JX01300-螺紋套筒軸的車削加工工藝分析與編程設計

JX01300-螺紋套筒軸的車削加工工藝分析與編程設計,jx01300,螺紋,羅紋,套筒,車削,加工,工藝,分析,編程,設計 13 畢業(yè)論文 專 業(yè)： 院系： 學 生： 指導教師： 班 級： 學 號： 畢 業(yè) 屆： 螺紋套筒軸的車削加工工藝分析與編程設計 目 錄 1. 前言 3 2．工藝分析 4 2.1加工方案 4 2.2毛坯的選擇 4 2.3刀具的選擇 ………………………………………………………………… 5 2.4切削參數(shù) 5 2.5工藝路線 6 2.6進給路線的確定 6 2.7加工順序的確定 6 2.8切削用量的確定 8 3、加工過程中的對刀的問題 9 4、編程 10 4.1工件坐標系的確定 10 4.2程序的編制 10 致謝………………………………………………………………………………………………13 參考文獻 14 軸的車削加工工藝分析與編程設計 內(nèi)容摘要： 本論文主要闡述了典型配合零件的車削加工，包括零件的工藝分析，刀具選擇，毛坯確定、裝夾方式、夾具選擇、加工步驟，程序編制。 關鍵詞：工藝、編程、加工路線 一、前言 數(shù)控機床代表一個民族制造工業(yè)現(xiàn)代化的水平，隨著現(xiàn)代化科學技術的迅速發(fā)展，制造技術和自動化水平的高低已成為衡量一個國家或地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展水平的重要標志。當今世界各國制造業(yè)廣泛采用數(shù)控技術，以提高制造能力和水平，提高對動態(tài)多變市場的適應能力和競爭能力。此外世界上各工業(yè)發(fā)達國家還將數(shù)控技術及數(shù)控裝備列為國家的戰(zhàn)略物資，不僅采取重大措施來發(fā)展自己的數(shù)控技術及其產(chǎn)業(yè)，而且在“高精尖”數(shù)控關鍵技術和裝備方面對我國實行封鎖和限制政策?？傊?，大力發(fā)展以數(shù)控技術為核心的先進技術已成為世界各發(fā)達國家加速經(jīng)濟發(fā)展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑。 二、工藝分析 現(xiàn)就軸的零件數(shù)控車削加工工藝分析舉例。 軸零件是數(shù)控車削加工中常見的零件之一.其輪廓曲線由直線-圓弧、圓弧-圓弧、圓弧-非圓曲線以及非圓曲線等組成.加工中多采用兩軸以上聯(lián)動的數(shù)控車床,加工工藝過程也大同小異.下面以下圖所示的圖形為例,分析其數(shù)控車削加工工藝。 2.1加工方案 （1） 在普車上預鉆Ф22通孔。 （2） 在數(shù)控車床上，采用三爪定心卡盤裝卡，夾零件毛坯，伸出卡盤30 mm ，車端面，加工零件左端輪廓至Ф42×23mm 、 Ф30×17 mm、 Ф22.05×21 mm,倒角，切斷至41。設置編程原點在零件左端面的軸線上，加工程序名為O0001。 （3） 零件調(diào)頭，包銅皮夾Ф42 mm外圓，找正，車端面至總長要求。加工零件右端外輪廓至Ф36×20 mm，倒角，車螺紋。設置編程原點在零件右端面的軸線上，加工程序名為O0002。 2.2毛坯的選擇 零件材料為鋁件，毛坯ф45×45棒料。 2.3刀具的選擇 1號刀93°菱形外圓車刀。 2號刀60°內(nèi)螺紋車刀。 3號刀 鏜孔刀。 2.4切削參數(shù) 1號刀T01，主軸轉速粗車600 r/min，精車1000 r/min。 2號刀T02，主軸轉速400r/min，進給速度1.5 mm/min。 3號刀T04，主軸轉速粗鏜600 r/min，精鏜1000 r/min。 2.5工藝路線 1、粗車左端面外輪廓。 2、粗精加工ф30尺寸、螺紋內(nèi)孔尺寸。 3、精車左端外輪廓達圖要求。 4、粗車ф36外圓。 5、鏜螺紋內(nèi)孔達底孔尺寸 5、用G76螺紋復合循環(huán)加工M24×1.5內(nèi)螺紋。 