活塞杆机械加工工艺.docx
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活塞杆机械加工工艺
目录
一、三维建模………………………………………………………….………1
二、工艺安排………………………………………………………….……… 5
1、零件图样分析…………………………………………………………… .5
2、活塞杆机械加工工艺过程卡…………………………………………… 6
3、工艺分析…………………………………………………………….……7
三、数控加工…………………………………………………………….…… 8
1 新建制造文件……………………………………………………………. 8
2设置单元模版……………………………………………………………. 8
3导入参考模型………………………………………………………….8
4新建工件…………………………………………………………….…… 8
5 粗车右端…………………………………………………………….…… 9
6精车右端/轮廓车削………………………………………………….……16
7粗车左端………………………………………………………….……19
8精车左端/轮廓车削………………………………………………….…… 22
9 车槽…………………………………………………………….……… 23
10车右端螺纹……………………………………………………….………27
11车左端螺纹…………………………………………………….………29
12车切断——凹槽车削……………………………………………….………29
13 其余加工………………………………………………………….………29
四、心得体会………………………………………………………….…………29
五、参考文献………………………………………………………….…………29
六、附录一数控代码………………………………………………………….30
1、区域车削………………………………………………………….………30
2、轮廓车削………………………………………………………….………35
3、区域车削………………………………………………………….………35
4、轮廓车削………………………………………………………….………40
5、凹槽车削………………………………………………………….………40
6、螺纹车削………………………………………………………….………41
7、螺纹车削………………………………………………………….………42
8、凹槽车削…………………………………………………………. 42
一 三维CAD实体造型
我建的模型是活塞杆,如下图所示:
技术要求
1、1:
20锥度接触面积不少于80%。
2、φ50
mm部分氮化层深度为0.2~0.3mm,硬度62~65HRC。
3、材料38CrMoALA。
图1 零件图
建模过程:
总的建模过程如下图所示
图2 模型树
1旋转1
(1)在右工具箱的“基准特征”中点击“旋转”,进入“旋转”的操作面板。
图3旋转的操作面板
(2)单击“旋转”操作面板中的“位置”/“定义”,在弹出的“草绘”对话框中选择“FRONT面”作为草绘平面,“TOP面”作为参照,单击“草绘”,进入草绘模式绘制一天中心线及如下图所示的的截面。
(3)单击“拉伸”操作面板中的“确定”的按钮,就旋转好了。
图4草绘截面
2阵列1/拉伸1
(1)拉伸
a在右工具箱的“基准特征”中点击“拉伸”,进入“拉伸”的操作面板。
图5拉伸的操作面板
b单击“拉伸”操作面板中的“位置”/“定义”,在弹出的“草绘”对话框中选择“曲面F5(旋转-1)”作为草绘平面,“TOP面”作为参照,单击“草绘”,进入草绘模式绘制一天中心线及如下图所示的的截面。
确定后退出草绘模式。
图6草绘截面
C单击“拉伸”操作面板中的“移除材料”的按钮,点击确定,就拉伸好了。
(2)阵列
a 在右工具箱的“编辑特征”中点击“阵列”,进入“阵列”的操作面板。
图7阵列的操作面板
b单击“阵列”操作面板中的选择“轴阵列”,弹出“选取基准轴、坐标系轴来定义阵列中心”,选择之前的中心轴“A-1”,设定阵列个数和角度分别为:
6﹑60°。
确定后退出阵列的控制面板。
3 倒角
a在右工具箱的“基准特征”中点击“倒角”,进入“倒角”的操作面板。
