连接杆的数控车削加工工艺与编程毕业论文Word下载.docx
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第1章前言1
第2章工艺方案分析2
2.1零件图2
2.2零件图分析4
2.3确定加工方法4
2.4确定加工方案5
2.5定位基准的选择与选择原则8
2.6 装夹方式的选择8
2.7选择数控刀具和选择原则9
2.8确定切削用量10
第3章连接杆的加工12
3.1零件加工12
3.2手工编程13
第4章结束语18
第5章致谢词19
参考文献20
第1章前言
在机械加工工艺教学中,机械制造专业学生及数控技术专业学生都要学习数控车床操作技术。
让学生了解相关工种的先进技术,同时培养工作岗位的前瞻性;
在讲授数控知识的同时,必须要求学生掌握基本的机械加工工艺,增强系统意识,理解手动操作与自动操作之间的联系,真正把学生培养成为适应各种工作环境和岗位的多面手。
数控车工基础工艺理论及技能有机融合,包括夹具的使用、量具的识读和使用、刃具的刃磨及使用、基准定位等,分类叙述了车床操作、数控车床自动编程仿真操作、数控车床编程与操作的初、中级内容。
以机械加工中车工工艺学与数控车床技能训练密切结合为主线,常用量具识读及工件测量、刀具及安装、工件定位与安装、金属切削过程及精加工,较清晰地展示了数控车工必须掌握的知识和技能的训练途径。
对涉及与数控专业相关的基础知识、专业计算,都进行了有针对性的论述,目的在于塑造理论充实、技能扎实的专业技能型人才。
本文以与切削用量的选择,工件的定位装夹,加工顺序和典型零件为例,结合数控加工的特点,分别进行工艺方案分析,机床的选择,刀具加工路线的确定,数控程序的编制,最终形成可以指导生产的工艺文件。
在整个工艺过程的设计过程中,要通过分析,确定最佳的工艺方案,使得零件的加工成本最低,合理的选用定位夹紧方式,使得零件加工方便、定位精准、刚性好,合理选用刀具和切削参数,使得零件的加工在保证零件精度的情况下,加工效率最高、刀具消耗最低。
最终形成的工艺文件要完整,并能指导实际生产。
AutoCAD(AutoComputerAidedDesign)是美国Autodesk公司首次于1982年生产的自动计算机辅助设计软件,用于二维绘图、详细绘制、设计文档和基本三维设计。
现已经成为国际上广为流行的绘图工具。
AutoCAD绘图速度更快﹑精度更高,它已经在很多领域得到了广泛的应用,并取得了丰硕的成果和巨大的经济效益。
.
第2章工艺方案分析
2.1零件图
连接杆由轴图1-1和套1-3组成.其三维建模如图1-5所示,爆炸图如图1-6所示。
图2-1典型芯轴类零件图
图2-2轴建模图
图2-3套类零件图
图2-4套建模图
图2-5零件装配图
图2-6爆炸图
2.2零件图分析
连接杆轴、套表面由圆柱、顺圆弧、逆圆弧、圆锥、槽、螺纹等表面组成。
尺寸标注完整,选用毛坯一为45#钢,Φ55mm×
150mm,无热处理和硬度要求。
毛坯二为45#钢,Φ45mm×
65mm,无热处理和硬度要求。
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加工精度和表面粗糙度的要求。
由于获得同一级精度及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。
在轮廓线上,有个锥度10度坐标P1、和一处圆弧切点P2,在编程时要求出其坐标,P1(45.29,75)P2(35,56.46)。
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,考虑该零件为大批量加工,故加工设备采用数控车床。
根据加工零件的外形和材料等条件,选用CJK6032数控机床。
2.4确定加工方案
零件上比较精密表面的加工,常常是通过粗加工、半精加工和精加工逐步达到的。
对这些表面仅仅根据质量要求选择相应的最终加工方法是不够的,还应正确地确定从毛坯到最终成形的加工方案。
(1)轴零件
毛坯先夹持左端,车右端轮廓113mm处,右端加工Φ39mm、SΦ42mm、R9mm、Φ35mm、锥度为10度的外圆,Φ52mm.调头装夹已加工Φ52mm外圆,左端加工Φ25mm×
33mm、切退刀槽、加工螺纹M25mm×
1.5mm.