6、精車ф36外圓達尺寸要求。 2.6進給路線的確定 1、確定進給路線的工作點，主要在于確定粗加工及空運行的進給路線，因精加工切削過程的進給路線基本上都是沿其零件輪廓順序加工。 2、進給路線泛指刀具從對刀點開始運動，直至返回該點并結束加工程序所進過的路線，包括切削加工的路徑及刀具的切入 切出等非切削空行程。 3、在保證加工精度的前提下，使加工程序具有最短的進給路線，不僅可以節(jié)省整個加工過程的執(zhí)行時間，還能減少一些不必要的刀具消耗及機床進給機構滑動部件的磨損等。 4、夾具的選擇 為了充分發(fā)揮數(shù)控機床的高度、高精度和自動化的效能，還應有相應的數(shù)控夾具進行配合。數(shù)控車床夾具除了使用通三爪自定心卡盤、四爪卡盤、大批量生產(chǎn)中使用于自動控制的液壓、電動及氣動等夾具外，數(shù)控車床加工中還有多種相應的夾具，他們主要分為兩大類即用于軸類工件的夾具和用于盤類工件的夾具。 2.7加工順序的確定 在分析了零件圖樣和確定了工序裝夾方式后，接下來即要確定零件的加工順序。制定零件車削加工順序遵循下列原則： （1）先粗后精 按照粗車-------半精車--------精車的順序進行，逐漸提高加工精度。粗車將在較短的時間內(nèi)將工件表面上的大部分余量切掉，一方面提高金屬切削率，另一方面滿足精車的余量均勻性要求。 （2）先近后遠 按加工部件相對于刀點的距離大小而言的。在一般情況下，離對刀點遠的部位后加工，以便縮短刀具移動的距離，減少空行程。對于車削而言，先近后遠還有利于保持壞件或半成品的剛性，改善其切削條件。 （3）內(nèi)外交加 即對有內(nèi)表面，又有外表面需加工的零件，安排加工順序時，應先進行內(nèi)外表面粗加工，后進行內(nèi)外表面精加工。切不可將零件上一部分表面加工完畢后，再加工其它表面。 加工工序表1-1 工序號 程序編號 夾具名稱 使用設備 數(shù)控系統(tǒng) 車間 001 O0001 O0002 三爪自定心卡盤 CKA6140 FANUC—Oi 工步號 工步內(nèi)容 刀具號 主軸轉速 進給量 背吃刀量 備注 程序號 1 車端面 T01 600r/mm 50mm/min 1.0mm 自動（O0001） 2 粗車左端外輪廓，留余量0.5mm T01 600r/mm 100mm/min 1.5 mm 自動（O0001） 3 粗精鏜內(nèi)輪廓 T03 粗600 r/mm精800 r/mm 50mm/min 1.5mm 自動（O0001） 4 精車外圓42達圖要求 T01 1000 r/mm 20mm/min 0.2 自動（O0001） 5 調(diào)頭，車端面至總長要求 T01 600 r/mm 50mm/r 1.0mm 自動（O0002） 6 粗車右端外輪廓，留余量0.5 mm T01 600 r/mm 100mm/min 1.5 mm 自動（O0002） 7 車內(nèi)螺紋 T02 400 r/mm 1.5mm/min 0.5 mm 自動（O0002） 8 精車 T01 800 r/mm 30mm/r 0.5 mm 自動（O0002） 2.7、切削用量的確定 數(shù)控編程時，編程人員必須確定每道工序的切削用量，并以指令的形式寫入程序中。切削用量包括主軸轉速、背吃刀量及進給速度等。對于不同的加工方法，需要選用不同的切削用量。切削用量的選擇原則是：保證零件加工精度和表面粗糙度，充分發(fā)揮刀具切削性能，保證合理的刀具耐用度；并充分發(fā)揮機床的性能，最大限度提高生產(chǎn)率，降低成本。 1、主軸轉速的確定 主軸轉速應根據(jù)允許的切削速度和工件（或刀具）直徑來選擇。根據(jù)本例中零件的加工要求，考慮工件材料為鋁件，刀具材料為高建工具鋼，粗加工選擇轉速600r/min,精加工選擇800r/min車削外圓，考慮細牙螺紋切削力不大，采用400r/min來車螺紋。 