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1、. . . . 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)軸類零件加工工藝與編程學(xué) 院工業(yè)制造與管理學(xué)院年 級(jí)專 業(yè)機(jī)械制造與自動(dòng)化學(xué) 號(hào)學(xué)生指導(dǎo)老師20年月27 / 34畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))誠(chéng)信承諾書題目軸類零件加工工藝與編程學(xué)生學(xué)號(hào)專業(yè)機(jī)械制造與自動(dòng)化班級(jí)學(xué)生承諾我承諾在畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))活動(dòng)中,遵守學(xué)校有關(guān)規(guī)定,恪守學(xué)術(shù)規(guī),本人畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))容除特別注明和引用外,均為本人觀點(diǎn),不存在剽竊、抄襲他人學(xué)術(shù)成果,偽造、篡改實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的情況,如果有違規(guī)行為和論文抄襲率達(dá)到30%以上,我愿意承擔(dān)一切責(zé)任,接受學(xué)校的處理。 學(xué)生(簽名): 年 月 日查詢畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)抄襲結(jié)果: % 指導(dǎo)教師承諾我承諾在畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))活動(dòng)中,遵
2、守學(xué)校有關(guān)規(guī)定,恪守學(xué)術(shù)規(guī),經(jīng)過(guò)本人核查,該生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))容除特別注明和引用外,均為本人觀點(diǎn),不存在剽竊、抄襲他人學(xué)術(shù)成果,偽造、篡改實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的現(xiàn)象。 指導(dǎo)教師(簽名): 年 月 日科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)評(píng)審表(指導(dǎo)教師用)學(xué)號(hào)題目軸類零件加工藝與編程評(píng)價(jià)項(xiàng)目具體要求權(quán)重ABCDE調(diào)查論證能獨(dú)立查閱文獻(xiàn)和從事其他調(diào)研;能正確翻譯外文資料;能提出并較好地論述課題的實(shí)施方案;有收集、加工各種信息與獲取新知識(shí)的能力。0.1研究方案的設(shè)計(jì)能力論文的整體思路清晰,結(jié)構(gòu)完整、研究方案完整有序。0.2分析與解決問(wèn)題的能力能運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和技能去發(fā)現(xiàn)與解決實(shí)際問(wèn)題;能正確處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù);能對(duì)課題進(jìn)行理論
3、分析,得出有價(jià)值的結(jié)論。0.2工作量與工作態(tài)度按期圓滿完成規(guī)定的任務(wù),工作量飽滿,難度較大;工作努力,遵守紀(jì)律;工作作風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)。0.2質(zhì)量綜述簡(jiǎn)練完整,有見(jiàn)解;立論正確,論述充分,結(jié)論嚴(yán)謹(jǐn)合理;試驗(yàn)正確,分析處理科學(xué);文字通順,技術(shù)用語(yǔ)準(zhǔn)確,符號(hào)統(tǒng)一,編號(hào)齊全,書寫工整規(guī),圖表完備、整潔、正確;論文結(jié)果有應(yīng)用價(jià)值。0.2創(chuàng)新工作中有創(chuàng)新意識(shí);對(duì)前人工作有改進(jìn)、突破或獨(dú)特見(jiàn)解。0.1評(píng)定成績(jī)(優(yōu)、良、中、與格、不與格)指導(dǎo)教師意見(jiàn):指導(dǎo)教師簽名:20 年 月 日說(shuō)明:在“A、B、C、D、E”對(duì)應(yīng)的欄目下劃“”科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書學(xué)生學(xué)號(hào)指導(dǎo)教師學(xué)院名稱工業(yè)制造與管理學(xué)院專業(yè)名稱機(jī)
4、械制造與自動(dòng)化論文題目軸類零件加工工藝與編程題目來(lái)源實(shí)習(xí)實(shí)踐 理論研究一、基本任務(wù)與要求基本任務(wù):1、收集與選題相關(guān)的文獻(xiàn);2、通過(guò)文獻(xiàn)、調(diào)研等方法掌握所研究問(wèn)題的發(fā)展現(xiàn)狀; 3、完成選題的開(kāi)題報(bào)告,并擬定完成計(jì)劃; 4、擬定寫作大綱,修改并完善大綱; 5、完成符合學(xué)校本科生畢業(yè)論文規(guī)要求的論文一篇要求:1. 選題符合專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo),難易度適當(dāng),具有理論意義或?qū)嶋H價(jià)值。2. 論文必須文題相符,概念清楚,思路清晰,層次分明,論據(jù)充分、可靠,引用正確,論證有力。 3. 論文符合寫作規(guī)。4. 論文必須清楚反映自己的學(xué)術(shù)觀點(diǎn)和學(xué)術(shù)水平,嚴(yán)禁抄襲二、工作容與時(shí)間安排1選題:2012 年 11 月 20 日
