軸類零件加工工藝

1、農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)職業(yè)學(xué)院農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文畢業(yè)論文數(shù)控軸類零件的工藝設(shè)計與加工姓姓 名：名： 龐龐 力力 龍龍指導(dǎo)教師：指導(dǎo)教師： 麗杰麗杰專業(yè)：專業(yè)： 機(jī)電一體化機(jī)電一體化班級：班級： 機(jī)電機(jī)電 09209220112011 年年 1111 月月 1010 日日目 錄摘要：本文重點(diǎn)介紹了該軸在加工時要注意的精度要求、夾具的要求與選擇、軸加工工藝路線的制定、軸在數(shù)控車床上裝夾、粗車、精車外圓等一系列加工過程，從這一過程中體現(xiàn)數(shù)控車床加工精度高、工藝設(shè)計等特點(diǎn)。1前言 21 工藝分析方案 31.1 零件圖 31.2 零件圖分析 31.3 確定加工方法 31.4 確定加工方案 32 工件的裝夾 42

2、.1 定位基準(zhǔn)的選擇 42.2定位基準(zhǔn)選擇的原則 42.3 確定零件的定位基準(zhǔn) 42.4裝夾方式的選擇 42.5數(shù)控車床常用的裝夾方式 42.6 確定合理的裝夾方式 53 刀具與切削用量 53.1 選擇數(shù)控刀具的原則 53.2 選擇數(shù)控車削用刀具 53.3 設(shè)置工件坐標(biāo)系和對刀 53.4 確定切削用量 63.5 數(shù)控工藝卡 74 手工編程 8結(jié)論 10參考文獻(xiàn) 11致 121 / 14數(shù)控軸類零件的工藝設(shè)計與加工數(shù)控軸類零件的工藝設(shè)計與加工摘摘 要：要：本文重點(diǎn)介紹了該軸在加工時要注意的精度要求、夾具的要求與選擇、軸加工工藝路線的制定、軸在數(shù)控車床上裝夾、粗車、精車外圓等一系列加工過程，從這一

3、過程中體現(xiàn)數(shù)控車床加工精度高、工藝設(shè)計等特點(diǎn)。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：數(shù)控加工，加工工藝設(shè)計，精度，刀具選擇，編程2 / 14前前 言言隨著數(shù)控機(jī)床的廣泛運(yùn)用，對于數(shù)控技術(shù)人才要求也越來越大。作為一名機(jī)械類專業(yè)大學(xué)生，在這三年的學(xué)習(xí)當(dāng)中學(xué)習(xí)到了相關(guān)專業(yè)的知識進(jìn)行檢測，為了提高自身的數(shù)控技術(shù)的本領(lǐng)，為以后進(jìn)入社會工作打下結(jié)實(shí)基礎(chǔ)，因此，特對數(shù)控技術(shù)進(jìn)行學(xué)習(xí)，從而達(dá)到能制定加工工藝、自己編制程序、自己動手執(zhí)行工藝過程，并加工出合格的零件。1 工藝分析方案1.1 零件圖3 / 14圖 1 典型軸類零件圖1.2 零件圖分析該零件表面由圓柱、順圓弧、圓錐。槽、螺紋等表面組成。尺寸標(biāo)注完整，選用毛坯為 45#鋼，無

4、熱處理和硬度要求.1.3 確定加工方法加工方法的選擇原則是保證加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求。由于獲得同一級精度的加工方法有許多，因而在實(shí)際選擇時，要結(jié)合零件的形狀、尺寸大小和行位公差等全面考慮。圖上的幾個精度要求較高的尺寸，其公差值小，所以編程時沒有取平均值，而是取其基本尺寸。通過以上數(shù)據(jù)分析，考慮加工的效率和加工的經(jīng)濟(jì)性，最理想的加工方式為車削，考慮該零件為大批量加工，故設(shè)備采用數(shù)控機(jī)床。根據(jù)加工零件的外形和材料等條件，選用 CJK6032 數(shù)控車床1.4 確定加工方案零件上比較精密表面的加工，通常是經(jīng)過粗加工、半精加工和精加工等方式逐步達(dá)到的。對這些表面僅僅根據(jù)質(zhì)量要求懸著相應(yīng)的最

