軸套類零件數(shù)控車加工工藝分析與編程

1、 軸套類零件數(shù)控車加工工藝分析與編程軸類零件數(shù)控車加工工藝分析與編程 摘 要本課題貫穿本專業(yè)所學到的議論知識與實踐操作技術，從分析設計到計算操作得到成品，同時本次選題提供了自主學習，自主選擇，自主完成的機會。設計有實踐性，綜合性，探索性，應用性等特點，本次選題的目的是數(shù)控專業(yè)教學體系中構成數(shù)控技術專業(yè)知識及專業(yè)技能的重要組成部分，是運用數(shù)控機床實際操作的一次綜合練習。 傳統(tǒng)的回轉(zhuǎn)體工件設計是應用系統(tǒng)方法分析和研究產(chǎn)品生產(chǎn)的問題和需求。回轉(zhuǎn)體類的數(shù)控加工設計理論已經(jīng)不拘泥于系統(tǒng)的理論基礎，開始強調(diào)產(chǎn)品,尺寸精度，工藝嚴格性，從而更加有利于學生了解數(shù)控編程及，操作的創(chuàng)新精神和實踐能力。 關鍵詞：數(shù)

2、控技術，工藝分析，加工設計，精度分析，數(shù)控編程I第1章 緒論1.1 課題背景及意義數(shù)控技術是制造業(yè)實現(xiàn)自動化、柔性化、集成化生產(chǎn)的基礎；數(shù)控技術的應用是提高制造業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量和勞動生產(chǎn)率必不可少的重要手段；數(shù)控機床是國防工業(yè)現(xiàn)代化的重要戰(zhàn)略裝備，是關系到國家戰(zhàn)略地位和體現(xiàn)國家綜合國力水平的重要標志。專家們預言: 二十一世紀機械制造業(yè)的競爭，其實質(zhì)是數(shù)控技術的競爭。加入世貿(mào)組織后，中國正在逐步變成“世界制造中心”。為了增強競爭能力，中國制造業(yè)開始廣泛使用先進的數(shù)控技術。普通車床靠齒輪和普通絲杠螺母傳動。由于各運動副間存在間隙，加上手工操作不準確，因此重復精度較低。普通車床測量時需停車后手工測量，測

3、量誤差較大，而且效率低下。適合批量較小，精度要求不高，零活類零件。它投資較數(shù)控低，但對工人的操作技能要求較高，因此工資水平高。低水平工人的廢品率和生產(chǎn)率會讓你頭疼。數(shù)控車床靠步進電機帶動滾珠絲杠傳動，由于滾珠絲杠可以有過盈量，傳動無間隙，精度主要靠機床本身和程序保證。在加工過程中可以自動測量，并能自動補償?shù)毒吣p及其他原因產(chǎn)生的誤差。所以加工質(zhì)量好，精度穩(wěn)定。還可以用編程的方法車出形狀復雜，普通車床難以加工的零件。適合精度高，批量大，形狀復雜的零件。但小批量生產(chǎn)也很好用。 數(shù)控機床作為機電一體化的典型產(chǎn)品,在機械制造業(yè)中發(fā)揮著巨大的作用,很好的解決了現(xiàn)代機械制造中結構復雜，精密，批量小,多變零

4、件的加工問題,且能穩(wěn)定產(chǎn)品的加工質(zhì)量,大幅度提高生產(chǎn)效率，由于高技術水平的人才越來越缺，現(xiàn)在新上的企業(yè)多采用數(shù)控，以提高生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量，降低廢品率。而數(shù)控車床主要是加工回轉(zhuǎn)體零件，典型的加工表面不外乎外圓柱、外圓錐、螺紋、圓弧面、切槽等。要實現(xiàn)數(shù)控加工，編程是關鍵。本課題就外圓、切槽、螺紋的加工的工藝分析和加工方法進行分析，雖然只對一例數(shù)控車床加工零件的進行了分析，但它具有一定的代表性。由于數(shù)控車床可以加工普通車床無法加工的復雜曲面，加工精度高，質(zhì)量容易保證，發(fā)展前景十分廣闊，因此掌握數(shù)控車床的加工編程技術尤為重要。學生下廠生產(chǎn)實習，深入生產(chǎn)第一線進行觀察和調(diào)查研究，獲取必須的感性知識和使學

