轴类零件数控加工工艺分析

摘要第1章绪论1.1设计背景1.3研究意义的一些重要行业(IT、汽车、轻工、医疗等)的发展起着越来越重要的作用，因为这些行1.4设计内容百分表的外形尺寸：外壳不大于60mm。百分表的测力应 (同一点正反向测力之差)不大于0.4N,单向行程测力变化不大于0.5N;测杆处于自由状态时，指针应处于从零位开始逆时针30°到90°之间；当转数指针指示整转数时，指针偏离整转数刻度不大于15°;测杆行程应至少超出工作行程终点0.5mm;指针尖端应盖过段刻线长度的30%—50%;指针尖端与表盘之间距离应不大于0.7mm;表第2章零件的工艺分析及规程图中所设计的零件为一复杂的轴类零件，而轴类零件又是机器中经常遇到的典型零件之一。它主要用来连接和支承传动零部件，传递扭矩和承受载荷，图示的零件也不例外。轴类零件是旋转体零件，其长度大于直径，一般由同心轴的外圆柱面、圆锥面、内孔和螺纹及相应的端面所组成。根据结构形状的不同，轴类零件可分为光轴、阶梯轴、空心轴和曲轴等，图示零件则为阶梯轴。所以，图中所示零件的用途是连接其它配合件，起的作用是支承其它传动零部件，传递扭矩和承受载荷，可用于汽车、机械等行业。十图2.1结构图如图2.1所示，此零件为结构较为复杂的不规则轴类零件，且右端最小，左端次之，中间最大，包含着曲面、内孔、螺纹及槽等一些较难加工的部分。零件的右端是一个半球面，其左边是一个螺纹台阶，再接着是一个槽。零件的左端含有一内孔，且内孔外沿倒有圆角。左端的第一个台阶上含有一个内凹圆弧面。整体上说，此零件由左向右呈中、大、小结构分布。2.3零件的表面粗糙度定义：表面粗糙度是指加工表面具有的较小间距和微小峰谷不平度。其两波峰或两波谷之间的距离(波距)很小(在1mm以下),用肉眼是难以区别的，因此它属于微观几何形状误差。表面粗糙度越小，则表面越光滑。表面粗糙度的大小，对机械零件的使用性能有很大的影响，因此，要在满足零件表面功能的前提下，合理选用表面粗糙度参数。由零件图所示可知，所示零件的表面粗糙度大部分需要控制在以内，即轮廓的算术平均偏差Ra的上限值为1.6μm。除了零件右端的半球面、螺纹及槽等要控制以外，2.4零件的尺寸精度求是相当高的，这也给此零件的加工带来了一定的难度，这就需要加工者选择合适的加工方法和熟练的加工技巧等。2.5工艺规程的定义机械加工工艺规程简称工艺规程，是规定零件加工工艺过程和操作方法等的工艺文件。它是在具体的生产条件下，将最合理或较合理的工艺过程和操作方法，按规定的形式工件加工工艺路线及所经过的车间和工段；各个工序的内容及采用的机床和工艺装备；工件的检验项目及检验方法；切削用量；工时定额及工人的技术等级等。2.6加工工序的划分3.1数控车床加工刀具及其选择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(2)机床类型(3)数控加工方案(4)工件的尺寸及外形(5)加工表面粗糙度(6)加工精度(7)3.2数控车削加工的切削用量选择3.3数控车削加工的装夹与定位2、定位基准要预先加工完毕。当有些零件需要2次装夹时，要尽可能地利用同一基3.4数控车削加工中的装刀与对刀以车削外圆(或横车)为例，当车刀刀尖高于工件轴线时，因其车削平面与基面的的位置光学对刀镜内的十字刻线交点)上。3.5数控车床的刀具补偿用T功能指定，TXXXX中前两个XX为刀具号，后两个XX为刀具补偿号，如T0202。如果刀具补偿号为00,则表示取消刀补。