5、前2開(kāi)題報(bào)告:2012 年 12 月 30 日前3收集資料與實(shí)施研究:2013 年 1 月 30 日前4完成初稿:2013 年 2 月 25 日前5完成修改稿:2013 年 3 月 20 日前6完成定稿:2013 年 3 月 30 日前7答辯:2013 年 4 月 21 日前摘 要隨著科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展和經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)的日趨激烈,機(jī)械產(chǎn)品的更新速度越來(lái)越快,數(shù)控加工技術(shù)作為先進(jìn)生產(chǎn)力的代表,在機(jī)械與相關(guān)行業(yè)領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用,機(jī)械制造的競(jìng)爭(zhēng),其實(shí)質(zhì)是數(shù)控技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)。本次設(shè)計(jì)就是進(jìn)行典型軸類零件的數(shù)控加工工藝與編程,側(cè)重于該零件的工藝分析、加工路線的確定與加工程序的編制。并繪制零件圖、加工路線圖。用G
6、代碼編制該零件的數(shù)控加工程序,并用液壓滾絲機(jī)加工外螺紋,其中零件工藝規(guī)程的分析是此次論文的重點(diǎn)和難點(diǎn)。關(guān)鍵詞:數(shù)控加工;工藝過(guò)程;加工工序;液壓滾絲機(jī)目 錄第一章、緒論11.1、典型軸類零件的加工工藝11.2、數(shù)控車床概述31.3、液壓滾死機(jī)概述41.4、鏜孔工藝51.5、螺紋加工工藝5第二章、加工路線的擬定72.1、分析加工對(duì)象(零件圖如圖)72.2、形狀和位置精度82.3、本零件工藝路線9第三章加工工藝過(guò)程分析103.1、數(shù)控加工工藝103.1.1、數(shù)控加工工藝容的選擇103.1.2、工藝過(guò)程113.1.3、加工工序的劃分123.2、編制工藝過(guò)程卡143.3、切削路線的確定15第四章數(shù)控編
7、程基礎(chǔ)174.1、本零件加工所用刀具:174.2、編程基礎(chǔ)184.2.1、直徑編程和半徑編程184.2.2、數(shù)控機(jī)床常用編程指令184.3、零件加工22總結(jié)25致26參考文獻(xiàn)27第一章、緒 論隨著現(xiàn)代工業(yè)的飛速發(fā)展,機(jī)械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)越來(lái)越合理,其性能、精度和效率日趨提高,更新?lián)Q代頻繁。應(yīng)用數(shù)控加工技術(shù)的領(lǐng)域已從當(dāng)初的航空工業(yè)部門逐步擴(kuò)大到汽車、造船、機(jī)床、建筑等民用機(jī)械制造業(yè),并已取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。數(shù)控技術(shù)與數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用,提高了自動(dòng)化程度高、加工精度高、加工質(zhì)量穩(wěn)定、對(duì)加工對(duì)象的適應(yīng)性強(qiáng)、生產(chǎn)效率高、易于建立計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)。成功的解決了加工自動(dòng)化的問(wèn)題。用數(shù)控機(jī)床加工零件,有準(zhǔn)確地計(jì)劃零件
8、的加工工時(shí),減少檢驗(yàn)的必要,無(wú)需復(fù)雜夾具、減小存儲(chǔ)空間,減少因誤操作造成廢品和損壞刀具的可能性。軸類零件是機(jī)器中常常碰到的典型零件之一。它主要用來(lái)支承傳動(dòng)零器件,傳交扭矩和承擔(dān)負(fù)荷。(如齒輪、蝸輪等),以實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)并傳遞轉(zhuǎn)距和動(dòng)力,如齒輪,車輪,電動(dòng)機(jī),轉(zhuǎn)子,銑刀等各種作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的零件,都必須安裝在軸上,才能實(shí)現(xiàn)它們的功用。軸是代表性的零件之一,加工難度較大,工藝路線較長(zhǎng),涉與軸類零件的加工的許多基本工藝問(wèn)題,下面通過(guò)對(duì)軸技術(shù)條件的分析和工藝過(guò)程的討論,來(lái)說(shuō)明軸類零件加工的一般規(guī)律。在現(xiàn)有的生產(chǎn)條件下,如何采用經(jīng)濟(jì)有效的加工方法,合理地安排加工工藝路線以獲得符合產(chǎn)品要求的零件,最重要的就是要
9、編制出零件的工藝規(guī)程。本文主要論述了普通軸加工工藝,有工藝分析 ,加工階段,機(jī)械加工工藝過(guò)程,軸的材料與熱處理和檢驗(yàn)等1.1、典型軸類零件的加工工藝一、軸類零件的功用、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)軸類零件是機(jī)器中經(jīng)常遇到的典型零件之一。它在機(jī)械中主要用于支承齒輪、帶輪、凸輪以與連桿等傳動(dòng)件,以傳遞扭矩。按結(jié)構(gòu)形式不同,軸可以分為階梯軸、錐度心軸、光軸、空心軸、曲軸、凸輪軸、偏心軸、各種絲杠等。它主要用來(lái)支承傳動(dòng)零部件,傳遞扭矩和承受載荷。軸類零件是旋轉(zhuǎn)體零件,其長(zhǎng)度大于直徑,一般由同心軸的外圓柱面、圓錐面、孔和螺紋與相應(yīng)的端面所組成。根據(jù)結(jié)構(gòu)形狀的不同,軸類零件可分為光軸、階梯軸、空心軸和曲軸等。本論文所加工的零
