轴类零件加工工艺分析及精度检测.docx
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轴类零件加工工艺分析及精度检测
哈尔滨应用职业技术学院
毕业设计
标题:
轴类零件加工工艺分析及精度检测
学生姓名:
王建鑫
系部:
机械工程系
专业:
数控技术
指导教师:
王海燕
起止时间:
2011-6-20
目录
摘要1
Abseract2
引言3
第1章零件图及简介4
1.1AutoCAD图样4
1.2零件介绍:
5
第2章.零件加工工艺分析6
2.1工艺路线选择6
2.1.1加工顺序的安排6
2.1.2工序集中的选择6
2.1.3走刀路线的确定6
2.2工件工艺分析7
2.3刀具切削参数9
2.4刀具、夹具、量具、材料选择10
第3章程序编写11
3.1程序编写介绍11
3.1.1G代码指令:
11
3.1.2M代码指令:
11
3.2程序编辑12
第4章零件精度检测及误差分析16
4.1误差分析16
4.1.1误差来源分析16
4.1.2测量误差16
4.2测量结果17
4.2.1计量器选择依据17
4.2.2加工工件的部分重要尺寸检测结果17
4.3如何避免误差18
总结20
参考文献21
致谢22
摘要
在数控车削加工中,加工工艺指导整个加工过程。
加工工艺的不同不同,必然引起加工工艺工序的不同。
合理的选择加工工艺可以提高数控车床的加工效率,选择合理的加工路亦是可以事半功倍。
本文将从走刀路线、程序的编制等细节出发,分析在数控车削中程序的编制方法及合理的加工工序,并将加工的零件进行检测。
关键词:
加工工艺加工工序精度检测
Abseract
Inthenumericalcontrolturningprocessing,processingtechnologyguidesthemachiningprocess.Processingcraftdifferentdifferent,mustcausethedifferentprocessingprocess.ThechoiceofreasonableprocessingtechnologycanimprovetheefficiencyoftheCNClatheprocessing,choiceofthereasonableprocessingroadisalsocanbeeasier.Thispaperfromtheswordgoline,programming,andotherdetails,theauthoranalyzesthenumericalcontrolturningintheprogrammingmethodandthereasonableprocessingoperations,andwilltestthepartsprocessing.
Keywords:
processprocessingprecisiontestingprocess.
引言
近年来,随着计算机技术的发展,数字控制技术已经广泛应用于工业控制的各个领域,尤其是机械制造业中,普通机械正逐渐被高效率、高精度、高自动化的数控机械所代替。
随着科学技术不断发展,数控机床的发展也越来越快,数控机床也正朝着高性能、高精度、高速度、高柔性化和模块化方向发展。
本文利用F-0i数控车床进行加工,经过对工件进行工艺分析、拟定加工方案、合理选择刀具后,针对两件的加工特点选择合理的切削用量,并在加工过程中控制好精度要求,使其达到良好的加工效果。
第1章零件图及简介
1.1AutoCAD图样
本文加工的工件图样如下:
图1-1件一
注:
A、B点标注:
A(36,-35)B(46,-40)
图1-2件二
1.2零件介绍:
该零件是俩个轴类零件的配合件,工件起到连接的作用,承受一定的载荷量;件1加工时就要从左端往右端加工,无需调头加工,但是内孔加工时要掉头加工的,内孔加工时要注意不要打刀;件2是一个简单的轴类零件,只要从右端加工,加工后的右端的倒角可以手动加工,也可以调头加工,无论是什么加工方法,都要在料端做个与件2配合的螺纹内孔,不要直接夹持螺纹端;零件加工后的精度检测是检验零件的合不合格的标准,不符合要求要及时改正。
第2章.零件加工工艺分析
2.1工艺路线选择
2.1.1加工顺序的安排
1.机械加工顺序的安排
1)先粗后精
2)先近后远
3)先内后外
4)先次后主
.热处理的工序的安排
1)预备热处理
2)最终热处理
