短轴-台阶轴零件的数控加工工艺设计及手动编程含三维及CAD图
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机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称螺纹轴零件名称共页第页工序号1毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数圆钢50*10511设备名称设备型号设备编号同时加工件数数车数车1夹具编号夹具名称切削液三爪卡盘皂化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量背吃刀量进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1下料锯床2序调质处理26-31HRC标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称螺纹轴零件名称共页第页工序号3毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数圆钢50*10511设备名称设备型号设备编号同时加工件数数车数车1夹具编号夹具名称切削液三爪卡盘皂化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量背吃刀量进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1平端面见光端面车刀6000.10.522粗车外圆外圆车刀8000.1123精车外圆12000.080.31标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称螺纹轴零件名称共页第页工序号3毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数圆钢50*10511设备名称设备型号设备编号同时加工件数数车数车1夹具编号夹具名称切削液三爪卡盘皂化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量背吃刀量进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1平端面见光端面车刀6000.10.522粗车外圆外圆车刀8000.1123精车外圆12000.080.31标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期XXXXX开 题 报 告题 目:台阶轴零件的数控加工工艺设计 助学中心: 专 业: 学生姓名: 许家鑫 考 号: 指导教师: 陈 熙 日 期: 毕业设计(论文)的主要内容:1、轴类零件的平面图分析;2、轴类零件立体图的绘制与分析;3、加工内容与加工工艺的研究确定;4、机床、刀具、冷却液以及切削用量等的选择;5、零件图(二维、三维)各1份;6、数控加工工艺卡片1套;7、数控加工程序单1份;8、设计说明书1份。设计(论文)的技术路线及预期目标:1、 中小批量生产,进行零件的工艺性审查零件的结构特点;主要技术要求;加工表面及其要求;零件材料的选择。2、进行毛坯的选择确定毛坯类型及制造方法;确定毛坯的形状尺寸及公差;毛坯技术要求;绘制毛坯图(二维、三维)3、选择基准;4、拟定数控加工工艺;确定各加工表面的加工顺序及加工路线;拟定加工工艺路线;5、确定数控加工余量、工序尺寸及公差;编制数控加工程序;填写加工程序单;6、选择机床及工艺设备;7、确定切削用量(背吃刀量、进给量、切削速度、主轴转速);8、填写工艺文件;填写数控加工工艺卡片;仿真加工;课题进度计划第一阶段:绘制螺纹轴零件图二维图;第二阶段:绘制螺纹轴零件图三维图第三阶段:数控加工工艺卡片第四阶段:数控加工程序单第五阶段:设计说明书1份完成课题所需条件及落实措施:数控车床加工的加工方案遵守其基准原则制定加工方案。以下是制定的是该零件的车削件的两种加工方案。方案一:下料粗车左端面精车左端粗车左端外圆精车左端外圆掉头装夹粗车右端面精车右端面粗车右端外圆精车右端外圆。方案二:下料粗车右端面精车右端粗车右端外圆精车右端外圆掉头装夹粗车左端面精车左端面粗车左端外圆精车左端外圆。为了便于加工,并使该车削件所达到的精度要求更为准确,其加工的表面质量更为高,方案二在掉头装夹后夹持刚性太差,因此原则方案一。