JX01300-螺紋套筒軸的車削加工工藝分析與編程設(shè)計(jì)

JX01300-螺紋套筒軸的車削加工工藝分析與編程設(shè)計(jì),jx01300,螺紋,羅紋,套筒,車削,加工,工藝,分析,編程,設(shè)計(jì) 13 畢業(yè)論文 專 業(yè)： 院系： 學(xué) 生： 指導(dǎo)教師： 班 級(jí)： 學(xué) 號(hào)： 畢 業(yè) 屆： 螺紋套筒軸的車削加工工藝分析與編程設(shè)計(jì) 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(jìn)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(guò)程中的對(duì)刀的問(wèn)題 9 4、編程 10 4.1工件坐標(biāo)系的確定 10 4.2程序的編制 10 致謝………………………………………………………………………………………………13 參考文獻(xiàn) 14 軸的車削加工工藝分析與編程設(shè)計(jì) 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(guān)鍵詞：工藝、編程、加工路線 一、前言 數(shù)控機(jī)床代表一個(gè)民族制造工業(yè)現(xiàn)代化的水平，隨著現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，制造技術(shù)和自動(dòng)化水平的高低已成為衡量一個(gè)國(guó)家或地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。當(dāng)今世界各國(guó)制造業(yè)廣泛采用數(shù)控技術(shù)，以提高制造能力和水平，提高對(duì)動(dòng)態(tài)多變市場(chǎng)的適應(yīng)能力和競(jìng)爭(zhēng)能力。此外世界上各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家還將數(shù)控技術(shù)及數(shù)控裝備列為國(guó)家的戰(zhàn)略物資，不僅采取重大措施來(lái)發(fā)展自己的數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)，而且在“高精尖”數(shù)控關(guān)鍵技術(shù)和裝備方面對(duì)我國(guó)實(shí)行封鎖和限制政策?？傊?，大力發(fā)展以數(shù)控技術(shù)為核心的先進(jìn)技術(shù)已成為世界各發(fā)達(dá)國(guó)家加速經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提高綜合國(guó)力和國(guó)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(jiàn)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(dòng)的數(shù)控車床,加工工藝過(guò)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(yù)鉆Ф22通孔。 （2） 在數(shù)控車床上，采用三爪定心卡盤(pán)裝卡，夾零件毛坯，伸出卡盤(pán)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(shè)置編程原點(diǎn)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(zhǎng)要求。加工零件右端外輪廓至Ф36×20 mm，倒角，車螺紋。設(shè)置編程原點(diǎn)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(hào)刀93°菱形外圓車刀。 2號(hào)刀60°內(nèi)螺紋車刀。 3號(hào)刀 鏜孔刀。 2.4切削參數(shù) 1號(hào)刀T01，主軸轉(zhuǎn)速粗車600 r/min，精車1000 r/min。 2號(hào)刀T02，主軸轉(zhuǎn)速400r/min，進(jìn)給速度1.5 mm/min。 3號(hào)刀T04，主軸轉(zhuǎn)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(dá)圖要求。 4、粗車ф36外圓。 5、鏜螺紋內(nèi)孔達(dá)底孔尺寸 5、用G76螺紋復(fù)合循環(huán)加工M24×1.5內(nèi)螺紋。 6、精車ф36外圓達(dá)尺寸要求。 2.6進(jìn)給路線的確定 1、確定進(jìn)給路線的工作點(diǎn)，主要在于確定粗加工及空運(yùn)行的進(jìn)給路線，因精加工切削過(guò)程的進(jìn)給路線基本上都是沿其零件輪廓順序加工。 