数控车火箭模型工艺品组合件加工.doc
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1、(完整版)数控车火箭模型工艺品组合件加工项目五 火箭模型工艺品组合件加工l 项目导入本项目是火箭模型工艺品制作加工,火箭模型头部是由椭圆线所形成的内外回转曲面的薄壁件;火箭模型中部为薄壁套;火箭模型尾部为薄壁喇叭口。薄壁在此项目中占重要位置。薄壁套筒类零件是机械中常见的一种零件,它的应用范围很广,广泛应用在各工业部门。如支承旋转轴的各种形式的滑动轴承、夹具上引导刀具的导向套、内燃机气缸套、液压系统中的液压缸以及一般用途的套筒,由于其功用不同,套筒类零件的结构和尺寸有着很大的差别,但其结构上仍有共同点,即:零件的主要表面为同轴度要求较高的内外圆表面;零件壁的厚度较薄且易变形;零件长度一般大于直径
2、等。同时它具有重量轻,节约材料,结构紧凑等特点。l 项目描述一、项目任务1. 根据给定样图编制火箭模型工艺品的加工工艺规程2. 根据工艺方案加工火箭模型工艺品设计并制作所需专用刀具3. 设计并制作加工火箭模型工艺品所需专用夹具4. 薄壁件加工的特点,掌握减少薄壁件变形的方法4。 加工火箭模型工艺品组件5.火箭模型工艺品零件质量检验及质量分析二、重点难点1. 薄壁件技术要求及工艺分析2. 薄壁件加工精度和配合精度的保证方法3宏程序的编制4。 夹具的制作三、相关知识要点1零件加工精度、装配精度的获得方法及工艺尺寸链的计算2软爪的镗削方法l 项目准备一、资源要求1普及型数控车床(或经济型数控车床)若
3、干台(根据学生人数按平均两人一台配置)所用机床为CK6140普及型数控车床FANUC Oi MATETB,或其它经济型数控车床,根据学生20人,每两人配一台,机床为20台。2各种常用数控车刀若干把根据对薄壁零件特点、刀具的要求进行了分析选择刀具如下:见表11各种常用数控车刀若干把3通用量具及工具若干二、原材料准备LY12、45钢三、相关资料机械加工手册、金属切削手册和数控编程手册。l 项目计划一、项目任务分析1本项目的特点2本项目中的关键工作3预计完成本项目所需时间二、分工与进度计划1分组 每组学员为3-4人,应注意强弱组合2编写项目计划(包括任务分配及完成时间)如下表5-1表11项目计划安排
4、表任务内 容零 件时间安排人员安排备 注任务1工艺分析与工艺编制零件18 H1人任务可以同时进行,人员可以交叉执行。零件28 H1人零件38 H1人任务2加工零件零件18 H1人零件28 H1人零件38 H1人任务3零件检验及质量分析零件1-3及组合件241人项目实施任务一火箭模型工艺品组合件装配图技术要求分析一、技术要求分析1件1与件3、件4与件5组装后外圆接合处的间隙应最小,而且接合面应平整。要保证该项精度,各零件加工后其相应端面必须与外圆中心线有一定垂直度要求,各零件加工时垂直度要求为0。05,因此,加工中只要保证零件的加工要求,该项精度就能保证.2组装后各件间的同轴度小于0。05。要保
5、证该项精度,同样注意各零件加工时的精度,工件有掉头要保证同轴度小于0。05或更小,这样该项精度就能保证。3件4与件5、件5与件6处的螺纹配合要牢固,保证该项要求,加工这三件螺纹时注意螺纹精度.项目图纸如下:技术要求: 1。 件1与件3、件4与件5接合面应平整、无间隙 2. 组装后各件间的同轴度应小于0.05名称火箭模型装配图第 1 页 共 7 页比例1:1图号SKC007数量1材料铝合金设计审核厂名标 记校对批准技术要求:1。 工件表面不能有磕碰、划痕、毛刺等,曲面光滑 2. 未注公差为IT9-IT11名称火箭模型(件1)第 2 页 共 7 页比例1:1图号SKC001数量1材料ZL102设计
