機械加工論文.doc

職稱評定論文論文題目；小議數(shù)控加工配合件單位；天工公司機電設(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 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)控機床的出現(xiàn)， 機械加工已越來越傾向使用數(shù)控加工。 數(shù)控加工主要有以下兩個優(yōu)點：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。操作簡單， 傳統(tǒng)加工方法對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)致零件報廢。 現(xiàn)代數(shù)控加工技術(shù)只需機床操作人員在加工前輸入相應(yīng)的數(shù)控程序， 機床就會嚴(yán)格按照數(shù)控程序進行加工?？梢灶A(yù)測， 在未來幾年內(nèi)機械加工部分將繼續(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)計要求，以達(dá)到配合要求，最終完成的零件的加工。 關(guān)鍵詞：工藝分析；加工方法；數(shù)控加工零件是機械中的最小單位，零件的配合組成了機構(gòu)，機構(gòu)之間的配合組成了機械，一部機器要能正常工作 ，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，隨著機電一體化技術(shù)的迅速發(fā)展，數(shù)控機床已經(jīng)日走趨普及。加之對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，普通機床很難達(dá)到，那么就需要在數(shù)控機床完成。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，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，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，對于長度較長的軸套零件，除了圓度要求以外，還應(yīng)注內(nèi)孔面的圓柱度，端面對內(nèi)孔軸線的圓跳動度和垂直度，以及兩端面的的平行度等要求，為了保證零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)），所用機床為CJK6240一、零件圖工藝分析1）編程時取基本尺寸。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 長度尺寸。3）內(nèi)孔尺寸較小，鏜120錐孔、32孔及15斜面時需掉頭裝夾。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際直徑尺寸，M451.5的螺紋 ，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的最高轉(zhuǎn)速為：n1200P-k (k是保險系數(shù)，一般為80)加工螺紋時，長度應(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。也可無退刀曹 軸承套的零件圖二、確定裝夾方案1）內(nèi)孔加工時以外圓定位，用三爪自動定心卡盤夾緊。2）加工外輪廓時，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行。加工前，先手動加工通孔。 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行。采用裝夾，刀具集中原則，劃分工序。五.刀具選擇 序號刀具號刀具規(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刀具號 切 削 用 量背吃刀量直徑mm主軸轉(zhuǎn)速R/min 進給速度 mm/r1T01310000.22T0228000.1 精0.053T0338000.3 精0.154T045001.55尾座400手動七.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;GO1X74X78Z-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以上的孔系，內(nèi)部有一定型腔或空腔，在長寬高方向有一定比例的零件，這類零件在機械，汽車，飛機制造業(yè)用得多，如汽車的發(fā)動機缸體，變速箱體，機床主軸箱，齒輪泵殼體等。一.數(shù)控機床的選用方面。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、鏜、鉸、锪、攻絲等工序。需要刀具多，在普通機床上加工難度大，工裝套數(shù)多，費用高，加工周期長，需要多次裝夾，找正，手工測量次數(shù)多，加工時還要頻繁的換刀，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床的60%-95%工序內(nèi)容，零件各項精度一致性好，質(zhì)量穩(wěn)定，同時節(jié)約費用，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)控銑床是一種加工功能很強的數(shù)控機床， 數(shù)控銑床是一種加工功能很強的數(shù)控機床，在數(shù)控加工中占據(jù)了重要地位。現(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。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，需要工件臺多次旋轉(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，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，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，再上加工中心進行孔和面的加工，通常分為“粗鏜半精鏜孔端倒角精鏜”四個工步完成。(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）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候，更要采用這種方法。(六) 對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，因為加工中心的自動加工方式在攻小螺紋時，不能隨機的控制加工狀態(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切削。（八）分析零件的形狀及原材料的熱處理狀態(tài)，是否會在加工過程中變形，哪些部位最容易變形。因為數(shù)控銑削最忌諱工件加工時變形，這這種變形不但無法保證加工質(zhì)量，而且經(jīng)常造成加工不能正常進行，這時應(yīng)該考慮一些必要的工藝措施預(yù)防。如對鋼件進行調(diào)質(zhì)處理，對鑄件進行退火處理，對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?？砂凑諒暮唵蔚綇?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，再加工精度要求較高的。為了提高機床的使用壽命，保證數(shù)控 機床的精度，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，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，一般采用刀片鑲嵌式租車形面銑刀。銑小平面或臺階時，一般采用通用銑刀， 銑鍵槽時，一般用兩刃鍵槽銑刀。 孔加工時，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)控機床上加工中，既要保證加工 質(zhì)量，又要減少輔助時間，提高加工效率。因此要選用能準(zhǔn)確和迅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)計基準(zhǔn)及測量重合，以減少定位誤差為了不影響進給和切削加工在裝夾工件時一定要將加工部位敞開，選擇夾具時應(yīng)盡量做到在一次裝夾中將要求加工的面都 加工出來。五. 箱體零件的加工編程一般情況下，零件如尺寸少，相對確定，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，這種加工編程計算相當(dāng)復(fù)雜，應(yīng)采用自動編程。所謂自動編程，是指編程過程用計算機輔助的方法來自動完成。這類自動編程系統(tǒng)數(shù)控編程的一般過程包括：零件幾何造型CAD ，刀具定義，刀具相對于零件表面運動方式定義，切削加工參數(shù)確定，走刀軌跡、刀位文件的生成，加工過程的動態(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，自動編程系統(tǒng)中，UG是目前功能最強大的商用CAD / CAM /CAE集成系統(tǒng)，它具有從功能模塊包括概念設(shè)計、工業(yè)設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計與工程分析到裝配、制造、模具設(shè)計、二次開發(fā)、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理等各項功能。六.切削用量的選擇 切削 用量的選擇必須在機床主傳動功率。進給傳動功率以及主軸轉(zhuǎn)速范圍，進給范圍內(nèi)。機床-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)使機床-刀具-工件系統(tǒng)不發(fā)生較大的振動。如果機床的穩(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，其次選擇進給速度，最后確定切削 速度。 結(jié)束語本文主要討論配合件的數(shù)控加工，由于配合件的范圍廣，所以本文選擇了兩種配