螺纹轴的工艺分析及编程

螺纹轴的工艺分析及编程
螺纹轴的工艺分析及编程

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2015届毕业生毕业论文

论文题目:数控车床螺纹轴的工艺分析及编程

学生姓名:

指导教师:

专业:数控技术

班级:12高职一班

学号:

完成日期年月日

摘要

对于数控加工,无论是手工编程还是自动编程,在编程前都要对所加工的零件进行工艺分析,拟定加工方案,选择合适的刀具,确定切削用量,对一些工艺问题(如对刀点、加工路线等)也需要一些处理。并在加工过程掌握控制精度的方法,才能加工出合格的产品。随着数控车床的不断发展和应用领域的扩大,数控加工技术对国计民生的一些重要行业(IT、汽车、轻工、医疗等)的发展起着越来越重要的作用,因为效率、质量是先进制造技术的主题。高速、高精加工技术可极大地提高效率,提高产品的质量和档次,缩短生产周期和提高市场竞争能力。

本文根据数控车床的特点,针对具体的零件,进行了工艺方案的分析,工装方案的确定,刀具和切削用量的选择,确定加工顺序和加工路线,加工效率,简化工序等方面的优势。

关键词:工艺分析加工方案进给路线控制尺寸

目录

前言 (1)

第1章数控车床概述 (2)

1.1 数控车床特点 (2)

1.2 数控车床的组成 (2)

1.3数控车床的发展趋势 (3)

第2章螺纹轴的加工工艺分析 (6)

2.1 零件图 (6)

2.2零件图分析 (6)

2.3确定加工方法 (6)

2.4确定加工方案 (7)

第3章螺纹轴的的装夹 (8)

3.1定位基准的选择 (8)

3.2定位基准选择的原则 (8)

3.3确定零件的定位基准 (8)

3.4装夹方式的选择 (8)

3.5数控车床常用装夹方式 (8)

3.6确定合理的装夹方式 (9)

第4章刀具及切削用量的选择 (10)

4.1选择数控刀具的原则 (10)

4.2选择数控车削用刀具 (10)

4.3设置刀点和换刀点 (11)

4.4确定切削用量 (11)

第5章螺纹轴的工艺制定及编程 (12)

5.1 螺纹轴的工艺分析 (12)

5.2 螺纹轴的工艺制定 (14)

6.3 编程 (17)

结语 (21)

致谢 (22)

参考文献 (23)

前言

随着计算机技术的高速发展,传统的制造业开始了根本性变革,各工业发达国家投入巨资,对现代制造技术进行研究开发,提出了全新的制造模式。在现代制造系统中,数控车床是关键技术,它集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体,具有高精度、高效率、柔性自动化等特点,对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。目前,数控车床正在发生根本性变革,由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。在集成化基础上,数控车床实现了超薄型、超小型化;在智能化基础上,综合了计算机、多媒体、模糊控制、神经网络等多学科技术,数控车床实现了高速、高精、高效控制,加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数,实现了在线诊断和智能化故障处理;在网络化基础上,CAD/CAM与数控车床集成为一体,车床联网,实现了中央集中控制的群控加工。

长期以来,我国的数控车床为传统的封闭式体系结构,CNC只能作为非智能的车床运动控制器。加工过程变量根据经验以固定参数形式事先设定,加工程序在实际加工前用手工方式或通过CAD/CAM及自动编程系统进行编制。CAD/CAM和CNC 之间没有反馈控制环节,整个制造过程中CNC只是一个封闭式的开环执行机构。在复杂环境以及多变条件下,加工过程中的刀具组合、工件材料、主轴转速、进给速率、刀具轨迹、切削深度、步长、加工余量等加工参数,无法在现场环境下根据外部干扰和随机因素实时动态调整,更无法通过反馈控制环节随机修正CAD/CAM中的设定量,因而影响CNC的工作效率和产品加工质量。由此可见,传统CNC系统的这种固定程序控制模式和封闭式体系结构,限制了CNC向多变量智能化控制发展,已不适应日益复杂的制造过程,因此,对数控车床实行变革势在必行。

