数控轴类零件加工工艺文档格式.docx
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数控机床的发展趋势体现在数控功能、数控伺服系统、编程方法、数控机床的检测和监控功能、自动调整和控制技术等方面的发展。
第二章零件图的加工分析
2.1、零件图的分析
2.2轴类零件一般加工要求与方法
轴类零件加工工艺规程注意点:
轴类零件中工艺规程的制订,直接关系到工件质量、劳动生产率和经济效益。
一零件可以有几种不同的加工方法,但只有某一种较合理,在制订机械加工工艺规程中,须注意以下几点。
1)粗基准选择:
有非加工表面,应选非加工表面作为粗基准。
对所有表面都需加工的铸件轴,根据加工余量最小表面找正。
且选择平整光滑表面,让开浇口处。
选牢固可靠表面为粗基准,同时,粗基准不可重复使用。
2)精基准选择:
要符合基准重合原则,尽可能选设计基准或装配基准作为定位基准。
符合基准统一原则。
尽可能在多数工序中用同一个定位基准。
尽可能使定位基准与测量基准重合。
选择精度高、安装稳定可靠表面为精基准。
工艺规程制订得是否合理,直接影响工件的质量、劳动生产率和经济效益。
一个零件可以用几种不同的加工方法制造,但在一定的条件下,只有某一种方法是较合理的。
轴类零件加工的技术要求:
尺寸精度轴类零件的主要表面常为两类,一类是与轴承的圈配合的外圆轴颈,即支承轴颈,用于确定轴的位置并支承轴,尺寸精度要求较高,通常为IT5~IT7;
另一类为与各类传动件配合的轴颈,即配合轴颈,其精度稍低,通常为IT6~IT9。
几何形状精度主要指轴颈表面、外圆锥面、锥孔等重要表面的圆度、圆柱度。
其误差一般应限制在尺寸公差围,对于精密轴,需在零件图上另行规定其几何形状精度。
该典型轴类零件长度为145mm,螺纹大径为30mm、长度为25mm,外圆锥面的锥度为20o、长度为29mm,圆弧总长为57mm、半径分别有24mm/9mm/8mm,所镗的孔直径为28mm、长度为26mm。
相互位置精度包括、外表面,重要轴面的同轴度、圆的径向跳动、重要端面对轴心线的垂直度、端面间的平行度等。
该典型轴类零件外圆相互位置精度为0.02~0.04之间,圆的径向跳动为0.02,端面与轴心线保持垂直,两端端面要保持平行。
孔的表面与外表面也应保持平行。
表面粗糙度:
轴的加工表面都有粗糙度的要求,一般根据加工的可能性和经济性来确定。
该典型轴类零件的直径为52mm的外圆、外圆锥度与孔的表面的粗糙度均为1.6,其它位置的粗糙度为3.2。
在加工该轴类零件时,需采用粗车与精车结合的方法,在粗加工零件表面轮廓时,必须保证0.5mm的精加工余量,必要时需使用刀偏表,对刀具进给时进行误差的控制,有效地减小误差,方能确定该零件在加工精度方面的各种要求。
2.3确定加工方法
加工方法的选择原则是保证加工表面的价格精度和表面粗糙度的要求,由于获得同一级精度与表面粗糙度的加工方法一般有许多因而在实际选择时,要结合零件的形状,尺寸大小和形位公差要求等全面考虑。
图上几个精度要求较高的尺寸,因其公差值较小,所以编程时没有取平均值,而取其基本尺寸。
通过以上数据分析,考虑加工的效率和加工的经济性,最理想的加工方式为车削,采用数控车床。
根据加工零件的外形和材料等条件,选用(FANUC)数控车床。
2.4工顺序的确定
制定零件加工顺序一般遵循下列原则。
机械加工顺序应遵循先基准后其它的原则,用作精基准的表面应优先加工出来,因为定位基准的表面越精细,装甲误差就越小。
先面后孔的原则:
当零件上有较大的平面可以用来作为定位基准时,先加工平面,在以平面定位加工其它表面,这样比较好装夹。
先主后次的原则:
位置精度要求较高的基准面和工件面应先加工,便于与早发现毛坯缺陷,对整个精加工而言,次要表面加工一般安排在主要表面最终精加工之前。
先粗后精的原则;
对精度要求较高的零件,加工应划分粗加工阶段和精加工阶段。
第三章设备的选择
3.1选择机床
根据分析此图形属于中等复杂图形,虽然有三维形状需要加工但利用手工编制的宏程序,同样能达到加工目的,所以本次加工的所有程序全部采用手工编制。
