固定螺杆的加工工艺分析大学论文.doc
固定螺杆的加工工艺分析【摘要】本文将对固定螺杆进行详细的研究，研究内容包括加工工艺的编制，加工刀具的选择，数控程序的编制。该文中运用了UGCAD UG建模,文中主要涉及了固定螺杆的详细加工工艺，毛坯的合理选择,和毛坯的选择原理,固定螺杆加工过程中的余量选择和选择的原理。本文对固定螺杆UG CAM上进行了详细的分析研究。【关键词】：加工工艺；数控编程；固定螺杆目录引言1一、零件图的加工内容和工艺要求分析2（一）零件图2（二）加工工艺路线2（三）确定毛坯尺寸3二、固定螺杆的数控加工工艺编制3（一）数控加工工艺方案制定3（二）确定装夹方案3三、数控机床的选用3（一）选择数控车床3（二）选择加工中心4四、刀具选择5五、固定螺杆加工工艺卡6六、UG建模7（一）固定螺杆UG NX 建模7（二）固定螺杆UG NX自动编程8总结9参考文献10附录12引言 本文中的图纸源自本人实习期间的安徽蚌埠中集安瑞科压缩机有限公司，具有一定的代表性。我在该公司实习了9个月，从普通车床的操作到多轴的应用操作，从刘波师傅那学了很多相关公司的知识和大学期间的知识的运用。15 一、零件图的加工内容和工艺要求分析（一）零件图 所加工的零件图如图1-1所示。图1-1 零件图 根据零件图，此零件的主要的加工内容和加工要求如下：1圆柱面25，长度10mm。2圆柱面18，长度10mm。3圆柱面12，表面要求Ra1.6。4两端面总长保证40。5退刀槽3×10。6螺纹M12×1.256g。（二）加工工艺路线 本文中的固定螺杆的加工明确按照加工基准面和先主后次,先粗后精的加工原则，因而按如下的加工工艺路线进行加工。工序1：用三爪卡盘装夹零件，伸出45mm，车端面。工序2：粗车固定螺杆的外圆12、18、25的圆柱面，留余量0.3。工序3：精车固定螺杆的外圆12、18、25的圆柱面，保证尺寸。工序4：切槽。工序5：粗车外螺纹。工序6：对外螺纹进行精加工。工序7：切断工件。工序8：去毛刺，测量工件尺寸。工序9：粗铣平面。工序10：精铣平面。（三）确定毛坯尺寸 根据本文的加工余量，机械加工表面粗糙度要求大于等于1.6，分析本文的固定螺杆的大致尺寸，前后两边间距圆柱面25长度10mm，圆柱面18长度10mm；圆柱面12表面要求Ra1.6。因而保证固定螺杆加工过程中的前后间距40mm，根据毛坯的选择定律，因而确定毛坯的尺寸为长度60mm、直径为30的35号优质碳素结构钢。二、固定螺杆的数控加工工艺编制（一）数控加工工艺方案制定由于本文中的固定螺杆的结构外形,和各个表面的技术要求的不同性，由外到内的由主到次的原则,用直径20外圆车刀，对零件的外形进行粗车,形成3个阶梯, 留0.5mm余量。根据尺寸精度对固定螺杆进行精车铣。在铣加工方面注意固定螺杆的设计基准作为定位基准进行多次装夹，防止误差。（二）确定装夹方案 该固定螺栓零件归类于短轴零件，加工工艺基准选择轴心线，用车床的自定心三爪卡盘装夹，装夹外圆25mm外圆左端，使工件伸出卡盘大于45mm，粗精加工一次性完成。 该固定螺杆的20的外圆端面有两对称平面.加工工艺基准选择对称圆直径,有CNC加工中心平口钳,装夹固定螺杆两端，对圆端面平面铣削，粗精加工一次性完成。 反向装夹，用平口钳如上装夹固定螺杆,注装夹过程中防止上平面与下平面不对称,形成零件误差,因而在装夹上以加工完成的上平面为基准,用平口钳装夹固定螺杆两端时注意保持加工的平面与CNC保持水平,经过多次对刀防止误差。粗精加工一次性完成。三、数控机床的选用（一）选择数控车床 该数控卧式机床属于经济型的数控车床,该车床的导轨中运用了集中润滑 系统的原理，机床是整体式,采用的是大致数控普车的排泄原理,机床换到的方式大致采用Z轴转塔的方式，该车床的换刀速度快而且精度高,因此本文的工件选择此类数控车床为加工车床。图3-1CLK6140D数控车床表3-1 SLK6140D数控车床参数中心高mm205最大回转直径mm400刀架最大回转行程mm210刀架最大回转行程mm280转速50HZ25-1600转/分 12级刀杆截面尺寸mm20x20纵向进给量mm0.04-2.16mm顶尖套最大移动量mm130mm横向最大移动量mm±10mm电机kw4.5中心距mm750主机外形mm2200x900x120重量kg1600（二）选择加工中心在加工固定螺杆的加工过程中，由于CK数控车床无法车铣复合,因而选择CNC加工中心来加工平面。图3-2CNC加工中心表3-2 TLV600CNC加工中心参数表工作面积 mm1700*900工作台最大荷重 kg2000T型槽 (槽*宽*中心距) mm8*18*100轴行程 mm1500Y轴行程mm800Z轴行程 mm900主轴鼻端至工作台面 mm120-900主轴转速 rpm6000刀具数量 只24刀具交换方式刀臂式切削进给速度 mm/min1-8000刀具规格 BT-50BT-50四、刀具选择T01选择90°外圆刀。