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)濟職業(yè)學院機電工程系畢業(yè)論文 黑龍江農(nóng)業(yè)經(jīng)濟職業(yè)學院 畢業(yè)論文 聯(lián)接軸的數(shù)控車削加工工藝及編程 姓 名： 指導教師： 專 業(yè)： 班 級： 2010年***月***日 目 錄 摘 要 1 關鍵詞 1 緒 論 2 1.零件的分析 3 1.1零件圖的結構工藝性分析 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.毛坯的設計 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)程的設計 4 3.1機床的合理選擇 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進給速度的確定 5 3.4.2進給量 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 9 6.零件的三維圖形 9 致 謝 10 參考文獻 11 黑龍江農(nóng)業(yè)經(jīng)濟職業(yè)學院機電工程系畢業(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、程序設計等，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、技術要求、結構工藝性等方面的分析；裝夾方案包括毛坯的選擇、機床的選擇、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。 關鍵詞：零件的分析、毛坯的設計、工藝的制定、數(shù)控編程 1 緒 論 數(shù)控機床代表一個民族制造工業(yè)現(xiàn)代化的水平，隨著現(xiàn)代化科學技術的迅速發(fā)展，制造技術和自動化水平的高低已成為衡量一個國家或地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展水平的重要標志。當今世界各國制造業(yè)廣泛采用數(shù)控技術，以提高制造能力和水平，提高對動態(tài)多變市場的適應能力和競爭能力。此外世界上各工業(yè)發(fā)達國家還將數(shù)控技術及數(shù)控裝備列為國家的戰(zhàn)略物資，不僅采取重大措施來發(fā)展自己的數(shù)控技術及其產(chǎn)業(yè)，而且在“高精尖”數(shù)控關鍵技術和裝備方面對我國實行封鎖和限制政策?？傊罅Πl(fā)展以數(shù)控技術為核心的先進技術已成為世界各發(fā)達國家加速經(jīng)濟發(fā)展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑。 本次設計的課題是軸類零件的加工設計,是對以前所學專業(yè)知識的一個總結。本次設計中，主要用到所學的機械工藝方面的知識，以及機械設計等方面的知識。著重說明了軸類零件的一般加工過程，即加工工藝的分析、加工方案的選擇以及零件結構與技術條件的分析。既是重點又是難點。 通過本次畢業(yè)設計，使我更加了解機械設計的意義，以及懂得如何查閱相關資料和怎樣解決在實際工作中遇到的實際問題，這為我們以后從事機械行業(yè)打下了良好的基礎。 11 1.零件的分析 零件的分析主要包括零件的結構、形狀、性能、表面質(zhì)量、材料等方面的分析。下面我們來根據(jù)以下零件圖進行改零件的分析。 1.1零件圖的結構工藝性分析 軸類零件按其結構形狀的特點，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，結構簡單，加工過程中不易變形。 1.2零件的形狀分析 該零件為回轉型零件，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外圓對基準面A有同軸度要求，且精度較高，因此在加工此兩面時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、槽及螺紋構成，表面粗糙度最高為1.6um，在數(shù)控車削中可以達到1.6—3.2um，因此可以達到此要求。 1.5零件的材料分析 45鋼是軸類零件的常用材料，它價格便宜經(jīng)過調(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度和韌性等綜合機械性能，淬火后表面硬度可達45~52HRC。 2.毛坯的設計 軸類零件可根據(jù)使用要求、生產(chǎn)類型、設備條件及結構，選用棒料、鍛件等毛坯形式。對于外圓直徑相差不大的軸，一般以棒料為主；而對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)約材料又減少機械加工的工作量，還可改善機械性能。 軸類零件可根據(jù)使用要求、生產(chǎn)類型、設備條件及結構，選用棒料、鍛件等毛坯形式。對于外圓直徑相差不大的軸，一般以棒料為主；而對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)約材料又減少機械加工的工作量，還可改善機械性能。?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)時采用模鍛。45鋼是軸類零件的常用材料，它價格便宜經(jīng)過調(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度和韌性等綜合機械性能，淬火后表面硬度可達45～52HRC。因此，我選用本零件的材料為45號鋼。 2.1 毛坯的種類 毛坯是用來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)程的設計 對于一個零件來說，并非全部加工工藝過程都適合在數(shù)控機床上完成,而往往只是其中的一部分工藝內(nèi)容適合數(shù)控加工。這就需要對零件圖樣進行仔細的工藝分析，選擇那些最適合、最需要進行數(shù)控加工的內(nèi)容和工序。在考慮選擇內(nèi)容時，應結合本企業(yè)設備的實際，立足于解決難題、攻克關鍵問題和提高生產(chǎn)效率，充分發(fā)揮數(shù)控加工的優(yōu)勢。 3.1機床的合理選擇 數(shù)控機床通常最合適加工具有一下特點的零件 1） 多品種、小批量生產(chǎn)的零件新產(chǎn)品試制中的零件。 2） 輪廓形狀復雜，或對加工精度要求較高的零件。 3） 用普通機床加工時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） 價格昂貴，加工中不允許報廢的零件。 