10、件典型軸類零件則屬于同心軸。二、軸類零件一般加工要求與方法(1)、軸類零件加工工藝規(guī)程注意點(diǎn):軸類零件中工藝規(guī)程的制訂,直接關(guān)系到工件質(zhì)量、勞動(dòng)生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)效益。一零件可以有幾種不同的加工方法,但只有某一種較合理,在制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程中,須注意以下幾點(diǎn)。粗基準(zhǔn)選擇:有非加工表面,應(yīng)選非加工表面作為粗基準(zhǔn)。對(duì)所有表面都需加工的鑄件軸,根據(jù)加工余量最小表面找正。且選擇平整光滑表面,讓開(kāi)澆口處。選牢固可靠表面為粗基準(zhǔn),同時(shí),粗基準(zhǔn)不可重復(fù)使用。精基準(zhǔn)選擇:要符合基準(zhǔn)重合原則,盡可能選設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或裝配基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)。符合基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。盡可能在多數(shù)工序中用同一個(gè)定位基準(zhǔn)。盡可能使定位基準(zhǔn)與測(cè)量基準(zhǔn)重合
11、。選擇精度高、安裝穩(wěn)定可靠表面為精基準(zhǔn)。工藝規(guī)程制訂得是否合理,直接影響工件的質(zhì)量、勞動(dòng)生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)效益。一個(gè)零件可以用幾種不同的加工方法制造,但在一定的條件下,只有某一種方法是較合理的。(2)、軸類零件加工的技術(shù)要求:尺寸精度軸類零件的主要表面常為兩類,一類是與軸承的圈配合的外圓軸頸,即支承軸頸,用于確定軸的位置并支承軸,尺寸精度要求較高,通常為IT5IT7;另一類為與各類傳動(dòng)件配合的軸頸,即配合軸頸,其精度稍低,通常為IT6IT9。幾何形狀精度主要指軸頸表面、外圓錐面、錐孔等重要表面的圓度、圓柱度。其誤差一般應(yīng)限制在尺寸公差圍,對(duì)于精密軸,需在零件圖上另行規(guī)定其幾何形狀精度。相互位置精度包
12、括、外表面,重要軸面的同軸度、圓的徑向跳動(dòng)、重要端面對(duì)軸心線的垂直度、端面間的平行度等。該典型軸類零件外圓相互位置精度為0.020.06之間,圓的徑向跳動(dòng)為0.1,端面與軸心線保持垂直,兩端端面要保持平行??椎谋砻媾c外表面也應(yīng)保持平行。1.2、數(shù)控車床概述一、數(shù)控車床與其他類型的車床相比有下列特點(diǎn)。通用性強(qiáng),生產(chǎn)率高,加工精度高且穩(wěn)定,操作者勞動(dòng)強(qiáng)度低。適合加工具有復(fù)雜型面的零件。換批調(diào)整方便,適合于多種中小批柔性自動(dòng)化生產(chǎn)。便于實(shí)現(xiàn)信息流自動(dòng)化,在數(shù)控車床基礎(chǔ)上,可實(shí)現(xiàn)CIMS(計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng))。二、從數(shù)控機(jī)床加工的特點(diǎn)可以看出,數(shù)控機(jī)床的主要對(duì)象有: 多品種、單件小批量的零件或新產(chǎn)品試
13、制中的零件; 幾何形狀復(fù)雜的零件; 精度與表面粗糙度要求高的零件; 加工過(guò)程中需要進(jìn)行多工序加工的零件。三、 本零件的加工所用機(jī)床型號(hào)、特點(diǎn)與數(shù)控系CNC6140D:該車床可以實(shí)現(xiàn)軸類、盤類的外表面,錐面、圓弧、螺紋、鏜孔、鉸孔加工,也可以實(shí)現(xiàn)非圓曲線加工。本零件將采用FANUC系統(tǒng)進(jìn)行加工:主要特點(diǎn)FANUC系統(tǒng)性能穩(wěn)定,操作界面好,系統(tǒng)各系列總體結(jié)構(gòu)非常類似,具有基本統(tǒng)一的操作界面。FANUC系統(tǒng)可以再較為寬泛的環(huán)境中使用,對(duì)于電壓、溫度等外界條件要求不高,適應(yīng)性很強(qiáng),適用于各種機(jī)床和生產(chǎn)機(jī)械的特點(diǎn)。1.3、液壓滾死機(jī)概述一、 液壓滾絲機(jī)(如圖)的結(jié)構(gòu)、性能與特點(diǎn) 液壓滾絲機(jī)的兩主軸作同步
14、、同方向旋轉(zhuǎn),右主軸在滾壓力推動(dòng)下作水平方向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng),兩滾絲輪滾壓工件,使之成為所要求的螺紋與其他形狀。 本機(jī)主要有機(jī)體、轉(zhuǎn)動(dòng)箱、固定主軸座、活動(dòng)主軸座、液壓系統(tǒng)和電器部分等組成。 固定主軸座和活動(dòng)主軸座主要用于安裝滾絲輪和滾絲輪牙位調(diào)整。 本機(jī)的兩主軸中心距調(diào)整為兩主軸座分別對(duì)中心調(diào)整,即工件滾壓時(shí)處于機(jī)器中心位置,對(duì)滾壓長(zhǎng)工件并穿過(guò)機(jī)器較為方面。主軸軸線對(duì)臺(tái)面的夾角可在3間調(diào)整,滾壓時(shí)工件每轉(zhuǎn)軸向進(jìn)給量可根據(jù)工件的參數(shù)與工件材料的機(jī)械性能確定。 液壓系統(tǒng)是本機(jī)的進(jìn)給動(dòng)力,它主要使活動(dòng)主軸座作進(jìn)給與退回運(yùn)動(dòng)二、液壓滾絲機(jī)的適用圍液壓滾絲機(jī)器主要加工對(duì)象: 對(duì)各種外螺紋(包括普通螺紋、梯形螺