第1章数控车床概述

数控车床是数字控制车床(Computer numerical control machine tools)的简称,是一种装有程序控制系统的自动化车床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序,并将其译码,从而使车床动作并加工零件。

数控车床种类繁多,由数控车床通过伺服驱动系统去控制各运动部件的动作,主要用于轴类和盘类回转体零件的多工序加工,具有高精度、高效率、高柔性化等综合特点,适合中小批量形状复杂零件的多品种、多规格生产。

1.1 数控车床特点

数控车床的操作和监控全部在这个数控单元中完成,它是数控车床的大脑。与普通车床相比,数控车床有如下特点:

(1)加工精度高,具有稳定的加工质量;

(2)可进行多坐标的联动,能加工形状复杂的零件;

(3)加工零件改变时,一般只需要更改数控程序,可节省生产准备时间;

(4)车床本身的精度高、刚性大,可选择有利的加工用量,生产率高(一般为普通车床的3~5倍);

(5)车床自动化程度高,可以减轻劳动强度;

(6)对操作人员的素质要求较高,对维修人员的技术要求更高。

1.2 数控车床的组成

数控车床一般由下列几个部分组成:

(1)主机,他是数控车床的主题,包括车床身、立柱、主轴、进给机构等机械部件。他是用于完成各种切削加工的机械部件。

(2)数控装置,是数控车床的核心,包括硬件(印刷电路板、CRT显示器、键盒、纸带阅读机等)以及相应的软件,用于输入数字化的零件程序,并完成输入信息的存储、数据的变换、插补运算以及实现各种控制功能。

(3)驱动装置,他是数控车床执行机构的驱动部件,包括主轴驱动单元、进给

单元、主轴电机及进给电机等。他在数控装置的控制下通过电气或电液伺服系统实现主轴和进给驱动。当几个进给联动时,可以完成定位、直线、平面曲线和空间曲线的加工。

(4)辅助装置,指数控车床的一些必要的配套部件,用以保证数控车床的运行,如冷却、排屑、润滑、照明、监测等。它包括液压和气动装置、排屑装置、交换工作台、数控转台和数控分度头,还包括刀具及监控检测装置等。

(5)编程及其他附属设备,可用来在机外进行零件的程序编制、存储等。

1.3数控车床发展趋势

(1)高速高精高效化速度、精度和效率是机械制造技术的关键性能指标。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系统以及带高分辨率绝对式检测元件的交流数字伺服系统,同时采取了改善车床动态、静态特性等有效措施,车床的高速高精高效化已大大提高。

(2)柔性化包含两方面:数控车床本身的柔性,数控车床采用模块化设计,功能覆盖面大,可裁剪性强,便于满足不同用户的需求;群控系统的柔性,同一群控系统能依据不同生产流程的要求,使物料流和信息流自动进行动态调整,从而最大限度地发挥群控系统的效能。

(3)工艺复合性和多轴化以减少工序、辅助时间为主要目的的复合加工,正朝着多轴、多系列控制功能方向发展。数控车床的工艺复合化是指工件在一台车床上一次装夹后,通过自动换刀、旋转主轴头或转台等各种措施,完成多工序、多表面的复合加工。数控车床轴,西门子880系统控制轴数可达24轴。

(4)实时智能化早期的实时系统通常针对相对简单的理想环境,其作用是如何调度任务,以确保任务在规定期限内完成。而人工智能则试图用计算模型实现人类的各种智能行为。科学技术发展到今天,实时系统和人工智能相互结合,人工智能正向着具有实时响应的、更现实的领域发展,而实时系统也朝着具有智能行为的、更加复杂的应用发展,由此产生了实时智能控制这一新的领域。在数控车床领域,实时智能控制的研究和应用正沿着几个主要分支发展:自适应控制、模糊控制、神经网络控

制、专家控制、学习控制、前馈控制等。例如在数控车床中配备编程专家系统、故障诊断专家系统、参数自动设定和刀具自动管理及补偿等自适应调节系统,在高速加工时的综合运动控制中引入提前预测和预算功能、动态前馈功能,在压力、温度、位置、速度控制等方面采用模糊控制,使数控车床的控制性能大大提高,从而达到最佳控制的目的。

