轴类零件加工工艺规程及编程模板.doc
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1、烟台工程职业技术学院 数控 系 数控技术 专业 08 级毕业设计(论文)题 目: 轴类零件加工工艺规程及编程姓名 田 利 学号 070209指导老师(署名) 二一 年 十 月 八 日 烟台工程职业技术学院毕业设计(论文)诚 信 承 诺 书本人慎重承诺:我所撰写设计(论文)轴类零件加工工艺规程及编程是在老师指导下自主完成,没有剽窃或剽窃她人论文或结果。如有剽窃、剽窃,本人愿意为由此引发后果负担对应责任。毕业论文(设计)研究结果归属学校全部。 学生(署名) 二一 年 十 月 八 日目 录摘要4序言5第一章 概述 61.1 经典轴类零件加工工艺 61.2 数控车床概述81.3 镗孔工艺91.4 螺纹
2、加工工艺91.5 分析加工对象11第二章 工艺过程卡/加工工序卡122.1 数控加工工艺内容选择122.2 工艺过程122.3 加工工序划分142.4 编制工艺过程卡152.5 切削用量确实定152.6 编制加工工序卡17第三章 加工路线图213.1 刀具加工进给路线确实定213.2 绘制刀具加工路线图22第四章 数控刀具表/数控编程基础234.1 本零件加工所用刀具234.2 编程基础23附录一28总结30结束语32参考文件33摘 要伴随科学技术飞速发展和经济竞争日趋猛烈,机械产品更新速度越来越快,数控加工技术作为优异生产力代表,在机械及相关行业领域发挥着关键作用,机械制造竞争,其实质是数控
3、技术竞争。此次设计就是进行经典轴类零件数控加工工艺和编程,侧重于该零件工艺分析、加工路线确实定及加工程序编制。并绘制零件图、加工路线图。用G代码编制该零件数控加工程序,并附以编程尺寸计算方法,其中零件工艺规程分析是此次论文关键和难点。关键词:数控加工;工艺过程;加工工序;加工路线前 言机械制造业在国民经济中起着特殊关键作用它为各个经济部门提供优异技术装备,为人民生活提供所需机械商品,为国防事业提供了现代化武器,也为各个部门提供了多种机械设备,其中机械设备全部是由不一样零件而组成,这些零件是由不一样工种分别加工出来。伴随科学技术发展,尽管有部分零件已经用精密铸造或冷压等方法来制造,不过,绝大多数
4、零件制造还离不开一般机床加工。轴是组成机器关键零件之一,其关键功效是支持作回转运动传动零件(如齿轮、蜗轮等),以实现回转运动并传输转距和动力,如齿轮,车轮,电动机,转子,铣刀等多种作回转运动零件,全部必需安装在轴上,才能实现它们功用。轴是代表性零件之一,加工难度较大,工艺路线较长,包含轴类零件加工很多基础工艺问题,下面经过对轴技术条件分析和工艺过程讨论,来说明轴类零件加工通常规律。本文关键叙述了一般轴加工工艺,有工艺分析 定位基准选择,加工阶段,机械加工工艺过程,轴材料及热处理和检验等正文第一章、概述机械加工目标是将毛坯加工成符合产品要求零件。通常,毛坯需要经过若干工序才能转化为符合产品要求零
5、件。一个相同结构相同要求机器零件,能够采取多个不一样工艺过程完成,但其中总有一个工艺过程在某一特定条件下是最经济、最合理。在现有生产条件下,怎样采取经济有效加工方法,合理地安排加工工艺路线以取得符合产品要求零件,最关键就是要编制出零件工艺规程。1.1 经典轴类零件加工工艺: 1.1.1 轴类零件功用、结构特点轴类零件是机器中常常碰到经典零件之一。它在机械中关键用于支承齿轮、带轮、凸轮和连杆等传动件,以传输扭矩。按结构形式不一样,轴能够分为阶梯轴、锥度心轴、光轴、空心轴、曲轴、凸轮轴、偏心轴、多种丝杠等。它关键用来支承传动零部件,传输扭矩和承受载荷。轴类零件是旋转体零件,其长度大于直径,通常由同
