軸類零件的加工與設(shè)計(jì)方案.doc

1、第一章 數(shù)控加工藝方案的確定 確定典型零件的工藝要求、加工工件的批量,擬定數(shù)控車床應(yīng)具有的功能是做好前期準(zhǔn)備，合理選用數(shù)控車床的前提條件是滿足典型零件的工藝要求,典型零件的工藝要求主要是零件的結(jié)構(gòu)尺寸、加工范圍和精度要求.根據(jù)精度要求，即工件的尺寸精度、定位精度和表面粗糙度的要求來選擇數(shù)控車床的控制精度。 根據(jù)可靠性來選擇，可靠性是提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率的保證。數(shù)控機(jī)床的可靠性是指機(jī)床在規(guī)定條件下執(zhí)行其功能時(shí),長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行而不出故障.即平均無故障時(shí)間長(zhǎng)，即使出了故障,短時(shí)間內(nèi)能恢復(fù)，重新投入使用。選擇結(jié)構(gòu)合理、制造精良，并已批量生產(chǎn)的機(jī)床。一般,用戶越多，數(shù)控系統(tǒng)的可靠性越高.  

2、   在數(shù)控機(jī)床上加工零件時(shí)，一般有兩種情況.    第一種情況：有零件圖樣和毛坯，要選擇適合加工該零件的數(shù)控機(jī)床。    第二種情況:已經(jīng)有了數(shù)控機(jī)床，要選擇適合在該機(jī)床上加工的零件.無論哪種情況，考慮的因素主要有,毛坯的材料和類、零件輪廓形狀復(fù)雜程度、尺寸大小、加工精度、零件數(shù)量、熱處理要求等。概括起來有三點(diǎn)：1、要保證加工零件的技術(shù)要求，加工出合格的產(chǎn)品。               2、有利于提高生產(chǎn)率。  

3、             3、盡可能降低生產(chǎn)成本(加工費(fèi)用)。11數(shù)控加工零件工藝性分析111零件圖工藝分析圖11零件圖形該零件表面由圓柱、圓錐、順圓弧、逆圓弧及螺紋等表面組成。其中多個(gè)直徑尺寸有較嚴(yán)的尺寸精度和表面粗糙度等要求；球面S48的尺寸公差還兼有控制該球面形狀（線輪廓）誤差的作用。尺寸標(biāo)注完整，輪廓描述清楚。零件材料為45鋼,無熱處理和硬度要求.1、對(duì)圖樣上給定的幾個(gè)精度要求較高的尺寸，因其公差數(shù)值較小，故編程時(shí)不必取平均值,而全部取其基本尺寸即可。2、在輪廓曲線上,有三處為圓弧,其中兩處為既過

4、象限又改變進(jìn)給方向的輪廓曲線，因此在加工時(shí)應(yīng)進(jìn)行機(jī)械間隙補(bǔ)償,以保證輪廓曲線的準(zhǔn)確性。3、為便于裝夾，坯件左端應(yīng)預(yù)先車出夾持部分（雙點(diǎn)畫線部分），右端面也應(yīng)先粗車出并鉆好中心孔。毛坯選55x150mm 45號(hào)鋼。1。1。2選擇設(shè)備       根據(jù)被加工零件的外形和材料等條件，選用TND360數(shù)控車床。1。2加工方法的選擇與加工方案的確定1。2。1加工方法的選擇1、 確定零件的定位基準(zhǔn)和裝夾方式   （1）定位基準(zhǔn)  確定坯料軸線和左端大端面（設(shè)計(jì)基準(zhǔn))為定位基準(zhǔn)。（2）裝夾方法  左端采用三爪自定心卡盤定心夾緊，右端采用活動(dòng)頂尖支承

5、的裝夾方式。 2、確定加工順序及進(jìn)給路線加工順序按由粗到精、由近到遠(yuǎn)（由右到左)的原則確定.即先從右到左進(jìn)行粗車(留0.25精車余量），然后從右到左進(jìn)行精車，最后車削螺紋。TND360數(shù)控車床具有粗車循環(huán)和車螺紋循環(huán)功能，只要正確使用編程指令，機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)確定其進(jìn)給路線，因此，該零件的粗車循環(huán)和車螺紋循環(huán)不需要人為確定其進(jìn)給路線(但精車的進(jìn)給路線需要人為確定）。該零件從右到左沿零件表面輪廓精車進(jìn)給（見附錄3）。3、切削用量選擇    （1）背吃刀量的選擇 輪廓粗車循環(huán)時(shí)選ap=3 ，精車ap=0.25；螺紋粗車時(shí)選ap= 0.4 ，逐刀減少,精車ap=0。1。（2）