5、終加工方法是不夠的，還應(yīng)正確的確定從毛坯到最終成型的加工方案.毛坯先夾持左端，車右端輪廓 113mm 處，右端加工 39mm、S42mm、 R9mm、35mm、錐度為 10 度的外圓，52mm.調(diào)頭裝夾已加工 52mm 外圓，左端加工 25mm33mm、切退刀槽、加工螺紋 M25mm1.5mm.該典型軸加工順序為：預(yù)備加工-車端面-粗車右端輪廓-精車右端輪廓-切槽-工件調(diào)頭 -車端面-粗車左端輪廓-精車左端輪廓-切退刀槽-粗車螺紋-精車螺紋。4 / 142 工件的裝夾2.1 定位基準(zhǔn)的選擇在制定零件加工的工藝規(guī)程時，正確地選擇工件的定位基準(zhǔn)有著十分重要的意義。定位基準(zhǔn)選擇的好壞，不僅影響零件加

6、工的位置精度，而且對零件各表面的加工順序也有很大的影響。合理選擇定位基準(zhǔn)是保證零件加工精度的前提，還能簡化加工工序，提高加工效率。2.2定位基準(zhǔn)選擇的原則1）基準(zhǔn)重合原則。為了避免基準(zhǔn)不重合誤差，方便編程，應(yīng)選用工序基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，盡量使工序基準(zhǔn)、定位基準(zhǔn)、編程原點(diǎn)三者統(tǒng)一。2）便于裝夾的原則。所選擇的定位基準(zhǔn)應(yīng)能保證定位準(zhǔn)確、可靠，定位、夾緊機(jī)構(gòu)簡單、易操作，敞開性好，能夠加工盡可能多的表面。3）便于對刀的原則。批量加工時在工件坐標(biāo)系已經(jīng)確定的情況下，保證對刀的可能性和方便性。2.3確定零件的定位基準(zhǔn)以左右端大端面為定位基準(zhǔn)。2.4裝夾方式的選擇為了工件不致于在切削力的作用下發(fā)生位移，使其

7、在加工過程始終保持正確的位置，需將工件壓緊夾牢。合理的選擇夾緊方式十分重要，工件的裝夾不僅影響加工質(zhì)量，而且對生產(chǎn)率，加工成本與操作安全都有直接影響。2.5數(shù)控車床常用的裝夾方式1）在三爪自定心卡盤上裝夾。三爪自定心卡盤的三個卡爪是同步運(yùn)動的，能自動定心，一般不需要找正。該卡盤裝夾工件方便、省時，但夾緊力小，適用于裝夾外形規(guī)則的中、小型工件。2）在兩頂尖之間裝夾。對于尺寸較大或加工工序較多的軸類工件，為了保證每次裝夾時的裝夾精度，可用兩頂尖裝夾。該裝夾方式適用于多序加工或精加工。3）用卡盤和頂尖裝夾。當(dāng)車削質(zhì)量較大的工件時要一段用卡盤夾住，另一段用后頂尖支撐。這種方式比較安全，能承受較大的切削

8、力，安裝剛性好，軸向定位準(zhǔn)確，應(yīng)用較廣泛。4）用心軸裝夾。當(dāng)裝夾面為螺紋時再做個與之配合的螺紋進(jìn)行裝夾，叫心軸裝夾。這種方式比較安全，能承受較大的切削力，安裝剛性好，軸向定位準(zhǔn)確。2.6 確定合理的裝夾方式裝夾方法：先用三爪自定心卡盤毛坯左端，加工右端達(dá)到工件精度要求；再工件調(diào)頭，用三爪自定心卡盤毛坯右端 52，再加工左端達(dá)到工件精度要求。3 刀具與切削用量3.1 選擇數(shù)控刀具的原則刀具壽命與切削用量有密切關(guān)系。在制定切削用量時，應(yīng)首先選擇合理的刀具壽命，而合5 / 14理的刀具壽命則應(yīng)根據(jù)優(yōu)化的目標(biāo)而定。一般分最高生產(chǎn)率刀具壽命和最低成本刀具壽命兩種，前者根據(jù)單件工時最少的目標(biāo)確定，后者根據(jù)

9、工序成本最低的目標(biāo)確定。 3.2 選擇數(shù)控車削用刀具1）車端面：選用硬質(zhì)合金 45 度車刀，粗、精車用一把刀完成。2) 粗、精車外圓：（因為程序選用 G71 循環(huán)所以粗、精車選用同一把刀）硬質(zhì)合金 90 度放型車刀，Kr=90 度,Kr=60 度;E=30 度,（因為有圓弧輪廓）以防與工件輪廓發(fā)生干涉,如果有必要就用圖形來檢驗.3)車槽: 選用硬質(zhì)合金車槽刀（刀長 12mm，刀寬 3mm）4)車螺紋:選用 60 度硬質(zhì)合金外螺紋車刀.表 1 刀具卡片產(chǎn)品名稱或代號零件名稱典型軸零件圖號序號 刀具號刀具規(guī)格名稱數(shù)量加工表面?zhèn)渥?T01硬質(zhì)合金端面 45 度車刀1粗、精車端面2T02硬質(zhì)合金 90