6、心轴外圆柱面、圆锥面、内孔和螺纹及对应端面所组成。依据结构形状不一样,轴类零件可分为光轴、阶梯轴、空心轴和曲轴等。轴长径比小于5称为短轴,大于20称为细长轴,大多数轴介于二者之间。本论文所加工零件经典轴类零件则属于阶梯轴。?1.1.2 轴类零件通常加工要求及方法轴类零件加工工艺规程注意点:轴类零件中工艺规程制订,直接关系到工件质量、劳动生产率和经济效益。一零件能够有多个不一样加工方法,但只有某一个较合理,在制订机械加工工艺规程中,须注意以下几点。1)粗基准选择:有非加工表面,应选非加工表面作为粗基准。对全部表面全部需加工铸件轴,依据加工余量最小表面找正。且选择平整光滑表面,让开浇口处。选牢靠可
7、靠表面为粗基准,同时,粗基准不可反复使用。2)精基准选择:要符合基准重合标准,尽可能选设计基准或装配基准作为定位基准。符合基准统一标准。尽可能在多数工序中用同一个定位基准。尽可能使定位基准和测量基准重合。选择精度高、安装稳定可靠表面为精基准。工艺规程制订得是否合理,直接影响工件质量、劳动生产率和经济效益。一个零件能够用多个不一样加工方法制造,但在一定条件下,只有某一个方法是较合理。轴类零件加工技术要求:尺寸精度轴类零件关键表面常为两类,一类是和轴承内圈配合外圆轴颈,即支承轴颈,用于确定轴位置并支承轴,尺寸精度要求较高,通常为IT5IT7;另一类为和各类传动件配合轴颈,即配合轴颈,其精度稍低,通
8、常为IT6IT9。几何形状精度关键指轴颈表面、外圆锥面、锥孔等关键表面圆度、圆柱度。其误差通常应限制在尺寸公差范围内,对于精密轴,需在零件图上另行要求其几何形状精度。该经典轴类零件长度为145mm,螺纹大径为30mm、长度为25mm,外圆锥面锥度为20o、长度为29mm,圆弧总长为57mm、半径分别有24mm/9mm/8mm,所镗孔直径为28mm、长度为26mm。相互位置精度包含内、外表面,关键轴面同轴度、圆径向跳动、关键端面对轴心线垂直度、端面间平行度等。该经典轴类零件外圆相互位置精度为0.020.04之间,圆径向跳动为0.02,端面和轴心线保持垂直,两端端面要保持平行。孔表面和外表面也应保
9、持平行。 表面粗糙度: 轴加工表面全部有粗糙度要求,通常依据加工可能性和经济性来确定。该经典轴类零件直径为52mm外圆、外圆锥度及孔内表面粗糙度均为1.6,其它位置粗糙度为3.2。在加工该轴类零件时,需采取粗车和精车结合方法,在粗加工零件表面轮廓时,必需确保0.5mm精加工余量,必需时需使用刀偏表,对刀具进给时进行误差控制,有效地减小误差,方能确定该零件在加工精度方面多种要求。1.1.3轴类零件加工工艺路线外圆加工方法很多,基础加工路线可归纳为四条。 粗车半精车精车对于通常常见材料,这是外圆表面加工采取最关键工艺路线。 粗车半精车粗磨精磨对于黑色金属材料,精度要求高和表面粗糙度值要求较小、零件
10、需要淬硬时,其后续工序只能用磨削而采取加工路线。 粗车半精车精车金刚石车 对于有色金属,用磨削加工通常不易得到所要求表面粗糙度,因为有色金属通常比较软,轻易堵塞沙粒间空隙,所以其最终工序多用精车和金刚石车。 粗车半精粗磨精磨光整加工对于黑色金属材料淬硬零件,精度要求高和表面粗糙度值要求很小,常见此加工路线。对于本文所加工经典轴类零件,将采取“粗车精车”车削方法,即分别对本零件两个端面、外圆、螺纹、外圆锥度、切槽、圆弧、镗孔七个步骤进行粗加工和精加工。1.2 数控车床概述1.2.1数控车床特点数控车床和其它类型车床相比有下列特点:1)通用性强,生产率高,加工精度高且稳定,操作者劳动强度低。2)适