15、紋與模數(shù)螺紋)加工 可對(duì)工進(jìn)行成形、滾光、滾紋等滾壓加工1.4、鏜孔工藝一、根據(jù)工件的加工要求,可選擇三種鏜削方案。(1) 在一根鏜桿上安排粗、精切鏜刀來(lái)分擔(dān)余量的切除,鏜孔后再倒角。為了不影響生產(chǎn)節(jié)拍,兩把粗、精切鏜刀需同時(shí)工作。由于是在鏜桿上鉆孔與攻絲,進(jìn)一步削弱了鏜桿的剛性與強(qiáng)度。而鏜削余量的不均勻分布使得切削力很大,兩把鏜刀同時(shí)工作使機(jī)床功率不足,因此不可避免地要引起切削振動(dòng),無(wú)法滿足工件加工精度和表面粗糙度要求。(2) 在同一根鏜桿上安排粗、精切鏜刀來(lái)分擔(dān)余量的去除:其中任何兩把刀都不得同時(shí)工作。采用該方案雖然可降低切削力,但鏜桿長(zhǎng)度增加了兩倍,造成鏜桿剛性不足;同時(shí)單件加工工時(shí)也增
16、加了一倍,保證不了生產(chǎn)節(jié)拍。 (3) 安排兩臺(tái)機(jī)床,即增加一臺(tái)半精鏜床來(lái)分擔(dān)余量的精加工。該方案雖可解決問(wèn)題,但工件加工成本太高。(4) 對(duì)于本零件中的孔,將采用鏜刀對(duì)其進(jìn)行加工,并安排粗、精鏜來(lái)分擔(dān)余量的切除,鏜孔后再倒角。1.5、螺紋加工工藝一、普通螺紋的尺寸分析數(shù)控車床對(duì)普通螺紋的加工需要一系列尺寸,普通螺紋加工所需的尺寸計(jì)算分析主要包括以下兩個(gè)方面:(1) 螺紋加工前工件直徑考慮螺紋加工牙型的膨脹量,螺紋加工前工件直徑D/d0.1P,即螺紋大徑減0.1螺距,一般根據(jù)材料變形能力小取比螺紋大徑小0.1到0.5。(2) 螺紋加工進(jìn)刀量螺紋加進(jìn)刀量可以參考螺紋底徑,即螺紋刀最終進(jìn)刀位置。螺紋
17、小徑為:大徑倍牙高;牙高=0.54P(P為螺距)螺紋加工的進(jìn)刀量應(yīng)不斷減少,具體進(jìn)刀量根據(jù)刀具與工作材料進(jìn)行選擇。二、普通螺紋的編程加工在目前的數(shù)控車床中,螺紋切削一般有三種加工方法:G32直進(jìn)式切削方法、G76斜進(jìn)式切削方法和G82直進(jìn)式切削方法,由于切削方法的不同,編程方法不同,造成加工誤差也不同。我們?cè)诓僮魇褂蒙弦屑?xì)分析,爭(zhēng)取加工出精度高的零件。(1) G32直進(jìn)式切削方法,由于兩側(cè)刃同時(shí)工作,切削力較大,而且排削困難,因此在切削時(shí),兩切削刃容易磨損。在切削螺距較大的螺紋時(shí),由于切削深度較大,刀刃磨損較快,從而造成螺紋中徑產(chǎn)生誤差;但是其加工的牙形精度較高,因此一般多用于小螺距螺紋加工
18、。由于其刀具移動(dòng)切削均靠編程來(lái)完成,所以加工程序較長(zhǎng);由于刀刃容易磨損,因此加工中要做到勤測(cè)量。(2) G76斜進(jìn)式切削方法,由于為單側(cè)刃加工,加工刀刃容易損傷和磨損,使加工的螺紋面不直,刀尖角發(fā)生變化,而造成牙形精度較差。但由于其為單側(cè)刃工作,刀具負(fù)載較小,排屑容易,并且切削深度為遞減式。因此,此加工方法一般適用于大螺距螺紋加工。由于此加工方法排屑容易,刀刃加工工況較好,在螺紋精度要求不高的情況下,此加工方法更為方便。在加工較高精度螺紋時(shí),可采用兩刀加工完成,既先用G76加工方法進(jìn)行粗車,然后用G32加工方法精車。但要注意刀具起始點(diǎn)要準(zhǔn)確,不然容易亂扣,造成零件報(bào)廢。(3) G82直進(jìn)式切削
19、方法,螺紋切削循環(huán)同G32螺紋切削一樣,在進(jìn)給保持狀態(tài)下,該循環(huán)在完成全部動(dòng)作之后再停止動(dòng)作。螺紋加工完成后可以通過(guò)觀察螺紋牙型判斷螺紋質(zhì)量與時(shí)采取措施,當(dāng)螺紋牙頂未尖時(shí),增加刀的切入量反而會(huì)使螺紋大徑增大,增大量視材料塑性而定當(dāng)牙頂已被削尖時(shí)增加刀的切入量則大徑成比例減小,根據(jù)這一特點(diǎn)要正確對(duì)待螺紋的切入量,防止報(bào)廢。本零件中螺紋的切削加工就采用G76復(fù)合螺紋切削循環(huán)加工的方法。第二章、加工路線的擬定2.1、分析加工對(duì)象(零件圖如圖)在設(shè)計(jì)零件的加工工藝規(guī)程時(shí),首先要對(duì)加工對(duì)象進(jìn)行深入分析。對(duì)于數(shù)控車削加工應(yīng)考慮以下幾方面:一、構(gòu)成零件輪廓的幾何條件在車削加工中手工編程時(shí),要計(jì)算每個(gè)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)
20、;在自動(dòng)編程時(shí),要對(duì)構(gòu)成零件輪廓所有幾何元素進(jìn)行定義。因此在分析零件圖時(shí)應(yīng)注意: 零件圖上是否漏掉某尺寸,使其幾何條件不充分,影響到零件輪廓的構(gòu)成; 零件圖上的圖線位置是否模糊或尺寸標(biāo)注不清,使編程無(wú)法下手; 零件圖上給定的幾何條件是否不合理,造成數(shù)學(xué)處理困難。 零件圖上尺寸標(biāo)注方法應(yīng)適應(yīng)數(shù)控車床加工的特點(diǎn),應(yīng)以同一基準(zhǔn)標(biāo)注尺寸或直接給出坐標(biāo)尺寸。二、尺寸精度要求分析零件圖樣尺寸精度的要求,以判斷能否利用車削工藝達(dá)到,并確定控制尺寸精度的工藝方法。在該項(xiàng)分析過(guò)程中,還可以同時(shí)進(jìn)行一些尺寸的換算,如增量尺寸與絕對(duì)尺寸與尺寸鏈計(jì)算等。在利用數(shù)控車床車削零件時(shí),常常對(duì)零件要求的尺寸取最大和最小極限尺