2、進(jìn)給路線泛指刀具從對(duì)刀點(diǎn)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，直至返回該點(diǎn)并結(jié)束加工程序所進(jìn)過(guò)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(jìn)給路線，不僅可以節(jié)省整個(gè)加工過(guò)程的執(zhí)行時(shí)間，還能減少一些不必要的刀具消耗及機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)滑動(dòng)部件的磨損等。 4、夾具的選擇 為了充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的高度、高精度和自動(dòng)化的效能，還應(yīng)有相應(yīng)的數(shù)控夾具進(jìn)行配合。數(shù)控車床夾具除了使用通三爪自定心卡盤(pán)、四爪卡盤(pán)、大批量生產(chǎn)中使用于自動(dòng)控制的液壓、電動(dòng)及氣動(dòng)等夾具外，數(shù)控車床加工中還有多種相應(yīng)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(pán)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(lái)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(jìn)行，逐漸提高加工精度。粗車將在較短的時(shí)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(yuǎn) 按加工部件相對(duì)于刀點(diǎn)的距離大小而言的。在一般情況下，離對(duì)刀點(diǎn)遠(yuǎn)的部位后加工，以便縮短刀具移動(dòng)的距離，減少空行程。對(duì)于車削而言，先近后遠(yuǎn)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(duì)有內(nèi)表面，又有外表面需加工的零件，安排加工順序時(shí)，應(yīng)先進(jìn)行內(nèi)外表面粗加工，后進(jìn)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(hào) 程序編號(hào) 夾具名稱 使用設(shè)備 數(shù)控系統(tǒng) 車間 001 O0001 O0002 三爪自定心卡盤(pán) CKA6140 FANUC—Oi 工步號(hào) 工步內(nèi)容 刀具號(hào) 主軸轉(zhuǎn)速 進(jìn)給量 背吃刀量 備注 程序號(hào) 1 車端面 T01 600r/mm 50mm/min 1.0mm 自動(dòng)（O0001） 2 粗車左端外輪廓，留余量0.5mm T01 600r/mm 100mm/min 1.5 mm 自動(dòng)（O0001） 3 粗精鏜內(nèi)輪廓 T03 粗600 r/mm精800 r/mm 50mm/min 1.5mm 自動(dòng)（O0001） 4 精車外圓42達(dá)圖要求 T01 1000 r/mm 20mm/min 0.2 自動(dòng)（O0001） 5 調(diào)頭，車端面至總長(zhǎng)要求 T01 600 r/mm 50mm/r 1.0mm 自動(dòng)（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(dòng)（O0002） 7 車內(nèi)螺紋 T02 400 r/mm 1.5mm/min 0.5 mm 自動(dòng)（O0002） 8 精車 T01 800 r/mm 30mm/r 0.5 mm 自動(dòng)（O0002） 2.7、切削用量的確定 數(shù)控編程時(shí)，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(xiě)入程序中。切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速、背吃刀量及進(jìn)給速度等。對(duì)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(jī)床的性能，最大限度提高生產(chǎn)率，降低成本。 1、主軸轉(zhuǎn)速的確定 主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)根據(jù)允許的切削速度和工件（或刀具）直徑來(lái)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(zhuǎn)速600r/min,精加工選擇800r/min車削外圓，考慮細(xì)牙螺紋切削力不大，采用400r/min來(lái)車螺紋。 