11、合于复杂零件加工。3)换批调整方便,适合于多个中小批柔性自动化生产。4)便于实现信息流自动化,在数控车床基础上,可实现CIMS(计算机集成制造系统)。1.2.2 工作内容依据零件图要求,工作人员进行数控编程,输入到数控车床数控系统;将零件原料按要求要求放置在预定位置上;等数控车床自动生产出产品后,使用测量检测仪器,对有精度误差产品进行误差赔偿;日常车床维护和保养及常见故障排除。1.2.3 本零件加工所用机床型号、特点及数控系CNC6140D:该车床能够实现轴类、盘类内外表面,锥面、圆弧、螺纹、镗孔、铰孔加工,也能够实现非圆曲线加工。本零件将采取FANUC系统进行加工:关键特点FANUC企业数控
12、系统含有高质量、高性能、全功效,适适用于多种机床和生产机械特点。1.3 镗孔工艺:依据工件加工要求,可选择三种镗削方案。 在一根镗杆上安排粗、精切镗刀来分担余量切除,镗孔后再倒角。为了不影响生产节拍,两把粗、精切镗刀需同时工作。因为是在镗杆上钻孔及攻丝,深入减弱了镗杆刚性及强度。而镗削余量不均匀分布使得切削力很大,两把镗刀同时工作使机床功率不足,所以不可避免地要引发切削振动,无法满足工件加工精度和表面粗糙度要求。在同一根镗杆上安排粗、精切镗刀来分担余量去除:其中任何两把刀全部不得同时工作。采取该方案即使可降低切削力,但镗杆长度增加了两倍,造成镗杆刚性不足;同时单件加工工时也增加了一倍,确保不了
13、生产节拍。 安排两台机床,即增加一台半精镗床来分担余量精加工。该方案虽可处理问题,但工件加工成本太高。对于本零件中孔,将采取镗刀对其进行加工,并安排粗、精镗来分担余量切除,镗孔后再倒角。1.4 螺纹加工工艺1.4.1 一般螺纹尺寸分析数控车床对一般螺纹加工需要一系列尺寸,一般螺纹加工所需尺寸计算分析关键包含以下两个方面:螺纹加工前工件直径考虑螺纹加工牙型膨胀量,螺纹加工前工件直径D/d0.1P,即螺纹大径减0.1螺距,通常依据材料变形能力小取比螺纹大径小0.1到0.5。螺纹加工进刀量螺纹加进刀量能够参考螺纹底径,即螺纹刀最终进刀位置。螺纹小径为:大径倍牙高;牙高=0.54P(P为螺距)螺纹加工
14、进刀量应不停降低,具体进刀量依据刀具及工作材料进行选择。1.4.2 一般螺纹编程加工在现在数控车床中,螺纹切削通常有三种加工方法:G32直进式切削方法、G76斜进式切削方法和G82直进式切削方法,因为切削方法不一样,编程方法不一样,造成加工误差也不一样。我们在操作使用上要仔细分析,争取加工出精度高零件。G32直进式切削方法,因为两侧刃同时工作,切削力较大,而且排削困难,所以在切削时,两切削刃轻易磨损。在切削螺距较大螺纹时,因为切削深度较大,刀刃磨损较快,从而造成螺纹中径产生误差;不过其加工牙形精度较高,所以通常多用于小螺距螺纹加工。因为其刀具移动切削均靠编程来完成,所以加工程序较长;因为刀刃轻
15、易磨损,所以加工中要做到勤测量。G76斜进式切削方法,因为为单侧刃加工,加工刀刃轻易损伤和磨损,使加工螺纹面不直,刀尖角发生改变,而造成牙形精度较差。但因为其为单侧刃工作,刀具负载较小,排屑轻易,而且切削深度为递减式。所以,此加工方法通常适适用于大螺距螺纹加工。因为此加工方法排屑轻易,刀刃加工工况很好,在螺纹精度要求不高情况下,此加工方法更为方便。在加工较高精度螺纹时,可采取两刀加工完成,既先用G76加工方法进行粗车,然后用G32加工方法精车。但要注意刀具起始点要正确,不然轻易乱扣,造成零件报废。G82直进式切削方法,螺纹切削循环同G32螺纹切削一样,在进给保持状态下,该循环在完成全部动作以后