2、進給速度的確定 進給速度是數(shù)控機床切削用量中的重要參數(shù)，主要根據(jù)零件的加工進度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性質(zhì)選取。最大進給速度受機床剛度和進給系統(tǒng)的性能限制。一般粗車選用較高的進給速度，以便較快去除毛坯余量，精車以考慮表面粗糙和零件精度為原則，應選擇較低的進給速度，得出下表。 粗 精 外圓 100mm/min 50mm/min 內(nèi)孔 50mm/min 25mm/min 3、背吃刀量確定 背吃刀量根據(jù)機床、工件和刀具的剛度來決定，在剛度允許的條件下，應盡可能使背吃刀量等于工件的加工余量(除去精車量)，這樣可以減少走刀次數(shù)，提高生產(chǎn)效率。為了保證加工表面質(zhì)量，可留少量精加工余量，一般0.2-0.4mm。本例中，背吃刀量的選擇大致為 粗 精 外圓 1.5-2(mm) 0.2-0.4(mm) 內(nèi)孔 1-1.5(mm) 0.1-0.3(mm) 螺紋 隨進刀次數(shù)依次減少 總之，切削用量的具體數(shù)值應根據(jù)機床性能、相關的手冊并結合實際經(jīng)驗用類比方法確定。同時，使主軸轉速、切削深度及進給速度三者能相互適應，以形成最佳切削用量。 3、加工過程中的對刀的問題 （1）深入理解數(shù)控車床的對刀原理對于操作者保持清晰的對刀思路、熟練掌握對刀操作以及提出新的對刀方法都具有指導意義。對刀的實質(zhì)是確定隨編程而變化的工件坐標系的程序原點在唯一的機床坐標系中的位置。對刀的主要工作是獲得基準刀程序起點的機床坐標和確定非基準刀相對基準刀的刀偏置。本文作以下約定來說明試切法對刀的原理與思路：使用華中世紀星教學型車削系統(tǒng)HNC—21T（應用軟件版號為5.30）；以工件右端面中心為程序原點。 坐標系：直徑編程，程序起點H的工件坐標為（100，50）；刀架上裝四把刀：1號刀為90°外圓粗車刀、2號基準刀鏜孔刀、3號刀為60°三角螺紋刀。 （2） 基準刀按照“手動試切工件的外圓與端面，分別記錄顯示器顯示試切點A的X、Z機床坐標→推出程序原點O的機床坐標→推出程序起點H的機床坐標”的思路對刀。 （3） 由于各刀裝夾在刀架的XZ方向的伸長和位置不同，當非基準刀轉位到加工 位置時，刀尖位置B相對于A點就有偏置，原來建立的工件坐標系就不再適用了。此外，每把刀具在使用過程中還會出現(xiàn)不同程度的磨損，因此各刀的刀偏置和磨損值需要進行補償。獲得各刀刀偏置的基本原理是：各刀均對準工件上某一基準點，由于顯示機床坐標不同，因此將非基準刀在該點處的機床坐標通過人工計算或系統(tǒng)軟件計算減去基準刀在同樣點的機床坐標，就得到了各非基準刀的刀偏置。 （4）受多種原因因素的影響，手動試刀法的對刀精度十分有限，將這一階段的對刀稱為粗略對刀。為得到更加準確的結果，加工前在零件加工余量范圍內(nèi)設計簡單的自動試切程序，通過“自動試切測量→誤差補償”的思路，反復修調(diào)基準刀的程序起點位置和非基準刀的刀偏置，使程序加工指令值與實際測量值的誤差達到精度要求，將這一階段的對刀稱為精確對刀。由于保證基準刀程序起點處于精確位置是得到準確的非基準刀刀偏置的前提，因此一般修正了前者后再修正后者。 （5）試切法對刀的基礎操作流程如下：用基準刀手動試切得到對刀基準點的機床坐標→人工計算或自動獲得各非基準刀的刀偏置→基準刀處于大概的程序起點位置→基準刀反復調(diào)用試切程序，測量尺寸后，以步進后MDI方式移動刀架進行誤差補償，修正其程序起點位置→非基準刀反復調(diào)用試切程序，在原刀偏置的基礎上修正偏置→基準刀處于準確的程序起點不動（1）基準刀處于粗對刀的程序起點位置，將各非基準刀刀偏置輸入到刀偏表的相應位置。（2）調(diào)用加工的O1000程序試切。（3）測量切削軸段的直徑與長度，與指令值比較，求出誤差。（4）步進移或MDI運行誤差值，修調(diào)程序起點位置。