圆弧轴数控车削加工工艺的编制hnny.docx
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1、北京科技大学远程教育学院毕业设计(论文)圆弧轴数数控车削削加工工工艺的编编制 摘要:随着科科技的不不断发展展,数控控技术在在企业中中发挥越越来越重重要的作作用。数数控加工工制造技技术正逐逐渐得到到广泛的的应用,对对零件进进行编程程加工之之前,工工艺分析析具有非非常重要要的作用用。本设设计通过过对典型型的数控控车床轴轴类零件件工艺特特点、数数控加工工工艺的的分析,给给出了对对于一般般零件数数控加工工工艺分分析的方方法,设设计合理理的加工工工艺过过程,充充分发挥挥数控加加工的优优质、高高效、低低成本的的特点。设设计说明明书以典典型的数数控车床床轴类零零件为例例,根据据被加工工工件的的材料、轮轮廓形
2、状状、加工工精度等等选用合合适的机机床,制制定加工工方案,确确定零件件的加工工顺序,各各工序所所用刀具具,夹具具和切削削用量等等,编写写加工零零件的程程序。按按照说明明书要求求将加工工出零件件,并对对零件自自检数据据进行分分析,说说明在加加工过程程中应注注意的事事项。对对于提高高制造质质量、实实际生产产具有一一定的指指导意义义。关键词 :轴类类零件;数控加加工;工工艺设计计;工艺艺分析;刀具;切削用用量;加加工程序序;加工工注意事事项目 录目录21机床的的选用及及简介331.1 机床的的选择331.2 机床的的组成441.2.1 数数控机床床的组成成41.2.2 数数控系统统与数控控机床的的组
3、成441.3 机床的的工作原原理41.3.1 数数控机床床的工作作原理与与工作方方式41.4 机床的的工作特特点52 零件件的工艺艺分析662.1零零件工艺艺分析662.1.1零件件图的分分析62.2确确定加工工方案772.3 加工路路线和加加工顺序序的确定定72.3.1加工工工艺路路线82.4 切削用用量的选选择82.5 刀具的的选择1113加工工工序的编编排1223.1 工序与与工步的的划分1123.2 加工工工序的编编排1223.3 加工工工序卡片片143.4 加工程程序1443.5 零件加加工中的的难点与与解决方方案1774 数控控车床操操作注意意事项1195 结论论206参考文文献2
4、11321机床的的选用及及简介1.1 机床的的选择在选择机机床时,即即要考虑虑其生产产的经济济性,又又要考虑虑其适用用性和合合理性。其选择的的原则是是:机床的的工作区区域尺寸寸必须与与所加工工零件的的外形轮轮廓尺寸寸相适应应。如直直径不大大的导柱柱、导套套等可选选在卧式式车床上上加工,而而外径较较大长度度较短的的轴类零零件,则则应选择择在立式式车床上上加工;小的零零件的孔孔可用立立式普通通钻床加加工;而而大工件件上的孔孔宜在摇臂钻床床上加工工;对于于孔径和和孔距要要求比较较高的孔孔,可选选择在坐坐标镗床或立立式镗床床上加工工,以做做到合理理使用设设备。机床的的功率和和加工量量应与零零件工序序的
5、加工工要求相相适应。如如粗加工工工序应应选择功功率较大大的机床床加工;在利用用刀具做做精细切切削时,应应选择转转速较高高的机床床。选用的的机床精精度应与与工序要要求的加加工精度度相适应应。选用机机床应与与现有设设备条件件相适应应。即要要充分利利用现有有的设备备,又要要充分考考虑生产产的发展展方向规规模,以以及添置置新设备备的可能能性。根据毛坯坯的材料料和类型型、零件件轮廓形形状复杂杂程度、尺尺寸大小小、加工工精度、工工件数量量、生产产条件等等要求,选用经济型数控车床可达到要求。图1.11 数控控机床的的选择1.2 机床的的组成1.2.1数控控机床的的组成数控机床床一般由由控制介介质、数数控装置
