1) 確定背吃刀量。由于精加工單邊余量為0.3mm可在一次走刀內(nèi)完成,故
2)確定進(jìn)給量。根據(jù)查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》得,刀桿尺寸為,以及工件直徑為時(shí)
按CK6140車(chē)床說(shuō)明書(shū)選擇
確定的進(jìn)給量尚需滿(mǎn)足車(chē)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的要求,故需進(jìn)行校驗(yàn)。
根據(jù)CJK6140車(chē)床說(shuō)明書(shū),其進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力。
當(dāng)鋼的強(qiáng)度,,,,(預(yù)計(jì))時(shí),進(jìn)給力為。
切削時(shí)的修正系數(shù)為,,故實(shí)際進(jìn)給力為
由于切削時(shí)的進(jìn)給力小于車(chē)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力,故選的進(jìn)給量可用。
3)確定切削速度
當(dāng)用硬質(zhì)合金車(chē)刀加工鋼料,,,切削速度
4)選擇車(chē)刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)以及刀具壽命
根據(jù)查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》得,車(chē)刀后刀面最大磨損量取為1.4mm,因?yàn)檐?chē)刀的材料為硬質(zhì)合金,所以車(chē)刀的壽命T=60min。
5)確定車(chē)削速度和每分鐘進(jìn)給量
根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.27與1.28中公式計(jì)算:
=8.88m/min;
基本工時(shí)計(jì)算
根據(jù)一下公式,可得:
=
工序40 粗車(chē)左端內(nèi)孔
本工序?yàn)榇周?chē)左端內(nèi)孔的工序,已知加工材料為40Cr鋼,鍛件,有外皮,機(jī)床為CJK6140型數(shù)控車(chē)床,工件裝卡在三爪自定心卡盤(pán)中。
(1)粗車(chē)左端內(nèi)孔
1) 確定背吃刀量。由于半精加工單邊余量為1.3mm可在一次走刀內(nèi)完成,故
2)確定進(jìn)給量。根據(jù)查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》得,刀桿尺寸為,以及工件直徑為時(shí)
按CJK6140車(chē)床說(shuō)明書(shū)選擇
確定的進(jìn)給量尚需滿(mǎn)足車(chē)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的要求,故需進(jìn)行校驗(yàn)。
根據(jù)CK6140車(chē)床說(shuō)明書(shū),其進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力。
當(dāng)鋼的強(qiáng)度,,,,(預(yù)計(jì))時(shí),進(jìn)給力為。
切削時(shí)的修正系數(shù)為,,故實(shí)際進(jìn)給力為
由于切削時(shí)的進(jìn)給力小于車(chē)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力,故選的進(jìn)給量可用。
3)確定切削速度
當(dāng)用硬質(zhì)合金車(chē)刀加工鋼料,,,切削速度
4)選擇車(chē)刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)以及刀具壽命
根據(jù)查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》得,車(chē)刀后刀面最大磨損量取為1.4mm,因?yàn)檐?chē)刀的材料為硬質(zhì)合金,所以車(chē)刀的壽命T=60min。
5)確定車(chē)削速度和每分鐘進(jìn)給量
根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.27與1.28中公式計(jì)算:
=8.88m/min;
基本工時(shí)計(jì)算
根據(jù)一下公式,可得:
=
工序110:粗鏜、精鏜內(nèi)孔
機(jī)床:T613臥式鏜床
刀具:硬質(zhì)合金鋼刀具YG3X
