機(jī)械加工論文

1、職稱評(píng)定論文論文題目；小議數(shù)控加工配合件單位；天工公司機(jī)電設(shè)備廠姓名；郝舉昌日期；2017-09-13目 錄一、盤套類零件的數(shù)控加工1（一）零件圖工藝分析1（二）確定裝夾方案2（三）加工順序走刀路線3（四）走刀路線3（五）刀具選擇3（六）切削用量的選擇 4（七）加工程序4二箱體類零件的數(shù)控加工5（一）數(shù)控機(jī)床的選用方面5（二）箱體零件加工方法5（三）加工工序的劃分5（四）銑削中刀具夾具的選擇6（五）箱體零件的加工編程7（六）切削用量的選擇7三結(jié)束語(yǔ) 8配合件的數(shù)控加工摘 要：隨著數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展, 大量高精度多坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床的出現(xiàn)， 機(jī)械加工已越來(lái)越傾向使用數(shù)控加工。 數(shù)控加工主要有以下兩個(gè)優(yōu)

2、點(diǎn)：精度高， 可以加工任何復(fù)雜的自由曲面且精度很高,可以滿足結(jié)構(gòu)復(fù)雜、 高精度的需要。操作簡(jiǎn)單， 傳統(tǒng)加工方法對(duì)工藝及操作人員的技術(shù)要求很高， 稍有不慎就有可能導(dǎo)致零件報(bào)廢。 現(xiàn)代數(shù)控加工技術(shù)只需機(jī)床操作人員在加工前輸入相應(yīng)的數(shù)控程序， 機(jī)床就會(huì)嚴(yán)格按照數(shù)控程序進(jìn)行加工?？梢灶A(yù)測(cè)， 在未來(lái)幾年內(nèi)機(jī)械加工部分將繼續(xù)以數(shù)控加工為主。本文以配合件加工為例，從數(shù)控加工工藝分析，設(shè)備的選擇，配合精度，刀具、夾具的選擇，切削用量的選擇，都經(jīng)過了慎重考慮。配合件種類繁多，范圍太廣，所以以車削，銑削為主，以軸承套、箱體為例，分析零件氣概經(jīng)過數(shù)控加工，確定合理工藝方案，保證工件的精度和工藝設(shè)計(jì)要求，以達(dá)到配合要

3、求，最終完成的零件的加工。 關(guān)鍵詞：工藝分析；加工方法；數(shù)控加工零件是機(jī)械中的最小單位，零件的配合組成了機(jī)構(gòu)，機(jī)構(gòu)之間的配合組成了機(jī)械，一部機(jī)器要能正常工作 ，發(fā)揮應(yīng)有的作用，那么零件與零件之間的配合是保證的關(guān)鍵。如今，隨著機(jī)電一體化技術(shù)的迅速發(fā)展，數(shù)控機(jī)床已經(jīng)日走趨普及。加之對(duì)配合的零件之間的要求，零件表面的粗糙度，位置度等要求不斷提高，普通機(jī)床很難達(dá)到，那么就需要在數(shù)控機(jī)床完成。下面以數(shù)控車削加工的典型零件-盤套類零件，銑削為主的箱體類零件為例討論配合件的加工。（一）數(shù)控車削的典型零件-盤套類配合件的加工 盤套類零件在機(jī)器設(shè)備中用得非常普遍，多與同屬回轉(zhuǎn)體零件的軸類零件配合，由于其功能不同

4、，盤套類零件結(jié)構(gòu)和尺寸有著很大的差別，但其結(jié)構(gòu)仍有共同點(diǎn)，零件的主要表面為同軸度要求較高的內(nèi)外圓表面，零件壁的厚度較薄且易變形，盤套類零件的結(jié)構(gòu)一般由孔，外圓，端面，溝槽及內(nèi)螺紋和外螺紋，內(nèi)錐面和內(nèi)型面組成。常見的有軸承套，襯套，齒輪，帶輪，軸承端蓋等。盤套類零件表面精度要求除尺寸外、形狀精度外，內(nèi)孔一般要作為配合和裝配的基準(zhǔn)，孔的直徑尺寸等級(jí)一般為IT7，精密軸套可以取IT6，孔的形狀精度應(yīng)控制在孔徑公差內(nèi)，一些精密套筒控制在孔徑的公差的二分之一到三分之一，對(duì)于長(zhǎng)度較長(zhǎng)的軸套零件，除了圓度要求以外，還應(yīng)注內(nèi)孔面的圓柱度，端面對(duì)內(nèi)孔軸線的圓跳動(dòng)度和垂直度，以及兩端面的的平行度等要求，為了保證零