6） 需要最短時間周期的急需零件。 本題中的零件加工精度要求在普通機床上無法完成，所以選擇數(shù)控機床進行加工。 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、先粗后精的原則結合圖樣分析，由于此次加工工序集中，所以按照一把刀一個工序進行了如下安排： 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，通常是通過粗加工、半精加工、精加工逐步達到的。對于這些表面，要根據(jù)質(zhì)量需求、機床情況和毛坯條件來確定最終加工方案。 確定加工方案時，首先應該根據(jù)主要表面精度和表面粗糙度的要求，初步確定為達到這些要求說需要的加工方法，此時要考慮到數(shù)控機床使用的合理性和經(jīng)濟性，并充分發(fā)揮數(shù)控機床的功能，原則上數(shù)控機床僅進行較復雜零件重要基準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速、背吃刀量及進給速度，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)揮機床的性能，最大限度提高生產(chǎn)率，降低成本。 3.4.1進給速度的確定 切削刃上的切削點相對于工件主運動的瞬時速度稱為切削速度。切削速度的單位為米/分（m/min）。在各種金屬切削機床中，大多數(shù)切削加工的主運動都是機床主軸的運動形成的，即都是回轉運動。這樣就需要在切削速度與機床主軸轉速之間進行轉換，兩者的關系為：Vc =? dЛ/1000n 3.4.2進給量 對于不同種類的機床，進給量的單位是不同的。對于普通車床，進給量為工件（主軸）每轉過一轉，刀具沿進給方向與工件的相對移動量，單位為mm/r；對于數(shù)控車床，由于其控制原理與普通車床不同，進給量也可以定義為刀具在單位時間內(nèi)沿著進給方向上相對于工件的位移量（mm/min）。其他類型的機床則根據(jù)其結構不同，進給量的單位分別為刀具或工件每轉的位移量（mm/min，車床等大部分機床；或mm/r，使用多齒刀具的機床）或每行程的位移量（mm/一個行程，刨床等機床）。 3.4.3?被吃刀量的確定 背吃刀量根據(jù)機床、工件和刀具的剛度來決定，在剛度允許的條件下，應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，此時切削速度和進給量相對較??；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)值應根據(jù)機床性能、相關的手冊并結合實際經(jīng)驗用類比方法確定。同時，使主軸轉速、切削深度及進給速度三者能相互適應，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。刀具是整個機械加工工藝系統(tǒng)中的一個重要環(huán)節(jié)。在各種刀具中，車刀的結構相對比較簡單，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程 序號 工序名稱 工序內(nèi)容 設備及工裝 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 使用設備 數(shù)控車床 工步號 工步內(nèi)容 刀具號 刀具規(guī)格 主軸轉數(shù)/(r/min) 進給速度/(mm/min) 被吃刀量/mm 程序編號 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，手動平端面，倒角?？刂瓶傞L達到圖紙要求。 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編程兩種。 手工編程就是從分析零件圖樣、確定加工工藝過程、數(shù)值計算、編寫零件加工程序單、制作控制介質(zhì)到程序校驗都是人工完成。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)控加工工藝知識和數(shù)值計算能力。 自動編程是指借助數(shù)控語言編程系統(tǒng)或圖形編程系統(tǒng)，由計算機來自動生成零件加工程序的過程。編程人員只需根據(jù)加工對象及工藝要求，借助數(shù)控語言編程系統(tǒng)規(guī)定的數(shù)控編程語言或圖形編程系統(tǒng)提供的圖形菜單功能，對加工過程與要求進行較簡便的描述，而由編程系統(tǒng)自動計算出加工運動軌跡，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 為了安全起見，一般程序編制完成后需要進行首件調(diào)試，此過程是相當重要的。在加工首件時，一般都需要將快速運動達到最慢速度來進行調(diào)試，熟練的操作者可適當調(diào)快些，而且需要進行單段運行，并時時刻刻觀察機床內(nèi)的動向，巧用進給保持按鈕，并注意觀察機床的絕對坐標值是否與編程坐標值相符合。 本題零件的加工程序經(jīng)過斯沃仿真軟件驗證，程序準確無誤，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)課題的設計中，學習了不少的新知識，體會到了學習的重要性，同時，感謝學校具遠瞻的規(guī)劃與教育，給予我們良好的學習環(huán)境，并提供給我們對學業(yè)及個人生涯發(fā)展的多元信息，幫助我們成長。 感謝三年來陪伴我們學習與生活的恩師，感謝您們對我精心的教育，感謝您們沒使我的學習變成勞作而成為一種快樂；.感謝您們讓我明白自身的價值；感謝您們幫助我發(fā)現(xiàn)了自己的專長，而且讓我把事情做得更好。感謝您們?nèi)萑涛业娜涡排c錯誤，不僅教會了我知識，更教會了我如何做事，如何做人。 這三年以來，經(jīng)歷過的所有事，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。就要離開學校，走上工作的崗位了，這是我人生歷程的又一個起點，在這里祝福大學里跟我風雨同舟的朋友們，一路走好，未來總會是絢爛繽紛。 參考文獻 【1】徐宏海.數(shù)控加工工藝.北京：化學工業(yè)出版社，2006.8 【2】孫自力、姜晶.機械制造技術.大連：大連理工大學出版社，2006.7 【3】金大鷹.機械制圖.北京：機械工業(yè)出版社，2005.5 【4】廖念釗.互換性與技術測量.北京：中國計量出版社，2005.7 【5】王謨金、李茶英.AutoCAD2000.機械工業(yè)出版社，2006.1