(1)粗鏜孔
通過(guò)查表可知,鏜孔深度為;
查表可知,由于刀桿伸出長(zhǎng)度為,切削深度為。所以我們可以知道,鏜刀的進(jìn)給量;
切削速度:通過(guò)查找相關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)和規(guī)范,可知:
由表可知,機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速的計(jì)算公式為:,有
于是就有機(jī)床的切削速度:
=
計(jì)算每分鐘進(jìn)給量:
切削的長(zhǎng)度l的計(jì)算:
計(jì)算刀具的切入長(zhǎng)度:
計(jì)算刀具的切出長(zhǎng)度: 有
計(jì)算行程次數(shù):
計(jì)算機(jī)動(dòng)時(shí)間:
工序130 鉆、鉸2-直孔
工件材料為40Cr鑄鐵??椎闹睆綖?mm,表面粗糙度1.6。加工機(jī)床為數(shù)控銑床,
確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表28-10可查出,由于孔深度比,,故。查Z3050立式鉆床說(shuō)明書(shū),取。
根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表28-8,鉆頭強(qiáng)度所允許是進(jìn)給量。由于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力(由機(jī)床說(shuō)明書(shū)查出),根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表28-9,允許的進(jìn)給量。
由于所選進(jìn)給量遠(yuǎn)小于及,故所選可用。
確定切削速度、軸向力F、轉(zhuǎn)矩T及切削功率 根據(jù)表28-15,由插入法得:
,
,
由于實(shí)際加工條件與上表所給條件不完全相同,故應(yīng)對(duì)所的結(jié)論進(jìn)行修正。
由參考文獻(xiàn)[7]表28-3,,,故
查Z3050機(jī)床說(shuō)明書(shū),取。實(shí)際切削速度為
由參考文獻(xiàn)[7]表28-5,,故
校驗(yàn)機(jī)床功率 切削功率為
機(jī)床有效功率
故選擇的鉆削用量可用。即
,,,
相應(yīng)地
,,
工序130:銑10X50、10X25鍵槽
本工序?yàn)殂?0X50、10X25鍵槽的工序,我們選擇機(jī)床:數(shù)控銑床 NT850,功率P=11kw;刀具:選用高速鋼圓鑲齒三面刃外圓車(chē)刀 查 查相關(guān)資料可得39,刀具數(shù)據(jù)如下:d=20
1)銑削進(jìn)寬度的選擇
根據(jù)實(shí)際工況,我們通過(guò)查相關(guān)資料可得27可知
1—2 這里取1.5
2)選擇進(jìn)給量
經(jīng)查表可知
0.3
3)選擇速度
經(jīng)查表可知:
所以:
4)計(jì)算切削時(shí)間
查相關(guān)計(jì)算切削時(shí)間的資料 可知:
所以,
5)計(jì)算銑削力
根據(jù)實(shí)際工況,我們通過(guò)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》有 :
式中:
所以,
6)校核機(jī)床功率
查相關(guān)計(jì)算切削時(shí)間的資料有
所以,機(jī)床的功率足夠
工序70:粗銑零件的上端面至尺寸
機(jī)床:數(shù)控銑床
本工序?yàn)榇帚娤露嗣娴墓ば?,所選刀具為硬質(zhì)合金端外圓車(chē)刀。外圓車(chē)刀直徑d=80mm,寬度L=60mm,齒數(shù)z=10。根據(jù)文獻(xiàn)12表3.2選擇外圓車(chē)刀的幾何形狀。由于加工材料為40Cr#,=140CrMPa,硬度為160—180HBS,鍛件,有外皮。故選擇=8°,=+5°。
已知銑削寬度=13mm,銑削深度mm。機(jī)床為數(shù)控銑床,工件裝在虎口鉗中。
(Ⅰ)確定每齒進(jìn)給量
根據(jù)文獻(xiàn)12表3.5,當(dāng)使用YG6,銑床功率為7.5Kw(文獻(xiàn)12表3.30)
,采用對(duì)稱(chēng)銑,故取
(Ⅱ)選擇外圓車(chē)刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)以及刀具壽命
根據(jù)文獻(xiàn)12表3.7和表3.8,外圓車(chē)刀后刀面最大磨損量取為1.5mm,由于外圓車(chē)刀的直徑d=80mm,故外圓車(chē)刀的壽命T=180min。