5、件的功用和提高其耐磨性，孔的表面粗糙度值Ra1.6-0.16um,甚至更高。以數(shù)控車加工的典型零件盤套類零件，軸承套為例，討論配合件的數(shù)控加工。軸承套數(shù)控車削加工工藝（單件小批量生產(chǎn)），所用機(jī)床為CJK6240一、零件圖工藝分析1）編程時(shí)取基本尺寸。但由于要求配合，則有的配合尺寸需取中間值。2）先確定基準(zhǔn)，先加工左、右端面。保證零件的 長(zhǎng)度尺寸。3）內(nèi)孔尺寸較小，鏜120錐孔、32孔及15°斜面時(shí)需掉頭裝夾。4）右端有螺紋，所以放在最后加工，由于高速車削擠壓引起螺紋牙尖膨脹變形，因此外螺紋的外圓應(yīng)車到最小極限尺寸，螺紋加工前，先將加工表面加工到實(shí)際直徑尺寸，M45×1.5的

6、螺紋 ，加工前的外圓直徑為:D外D-（0.10.2165）P =45-0.2*1.5=44.7一般數(shù)控車床推薦車螺紋時(shí)的最高轉(zhuǎn)速為：n1200P-k (k是保險(xiǎn)系數(shù)，一般為80)加工螺紋時(shí)，長(zhǎng)度應(yīng)包括切入切出的空行程量，切入量一般取2-5mm,切出量一般取0.5-1mm。也可無(wú)退刀曹 軸承套的零件圖二、確定裝夾方案1）內(nèi)孔加工時(shí)以外圓定位，用三爪自動(dòng)定心卡盤夾緊。2）加工外輪廓時(shí)，需要設(shè)一圓錐心軸裝置，用三爪卡盤夾持心軸左端，心軸右端留有中心孔并用尾座頂尖頂緊。外輪廓車削裝夾方案 三、加工順序走刀路線依照基孔先行的原則，先加工內(nèi)孔各表面，需要調(diào)頭加工，由于右邊有螺紋，所以放在最后加工。再加工外

7、輪廓表面。由于該零件為單件小批量生產(chǎn)，外輪廓表面車削走刀路線可沿零件輪廓順序進(jìn)行。加工前，先手動(dòng)加工通孔。 四、走刀路線由于該零件為單件小批量生產(chǎn)，外輪廓表面車削走刀路線可沿零件輪廓順序進(jìn)行。采用裝夾，刀具集中原則，劃分工序。五.刀具選擇 序號(hào)刀具號(hào)刀具規(guī)格名稱數(shù)量加工表面刀尖半徑1TO145°硬質(zhì)合金端面車刀1車端面0.42TO2鏜刀1鏜內(nèi)孔表面0.43T0393°外圓車刀1車各外圓0.44T0460°外螺紋車刀1車M45螺紋5尾座28mm鉆頭1鉆底孔六. 切削用量的選擇序號(hào)刀具號(hào) 切 削 用 量背吃刀量直徑mm主軸轉(zhuǎn)速R/min 進(jìn)給速度 mm/r1T0131

8、0000.22T0228000.1 精0.053T0338000.3 精0.154T045001.55尾座400手動(dòng)七.加工程序O0001；G99 T0101; 選 45°硬質(zhì)合金端面車刀 M03S600; 主軸正轉(zhuǎn)G00X85 Z2; GO1ZO F0.1; 先加工左面，車端面X-1;GOOX100 Z150; T0101; 換鏜刀G00X82 Z2;G71U2R0.5; 利用復(fù)合指令車外圓各面G71P1Q2U0.5W0.2F0.3 S800;N1 GOO G42X46;GO1 Z2 F0.1;X49.97 Z-2;Z-30;X58;G02 X68Z-35 R5;GO1X74X78

9、Z-37;N2 G40 Z-60;G70P1Q2S1000;GOOX100Z100;T0202; 換內(nèi)孔鏜刀車內(nèi)孔GOOX25Z2;G71U2R0.5;G71P1Q2U-1W0.5F0.2 S600;N1GOOG41X35.1;GO1Z0 F0.05;X32Z-10;Z-29;G02X30Z-30 R1;N2G40X28;G70P1Q2;MO5; 主軸停M30 程序停止準(zhǔn)備掉頭加工右面（方法同左邊加工相同，程序略） (二) 銑削為主的箱體類配合件的加工。 箱體類零件一般指是具有一個(gè)以上的孔系，內(nèi)部有一定型腔或空腔，在長(zhǎng)寬高方向有一定比例的零件，這類零件在機(jī)械，汽車，飛機(jī)制造業(yè)用得多，如汽車的發(fā)