由于90°对车刀的影响不大，加工外圆工件温度降低至室温时也不会影响零件的加工精度,工件的收缩量也只有在0.05mm很微弱的差上，不会影响加工余量的精度因而选择90°外圆刀 而不使用其他外圆刀。T02选择螺纹车刀。由于本文中的加工固定螺杆的外螺纹需要用及螺纹刀，在螺纹刀上选择外螺纹刀，由于本文中固定螺杆的加工主要涉及到的只有外圆的螺纹因而没有用到内螺纹刀，螺纹刀是高速钢材料磨成的螺纹车刀，加工过程具有较好的韧性度及较好的精密度不会引起由于刀具的误差而形成的零件误差。T03为切断刀。加工毛坯选择了60mm的棒料，加工车床选用了自定心三爪卡盘，加工完成后需要对工件进行切削。根据零件图纸和加工要求，需使用三把刀具：外圆车刀T01、螺纹车刀T02、切断刀T03。具体工艺卡见表4-1。表4-1 刀具卡单位名称产品名称或代号零件名称零件图号螺杆加工工艺分析固定螺杆工序程序编号夹具名称加工设备O0001自定心三爪卡盘数控车床CK6140序号工步内容刀具号刀具规格（）转速（r/min）进给速度 /r背吃刀量（）备注1外圆车刀T0190°车刀8500.512螺纹车刀T025000.30.53切断刀T03宽5mm切刀刀5000.15420粗铣刀T04直径20平铣刀10000.5510精铣刀T05直径10铣刀16000.5五、固定螺杆加工工艺卡制定固定螺杆的加工工艺卡，见表5-1。表5-1 固定螺杆加工工艺卡零件图号固定螺杆加工工艺机床型号CLK6140D车床零件名称固定螺杆TLV-600CNC工艺内容机床选用转速切削量工序1粗车精车251812外圆端面CLK6140D车床8000.4工序2粗精车M12螺纹CLK6140D车床8000.4工序3粗精车外圆端面导角CLK6140D车床10000.12工序4切断CLK6140D车床3000.1工序5粗精车圆柱端面TLV-600CNC16000.4工序6粗精车18上平面TLV-600CNC16000.4六、UG建模（一）固定螺杆UG NX 建模 1建立准基和基本毛坯 建立准基和基本毛坯如图6-1所示。图6-1 建立毛坯基准2拉伸 以图6-1上表面为基准建立新的基准建立新的圆柱，如图6-2所示。 图6-2 拉伸形成三圆柱3建立螺纹 在图5-2的基础上建立螺纹，如图6-3所示。 图6-3 建立螺纹4做平面 在5-3的基础上做出平面，如图6-4所示。图6-4 工件实体（二）固定螺杆UG NX自动编程 铣平面，形成刀轨如图6-5。图6-5 形成刀轨总结 根据本文的写作和固定螺杆的加工工艺过程中，出现了很多问题,在选择数控车床上，最初开始选择普车进行加工,加工后的固定螺杆的精确度较低。在加工过程中，运用了CAM编程，在加工过程中第一次在人工编程上出现了多个错误，导致了加工过程中出现了多次误差，错误如下：在编程及加工时没有补偿刀补，导致加工后的固定螺杆出现了较大的误差，在换刀过程中,由于没有准确的对刀，导致螺纹及外轮廓出现了明显偏差。在本文的完成过程中及螺杆的制作过程中，对工件的初步装夹的也有具体要求，在装夹毛坯的过程中对零件的伸出长度有了明确的了解，数控技术是数控技术的重要组成部分，其降低了传统加工工艺的难度和人力投入成本，合理的加工工艺编制，加工程序的编制保证了产品的加工质量。参考文献1 刘力.机械制图.高等教育出版社.2004年7月第二版2 邓建新,赵军.数控刀具材料选用手册M.北京:机械工业出版社,2005.3 顾京/数控机床加工程序编制.机械工业出版社.2007年2月第三版4 赵长旭.数控加工工艺.西安电子科技大学出版社.2006年1月第一版5 钱东东.使用数控编程与操作.北京大学出版社.2007年12月第一版6 苏建修.机械制造基础.机械工业出版社.2006年3月第二版7 田春霞,数控加工技术M.北京:机械工业出版社,2002.8 张超英.数控编程技术M.北京:化学工业出版社,2004.9 郑红,等.数控加工编程与操作M.北京:北京大学出版社,2005.10赵长明.数控加工工艺及设备M.北京:高等教育出版社,2003.谢 辞本次的毕业设计，大学三年学习的知识得到了一次全面的综合运用，通过本次论文写作，把教学课堂上学到的知识从新巩固了一次，对实际生产加工有了深刻的认识。数控编程加工给予我很大的兴趣，对今后在工作中工作都有很大的帮助，也坚定了以后从事数控技术的工作方向。本次毕业设计能够顺利完成，特别感谢我的指导老师。在毕业论文中也存在有不足的地方，希望老师们能够谅解，谢谢。最后祝老师身体健康。 感谢安徽蚌埠中集安瑞科压缩机有限公司的大力支持，感谢企业指导老师。