.辅助工序的安排
检验、试验、去磁、去毛刺、清洗除
2.1.2工序集中的选择
单件小批量的生产应该采用工序集中的,工件一次性装夹中就可以加工较多的表面,缩短生产周期,以提高生产效率。
2.1.3走刀路线的确定
确定走刀路线时应该注意的几点:
a)寻求最短加工路线
b)最终轮廓走刀一次完成
c)选择切入切去方向
d)选择使工件的加工后变形小的路线
件1与件2的走刀路线如下图:
2.2工件工艺分析
(1)一号工件(图1-2):
该零件为轴类零件,因此在设计工序时,应先进行粗车,去除毛刺后再进行精车加工。
此工件有通孔,所以要预钻φ18的孔,长度为65mm。
在选择加工时要合理安排加工工序,保证精度。
选工件左端为装夹面,外圆加工步骤如下:
1)用35°外圆刀加工,并采用一次性装夹完成的方法,即先粗车φ48的外圆,再精车外圆,在M42x2的外螺纹处先去掉0.2mm的余量,为螺纹加工做准备。
2)用60°外螺纹车刀加工螺纹,分粗、精加工(精加工修正牙形)。
3)用刃宽3mm的外沟槽刀在45mm处割出沟槽,完成外圆加工。
孔的尺寸精度要求较高,粗糙度值较小,选择内孔精车到时,刀杆既要尺寸适合、强度高;又要与孔壁间有较充裕的排屑空间,防止铁削拉伤孔壁。
此外,选择合理的车刀角度、选择合理的切削速度并辅以适当的切削液是车好内孔的重要保证[1]。
内孔加工步骤如下:
1)用内镗刀先粗车内孔,加工长度在原尺寸的60mm长度上加出1mm,实际加工长度为61mm,目的是为了以下割断做准备,使工件左端内孔边缘好去毛刺。
再精加工内孔。
2)用梯形螺纹刀粗、精加工内梯形螺纹。
内孔加工结束。
割断加工步骤如下:
1)用刀宽为3mm的沟槽刀割断,并在工件左端割45°,长度为1mm的工艺倒角。
(2)二号工件(图1-3):
以件二左端为装夹面进行加工,步骤如下:
1)用90°外圆车刀粗加工外圆,加工长度为原尺寸60mm的长度上加5mm,实际加工长度为65mm,为以下割断程序做准备。
然后精加工外圆,在螺纹处去除0.2mm的余量,为以下螺纹程序做准备。
2)用外梯形螺纹刀加工外梯形螺纹。
3)用外沟槽刀割断,并在工件左端割长度为1mm的45°工艺倒角。
2.3刀具切削参数
(1)切削速度
式中:
D——工件或刀具的外径(mm);
n——工件或刀具的每分钟转速(转/每分)。
(2)吃刀深度
Pn=D-d/2
式中:
D——待加工表面直径(mm)
d——已加工表面直径(mm)
切削参数的合理选择直接影响工件的精度,本文所选用的参数如下表:
工序号
工序内容
刀具号
主轴转速
进给速度
背吃到量
备注
1
粗车外圆
1
S1000
F0.3
1.5
2
精车外圆
1
S1500
F0.1
0.15
3
割槽
3
S600
F0.1
4
外三角螺纹
2
S600
F0.2
5
内孔粗车
4
S600
F0.2
1.2
6
内孔精车
4
S800
F0.1
0.15
7
内梯形螺纹
5
S400
F0.1
8
外梯形螺纹
6
S400
F0.2
2.4刀具、夹具、量具、材料选择
所需刀具:
外圆刀,外割槽刀,外梯形螺纹刀,外螺纹刀,内孔镗刀,内梯形螺纹刀。
所需量具:
游标卡尺、外径千分尺、深度尺、内经百分表、杠杆百分表、量规。
毛坯选择:
选料为φ50的45钢,长100mm的毛坯料,数量X2。
所用夹具:
选用三爪自定心卡盘、顶尖
第3章程序编写
3.1程序编写介绍
本文运用的G代码和M代码指令的部分介绍如下:
3.1.1G代码指令:
代码名称和功能简述:
G00------快速定位
G01------直线插补
G02------顺时针方向圆弧插补
G03------逆时针方向圆弧插补
G71------切削循环加工
G90------绝对尺寸
G91------相对尺寸
G94------进给率,每分钟进给
G95------进给率,每转进给
3.1.2M代码指令:
M代码和功能简述:
M00------程序停止
M01------条件程序停止
M02------程序结束
M03------主轴正转
M04------主轴反转
M05------主轴停止
M08------冷却开
M09------冷却关
M30------程序结束并返回程序头
3.2程序编辑
程序编辑如下表格:
o0001
件1的外形加工
t0101
外圆车刀,1号刀具,1号刀补
m03s1000
主轴正转,转速1000r/mm
g00x50.z5.