(Ⅲ)確定銑削速度和每分鐘進(jìn)給量
根據(jù)文獻(xiàn)12表3.27中公式計(jì)算:
公式中 =240Cr ,=0.2,=0.35,=0.15,=0.2,=0,=0.32,=80,=50,=2.3,=1.0。
=91.16m/min
=
=326.90r/min
根據(jù)文獻(xiàn)12表3.30,數(shù)控銑床主軸轉(zhuǎn)速表,選擇n=300r/min,縱向進(jìn)給量=235mm/min。
實(shí)際切削速度和每齒進(jìn)給量分別為
=
=75.36m/min
=
=0.08mm/z
(Ⅳ)檢驗(yàn)機(jī)床功率
根據(jù)文獻(xiàn)12表3.24,當(dāng),,,z=10,,近似。
根據(jù)數(shù)控銑床說(shuō)明書(shū)機(jī)床主軸允許的功率為,,
故,因此選擇切削用量采用,即
,,n=300r/min,m/min,。
2)基本工時(shí)計(jì)算
公式中,l=140mm,根據(jù)文獻(xiàn)12表3.26,對(duì)稱(chēng)安裝外圓車(chē)刀入切量及超切量,則L=152mm。
3.11 工序110:粗鏜、半精鏜、精鏜至
機(jī)床:T613臥式鏜床
刀具:硬質(zhì)合金鋼刀具YG3X
(1)粗、精鏜孔
粗鏜孔
通過(guò)查表可知,鏜孔深度為;
查表可知,由于刀桿伸出長(zhǎng)度為,切削深度為。所以我們可以知道,鏜刀的進(jìn)給量;
切削速度:通過(guò)查找相關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)和規(guī)范,可知:
由表可知,機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速的計(jì)算公式為:,有
于是就有機(jī)床的切削速度:
=
計(jì)算每分鐘進(jìn)給量:
切削的長(zhǎng)度l的計(jì)算:
計(jì)算刀具的切入長(zhǎng)度:
計(jì)算刀具的切出長(zhǎng)度: 有
計(jì)算行程次數(shù):
計(jì)算機(jī)動(dòng)時(shí)間:
精鏜 孔
通過(guò)查表可知,鏜孔深度為;
查表可知,由于刀桿伸出長(zhǎng)度為,切削深度為。于是就有:鏜刀的進(jìn)給量;
切削速度:通過(guò)查找相關(guān)手冊(cè)可知
由表可知,機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速的計(jì)算公式為:,有
于是就有機(jī)床的切削速度:
=
計(jì)算每分鐘進(jìn)給量:
切削的長(zhǎng)度l的計(jì)算:
計(jì)算刀具的切入長(zhǎng)度:
計(jì)算刀具的切出長(zhǎng)度: 有
計(jì)算行程次數(shù):
計(jì)算機(jī)動(dòng)時(shí)間:
工序150:鉆4Xφ7,φ8的孔
機(jī)床:數(shù)控銑床。
刀具:根據(jù)參照參考文獻(xiàn)[3]表4.3~9選高速鋼錐柄麻花鉆頭。
切削深度:
進(jìn)給量:根據(jù)相關(guān)資料,查[3]表2.4~38,取。
切削速度:參照參考文獻(xiàn)[3]表2.4~41,取。
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:
,
按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1~31,取
所以實(shí)際切削速度:
切削工時(shí)
被切削層長(zhǎng)度:
刀具切入長(zhǎng)度:
刀具切出長(zhǎng)度: 取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間:
工序11:粗銑、半精銑6X15鍵槽至尺寸
機(jī)床:NT850銑床
刀具:硬質(zhì)合金鋼刀具YG3X
切削深度:
進(jìn)給量:根據(jù)實(shí)際工況,我們通過(guò)《實(shí)用機(jī)械工藝簡(jiǎn)明手冊(cè)中》2.4-66,刀桿伸出長(zhǎng)度取,切削深度為。因此確定進(jìn)給量
切削速度:由《實(shí)用機(jī)械工藝簡(jiǎn)明手冊(cè)中》,可以知道4-66,取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:,取
實(shí)際切削速度:
即
工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量:
被切削層長(zhǎng)度:
刀具切入長(zhǎng)度:
刀具切出長(zhǎng)度: 取
行程次數(shù):
機(jī)動(dòng)時(shí)間:
工序160:鉆、攻11-M10螺紋孔
機(jī)床:數(shù)控銑床。
刀具:根據(jù)參照參考文獻(xiàn)[3]表4.3~9選高速鋼錐柄麻花鉆頭。
切削深度:
進(jìn)給量:根據(jù)相關(guān)資料,查[3]表2.4~38,取。
切削速度:參照參考文獻(xiàn)[3]表2.4~41,取。
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:
,
按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1~31,取
所以實(shí)際切削速度:
切削工時(shí)
被切削層長(zhǎng)度:
刀具切入長(zhǎng)度:
刀具切出長(zhǎng)度: 取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間:
3.2 時(shí)間定額計(jì)算及生產(chǎn)安排
假設(shè)該零件年產(chǎn)量為9萬(wàn)件。設(shè)每天的產(chǎn)量為380件。
根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),當(dāng)零件的加工批量為中小批量的時(shí)候,時(shí)間定額的計(jì)算公式為:
(大量生產(chǎn)時(shí))
故,相對(duì)于大批量生產(chǎn),其計(jì)算公式如下:
其中: —單件時(shí)間定額 —基本時(shí)間(機(jī)動(dòng)時(shí)間)
—輔助時(shí)間。
—一些除了加工工件以外時(shí)間的總和。
工序:粗、精銑結(jié)合面
機(jī)動(dòng)時(shí)間:
輔助時(shí)間:參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5.43,取工步輔助時(shí)間為。由于在生產(chǎn)線(xiàn)上裝卸工件時(shí)間很短,所以取裝卸工件時(shí)間為。則
:根據(jù)相關(guān)計(jì)算切削時(shí)間的資料有,
單間時(shí)間定額:
因此應(yīng)布置兩臺(tái)機(jī)床同時(shí)完成本工序的加工。當(dāng)布置兩臺(tái)機(jī)床時(shí),
即能滿(mǎn)足生產(chǎn)要求。
(1)、銑削寬度的選擇
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.1—27有
半精銑— 這里取
(2)、銑削每齒給量的選擇
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》表3—28有
(3)、銑削深度的選擇
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》表3—29有
(4)、銑削速度的選擇
查相關(guān)計(jì)算切削時(shí)間的資料有
所以:
(5) 計(jì)算切削時(shí)間
查相關(guān)計(jì)算切削時(shí)間的資料》表1.4—15 可知:
所以,
(6)計(jì)算銑削力
相關(guān)計(jì)算切削時(shí)間的資料有 :
式中:
所以,
第四章 零件編程
4.1半精車(chē)右端內(nèi)孔
本次是要對(duì)CA6140車(chē)床主軸相關(guān)工序進(jìn)行編程,編程部件的加工處理順序,刀具運(yùn)動(dòng)軌跡的尺寸,工藝參數(shù)(主要運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)速度,切削深度)和輔助操作(刀,主軸反轉(zhuǎn),冷卻液體開(kāi)關(guān),刀具等等。
1)普通編程的分類(lèi)
普通編程又可分為手工編程和自動(dòng)編程兩種。
手動(dòng)編程,在制備過(guò)程的整個(gè)過(guò)程由手工完成。這就要求程序員要熟悉常用的代碼和編程規(guī)則,還要懂得機(jī)械加工工藝知識(shí)和數(shù)值計(jì)算。點(diǎn)或部分的幾何形狀的機(jī)械加工,常見(jiàn)的編程簡(jiǎn)單,程序并不多,且手動(dòng)的編程,可以實(shí)現(xiàn)。
自動(dòng)編程是使用計(jì)算機(jī)來(lái)把信息變成可以由普通機(jī)床的處理程序,這是說(shuō),大多數(shù)普通編程的工作來(lái)實(shí)現(xiàn)要執(zhí)行的描繪信息到普通機(jī)床的一部分。
2)編程方法的選擇