6、置、伺服服系统和和机床本本体组成成。图11.1的的实线所所示为开开环控制制的数控控机床框框图。图1.11 数控控机床的的组成1.2.2数控控系统与与数控机机床的组组成图1.22 数数控系统统与数控控机床的的组成1.3 机床的的工作原原理1.3.1 数数控机床床的工作作原理与与工作方方式图1.33 数控控机床的的工作原原理1.4 机床的的工作特特点与普通机机床相比比,数控控机床具具有以下下特点1。适应性性强:由于数数控机床床能实现现多个坐坐标的联联动,所所以数控控机床能能完成复复杂型面面的加工工,特别别是对于于可用数数学方程程式和坐坐标点表表示的形形状复杂杂的零件件,加工工非常方方便。当当改变加
7、加工零件件时,数数控机床床只需更更换零件件加工的的NC程程序,不不必用凸凸轮、靠靠模、样样板或其其它模具具等专用用工艺装装备,且且可采用用成组技技术的成成套夹具具。因此此,生产产准备周周期短,有有利于机机械产品品的迅速速更新换换代。所所以,数数控机床床的适应应性非常常强。加工质质量稳定定:对于同同一批零零件,由由于使用用同一机机床和刀刀具及同同一加工工程序,刀刀具的运运动轨迹迹完全相相同, 且数控控机床是是根据数数控程序序自动进进行加工工,可以以避免人人为的误误差,这这就保证证了零件件加工的的一致性性好且质质量稳定定。生产效效率高:数控机机床上可可以采用用较大的的切削用用量,有有效地节节省了机
8、机动工时时。还有有自动换换速、自自动换刀刀和其他他辅助操操作自动动化等功功能,使使辅助时时间大为为缩短,而而且无需需工序间间的检验验与测量量,所以以,比普普通机床床的生产产率高334倍倍甚至更更高。数数控机床床的主轴轴转速及及进给范范围都比比普通机机床大。目目前数控控机床的的最高进进给速度度可达到到1000m/mmin以以上,最最小分辨辨率达00.011m。 一般来来说,数数控机床床的生产产能力约约为普通通机床的的三倍,甚甚至更高高。数控控机床的的时间利利用率高高达900%,而而普通机机床仅为为30%500%。加工精精度高:数控机机床有较较高的加加工精度度,一般般在0.00550.1mmm之间
9、间。数控控机床的的加工精精度不受受零件复复杂程度度的影响响,机床床传动链链的反向向齿轮间间隙和丝丝杠的螺螺距误差差等都可可以通过过数控装装置自动动进行补补偿,其其定位精精度比较较高,同同时还可可以利用用数控软软件进行行精度校校正和补补偿。工序集集中,一一机多用用:数控机机床特别别是带自自动换刀刀的数控控加工中中心,在在一次装装夹的情情况下,几几乎可以以完成零零件的全全部加工工工序,一一台数控控机床可可以代替替数台普普通机床床。这样样可以减减少装夹夹误差,节节约工序序之间的的运输、测测量和装装夹等辅辅助时间间,还可可以节省省车间的的占地面面积,带带来较高高的经济济效益。加加工中心心的工艺艺方案更
10、更与普通通机床的的常规工工艺方案案不同,常常规工艺艺以“工工序分散散”为特特点,而而加工中中心则以以工序集集中为原原则,着着眼于减减少工件件的装夹夹次数,提提高重复复定位精精度。减轻劳劳动强度度:在输入入程序并并启动后后,数控控机床就就自动地地连续加加工,直直至零件件加工完完毕。这这样就简简化了工工人的操操作,使使劳动强强度大大大降低。数数控机床床是一种种高技术术的设备备,尽管管机床价价格较高高,而且且要求具具有较高高技术水水平的人人员来操操作和维维修,但但是数控控机床的的优点很很多,它它有利于于自动化化生产和和生产管管理,使使用数控控机床的的经济效效益还是是很高的的。2 零件件的工艺艺分析2