该典型轴加工顺序为:
预备加工---车端面---粗车右端轮廓---精车右端轮廓---切槽---工件调头---车端面---粗车左端轮廓---精车左端轮廓---切退刀槽---粗车螺纹---精车螺纹。
表2.1数控加工工艺卡(轴)
单位名称
产品名称或代号
零件名称
零件图号
典型轴
工序号
程序编号
夹具名称
使用设备
车间
001
O1111
三爪自定心卡盘
Cjk6032
数控车间
工步号
工步内容
刀具号
刀具规格
主轴转速r/min
进给速度mm/r
背吃刀量mm
备注
1
车端面
T01
45度刀
500
0.1
手动
2
粗车外轮廓
T02
90度防型刀
800
1.5
自动
3
精车外圆轮廓
0.05
0.2
4
切槽
T03
切槽刀
115
0.04
002
02222
切退刀槽
5
粗车螺纹
T04
60度外螺纹刀
70
0.4
6
精车螺纹
编制
审核
批准
年月日
共页
第页
(2)套零件
毛坯先夹持右端,钻Φ24通孔,镗孔Φ28至28mm处,车左端轮廓35mm处;
掉头夹持左端,车内螺纹至33mm处,车右端圆弧,车右端外轮廓35mm处.该套类加工顺序为:
预备加工——车端面——钻通孔——镗孔——车外轮廓——工件掉头——车内螺纹——车圆弧——车外轮廓。
表-2.2-数控加工工艺卡(套)
套
钻通孔
T05
Ф24的麻花钻
400
30
镗孔
T06
内孔镗刀
切槽车外轮廓
80
车内螺纹
T07
60°
内螺纹车刀
600
车圆弧
车外轮廓
2.5定位基准的选择与选择原则
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。
定位基准选择的好坏,不仅影响零件加工的位置精度,而且对零件各表面的加工顺序也有很大的影响。
合理选择定位基准是保证零件加工精度的前提,还能简化加工工序,提高加工效率。
以左右端大端面为定位基准。
基准重合原则。
为了避免基准不重合误差,方便编程,应选用工序基准作为定位基准,尽量使工序基准、定位基准、编程原点三者统一。
便于装夹的原则。
所选择的定位基准应能保证定位准确、可靠,定位、夹紧机构简单、易操作,敞开性好,能够加工尽可能多的表面。
便于对刀的原则。
批量加工时在工件坐标系已经确定的情况下,保证对刀的可能性和方便性。
2.6 装夹方式的选择
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,加工成本及操作安全都有直接影响。
本次设计的零件属于短轴类零件,故采用三爪自定心卡盘装夹,其安装方便﹑安装精度较高,工作效率高,使用方便。
(三爪卡盘是最常用的车床通用夹具,机床三爪卡盘最大的优点是可以自动定心,装夹迅速、方便,夹持范围大,但定心精度存在误差.不适于同轴度要求高的工件的二次装夹。
三爪卡盘常见的有机械式、液压式、电动式3种。
)在三爪自定心卡盘上装夹。
三爪自定心卡盘的三个卡爪是同步运动的,能自动定心,一般不需要找正。
该卡盘装夹工件方便、省时,但夹紧力小,适用于装夹外形规则的中、小型工件。
在两顶尖之间装夹。
对于尺寸较大或加工工序较多的轴类工件,为了保证每次装夹时的装夹精度,可用两顶尖装夹。
该装夹方式适用于多序加工或精加工。
用卡盘和顶尖装夹。
当车削质量较大的工件时要一段用卡盘夹住,另一段用后顶尖支撑。
这种方式比较安全,能承受较大的切削力,安装刚性好,轴向定位准确,应用较广泛。