2、進(jìn)給速度的確定 進(jìn)給速度是數(shù)控機(jī)床切削用量中的重要參數(shù)，主要根據(jù)零件的加工進(jìn)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(jìn)給速度受機(jī)床剛度和進(jìn)給系統(tǒng)的性能限制。一般粗車選用較高的進(jìn)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(yīng)選擇較低的進(jìn)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(jī)床、工件和刀具的剛度來(lái)決定，在剛度允許的條件下，應(yīng)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(jìn)刀次數(shù)依次減少 總之，切削用量的具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機(jī)床性能、相關(guān)的手冊(cè)并結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)用類比方法確定。同時(shí)，使主軸轉(zhuǎn)速、切削深度及進(jìn)給速度三者能相互適應(yīng)，以形成最佳切削用量。 3、加工過(guò)程中的對(duì)刀的問(wèn)題 （1）深入理解數(shù)控車床的對(duì)刀原理對(duì)于操作者保持清晰的對(duì)刀思路、熟練掌握對(duì)刀操作以及提出新的對(duì)刀方法都具有指導(dǎo)意義。對(duì)刀的實(shí)質(zhì)是確定隨編程而變化的工件坐標(biāo)系的程序原點(diǎn)在唯一的機(jī)床坐標(biāo)系中的位置。對(duì)刀的主要工作是獲得基準(zhǔn)刀程序起點(diǎn)的機(jī)床坐標(biāo)和確定非基準(zhǔn)刀相對(duì)基準(zhǔn)刀的刀偏置。本文作以下約定來(lái)說(shuō)明試切法對(duì)刀的原理與思路：使用華中世紀(jì)星教學(xué)型車削系統(tǒng)HNC—21T（應(yīng)用軟件版號(hào)為5.30）；以工件右端面中心為程序原點(diǎn)。 坐標(biāo)系：直徑編程，程序起點(diǎn)H的工件坐標(biāo)為（100，50）；刀架上裝四把刀：1號(hào)刀為90°外圓粗車刀、2號(hào)基準(zhǔn)刀鏜孔刀、3號(hào)刀為60°三角螺紋刀。 （2） 基準(zhǔn)刀按照“手動(dòng)試切工件的外圓與端面，分別記錄顯示器顯示試切點(diǎn)A的X、Z機(jī)床坐標(biāo)→推出程序原點(diǎn)O的機(jī)床坐標(biāo)→推出程序起點(diǎn)H的機(jī)床坐標(biāo)”的思路對(duì)刀。 （3） 由于各刀裝夾在刀架的XZ方向的伸長(zhǎng)和位置不同，當(dāng)非基準(zhǔn)刀轉(zhuǎn)位到加工 位置時(shí)，刀尖位置B相對(duì)于A點(diǎn)就有偏置，原來(lái)建立的工件坐標(biāo)系就不再適用了。此外，每把刀具在使用過(guò)程中還會(huì)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(jìn)行補(bǔ)償。獲得各刀刀偏置的基本原理是：各刀均對(duì)準(zhǔn)工件上某一基準(zhǔn)點(diǎn)，由于顯示機(jī)床坐標(biāo)不同，因此將非基準(zhǔn)刀在該點(diǎn)處的機(jī)床坐標(biāo)通過(guò)人工計(jì)算或系統(tǒng)軟件計(jì)算減去基準(zhǔn)刀在同樣點(diǎn)的機(jī)床坐標(biāo)，就得到了各非基準(zhǔn)刀的刀偏置。 （4）受多種原因因素的影響，手動(dòng)試刀法的對(duì)刀精度十分有限，將這一階段的對(duì)刀稱為粗略對(duì)刀。為得到更加準(zhǔn)確的結(jié)果，加工前在零件加工余量范圍內(nèi)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的自動(dòng)試切程序，通過(guò)“自動(dòng)試切測(cè)量→誤差補(bǔ)償”的思路，反復(fù)修調(diào)基準(zhǔn)刀的程序起點(diǎn)位置和非基準(zhǔn)刀的刀偏置，使程序加工指令值與實(shí)際測(cè)量值的誤差達(dá)到精度要求，將這一階段的對(duì)刀稱為精確對(duì)刀。