轴套类零件数控车加工工艺分析与编程

I轴套类零件数控车加工工艺分析与编程轴类零件数控车加工工艺分析与编程[摘要]本课题贯穿本专业所学到的议论知识与实践操作技术，从分析设计到计算操作得到成品，同时本次选题提供了自主学习，自主选择，自主完成的机会。设计有实践性，综合性，探索性，应用性等特点，本次选题的目的是数控专业教学体系中构成数控技术专业知识及专业技能的重要组成部分，是运用数控机床实际操作的一次综合练习。传统的回转体工件设计是应用系统方法分析和研究产品生产的问题和需求。回转体类的数控加工设计理论已经不拘泥于系统的理论基础，开始强调产品,尺寸精度，工艺严格性，从而更加有利于学生了解数控编程及，操作的创新精神和实践能力。关键词：数控技术，工艺分析，加工设计，精度分析，数控编程2第1章绪论1.1课题背景及意义数控技术是制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础；数控技术的应用是提高制造业的产品质量和劳动生产率必不可少的重要手段；数控机床是国防工业现代化的重要战略装备，是关系到国家战略地位和体现国家综合国力水平的重要标志。专家们预言:二十一世纪机械制造业的竞争，其实质是数控技术的竞争。加入世贸组织后，中国正在逐步变成“世界制造中心”。为了增强竞争能力，中国制造业开始广泛使用先进的数控技术。普通车床靠齿轮和普通丝杠螺母传动。由于各运动副间存在间隙，加上手工操作不准确，因此重复精度较低。普通车床测量时需停车后手工测量，测量误差较大，而且效率低下。适合批量较小，精度要求不高，零活类零件。它投资较数控低，但对工人的操作技能要求较高，因此工资水平高。低水平工人的废品率和生产率会让你头疼。数控车床靠步进电机带动滚珠丝杠传动，由于滚珠丝杠可以有过盈量，传动无间隙，精度主要靠机床本身和程序保证。在加工过程中可以自动测量，并能自动补偿刀具磨损及其他原因产生的误差。所以加工质量好，精度稳定。还可以用编程的方法车出形状复杂，普通车床难以加工的零件。适合精度高，批量大，形状复杂的零件。但小批量生产也很好用。数控机床作为机电一体化的典型产品,在机械制造业中发挥着巨大的作用,很好的解决了现代机械制造中结构复杂，精密，批量小,多变零件的加工问题,且能稳定产品的加工质量,大幅度提高生产效率，由于高技术水平的人才越来越缺，现在新上的企业多采用数控，以提高生产率和产品质量，降低废品率。而数控车床主要是加工回转体零件，典型的加工表面不外乎外圆柱、外圆锥、螺纹、圆弧面、切槽等。要实现数控加工，编程是关键。本课题就外圆、切槽、螺纹的加工的工艺分析和加工方法进行分析，虽然只对一例数控车床加工零件的进行了分析，但它具有一定的代表性。由于数控车床可以加工普通车床无法加工的复杂曲面，加工精度高，质量容易保证，发展前景十分广阔，因此掌握数控车床的加工编程技术尤为重要。3学生下厂生产实习，深入生产第一线进行观察和调查研究，获取必须的感性知识和使学生叫全面地了解机械制造厂的生产组织及生产过程，了解和掌握本专业基础的生产实际知识，巩固和加深已学过的理论知识，并为后续专业课的教学，课程设计，毕业设计打下基础。1：在实习期间，通过对典型零件机械加工工艺的分析，以及零件加工过程中所用的机床，夹具量具等工艺装备，把理论知识和盛传实践相结合起来，北洋我们的考察，分析和解决问题的工作能力。2：通过实习，广泛接触工人和听工人技术人员的专题报告，学习他们的好生产经验，技术革新和科研成果，学习他们在四化建设中的贡献精神。3：通过参观有关工厂，掌握一台机器从毛坯到产品的整个生产过程，组织管理，设备选择和车间布置等方面的知识，扩大知识面。4：通过记实习日记，写实习报告，锻炼与培养我们的观察，分析问题以及搜集和整理技术资料等方面的能力。