21、寸的平均值作為編程的尺寸依據(jù)。2.2、形狀和位置精度零件圖樣上給定的形狀和位置公差是保證零件精度的重要依據(jù)。加工時(shí),要按照其要求確定零件的定位基準(zhǔn)和測(cè)量基準(zhǔn),還可以根據(jù)數(shù)控車床的特殊需要進(jìn)行一些技術(shù)性處理,以便有效的控制零件的形狀和位置精度。一、材料與熱處理要求零件圖樣上給定的材料與熱處理要求,是選擇刀具、數(shù)控車床型號(hào)、確定切削用量的依據(jù)。一般可分為;預(yù)備熱處理;最終熱處理;時(shí)效處理;表面處理二、 表面粗糙度表面粗糙度是保證零件表面微觀精度的重要要求,也是合理選擇數(shù)控車床、刀具與確定切削用量的依據(jù)。本典型軸類零件的直徑為50mm的外圓、外圓錐度與孔的表面的粗糙度均為3.2,其它位置的粗糙度為6
22、.4。在加工該軸類零件時(shí),需采用粗車與精車結(jié)合的方法,在粗加工零件表面輪廓時(shí),必須保證0.5mm的精加工余量,必要時(shí)需使用刀偏表,對(duì)刀具進(jìn)給時(shí)進(jìn)行誤差的控制,有效地減小誤差,方能確定該零件在加工精度方面的各種要求2.3、本零件工藝路線 鉆中心孔,頂上頂尖。 用G71粗加工工件右端外形,用G70精加工工件右端外形 車4*18外槽。 調(diào)頭校正,手工車端面,保證總長(zhǎng)128。 用G71粗加工工件左端外形,用G70精加工工件左端外形。 手工鉆20*25孔。 用G71粗加工工件左端形,用G70精加工工件左端形 車4*28槽 用G76螺紋復(fù)合循環(huán)加工M24*1.5螺紋。 用液壓滾絲機(jī)加工M22外螺紋。第三章
23、 加工工藝過(guò)程分析3.1、數(shù)控加工工藝分析被加工零件圖樣,明確加工容與技術(shù)要求,在此基礎(chǔ)上確定零件的加工方案,制定數(shù)控加工工藝路線。3.1.1、數(shù)控加工工藝容的選擇一 在選擇時(shí),一般可按下列順序考慮: 通用機(jī)床無(wú)法加工的容應(yīng)作為優(yōu)先選擇的容; 通用機(jī)床難加工,質(zhì)量也難保證的容應(yīng)作為重點(diǎn)選擇的容; 通用機(jī)床加工效率低、工人手工操作勞動(dòng)強(qiáng)度大的容,可在數(shù)控機(jī)床尚存在富裕加工能力時(shí)選擇。二、工藝規(guī)程是指導(dǎo)施工的技術(shù)文件。一般包括以下容:零件加工的工藝路線,各工序的具體加工容,切削用量、工時(shí)定額以與所采用的設(shè)備和工藝裝備等。三、工藝規(guī)程的主要容產(chǎn)品特征,質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。原材料、輔助原料特征與用于生產(chǎn)應(yīng)符合的
24、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。生產(chǎn)工藝流程。主要工藝技術(shù)條件、半成品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。生產(chǎn)工藝主要工作要點(diǎn)。主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和成品質(zhì)量指標(biāo)的檢查項(xiàng)目與次數(shù)。工藝技術(shù)指標(biāo)的檢查項(xiàng)目與次數(shù)。專用器材特征與質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。3.1.2、工藝過(guò)程在生產(chǎn)過(guò)程中,那些與有原材料轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品直接相關(guān)的過(guò)程稱為工藝過(guò)程。它包括毛坯制造、零件加工、熱處理、質(zhì)量檢驗(yàn)和機(jī)器裝配等。而為保證工藝過(guò)程正常進(jìn)行所需要的刀具、夾具制造,機(jī)床調(diào)整維修等則屬于輔助過(guò)程。在工藝過(guò)程中,以機(jī)械加工方法按一定順序逐步地改變毛坯形狀、尺寸、相對(duì)位置和性能等,直至成為合格零件的那部分過(guò)程稱為機(jī)械加工工藝過(guò)程。為了便于工藝規(guī)程的編制、執(zhí)行和生產(chǎn)組織管理,需要把工藝過(guò)程劃分為不
25、同層次的單元。它們是工序、安裝、工位、工步和走刀。其中工序是工藝過(guò)程中的基本單元。零件的機(jī)械加工工藝過(guò)程由若干個(gè)工序組成。在一個(gè)工序中可能包含有一個(gè)或幾個(gè)安裝,每一個(gè)安裝可能包含一個(gè)或幾個(gè)工位,每一個(gè)工位可能包含一個(gè)或幾個(gè)工步,每一個(gè)工步可能包括一個(gè)或幾個(gè)走刀。一、工序一個(gè)或一組工人,在一個(gè)工作地或一臺(tái)機(jī)床上對(duì)一個(gè)或同時(shí)對(duì)幾個(gè)工件連續(xù)完成的那一部分工藝過(guò)程稱為工序。劃分工序的依據(jù)是工作地點(diǎn)是否變化和工作過(guò)程是否連續(xù)。例如,在車床上加工一批軸,既可以對(duì)每一根軸連續(xù)地進(jìn)行粗加工和精加工,也可以先對(duì)整批軸進(jìn)行粗加工,然后再依次對(duì)它們進(jìn)行精加工。在第一種情形下,加工只包括一個(gè)工序;而在第二種情形下,由