由于加工时需要多种刀具进行加工,下图为本次加工时所使用的机床操作面板:
第四章定位基准的选择
制定机械加工规程时定位基准选择的是否合理,将直接影响零件加工表面尺寸精度。
同时对加工顺序的安排也有重要的影响。
定位基准选择不同,工艺规程也将随之而异。
基准根据功用不同分为设计基准和工艺基准两大类。
所谓设计基准是指设计图样上采用的基准,而工艺基准则是在机械加工过程中用来确定加工表面加工后的尺寸、形状、位置的基准。
工艺基准按不同的用途分为工序基准、定位基准、测量基准和装配基准。
在此对以上几种基准分别做解释:
1工序基准:
在工序图上用来确定本工序加工表面加工后的尺寸、形状、位置的基准。
②定位基准:
在加工过程中用来定位的基准。
定位基准是工件再定位时所依据的基准,首先以毛坯的一个平面为粗基准,铣削出来一个夹持面,在以此夹持面为精基准来加工零件,零件加工完毕,在以加工后的上平面为精基准来铣下底面。
③测量基准:
测量时采用的基准。
④装配基准:
装配时用来确定零件或部件在产品中相对位置时所采用的基
4.1粗基准的选择
在选择粗基准时主要考虑两个问题:
一是保证加工面与不加工面的相对位置精度要求;
二是合理分配各加工表面的加工余量。
具体原则如下:
1)对于同时具有加工表面和不加工表面的零件,为保证不加工表面和加工表面的位置精度,应选择不加工表面为粗基准。
2)对于具有较多加工表面的工件选择粗基准时,应考虑合理分配各表面的加工余量(保证各表面都有足够的余量和选择重要表面作为粗基准)。
3)粗基准应避免重复使用。
4)选择粗基准的平面应平整,没有冒口或飞边等缺陷,以便定位稳定,粗基准的选择应从保证零件加工精度出发,同时考虑装夹方便夹具结构简单。
4.2精基准的选择
选择精基准的原则如下:
基准重合原则;
基准统一原则;
自为基准原则;
互为基准原则;
精基准的选择应保证工件定位准确、夹紧可靠、操作方便。
4.3装甲方式的选择
为了工件不致于在切削力的作用下发生位移,使其在加工过程始终保持正确的位置,需将工件压紧夹牢。
合理的选择夹紧方式十分重要,工件的装夹不仅影响加工质量,而且对生产率,加工成本与操作安全都有直接影响。
第五章编写工艺卡片
5.1数控加工工艺容的选择
在选择时,一般可按下列顺序考虑:
(1)通用机床无法加工的容应作为优先选择的容;
(2)通用机床难加工,质量也难保证的容应作为重点选择的容;
(3)通用机床加工效率低、工人手工操作劳动强度大的容,可在数控机床尚存在富裕加工能力时选择。
工艺规程是指导施工的技术文件。
一般包括以下容:
零件加工的工艺路线,各工序的具体加工容,切削用量、工时定额以与所采用的设备和工艺装备等。
工艺规程的主要容
1)产品特征,质量标准。
2)原材料、辅助原料特征与用于生产应符合的质量标准。
3)生产工艺流程。
4)主要工艺技术条件、半成品质量标准。
5)生产工艺主要工作要点。
6)主要技术经济指标和成品质量指标的检查项目与次数。
7)工艺技术指标的检查项目与次数。
8)专用器材特征与质量标准。
5.2工艺过程
在生产过程中,那些与有原材料转变为产品直接相关的过程称为工艺过程。
它包括毛坯制造、零件加工、热处理、质量检验和机器装配等。
而为保证工艺过程正常进行所需要的刀具、夹具制造,机床调整维修等则属于辅助过程。
在工艺过程中,以机械加工方法按一定顺序逐步地改变毛坯形状、尺寸、相对位置和性能等,直至成为合格零件的那部分过程称为机械加工工艺过程。
5.3加工工序的划分
数控加工工序的划分一般可按下列方法进行。
(1)刀具集中分序法就是按所用刀具划分工序,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、第三把完成它们可以完成的其它部位。
这样可减少换刀次数,压缩空程时间,减少不必要的定位误差。
(2)以加工部位分序法对于加工容很多的零件,可按其结构特点将加工部分分成几个部分,如形、外形、曲面或平面等。
一般先加工平面、定位面,后加工孔;
先加工简单的几何形状,再加工复杂的几何形状;
