軸類零件數(shù)控加工工藝分析

摘要第1章緒論1.1設計背景1.3研究意義的一些重要行業(yè)(IT、汽車、輕工、醫(yī)療等)的發(fā)展起著越來越重要的作用，因為這些行1.4設計內(nèi)容百分表的外形尺寸：外殼不大于60mm。百分表的測力應 (同一點正反向測力之差)不大于0.4N,單向行程測力變化不大于0.5N;測桿處于自由狀態(tài)時，指針應處于從零位開始逆時針30°到90°之間；當轉(zhuǎn)數(shù)指針指示整轉(zhuǎn)數(shù)時，指針偏離整轉(zhuǎn)數(shù)刻度不大于15°;測桿行程應至少超出工作行程終點0.5mm;指針尖端應蓋過段刻線長度的30%—50%;指針尖端與表盤之間距離應不大于0.7mm;表第2章零件的工藝分析及規(guī)程圖中所設計的零件為一復雜的軸類零件，而軸類零件又是機器中經(jīng)常遇到的典型零件之一。它主要用來連接和支承傳動零部件，傳遞扭矩和承受載荷，圖示的零件也不例外。軸類零件是旋轉(zhuǎn)體零件，其長度大于直徑，一般由同心軸的外圓柱面、圓錐面、內(nèi)孔和螺紋及相應的端面所組成。根據(jù)結構形狀的不同，軸類零件可分為光軸、階梯軸、空心軸和曲軸等，圖示零件則為階梯軸。所以，圖中所示零件的用途是連接其它配合件，起的作用是支承其它傳動零部件，傳遞扭矩和承受載荷，可用于汽車、機械等行業(yè)。十圖2.1結構圖如圖2.1所示，此零件為結構較為復雜的不規(guī)則軸類零件，且右端最小，左端次之，中間最大，包含著曲面、內(nèi)孔、螺紋及槽等一些較難加工的部分。零件的右端是一個半球面，其左邊是一個螺紋臺階，再接著是一個槽。零件的左端含有一內(nèi)孔，且內(nèi)孔外沿倒有圓角。左端的第一個臺階上含有一個內(nèi)凹圓弧面。整體上說，此零件由左向右呈中、大、小結構分布。2.3零件的表面粗糙度定義：表面粗糙度是指加工表面具有的較小間距和微小峰谷不平度。其兩波峰或兩波谷之間的距離(波距)很小(在1mm以下),用肉眼是難以區(qū)別的，因此它屬于微觀幾何形狀誤差。表面粗糙度越小，則表面越光滑。表面粗糙度的大小，對機械零件的使用性能有很大的影響，因此，要在滿足零件表面功能的前提下，合理選用表面粗糙度參數(shù)。由零件圖所示可知，所示零件的表面粗糙度大部分需要控制在以內(nèi)，即輪廓的算術平均偏差Ra的上限值為1.6μm。除了零件右端的半球面、螺紋及槽等要控制以外，2.4零件的尺寸精度求是相當高的，這也給此零件的加工帶來了一定的難度，這就需要加工者選擇合適的加工方法和熟練的加工技巧等。2.5工藝規(guī)程的定義機械加工工藝規(guī)程簡稱工藝規(guī)程，是規(guī)定零件加工工藝過程和操作方法等的工藝文件。它是在具體的生產(chǎn)條件下，將最合理或較合理的工藝過程和操作方法，按規(guī)定的形式工件加工工藝路線及所經(jīng)過的車間和工段；各個工序的內(nèi)容及采用的機床和工藝裝備；工件的檢驗項目及檢驗方法；切削用量；工時定額及工人的技術等級等。2.6加工工序的劃分3.1數(shù)控車床加工刀具及其選擇在選擇刀具的類型和規(guī)格時，主要考慮以下因素的影響：(1)生產(chǎn)性質(zhì)(2)機床類型(3)數(shù)控加工方案(4)工件的尺寸及外形(5)加工表面粗糙度(6)加工精度(7)3.2數(shù)控車削加工的切削用量選擇3.3數(shù)控車削加工的裝夾與定位2、定位基準要預先加工完畢。當有些零件需要2次裝夾時，要盡可能地利用同一基3.4數(shù)控車削加工中的裝刀與對刀以車削外圓(或橫車)為例，當車刀刀尖高于工件軸線時，因其車削平面與基面的的位置光學對刀鏡內(nèi)的十字刻線交點)上。3.5數(shù)控車床的刀具補償用T功能指定，TXXXX中前兩個XX為刀具號，后兩個XX為刀具補償號，如T0202。如果刀具補償號為00,則表示取消刀補。3.5.1刀具位置補償?shù)?