由于保證基準(zhǔn)刀程序起點(diǎn)處于精確位置是得到準(zhǔn)確的非基準(zhǔn)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(duì)刀的基礎(chǔ)操作流程如下：用基準(zhǔn)刀手動(dòng)試切得到對(duì)刀基準(zhǔn)點(diǎn)的機(jī)床坐標(biāo)→人工計(jì)算或自動(dòng)獲得各非基準(zhǔn)刀的刀偏置→基準(zhǔn)刀處于大概的程序起點(diǎn)位置→基準(zhǔn)刀反復(fù)調(diào)用試切程序，測(cè)量尺寸后，以步進(jìn)后MDI方式移動(dòng)刀架進(jìn)行誤差補(bǔ)償，修正其程序起點(diǎn)位置→非基準(zhǔn)刀反復(fù)調(diào)用試切程序，在原刀偏置的基礎(chǔ)上修正偏置→基準(zhǔn)刀處于準(zhǔn)確的程序起點(diǎn)不動(dòng)（1）基準(zhǔn)刀處于粗對(duì)刀的程序起點(diǎn)位置，將各非基準(zhǔn)刀刀偏置輸入到刀偏表的相應(yīng)位置。（2）調(diào)用加工的O1000程序試切。（3）測(cè)量切削軸段的直徑與長(zhǎng)度，與指令值比較，求出誤差。（4）步進(jìn)移或MDI運(yùn)行誤差值，修調(diào)程序起點(diǎn)位置。（5）根據(jù)測(cè)量尺寸，動(dòng)態(tài)修改O1000程序下劃線的指令數(shù)值并保存程序，重復(fù)步驟（2）、（3），直至基準(zhǔn)刀程序起點(diǎn)被修正在精度允許范圍內(nèi)為止，記錄修正后程序起點(diǎn)的機(jī)床坐標(biāo)并將坐標(biāo)置零。（6）分別調(diào)用O1001（1、4號(hào)刀）、O1002（3號(hào)刀）程序試切，測(cè)量各段直徑фDi和長(zhǎng)度Li（i=1,4,3）（7）按表3所示方法進(jìn)行誤差補(bǔ)償。（8）重復(fù)步驟（6）至步驟（7），直至加工誤差在精度范圍內(nèi)，基準(zhǔn)刀停在程序起點(diǎn)位置不再移動(dòng)。 4、編程 4.1工件坐標(biāo)系的確定 工件坐標(biāo)系確定的是否合適，對(duì)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(biāo)系的原點(diǎn)選擇在工件的一個(gè)重要基準(zhǔn)點(diǎn)上。 4.2程序的編制 該根據(jù)標(biāo)注的尺寸公差選擇準(zhǔn)確合理的編程輪廓。在編程時(shí)一定要合理確定切削用量及對(duì)切削液的使用。 附程序設(shè)計(jì) 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(shè)計(jì)中，學(xué)習(xí)了不少的新知識(shí)，既體會(huì)到了學(xué)習(xí)的重要性，也體會(huì)到了同時(shí)了解到了知道的重要性，剛踏入社會(huì)的我感謝學(xué)校具遠(yuǎn)瞻的規(guī)劃與教育，給予我良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，讓我在學(xué)校之時(shí)就理論和實(shí)踐相結(jié)合，打下了堅(jiān)固的理論和實(shí)踐基礎(chǔ)，為我們?cè)谶M(jìn)入工作環(huán)境創(chuàng)造了良好的基礎(chǔ)，并提供給我對(duì)學(xué)業(yè)及個(gè)人生涯發(fā)展的多元信息，幫助我們茁壯的成長(zhǎng)。 感謝院系領(lǐng)導(dǎo)對(duì)我的關(guān)懷和重視，使我學(xué)得出色的專業(yè)知識(shí)，也讓我得以發(fā)揮自己的特長(zhǎng)，感悟到人生的意義，領(lǐng)會(huì)到素質(zhì)拓展的重要性，也讓我找到人生的價(jià)值。 感謝三年來(lái)陪伴我們學(xué)習(xí)與生活的恩師，感謝您們對(duì)我精心的教育，感謝您們沒(méi)使我的學(xué)習(xí)變成勞作而成為一種快樂(lè)；.感謝您們讓我明白自身的價(jià)值；.感謝您們幫助我發(fā)現(xiàn)了自己的專長(zhǎng)，而且讓我把事情做得更好。感謝您們?nèi)萑涛业娜涡耘c錯(cuò)誤，不僅教會(huì)了我知識(shí)，更教會(huì)了我如何做事，如何做人。 特別感謝恩師的諄諄教導(dǎo)，他的悉心指導(dǎo)與斧正，對(duì)于論文. 架構(gòu)之啟迪，及其內(nèi)容的細(xì)心斟酌與指導(dǎo)，倍極辛勞。 參考文獻(xiàn) [1] 吳國(guó)華,金屬切削機(jī)床[第二版],北京:機(jī)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 孫家寧.金屬切削原理與刀具.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2001.4 [4] 楊可楨，機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。高等教育出版社，1996。