先加工精度较低的部位,再加工精度要求较高的部位。
(3)以粗、精加工分序法对于易发生加工变形的零件,由于粗加工后可能发生的变形而需要进行校形,故一般来说凡要进行粗、精加工的都要将工序分开。
综上所述,在划分工序时,一定要视零件的结构与工艺性,机床的功能,零件数控加工容的多少,安装次数与本单位生产组织状况灵活掌握。
另建议采用工序集中的原则还是采用工序分散的原则,要根据实际情况来确定,但一定力求合理。
而本文中的零件则需采用第二种方法,即“以加工部位分序法”,该零件由螺纹、圆锥、槽、圆弧、镗孔五部分组成,分别用不同的加工刀具,所以用这种分序法最为合适。
运用编制加工工艺过程卡与工序卡的方式来叙述本零件的加工,显得简易明了,通俗易懂,是数控加工本零件的必然要求。
5.4编制工艺过程卡
现代制造技术系
机械加工
工艺卡
产品
名称
图号
零件名称
典型轴类零件
共1页
第1页
毛坯种类
圆钢
材料牌号
45号钢
毛坯尺寸
&55mm*150mm
序号
工种
工步
工艺容
备注
工具
夹具
刀具
量具
1
下料
55x150
卡盘
游标卡尺、千分尺
2
车
床
车端面、外圆、倒角
粗车一端面、外圆、倒角
中
心
钻
卡
盘
外圆刀
3
精车一端面、外圆、倒角
4
车圆锥
粗车圆锥
外圆车刀
5
精车圆锥
6
车螺纹
粗车螺纹
螺纹刀
7
精车螺纹
8
车槽
粗车车槽
切槽刀
9
精车车槽
10
圆弧插补
粗车圆弧
尖刀
11
精车圆弧
12
镗孔
镗孔(粗车)
镗刀
13
镗孔(精车)
5.5编制加工工序卡
数控加工工序卡1
典型轴类
零件图号
夹具名称
设备名称与型号
数控车床CK6140
材料名称与牌号
硬度
HRC68
工序名称
加工螺纹
工序号
工步号
工步容
切削用量
n
f
ap
编号
粗车端面
500
0.14
1.5
T0101
游标卡尺
精车端面
800
0.04
0.1
千分尺
粗车外圆
精车外圆
倒角
0.08
1.25
T0202
0.03
数控加工工序卡2
加工圆锥
第六章刀具与冷却液的选择
6.1刀具的选择
根据数控加工中心的特点,对数控刀具提出如下要求:
1)刀具应具有高的刚性:
因为在数控加工中心上加工时无辅助装置支撑刀具,刀具的长度在满足使用要求的前提下尽可能的短。
2)重复定位精度高,同一把刀具多次装入主轴锥空时,刀具的位置应重复不变。
3)刀具相对与主轴的一个固定点的轴向和径向位置应能准确调整即刀具必须能够以快速简单的方法准确地预调到一个固定的几何尺寸。
根据不同的加工容,则需要不同规格的刀具来进行加工,该零件材料为45钢,毛坯为120×
120×
27mm而零件的实际尺寸为80×
80×
25mm余量较为充足,考虑到加工效率,接刀痕迹,走倒的重叠量,综上分析确定粗精铣平面用ф60的平面铣刀,外轮廓用ф20的键槽铣刀,凹槽用ф12键槽,再用ф12,ф12立铣刀精铣。
刀具材料硬质合金。
6.2冷却液的选择
为了降低刀具和工件的温度,不仅要减少切削热的产生,而且要改善散热条件使用切削液可以有效地降低温度还可以防止切削层金属的变形、减少切削与刀具前面的磨擦和工件与刀具的摩擦,被切削层金属的变形、切屑与刀具前面的摩擦和工件与刀具后面的摩擦要产生大量的热——切削热。
大量的切削热被工件吸收9%~30%、切屑吸收50%~80%、刀具吸收4%~10%、其余有周围介质传出,而在钻削时切削热有52%传入麻花钻。
现有冷却液分为:
水溶液、乳化液和切削油三大类。
1)由于热涨冷缩的原理,工件和刀具吸收了一部分的热量,工件和刀具产生变形最终影响加工精度。
2)如果大量的切削热传入刀具,容易使刀具损坏——造成“烧刀”的现象
为了提高加零件的刀具精度和刀具的耐用度与使用寿命,在切削加工过程中必须使用冷却液对工件和刀具进行冷却,以避免造成“烧刀”的现象和零件精度的影响。
通过查询资料选择常用的冷却液,根据表5-1进行选择。
冷却液名称
主要成份
主要作用
水溶液
水、防锈添加剂
冷却
乳化液
水、油、乳化剂
冷却、润滑、清洗
切削油
矿物油、动植物油、极压添加剂或油性
润滑