参考文献、资料:1钱可强.机械制图.北京:高等教育出版社,2011.52 艾兴,肖诗纲.切削用量简明手册.北京:机械工业出版社,2008.83 顾京.数控加工编程与操作.北京:高等教育出版社,2008.64 赵宏立.机械加工工艺与装备.北京:人民邮电出版社,2009.25 徐茂功.公差配合与技术测量.北京:机械工业出版社,2012.126 王甫茂,李正峰.机械制造基础.北京:科学出版社,20117教务处.毕业论文(设计)指导手册.M.宜宾:宜宾职业技术学院印刷厂,2010.48陈立德.机械设计基础课程设计.北京:高等教育出版社,2012.12指导教师意见: 指导教师签字: 年 月 日毕业设计(论文)工作助学中心领导小组意见: 组长签字: 年 月 日 台阶轴零件的数控加工工艺设计摘要数控技术和装备发展趋势及对策装备工业的技术水平和现代化程度决定着整个国民经济的水平和现代化程度,数控技术及装备是发展新兴高新技术产业和尖端工业(如信息技术及其产业、生物技术及其产业、航空、航天等国防工业产业)的使能技术和最基本的装备。马克思曾经说过“各种经济时代的区别,不在于生产什么,而在于怎样生产,用什么劳动资料生产”。制造技术和装备就是人类生产活动的最基本的生产资料,而数控技术又是当今先进制造技术和装备最为核心的技术。当今世界各国制造业广泛采用数控技术,以提高制造能力和水平,提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力。关键词:数控技术、制造技术3 目录摘要II目录11.1 零件图11.2 零件工艺分析11.3工件坐标系及机床选择11.4 确定加工方法21.5 确定加工方案21.6零件的工艺性21.7 尺寸标注方法分析21.8 精度及技术要求分析31.9 轮廓几何要素要求3第2章 工艺处理42.1 装夹定位方式42.2 加工工步4第3章 工件的装夹53.1 定位基准的选择53.2定位基准选择的原则53.3确定零件的定位基准63.4装夹方式的选择63.5数控车床常用的装夹方式73.6确定合理的装夹方式7第4章 刀具及切削用量84.1选择数控刀具的原则84.2选择数控车削用刀具84.3 设置刀点和对刀点9第5章 典型轴类零件的加工105.1 轴类零件加工工艺分析105.2 切削条件的三要素115.21 确定背吃刀量125.22 确定主轴转速125.23确定进给速度145.3典型轴类零件加工工艺155.4确定切削用量165.5 加工程序与路径17第6章 结束语19致 谢20参考文献21 台阶轴零件的数控加工工艺设计摘要数控技术和装备发展趋势及对策装备工业的技术水平和现代化程度决定着整个国民经济的水平和现代化程度,数控技术及装备是发展新兴高新技术产业和尖端工业(如信息技术及其产业、生物技术及其产业、航空、航天等国防工业产业)的使能技术和最基本的装备。马克思曾经说过“各种经济时代的区别,不在于生产什么,而在于怎样生产,用什么劳动资料生产”。制造技术和装备就是人类生产活动的最基本的生产资料,而数控技术又是当今先进制造技术和装备最为核心的技术。当今世界各国制造业广泛采用数控技术,以提高制造能力和水平,提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力。关键词:数控技术、制造技术I 目录摘要I第1章 零件分析11.1 零件图11.2 零件工艺分析11.3工件坐标系及机床选择11.4 确定加工方法21.5 确定加工方案21.6零件的工艺性21.7 尺寸标注方法分析21.8 精度及技术要求分析31.9 轮廓几何要素要求3第2章 工艺处理42.1 装夹定位方式42.2 加工工步4第3章 工件的装夹43.1 定位基准的选择53.2定位基准选择的原则53.3确定零件的定位基准63.4装夹方式的选择63.5数控车床常用的装夹方式73.6确定合理的装夹方式7第4章 刀具及切削用量74.1选择数控刀具的原则84.2选择数控车削用刀具84.3 设置刀点和对刀点9第5章 典型轴类零件的加工105.1 轴类零件加工工艺分析105.2 切削条件的三要素115.21 确定背吃刀量125.22 确定主轴转速125.23确定进给速度145.3典型轴类零件加工工艺155.4确定切削用量155.5 加工程序与路径17第6章 结束语19致 谢20参考文献211 第1章 零件分析1.1 零件图1.2 零件工艺分析 该零件的视图符合国家标准的要求,位置准确,表达清楚;几何元素之间的关系准确;尺寸标注完整、清晰。