點，對應程序段是N60G00C45X93T0200,如果刀具補償是X=+3,Z=+4,并存入對應補償存儲器中，執(zhí)行刀補后，刀具將從0點移動到2點，而不是1點，對應程序段是3.5.2刀具圓弧半徑補償編制數(shù)控車床加工程序時，車刀刀尖被看作是一個點(假想刀尖P點),但實際上為圓弧),這必將產(chǎn)生加工工件的形狀誤差。另一方面，刀尖圓弧所處位置，車刀的形狀對每一個刀具補償號對應刀具位置補償(X和Z值)和刀具圓弧半徑補償(R和T值)4.1毛坯材料的選擇材料的力學性能。根據(jù)零件的工作條件、損壞(或失效)形式，選擇滿足力學性能的綜合上考慮，加工此零件所選用的毛坯材料為45號鋼，因為45號鋼為優(yōu)質(zhì)碳素結構理(推薦熱處理溫度：正火850℃,淬火840℃,回火600℃)。為120mm×φ50mm的棒狀材料。綜上所述，此次設計的零件毛坯材料應當是尺寸為4.2機床、刀具及冷卻液的選擇機床的類別(車、銑、加工中心等)、規(guī)格(行程范圍)、性能(加工材料)等；數(shù)4.2.2刀具的選擇卡盤(圖4-3)即可完成零件的加工。4.6裝夾方式和定位基準的選擇4.7切削參數(shù)的確定背吃刀量ap=1.5mm。面的總加工余量(亦稱毛坯余量);一般情況下，總加工余量并非一次切除，而是分在各工序余量是相鄰兩工序的工序尺寸之差，毛坯余量是毛坯尺寸與零件圖樣的設計尺寸之經(jīng)驗法——由一些有經(jīng)驗的工程技術人員或工人根據(jù)現(xiàn)場條件和實際經(jīng)驗確定加工走刀路線就是刀具在整個加工工序中的運動軌跡，它不但包括了工步的內(nèi)容，也反映出工步順序。走刀路線是編寫程序的依據(jù)之一。為保證工件輪廓表面加工后的粗糙度要求，最終輪廓一次走刀完成；選擇切入切出方向；確定本次設計零件加工走刀路線為：先用G71加工出零件左端外輪廓；再用G01和G02鏜出零件左端的內(nèi)孔；接著用G71加工出零件右端外輪廓；再接著用G01切出零件上號端面外圓刀精加工工件輪廓，4號外圓螺紋刀加工導程為3mm,螺距為1mm的三頭螺圖5—1長軸數(shù)控車削編程N1T0101(換一號端面刀，確定其坐標系)N2M03S500(主軸以400r/min正轉(zhuǎn))N3G00X100Z80(到程序起點或換刀點位置)N4G00X60Z5(到簡單端面循環(huán)起點位置)N5G81X0Z1.5F100(簡單端面循環(huán)，加工過長毛坯)N6G81X0Z0(簡單端面循環(huán)加工，加工過長毛坯)N7G00X100Z80(到程序起點或換刀點位置)N8T0202(換二號外圓粗加工刀，確定其坐標系)N18Z-33(精加工螺紋外徑)N19G01X30(精加工Z33處端面)N20Z-43(精加工Φ30外圓)N21G03X42Z-49R6(精加工R6圓弧)N22G01Z-53(精加工Φ42外圓)N23X36Z-65(精加工下切錐面)N24Z-73(精加工Φ36槽徑)N26G01X44(精加工Z75處端面)N28Z-84(精加工φ46槽徑)N29G02Z-113R25(精加工R25圓弧凹槽)N30G03X52Z-122R15(精加工R15圓弧)N31G01Z-133(精加工Φ52外圓)N34M05(主軸停)N36M03S200(主軸以200r/min正轉(zhuǎn))x中心孔Z圖5-2長軸數(shù)控車削編程00016/程序編號00016NOG50x140.Z360.0;/設置丁件原點在左端面N1G30u0w0;/直接回第二參考點N2G50S1500T0101M08;/限制最N3G96S200M03;/指定恒切削速度為200N8G02X60.0z250.0R36.0;/車R36mm圓弧N10Z200.0;/車Φ60mm凹N12X98.0Z170.0;/車Φ60mmφ98間錐面N18Z30.0;/車98mm外圓面N20X102.0;/o車必100nun臺階結論[1]陳洪濤.數(shù)控加工工藝與編程[M].北京：高等教育出版社，20[5]劉雄偉.數(shù)控機床操作與編程培訓教程[M].北京：機械工業(yè)