图8倒角的操作面板
b选择实体两个端面的圆,然后在“倒角”的操作面板设置倒角的“D*D”为2。
确定后退出倒角模式。
4﹑画螺纹——剪切标识668
a在上工具箱的“插入”中“螺旋扫描”点击“切口”,弹出“剪切:
螺旋扫描”和“菜单管理器”的对话框。
图9螺旋扫描对话框 图10菜单管理器对话框
b选择“常数”﹑“穿过轴”﹑“右手定则”,点击“完成”
c 弹出“设置平面-选取”,选择“TOP面”作为草绘平面,绘制如下图所示的扫描轨迹。
图11轨迹
并单击草绘工具栏上的“确定”结束扫描轨迹的绘制。
d弹出“输入节距值”,输入:
2,完成之后系统进入螺旋扫描截面绘制状态
e在扫描轨迹的起始点的上方绘制如下图所示的截面,截面的尺寸可通过查表或者计算得到,也可以执行“工具”、“关系”命令,自动计算得到,对应公式如下图所示。
单击草绘工具栏上的“确定”结束截面的绘制。
图12截面
f单击如下图所示“螺旋扫描”对话框中的“确定”,完成螺旋扫描的创建,如下图所示。
图13螺旋扫描对话框
图14螺旋扫描后的图形
5穿件另一个螺纹——剪切标识2148
由于这个螺纹和上一个螺纹的参数是一样的,只是所在的位置不一样(分别在零件的两端)。
用和上面同样的方法画出这个螺纹。
用上述的过程就能创建出零件图所示的活塞杆的三维模型。
二、工艺安排
1 零件图样分析
1)φ50
mm×770mm自身圆度公差为0.005mm。
2)左端M39×2-6g螺纹与活塞杆φ50
mm中心线的同轴度公差为φ0.05mm。
3)1:
20圆锥面轴心线与活塞杆φ50
mm中心线的同轴度公差为φ0.02mm。
4)1:
20圆锥面自身圆跳动公差为0.005mm。
5)1:
20圆锥面涂色检查,接触面积不小于80%。
6)φ50
mm×770mm表面渗氮,渗氮层深度0.2~0.3mm,表面硬度62~65HRC。
材料38CrMoALA是常用的渗氮处理用钢。
2活塞杆机械加工工艺过程卡(表1)
表1 活塞杆机械加工工艺过程卡
工序号
工序名称
工序内容
工艺装备
1
下料
棒料φ80mm×760mm
锯床
2
锻造
自由锻成φ60mm×1150mm
3
热处理
退火
4
划线
划两端中心孔线
5
钳工
钻两端中心孔B2.5
6
粗车
夹一端,顶尖顶另一端,粗车一端,留的余量1
数控机床
7
精车
和粗车一样的轮廓精车,
数控机床
9
粗车
倒装,夹一端,中心架支承另一端,粗车,留的余量1
数控机床
10
精车
和粗车一样的轮廓精车,
数控机床
11
车槽
车削活塞杆上的两个退刀槽
数控机床
12
车右螺纹
两顶尖装夹工作,车右端螺纹M39×2-6g,
数控机床
13
车左螺纹
倒头两顶尖装夹工作,车左端螺纹M39×2-6g,
数控机床
14
车切断
切断
数控机床
15
半精磨
两顶尖装夹工件,半精磨φ50
mm×770mm,留精磨量0.05mm
M1432
16
半精磨
两顶尖装夹工件,半精磨1:
20锥度,留精磨余量0.05mm
M1432
17
热处理
渗氮处理φ50
mm×770mm,深度为0.25~0.35mm,渗氮时,工件应垂直吊挂,防止工件变形,另外螺纹部分和六方部分均应安装保护套
18
铣
铣六方至图样尺寸41mm×41mm
X53K、分度头
19
精磨
两顶尖装夹工作,精磨φ50
mm×770mm,至图样尺寸
M1432
20
精磨
两顶尖装夹工作,精磨1:
20锥度至图样尺寸
M1432
21
检验
按图样检验各部尺寸
22
入库
涂油包装入库
3工艺分析
1)活塞杆在正常使用中,承受交变载荷作用,φ50
mm×770mm处有密封装置往复摩擦其表面,所以该处要求硬度高又耐磨。
活塞杆采用38CrMoALA材料,φ50
mm×770mm部分经过调质处理和表面渗氮后,芯部硬度为28~32HRC,表面渗氮层深度0.2~0.3mm,表面硬度为62~65HRC。
这样使活塞杆既有一定的韧性,又具有较好的耐磨性。
2)活塞杆结构比较简单,但长径比很大,属于细长轴类零件,刚性较差,为了保证加工精度,在车削时要粗车、精车分开,而且粗、精车一律使用跟刀架,以减少加工时工件的变形,在加工两端螺纹时要使用中心架。
3)在选择定位基准时,为了保证零件同轴度公差及各部分的相互位置精度,所有的加工工序均采用两中心孔定位,符合基准统一原则。