零件的加工内容主要包括:端面车削,外圆车削,其中外圆车削精度要求较高,40台阶两轴肩有平行度要求,在加工过程中应主要保证行为公差要求及尺寸公差要求,零件粗糙度要求也较高,尽可能使用较高的切削速度,从而达到较高的表面粗糙度。1.3工件坐标系及机床选择零件的加工需要进行两次装夹,两次装夹所用的坐标系原点都在端面中心。在设定原点时应该注意端面留有一定余量,这样下一个零件装夹时,在运行程序后保证端面能够被切平。1.4 确定加工方法从零件图纸分析可得,零件在的主要特征属于回转体零件,十分适合车床加工。零件的加工精度较高,使用高精度的数控车床加工较为合适。1.5 确定加工方案数控车床加工的加工方案遵守其基准原则制定加工方案。以下是制定的是该零件的车削件的两种加工方案。方案一:下料粗车左端面精车左端粗车左端外圆精车左端外圆掉头装夹粗车右端面精车右端面粗车右端外圆精车右端外圆。方案二:下料粗车右端面精车右端粗车右端外圆精车右端外圆掉头装夹粗车左端面精车左端面粗车左端外圆精车左端外圆。为了便于加工,并使该车削件所达到的精度要求更为准确,其加工的表面质量更为高,方案二在掉头装夹后夹持刚性太差,因此原则方案一。1.6零件的工艺性 零件的结构工艺性是指在满足使用要求的前提下制造、维修的可行性和经济性。即所设计的零件结构应便于成形,并且成本低,效率高,它涉及面广,采此有必要对零件进行结构工艺性分析,找出技术关键,以便在拟定工艺规程时采用适当的加工措施加以保证。为了多快好省地把所设计的零件加工出来,就必须对零件的结构工艺性进行详细的分析。1.7 尺寸标注方法分析 该零件的视图符合国家标准的要求,位置准确,表达清楚;几何元素之间的关系准确;尺寸标注完整、清晰。(1)尺寸精度 螺纹轴是轴类零件的主要表面,他影响轴的回转精度及工作状态。轴颈的直径精度根据其使用要求通常为IT6-IT9,精密轴颈可达IT5(2)表面粗糙度的要求 根据零件的表面工作部位的不同,可有不同的表面粗糙度。一般情况来说相同要求的轴孔配合时,轴的表面粗糙度要比孔高一级,这主要是由于加工时孔的难度远远大于轴,设计人人员一般会提高孔的要求降低轴的要求从而方便加工。1.8 精度及技术要求分析 对被加工零件的精度及技术要求进行分析,是零件工艺分析的重要内容,只有在分析零件尺寸精度和表面粗糙度的基础上,才能正确合理地选择加工方法、装夹方式、刀具及切削用量等。精度及技术要求分析的主要内容如下: (1)分析精度及各项技术要求是否齐全、是否合理。 (2)分析本工序的数控车削加工精度能否达到图样要求,若达不到,需要采取其他措施弥补时,则应给后续工序留有余量。 (3)找出图样上有位置精度要求的表面,这些表面应在一次安装下完成。 (4)对表面粗糙度要求较高的表面,应确定用恒线速度切削。1.9 轮廓几何要素要求 在分析零件图时,要分析几何要素的给定条件是否充分。本零件图几何要素充分,总长度等于各段长度,符合轮廓几何要素要。 第2章 工艺处理2.1 装夹定位方式 机床夹具的种类很多,由于各类机床自身工作特点和结构形式各不相同,对所用夹具的结构也相应地提出了不同的要求。按所使用的机床不同,夹具又可分为:车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、磨床夹具、齿轮机床夹具和其他机床夹具等。根据夹具所采用的夹紧动力源不同,可分为:手动夹具、气动夹具、液压夹具、气液夹具、电动夹具、磁力夹具、真空夹具等。该零件在加工该零件时需要两头装夹,加工的工步也比较简单,因此为了便于在加工时对该零件进行两次装夹,所以该零件车削件加工时所用夹具为三爪卡盘。2.2 加工工步 零件的主要外形为回转体零件,主要的加工内容有轴的端面车削,外圆车削,螺纹车削,外槽车削,内槽车削,内孔车削等,零件需要采用二次装夹才能完成零件的加工,在二次装夹时我们主要考虑的是二次装夹的定位准确问题,以及对前一工序的加工面的保护是必不可少的。遵从数控加工内容的要求,下面是该零件的铣削件的螺纹轴的数控加工内容要求:(1)平端面见光;(2)粗车左端端面;(3)精车左端端面;(4)粗车零件左端外圆;(5)精车零件左端外圆;(6)粗车右端端面;(7)精车右端端面;(8)粗车零件右端外圆;(9)精车零件右端外圆; 第3章 工件的装夹3.1 定位基准的选择 在制定零件加工的工艺规程时,正确地选择工件的定位基准有着十分重要的意义。