用心轴装夹。
当装夹面为螺纹时再做个与之配合的螺纹进行装夹,叫心轴装夹。
这种方式比较安全,能承受较大的切削力,安装刚性好,轴向定位准确。
装夹方法:
先用三爪自定心卡盘毛坯左端,加工右端达到工件精度要求;
再工件调头,用三爪自定心卡盘毛坯右端Φ52,再加工左端达到工件精度要求
2.7选择数控刀具和选择原则
刀具寿命与切削用量有密切关系。
在制定切削用量时,应首先选择合理的刀具寿命,而合理的刀具寿命则应根据优化的目标而定。
一般分最高生产率刀具寿命和最低成本刀具寿命两种,前者根据单件工时最少的目标确定,后者根据工序成本最低的目标确定。
选择刀具寿命时可考虑如下几点根据刀具复杂程度、制造和磨刀成本来选择。
复杂和精度高的刀具寿命应选得比单刃刀具高些。
对于机夹可转位刀具,由于换刀时间短,为了充分发挥其切削性能,提高生产效率,刀具寿命可选得低些,一般取15-30min。
对于装刀、换刀和调刀比较复杂的多刀机床、组合机床与自动化加工刀具,刀具寿命应选得高些,尤应保证刀具可靠性。
车间内某一工序的生产率限制了整个车间的生产率的提高时,该工序的刀具寿命要选得低些当某工序单位时间内所分担到的全厂开支M较大时,刀具寿命也应选得低些。
大件精加工时,为保证至少完成一次走刀,避免切削时中途换刀,刀具寿命应按零件精度和表面粗糙度来确定。
与普通机床加工方法相比,数控加工对刀具提出了更高的要求,不仅需要冈牲好、精度高,而且要求尺寸稳定,耐用度高,断和排性能坛同时要求安装调整方便,这样来满足数控机床高效率的要求。
数控机床上所选用的刀具常采用适应高速切削的刀具材料(如高速钢、超细粒度硬质合金)并使用可转位刀片。
刀具究竟从什么位置开始移动到指定的位置呢?
所以在程序执行的一开始,必须确定刀具在工件坐标系下开始运动的位置,这一位置即为程序执行时刀具相对于工件运动的起点,所以称程序起始点或起刀点。
此起始点一般通过对刀来确定,所以,该点又称对刀点。
在编制程序时,要正确选择对刀点的位置。
对刀点设置原则是:
便于数值处理和简化程序编制。
易于找正并在加工过程中便于检查,引起的加工误差小。
对刀点可以设置在加工零件上,也可以设置在夹具上或机床上,为了提高零件的加工精度,对刀点应尽量设置在零件的设计基准或工艺基谁上。
实际操作机床时,可通过手工对刀操作把刀具的刀位点放到对刀点上,即“刀位点”与“对刀点”的重合。
所谓“刀位点”是指刀具的定位基准点,车刀的刀位点为刀尖或刀尖圆弧中心。
平底立铣刀是刀具轴线与刀具底面的交点。
球头铣刀是球头的球心,钻头是钻尖等。
用手动对刀操作,对刀精度较低,且效率低。
而有些工厂采用光学对刀镜、对刀仪、自动对刀装置等,以减少对刀时间,提高对刀精度。
加工过程中需要换刀时,应规定换刀点。
所谓“换刀点”是指刀架转动换刀时的位置,换刀点应设在工件或夹具的外部,以换刀时不碰工件及其它部件为准。
零件需加工处如下:
车端面:
选用硬质合金45度车刀,粗、精车用一把刀完成。
粗、精车外圆:
(因为程序选用G71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,(因为有圆弧轮廓)以防与工件轮廓发生干涉,如果有必要就用图形来检验.
车槽:
选用硬质合金车槽刀(刀长12mm,刀宽3mm)
车螺纹:
选用60度硬质合金外螺纹车刀.