26、于加工過(guò)程的連續(xù)性中斷,雖然加工是在同一臺(tái)機(jī)床上進(jìn)行的,但卻成為兩個(gè)工序。工序是組成工藝過(guò)程的基本單元,也是生產(chǎn)計(jì)劃的基本單元。本論文中所加工的典型軸類零件將分五個(gè)工序來(lái)完成整個(gè)加工過(guò)程。二、安裝在機(jī)械加工工序中,使工件在機(jī)床上或在夾具中占據(jù)某一正確位置并被夾緊的過(guò)程,稱為裝夾。有時(shí),工件在機(jī)床上需經(jīng)過(guò)多次裝夾才能完成一個(gè)工序的工作容。在數(shù)控車床上加工本零件將采用卡盤進(jìn)行裝夾,在加工必要時(shí)將采用鉆頭進(jìn)行輔助加工。三、工位采用轉(zhuǎn)位(或移位)夾具、回轉(zhuǎn)工作臺(tái)或在多軸機(jī)床上加工時(shí),工件在機(jī)床上一次裝夾后,要經(jīng)過(guò)若干個(gè)位置依次進(jìn)行加工,工件在機(jī)床上所占據(jù)的每一個(gè)位置上所完成的那一部分工序就稱為工位。簡(jiǎn)
27、單來(lái)說(shuō),工件相對(duì)于機(jī)床或刀具每占據(jù)一個(gè)加工位置所完成的那部分工序容,稱為工位。為了減少因多次裝夾而帶來(lái)的裝夾誤差和時(shí)間損失,常采用各種回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、回轉(zhuǎn)夾具或移動(dòng)夾具,使工件在一次裝夾中,先后處于幾個(gè)不同的位置進(jìn)行加工。四、工步在加工表面不變,加工工具不變的條件下,所連續(xù)完成的那一部分工序容稱為工步。生產(chǎn)中也常稱為“進(jìn)給”。整個(gè)工藝過(guò)程由若干個(gè)工序組成。每一個(gè)工序可包括一個(gè)工步或幾個(gè)工步。每一個(gè)工步通常包括一個(gè)工作行程,也可包括幾個(gè)工作行程。為了提高生產(chǎn)率,用幾把刀具同時(shí)加工幾個(gè)加工表面的工步,稱為復(fù)合工步,也可以看作一個(gè)工步,例如,組合鉆床加工多孔箱體孔。五、走刀加工刀具在加工表面上加工一次所
28、完成的工步部分稱為走刀。例如軸類零件如果要切去的金屬層很厚,則需分幾次切削,這時(shí)每切削一次就稱為一次走刀。因此在切削速度和進(jìn)給量不變的前提下刀具完成一次進(jìn)給運(yùn)動(dòng)稱為一次走刀。3.1.3、加工工序的劃分一、數(shù)控加工工序的劃分一般可按下列方法進(jìn)行: 刀具集中分序法 就是按所用刀具劃分工序,用同一把刀具加工完零件上所有可以完成的部位。在用第二把刀、第三把完成它們可以完成的其它部位。這樣可減少換刀次數(shù),壓縮空程時(shí)間,減少不必要的定位誤差。 以加工部位分序法 對(duì)于加工容很多的零件,可按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)將加工部分分成幾個(gè)部分,如形、外形、曲面或平面等。一般先加工平面、定位面,后加工孔;先加工簡(jiǎn)單的幾何形狀,再加
29、工復(fù)雜的幾何形狀;先加工精度較低的部位,再加工精度要求較高的部位。 以粗、精加工分序法 對(duì)于易發(fā)生加工變形的零件,由于粗加工后可能發(fā)生的變形而需要進(jìn)行校形,故一般來(lái)說(shuō)凡要進(jìn)行粗、精加工的都要將工序分開(kāi)。綜上所述,在劃分工序時(shí),一定要視零件的結(jié)構(gòu)與工藝性,機(jī)床的功能,零件數(shù)控加工容的多少,安裝次數(shù)與本單位生產(chǎn)組織狀況靈活掌握。另建議采用工序集中的原則還是采用工序分散的原則,要根據(jù)實(shí)際情況來(lái)確定,但一定力求合理。而本文中的零件則需采用第二種方法,即“以加工部位分序法”,該零件由螺紋、圓錐、槽、圓弧、鏜孔五部分組成,分別用不同的加工刀具,所以用這種分序法最為合適。運(yùn)用編制加工工藝過(guò)程卡與工序卡的方式
30、來(lái)敘述本零件的加工,顯得簡(jiǎn)易明了,通俗易懂,是數(shù)控加工本零件的必然要求。3.2、編制工藝過(guò)程卡機(jī)械加工工藝卡產(chǎn)品名稱圖號(hào)零件名稱典型軸類零件共1頁(yè)第1頁(yè)毛坯種類圓鋼材料牌號(hào)45號(hào)鋼毛坯尺寸55mm*130mm序號(hào)工種工步工藝容備注工具夾具刀具量具1下料55x130卡盤游標(biāo)卡尺、千分尺2車床車端面粗車端面三爪卡盤外圓車刀精車端面3車右端外形粗車右端外形頂針外圓車刀精車右端外形4車槽粗車車槽切槽刀精車車槽5調(diào)頭車端面粗車斷面尖刀精車斷面6車左端外形粗車左端外形頂針尖刀精車左端外形7鏜孔鏜孔麻花轉(zhuǎn)8車左端形粗車左端形鏜刀精車左端形9切槽粗車槽切槽刀精車槽10車螺紋車螺紋螺紋刀塞規(guī)11液壓滾絲機(jī)滾外螺
31、紋滾外螺紋頂座滾模環(huán)規(guī)3.3、切削路線的確定一、進(jìn)給量F進(jìn)給量f的選取應(yīng)該與背吃刀量和主軸轉(zhuǎn)速相適應(yīng)。在保證工件加工質(zhì)量的前提下,可以選擇較高的進(jìn)給速度(2000/min以下)。在切斷、車削深孔或精車時(shí),應(yīng)選擇較低的進(jìn)給速度。當(dāng)?shù)毒呖招谐烫貏e是遠(yuǎn)距離“回零”時(shí),可以設(shè)定盡量高的進(jìn)給速度。粗車時(shí),一般取f=0800/min,精車時(shí)常取f=50300/ min,切斷時(shí)f=30150/ min。本論文中加工該典型軸類零件采用的進(jìn)給量為:粗加工表面(圓錐、圓弧、等)為150、精加工表面為80,粗鏜孔為150、精鏜孔為80,切槽為25。二、主軸轉(zhuǎn)速 光車外圓時(shí)主軸轉(zhuǎn)速光車外圓時(shí)主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)根據(jù)零件上被加工