附录数车程序单 %O0001 程序号 N1 T0101 调用1号车刀，N2 G00 X100 Z100 换刀点 N3 M03 S850 正转，转速为850r/min G00 X32 Z5 N4 G71 U1 R2 粗车循环(吃刀量1mm，循环起始位置5，循环结束11半径值退刀量2mm）N41 G71 P5 Q15 F0.15N5 G01 X12 快速走刀至第一切削起点N6 G01 Z-20 F0.5 螺纹结束位置N7 X18 N8 Z-30 N9 X25N10 Z-45 N11 X32N13 Z-45 粗车25外圆至27.5mm，进给速度0.5mm/r N14 X32 X向退刀 G70 P5 Q15 F0.05 精加工外圆N15 G00 X100 Z100 Z向退刀至加工起点N15 M06 T0202 （换螺纹刀）N16 M03 S500 （主轴正转，转速500）N17 G00 X12 Z5 (加工螺纹起始位置)G76 X12 Z-20 I0 K0.625 D0.5 F0.3 (螺纹最终坐标X12 Z-20，I0圆柱子螺纹，牙高0.625，第一次切屑深度0.5,进给速度0.15)G00 X100 Z100N14 G54 G90 G49 G80 G00 X100 Z100N15 M06 T0404 （换切断刀）N16 M03 S500 （主轴正转，转速500）N17 G00 X30 Z-40 (切断位置)G01 X-2 F0.15 （已切断）G00 X100 Z100M05 （主轴停止）M30 （程序结束） 自动编程铣平面N100 G21N102 G0 G17 G40 G49 G80 G90( TOOL - 0 DIA. OFF. - 1 LEN. - 1 DIA. - 5. )N104 T0 M6N106 G0 G90 G54 X-10. Y15. A0. S1000 M3N108 G43 H1 Z50.N110 Z10.N112 G1 Z-2. F0.N114 G42 D1 X-5. F1000.N116 G2 X0. Y10. R5.N118 G1 Y5.N120 G3 X5. Y0. R5.N122 G1 X15.N124 G3 X20. Y5. R5.N126 G1 Y15.N128 G3 X15. Y20. R5.N130 G1 X5.N132 G3 X0. Y15. R5.N134 G1 Y10.N136 G2 X-5. Y5. R5.N138 G1 G40 X-10.N140 G0 Z50.N142 Y15.N144 Z8.N146 G1 Z-4. F0.N148 G42 D1 X-5. F1000.N150 G2 X0. Y10. R5.N152 G1 Y5.N154 G3 X5. Y0. R5.N156 G1 X15.N158 G3 X20. Y5. R5.N160 G1 Y15.N162 G3 X15. Y20. R5.N164 G1 X5.N166 G3 X0. Y15. R5.N168 G1 Y10.N170 G2 X-5. Y5. R5.N172 G1 G40 X-10.N174 G0 Z50.N176 Y15.N178 Z6.N180 G1 Z-6. F0.N182 G42 D1 X-5. F1000.N184 G2 X0. Y10. R5.N186 G1 Y5.N188 G3 X5. Y0. R5.N190 G1 X15.N192 G3 X20. Y5. R5.N194 G1 Y15.N196 G3 X15. Y20. R5.N198 G1 X5.N200 G3 X0. Y15. R5.N202 G1 Y10.N204 G2 X-5. Y5. R5.N206 G1 G40 X-10.N208 G0 Z50.N210 Y15.N212 Z4.N214 G1 Z-8. F0.N216 G42 D1 X-5. F1000.N218 G2 X0. Y10. R5.N220 G1 Y5.N222 G3 X5. Y0. R5.N224 G1 X15.N226 G3 X20. Y5. R5.N228 G1 Y15.N230 G3 X15. Y20. R5.N232 G1 X5.N234 G3 X0. Y15. R5.N236 G1 Y10.N238 G2 X-5. Y5. R5.N240 G1 G40 X-10.N242 G0 Z50.N244 Y15.N246 Z2.N248 G1 Z-10. F0.N250 G42 D1 X-5. F1000.N252 G2 X0. Y10. R5.N254 G1 Y5.N256 G3 X5. Y0. R5.N258 G1 X15.N260 G3 X20. Y5. R5.N262 G1 Y15.N264 G3 X15. Y20. R5.N266 G1 X5.N268 G3 X0. Y15. R5.N270 G1 Y10.N272 G2 X-5. Y5. R5.N274 G1 G40 X-10.N276 G0 Z50.N278 M5N280 G91 G28 Z0.N282 G28 X0. Y0. A0.N284 M30