定位基准的选择分为: 粗基准选择原则(选择重要表面作为粗基准;选择不加工表面作为粗基准;选择加工余量最小的表面为粗基准;选择定位可靠、装夹方便、面积较大的表面为粗基准;粗基准在同一自由度方向上只能使用一次) 精基准选择原则(基准重合原则;基准统一原则;互为基准原则;自为基准原则;工件装夹方便、重复定位精度高)3.2定位基准选择的原则1. 粗基准的选择原则选择粗基准时,主要要求保证各加工面有足够的余量,使加工面与不加工面间的位置符合图样要求,并特别注意要尽快获得精基面。具体选择时应考虑下列原则:(1) 选择重要表面为粗基准 为保证工件上重要表面的加工余量小而均匀,则应选择该表面为粗基准。所谓重要表面一般是工件上加工精度以及表面质量要求较高的表面,如床身的导轨面,车床主轴箱的主轴孔,都是各自的重要表面。因此,加工床身和主轴箱时,应以导轨面或主轴孔为粗基准。 (2) 选择不加工表面为粗基准 为了保证加工面与不加工面间的位置要求,一般应选择不加工面为粗基准。如果工件上有多个不加工面,则应选其中与加工面位置要求较高的不加工面为粗基准,以便保证要求,使外形对称等。如图2所示的工件,毛坯孔与外圆之间偏心较大,应当选择不加工的外圆为粗基准,将工件装夹在三爪自定心卡盘中,把毛坯的同轴度误差在镗孔时切除,从而保证其壁厚均匀。(3) 选择加工余量最小的表面为粗基准 在没有要求保证重要表面加工余量均匀的情况下,如果零件上每个表面都要加工,则应选择其中加工余量最小的表面为粗基准,以避免该表面在加工时因余量不足而留下部分毛坯面,造成工件废品。(4)选择较为平整光洁、加工面积较大的表面为粗基准,以便工件定位可靠、夹紧方便。(5)粗基准在同一尺寸方向上只能使用一次 因为粗基准本身都是未经机械加工的毛坯面,其表面粗糙且精度低,若重复使用将产生较大的误差。2、精基准的选择原则(1)基准重合原则 即选用设计基准作为定位基准,以避免定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差。(2) 基准统一原则 应采用同一组基准定位加工零件上尽可能多的表面,这就是基准统一原则。这样做可以简化工艺规程的制订工作,减少夹具设计、制造工作量和成本,缩短生产准备周期;由于减少了基准转换,便于保证各加工表面的相互位置精度。例如加工轴类零件时,采用两中心孔定位加工各外圆表面,就符合基准统一原则。箱体零件采用一面两孔定位,齿轮的齿坯和齿形加工多采用齿轮的内孔及一端面为定位基准,均属于基准统一原则。3.3确定零件的定位基准先以毛坯的一个端面为基准,车削零件左端,车削至48,在二次装夹后选用此轴肩作为零件的精基准加工零件右端。3.4装夹方式的选择 数控加工的特点对夹具装夹提出了两个基本要求,一是要保证夹具的坐标方向与机床的坐标方向相对固定;二是要能保证零件与机床坐标系之间的正确尺寸关系。依据零件毛料的状态和数控机床的安装要求,应选取能保证加工质量、满足加工需要的夹具。螺纹轴属于轴类零件,该零件为单件下批量生产应选用通用夹具,夹紧棒料,有利于零件的加工,该零件属于棒料类零件,形状较简单、尺寸较小、所以只需选择三爪自定心卡盘即可。3.5数控车床常用的装夹方式数控车床的常见的装进爱方式主要包括以下几种:1) 四爪单动卡盘装夹。这种卡盘夹紧力大,但找正比较费时,使用装夹大型或形状不规则的工件。2) 三爪定心卡盘装夹。这种卡盘能自动定心,不需要花费过多时间找正,装夹效率比四爪单动卡盘高,但夹紧力没有四爪单动卡盘大,适用于装夹中小型规则工件。3) 两顶尖装夹。装夹方法比较方便,不需找正,装夹精度高。适用于装夹精度要求较高(如同轴度要求)、必须经多次装夹才能加工好的较长的工件,或工序较多的工件。4) 一夹一顶装夹。这种方法装夹工件比较安全,能承受较大的切削力,适用于装夹较重、较长的工件。 5) 芯轴装夹,此此种装夹主要针对薄壁套类零件。 3.6确定合理的装夹方式 三爪卡盘夹持毛坯一端,车削零件左端,车削至48,在二次装夹后选用此轴肩作为零件的精基准夹持零件40mm外圆加工零件右端。 第4章 刀具及切削用量4.1选择数控刀具的原则在选择刀具的类型和规格时,主要考虑以下因素的影响:(1)生产性质在这里生产性质指的是零件的批量大小,主要从加工成本上考虑对刀具选择的影响。例如在大量生产时采用特殊刀具,可能是合算的,而在单件或小批量生产时,选择标准刀具更适合一些。(2)机床类型完成该工序所用的数控机床对选择的刀具类型(钻、车刀或铣刀)的影响。