4第2章轴套类零件的工艺分析2.1数控车的工艺分析数控车床加工的工艺与普通车床的加工工艺类似，但由于数控车床是一次装夹，连续自动加工完成。零件加工图如下：图3-1零件图2.1.1合理选择切削用量对于高效率的金属切削加工来说，被加工材料、切削工具、切削条件是三大要素。这些决定着加工时间、刀具寿命和加工质量。经济有效的加工方式必然是合理的选择了切削条件。切削条件的三要素：切削速度、进给量和切深直接引起5刀具的损伤。伴随着切削速度的提高，刀尖温度会上升，会产生机械的、化学的、热的磨损。切削速度提高20%，刀具寿命会减少1/2进给条件与刀具后面磨损关系在极小的范围内产生。但进给量大，切削温度上升，后面磨损大。它比切削速度对刀具的影响小。切深对刀具的影响虽然没有切削速度和进给量大，但在微小切深切削时，被切削材料产生硬化层，同样会影响刀具的寿命。用户要根据被加工的材料、硬度、切削状态、材料种类、进给量、切深等选择使用的切削速度。最适合的加工条件的选定是在这些因素的基础上选定的。有规则的、稳定的磨损达到寿命才是理想的条件。然而，在实际作业中，刀具寿命的选择与刀具磨损、被加工尺寸变化、表面质量、切削噪声、加工热量等有关。在确定加工条件时，需要根据实际情况进行研究。对于不锈钢和耐热合金等难加工材料来说，可以采用冷却剂或选用刚性好的刀刃。2.2合理选择刀具1)为了保证加工的同轴度在车外圆时要对毛坯先进行少量的切削，确保能更好的装夹。粗车时，要选强度高、耐用度好的刀具，以便满足粗车时大背吃刀量、大进给量的要求。所选的刀具有螺纹刀、切槽刀、45°端面车刀、￠18麻花钻、内孔车刀。2)精车时，要选精度高、耐用度好的刀具，以保证加工精度的要求。3)为减少换刀时间和方便对刀，应尽量采用机夹刀和机夹刀片。2.3普通螺纹的尺寸分析数控车床对普通螺纹的加工需要一系列尺寸，普通螺纹加工所需的尺寸计算分析主要包括以下两个方面：1、螺纹加工前工件直径考虑螺纹加工牙型的膨胀量，螺纹加工前工件直径D/d－0.1P，即螺纹大径减0.1螺距，一般根据材料变形能力小取比螺纹大径小0.1到0.5。2、螺纹加工进刀量螺纹加进刀量可以参考螺纹底径，即螺纹刀最终进刀位置。螺纹小径为：大径－２倍牙高；牙高=0.54P（P为螺距）63、螺纹加工的进刀量应不断减少，具体进刀量根据刀具及工作材料进行选择。4、螺纹加工程序格式G92X△UZ△WFL△U：螺纹切削X向终点坐标;△W：螺纹切削Z向终点坐标;L：螺距;2.4确定加工路线加工路线是指数控机床加工过程中，刀具相对零件的运动轨迹和方向。1)应能保证加工精度和表面粗糙要求；2)应尽量缩短加工路线，减少刀具空行程时间。2.5加工路线与加工余量的联系目前，在数控车床还未达到普及使用的条件下，一般应把毛坯上过多的余量，特别是含有锻、铸硬皮层的余量安排在普通车床上加工。如必须用数控车床加工时，则需注意程序的灵活安排。零件具体加工程序见附录一。7参考文献[1]方沂.数控机床编程与操作.国防工业出版社，2007.32]王公安主编.车工工艺学：中国劳动社会保障出版社,2005.6[3]覃另岭，程时甘.数控加工工艺基础，2004.7[4]邓奕、苏先辉、肖调生编著.数控加工技术.北京：清华大学出版社[5]何满才.数控编程与加工--MasterCAM9.0.人民邮电出版社，2004.4[6]王润孝，秦现生编著.机床数控原理与系统（二版）.西安：西北工业出版社，2001.3[7]吴祖育，秦鹏飞.数控机床.上海；上海科学技术出版社，2000[8]王亮得刘玉美刘祥编.《数控加工实训》东营：中国石油大学出版社，2006[9]张超英编.《数控车床》.北京化学工业出版社，2003[10]乔世民编.《机械制造基础》.北京：高等教育出版社，2003I附录1工序号工序名称零件左端加工刀具T01——外圆右偏粗车刀程序段号FANUC0i系统程序说明O0001；程序名N1G50S800限制最高转速为800r/minN2G99G97S600M03T0101;程序初始化,调T01外圆粗车刀N3M08；切削液开N4G00X46.Z2.