案例教学1轴类零件数控加工工艺Word格式.docx
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2)能运用WORD软件,编制数控工艺卡片,编写设计说明书的技能;
3)能利用各种公式计算各工艺参数的技能;
4)能通过数控加工软件,进行加工模拟并进行优化参数的能力。
三.任务重点:
“外圆加工”
第二阶段:
策划与决策:
一.工作任务分析与策划
1、图样分析
分析图样是工艺准备中的首要工作,直接影响零件加工程序的编制及加工结果。
(1)该轴,材料为45钢,总长为140mm,直径有Ф13mm、Ф11mm、Ф16mm,其中两处Ф13mm的直径尺寸有较严的尺寸精度和表面粗糙度要求,要在磨床上进行精加工。
图样中构成轮廓的几何元素完整、充分,所有加工内容明确无误,尺寸标注完整。
(2)零件加工内容分析
①外圆Ф11h7mm,长度尺寸为60mm,表面精度Ra3.2,尺寸精度为7级,表面粗糙度为Ra3.2,为中等精度要求。
②外圆Ф16h7mm,长度尺寸为17mm,表面精度Ra3.2,尺寸精度为7级,表面粗糙度为Ra3.2,为中等精度要求。
③外圆Ф13h7mm,长度尺寸为13mm,外圆Ф13h7mm,长度尺寸为50mm,表面精度Ra0.8,尺寸精度为7级,表面粗糙度为Ra0.8,为较高等精度要求。
④键槽5x10mm,表面精度为Ra6.3um。
(3)审查与分析零件图样中构成轮廓的几何元素是否充分。
由于零件设计人员在设计过程中考虑不周或被忽略,常常遇到构成零件轮廓的几何元素的条件不充分或模糊不清,所以在审查与分析零件图样时,一定要仔细认真,对该项目图样分析,图样中构成几何元素完整、充分,所有加工内容明确无误,尺寸标注清楚,给定的几何条件合理。
2、安装与定位方式分析
•本项目中,主动轴径向设计基准是中心线,是理想要素,轴类零件通常选用两端中心孔作为理想中心孔的替代,本项目零件本身无中心孔,而中心孔的增加不影响轴的正常使用,可直接打中心孔并保留。
•在数控加工中本着工序集中原则,该轴应尽量减少装夹次数,尽可能在一次装夹后,加工出全部待加工面,减少工件安装找正工件。
本项目零件是阶梯轴,且为批量生产,一次装夹完成一端加工,采用一夹一顶的装夹方式。
•零件加工坐标系的确定:
因为本项目是批量生产,编程原点应选在左端面上,以左端面或台阶做Z向零点,如图示:
图1-2主动轴零件加工Z0点设置
3、确定加工顺序及进给路线
数控车加工顺序由粗到精,进给路线由近到远的原则确定。
先从右到左进行粗车(留一定的半精车和精车余量),然后从右到左进行半精车和精车,再在铣床上铣键槽和小平面,最后用磨床磨Ф13f7外圆,使之达到所要求的尺寸精度。
该轴的加工过程:
下料→粗车(一、二)余量→热处理(调质)→精车(一、二)→铣削键槽与削边→磨削Ф13f7外圆两处→清理、检验→交货等
阶段工作项目完成考核
项目
名称
考核点及占项目分值比
建议考核方式
考核成绩
评价标准
优
良
及格
学习情境
2.1
确定主动轴数控加工工艺方案
1.根据零件图纸分析零件的图纸的正确性,总结零件工艺性和毛坯选用(20%)
教师评价+互评
根据零件图纸,分析零件的图纸的正确性准确,总结零件工艺性和毛坯选用合理性,很好总结出零件图样的信息
根据零件图纸,分析零件的图纸的正确性准确,总结零件工艺性和毛坯选用合理性,较好总结出零件图样的信息
根据零件图纸,分析零件的图纸的正确性准确,总结零件工艺性和毛坯选用合理性,基本能总结出零件图样的信息
2.根据轴类零件图能够分析出加工内容(20%)
具有可操作性,细节详细无缺陷,并有一定创新点
,具有可操作性,细节详细无明显缺陷
加工内容完整、准确,基本合理,但细节不详或有一定缺陷
3.根据轴类零件图能够分析出合理的工艺方案(30%)
工艺方案合理,具有可操作性,细节详细无缺陷,并有一定创新点
工艺方案合理,具有可操作性,细节详细无明显缺陷
工艺方案基本合理,但细节不详或有一定缺陷
4.团队协作与交流(10%)
分工明确,责任到人,交流及时,信息流畅,团队成效显著
分工明确,责任到人,交流较及时,信息流畅,团队成效良好
分工基本明确,责任到人,交流基本及时,信息较流畅,
5.项目总结报告(20%)
教师评价
格式符合标准,内容完整,有详细过程记录和分析,并能提出一些新的建议
格式符合标准,内容完整,有一定过程记录和分析
格式符合校准,内容完整
二、任务决策与技术处理
4、轴的加工机床与夹具的选择
4.1、机床的选择
1)、普通车床CA6136φ360×
50
理由:
a、轴类零件是回转体,要选用车床而不用磨床,粗加工选普车而不用数控车床。
b、回转体的尺寸为φ20属于较小尺寸
c、粗加工,直径方向的公差不要很高的精度,大概用普通车床就好!