(5)用户界面图形化用户界面是数控车床与使用者之间的对话接口。由于不同用户对界面的要求不同,因而开发用户界面的工作量极大,用户界面成为计算机软件研制中最困难的部分之一。当前INTERNET、虚拟现实、科学计算可视化及多媒体等技术也对用户界面提出了更高要求。图形用户界面极大地方便了非专业用户的使用,人们可以通过窗口和菜单进行操作,便于蓝图编程和快速编程、三维彩色立体动态图形显示、图形模拟、图形动态跟踪和仿真、不同方向的视图和局部显示比例缩放功能的实现。

(6)科学计算可视化科学计算可视化可用于高效处理数据和解释数据,使信息交流不再局限于用文字和语言表达,而可以直接使用图形、图像、动画等可视信息。可视化技术与虚拟环境技术相结合,进一步拓宽了应用领域,如无图纸设计、虚拟样机技术等,这对缩短产品设计周期、提高产品质量、降低产品成本具有重要意义。在数控车床领域,可视化技术可用于CAD/CAM,如自动编程设计、参数自动设定、刀具补偿和刀具管理数据的动态处理和显示以及加工过程的可视化仿真演示等。

(7)插补和补偿方式多样化多种插补方式如直线插补、圆弧插补、圆柱插补、空间椭圆曲面插补、螺纹插补、极坐标插补、2D+2螺旋插补、NANO插补、NURBS 插补(非均匀有理B样条插补)、样条插补(A、B、C样条)、多项式插补等。多种补偿功能如间隙补偿、垂直度补偿、象限误差补偿、螺距和测量系统误差补偿、与速度相关的前馈补偿、温度补偿、带平滑接近和退出以及相反点计算的刀具半径补偿等。

(8)内装高性能PLC数控车床内装高性能PLC控制模块,可直接用梯形图或高级语言编程,具有直观的在线调试和在线帮助功能。编程工具中包含用于车床铣床的标准PLC用户程序实例,用户可在标准PLC用户程序基础上进行编辑修改,从而

方便地建立自己的应用程序。

(9)多媒体技术应用多媒体技术集计算机、声像和通信技术于一体,使计算机具有综合处理声音、文字、图像和视频信息的能力。在数控车床领域,应用多媒体技术可以做到信息处理综合化、智能化,在实时监控系统和生产现场设备的故障诊断、生产过程参数监测等方面有着重大的应用价值。

当前开发研究适应于复杂制造过程的、具有闭环控制体系结构的、智能化新一代PCNC数控车床已成为可能。智能化新一代PCNC数控车床将计算机智能技术、网络技术、CAD/CAM、伺服控制、自适应控制、动态数据管理及动态刀具补偿、动态仿真等高新技术融于一体,形成严密的制造过程闭环控制体系。

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第2章螺纹轴的加工工艺分析

2.1 零件图

图2-1 轴类零件图

2.2零件图分析

该零件表面由圆柱、逆圆弧、槽、螺纹、内孔、内槽、内螺纹等表面组成,尺寸标注完整,选用毛坯为45#钢,Φ65mm×125mm,无热处理和硬度要求。

2.3确定加工方法

加工方法的选择原则是保证加工表面的精度和表面粗糙度的要求,由于获得同一级精度及表面粗糙度的加工方法一般有许多,因而在实际选择时,要结合零件的形状、尺寸大小和形位公差等要求全面考虑。

图上几个精度较高的尺寸,因其公差值较小,所以编程时有取平均值,而取其基本尺寸。

通过以上数据分析,考虑加工的效率和加工的经济性,最理想的加工方式为车削,考虑该零件为大量加工,股加工设备采用数控车床。

根据加工零件的外形和材料等条件,选用cjk6032数控车床。

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2.4确定加工方案

零件上比较精密表面加工,常常是通过粗加工、半精加工和精加工逐步达到的。对这些表面仅仅根据质量要求选择相应的最终加工方法是不够的,还应正确的确定毛坯到最终成形的加工方案。