10、動(dòng)機(jī)缸體，變速箱體，機(jī)床主軸箱，齒輪泵殼體等。一.數(shù)控機(jī)床的選用方面。箱體類零件一般是其它零件配合的載體。 都 需要進(jìn)行多工位孔系、輪廓及平面加工，公差要求較高，特別是形位公差要求較為嚴(yán)格，通常要經(jīng)過銑、鉆、擴(kuò)、鏜、鉸、锪、攻絲等工序。需要刀具多，在普通機(jī)床上加工難度大，工裝套數(shù)多，費(fèi)用高，加工周期長(zhǎng)，需要多次裝夾，找正，手工測(cè)量次數(shù)多，加工時(shí)還要頻繁的換刀，工藝難制定，更重要的是精度難以保證。這類零件在加工中心上加工，一次裝夾可完成普通機(jī)床的60%-95%工序內(nèi)容，零件各項(xiàng)精度一致性好，質(zhì)量穩(wěn)定，同時(shí)節(jié)約費(fèi)用，縮短加工周期。加工中心與數(shù)控銑床銑削加工是型腔模具加工的重要手段。數(shù)控銑床是一種加

11、工功能很強(qiáng)的數(shù)控機(jī)床， 數(shù)控銑床是一種加工功能很強(qiáng)的數(shù)控機(jī)床，在數(shù)控加工中占據(jù)了重要地位?，F(xiàn)在數(shù)控銑床已全面向多軸化發(fā)展。目前迅速發(fā)展的加工中 已全面向多軸化發(fā)展。目前在數(shù)控銑床和數(shù)控鏜床的基礎(chǔ)上產(chǎn)生了加工中心和柔性制造單元也是在數(shù)控銑床和數(shù)控鏜床心和柔性制造單元。銑削加工是型腔模具加工的重要手段。并且現(xiàn)今產(chǎn)生了高速銑削，而高速銑削具有工件溫升低、 切削力小、 加工平穩(wěn)、 加工質(zhì)量好、加工效率高及可加工硬材料等，且高速銑削加工不僅可提高效率，而且也可提高表面質(zhì)量，從而減輕了精加工負(fù)擔(dān),縮短了工期。諸多優(yōu)點(diǎn)。因而在模具加工中日益受到重視。加工箱體類零件的加工中心，當(dāng)加工工位較多是時(shí)，需要工件臺(tái)多

12、次旋轉(zhuǎn)角度才能完成的零件，一般選用臥式加工中心，當(dāng)工位較少，且跨度不大時(shí)，可選用立式加工中心。二.箱體零件加工方法。(一) 當(dāng)既有孔，又有面時(shí)，應(yīng)先銑面，后加工孔。(二) 所有孔系都應(yīng)先完成所有孔的粗加工，再精加工。(三) 一般情況下，直徑大于30的孔都應(yīng)先鑄出毛坯孔，在普通機(jī)床上完成毛坯孔的粗加工，給加工中心留4-6mm的加工余量，再上加工中心進(jìn)行孔和面的加工，通常分為“粗鏜半精鏜孔端倒角精鏜”四個(gè)工步完成。(四) 直徑小于30的孔，可以不鑄出毛坯孔，但孔和孔的端面全部都 得在加工中心上完成，可分為“锪平端面打中心孔鉆擴(kuò)孔端倒角精鏜”工步完成。有同軸度要求的小孔，須采用“多锪平端面（打中心孔

13、）鉆半精鏜孔端倒角精鏜”工步完成。(五) 在孔系加工中，先加工大孔，再加工小孔，特別是在大小孔相距很近的時(shí)候，更要采用這種方法。(六) 對(duì)于跨度較大的箱體的同軸孔加工，盡量采用調(diào)頭加工的方法，以縮短刀輔具的徑比，增加刀具剛性，提高加工質(zhì)量。(七) 螺紋的加工方法，一般情況下，M6M20的螺紋也可以在加工中心上完成攻螺紋。M6以下和M20以上的螺紋可在加工中心上完成底孔，攻螺紋通過其它手段加工，因?yàn)榧庸ぶ行牡淖詣?dòng)加工方式在攻小螺紋時(shí)，不能隨機(jī)的控制加工狀態(tài)，小絲錐容易折斷，從面產(chǎn)生廢品，由于刀具，輔具等因素的影響，在加工中心上攻M20以上的螺紋有一定的難度。但可以通過特定程序，用鏜刀片完成螺紋的