；N5G01Z0.F0.2；N6X0.；N7X44.；N8Z-30.;N9X46.；N10G00X100.Z100.M09;快速返回参考点,切削液关N11M30;程序结束光标返回程序头工序号工序名称零件左端加工刀具T01——外圆右偏粗车刀程序段号FANUC0i系统程序说明O0002；程序名N1G50S1000限制最高转速为1000r/minN2G99G97S600M03T0101；程序初始化,调T01外圆粗车刀N3M08；切削液开IIN4G00X46.Z2.;N5G01Z0.；N6G01X0.F0.2;N7X37.;N8G02X42.Z-3.5R3.5;车R3.5圆弧；N9G01Z-10.;N10G03X42.Z-25.R10.;车R10圆弧N11G01Z-37.;N12G00X100.Z100.M09；快速返回参考点,切削液关N13M30;程序结束光标返回程序头工序号工序名称零件左端加工刀具T03----槽刀（4mm）程序段号FANUC0i系统程序说明O0003；程序名N1G50S1000限制最高转速为1000r/minN2G99G97M03S400T0303程序初始化,调T03槽刀N3M08；切削液开N4G00X45.Z-34.N5G01X32.F0.05N6X45.F0.2;N7Z-36.;N8X32.F0.05N9X45.退刀N10G00X100.Z100.;M09快速返回参考点,切削液关N11M30程序结束光标返回程序头III工序号工序名称零件右端加工刀具T01——外圆右偏粗车刀程序段号FANUC0i系统程序说明O0004；程序名N1G50S1000限制最高转速为1000r/minN2G99G97S600M03T0101程序初始化,调T01外圆粗车刀N3M08；切削液开N4G00X45.Z2.;N5G01Z0.;N6X0.;N7X32.F0.2；N8X36.Z-2.;N9Z-25.;N10G00X100.Z100.M09;快速返回参考点,切削液关N11M30;程序结束光标返回程序头工序号工序名称零件右端加工刀具T02---内孔刀程序段号FANUC0i系统程序说明O0005；程序名N1G50S1000限制最高转速为1000r/minN2G99G97S400M03T0202；程序初始化,调T02内孔刀N3M08；切削液开N4G00X0.；N5Z0.;N6G01Z-25.;N7X22.F0.05;IVN8Z-2.;N9G00X100.Z100.M09;快速返回参考点,切削液关N10M30;程序结束光标返回程序头工序号工序名称零件左端加工刀具T02——内孔刀程序段号FANUC0i系统程序说明O0003；程序名N1G50S1000限制最高转速为1000r/minN2G99G97S600M03T0202；程序初始化,调T02内孔刀N3M08；切削液开N4G00X0.；N5Z0.;N6G01Z-20.F0.2;N7X28.F0.05N8Z2.；N9G00X100.Z100M09.快速返回参考点,切削液关N10M30;程序结束光标返回程序头工序号工序名称零件右端加工刀具T04——螺纹刀程序段号FANUC0i系统程序说明O0006；程序名N1G50S800限制最高转速为800r/minN2G99G97S400M03T0404;程序初始化,调T04螺纹刀VN3M08；切削液开N4G00X38.Z5.;N5G92X35.87Z-25.F3.;车M36x3的螺纹N6X35.75;N7X35.67;N8X35.63；N9X35.61;N10G00X100.Z100.M09.；快速返回参考点,切削液关N11M30;程序结束光标返回程序头