钻孔:
镗孔:
车内螺纹:
表-2.3刀具卡片
序号
刀具规格名称
数量
加工表面
硬质合金端面45度车刀
粗、精车端面
硬质合金90度放型车刀
粗、精车外轮廓
左偏刀
硬质合金车槽刀
60度硬质合金外螺纹车刀
粗、精车螺纹
表-2.4-刀具卡片
钻孔
镗内孔
内螺纹
总背吃刀量去0.65P=(0.65×
1.5)mm=0.975mm.
2.8确定切削用量
数控编程时,编程人员必须确定每道工序的切削用量,并以指令的形式写人程序中。
切削用量包括主轴转速、背吃刀量及进给速度等。
对于不同的加工方法,需要选用不同的切削用量。
切削用量的选择原则是:
保证零件加工精度和表面粗糙度,充分发挥刀具切削性能,保证合理的刀具耐用度,并充分发挥机床的性能,最大限度提高生产率,降低成本。
选择切削用量
表2.5切削用量选择
主轴转速s/(r/min)
进给量f/(mm/r)
背吃刀量ap/mm
粗车外圆
800
精车外圆
为了螺纹容易配合,螺纹M25×
1.5在车削大径时,加工到直径Φ24.7mm,
第3章连接杆的加工
3.1零件加工
一、技术要求轴类零件的技术要求主要是支承轴颈和配合轴颈的径向尺寸精度和形位精度,轴向一般要求不高。
轴颈的直径公差等级通常为IT6-IT8,几何形状精度主要是圆度和圆柱度,一般要求限制在直径公差范围之内。
相互位置精度主要是同轴度和圆跳动;
保证配合轴颈对于支承轴颈的同轴度,是轴类零件位置精度的普遍要求之一。
图为特殊零件,径向和轴向公差和表面精度要求较高。
二、零件的预备加工车削之前常需要根据情况安排预备加工,内容通常有:
直--毛坯出厂时或在运输、保管过程中,或热处理时常会发生弯曲变形。
过量弯曲变形会造成加工余量不足及装夹不可靠。
因此在车削前需增加校直工序。
切断---用棒料切得所需长度的坯料。
切断可在弓形锯床、圆盘锯床和带锯上进行,也可以在普通车床切断或在冲床上用冲模冲切。
车端面和钻中心孔—对数控车削而言,通常将他们作为预备加工工序安排。
三、热处理工序铸、锻件毛坯在粗车前应根据材质和技术要求安排正火火退火处理,以消除应力,改善组织和切削性能。
性能要求较高的毛坯在粗加工后、精加工前应安排调质处理,以提高零件的综合机械性能;
对于硬度和耐磨性要求不高的零件,调质也常作为最终热处理。
相对运动的表面需在精加工前或后进行表面淬火处理或进行化学热处理,以提高其耐磨性。
四、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。
再用第二把刀、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内容很多的零件,可按其结构特点将加工部分分成几个部分,如内形、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,零件数控加工内容的多少,安装次数及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。
五、工时在加,加工顺序的安排应根据零件的结构和毛坯状况,以及定位夹紧的需要来考虑,重点是工件的刚性不被破坏。
顺序一般应按下列原则进行:
①上道工序的加工不能影响下道工序的定位与夹紧,中间穿插有通用机床加工工序的也要综合考虑。
②先进行内形内腔加工序,后进行外形加工工序。
③以相同定位、夹紧方式或同一把刀加工的工序最好连接进行,以减少重复定位次数,换刀次数与挪动压板次数。
④在同一次安装中进行的多道工序,应先安排对工件刚性破坏小的工序。
在数控车床上粗车、半精车分别用一个加工程序控制。
工件调头装夹由程序中的M00或M01指令控制程序暂停,装夹后按“循环启动”继续加工。
六、走刀路线和对刀点选择走刀路线包括切削加
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