3.5.1刀具位置补偿到1点，对应程序段是N60G00C45X93T0200,如果刀具补偿是X=+3,Z=+4,并存入对应补偿存储器中，执行刀补后，刀具将从0点移动到2点，而不是1点，对应程序段是3.5.2刀具圆弧半径补偿编制数控车床加工程序时，车刀刀尖被看作是一个点(假想刀尖P点),但实际上为圆弧),这必将产生加工工件的形状误差。另一方面，刀尖圆弧所处位置，车刀的形状对每一个刀具补偿号对应刀具位置补偿(X和Z值)和刀具圆弧半径补偿(R和T值)4.1毛坯材料的选择材料的力学性能。根据零件的工作条件、损坏(或失效)形式，选择满足力学性能的综合上考虑，加工此零件所选用的毛坯材料为45号钢，因为45号钢为优质碳素结构理(推荐热处理温度：正火850℃,淬火840℃,回火600℃)。为120mm×φ50mm的棒状材料。综上所述，此次设计的零件毛坯材料应当是尺寸为4.2机床、刀具及冷却液的选择机床的类别(车、铣、加工中心等)、规格(行程范围)、性能(加工材料)等；数4.2.2刀具的选择卡盘(图4-3)即可完成零件的加工。4.6装夹方式和定位基准的选择4.7切削参数的确定背吃刀量ap=1.5mm。面的总加工余量(亦称毛坯余量);一般情况下，总加工余量并非一次切除，而是分在各工序余量是相邻两工序的工序尺寸之差，毛坯余量是毛坯尺寸与零件图样的设计尺寸之经验法——由一些有经验的工程技术人员或工人根据现场条件和实际经验确定加工走刀路线就是刀具在整个加工工序中的运动轨迹，它不但包括了工步的内容，也反映出工步顺序。走刀路线是编写程序的依据之一。为保证工件轮廓表面加工后的粗糙度要求，最终轮廓一次走刀完成；选择切入切出方向；确定本次设计零件加工走刀路线为：先用G71加工出零件左端外轮廓；再用G01和G02镗出零件左端的内孔；接着用G71加工出零件右端外轮廓；再接着用G01切出零件上号端面外圆刀精加工工件轮廓，4号外圆螺纹刀加工导程为3mm,螺距为1mm的三头螺图5—1长轴数控车削编程N1T0101(换一号端面刀，确定其坐标系)N2M03S500(主轴以400r/min正转)N3G00X100Z80(到程序起点或换刀点位置)N4G00X60Z5(到简单端面循环起点位置)N5G81X0Z1.5F100(简单端面循环，加工过长毛坯)N6G81X0Z0(简单端面循环加工，加工过长毛坯)N7G00X100Z80(到程序起点或换刀点位置)N8T0202(换二号外圆粗加工刀，确定其坐标系)N18Z-33(精加工螺纹外径)N19G01X30(精加工Z33处端面)N20Z-43(精加工Φ30外圆)N21G03X42Z-49R6(精加工R6圆弧)N22G01Z-53(精加工Φ42外圆)N23X36Z-65(精加工下切锥面)N24Z-73(精加工Φ36槽径)N26G01X44(精加工Z75处端面)N28Z-84(精加工φ46槽径)N29G02Z-113R25(精加工R25圆弧凹槽)N30G03X52Z-122R15(精加工R15圆弧)N31G01Z-133(精加工Φ52外圆)N34M05(主轴停)N36M03S200(主轴以200r/min正转)x中心孔Z图5-2长轴数控车削编程00016/程序编号00016NOG50x140.Z360.0;/设置丁件原点在左端面N1G30u0w0;/直接回第二参考点N2G50S1500T0101M08;/限制最N3G96S200M03;/指定恒切削速度为200N8G02X60.0z250.0R36.0;/车R36mm圆弧N10Z200.0;/车Φ60mm凹N12X98.0Z170.0;/车Φ60mmφ98间锥面N18Z30.0;/车98mm外圆面N20X102.0;/o车必100nun台阶结论[1]陈洪涛.数控加工工艺与编程[M].北京：高等教育出版社，20[5]刘雄伟.数控机床操作与编程培训教程[M].北京：机械工业