在能够保证工件系统和刀具系统刚性好的条件下,允许采用高生产率的刀具,例如高速切削车刀和大进给量车刀。 (3)数控加工方案不同的数控加工方案可以采用不同类型的刀具。例如孔的加工可以用钻及扩孔钻,也可用钻和镗刀来进行加工。(4)工件的尺寸及外形工件的尺寸及外形也影响刀具类型和规格的选择,例如特型表面要采用特殊的刀具来加工。(5)加工表面粗糙度加工表面粗糙度影响刀具的结构形状和切削用量,例如毛坯粗铣加工时,可采用粗齿铣刀,精铣时最好用细齿铣刀。 (6)加工精度加工精度影响精加工刀具的类型和结构形状,例如孔的最后加工依据孔的精度可用钻、扩孔钻、铰刀或镗刀来加工。(7)工件材料工件材料将决定刀具材料和切削部分几何参数的选择,刀具材料与工件的加工精度、材料硬度等有关。4.2选择数控车削用刀具 (1)数控车具的类型、规格和精度等级应能够满足加工要求,车刀材料应与工件材料相适应。(2)切削性能好。为适应车刀在粗加工或对难加工材料的工件加工时能采用大的背吃刀量和高进给量,车刀应具有能够承受高速切削和强力切削的性能。同时,同一批车刀在切削性能和车刀寿命方面一定要稳定,以便实现按车刀使用寿命换刀或由数控系统对车刀寿命进行管理。(3)精度高。为适应数控加工的高精度和自动换刀等要求。(4)可靠性高。要保证数控加工中不会发生车刀意外损伤及潜在缺陷而影响到加工的顺利进行,要求车刀及与之组合的附件必须具有很好的可靠性及较强的适应性。(5)耐用度,及车刀的使用寿命4.3 设置刀点和对刀点在进行数控加工的编程时,往往将整个刀具浓缩视为一个点,那就是刀位点,它是在刀具上用于表现刀具位置的参照点。对刀操作就是要测定出程序起点处刀具刀位点相对机床原点以及工件原点的坐标位置。在对刀时,常用的仪器有:对刀测头、千分表或对刀瞄准仪等。对刀点可以设置在零件、夹具上或机床上面(尽可能设置在零件的设计基准或工艺基准上)。 试切端面 : 将两端面已经加工好的待加工毛坯装夹到主轴上,在工件的伸出端安装Z 轴向设定器。快移刀具接近到Z 轴向设定器,改用增量方式控制刀具工进,至到指示灯亮时停止动作,保持 Z轴 向不动,取出轴向设定器。然后在机床操作面板上调出刀具补偿菜单栏中刀偏表,在相关的试切长度填空栏中键入有关数值(当前刀具刀位点相对于程序原点的距离)。试切外圆:快速将刀具刀位点移动刀毛坯端面角附近,然后用增量方式调节 X 、Z 轴向进给至刀位点刚好切到毛坯外表面,再用MDI方式运行进行外圆车削。同时保持X轴轴向坐标不变,退出刀具。用游标卡尺测量出试切外圆直径。然后在刀偏表中键入试切直径。第5章 典型轴类零件的加工5.1 轴类零件加工工艺分析1)轴类零件加工的工艺路线分析 外圆加工的方法很多,基本加工路线可归纳为四条。 粗车半精车精车 对于一般常用材料,这是外圆表面加工采用的最主要的工艺路线。 粗车半精车粗磨精磨 对于黑色金属材料,精度要求高和表面粗糙度值要求较小、零件需要淬硬时,其后续工序只能用磨削而采用的加工路线。 粗车半精车精车金刚石车 对于有色金属,用磨削加工通常不易得到所要求的表面粗糙度,因为有色金属一般比较软,容易堵塞沙粒间的空隙,因此其最终工序多用精车和金刚石车。 粗车半精粗磨精磨光整加工 对于黑色金属材料的淬硬零件,精度要求高和表面粗糙度值要求很小,常用此加工路线。 2)典型加工工艺路线 轴类零件的主要加工表面是外圆表面,也还有常见的特特形表面,因此针对各种精度等级和表面粗糙度要求,按经济精度选择加工方法: (1)轴类零件的预加工 轴类零件的预加工是指加工的准备工序,即车削外圆之前的工艺。 校直 毛坯在制造、运输和保管过程中,常会发生弯曲变形,为保证加工余量的均匀及装夹可靠,一般冷态下在各种压力机或校值机上进行校值, (2) 轴类零件加工的定位基准和装夹 1) 以工件的中心孔定位 在轴的加工中,零件各外圆表面,锥孔、螺纹表面的同轴度,端面对旋转轴线的垂直度是其相互位置精度的主要项目,这些表面的设计基准一般都是轴的中心线,若 用两中心孔定位,符合基准重合的原则。中心孔不仅是车削时的定为基准,也是其它加工工序的定位基准和检验基准,又符合基准统一原则。当采用两中心孔定位 时,还能够最大限度地在一次装夹中加工出多个外圆和端面。 2) 以外圆和中心孔作为定位基准(一夹一顶) 用两中心孔定位虽然定心精度高,但刚性差,尤其是加工较重的工件时不够稳固,切削用量也不能太大。粗加工时,为了提高零件的刚度,可采用轴的外圆表面和一 中心孔作为定位基准来加工。