2)、数控车床CK6136φ360×
50SINUMERIK系统IT
a、车床体完成的是回转体轴类零件的半精加工和精加工。
b、轴的回转尺寸属较小尺寸,车床规格不宜过大。
c、半精加工后,再精加工至轴要求的工序尺寸,φ110-0.018,φ13-0.016-0.034,φ160-0.018同时完成两处2X0.5的加工,机床的精度规格等满足要求!
3)、外圆磨床:
万能外圆磨MA1432Bφ320×
2000Ra0.32IT1
a、上述数控车床保证了加工零件尺寸精度,但表面粗糙度的保证,则需要磨床的进一步加工。
b、此磨床用于加工φ13-0.016-0.034两处,保证其表面粗糙度Ra0.8um
4)、铣床:
立式升降台铣床X53K400×
1700或400×
2000
用于加工(10×
5)mm,深度3mm的键槽和长度26mm的小端平面。
表1.4-1轴加工所用机床
序号
机床名称
机床型号
规格
精度
控制系统
1
卧式车床
CA6236
φ360×
750
2
数控车床
CK6136
IT6
SINUMERIK
3
万能外圆磨床
MA1432B
φ320×
Ra0.32/IT1
4
立式升降台铣床
40×
1700/400×
4.2、夹具的选择
夹具的选择不仅要满足加工细长阶梯轴各部分的需要,同时还要和所选用的机床配套起来。
1)、粗车时,选用通用夹具三爪卡盘,同样适用于数控车床CA6136:
精磨时也选用三爪卡盘。
2)、铣削加工时选用与X53K立式升降铣床配套的专用夹具:
在选用三爪卡盘做夹具的时候,还需要用顶尖来支撑装夹,从而保证细长轴的加工准确性和稳定型。
表1.4-2夹具卡片
零件名称
主动轴
工序内容
夹具名称
连接方式
粗车毛坯
三爪卡盘
标准A-2
尾座顶尖
莫氏5#
半精车,精车外圆
两处2×
0.5槽
标准
精磨两处φ13的外圆
桃子夹头/尾座顶尖
铣键槽及小端平面
V型块/尾座顶尖
X53K
5、轴的加工刀具与量具的选择
5.1、刀具的选择
a、轴类零件加工的内容主要是外圆的加工,且都须粗、精加工分开,往往还有半精加工工序。
粗车加工时,主要注重刀具的效率性能,并且在考虑IT4材料为45钢的同时,选择75°
外圆车刀,有利于减小振动;
精加工主要是满足零件的尺寸精度,选用90°
外圆车刀,适合阶梯轴的加工。
磨削加工时,选用砂轮。
B、铣削键槽和小平断面时,由于需要加工的尺寸较小,通常选用加长立铣刀。
加工2×
0.5的槽时选用宽度为2mm的割槽刀。
5.2、量具的选择
a、粗车时不要过分精确的测量尺寸,仅需采用测量范围:
0~150mm,读数0.02mm的游标卡尺。
表1.5-1轴加工量具卡片
测量工序内容
量具名称
读数值
粗车
游标卡尺
0~150mm
0.02mm
半精车
外径千分尺尺
0~25×
0.01mm
精车
0.01mm
精磨
表面粗糙度仪
300um(±
150um)
b、半精车和精车时,不仅需要上述的游标卡尺估测,还需要测量更为精确的半径千分尺:
0.01mm的测量范围和0.005mm的读数值。
C、磨销加工两处φ13的外圆时,选用SJ-201表面粗糙度仪,
其测量范围300um(±
150um),可以满足此项目中Ra0.8um的测量。
表1.5-2机夹可转位硬质合金刀片
刀具名称
刀片型号
(规格)
刀片材质
主要参数
刀面后角
刀片半径
夹紧特征
粗车刀
SNMG120404FF
硬
质
合
金
6
0.4mm
螺钉压紧
半精车刀
DNMG110404FM
8
精车刀
表1.5-3轴加工刀具卡片
加工内容及精度要求
加工方法与刀具选择
加工方法
刀具内容
类型
刀具号
打两端中心孔
钻削
φ2中心钻
A-2
T02
2×
φ13-0.016-0.034mm
Ra0.8um
75°
外圆车刀
机夹可转位
20×
20
T01
90°
T03
砂轮
φ160-0.018mm
Ra3.2um
φ110-0.018mm
5
切割
外圆割刀
整体高速钢
T04
铣键槽
铣削
键铣刀、
φ5、
T05
7
小端平面
面铣刀
φ45
T06
6、切削用量的选择
6.1、背吃刀量的选择与工序尺寸的计算
a、由课本可知,半精加工时,背吃刀量ap可取0.5~2mm,精加工
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