6、审核厂名标 记校对批准 技术要求:1。 工件表面不能有磕碰、划痕、毛刺等 2. 未注公差为IT9-IT11名称火箭模型(件2)第 3 页 共 7 页比例1:1图号SKC002数量材料不锈钢设计审核厂名标 记校对批准技术要求:1。 工件表面不能有磕碰、划痕、毛刺等 2. 未注公差为IT9IT11名称火箭模型(件3)第 4 页 共 7 页比例1:1图号SKC003数量材料ZL102设计审核厂名标 记校对批准技术要求:1。 工件表面不能有磕碰、划痕、毛刺等 2。 未注公差为IT9-IT11名称火箭模型(件4)第 5页 共 7页比例1:1图号SKC004数量材料ZL102设计审核厂名标 记校对批准技术
7、要求:1. 工件表面不能有磕碰、划痕、毛刺等 2。 未注公差为IT9IT11名称火箭模型(件5)第 6 页 共 7 页比例1:1图号SKC005数量材料ZL102设计审核厂名标 记校对批准技术要求:1. 工件表面不能有磕碰、划痕、毛刺等 2。 未注公差为IT9-IT11名称火箭模型(件6)第 7 页 共 7 页比例1:1图号SKC006数量材料ZL102设计审核厂名标 记校对批准任务二火箭模型工艺品组合件(件1)工艺分析一、火箭模型(件1)相关知识准备(一)宏程序的应用用户宏指令功能是把编好的宏程序事先作为子程序登陆在存储器中,用NC指令程序,随时都可以用简单的操作调用.使用宏程序指令登陆的子
8、程序称为用户宏程序,又称宏程序.因此,就可以按照某些工件加工要求用宏指令列出各坐标的计算过程,在加工时根据零件尺寸再输入相应数据,宏指令根据这些数据进行计算,并与已知条件进行比较,再与NC指令配合,使机床运行加工。宏指令调出与子程序的调出方法相同。变量的设定可以用程序输入,也可以采用MDI方式。1.A类宏程序的相关知识(1)变量的类型及表示变量分为通用变量和系统变量两种。编程时经常用的为通用变量。在FANUC0MA系统中变量为100#131和500515。两者区别为100#131在电源切断后被清除,电源接通时全部为“0”,而500515在电源被切断后不被清除,它的值一直保持.变量用来置换地址后
9、面的数值。用# i(i=1,2,3)表示。(2)宏指令的形式一般形式为:G65 Hm P#i Qj Rk其中:m-取0199表示宏指令功能;i-运算结果的变量名;j待运算的变量名1,也可以是常数;k-待运算的变量名2,也可以是常数i=#j k 为运算符,用Hm表示.2.B类宏程序的相关知识虽然子程序对编制相同加工操作的程序非常有用,但用户宏程序由于允许使用变量、算术和逻辑运算及条件转移,使得编制相同加工操作的程序更简便。可将相同加工操作编为通用程序,如型腔加工宏程序和固定加工循环宏程序.使用时,加工程序可用一条简单指令调出用户宏程序,和调用子程序完全一样.调用格式如下。(1)变量普通加工程序直
10、接用数值指定G 代码和移动距离,例如:G100 和X100。0。使用用户宏程序时,数值可以直接指定或用变量指定.当用变量时,变量值可用程序或用MDI 面板上的操作改变。#1=#2+100;G01 X#1 F0.3例如: (2)变量的表示变量用变量符号 # 和后面的变量号指定,例如:1;表达式可以用于指定变量号.此时,表达式必须封闭在括号中,例如:#1+2-12。(3)变量的类型变量根据变量号可以分为四种类型:(4)宏程序语句和NC语句下面的程序段为宏程序语句:包含算术或逻辑运算(=)的程序段;包含控制语句(例如,GOTO,DO,END)的程序段;包含宏程序调用指令(例如,用G65,G66,G6