这种定位方法能承受较大的切削力矩,是轴类零件最常见的一种定位方法。 3) 以两外圆表面作为定位基准 在加工空心轴的内孔时,(例如:机床上莫氏锥度的内孔加工),不能采用中心孔作为定位基准,可用轴的两外圆表面作为定位基准。当工件是机床主轴时,常以两 支撑轴颈(装配基准)为定位基准,可保证锥孔相对支撑轴颈的同轴度要求,消除基准不重合而引起的误差。 4)以带有中心孔的锥堵作为定位基准 在加工空心轴的外圆表面时,往往还采用代中心孔的锥堵或锥套心轴作为定位基准。5.2 切削条件的三要素 数控车削加工中的切削用量包括背吃刀量ap、主轴转速n或切削速度vc(用于恒线速度切削)、进给速度vf或进给量f。这些参数均应在机床给定的允许范围内选取。(1)切削用量的选择原则 粗车时,应尽量保证较高的金属切除率和必要的刀具耐用度。选择切削用量时应首先选取尽可能大的背吃刀量ap,其次根据机床动力和刚性的限制条件,选取尽可能大的进给量f,最后根据刀具耐用度要求,确定合适的切削速度vc。增大背吃刀量ap可使走刀次数减少,增大进给量f有利于断屑。(2)精车时,对加工精度和表面粗糙度要求较高,加工余量不大且较均匀。选择精车的切削用量时,应着重考虑如何保证加工质量,并在此基础土尽量提高生产率。因此,精车时应选用较小(但不能太小)的背吃刀量和进给量,并选用性能高的刀具材料和合理的几何参数,以尽可能提高切削速度。5.21 确定背吃刀量 粗加工时,除留下精加工余量外,一次走刀尽可能切除全部余量。也可分多次走刀。精加工的加工余量一般较小,可一次切除。在中等功率机床上,粗加工的背吃刀量可达810mm;半精加工的背吃刀量取0.55mm;精加工的背吃刀量取0.21.5mm。5.22 确定主轴转速切削速度vc可根据己经选定的背吃刀量、进给量及刀具耐用度进行选取。实际加工过程中,也可根据生产实践经验和查表的方法来选取。粗加工或工件材料的加工性能较差时,宜选用较低的切削速度。精加工或刀具材料、工件材料的切削性能较好时,宜选用较高的切削速度。切削速度vc确定后,可根据刀具或工件直径(D)按公式 n=l000vc/D 来确定主轴转速n(r/min)。表2-2 硬质合金刀具切削用量推荐表刀具材料工件材料粗加工精加工切削速度mm/min进给量(mm/r)被吃刀量mm切削速度mm/min)进给量(mm/r)被吃刀量mm硬质合金或涂层硬质合金碳钢2200.232600.10.4低合金钢1800.20.2332202200.10.10.4高合金钢1200.231600.10.4铸铁800.20.2331401400.10.10.4不锈钢800.221200.10.2钛合金400.30.21.51.560600.10.10.4灰铸铁1200.30.3221501500.150.150.5球墨铸铁1000.20.321201200.150.150.5铝合金 16000.21.516000.10.5 表2-3 常用切削用量推荐表工件材料加工内容背吃刀量apmm切削速度vcmmin-1进给量f/mmr-l刀具材料碳素钢b600MPa粗加工5-760800.20.4YT类粗加工2-3801200.20.4精加工2-61201500.10.2碳素钢b600MPa钻中心孔500800rmin-1W18Cr4V钻孔25300.10.2切断(宽度5mm)701100.10.2YT类铸铁HBS200粗加工50700.20.4YG类精加工701000.10.2切断(宽度5mm)50700.10.2通过图与表的结合我们最终确定:车削端面:背吃刀量ap:粗加工为5mm,精加工为0.2mm进给量f:粗加工为0.3mmr;精车0.1mmr主轴转速n=500r/min车削外圆:背吃刀量ap:粗加工为5mm,精加工为0.2mm进给量f:粗加工为0.3mmr;精车0.1mmr主轴转速n=1400r/min5.23确定进给速度 给速度的确定进给速度是数控机床切削用量中的重要参数,主要根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性质选取。最大进给速度受机床刚度和进给系统的性能限制,确定进给速度的原则:a. 当工件的质量要求能够得到保证时,为提高生产效率,可选择较高的进给速度。一般在100200mm/min范围内选取。b. 在切断、加工深孔或用高速钢刀具加工时,宜选择较低的进给速度,一般在2050mm/min,范围内选取。c. 