16、再停止动作。螺纹加工完成后能够经过观察螺纹牙型判定螺纹质量立即采取方法,当螺纹牙顶未尖时,增加刀切入量反而会使螺纹大径增大,增大量视材料塑性而定,当牙顶已被削尖时增加刀切入量则大径成百分比减小,依据这一特点要正确对待螺纹切入量,预防报废。本零件中螺纹切削加工就采取G82直螺纹切削循环加工方法,而且使用粗车和精车结合切削方法(精加工余量为0.5mm),须先倒角后车螺纹。1.5 分析加工对象(零件图样)在设计零件加工工艺规程时,首先要对加工对象进行深入分析。对于数控车削加工应考虑以下几方面:1.5.1 组成零件轮廓几何条件在车削加工中手工编程时,要计算每个节点坐标;在自动编程时,要对组成零件轮廓全
17、部几何元素进行定义。所以在分析零件图时应注意:零件图上是否遗漏某尺寸,使其几何条件不充足,影响到零件轮廓组成; 零件图上图线位置是否模糊或尺寸标注不清,使编程无法下手;零件图上给定几何条件是否不合理,造成数学处理困难。 零件图上尺寸标注方法应适应数控车床加工特点,应以同一基准标注尺寸或直接给出坐标尺寸。1.5.2 尺寸精度要求分析零件图样尺寸精度要求,以判定能否利用车削工艺达成,并确定控制尺寸精度工艺方法。在该项分析过程中,还能够同时进行部分尺寸换算,如增量尺寸和绝对尺寸及尺寸链计算等。在利用数控车床车削零件时,常常对零件要求尺寸取最大和最小极限尺寸平均值作为编程尺寸依据。1.5.3 形状和位
18、置精度要求零件图样上给定形状和位置公差是确保零件精度关键依据。加工时,要根据其要求确定零件定位基准和测量基准,还能够依据数控车床特殊需要进行部分技术性处理,方便有效控制零件形状和位置精度。1.5.4 表面粗糙度要求表面粗糙度是确保零件表面微观精度关键要求,也是合理选择数控车床、刀具及确定切削用量依据。1.5.5 材料和热处理要求零件图样上给定材料和热处理要求,是选择刀具、数控车床型号、确定切削用量依据。第二章 工艺过程卡/加工工序卡2.1 数控加工工艺内容选择在选择时,通常可按下列次序考虑:(1)通用机床无法加工内容应作为优先选择内容;(2)通用机床难加工,质量也难确保内容应作为关键选择内容;
19、(3)通用机床加工效率低、工人手工操作劳动强度大内容,可在数控机床尚存在富裕加工能力时选择。工艺规程是指导施工技术文件。通常包含以下内容:零件加工工艺路线,各工序具体加工内容,切削用量、工时定额和所采取设备和工艺装备等。工艺规程关键内容1)产品特征,质量标准。2)原材料、辅助原料特征及用于生产应符合质量标准。3)生产工艺步骤。4)关键工艺技术条件、半成品质量标准。5)生产工艺关键工作关键点。6)关键技术经济指标和成品质量指标检验项目及次数。7)工艺技术指标检验项目及次数。8)专用器材特征及质量标准。2.2 工艺过程在生产过程中,那些和有原材料转变为产品直接相关过程称为工艺过程。它包含毛坯制造、
20、零件加工、热处理、质量检验和机器装配等。而为确保工艺过程正常进行所需要刀具、夹具制造,机床调整维修等则属于辅助过程。在工艺过程中,以机械加工方法按一定次序逐步地改变毛坯形状、尺寸、相对位置和性能等,直至成为合格零件那部分过程称为机械加工工艺过程。为了便于工艺规程编制、实施和生产组织管理,需要把工艺过程划分为不一样层次单元。它们是工序、安装、工位、工步和走刀。其中工序是工艺过程中基础单元。零件机械加工工艺过程由若干个工序组成。在一个工序中可能包含有一个或多个安装,每一个安装可能包含一个或多个工位,每一个工位可能包含一个或多个工步,每一个工步可能包含一个或多个走刀。工序一个或一组工人,在一个工作地
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