5、生叫全面地了解機械制造廠的生產(chǎn)組織及生產(chǎn)過程，了解和掌握本專業(yè)基礎的生產(chǎn)實際知識，鞏固和加深已學過的理論知識，并為后續(xù)專業(yè)課的教學，課程設計，畢業(yè)設計打下基礎。 1：在實習期間，通過對典型零件機械加工工藝的分析，以及零件加工過程中所用的機床，夾具量具等工藝裝備，把理論知識和盛傳實踐相結合起來，北洋我們的考察，分析和解決問題的工作能力。 2：通過實習，廣泛接觸工人和聽工人技術人員的專題報告，學習他們的好生產(chǎn)經(jīng)驗，技術革新和科研成果，學習他們在四化建設中的貢獻精神。 3：通過參觀有關工廠，掌握一臺機器從毛坯到產(chǎn)品的整個生產(chǎn)過程，組織管理，設備選擇和車間布置等方面的知識，擴大知識面。 4：通過記實習

6、日記，寫實習報告，鍛煉與培養(yǎng)我們的觀察，分析問題以及搜集和整理技術資料等方面的能力。 第2章 軸套類零件的工藝分析2.1 數(shù)控車的工藝分析數(shù)控車床加工的工藝與普通車床的加工工藝類似，但由于數(shù)控車床是一次裝夾，連續(xù)自動加工完成。零件加工圖如下： 圖3-1 零件圖 2.1.1 合理選擇切削用量對于高效率的金屬切削加工來說，被加工材料、切削工具、切削條件是三大要素。這些決定著加工時間、刀具壽命和加工質(zhì)量。經(jīng)濟有效的加工方式必然是合理的選擇了切削條件。切削條件的三要素：切削速度、進給量和切深直接引起刀具的損傷。伴隨著切削速度的提高，刀尖溫度會上升，會產(chǎn)生機械的、化學的、熱的磨損。切削速度提高20%，刀

7、具壽命會減少1/2進給條件與刀具后面磨損關系在極小的范圍內(nèi)產(chǎn)生。但進給量大，切削溫度上升，后面磨損大。它比切削速度對刀具的影響小。切深對刀具的影響雖然沒有切削速度和進給量大，但在微小切深切削時，被切削材料產(chǎn)生硬化層，同樣會影響刀具的壽命。 用戶要根據(jù)被加工的材料、硬度、切削狀態(tài)、材料種類、進給量、切深等選擇使用的切削速度。 最適合的加工條件的選定是在這些因素的基礎上選定的。有規(guī)則的、穩(wěn)定的磨損達到壽命才是理想的條件。然而，在實際作業(yè)中，刀具壽命的選擇與刀具磨損、被加工尺寸變化、表面質(zhì)量、切削噪聲、加工熱量等有關。在確定加工條件時，需要根據(jù)實際情況進行研究。對于不銹鋼和耐熱合金等難加工材料來說，

8、可以采用冷卻劑或選用剛性好的刀刃。 2.2 合理選擇刀具 1)為了保證加工的同軸度在車外圓時要對毛坯先進行少量的切削，確保能更好的裝夾。粗車時，要選強度高、耐用度好的刀具，以便滿足粗車時大背吃刀量、大進給量的要求。所選的刀具有螺紋刀、切槽刀、45°端面車刀、18麻花鉆、內(nèi)孔車刀。 2) 精車時，要選精度高、耐用度好的刀具，以保證加工精度的要求。3) 為減少換刀時間和方便對刀，應盡量采用機夾刀和機夾刀片。2.3 普通螺紋的尺寸分析數(shù)控車床對普通螺紋的加工需要一系列尺寸，普通螺紋加工所需的尺寸計算分析主要包括以下兩個方面：1、螺紋加工前工件直徑考慮螺紋加工牙型的膨脹量，螺紋加工前工件直徑

9、D/d0.1P，即螺紋大徑減0.1螺距，一般根據(jù)材料變形能力小取比螺紋大徑小0.1到0.5。2、螺紋加工進刀量螺紋加進刀量可以參考螺紋底徑，即螺紋刀最終進刀位置。螺紋小徑為：大徑倍牙高；牙高=0.54P（P為螺距）3、螺紋加工的進刀量應不斷減少，具體進刀量根據(jù)刀具及工作材料進行選擇。4、螺紋加工程序格式G92 X U Z W F L U ：螺紋切削X向終點坐標;W ： 螺紋切削Z向終點坐標;L ： 螺距;2.4 確定加工路線 加工路線是指數(shù)控機床加工過程中，刀具相對零件的運動軌跡和方向。 1) 應能保證加工精度和表面粗糙要求； 2) 應盡量縮短加工路線，減少刀具空行程時間。2.5 加工路線與加

10、工余量的聯(lián)系 目前，在數(shù)控車床還未達到普及使用的條件下，一般應把毛坯上過多的余量，特別是含有鍛、鑄硬皮層的余量安排在普通車床上加工。如必須用數(shù)控車床加工時，則需注意程序的靈活安排。零件具體加工程序見附錄一。參考文獻1方沂.數(shù)控機床編程與操作.國防工業(yè)出版社，2007.32王公安主編.車工工藝學：中國勞動社會保障出版社,2005.63覃另嶺，程時甘.數(shù)控加工工藝基礎，2004.74鄧奕、蘇先輝、肖調(diào)生編著.數(shù)控加工技術.北京：清華大學出版社5何滿才.數(shù)控編程與加工-MasterCAM9.0.人民郵電出版社，2004.46王潤孝，秦現(xiàn)生編著.機床數(shù)控原理與系統(tǒng)（二版）.西安：西北工業(yè)出版社，200