6、主軸轉(zhuǎn)速的選擇 車直線和圓弧時(shí)，選粗車切削速度vc=90m/min、精車切削速度vc=120m/min,然后利用公式vc=dn/1000計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速n(粗車直徑D=60 ，精車工件直徑取平均值)：粗車500r/min、精車1200 r/min。車螺紋時(shí)，計(jì)算得主軸轉(zhuǎn)速n =320 r/min.(3）進(jìn)給速度的選擇 選擇粗車、精車每轉(zhuǎn)進(jìn)給量，再根據(jù)加工的實(shí)際情況確定粗車每轉(zhuǎn)進(jìn)給量為0.4/r，精車每轉(zhuǎn)進(jìn)給量為0.15/r，最后根據(jù)公式vf = nf計(jì)算粗車、精車進(jìn)給速度分別為200 /min和180 /min。綜合前面分析的各項(xiàng)內(nèi)容，并將其填入數(shù)控加工工藝卡片中.此表是編制加工程序的主要依據(jù)和操

7、作人員配合數(shù)控程序進(jìn)行數(shù)控加工的指導(dǎo)性文件。主要內(nèi)容包括：工步順序、工步內(nèi)容、各工步所用的刀具及切削用量等.1.2。2加工方案確定的原則零件上比較精密表面的加工，常常是通過粗加工、半精加工和精加工逐步達(dá)到的。對(duì)這些表面僅僅根據(jù)質(zhì)量要求選擇相應(yīng)的最終加工方法是不夠的，還應(yīng)正確地確定從毛坯到最終成形的加工方案.確定加工方案時(shí)，首先應(yīng)根據(jù)主要表面的精度和表面粗糙度的要求，初步確定為達(dá)到這些要求所需要的加工方法.例如，對(duì)于孔徑不大的IT7級(jí)精度的孔，最終加工方法取精鉸時(shí),則精鉸孔前通常要經(jīng)過鉆孔、擴(kuò)孔和粗鉸孔等加工。第二章 刀具的選擇及對(duì)刀點(diǎn)的位置2.1刀具的選擇與普通機(jī)床相比，數(shù)控加工時(shí)對(duì)刀具提出了

8、更高的要求，不僅要求剛性好、精度高，而且要求尺寸穩(wěn)定、耐用度高、斷屑和排屑性能好,同時(shí)要求安裝調(diào)整方便,滿足數(shù)控機(jī)床的高效率。1.粗車時(shí)，要選強(qiáng)度高、耐用度好的刀具，以便滿足粗車時(shí)大背吃刀量、大進(jìn)給量的要求。2。精車時(shí)，要選精度高、耐用度好的刀具,以保證加工精度的要求。 3.為減少換刀時(shí)間和方便對(duì)刀，應(yīng)盡量采用機(jī)夾刀和機(jī)夾刀片。使用的1號(hào)刀為大偏角刀,分別用來車削端面,外圓及圓弧，采用較大的副偏角，可以避免連圓弧時(shí)產(chǎn)生過切現(xiàn)象，但是在兩種方案中，方案一中間連續(xù)的圓弧在一次車削中完成，能保證圓弧的光滑連接、方案二中間連續(xù)的圓弧通過調(diào)頭車削來完成,接刀處會(huì)產(chǎn)生明顯的接刀痕跡，相比方案一有所欠缺。4

9、號(hào)刀為鏜刀，用于內(nèi)孔的加工，由于工件的孔較深,且直徑小，對(duì)于鏜刀的要求較高，故采用了切削刃口（刀夾)位置在鏜桿直徑為1/2處這樣處理，可增大鏜桿的直徑，從而提高鏜刀的剛性。2號(hào)刀外螺紋刀、3號(hào)刀切槽刀，5號(hào)刀為尖刀是由1號(hào)刀改造過來的其它方案相同。2.2對(duì)刀點(diǎn)、換刀點(diǎn)的確定 在編程時(shí)，應(yīng)正確地選擇“對(duì)刀點(diǎn)"和“換刀點(diǎn)"的位置.“對(duì)刀點(diǎn)”就是在數(shù)控機(jī)床上加工零件時(shí)，刀具相對(duì)于工件運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)。由于程序段從該點(diǎn)開始執(zhí)行，所以對(duì)刀點(diǎn)又稱為“程序起點(diǎn)”或“起刀點(diǎn)"。  對(duì)刀點(diǎn)的選擇原則是：便于用數(shù)字處理和簡(jiǎn)化程序編制；在機(jī)床上找正容易，加工中便