（5）根據(jù)測量尺寸，動態(tài)修改O1000程序下劃線的指令數(shù)值并保存程序，重復步驟（2）、（3），直至基準刀程序起點被修正在精度允許范圍內(nèi)為止，記錄修正后程序起點的機床坐標并將坐標置零。（6）分別調(diào)用O1001（1、4號刀）、O1002（3號刀）程序試切，測量各段直徑фDi和長度Li（i=1,4,3）（7）按表3所示方法進行誤差補償。（8）重復步驟（6）至步驟（7），直至加工誤差在精度范圍內(nèi)，基準刀停在程序起點位置不再移動。 4、編程 4.1工件坐標系的確定 工件坐標系確定的是否合適，對編程和加工是否方便有著十分重要的影響，一般將工件坐標系的原點選擇在工件的一個重要基準點上。 4.2程序的編制 該根據(jù)標注的尺寸公差選擇準確合理的編程輪廓。在編程時一定要合理確定切削用量及對切削液的使用。 附程序設計 Z-17; X24; X22.05Z-18; Z-41; X20; N20 Z0; M03S800; G70P10Q20; G0Z100; X100; T0101; M03S1000; G0X29Z2; G1Z0F50; X39.97; X41.97Z-1; Z-23; G0X100; Z100; M30; O0001； T0101; M03S600; M08; G0X47Z1; G01X20F50; Z0; X43F20; Z-23; G0X47; X100； Z100; T0303; G0X20Z0; G71U1.5R0.5; G71P10Q20U-0.5W0.5F100; N10 G1X30.015F30; X28.015Z-1; Z0F20; X21.05Z-2F50; G0Z100; X100; T0202; M03S400; G0X20Z2; G76P020060Q150R0.05; G76X23.55Z-25P1400Q800F1.5; G0X100Z100; T0101; M03S1000; G0X44Z2; G70P10Q20; G0X100Z100; M30; O0002; T0101; M03S600; G0X44Z2; G71U1.5R0.5; G71P10Q20U0.5W0.5F100; N10 G0X21; G1Z0F20; X33.97; X35.97Z-1; Z-20; X39.97; X42.97Z-22; X44; N20 G0Z2; X100Z100; T0303; M03S600; G0X20Z2; G1X24F50; 致 謝 本人在畢業(yè)課題的設計中，學習了不少的新知識，既體會到了學習的重要性，也體會到了同時了解到了知道的重要性，剛踏入社會的我感謝學校具遠瞻的規(guī)劃與教育，給予我良好的學習環(huán)境，讓我在學校之時就理論和實踐相結合，打下了堅固的理論和實踐基礎，為我們在進入工作環(huán)境創(chuàng)造了良好的基礎，并提供給我對學業(yè)及個人生涯發(fā)展的多元信息，幫助我們茁壯的成長。 感謝院系領導對我的關懷和重視，使我學得出色的專業(yè)知識，也讓我得以發(fā)揮自己的特長，感悟到人生的意義，領會到素質(zhì)拓展的重要性，也讓我找到人生的價值。 感謝三年來陪伴我們學習與生活的恩師，感謝您們對我精心的教育，感謝您們沒使我的學習變成勞作而成為一種快樂；.感謝您們讓我明白自身的價值；.感謝您們幫助我發(fā)現(xiàn)了自己的專長，而且讓我把事情做得更好。感謝您們?nèi)萑涛业娜涡耘c錯誤，不僅教會了我知識，更教會了我如何做事，如何做人。 特別感謝恩師的諄諄教導，他的悉心指導與斧正，對于論文. 架構之啟迪，及其內(nèi)容的細心斟酌與指導，倍極辛勞。 參考文獻 [1] 吳國華,金屬切削機床[第二版],北京:機械工業(yè)出版社,2001.2 [2] 余英良，數(shù)控加工編程及操作.北京:高等教育出版社，2005.1 [3] 陸劍中 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