当加工精度,表面粗糙度要求高时,进给速度应选小些,一般在2050mm/min范围内选取。d. 刀具空行程时,特别是远距离“回零”时,可以设定该机床数控系统设定的最高进给速度。 轴:切削速度的高低主要取决于被加工零件的精度,材料,刀具的材料和刀具的耐用度等因素: 式中:切削速度,单位为mm/min;刀具的直径或工件的直径,单位为mm。参数、都由实验确定,也可参考有关切削用量手册选用。车直线和圆弧轮廓时。通过查表和计算以及零件分析确定其粗车切削速度 =100mm/min,精车的切削速度=123mm/min。综上可以得出(机床有的或较接近的转速取百位近似值)详见表5-3。表5-3 切削参数表刀具格式车削背吃刀量mm进给速度mm/min主轴转速r/min外圆车刀粗车1.5100800精车0.51201300切削进给速度也可由机床操作者根据被加工工件表面的具体情况进行手动调整,以获得最佳切削状态。5.3典型轴类零件加工工艺(1) 确定加工顺序及进给路线 下料粗车左端面精车左端粗车左端外圆精车左端外圆掉头装夹粗车右端面精车右端面粗车右端外圆精车右端外圆。 (2)选择刀具 1)车端面:选用硬质合金90度外圆车刀,粗、精车用一把刀完成。 2)粗、精车外圆:(因为程序选用G71粗车循环所以粗、精车选用同一把刀)硬质合金90度放型车刀,Kr=90 度,Kr=60度;E=30度;(应为有圆弧轮廓)以防与工件轮廓发生干涉,如果有必要就用图形来检验。 (3)刀具的选择将所选定的刀具参数填入数控加工刀具卡片中(见表2)产品名称或代号 XXX 零件名称典型轴零件件图号 XX序号刀具号刀具规格名称 数量加工表面刀尖半径备注 1 T0190硬质合金偏刀 1 工件外轮廓粗车 0.52020编制审核批准 年 月 日共页 第 页台阶轴零件数控加工刀具卡5.4确定切削用量 根据被加工表面质量要求、刀具材料和工件材料,参考切削用量手册或有关资料选取切削速度与每转进给量,然后用V c =d n/1000和V f =n f,计算主轴转速与进给速度,最后根据实践经验进行修正,计算结果填入表3工序卡中。单位名称XXX产品名称或代号零件名称零件图号XXXXXXXX工序号程序编号夹具名称使用设备车间001XXX三爪卡盘CK6140数控车床数控中心工步号工步内容(尺寸单位mm)刀具号刀具规格 /mm主轴转速 /r.min进给速度 /mm.min背吃刀量 /mm备注1车左端面T0120206001001自动2粗车左外轮廓T0120208001501.5自动3精车左外轮廓T02202012001000.5自动4车右端面T0120206001001自动5粗车右外轮廓T0120208001501.5自动6精车右外轮廓T02202012001000.5自动编制审核批准年 月 日共页第 页 表 3 轴的数控加工工艺卡片 5.5 加工程序与路径 左端轮廓加工程序图 参考程序 注释O1111; 程序名N1 G40 G98 G21; 程序初始化N2 T0101 M03 S600; 调01号刀具执行01号刀补、设置主轴转速N3 G00 X52.0 Z0.0; 快速靠近工件N4 G01 X-2 F100; 车端面N5 G00 X52.0 Z2.0; 快速到达循环起点N6 G71 U1.5 R0.5;N7 G71 P8 Q15 U0.3W0 F150; 调用毛坯外圆循环,设置加工参数N8 G00 X36.974 X向进刀N9 G01 Z0; Z向进刀N10 X39.974 Z-1.5; 倒角C1.0N11 Z-35.0 精加工40mm外圆N12 X44.979; 加工端面N13 X47.979 Z-36.5; 倒角C1.5N14 Z-52.0; 加工48mm外圆N15 X51.0; X向退刀N16 G00 X100.0 Z50.0; 刀具快速退至换刀点N17 M05; 主轴停N18 M00; 程序暂停N19 T0202 S900 M03 ; 调用精车刀N20 G00 X52.0 Z2.0 刀具快速靠近工件N21 G70 P8 Q15 F100; 采用G70精车循环进行精车N22 G00 X100.0 Z50.0; 快速退至换刀点N23 M05; 主轴停N24 M30; 程序结束 左端轮廓加工程序图 右端轮廓加工程序图 参考程序 注释03011; 程序名N1 G40 ; 程序初始化N2 T0101 S600 M03; 设置刀具、主轴转速N3 G00 X51.0 Z0.0; 快速靠近工件N4 G01 X0 F100; 车端面N5 