11、7 或其它G 代码,M 代码调用宏程序)的程序段。除了宏程序语句以外的任何程序段都为NC 语句。(5)转移和循环在程序中,使用GOTO 语句和IF 语句可以改变控制的流向。有三种转移和循环操作可供使用:条件转移IF 条件表达式 GOTO n无条件转移转移到标有顺序号n(199999)的程序段。例:GOTO 1;GOTO#10说明:条件表达式 条件表达式必须包括算符,算符插在两个变量中间或变量和常数中间,并且用( )封闭.表达式可以代替变量。运算符 运算符由两个字母组成,用于两个值的比较,以决定它们的的关系3.此项目中用的是椭圆的变量公式:X=2bSIN()Z=aCOS()a (为起始角度)(二
12、)火箭模型(件1)中的薄壁件相关知识1。薄壁件的特点对于薄壁套筒类零件,普遍存在的问题是壁薄,假如用卡盘直接装夹,零件就会发生变形;另外加工过程中薄壁零件还会在切削力的作用下,产生变形,而造成零件报废。因此必须采取补强措施。即加工内孔及内端面时,应从外侧补强;加工外圆及外端面时,应从内侧补强,往往从内向外胀,既可以提高薄壁的强度又可以提高工艺系统的刚性。此类零件往往采用端面及内、外圆柱面作为定位基准。定位方式常采取不完全定位方式.所以有时会设计专用的数控车削夹具。薄壁套筒类零件是机械中常见的一种零件,它的应用范围很广,广泛应用在各工业部门。如支承旋转轴的各种形式的滑动轴承、夹具上引导刀具的导向
13、套、内燃机气缸套、液压系统中的液压缸以及一般用途的套筒,由于其功用不同,套筒类零件的结构和尺寸有着很大的差别,但其结构上仍有共同点,即:零件的主要表面为同轴度要求较高的内外圆表面;零件壁的厚度较薄且易变形;零件长度一般大于直径等。同时它具有重量轻,节约材料,结构紧凑等特点。但薄壁零件的加工车削中比较棘手的问题,原因是薄壁零件刚性差,强度弱,在加工中极容易变形,使零件的形位误差增大,不易保证零件的加工质量.为此对薄壁零件的装夹,刀具的选用,切削用量的选择要合理,保证薄壁零件加工质量。2车削薄壁套筒零件对刀具的要求:(1)选用合理的切削用量薄壁零件车削时变形是多方面的。装夹工件时的夹紧力,切削工件
14、时的切削力,工件阻碍刀具切削时产生的弹性变形和塑性变形,使切削区温度升高而产生热变形。切削力的大小与切削用量密切相关。从金属切削原理中可以知道:背吃刀量ap,进给量f,切削速度V是切削用量的三个要素.1)背吃刀量和进给量同时增大,切削力也增大,变形也大,对车削薄壁零件极为不利。2)减少背吃刀量,增大进给量,切削力虽然有所下降,但工件表面残余面积增大,表面粗糙度值大,使强度不好的薄壁零件的内应力增加,同样也会导致零件的变形.所以,粗加工时,背吃刀量和进给量可以取大些;精加工时,背吃刀量一般在0.20。5mm,进给量一般在0.10.2mm/r,甚至更小,切削速度6120m/min,精车时用尽量高的
15、切削速度,但不易过高。合理选用三要素就能减少切削力,从而减少变形。(2)合理选择刀具的几何角度在薄壁零件的车削中,合理的刀具几何角度对车削时切削力的大小,车削中产生的热变形、工件表面的微观质量都是至关重要的.刀具前角大小,决定着切削变形与刀具前角的锋利程度。前角大,切削变形和摩擦力减小,切削力减小,但前角太大,会使刀具的楔角减小,刀具强度减弱,刀具散热情况差,磨损加快。所以,一般车削钢件材料的薄壁零件时,刀具的后角大,摩擦力小,切削力也相应减小,但后角过大也会使刀具强度减弱.在车削薄壁零件时,精车时取较大的后角,粗车时取较小的后角。主偏角在30-90范围内、车薄壁零件的内外圆时,取大的主偏角。