4)磨削外圆表面时,工件易产生让刀、弹性变形,影响活塞杆的精度。
因此,在加工时应修研中心孔,并保证中心孔的清洁,中心孔与顶尖间松紧程度要适宜,并保证良好的润滑。
砂轮一般选择:
磨料白刚玉(WA),粒度60#,硬度中软或中、陶瓷结合剂,另外砂轮宽度应选窄些,以减小径向磨削力,加工时注意磨削用量的选择,尤其磨削深度要小。
5)在磨削φ50
mm×770mm外圆和1:
20锥度时,两道工序必须分开进行。
在磨削1:
20锥度时,要先磨削试件,检查试件合格后才能正式磨削工件。
1:
20圆锥面的检查,是用标准的1:
20环规涂色检查,其接触面应不少于80%。
6)为了保证活塞杆加工精度的稳定性,在加工的全过程中不允许人工校直。
7)渗氮处理时,螺纹部分等应采取保护装置进行保护。
4、参数
1)粗车外圆切削用量
(1)刀具的选择由文献【2】中表2-3查得,车外圆表面选择主偏角为75°的车刀,又由【3】中表1.3得出选用硬质合金车刀,刀杆尺寸为B215;H=25mm×25mm。
刀尖半径rB=0.5~1.0mm,加工时采用0.75mm的刀尖半径。
(2)切削用量由【2】中表2-4查得数控车床车外圆,ap=1.5mm时,切削进给量f=0.55~0.65mm/r,取f=0.6mm/r;v=70~90m/min,则n=1000v/∏l=
=418r/min。
2)半精车外圆切削用量
(1)刀具的选择由【4】中表2-3查得,车外圆表面选择主偏角为7576;的车刀,又由【3】中表1.3得出选用硬质合金车刀,刀杆尺寸为B×H=25mm×25mm。
刀尖半径rB=0.5~1.0mm,加工时采用0.5mm的刀尖半径。
(2)切削用量由【2】中表2-4查得数控车床车外圆,ap=0.6mm时,切削进给量f=0.13~0.18mm/r,取f=0.15mm/r;v=100~130m/min,则n=
=
=750r/min。
3) 车螺纹切削用量
(1)刀具的选择由【2】中表2-5查得,车螺纹选择主偏角为75176;的车刀,又由【3】中表1.3得出选用硬质合金车刀,刀杆尺寸为B×H=25mm×25mm。
刀尖半径rB=0.5~1.0mm,加工时采用0.5mm的刀尖半径。
(2)切削用量由【2】中表2-4查得数控车床车螺纹,切削进给量次数由【3】中表1.17得走刀次数为i=3,由表1.18得第一次进给0.5mm,最后一次进给0.013mm,v=60~90m/min,又有n≤1200/2-80=520r/min,取n=500r/min。
4)切槽切削用量
(1)刀具的选择由【2】中表2-3查得,车削槽选择主偏角为90176;的切槽刀,又由【3】中表1.3得出选用硬质合金车刀,刀杆尺寸为B×H=25mm×;25mm。
刀尖半径rB=0.2~0.5mm,刀宽4mm,加工时采用0.3mm的刀尖半径。
(2)切削用量由【2】中表2-4查得数控车床切槽,切削进给量f=0.13~0.16mm/r,取f=0.13mm/r;v=100~130m/min,则n=
=
=750r/min。
三、数控加工
1 新建制造文件
运行proe5.0应用程序,进入proe5.0的主界面,选择“文件”、“设置工作目录”命令,以便将文件保存在指定的目录中(D:
\proe5.0\chexue)。
选择“文件”、“新建”命令,打开“新建”对话框,
在左侧的“类型”选项区中选中“制造”单选按钮,在右侧的“子类型”选项中选中“NC组件”单选按钮,修改文件的名称或者使用缺省的名字。
2、设置单元模版
点击“新建”的“确定”按钮,弹出如下图所示的“新文件选项”对话框,选择“mmns_mfg_nc”。
3导入参考模型/
在左工具栏中选择“装配参考模型”,选择“缺省”放置,点击
按钮完成。
4新建工件
单击“制造”、“制造模型”、“创建”、“工件”选项,系统提示输入零件的名称如下图所示,单击“确定”,在菜单管理器中显示“实体选项”菜单,单击“旋转”、“实体”、“完成”选项,弹出如下图所示的操控面板。
单击“放置”按钮,在单击“定义”按钮,弹出如下图所示的的“草绘”对话框,选取TOP面作为草绘平面,单击“草绘”按钮进入草绘界面。
草绘如下图所示的截面,单击“确定”按钮,然后单击“完成/返回”选项,完成之后如图所示。
图15输入零件名
图1-16旋转对话框