循环起始点x50.z5.
g71u1.r3.
G71循环加工
g71p1q2u1.w0.5f0.3
进给0.3
n1g01x36.m08
打开切削液
z0
x42.z-3.
z-15.
x36.w-3.
z-35.
g02x46.z-40.r5.
g01x48.
n2z-60.
g00x50.m09
切削液关闭
z5.
t0202
2号刀割断刀
m03s600
g00x55.z-55.
g01x42.f0.1
x55.
w5.
x42.
x55.
z200.
t0808
8号是螺纹刀
M03s400
g00x42.z2.
g92x42.Z-20.f2.
G92螺纹循环加工
X41.5
X41.
X40.
X39.7
X39.5
X39.4
G00x50.z50.
退刀x50.z50.
M05
主轴停止
M30
程序停止并返回
o0002
t0303
镗刀
m03s600
g00x0.z5.
g71u1.r3.
G71循环加工
g71p1q2u1.W0.5f0.3
n1g01x32.
z0
x26.z-20.
x24.w-1.
x20.
w-16.25
x20.
n2z-60.
g00z50.
t0404
内割刀(刀宽4mm)
m03s800
g00x5.z5.
g01z-41.25f0.1
x34.
x5.
z50.
t0505
内割刀(刀宽1mm)
m03s600
g00x5.z5.
g01Z-36.25
X24.
X27.W-2.
x5.
z5.
t0707
内孔螺纹刀
m03s400
g00x24.z-18.f0.1
g92x24.z-37.25f3.
G92螺纹循环加工
x23.
x22.
x21.
x20.5
x20.2
x20.1
z30.
m05
M30
o0003
T0404
内割刀(刀宽4mm)
m03s600
g00x20.z5.
g01z-19.f0.2
x20.
x26.W-4.
x10.
z50.
m05
m30
o0004
t0101
外圆车刀
m03s1500
g00x40.z5.
g71u1.r3.
g71p1q2u1.w0.5f0.1
n1g01x20.
z0
x24.w-2.
z-25.
x25.75
x34.5w-20.
x36.
x38.w-1.
n2z-60.
g00x50.
t0808
外螺纹刀
m03s400
g00x24.z2.f0.2
g92x24.z-20.f2.
x23.
x22.
x21.7
x21.5
x21.4
m05
m30
o0005
t0101
外圆车刀
m03s600
g0040.z5.
g01x36.f0.2
z0
x38.z-1.
z-15.
x50.
m05
m30
第4章零件精度检测及误差分析
4.1误差分析
4.1.1误差来源分析
(1)零件在车削中产生尺寸精度超差;
(2)零件在车削中产生锥度,前后尺寸公差不一样;
(3)零件在加工完毕后,表面粗糙度不一。
外形达到表面粗糙度要求,内孔比较毛糙,达不到粗糙度要求。
4.1.2测量误差
(1)测量误差的概念
由于计量器具本身具有误差和测量条件的限制,任何测量过程都不可避免地存在误差。
测量所得的值是被测量的真值,测得值与被测得的真值之间的差异在数值上的表现为测量误差。
测量误差可以表示为绝对误差和相对误差。
(2)测量误差的来源
1)计量器具的误差
计量器具的误差是指计量器具本身在设计、制造和使用过程中造成的各项误差。
这些误差的综合反映可以用计量器具的示值精度或不正确来表示。
2)标准件误差
标准件误差是指作为标准的标准件本身的制造误差和检定误差。
3)测量方法误差
测量方法误差是指由于测量方法不完善所引起的误差。
4)测量环境误差
测量环境误差是指测量时的环境条件不符合标准条件所引起的误差。
5)人员误差
人员误差是指由于测量人员的主观因素所引起的误差。
4.2测量结果
4.2.1计量器选择依据
(1)如何选择计量器
在选择计量器具时,要综合考虑计量器具的技术指标和经济性,在保证工件性能质量的前题下还要综合考虑加工和检验的经济性。
具体考虑时要注意:
1)选择计量器具应与被测工件的外形、位置、尺寸的大小及被测参数特性相对应,是所选计量器具的测量范围能满足工件的要求。
2)选择计量器具应考虑精简的尺寸公差,使所选计量器具的测量不确定值既能保证测量要求,又符合经济性要求。
(2)本文所涉及的计量器具
1)游标卡尺2)外径千分尺3)深度尺4)内径百分表5)螺纹通规、止规6)公法线尺
4.2.2加工工件的部分重要尺寸检测结果
工件尺寸检测结果:
序
号
标准
尺寸
上偏差
下偏差
使用量具
测量结果
结果判定
1
Φ48
(件一)
0
-0.039
外径千分尺
Φ47.98
OK
2
Φ20
(件一)
+0.029
0
内径千分尺
Φ19.01
OK
3
Φ38
(件二)
0
-0.033
外径千分尺
Φ38.01
NG
4
M42x2
(件一)
螺纹环规
通规不进,止规不进
NG
5
Tr26x3
(件一)
+0.085
-0.335
公法线尺
24.52
OK
6
10
(件一)
+0.03
-0.03
游标卡尺
10.01
OK
7
60
(件一)
+0.037
-0.037
游标卡尺
59.99
OK
8
60
(件二)
+0.05
-0.05
游标卡尺
60.06
NG
9
80
(配合)
+0.05
-0.05
游标卡尺
80.04
OK
上述尺寸超差的解决方法:
(1)Φ38的外圆尺寸超差
修正方法:
修改刀补,使其达到理想值。
(2)螺纹M42x2尺寸超差
修正方法:
通规不进,止规不进。
表明其尺寸偏大,需修正螺纹牙顶宽度。
(3)60mm长度尺寸超差
修正方法:
以右端面为基准,夹住工件55mm处,利用外圆车刀对左端面进行端面切削,使其达到理想值。
4.3如何避免误差
(1)尺寸误差避免措施是:
1)要认真看清图纸,看图时要反复多看几遍.
2)量具使用前,必须仔细检查和调整零件,正确使用量具。
特别是精车时,游标卡尺和千分尺必须配合使用,以防测量时多一圈或少一圈。
3)选择刀尖倒棱,刀尖圆弧半径小的刀具,精细研磨刃口,提高刀具刚性。
(2)形位误差避免措施是:
1)分粗车、精车工序。
2)工件装夹松紧要适当,检查顶尖回转精度,及时修理或更换。
(3)粗糙度误差避免措施是:
1)应消除或防止由于车床刚性不足引起的振动,适当调整车床。
2)增加车刀刚性和正确装夹车刀,增加工件的装夹刚性,加设工件辅助支承,采用弹性刀杆,防止车削时引起振动。
3)合理选择车刀角度,适当增大前角、后角和主偏角来防止工件表面挤压现象的出现,正确刃磨车刀,刃口与刀尖要锋利。
4)选用合理的切削用量,进给量不宜太大,精车余量和切削速度应选择恰当,来提高工件表面粗糙度。
总结
实际的加工证明,在加工零件前要做好充分的准备工作,对零件图纸进行分析,确定正确的加工工艺。
熟练掌握机床操作,在加工过程中,要测量尺寸精度,形位精度,让零件在公差允许的范围内,避免不必要的误差,确保零件之间能够互相配合,这样才能加工出合格的工件。
参考文献
[1].袁锋.数控车床培训教程.[M]--北京:
机械工业出版社.2008.
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高等教育出版社。
2003.9
[3].王定勇.数控车削编程与加工.[M]--北京:
国防教育出版社。
2008.2
[4].薛彦成.公差配合与技术测量.[M]--机械工业出版社。
2005.
[5].罗学科.数控机床编程与操作实例.[M]--北京:
化学工业出版社。
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[6].焦小明.机械加工技术.[M]—北京:
机械工业出版社。
2005.7
[7].玄炳唐、宋业钧.数控设备选用指导手册.机械工业出版社.2002
致谢
感谢我的指导老师----王海燕老师。
从论文的选题、研究思路、技术路线、研究手段、论文的开题,撰文和修改等过程,无不浸透着王老师的心血和汗水。
论文所取得的成果渗透着导师的辛苦,也凝聚着导师的智慧。
在此向她表示真诚的感谢!
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