16、副偏角取815,精车时取较大的副偏角,粗车时取较小的副偏角。二、火箭模型(件1)工艺分析(一)火箭模型(件1)的的结构特点及技术要求分析火箭模型(件1)是带有内螺纹孔及椭球面的薄壁类零件,结构比较简单,但精度要求高,加工比较困难,适合在数控车床上加工。难点是内椭球面的加工和薄壁的加工.外圆精度较高的是端面上的2mm宽的44精度,公差是0。016,其它尺寸精度为未注公差,按照IT9-IT11加工。外椭球表面粗糙度为Ra1。6m;内椭球面表面粗糙度为Ra3.2m,螺纹内孔与外圆54的同轴度要求要高。内外表面不能有磕碰,划痕,毛刺等,表面要光滑,而且内表面是实心的,加工时注意刀具的正确使用。(二)火
17、箭模型(件1)加工工艺编制1.火箭模型(件1)加工的工艺过程见表5-2表5-2火箭模型(件1)数控加工工艺过程数控加工工艺过程综合卡片产品名称零件名称零件图号材料厂名(或院校名称)火箭模型组合件工艺品火箭模型SKC001ZL102序号工序名称工序内容及要求工 序 简 图设备工夹具01下料毛坯棒料60mm65mm(留夹持量)和辅助件棒料60mm40mm略锯床略02钻中心孔夹持毛坯外圆打中心孔略CK6140三爪自定心卡盘03钻孔以毛坯外圆为夹持面,用12的钻头钻40mm深CK6140三爪自定心卡盘04扩孔以毛坯外圆为夹持面,用20的钻头钻30mm深CK6140三爪自定心卡盘05加工内轮廓以毛坯外圆
18、为夹持面加工(1)端面和44的外圆(2)加工40的内孔和内椭圆面(3)加工3X44的内螺纹退刀槽(4)加工M41X1.5的内螺纹CK6140三爪自定心卡盘06加工辅助件以毛坯外圆为夹持面加工(1)端面和41的外圆(2)加工M41X1。5的外螺纹CK6140三爪自定心卡盘07加工外椭球面夹持辅助件的毛坯外圆,内外螺纹旋合加工外椭球面CK6140三爪自定心卡盘08检验通用量具检测各部分精度略CK6140三爪自定心卡盘2.火箭模型(件1)加工的工艺过程分析(1)根据技术要求,零件外圆曲面应光滑无刀痕,无毛刺,且尺寸精度和表面粗糙度要求较高.因此,外椭球面需一次装夹加工完成,并按粗车、精车两个工步进行
19、车削,粗精加工刀具应分开.(2)外椭球面车削时无装夹得地方,但是内轮廓有内螺纹,因此可以想到用工艺辅助件,配合加工外椭球面(如52表里的工序07)。(3)内椭球面加工也是有一定困难,相当于端面圆弧,因此在刀具上注意刀具的选择,刀具的主副偏角要大,而且刀尖绝对对工件回转中心线。如下图:(4)注意内螺纹孔与外圆的同轴度要求及端面与外圆中心线的垂直度要求都很高。因此,以毛坯外圆为基准,加工大端面及内螺纹时,必须采用减小工件的圆周跳动,并用百分表找正,才能保证加工要求。另外,车端面时要保证总长尺寸。3刀具及切削用量的选择见表53根据上述对薄壁零件特点、刀具的要求进行了分析选择刀具如下:见表5-3表5-
20、3刀具切削参数表序号加工面刀具号刀具规格主轴转速n/r.min1进给速度V/mm。r-1类型材料1以内圆为基准粗车端面及外圆T040490度偏刀(机夹式)涂层刀6000.22粗车内轮廓面 T0101内孔圆弧刀(机夹式)6000.23精车内轮廓面 T0101内孔圆弧刀(机夹式)12000。14加工内沟槽T0303沟槽刀(机夹式)3000.085加工内三角螺纹T0202内三角螺纹刀(机夹式)6006粗车外椭球及端面T010190偏刀(机夹式)6000。27精车外椭球及端面T0101尖刀(机夹式)13000。14. 火箭模型(件1)数控加工的参考程序如下以FANUC系统为例程序:O0001;(件1内
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