图17 草绘对话框
图18草绘截面
图19 草会后的实体
5 粗车右端
1)操作设置
单击菜单管理器中的“步骤”、“操作”选项,打开“操作设置”窗口,如图所示。
图20 操作设置的对话框
(1)操作名称
使用缺省的操作名称OP010
(2)NC机床
单击“NC机床”后面的按钮,打开“机床设置”窗口,如图所示。
把“机床类型”改为车床,其他的选项暂不设定,单击“确定”按钮返回“操作设置”窗口。
图21 机床设置对话框
(3)夹具设置
如下图所示
图22夹具设置对话框
(4)加工零点
建立一个坐标系ASC0,选择坐标系ASC0为机床零点。
(5)退刀曲面设置
根据如下图所示的设置设定参数。
图23退刀设置对话框
(6)加工轮廓
在右侧的工具栏中选择“车削轮廓”,弹出如下图所示的操作面板,单击“放置”、“定义”,选择TOP面为草绘平面,草绘如下图所示的截面。
单击“确定”完成草绘。
返回“车削轮廓”的控制面板,之后单击“
”,完成车削轮廓的建立。
图24车削轮廓的操控面板
图25草绘截面
(7)区域车削
1)在菜单栏中的“步骤”中选择“区域车削”,就会弹出“菜单管理器”、“序列设置”,依次选中“刀具”、“参数”、“坐标系”、“刀具运动”复选框,在单击“完成”选项,如下图所示。
图26菜单管理器对话框
2)弹出如下如所示的“刀具设定”的对话框,按如下图所示的参数设定刀具,单击“应用”,之后单击“确定”。
图27刀具设定对话框
3)弹出如下图所示的“编辑序列参数‘cu’”,各项参数设定。
图28编辑序列参数对话框
切削进给:
250.8
允许粗加工胚件:
1
允许Z胚件:
1
主轴速率:
418
单击“确定”按钮。
4)弹出“定制”对话框,如下图所示,单击“定制”对话框中的“插入”按钮,系统自动弹出“区域车削切削”对话框,选择之前创建的车削轮廓,设置起点方向为“x正方向”,选择终点方向为“无”,完成七点和终点方向的设置。
图29刀具运动对话框
图30 区域车削切削对话框
5)播放演示
完成序列设置完成之后,在“菜单管理器”中选择“播放路径”,点击“计算CL”,单击“屏幕演示”,就会弹出如下图所示的“播放路径”的对话框,单击“向前播放”即可演示轨迹路径。
图31菜单管理器的对话框
图32播放路径
6)输出NC代码
在如图所示的“播放路径”对话框中,选择“文件”、“另存为MCN”,就会弹出如下图所示的“后处理器选项”的对话框,选中“后处理器选项”的对话框的“同时保存CL文件后处理器选项”,单击“后处理器选项”的对话框中的“输出”。
设置代码文件的存放位置。
图33后处理器的对话框
经过自动处理之后,就会弹出如下图所示的“菜单管理器”,单击“菜单管理器”中的“UNCX01.P11”
7)查看数控代码
在之前设置的位置找到“Tap”文件,这个就是数控代码所在的文件,用记事本打开。
6 精车右端——轮廓车削
1)在菜单栏中的“步骤”中选择“轮廓车削”,就会弹出“菜单管理器”、“序列设置”,依次选中“刀具”、“参数”、“坐标系”、“刀具运动”复选框,在单击“完成”选项,如下图所示。
图34 菜单管理器的对话框
2)弹出如下如所示的“刀具设定”的对话框,按如下图所示的参数设定刀具,单击“应用”,之后单击“确定”。
图35刀具设定的对话框
3)弹出如下图所示的“编辑序列参数‘jing’”,各项参数设定。
图36编辑序列参数的对话框
切削进给:
112.5
主轴速率:
750
单击“确定”按钮。
4)弹出“定制”对话框,如下图所示,单击“定制”对话框中的“插入”按钮,系统自动弹出“区域车削切削”对话框,选择之前创建的车削轮廓,设置起点方向为“x正方向”,选择终点方向为“无”,完成七点和终点方向的设置。
图37 刀具运动的对话框
图38 区域车削切削的对话框
8)播放演示
完成序列设置完成之后,在“菜单管理器”中选择“播放路径”,点击“计算CL”,单击“屏幕演示”,就会弹出如下图所示的“播放路径”的对话框,单击“向前播放”即可演示轨迹路径。
图39菜单管理器的对话框
图40播放路径
7粗车左端
1)操作设置
单击菜单管理器中的“步骤”、“操作”选项,打开“操作设置”窗口,如图所示。
点击“文件”下面的
。
图41操作设置的对话框
(1)操作名称
使用缺省的操作名称OP020
(2)NC机床