11、.1零零件工艺艺分析图2.11 零零件工艺艺图纸2.1.1零件件图的分分析零件长长度为1138mmm,从右到左依次为为:长220mm、公公称直径径为300mm、有有2mmm的455倒角角的双头头螺纹;长5mmm、公称称直径为为26mmm的退退刀槽;长10mmm的53锥锥面;长长10mmm直径为为36mmm的圆圆柱面;依次相相连半径径为155mm的的逆弧面、半径径为255mm的的顺弧面面、直径径为500mm的的球面和和半径为为15mmm的顺顺弧面;长5mmm、公称称直径为为34mmm的槽;长15mmm的330锥面;长100mm、公公称直径径为56mmm的圆柱柱面。该该零件表表面由圆圆柱、圆圆锥、
12、顺顺圆弧 、逆圆圆弧及螺螺纹等表表面组成成。其中中多个直直径尺寸寸有较严严的尺寸寸精度和和表面粗粗糙度等等要求;球面SS50mmm的尺尺寸公差差还兼有有控制该该球面形形状(线线轮廓)误误差的作作用。视视图正确确,表达达直观、清清楚,绘绘制符合合国家标标准,尺尺寸、公公差、表表面粗糙糙度以及及技术要要求的标标注齐全全、合理理。分析零零件图可可知:26-36锥面面、330圆柱柱端面和26圆柱柱端面表面面粗糙度度Ra为为3.22m,其其余表面面粗糙度度Ra为为6.33m。零毛坯坯材料为为45#,强度度、硬度度、塑性性等力学学性能好好,切削削性能、热热处理性性能等加加工工艺艺性能好好,便于于加工,能能
13、够满足足使用性性能。毛毛坯下料料为660mmm145mmm。2.2确确定加工工方案经过分析析零件的的尺寸精精度、几几何形状状精度、位位置精度度和表面面粗糙度度要求,确确定如下下加工方方法:对图样样上给定定的几个个精度要要求较高高的尺寸寸,因其其公差值值较小,故故编程时时不不必必取平均均值,而而全部取取其基本本尺寸即即可。在轮廓廓曲线上上,有三三处为圆圆弧,其其中两处处为既过过象限又又改变进进给方向向的轮廓廓曲线,因因此在加加工时应应该进行行机械间间隙补偿偿,以保保证轮廓廓曲线的的准确性性。为便于于装夹,胚胚件需在在左端左左端,右右端面也也应先粗粗车出并并钻好中中心孔。采采用一夹夹一顶的的方式,
14、毛毛胚选60mmm棒料。用手动动中心钻钻钻孔,再再用18的的麻花钻钻,再用用镗刀粗粗精加工工外圆表表面:粗粗车精车外螺纹纹:在精精车的外外圆表面面分数次次进给加加工2.3 加工路路线和加加工顺序序的确定定在数控加加工中,刀刀具刀位位点相对对于工件件的运动动轨迹和和方向称称为加工工路线。即即刀具从从对刀点点开始运运动起,直直至结束束,加工工程序所所经过的的路径,包包括切削削加工的的路径及及刀具引引入、返返回等非非切削空空行程。加工路线线的确定定原则主主要有以以下几点点:应能保保证零件件的加工工精度和和表面粗粗糙度的的要求,且且效率高高。应尽量量缩短加加工路线线,既可可以减少少程序段段,又可可以减
15、少少刀具空空程移动动时间。应使数数值计算算简单,以以减少编编程工作作量。此外,确确定加工工路线时时,还要要考虑工工件的加加工余量量和机床床、刀具具的刚度度等情况况,确定定是一次次走刀,还还是多次次走刀完完成加工工。按照上述述原则,确确定如下下加工路路线:加工顺序序按由粗粗到精、由由近到远远(由右右到左)的的原则确确定。即即先从右右到左进进行粗车车(留00.5mmm精车车余量),然然后从右右到左进进行精车车,最后后车削螺螺纹。CK61140数控控卧式车车床具有有粗车循循环和车车螺纹循循环功能能,只要要正确使使用编程程指令,机机床数控控系统就就会自动动确定其其进给路路线,因因此,该该零件的的粗车循