刀具路徑的路徑主要由直線(xiàn),圓弧,并且點(diǎn)的坐標(biāo)是方便的,所以加工程序是用手工編程。
3)編程原點(diǎn)的確定
該零件為規(guī)則的回轉(zhuǎn)型零件,其坐標(biāo)原點(diǎn)設(shè)在軸兩端面中心上面,這樣方便坐標(biāo)的計(jì)算。其坐標(biāo)原點(diǎn)如圖3.1所示。
圖3.1
4.1 半精車(chē)右端內(nèi)孔
N10 G54 G17 G94 G90 設(shè)定加工參數(shù)
N20 T0101 M06 換1號(hào)刀
N30 M03 S1000
N40 G00 X0 Y0 Z100 定退刀點(diǎn))
N50 Z10
N60 G01 Z-2.5F150 第一刀下刀量)
N70 M98 P0001 調(diào)用O0001號(hào)子程序
N80 Z-5 F150 第二刀下刀量
N90 M98 P0001 調(diào)用O0001號(hào)子程序
O0001
N10 G0 G90 G54X-24.Y0 S1000 M3
N10 G54 G17 G94 G90 設(shè)定加工參數(shù)
N20 T01 M06 換T01號(hào)刀
N30 M03 S1000 粗車(chē)右端內(nèi)孔
N40 G00 X0 Y0 Z100 設(shè)定退刀點(diǎn)
N50 Z10 半精車(chē)右端內(nèi)孔
N60 G01 Z-2.5F150 第一刀下刀量
N70 M98 P0001 調(diào)用O0001號(hào)子程序
N80 Z-5 F150 第二刀下刀量
N90 M98 P0001 調(diào)用O0001號(hào)子程序
N100 Z-5 F100
N110 M98 P0002
N120 G00 Z100 主軸停止
N130 M05 M02 切削液關(guān)
4.2 粗鏜、精鏜內(nèi)孔
T0101 (65°內(nèi)孔鏜刀)換1號(hào)刀
M03 S500 主軸正轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)速500
M08 切削液開(kāi)
G00 X54 Z2 快速運(yùn)動(dòng)至循環(huán)起點(diǎn)
G71 U2 R2 建立G71車(chē)削循環(huán)
G71 P100 Q200 U0.2 W0.2 F120 設(shè)定起終程序段,精車(chē)余量
N100 G00 X22.4 徑向進(jìn)刀
G01 Z0 F100 靠近工件
X26.4 Z-2 F80倒角
N200 W-7 粗鏜內(nèi)孔至
G00 Z-75 快速運(yùn)動(dòng)至下一切削點(diǎn)
G71 U2 R2 建立G71車(chē)削循環(huán)
G71 P300 Q400 U0.2 W0.2 F120 設(shè)定起終程序段,精車(chē)余量
N300 G00 X42.5 快速進(jìn)刀
G01 Z-78 F100 切削進(jìn)刀
X51.99 Z-105 車(chē)錐面
N400 Z-106 退刀
G00 X100 徑向退刀
Z100 軸向退刀
T0202(65°內(nèi)孔鏜刀) 換2號(hào)刀
M03 S800 主軸正轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)速800
G00 X54 Z2 快速運(yùn)動(dòng)至循環(huán)起點(diǎn)
G00 X29 Z2 快速運(yùn)動(dòng)至循環(huán)起點(diǎn)
G76 P010060 Q100 R100 精車(chē)內(nèi)孔至
G76 X24.4 Z-17 P1200 Q500 F2 設(shè)定參數(shù)
G00 X100 Z100 快速運(yùn)動(dòng)至換刀點(diǎn)
M05 主軸停止
M09 切削液關(guān)
4.3 鉆、鉸2-直孔
N10 T0202 換mm鉆頭
N20 G54 G90 G00 X0 Y0 Z100
N25 M03 S600
N30 Z20 M08
N40 G98 G81 X55 Y40 Z-13 R10 F60 鉆孔的第一個(gè)孔
N50 X-55 Y40
N60 X-55Y-40
N70 X55 Y-40 N60 G00 Z100 M09
N80 T00303 換mm鉸刀
N90 G54 G90 G00 X0 Y0 Z100 鉸孔
N100 M03 S60
N110 Z20 M08
N120 G98 G81 X-55 Y40 Z-13 F20 第1個(gè)孔
N130 X-55 Y40 第2個(gè)孔
N140 G00 Z100 M09
N150 M05
N160 M30
第五章 加工仿真