10、 度放型車刀1粗、精車外輪廓左偏刀3T03硬質(zhì)合金車槽刀1切槽4T0460 度硬質(zhì)合金外螺紋車刀1粗、精車螺紋3.3 設(shè)置工件坐標(biāo)系和對刀（1）建立工件坐標(biāo)系圖 2 坐標(biāo)系設(shè)定（2）試切法對刀將工件安裝好之后，先用 MDI 方式操作機(jī)床，用已選好的刀具將工件端面車一刀，然后保持刀具在縱向（Z）尺寸不變，沿橫向（x）退刀。當(dāng)取工件右端面 O 為工件原點(diǎn)時，對刀輸入為 Z0，如圖 3（a）用同樣的方法，再將工件的表面車一刀，然后保持刀具在橫向上的尺寸不變，從縱向退刀，停止主軸轉(zhuǎn)動，再量出工件車削后的直徑如圖 3（b）根據(jù)長度和直徑，既可確定6 / 14刀具在工件坐標(biāo)系中的位置。其他各刀都需要進(jìn)行以

11、上操作，從而確定每把刀具在工件坐標(biāo)系中的位置。圖 3（a） Z 軸方向?qū)Φ秷D 3（b） X 軸方向?qū)Φ?.4 確定切削用量數(shù)控編程時，編程人員必須確定每道工序的切削用量，并以指令的形式寫人程序中。切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速、背吃刀量與進(jìn)給速度等。對于不同的加工方法，需要選用不同的切削用量。切削用量的選擇原則是:保證零件加工精度和表面粗糙度，充分發(fā)揮刀具切削性能，保證合理的刀具耐用度，并充分發(fā)揮機(jī)床的性能，最大限度提高生產(chǎn)率，降低成本。表 2 削用量選擇主軸轉(zhuǎn)速 s/(r/min)進(jìn)給量 f/(mm/r)背吃刀量 ap/mm粗車外圓 8000.11.5精車外圓8000.050.2粗車螺紋701.50.

12、4精車螺紋701.50.1切槽1150.04為了螺紋容易配合，螺紋 M251.5 在車削大徑時，加工到直徑 24.7mm，總背吃刀量去0.65P=（0.651.5）mm=0.975mm. 3.5 數(shù)控工藝卡表 3 數(shù)控加工工藝卡7 / 144 手工編程工件右端加工O1111； M06 X200 Z100； 建立工件坐標(biāo)系T0202; 調(diào)用 2 號刀M03 S800; 軸以 800r/min 正轉(zhuǎn)G00 X60 Z5; 到循環(huán)加工起點(diǎn) G71 U.1.5 R1 P01 Q02 X0.2 Z0.08 F80; 粗加工循環(huán) N01 G00 X39 Z2； 到精加工起點(diǎn)G01 X39 Z0 F40;

13、精加工輪廓開始G01 X39 Z0 C2 倒角 C2Z-26; 加工 39單位名稱產(chǎn)品名稱或代號零件名稱零件圖號典型軸工序號程序編號夾具名稱使用設(shè)備車間001O O1111三爪自定心卡盤Cjk6032數(shù)控車間工步號工步容刀具號刀具規(guī)格主軸轉(zhuǎn)速r/min進(jìn)給速度 mm/r背吃刀量 mm備注1車端面T0145 度刀5000.1手動2粗車外輪廓T0290 度防型刀8000.11.5自動3精車外圓輪廓T0290 度防型刀8000.050.2自動4切槽T03切槽刀1150.04自動工序號程序編號夾具名稱使用設(shè)備車間00202222三爪自定心卡盤Cjk6032數(shù)控車間工步號工步容刀具號刀具規(guī)格主軸轉(zhuǎn)速r/

14、min進(jìn)給速度 mm/r背吃刀量 mm備注1車端面T0145 度刀5000.1手動2粗車外輪廓T0290 度防型刀8000.11.5自動3精車外圓輪廓T0290 度防型刀8000.050.2自動4切退刀槽T03切槽刀1150.04自動5粗車螺紋T0460 度外螺紋刀701.50.4自動6精車螺紋T0460 度外螺紋刀701.50.1自動編制審核批準(zhǔn)年 月 日共 頁 第 頁8 / 14G03 X35 Z-56.46 R24; 加工 S48 圓弧G02 X35 Z-70 R9; 加工 R9 圓弧G01 Z-75; 加工 35X45.29; 加工 35 外徑左端面至斜線部分 X52 Z-94; 加工