14、切削。（八）分析零件的形狀及原材料的熱處理狀態(tài)，是否會(huì)在加工過程中變形，哪些部位最容易變形。因?yàn)閿?shù)控銑削最忌諱工件加工時(shí)變形，這這種變形不但無(wú)法保證加工質(zhì)量，而且經(jīng)常造成加工不能正常進(jìn)行，這時(shí)應(yīng)該考慮一些必要的工藝措施預(yù)防。如對(duì)鋼件進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，對(duì)鑄件進(jìn)行退火處理，對(duì)不能用熱處理方法解決 的問題，也可考慮粗加工，精加工及對(duì)稱去余量的方法，此外，還要分析加工后的變形問題，采取工藝措施解決。 三.加工工序的劃分 在數(shù)控機(jī)床上加工箱體等配合件，工序比較集中，一般只需要一次裝夾即可完成所有加工，通?？砂凑諒暮?jiǎn)單到復(fù)雜的原則，先加工平面、溝槽，再加工內(nèi)腔、外形，最后加工曲面，先加工精度要求低的，再加工精

15、度要求較高的。為了提高機(jī)床的使用壽命，保證數(shù)控 機(jī)床的精度，降低零件的加工成本，通常把零件的粗加工，特別是零件 的定位面在普通機(jī)床上加工。 四.銑削中刀具夾具的選擇 選擇刀具的重要依據(jù)是被加工零件的幾何形狀和材料。加工曲面類零件時(shí)，一般用球頭刀，粗加工用兩刀刃銑， 半精加工和精加工用四刃銑刀。刀刃婁還與刀具直徑有關(guān)， 銑較大平面時(shí)，一般采用刀片鑲嵌式租車形面銑刀。銑小平面或臺(tái)階時(shí)，一般采用通用銑刀， 銑鍵槽時(shí)，一般用兩刃鍵槽銑刀。 孔加工時(shí)，可采用鉆頭、鏜刀、鉸刀等孔加工刀具。 箱體的裝夾和夾具的選擇，在數(shù)控機(jī)床上加工中，既要保證加工 質(zhì)量，又要減少輔助時(shí)間，提高加工效率。因此要選用能準(zhǔn)確和迅

16、速定位并夾緊的工件的裝夾方法和夾具。零件的定位基準(zhǔn)應(yīng)盡量與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)及測(cè)量重合，以減少定位誤差為了不影響進(jìn)給和切削加工在裝夾工件時(shí)一定要將加工部位敞開，選擇夾具時(shí)應(yīng)盡量做到在一次裝夾中將要求加工的面都 加工出來(lái)。五. 箱體零件的加工編程一般情況下，零件如尺寸少，相對(duì)確定，可以人工編程，如幾何形狀復(fù)雜的零件?；蛴袕?fù)雜曲面的零件， 或幾何形狀并不復(fù)雜，但程序量很大的零件，這種加工編程計(jì)算相當(dāng)復(fù)雜，應(yīng)采用自動(dòng)編程。所謂自動(dòng)編程，是指編程過程用計(jì)算機(jī)輔助的方法來(lái)自動(dòng)完成。這類自動(dòng)編程系統(tǒng)數(shù)控編程的一般過程包括：零件幾何造型CAD ，刀具定義，刀具相對(duì)于零件表面運(yùn)動(dòng)方式定義，切削加工參數(shù)確定，走刀軌跡、刀

17、位文件的生成，加工過程的動(dòng)態(tài)圖形仿真，后置處理產(chǎn)生G代碼程。典型代表: UG , Pro-E , SurfCAM , Mastercam ，北航海爾CAXA制造工程師，自動(dòng)編程系統(tǒng)中，UG是目前功能最強(qiáng)大的商用CAD / CAM /CAE集成系統(tǒng)，它具有從功能模塊包括概念設(shè)計(jì)、工業(yè)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與工程分析到裝配、制造、模具設(shè)計(jì)、二次開發(fā)、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理等各項(xiàng)功能。六.切削用量的選擇 切削 用量的選擇必須在機(jī)床主傳動(dòng)功率。進(jìn)給傳動(dòng)功率以及主軸轉(zhuǎn)速范圍，進(jìn)給范圍內(nèi)。機(jī)床-刀具-工件系統(tǒng)的剛性是限制切削用量的重要因素。切削 用量的選擇應(yīng)使機(jī)床-刀具-工件系統(tǒng)不發(fā)生較大的振動(dòng)。如果機(jī)床的穩(wěn)定性好，工件的熱變形小，刀具材料性能好，可適當(dāng)?shù)募哟笄邢饔昧?。銑削加工切削用量包括：切削速度，進(jìn)給速度，背吃刀量，及側(cè)吃刀量，從刀具壽命的角度出發(fā)，切削用量的選擇方法是：先選擇背吃刀量，側(cè)吃刀量，其次選擇進(jìn)給速度，最后確定切削 速度。 結(jié)束語(yǔ)本文主要討論配合件的數(shù)控加工，由于配合件的范圍廣，所以本