G00 X52.0 Z2.0; 快速到达循环起点N6 G71 U1.5 R0.5 ;N7 G71 P8 Q17 U0.5 W0 F150; 调用毛坯外圆循环,设置加工参数N8 G00 X26 .99; X向进刀N9 G01 Z0; Z向进刀 N10 X29.99 Z-1.5; 倒角C1.5N11 Z-39.975; 加工30mm外圆N12 X31.983; 加工端面N13 X34.983 Z-41.475; 倒角C1.5N14 Z-50.0; 加工35mm外圆N15X44.979; 加工端面N16 X47.979 Z-51.5; 倒角C1.5N17 X51.0; X向进刀N18 M05; 主轴停N19 M00; 程序暂停N20 T0202 S900 M03; 换精车刀N21 G00 X32.0 Z2.0; 快速靠近工件N22 G70 P8 Q17 F100; 采用G70进行精加工N23 G00 X100.0 Z50.0; 快速退至换刀点N24 M05; 主轴停N25 M30; 程序结束第6章 结束语2014年6月,我开始了我的毕业设计,经过长时间的整理和修改到现在毕业设计基本完成。毕业设计的完成是一个长期的过程,需要不断的进行精心设计零件,精心修改,不断地去研究各方面的文献,并且利用自己所学的知识,认真总结完成毕业设计。历经了这么久的努力,终于完成了毕业设计。通过这次的毕业设计,我拥有了无数难忘的感动和收获,让我系统地巩固了大学三年所学习的课程,对自己也是一次很好的测验。通过毕业设计的制作也让我更加了解了我院的FANUC 0i系统,铣削、加工中心和车床等数控机床。开始设计零件,分析零件的加工工艺,选择机床,选择刀具,选择毛坯,最终到编制出程序。在这个过程中我都学会了很多的知识。这次从零件的设计完成结果来看,虽然还是存在着一些问题,但是自己的很多方面还是得到了提高。在设计过程中也遇到了不少的困难,有些问题是以前从来没有接触过的,解决问题需要花大量的时间去查找各种资料,让我明白学习过程是漫长的,要多花时间多动手,并且将理论知识运用到实际的操作当中去。于是我一遍又一遍的对毕业设计修改让我都对自己越来越有信心,一次又一次的改正自己的错误,其实很多错误都是出现在细节上,正所谓细节决定成败。通过这次的毕业设计,使我对以前的所学知识进行了一次比较全面的复习,从中学到了不少课本以外的知识,也积累了一些加工的经验和技巧。但在整个零件的加工和毕业设计的完成都还存在着一定的不足,还恳请老师批评和指正。总之用一句话来形容就是:即起到了温习旧知识的作用,又起到了开拓新思维的作用。这为自己以后走向社会、走向工作岗位奠定了一定基础。致 谢这次毕业设计说明书及其零件工艺分析的完成,获得了很多人的帮助。首先要感谢我的指导老师伍倪燕老师,在毕业设计书编制及零件工艺分析过程中,给予了我精心的指导,并讲解了各项专业要领,提出了宝贵的专业意见。也要感谢曾经的科任老师张德红、廖璘志、代艳霞、王渝平、曾鹏、曾晗、白绍斌、郭超等老师,是他们教给了我毕业设计这个大题中许多有用的知识,感谢学院实验室和图书室提供的设备条件和实验场所,并且给予我们这么好的机会和大力支持。同时也感谢同学们的无私帮助。最后,当然也要感谢百忙之中抽空参加毕业答辩的评审老师们。参考文献1钱可强.机械制图.北京:高等教育出版社,2011.52 艾兴,肖诗纲.切削用量简明手册.北京:机械工业出版社,2008.83 顾京.数控加工编程与操作.北京:高等教育出版社,2008.64 赵宏立.机械加工工艺与装备.北京:人民邮电出版社,2009.25 徐茂功.公差配合与技术测量.北京:机械工业出版社,2012.126 王甫茂,李正峰.机械制造基础.北京:科学出版社,20117教务处.毕业论文(设计)指导手册.M.宜宾:宜宾职业技术学院印刷厂,2010.48陈立德.机械设计基础课程设计.北京:高等教育出版社,2012.12 致谢词本论文在陈老师的的悉心指导和严格要求下已完成。在学习和生活期间,也始终感受着老师的精心指导和无私的关怀,我受益匪浅。在此向老师表示深深的感谢和崇高的敬意。不积跬步何以至千里,本设计能够顺利地完成,也归功于老师的认真负责,使我能够很好的掌握和运用知识,并在设计中得以体现。同时我在网上也搜集了不少相关资料,才使我的毕业论文工作顺利完成。在此我要向全园的老师表示由衷地谢意。23
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