軸零件的數控車削加工工藝及編程

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數控技術是數字程序控制數控機械實現自動工作的技術。它廣泛用于機械制造和自動化領域，較好地解決多品種、小批量和復雜零件加工以及生產過程自動化問題。軸是機械傳動中應用非常廣泛的一類機械元件,本畢業(yè)設計內容主要是詳細敘述利用數控車床來加工軸類零件。大致包含了軸零件的工藝的分析過程、軸加工中一些問題的解決方法、數控加工過程、數控編程與零件自檢過程等。設計者以嚴謹務實的認真態(tài)度進行了此次設計，但由于知識水平與實際經驗有限，時間又較為緊迫。在設計中難免會出現一些錯誤、缺點和疏漏，誠請各位評審老師給于批評和指正。二、零件圖工藝分析1、零件車削工藝分如圖所示，零件材料處理為：45鋼，調制處理HRC2636，下面對該零件進行數控車削工藝分析。零件如圖： 加工要求：以小批量生產條件編程；不準用砂布及銼刀等修飾表面；未注倒角0.545；未注公差尺寸按 GB1804-M。2、零件進行工藝分析，這是必不 可少的一步，如圖1我要對該零件進行精度分析，選擇加工方法、擬定加工方案、選擇合理的刀具、確定切削用量。該零件由螺紋、圓柱、圓錐、圓弧、槽等表面組成，其中由較嚴格直徑尺寸精度要求的如280.02mm,mm,軸線長度的精度如50.04mm，27.50.04mm，粗糙度3.2，球面mm?？煽刂魄蛎嫘螤罹?、30的錐度等要求。經上面的分析，我可以采用一下幾點工藝措施：（1）零件上由精度較高的尺寸數據如圓柱280.02mm、mm，軸向長度50.04mm、27.50.04mm，球mm，在加工時為了保證其尺寸精度應取其中間值分別取值為28mm、23.005mm長度5mm，27.5mm，球29.015mm即可。注：上述座標值是以半徑值給出的。形式如（X，Z）（2）在輪廓曲線上，有四處圓弧依次相連，既過象限又改變進給方向的輪廓曲線。為了保證其輪廓曲線的準確性，我們通過計算到端部R5mm的圓弧與直線的切點坐標為（2.922，0），與R17mm的圓弧切點坐標為（7.791，-6.136），R17與29mm的切點坐標為（11.210，-20.791），29mm與R5mm的切點為（12.271，-37.739），R5mm與23mm的切點坐標為（11.5，-40.406）。注：上述座標值是以半徑值給出的。形式如（X，Z）。（3）為便于裝夾，為了保證工件的定位準確、穩(wěn)定，夾緊方面可靠，支撐面積較大，零件的左端是螺紋，中段最大的直徑的圓柱28mm。右端是依次相連的圓弧，顯然右端都是圓弧相連不可能裝夾，所以應留在最后加工，應先裝夾毛坯加工出左端螺紋及圓柱28mm。調頭裝夾28mm的圓柱加工右端圓弧，毛坯選30120mm。三、零件的定位基準和裝夾方式1、粗基準選擇原則（1）為了保證不加工表面與加工表面之間的位置要求，應選不加工表面作粗基準。（2）合理分配各加工表面的余量，應選擇毛坯外圓作粗基準。（3）粗基準應避免重復使用。（4）選擇粗基準的表面應平整，沒有澆口、冒口或飛邊等缺陷。以便定位可靠。2、精基準選擇原則（1）基準重合原則：選擇加工表面的設計基準為定位基準；（2）基準統(tǒng)一原則，自為基準原則，互為基準原則。3、定位基準綜合上述，粗、精基準選擇原則，由于是軸類零件，在車床上只需用三抓卡盤裝夾定位，定位基準應選在零件的軸線上，以毛坯35mm的棒料的軸線和右端面作為定位基準。4、裝夾方式數控機床與普通機床一樣也要全里選擇定位基準和夾緊應力求設計、工藝與編程計算的基準統(tǒng)一，減少裝夾次數，盡可能在一次定位裝夾后，加工出全部待加工表面，避免采用占機人工調整式加工方案，以充分發(fā)揮數控機床的效能。裝夾應盡可能一次裝夾加工出全部或最多的加工表面。由零件圖可分析，我應先裝夾毛坯30mm的棒料的一端，夾緊其40mm的長度加工螺紋。一直加工到零件右端的23mm，然后將棒料卸下。裝夾28mm的圓柱表面，加工另一端的圓弧。這樣兩次裝夾即可完成零件的所有加工表面，四、工歩的劃分因為每一把刀在粗加工的背吃刀量一致，在精加工中背吃刀量相同，不易劃分工歩；這里選用加工不同的表面來劃分工序就比較容易：車削螺紋端的工歩為:90外圓車刀平端面右端面外圓車刀車削1.545的倒角，2125mm端面28mm圓柱28mm30的錐臺面2310mm切槽刀切槽51.5mm外螺紋車刀車削M211.5mm。