32、部位的直徑,并按零件和刀具材料以與加工性質(zhì)等條件所允許的切削速度來(lái)確定。加工本零件時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速為:粗加工時(shí)800、精加工時(shí)1500。 車螺紋時(shí)主軸的轉(zhuǎn)速在車削螺紋時(shí),車床的主軸轉(zhuǎn)速將受到螺紋的螺距P(或?qū)С蹋┐笮?、?qū)動(dòng)電機(jī)的升降頻特性,以與螺紋插補(bǔ)運(yùn)算速度等多種因素影響,故對(duì)于不同的數(shù)控系統(tǒng),推薦不同的主軸轉(zhuǎn)速選擇圍。大多數(shù)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床推薦車螺紋時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速n(r/min)為:n (1200/P)k 式中 P被加工螺紋螺距,; k保險(xiǎn)系數(shù),一般取為80。加工本典型軸類零件時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速為:800。三、合理安排“回零”路線 在手工編制較復(fù)雜輪廓的加工程序時(shí),為使其計(jì)算過(guò)程盡量簡(jiǎn)化,既不易出錯(cuò),又
33、便于校核,編程者有時(shí)將每一刀加工完后的刀具終點(diǎn)通過(guò)執(zhí)行“回零”(即返回對(duì)刀點(diǎn))指令,使其全都返回到對(duì)刀點(diǎn)位置,然后再進(jìn)行后續(xù)程序。這樣會(huì)增加走刀路線的距離,從而大大降低生產(chǎn)效率。因此,在合理安排“回零”路線時(shí),應(yīng)使其前一刀終點(diǎn)與后一刀起點(diǎn)間的距離盡量減短,或者為零,即可滿足走刀路線為最短的要求。四、切削進(jìn)給路線切削進(jìn)給路線短,可有效地提高生產(chǎn)效率,降低刀具損耗等。在安排粗加工或半精加工的切削進(jìn)給路線時(shí),應(yīng)同時(shí)兼顧到被加工零件的剛性與加工的工藝性等要求,不要顧此失彼第四章 數(shù)控編程基礎(chǔ)4.1、本零件加工所用刀具:尖刀(T0101)、切槽刀(T0202)、切槽刀(T0303)、螺紋刀(T0404)
34、、鏜刀(T0505)車刀按用途分為外圓車刀、端面車刀、孔車刀、切斷刀、切槽刀等多種形式。外圓車刀用于加工外圓柱面和外圓錐面,它分為直頭和彎頭兩種。彎頭車刀通用性較好,可以車削外圓、端面和倒棱。外圓車刀又可分為粗車刀、精車刀和寬刃光刀,精車刀刀尖圓弧半徑較大,可獲得較小的殘留面積,以減小表面粗糙度;寬刃光刀用于低速精車;當(dāng)外圓車刀的主偏角為90度時(shí),可用于車削階梯軸、凸肩。端面與剛度較低的細(xì)長(zhǎng)軸。外圓車刀按進(jìn)給方向又分為左偏刀和右偏刀。車刀在結(jié)構(gòu)上可分為整體車刀、焊接車刀和機(jī)械夾固式車刀。整體車刀主要是整體高速鋼車刀,截面為正方形或矩形,使用時(shí)可根據(jù)不同用途進(jìn)行刃磨;整體車刀耗用刀具材料較多,一
35、般只用作切槽。切斷刀使用。焊接車刀是將硬質(zhì)合金刀片用焊接的方法固定在普通碳鋼刀體上。它的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、剛性好、使用靈活、制造方便,缺點(diǎn)是由于焊接產(chǎn)生的應(yīng)力會(huì)降低硬質(zhì)合金刀片的使用性能,有的甚至?xí)a(chǎn)生裂紋。機(jī)械夾固車刀簡(jiǎn)稱機(jī)夾車刀,根據(jù)使用情況不同又分為機(jī)夾重磨車刀和機(jī)夾可轉(zhuǎn)位車刀。序號(hào)名稱刀具號(hào)1尖刀T01012切槽刀T02023切槽刀T03034螺紋刀T04045鏜刀T01054.2、編程基礎(chǔ)數(shù)控編程是數(shù)控加工準(zhǔn)備階段的主要容,通常包括分析零件圖樣,確定加工工藝過(guò)程;計(jì)算走刀軌跡,得出刀位數(shù)據(jù);編寫數(shù)控加工程序;制作控制介質(zhì);校對(duì)程序與首件試切??傊?,它是從零件圖紙到獲得數(shù)控加工程序
36、的全過(guò)程4.2.1、直徑編程和半徑編程數(shù)控車床加工的是回轉(zhuǎn)體類零件,其橫截面為圓形,所以尺寸有直徑指定和半徑指定兩種方法。當(dāng)用直徑值編程時(shí),稱為直徑編程法:用半徑值編程時(shí),稱為半徑編程法。用半徑、直徑編程法編輯其程序如下:半徑編程:G90G01 X_Z_(絕對(duì)指令編程)G91 G01 X_Z_(增量指令編程)直徑編程:G90G01X_Z_(絕對(duì)指令編程)G91G01X_Z_(增量指令編程)數(shù)控車床出廠時(shí)一般設(shè)定為直徑編程。如需用半徑編程,要改變系統(tǒng)中相關(guān)參數(shù),使系統(tǒng)處于半徑編程狀態(tài);本章以后,若非特殊說(shuō)明,各例均為直徑編程。注:當(dāng)用半徑或直徑編程法時(shí),系統(tǒng)參數(shù)中(機(jī)床參數(shù))“直徑編程半徑編程”
37、,要設(shè)為“ 1 或“0”了。4.2.2、數(shù)控機(jī)床常用編程指令一、進(jìn)給功能F進(jìn)給功能表示刀具運(yùn)動(dòng)時(shí)的進(jìn)給速度,由F和其后的若干數(shù)字組成。數(shù)字的單位取決于數(shù)控系統(tǒng)所采用的進(jìn)給速度的指定方法。(1)每分鐘進(jìn)給量(G98)1)編程格式:G98 F2)說(shuō)明:F后面的數(shù)字表示每分鐘進(jìn)給量,單位為mm/min(2)每轉(zhuǎn)進(jìn)給量(G99)。1)編程格式:G99 F2)說(shuō)明。 F后面的數(shù)字表示主軸沒(méi)轉(zhuǎn)進(jìn)給量,單位為mm/r。 G99為數(shù)控車床的初始狀態(tài)。二、主軸功能S主軸功能表示機(jī)床主軸的轉(zhuǎn)速大小,由S和其后的若干數(shù)字組成。主軸功能有恒轉(zhuǎn)速控制和恒線速度控制兩種指令方式,并可以現(xiàn)在主軸的最高轉(zhuǎn)速。(1)主軸速度以