針對(duì)本主軸零件在數(shù)控仿真系統(tǒng)里面進(jìn)行繪制,設(shè)置加工參數(shù),本次設(shè)計(jì)采用了數(shù)控精車(chē)加工,如下圖對(duì)精車(chē)的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。
圖5.1 精車(chē)加工參數(shù)
圖5.2 進(jìn)退刀方式參數(shù)
圖 5.3 切削用量參數(shù)
圖5.4 輪廓車(chē)刀的選擇參數(shù)
通過(guò)以上的參數(shù)設(shè)置,對(duì)主軸零件進(jìn)行軌跡仿真,仿真后的圖形如下:
圖5.5 精車(chē)外輪廓仿真圖
結(jié) 論
在最近的一段時(shí)間的畢業(yè)設(shè)計(jì),使我們充分把握的設(shè)計(jì)方法和步驟,不僅復(fù)習(xí)所學(xué)的知識(shí),而且還獲得新的經(jīng)驗(yàn)與啟示,在各種軟件的使用找到的資料或圖紙?jiān)O(shè)計(jì),會(huì)遇到不清楚的作業(yè),老師和學(xué)生都能給予及時(shí)的指導(dǎo),確保設(shè)計(jì)進(jìn)度本文所設(shè)計(jì)的是CA6140車(chē)床主軸加工工藝及數(shù)控編程,通過(guò)初期的定稿,查資料和開(kāi)始正式做畢設(shè),讓我系統(tǒng)地了解到了所學(xué)知識(shí)的重要性,從而讓我更加深刻地體會(huì)到做一門(mén)學(xué)問(wèn)不易,需要不斷鉆研,不斷進(jìn)取才可要做的好,總之,本設(shè)計(jì)完成了老師和同學(xué)的幫助下,在大學(xué)研究的最后,發(fā)自?xún)?nèi)心地感謝我的老師和同學(xué)們的幫助,因?yàn)橛辛舜蠹业膸椭椭С?,我才能夠順利地完成這次的畢業(yè)論文,最后,向大家表示深深的感謝和祝福。
28
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致 謝
時(shí)間如流水,經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的努力和付出,我的論文總算完成了!感謝楊春花老師您在這一學(xué)期對(duì)我的諄諄教導(dǎo),您不但在學(xué)習(xí)學(xué)業(yè)上給我以精心的指導(dǎo),同時(shí)還在思想上給我無(wú)微不至的關(guān)懷支持和理解,給予我人生的啟迪,使我在順利地完成本科階段的學(xué)業(yè)同時(shí),也學(xué)到了很多有用的做人的道理,明確了人生目標(biāo)。知道自己想要什么,知道以后的人生目標(biāo)是什么,通過(guò)這幾年的學(xué)習(xí),讓我知道了我們親愛(ài)的導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)態(tài)度,以及認(rèn)真對(duì)待每個(gè)同學(xué)畢設(shè)的工作態(tài)度和務(wù)實(shí)的行為規(guī)范。也讓我懂得了對(duì)待任何事情都需要仔細(xì),認(rèn)真,不能有絲毫的馬虎。經(jīng)過(guò)近半年努力的設(shè)計(jì)與計(jì)算,通過(guò)查找了各類(lèi)的夾具,編程手冊(cè)論文終于可以完成了,我感到很開(kāi)心,也很激動(dòng),因?yàn)檫@是我知識(shí)的積累。雖然它不是最完美的,也不是最好的,但是在我心里,它是我最珍惜的,因?yàn)槲易约阂呀?jīng)盡力的做了,它是我用心、用汗水成就的,也是我在大學(xué)三年來(lái)對(duì)所學(xué)知識(shí)的應(yīng)用和體現(xiàn)。三年的學(xué)習(xí)和生活,不僅豐富了我的知識(shí),而且鍛煉了我的個(gè)人能力,更重要的是從周?chē)睦蠋熀屯瑢W(xué)們身上潛移默化的學(xué)到了許多有用的知識(shí)。
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ca6140
車(chē)床
主軸
加工
工藝
數(shù)控
編程
設(shè)計(jì)
- 資源描述:
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CA6140車(chē)床主軸加工工藝及數(shù)控編程設(shè)計(jì),ca6140,車(chē)床,主軸,加工,工藝,數(shù)控,編程,設(shè)計(jì)
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