10、于檢查；引起的加工誤差小。對(duì)刀點(diǎn)可選在工件上，也可選在工件外面(如選在夾具上或機(jī)床上）但必須與零件的定位基準(zhǔn)有一定的尺寸關(guān)系。為了提高加工精度,對(duì)刀點(diǎn)應(yīng)盡量選在零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)上，如以孔定位的工件，可選孔的中心作為對(duì)刀點(diǎn).刀具的位置則以此孔來找正，使“刀位點(diǎn)”與“對(duì)刀點(diǎn)”重合。工廠常用的找正方法是將千分表裝在機(jī)床主軸上,然后轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)床主軸，以使“刀位點(diǎn)”與對(duì)刀點(diǎn)一致。一致性越好,對(duì)刀精度越高。所謂“刀位點(diǎn)”是指車刀、鏜刀的刀尖；螺紋刀的刀尖；切槽刀的兩端;尖刀的刀尖。  零件安裝后工件坐標(biāo)系與機(jī)床坐標(biāo)系就有了確定的尺寸關(guān)系。在工件坐標(biāo)系設(shè)定后，從對(duì)刀點(diǎn)開始的第一個(gè)程序

11、段的坐標(biāo)值；為對(duì)刀點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值為（X0,Y0）。當(dāng)按絕對(duì)值編程時(shí)，不管對(duì)刀點(diǎn)和工件原點(diǎn)是否重合，都是X2、Y2;當(dāng)按增量值編程時(shí),對(duì)刀點(diǎn)與工件原點(diǎn)重合時(shí)，第一個(gè)程序段的坐標(biāo)值是X2、Y2，不重合時(shí)，則為(X1十X2)、Y1+ Y2)。  對(duì)刀點(diǎn)既是程序的起點(diǎn)，也是程序的終點(diǎn)。因此在成批生產(chǎn)中要考慮對(duì)刀點(diǎn)的重復(fù)精度,該精度可用對(duì)刀點(diǎn)相距機(jī)床原點(diǎn)的坐標(biāo)值（X0，Y0)來校核，在本零件加工對(duì)刀點(diǎn)說明下。  所謂“機(jī)床原點(diǎn)”是指機(jī)床上一個(gè)固定不變的極限點(diǎn).例如，對(duì)車床而言，是指車床主軸回轉(zhuǎn)中心與車頭卡盤端面的交點(diǎn)。加工過程中需要換刀時(shí),應(yīng)規(guī)定換刀點(diǎn)。

12、所謂“換刀點(diǎn)"是佰刀架轉(zhuǎn)位換刀時(shí)的位置。該點(diǎn)可以是某一固定點(diǎn)(如加工中心機(jī)床，其換刀機(jī)械手的位置是固定的)，也可以是任意的一點(diǎn)（如車床)。換刀點(diǎn)應(yīng)設(shè)在工件或夾具的外部，以刀架轉(zhuǎn)位時(shí)不碰工件及其它部件為準(zhǔn)。其設(shè)定值可用實(shí)際測(cè)量方法或計(jì)算確定.1、常用裝夾方法（1)在三爪自動(dòng)定心卡盤裝夾     三爪自動(dòng)定心卡盤的三個(gè)卡爪是同步運(yùn)動(dòng)的，能自動(dòng)定心，一般不需要找正。三爪自動(dòng)定心卡盤裝夾工件方便、省時(shí)、自動(dòng)定心好,但夾緊力小，適用于裝夾外型規(guī)則的中、小型工件.三爪自動(dòng)定心卡盤可裝成正爪或反爪兩種形式.反爪用來裝夾直徑較大的零件。  

13、 數(shù)控車床多采用三爪自動(dòng)定心卡盤夾持工件，軸類工件還可使用尾坐頂尖工作。如果主軸轉(zhuǎn)速較高，為便于工件夾緊，多采用液壓高速動(dòng)力卡盤。   （2）在兩頂尖之間裝夾     對(duì)于長(zhǎng)度尺寸較大或加工工序較多的軸類工件,為保證每次裝夾時(shí)的裝夾精度,可用兩頂尖裝夾。兩頂尖裝夾方便，不需要找正,裝夾精度高。但必須在工件的兩端面鉆出中心孔。該裝夾方式適用于多工序加工或精加工。2、對(duì)刀有關(guān)的概念和對(duì)刀方法     （1）刀位點(diǎn)：代表刀具的基準(zhǔn)點(diǎn),也是對(duì)刀時(shí)的注視點(diǎn)，一般是刀具上的一點(diǎn)。    （2)起刀點(diǎn)：起刀點(diǎn)