38、轉(zhuǎn)速設(shè)定。1)編程格式:G97 S 2)說(shuō)明。 S后邊的數(shù)字表示主軸轉(zhuǎn)速,單位為r/min。 該指令用于車削螺紋或工件直徑變化比較小的場(chǎng)合,采用此功能,可設(shè)定主軸轉(zhuǎn)速并取消恒線速度控制(2)主軸速度以恒線速度設(shè)定。1)編程格式:G96 S2)說(shuō)明。 S后邊的數(shù)字表示線速度,單位為m/min。 該指令用于車削斷面或工件直徑比較大的場(chǎng)合,采用此功能,可以保證當(dāng)工件直徑變化時(shí),主軸的線速度不變,從而保證切削速度不變提高了加工質(zhì)量。三、刀具功能TT功能指令用于選擇加工所用刀具。由T和其后的4位數(shù)字組成。1)編程格式 T2)說(shuō)明。T后面通常有兩位數(shù)表示所選擇的刀具。但也有T后面用四位數(shù)字,前兩位是刀具號(hào)
39、,后兩位是刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償號(hào),又是刀尖圓弧半徑補(bǔ)償號(hào)。四、M功能M00: 程序暫停,可用NC啟動(dòng)命令(CYCLE START)使程序繼續(xù)運(yùn)行;M03:主軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn);M05:主軸旋轉(zhuǎn)停止;M08:冷卻液開(kāi);M30:程序停止,程序復(fù)位到起始位置。五、G指令(1)快速點(diǎn)定位指令G001)功能:使刀具以點(diǎn)定位控制方式,從刀具所在位置快速移動(dòng)到目標(biāo)點(diǎn)。2)編程格式:G00 X(U)Z(W)3)說(shuō)明:X、Z為絕對(duì)坐標(biāo)方式時(shí)的目標(biāo)點(diǎn)坐標(biāo),U、W為增量坐標(biāo)的方式時(shí)的目標(biāo)點(diǎn)坐標(biāo)。(2)直線插補(bǔ)指令G01 1)功能:使刀具以給定的進(jìn)給速度,從當(dāng)前點(diǎn)沿直線移動(dòng)到目標(biāo)點(diǎn)。 2)編程格式;G01 X(U)Z(W)F 3)
40、說(shuō)明。 X、Z為絕對(duì)坐標(biāo)方式時(shí)的目標(biāo)點(diǎn)坐標(biāo),U、W為增量坐標(biāo)方式時(shí)的目標(biāo)點(diǎn)坐標(biāo)。 F是進(jìn)給速度。(3)圓弧插補(bǔ)指令(G02、G03) 1) 功能:使刀具以給定的進(jìn)給速度,從所在點(diǎn)出發(fā),沿圓弧移動(dòng)到目標(biāo)點(diǎn)。其中G02為順指針圓弧插補(bǔ),G03為逆時(shí)針圓弧插補(bǔ)。2)圓弧的順、逆方向的判斷:沿與圓弧所在平面相垂直的另一條坐標(biāo)系的負(fù)方向看去,順時(shí)針為G02,逆時(shí)針為G03。3)編程格式:G02(G03)X(U)Z(W)RF4) 說(shuō)明: X(U)、Z(W)是圓弧終點(diǎn)的坐標(biāo)。 R是圓弧半徑,不帶正負(fù)號(hào)。 F是進(jìn)給速度。(4)外圓粗車固定循環(huán)G711)編程格式:G71UdReG71PnsQnfUuWwFfSs
41、TtNns2)說(shuō)明。d是切深,無(wú)正負(fù)號(hào),半徑值。 e是退刀量,無(wú)正負(fù)號(hào),半徑值。 ns是指定精加工路線的第1個(gè)程序段號(hào)。 nf是指定精加工路線的最后1個(gè)程序段號(hào)。u是指X方向上的精加工余量,直徑值。w是指X方向上的精加工余量。(5)精車循環(huán)G70指令1)編程格式:G70 Pns Qnf2)說(shuō)明。 ns是指定精加工路線的第1個(gè)程序段的段號(hào)。 nf是指定精加工路線的最后1個(gè)程序段的段號(hào)(6)螺紋切削循環(huán)G76指令復(fù)合直螺紋切削循環(huán)(1) 編程格式:G76PmraQdmin RdG76X(U)Z(W)Ri Pk QdFL (2)說(shuō)明。 m是精車重復(fù)次數(shù),從199,該參數(shù)為模態(tài)量。 r是螺紋尾端倒角值
42、,其中L為螺距,該參數(shù)為模態(tài)量。 a為刀具角度,m、r、a用地址P同時(shí)指定。dmin是最小車削深度,用半徑值編程。 d是精車余量,用半徑值編程。 X(U)、Z(W)是螺紋終點(diǎn)坐標(biāo)值。 i是螺紋錐度值,用半徑值編程。 k是螺紋高度,用半徑值編程。d是第一次切削深度,用半徑值編程。i、k、d的數(shù)值應(yīng)無(wú)小數(shù)點(diǎn)形式表示L是螺距。: 單頭螺紋時(shí),為主軸基脈沖處距離切削起點(diǎn)的主軸轉(zhuǎn)角(缺省值為 0 ) ;多頭螺紋時(shí)為相鄰螺紋頭的切削起改之間對(duì)應(yīng)的主軸轉(zhuǎn)角。F:為螺紋導(dǎo)程.4.3、零件加工一、數(shù)控加工零件加工程序(右端)O0001N005G98N010 M3 S800 T0101N015G0 X56 Z2N
43、020G71 U1.5 R1N025 G71 P030 Q085 U0.5 W0.1 F150N030G1 X18N035 Z0N040X20.28Z-2N045 Z-25N050 X30N055 X40 Z-30N060 X46N065 X50 Z-32N070 Z-38N075 G2 X50 Z-88 R50N080G1 Z-103N085 X55N090G0 X150N095 Z20N100M5N105M0N110M3 S1500 F80N115G0 G42 X55 Z2N120G70 P030 Q085N125 G40 X150 Z20N130M5N135M0N140T0202 M3 S600 F25N145G0 Z-25N150 X35N155G1 X18N160 X20.28N165Z-24N170 X20 Z-25N175 G0 X150N180 Z150N185M5N190 M30零件加工程序(左端)O0002;
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