16、循环和车车螺纹循循环不需需要人为为确定其其进给路路线(但但精车的的进给路路线需要要人为确确定)。该零件从右到左沿零件表面轮廓精车进给,如图2.2所示。图2.22 精车轮轮廓进给给路线2.3.1加工工工艺路路线工序一一加工工工艺:a.工件件伸出三三爪自定定心卡盘盘外1445mmm,找正正后夹紧紧。b.手动动车工件件右端面面。c.打中中心孔。d.用活活顶尖顶顶住中心心孔,完完成一夹夹一顶装装夹方式式。e.用18mmm的麻麻花钻,再再用内镗镗刀粗精精加工。工序二二加工工工艺:a.调头头装夹,用93外圆刀车粗车56142,外径留0.5mm 精车余量(以下各粗车直径处均留0.5mm 精车余量)。b.粗车
17、车3045外外圆。c.粗车车3625外外圆。d.用切切槽刀车车265退刀刀槽,再再用切槽槽刀倒左左、右两两端C22角。e.用990外圆刀刀车右端端圆锥。f.用硬硬质合金金尖刀循循环车削削右端圆圆弧轮廓廓。g.用硬硬质合金金尖刀精精刀精车车工件所所有轮廓廓。h.用螺螺纹车刀刀车M3302双头螺螺纹。2.4 切削用用量的选选择数控编程程时,必必须确定定每道工工序的切切削用量量,并以以指令的的形式写写入程序序中,切切削用量量包括主主轴转速速、进给给速度及及背吃刀刀量等。切切削用量量的选择择原则是是:保证证零件加加工精度度和表面面粗糙度度,充分分发挥刀刀具的切切削性能能,保证证合理的的刀具寿寿命,充充
18、分发挥挥机床的的性能,最最大限度度的提高高生产率率,降低低成本。主轴转转速的确确定a.车外外圆时主主轴转速速主轴转速速应根据据允许的的切削速速度和工工件(或或刀具)直直径来选选择。其其计算公公式为nn=10000vv/dd其中 v 切削速速度(mm/miin),由由刀具寿寿命决定定; nn 主主轴转速速(r/minn); dd 工工件直径径或刀具具直径(mmm)。b.车螺螺纹时主主轴的转转速在车削螺螺纹时,车车床的主主轴转速速将受到到螺纹的的螺距PP(或导导程)大大小、驱驱动电机机的升降降频特性性,以及及螺纹插插补运算算速度等等多种因因素影响响,故对对于不同同的数控控系统,推推荐不同同的主轴轴
19、转速选选择范围围。大多多数经济济型数控控车床推推荐车螺螺纹时的的主轴转转速n(r/mmin)为:nn(112000/P)k式中P被加加工螺纹纹螺距,mm;k保保险系数数,一般般取为880。主轴转速速n最后后要根据据上述计计算值、机机床说明明书而定定,选取取机床有有的或较较接近计计算值的的转速。进给速速度的确确定进给速度度是数控控机床切切削用量量中的重重要参数数,主要要根据零零件的加加工精度度和表面面粗糙度度要求以以及刀具具、工件件的材料料性质选选取。最最大进给给速度受受机床刚刚度和进进给系统统的性能能限制。确确定进给给速度的的原则是是:a.当工工件的质质量要求求能得到到保证时时,为提提高生产产
20、效率,可可选择较较高的进进给速度度。一般般在10002200mmm/mmin范范围内选选取。b.在切切断、加加工深孔孔或用高高速钢刀刀具加工工时,宜宜选择较较低的进进给速度度,一般般在200500mm/minn范围内内选取。c.当加加工精度度、表面面粗糙度度要求较较高时,进进给速度度应选小小一些,一一般在220550mmm/miin范围围内选取取。d.当刀刀具空行行程,特特别是远远距离“回回零”时时,可以以设定该该机床数数控系统统设定的的最高进进给速度度。背吃刀刀量的确确定背吃刀量量根据机机床、工工件和刀刀具的刚刚度来决决定,在在刚度允允许的条条件下,应应尽可能能使背吃吃刀量等等于工件件的加工
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