車削圓弧端的工歩為：90外圓車刀平端面右端面外圓車刀圓弧R5mm圓弧R17mm球29mm圓弧R5mm235mm切槽刀切槽51.5mm1、確定加工順序（1）基面先行先加工基準面為后面的加工提供經基準面，所以我應線平右端面作為基準面。（2）先主后次由于所加工的表面均為重要表面，所以應按照順序從右到左依次加工M211.5mm，28mm，23mm螺紋調頭后一次加工R5mm，29mm，23mm等。（3）先粗后精 先車削去大部分的金屬余量，再進行成形切削保證零件的尺寸要求和質量要求。（4）先面后孔由于該零件沒有孔，所以在該處不做考慮。2、進給路線在數控加工中，刀具好刀位點相對于工件運動軌跡稱為加工路線。編程時，加工路線的確定原則主要有以下幾點：（1）加工路線應保證被加工零件的精度和表面粗糙度，且效率高；（2）使數值計算簡單，以減少編程工作量；（3）應使加工路線最短，這樣既可減少程序段，又可減少空行程時間。（4）確定加路線時，還要考慮工件的加工余量和機床、刀具的剛度等情況，確定一次走刀，還是多次走刀來完成所有加工表面，具體綜合上面進給線的特點再根據具體零件具體分析。第一步: 車削帶有的螺紋的一端，從右到左先粗車外形21mmm、28mm、23mm到槽50.04mm的左端面處后，精車外形路線統(tǒng)粗車一樣，再換刀切削51.5mm的槽，最后再換刀切削螺紋。第二步: 車削帶有圓弧的一端，從右到左先粗車外形R5mm、R17mm、29mm到23mm后2mm后精車外形路線同粗車一樣。最后切削50.04mm的槽。五、切削用量選擇切削用量包括主軸轉速（切削速度）、切削深度或寬度、進給速度（進給量）等。對于不同的加工方法，需選擇不同的切削用量，并應編入程序單內。合理選擇切削用量的原則是：粗加工是，一般以提高生產率為主，但也考慮經濟性和加工成本；精加工進，應在保證加工質量的前提下，兼顧切削效率、經濟性加工成本。具體數值應根據機床說明書、切削用量手冊，并結合經驗而定。1、背吃刀量的選擇零件輪廓粗車循環(huán)時選ap=2mm，精加工時選ap=0.2mm，螺紋粗車時選ap=0.4mm，逐刀減少粗車4次后，精車時選ap=0.1mm。這里粗車ap值、精車ap值都是金屬切削與刀具實用技術一書。2、主軸轉速的選擇粗車直線和圓弧時n=800r/min，精車時n=1500r/min，切槽時n=600r/min，切螺紋時n=300r/min，精車時選n=300r/min。粗車和精車的主軸轉速的選取都是根據平時上課所講的及前人的實踐經驗所給定的。3、進給速度的選擇粗車直線、圓弧時選F=150mm/min，精車時選F=50mm/min，切槽時選F=8mm/min，粗車螺紋時選F=100mm/min，精車時選F=50mm/min。六、程序編制程序段號程序內容程序注釋001%0001程序起始行N01T0101右端面外圓車刀N02M03S800主軸正轉N03G00X35Z3循環(huán)起點N04M08開切削液N05G71U1R2P06Q13X0.2Z0.2F150粗車輪廓N06G00X18Z3S1000快速定位N07G01Z0F50精車起點N08X21Z-1.5精車倒角N09Z-25精車21的外圓N10X28精車28的端面N11Z-38.16928的外圓表N12X23.05Z-47.530的錐面N13G01W-10E的外圓面N14G00X100退刀快速定位N15Z100退刀快速定位N16T0202換切槽刀N17G00X32Z-25快速定位N18G01X18F10切槽至18N20G04P3暫停修光N21G00X25快速定位N22W1.5快速定位N23G01X21倒角起點N24X18W-1.5倒角1.5N25G04P3暫停修光N26G00X100退刀快速定位N27Z100退刀快速定位N28T0303換外螺紋車刀N29G00X30Z3S300車螺紋循環(huán)起點N30G76C2R2E3A60X19.04Z-22K0.974U0.32V0.16Q0.5F1.5車螺紋N31G00X100Z100退刀快速定位N32M09關切削液N33M05主軸停轉N34M30程序結束并返回002%0001N01T0101右端面外圓車刀N02M03S800主軸正轉N03G00X30Z3循環(huán)起點N04M08開切削液N05G71UI1R2P06Q12E0.2F200粗車輪廓N06G00X5.844Z3S1000快速定位N07G01Z0F80精車起點N08G03X15.582Z