单击“NC机床”后面的按钮,打开“机床设置”窗口,如图所示。
把“机床类型”改为车床,其他的选项暂不设定,单击“确定”按钮返回“操作设置”窗口。
(3)夹具设置
和之前的夹具设计的一样的。
(4)加工零点
建立一个坐标系ASC1,选择坐标系ASC1为机床零点。
(5)退刀曲面设置
根据如下图所示的设置设定参数。
2)加工轮廓
在右侧的工具栏中选择“车削轮廓”,弹出如下图所示的操作面板,单击“放置”、“定义”,选择TOP面为草绘平面,草绘如下图所示的截面。
单击“确定”完成草绘。
返回“车削轮廓”的控制面板,之后单击“
”,完成车削轮廓的建立。
图42车削轮廓的操控面板
图43草绘轨迹
3)区域车削
(1)在菜单栏中的“步骤”中选择“区域车削”,就会弹出“菜单管理器”、“序列设置”,依次选中“刀具”、“参数”、“坐标系”、“刀具运动”复选框,在单击“完成”选项,如下图所示。
(2)弹出如下如所示的“刀具设定”的对话框,按如下图所示的参数设定刀具,单击“应用”,之后单击“确定”。
图44刀具设定的对话框
(3)弹出如下图所示的“编辑序列参数‘jing’”,各项参数设定。
切削进给:
250.8
允许粗加工胚件:
1
允许Z胚件:
1
主轴速率:
418
单击“确定”按钮。
(4)弹出“定制”对话框,如下图所示,单击“定制”对话框中的“插入”按钮,系统自动弹出“区域车削切削”对话框,选择之前创建的车削轮廓,设置起点方向为“x正方向”,选择终点方向为“无”,完成七点和终点方向的设置。
图45刀具运动的对话框
(5)播放演示
完成序列设置完成之后,在“菜单管理器”中选择“播放路径”,点击“计算CL”,单击“屏幕演示”,就会弹出如下图所示的“播放路径”的对话框,单击“向前播放”即可演示轨迹路径。
图46播放路径
8 精车左端——轮廓车削
1)在菜单栏中的“步骤”中选择“轮廓车削”,就会弹出“菜单管理器”、“序列设置”,依次选中“刀具”、“参数”、“坐标系”、“刀具运动”复选框,在单击“完成”选项,如下图所示。
2)弹出如下如所示的“刀具设定”的对话框,按如下图所示的参数设定刀具,单击“应用”,之后单击“确定”。
3)弹出如下图所示的“编辑序列参数‘jing’”,各项参数设定。
切削进给:
112.5
主轴速率:
750
单击“确定”按钮。
4)弹出“定制”对话框,如下图所示,单击“定制”对话框中的“插入”按钮,系统自动弹出“区域车削切削”对话框,选择之前创建的车削轮廓,设置起点方向为“x正方向”,选择终点方向为“无”,完成七点和终点方向的设置。
图47 刀具运动的对话框
5)播放演示
完成序列设置完成之后,在“菜单管理器”中选择“播放路径”,点击“计算CL”,单击“屏幕演示”,就会弹出如下图所示的“播放路径”的对话框,单击“向前播放”即可演示轨迹路径。
图48播放路径
9 车槽
1)、操作设置
单击菜单管理器中的“步骤”、“操作”选项,打开“操作设置”窗口,如图所示。
点击“文件”下面的
。
图49 操作设置的对话框
(1)操作名称
使用缺省的操作名称OP030
(2)NC机床
单击“NC机床”后面的按钮,打开“机床设置”窗口,如图所示。
把“机床类型”改为车床,其他的选项暂不设定,单击“确定”按钮返回“操作设置”窗口。
(3)夹具设置
和之前的一样。
(4)加工零点
建立一个坐标系ASC1,选择坐标系ASC1为机床零点。
(5)退刀曲面设置
和之前的一样。
2)加工轮廓
在右侧的工具栏中选择“车削轮廓”,弹出如下图所示的操作面板,单击“放置”、“定义”,选择TOP面为草绘平面,草绘如下图所示的截面。
单击“确定”完成草绘。
返回“车削轮廓”的控制面板,之后单击“
”,完成车削轮廓的建立。
图50车削轮廓的操控面板
图51车削轮廓
3)加工轮廓
在右侧的工具栏中选择“车削轮廓”,弹出如下图所示的操作面板,单击“放置”、“定义”,选择TOP面为草绘平面,草绘如下图所示的截面。
单击“确定”完成草绘。
返回“车削轮廓”的控制面板,之后单击“
”,完成车削轮廓的建立。
图52车削轮廓的操控面板
图53 车削轮廓
4)凹槽车削
(1)在菜单栏中的“步骤”中选择“凹槽车削”,就会弹出“菜单管理器”、“序列设置
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