14、是刀具相對(duì)與工件運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn),即零件加工程序開始時(shí)刀位點(diǎn)的起始位置，而且往往還是程序的運(yùn)行的終點(diǎn).    (3）對(duì)刀點(diǎn)與對(duì)刀：對(duì)刀點(diǎn)是用來確定刀具與工件的相對(duì)位置關(guān)系的點(diǎn),是確定工件坐標(biāo)系與機(jī)床坐標(biāo)系的關(guān)系的點(diǎn)。對(duì)刀就是將刀具的刀位點(diǎn)置于對(duì)刀點(diǎn)上，以便建立工件坐標(biāo)系。    （4）對(duì)刀基準(zhǔn)（點(diǎn)）：對(duì)刀時(shí)為確定對(duì)刀點(diǎn)的位置所依據(jù)的基準(zhǔn)，該基可以是點(diǎn)、線、面,它可以設(shè)在工件上或夾具上或機(jī)床上。（5)對(duì)刀參考點(diǎn)：是用來代表刀架、刀臺(tái)或刀盤在機(jī)床坐標(biāo)系內(nèi)的位置的參考點(diǎn),也稱刀架中心或刀具參考點(diǎn)。(6）換刀點(diǎn)：數(shù)控程序中指定用于換刀的位置點(diǎn)。換刀點(diǎn)的位置應(yīng)避免與工件

15、、夾具和機(jī)床干涉。    （7）對(duì)刀方法：主要有試切對(duì)刀、機(jī)外對(duì)刀儀對(duì)刀、ACT對(duì)刀等。第三章 編制加工工藝卡單位名稱xxx產(chǎn)品名稱或代號(hào)零件名稱零件圖號(hào)xxx典型零件xxx工序號(hào)程序編號(hào)夾具名稱使用設(shè)備車間0001三爪卡盤360數(shù)控車床數(shù)控中心工卡號(hào)工卡內(nèi)容刀具刀具規(guī)格主軸轉(zhuǎn)速進(jìn)給速度背吃刀量備注1平端面T0125x25500手動(dòng)2粗車外部輪廓T0125x2510002003自動(dòng)3精車外部輪廓T0125x2510001800.25自動(dòng)4車螺紋T0225x255009600。4自動(dòng)5切槽T0325x255009600。1自動(dòng)6尖刀粗車輪廓T0125x258002001自動(dòng)7

16、尖刀精車輪廓T0125x258001800。25自動(dòng)8粗車內(nèi)輪廓T0425x255001003自動(dòng)9精車內(nèi)輪廓T0425x255001000。25自動(dòng)編制xxx單位xxx批準(zhǔn)年月日共 頁第 頁表31加工工藝卡第四章 編制加工工序卡 見附本（一)工序號(hào)1工序名稱粗車外圓刀具號(hào)T0101表41工序號(hào)2工序名稱精車外圓刀具號(hào)T0101表4-2工序號(hào)3工序名稱車螺紋刀具號(hào)T0202表4-3工序號(hào)4工序名稱切槽刀具號(hào)T0303表44工序號(hào)5工序名稱粗車右端外圓刀具號(hào)T0101表4-5工序號(hào)6工序名稱精車外圓刀具號(hào)T0105表4-6工序號(hào)7工序名稱粗車鏜孔刀具號(hào)T0404表47工序號(hào)  

17、;8工序名稱精車鏜孔     刀具號(hào)T0404表48第五章 數(shù)值計(jì)算根據(jù)零件圖樣，按照已確定的加工路線和允許的編程誤差，計(jì)算出數(shù)控系統(tǒng)所需要的輸入數(shù)據(jù)，稱為數(shù)控加工的數(shù)值計(jì)算。具體地說,數(shù)值計(jì)算就是計(jì)算出零件輪廓上或刀具中軌跡上一些點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù).5。1計(jì)算各節(jié)點(diǎn)相對(duì)位置坐標(biāo)值圖5-1如圖51，圓O1與O的切點(diǎn)為B,圓O與圓O2的切點(diǎn)為A,過A點(diǎn)作圓O1O2的共切線在直線L上，直線斜率為k,已知r=9，r2=24，分別設(shè)點(diǎn)的坐標(biāo)為A（x1，y1）、O（x,y)、B（x2,y2）則有如下關(guān)系式： ð x= 由式可得 則k=又因?yàn)閘，所以:

18、 用式代入得： 即: 同理： 即節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)為：A（） B（）下圖為計(jì)算錐度的短邊圖5-2如圖5-2,圓O為原點(diǎn)坐標(biāo)，根據(jù)原有圖形已 要求CD的長(zhǎng)度L 解:由tan代入數(shù)據(jù)tan ð L=41.77mm綜上所述由原圖右端原點(diǎn)到每個(gè)節(jié)點(diǎn)的距離依次為31.38，44.33mm，上下距離依次為35。08mm,36。46mm； 錐度的短邊為41.77mm52 編程圖5-3O0001N010 G50 x100 y150N011 G50 S1800N012 G96 S150 T0101N013 M03 M08N014 G00 x60 z0N015 G01 z0 F70N016 G00 z2N017

19、   x55N018 G71 U1 R1 P22 Q28 x0。5 z0。1 F70 N019 G00 x100 z200N020 M05N021 M00N022 G00 x26 z0N023 G01 x30 z-2 F70N024    z-33N025    x50N026    x52 z34N027    z51.5N028    x41。77 z-80.1N029 G00 x150 z200N030 M05

20、N031 M30O0002N010 G50 x100 z150N011 G50 S1800 N012 G97 S150 T0202N013 M03 M08N014 G00 x31 z0N015 G82 x29。2 z-25 F2N016 G82 x28.6 z-25 F2N017 G82 x28。2 z-25 F2 N018 G82 x28.0 z-25 F2 N019 G82 x28。0 z-25 F2N020 G00 x100 z200N021 M05N022 M30O0003N010 G50 x100 z150N011 G50 S1800N012 G96 S150 T0303N013 M

21、03 M08N014 G00 x55 z0N015 G01 z56 F70N016    x39N017 G04 x1。0N018 G01 x55 F70 N019 M98 P002 1007N020 G01 x60 F70N021    z-148N022    x30N023    x0N024 M05N025 M30子程序O0007N100 G00 W-7.0N110 G98 G01 x39 F70N120 G04 x1.0N130 G00 x53N140 M99O00

22、04N010 G50 x100 z150N011 G50 S1800N012 G96 S150 T0101N013 M03 M08N014 G00 x60 z0N015 G01 z0 F70N016 G00 z2N017    x55N018 G71 U1 R1 P22 Q23 x0。5 z0。1 F70N019 G00 x100 z150N020 M05N021 M00N022 G00 x49 z0N023 G01 z-65 F70N024 G00 x100 z200 T 0105N025 G00 x38 z0N026 G71 U1 R1 P30 Q35 x0.

23、5 z0。1 F70N027 G00 x100 z150N028 M05N029 M00N030 G00 x37。47 z0N031 G03 x35.08 z31。38 R24 F70N032 G02 x36。46 z-44。33 R9 F70N033 G03 x35 z57 R8 F70N034 G01 z-65 F70N035    x40N036 G00 x100 z150N037 M05 N038 M30O0005N010 G50 x100 z150N011 G50 S1800N012 G96 S150 T0404N013 M03 M08N014 G00

24、x26 z3N015 G71 U1 R1 P20 O24 x0。5 z0。1 F70N016 G00 x100 z150N017 M05N018 M00N019 M03 S800 T0202 F50N020 G00 x30 z3N021 G01 z0N022    x28 z-1 N023    z-26N024 G01 x26N025    z3N026 G00 x100 z200 N027 M05N028 M30結(jié)束語  在本篇論文中闡述了機(jī)械加工工藝，制作工藝卡片和工序卡,在今后將會(huì)用的更多，它讓工作人員更能清楚的了解其相應(yīng)圖形,給數(shù)控加工帶來方便，并且數(shù)控機(jī)床也將會(huì)被廣泛的運(yùn)用。本設(shè)計(jì)在指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下業(yè)已完成,從課題選擇、方案論證到具體設(shè)計(jì)和調(diào)試，無不凝聚著杜老師的心血和汗水，在三年的學(xué)習(xí)和生活期間，也始終感受著導(dǎo)師的精心指導(dǎo)和無私的關(guān)懷,我受益匪淺。在此向指導(dǎo)老師表示深深的感謝和