-6.136R5精車R5的圓弧N09G02X22.420Z-20791R17精車R17的圓弧N10G03X24.542Z-37.739R14.508精車29的圓弧N11G02X23.05Z-40.406R5精車R5的圓弧N12G01Z-44E的外圓面N13G000X100退刀快速定N14Z100退刀快速定位N15T0202換切槽刀N16G00X35Z-46.5快速定位N17G01X19F10切槽至19N18G04P3暫停修光N19G00X35退刀N20Z-47.5快速定位N21G01X19切槽至19N22G04P3暫停修光N23G00X100退刀N24Z100退刀N25M09關切削液N26M05主軸停轉N27M30程序結束并返回七、零件的加工及檢驗1、模擬運行數控加工程序編制好后將其輸入數控車床，然后對刀，在將機床鎖住進行程序校驗，仔細觀察其模擬加工路線是否有干涉、過切、出錯等現象，若有應及時對程序錯誤處進行修改，修改后保存，再次調出修改后的程序進行校驗，直到程序萬無一失，沒有任何錯誤的情況下方可進行自動加工。注：這個環(huán)節(jié)是必不可少的，否則會發(fā)生打刀等損壞機床其它部件的情況，直接影響機床的加工精度及壽命，更嚴重的是存在人身安全隱患。2、零件加工裝夾好毛坯，調出編制好的程序，直接進行自動加工直至程序結束。3、精度自檢將加工好的零件卸下，用游標卡尺、千分尺對零件的尺寸精度及粗糙度進行檢測。看是否達到零件的技術要求即可。八、結束語在開始做畢業(yè)設計前，我認真閱讀了畢業(yè)設計指導書，對零件圖進行仔細的分析，從而在設計前有一個清晰的思路，也為我的設計打下了基礎，使我的開題報告能順利的完成。開題報告完成后，接著開始進行正文的撰寫，設計也就正式開始了，首先我們對零件進行了工藝分析，如毛坯尺寸大小的確定和材料的確定，選擇合適的加工方案法，擬定加工方案，選擇合適的夾具、刀具與切削用量的確定等。在工藝分析上，讓我們鞏固了在大一大二時學的機械制造、機械制圖、機械設計、公差與配合、金屬工藝CAD繪圖等專業(yè)課程，是我更好把各專業(yè)課相結合起來去完成畢業(yè)設計。隨著畢業(yè)設計做完，也將意味我的大學生活即將結束，但在這段時間里面我覺得自己是努力并快樂的。在繁忙的的日子里面，曾經為解決技術上的問題，而去翻我所學專業(yè)的書籍。經過這段時間我真正體會了很多，也感到了很多。在兩年的大學生活里，我覺得大多數人對本專業(yè)的認識還是不夠,在大二期末學院曾為我們組織了三個星期的實習，為了更深入的理解并掌握大學的專業(yè)知識，加強專業(yè)技能。我選擇的畢業(yè)設計課程是：軸類零件加工。通過次此的分析，需要對刀具的切削參數進行計算等方面的問題給予考慮，這些方面的知識都需要我們去復習以前的知識，在對以前學的知識進行初步系統(tǒng)回顧之后，大腦形成一初步的印象，各專業(yè)課之間相關聯的知識也能很好的理解，在這次畢業(yè)設計中，給我最大的體會就是熟練的操作技能來源我們平時對專業(yè)知識的掌握程度。九、致謝本篇論文在論文指導老師的精心指導下完成，讓我受益匪淺；在此感謝指導老師給我的幫助。通過三年的大學生活的學習，使我的知識更上一樓，我的其他能力得到了提升，總之是我人生的一次蛻變，讓我懂得了知識改變命運。在此我深切感謝眉山職業(yè)技術學院的領導和老師對我學習和生活上無私的幫助及關心，同時也感謝同學們給我的幫助，及指導老師對我論文的指導幫助。眉山職業(yè)技術學院的領導和老師對工作認真負責，一絲不茍的工作態(tài)度是我以后在工作中學習的榜樣。十、 參考文獻 1 馬東坡。 數控加工技術綜合技能訓練指導書 M.北京：學苑出版社，2005. 2 陳福恒 機械制造工藝學基礎山東大學出版社；2004 3 張繼世。 機械工程材料基礎 M.北京：高等教育出版社，2000.4 余良英 數控加工編程及操作 高等教育出版社；2005 5 榮瑞芳 數控加工工藝與編程 西安電子科技大學出版社；2006 6 張亮峰。機械加工工藝基礎與實習 M.北京：高等教育出版社，19997 徐茂功，桂定一。公差配合與技術測量 M.北京：機械工業(yè)出版社，20008 肖繼德，陳寧平。機床夾具設計 M.北京：機械工業(yè)出版社，2000 9 廖效果 控技術 科學技術出版社；2000 廖效果 10 上?？茖W技術出版社 金屬切削手冊M 上海市金屬切削技術協(xié)會主編。14