15、斜線部分N02 Z-113; 精車循環(huán)結(jié)束G00 X55 Z100; 到換刀點(diǎn)M06 T0303 M03 S115 M08； 換 3 號切槽刀,打開切削液G00 X55 Z2； 刀具起切的安全點(diǎn)G00 X55 Z-89； 切槽切入點(diǎn)G01 X39 F5； 切槽G01 X55 F20； 切槽退刀G01 Z-82； 切槽切入點(diǎn)G01 X39 F5； 切槽G01 X55 F20； 切槽退刀G00 Z-18； 切槽切入點(diǎn)G01 X35 F5； 切槽切入點(diǎn)G01 X50 F20； 切槽退刀G00 X55 Z100 M09； 換刀點(diǎn),關(guān)閉切削液M05； 主軸停止 M30； 程序結(jié)束工件左端加工O2222T

16、0202 M03 S800； 換 2 號外圓刀 主軸 800r/minG00 X55 Z2； 刀具起切的安全點(diǎn)G71 U1.5 R1 P01 Q02 X0.2 Z0.08 F80； 外徑粗精車循環(huán)N01 G00 X50 Z2； 精車循環(huán)開始G01 X0 Z0 F40； 開始加工G01 X24.7 Z0 C2； 倒角G01 Z-33； 車 25G01 X52 Z-33 C2； 倒角N02 G01 Z-35； 精車循環(huán)結(jié)束G00 X100 Z100； 換刀點(diǎn)M05； 主軸停止M30； 程序結(jié)束T0303 M03 S115 ； 換 3 號切槽刀G00 X30 Z2； 刀具起切的安全點(diǎn)G00 Z-28

17、； 切槽切入點(diǎn)G01 X21 F5 ； 切槽G01 X30 F20； 退刀G00 X50 Z100； 回?fù)Q刀點(diǎn)M05； 主軸停止M30 ； 程序結(jié)束T0404 M03 S70； 換 4 號螺紋刀9 / 14G00 X25 Z2 ； 刀具起始安全點(diǎn)G76 C1 A60 X23.056 Z-26 K0.974 U0.1 V0.1 Q0.4 F1.5; 螺紋車削循環(huán),C 為精車次數(shù),螺紋刀具角度,X 為最終螺紋 X 軸小徑,Z 為最終螺紋 Z 軸長度,K 為牙型高,U 精加工余量,V 最大加工量,Q 第一刀最大背吃刀量,F為導(dǎo)程.G01 X40； 退刀G00 X100 Z100； 回?fù)Q刀點(diǎn)M05；

18、主軸停止M30； 程序結(jié)束結(jié) 論10 / 14根據(jù)圖紙的尺寸、精度與粗糙度，選用了最適合的加工工藝。經(jīng)過計算，得出了大量的具體數(shù)據(jù)，由這些數(shù)據(jù)制訂了加工順序、刀具的選擇、夾具選用等等加工軸類零件必不可少的條件，然后經(jīng)過加工制作出具體的零件。經(jīng)過此次加工工藝的設(shè)計，不僅零件加工有了進(jìn)一步的了解，而且對刀具選用、零件裝夾的認(rèn)識也有了的提高。經(jīng)過這次的論文使我更加的了解到工藝設(shè)計對數(shù)控加工的重要性，以與工藝設(shè)計時可能遇到的種種事故以與對應(yīng)措施。參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)11 / 141 徐宏海. 數(shù)控機(jī)床刀具與其應(yīng)用M.：化學(xué)工業(yè)，2005.2 顧京. 數(shù)控機(jī)床加工程序編制M.：機(jī)械工業(yè)，2004.3 鄧建軍.數(shù)控刀具選用手冊M.：機(jī)械工業(yè)，2005.4 于輝.數(shù)控加工工藝與刀具M(jìn).：理工大學(xué)，2002.5王春海,增良.數(shù)控機(jī)床的螺距誤差檢測與補(bǔ)償.微計算機(jī)信息J,2006（1）:228-229致致 12 / 14這次畢業(yè)設(shè)計得到了很多人的幫助，其中麗潔老師的關(guān)心和支持尤為重要，每次遇到難題，我首先想到的就是向老師尋求幫