11、1.37吳祖育，秦鵬飛.數(shù)控機床.上海；上?？茖W技術出版社，20008王亮得劉玉美劉祥編.數(shù)控加工實訓東營：中國石油大學出版社，20069張超英編.數(shù)控車床.北京化學工業(yè)出版社，200310喬世民編.機械制造基礎.北京：高等教育出版社，2003V附錄1工序號工序名稱零件左端加工刀具T01外圓右偏粗車刀程序段號FANUC 0i系統(tǒng)程序說明O0001；程序名N1G50 S800限制最高轉(zhuǎn)速為800r/minN2G99 G97 S600 M03 T0101 ;程序初始化,調(diào)T01外圓粗車刀N3M08；切削液開N4G00 X46. Z2. ；N5G01 Z0. F0.2；N6X0. ；N7X44. ；

12、N8Z-30. ; N9X46. ；N10G00 X100. Z100. M09;快速返回參考點, 切削液關N11M30 ;程序結束光標返回程序頭工序號工序名稱零件左端加工刀具T01外圓右偏粗車刀程序段號FANUC 0i系統(tǒng)程序說明O0002；程序名N1G50 S1000限制最高轉(zhuǎn)速為1000r/minN2G99 G97 S600 M03 T0101 ；程序初始化,調(diào)T01外圓粗車刀N3M08；切削液開N4G00 X46. Z2. ; N5G01 Z0. ；N6G01 X0. F0.2 ;N7X37. ;N8G02 X42. Z-3.5 R3.5 ; 車R3.5圓??；N9G01 Z-10. ;

13、N10G03 X42. Z-25. R10. ;車R10圓弧N11G01 Z-37. ;N12G00 X100. Z100. M09；快速返回參考點, 切削液關N13M30 ;程序結束光標返回程序頭工序號工序名稱零件左端加工刀具T03-槽刀（4mm）程序段號FANUC 0i系統(tǒng)程序說明O0003；程序名N1G50 S1000限制最高轉(zhuǎn)速為1000r/minN2G99 G97 M03 S400 T0303 程序初始化,調(diào)T03槽刀N3M08；切削液開N4G00 X45. Z-34. N5G01 X32. F0.05N6X45. F0.2 ;N7Z-36. ; N8X32. F0.05N9X45.

14、退刀N10G00 X100.Z100. ; M09快速返回參考點, 切削液關N11M30程序結束光標返回程序頭工序號工序名稱零件右端加工刀具T01外圓右偏粗車刀程序段號FANUC 0i系統(tǒng)程序說明O0004；程序名N1G50 S1000限制最高轉(zhuǎn)速為1000r/minN2G99 G97 S600 M03 T0101程序初始化,調(diào)T01外圓粗車刀N3M08；切削液開N4G00 X45. Z2. ;N5G01 Z0. ;N6X0. ; N7X32. F0.2 ；N8X36. Z-2. ;N9Z-25. ; N10G00 X100. Z100. M09;快速返回參考點, 切削液關N11M30 ;程序

15、結束光標返回程序頭工序號工序名稱零件右端加工刀具T02-內(nèi)孔刀程序段號FANUC 0i系統(tǒng)程序說明O0005；程序名N1G50 S1000限制最高轉(zhuǎn)速為1000r/minN2G99 G97 S400 M03 T0202；程序初始化,調(diào)T02內(nèi)孔刀N3M08；切削液開N4G00 X0.；N5Z0. ;N6G01 Z-25. ;N7X22. F0.05 ;N8Z-2. ; N9G00 X100. Z100. M09 ; 快速返回參考點, 切削液關N10M30 ;程序結束光標返回程序頭工序號工序名稱零件左端加工刀具T02內(nèi)孔刀程序段號FANUC 0i系統(tǒng)程序說明O0003；程序名N1G50 S1000限制最高轉(zhuǎn)速為1000r/minN2G99 G97 S600 M03 T0202；程序初始化,調(diào)T02內(nèi)孔刀N3M08；切削液開N4G00 X0. ；N5Z0. ;N6G01 Z-20. F0.2 ;N7X28. F0.05N8Z2. ； N9G00 X100. Z100 M09.快速返回參考點, 切削液關N10M30 ;程序結束光標返回程序頭工序號工序名稱零件右端加工刀具T04螺紋刀程序