从工件材料考虑,切削铝时不得使用水溶液,考虑到冷却液作用和价格,选择乳化液可以满足要求。
从刀具材料考虑,高速钢刀具一般采用乳化液作为冷却液,其冷却效果很好。
综合以上的分析,采用合成金属加工液(Corlan9y355)效果很好。
它的主要作用:
冷却、润滑、清洗而且还有一定的防锈作用。
6.3切削液的性能
1)储存稳定性好,在机床和冷却系统使用和在仓库存储期,切削液不应产生沉淀或分层。
2)对于乳化液和合成型水基切削液,应具备良好的稳定性,不会析油,析皂,对细菌和霉菌有一定的抵抗能力,不易发臭变质,使用周期较长。
3)对人体无害,无刺激性气味,便于回收,不会污染环境。
废液经处理后能达到国家规定的工业污水排放标准。
7.1AutuCAD二维图形绘制
AutoCAD是美国Autodesk公司开发的计算机辅助设计软件,是目前工程技术人员有益的辅助设计和绘图工具,现已广泛应用于机械、电子、轻工、纺织、建筑等行业。
由于这是一门实践性很强的技术,因此成为现代机械制造技术专业应用型人才培养必须掌握的技能。
AutoCAD可用于二维和三维图形的绘制,由于各种软件的优点不一样,本软件的二维图形绘制功能比较强大,三维图形绘制就比较差一点,所以本次毕业设计主要用AutoCAD绘制了二维图形。
7.3CAXA三维实体造型
20世纪90进行了卓有成效的工作,尤其是在以PC机动性平台的软件系统。
其功能已能与国外同类软件相当,并在操作性、本地化服务方面具有优势。
CAXA制造工程师是由我国北航海尔软件研究开发的全中文、面向数控铣床和加工中心的三维CAD/CAM软件。
它基于微机平台,采用原创Windows菜单和交互方式,全中文界面,便于轻松地学习和操作。
它全面支持图标菜单、工具条、快捷键。
用户还可以以自由创建符合自己习惯的操作环境。
它既具有线架造型、曲线造型和实体造型的设计功能,又具有生成二至五轴的加工代码的功能,可用于加工具有复杂三维曲面的零件。
本毕业设计中的所有三维实体图形都是用CAXA制造工程师软件绘制的。
7.3加工程序设计
加工工序:
O2010;
G00G97S500T0101;
M03;
M08;
G00X58Z2;
G01Z-2F50;
X25;
X5;
X0;
G00X100Z100;
G00X58Z0;
G71U1R1P01Q02X0.5Z0.1F100;
M05;
M00;
G00G97S800T0101;
N01G00X58Z0;
G01X26F80;
Z-2;
G01X30W-2F70;
G01Z-35F100;
X50F70;
X52Z-36F70;
Z-53F100;
N02X41.75Z-84F70;
G00X100;
Z100;
G00G97S600T0202;
G00Z0;
X29.8;
G01Z-27F70;
X32F120;
Z0;
G92X29.2Z-27F2;
X28.8;
X28.4;
X28.2;
X28.0;
G00G97S600T0303;
G00X53Z-33;
G01X52F100;
Z-61;
X39F70;
X52F120;
Z-65;
Z-69;
G00G97S600T0101;
G00X57Z2;
G01Z-3F120;
X20F100;
X5F70;
X0F50;
G00G97S600T0404;
G00X57Z2;
G71U1R1P084Q089X0.5Z0.1F100;
G01X37.47Z2F120;
G03X35.08Z-31.38R24F100;
G02X36.46Z-44.33R9F100;
G03X35Z-57R8F100;
G01X35Z-65F120;
X42F100;
G00G97S600T0105;
G00X26Z2;
G71U1R1P10Q208X0.5Z0.1F80;
N10G00Z100;
X100;
G00X30Z3;
G01Z0;
X28Z-1;
Z-26;
Q20G01X26;
Z3;
G00
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- 数控 零件 加工 工艺