毛坯先夹持右端车右端轮廓95mm处,先用中心钻打中心孔,再用Φ8的钻头钻25mm的孔,再用Φ20的钻头扩孔,再用镗刀镗Φ22.5mm的孔,再用内槽刀镗Φ28的槽,再用内螺纹刀车M24×1.5的螺纹。然后再车Φ40mm、R6的圆弧、Φ60mm和R45的圆弧。调头加工Φ32mm、R4、R6的圆弧、Φ60mm的外轮廓,在切退刀槽,最后车M32×0.75的螺纹。

该典型轴加工顺序为:

预备加工---车端面---钻孔---镗孔---切内螺纹退刀槽---车内螺纹---粗车左端面轮廓---精车左端面轮廓---调头---车端面---粗车轮廓---精车轮廓---退刀槽---粗车螺纹---精车螺纹。

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第3章螺纹轴的装夹

3.1定位基准的选择

在制定零件加工的工艺规程时,正确的选择工件的定位的基准有着十分中的意义。定位基准选择的好坏,不仅影响零件加工的位置精度,而且对零件个表面的加工顺序也有很大的影响。合理的选择定位基准是保证零件加工精度的前提,还能简化加工工序,提高加工效率。

3.2定位基准选择的原则

(1)基准重合原则。为了避免基准不重合误差,方便编程,应选用工序基准作为定位基准,尽量使用工序基准,定位基准、编程原点三者统一。

(2)便于装夹的原则。所选的定位基准应能保证定位准确、可靠,定位夹紧简单、易操作,敞开性好,能够加工尽可能多的表面。

(3)便于对刀的原则。批量加工时在工件坐标系已经确定的情况下,保证对刀的可能性和方便性。

3.3确定零件的定位基准

以左右端大端面为定位基准。

3.4装夹方式的选择

为了工件不至于在切削力的作用下发生位移,使其在加工过程始终保持正确的位置,需将工件压紧压牢。合理的选择加紧方式十分重要,工件的装夹不仅影响加工质量,而且对生产率,加工成本及操作安全都有直接影响。

3.5数控车床常用装夹方式

(1)在三爪自定心卡盘上装夹。三爪自定心卡盘的三个爪是同步运动的,能自动定心,一般不需要找正。该卡盘装夹工件方便、省时,但夹紧力小,适用于装夹外形规则的中、小型工件。

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(2)在两顶尖之间装夹。对于尺寸较大或加工工序较多的轴类工件,为了保证每次装夹时的装夹精度,可用两顶尖。该装夹方式适用于多序加工或精加工。

(3)用卡盘和顶尖装夹。当车削质量较大的工件时要一端用卡盘夹住,另一端用后顶尖支撑。这种方式比较安全,能承受较大的切削力,安装刚性好,轴向定位基准,应用较广泛。

(4)用心轴装夹。当装夹面为螺纹时再做个与之配合的螺纹进行装夹,叫心轴装夹。这种方式比较安全,能承受较大的切削力,安装刚性好,轴向定位基准。

3.6确定合理的装夹方式

装夹方法:先用三爪自定心卡盘夹住右端,加工左端达到工件精度要求;再工件调头,用三爪自定心卡盘夹住工件右端,在加工到工件精度要求。

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第4章刀具及切削用量的选择

4.1选择数控刀具的原则

刀具寿命与切削用量有密切的关系。在制定切削用量时,应首先选择合理的刀具寿命,而合理的刀具寿命则应根据优化的目标而定。一般分最高生产率刀具寿命和最低成本刀具寿命两种,前者根据单件工时最少的目标确定,后者根据工序成本最低的目标确定。

选择刀具寿命时可考虑如下几点根据道具复杂程度、制造和磨刀成本来选择。复杂和精度高的刀具寿命应选的比单刃刀具高些。对于机夹可转位刀具,由于换到时间短,为了充分发挥其切削性能,提高生产效率,刀具寿命可选的低些,一般取15-30min 对于装刀、换刀和调刀比较复杂的多刀车床、组合车床与自动化加工刀具,刀具寿命应选的高些,尤其保证刀具可靠性。车间内某一工序的生产率限制了整个车间的生产率的提高时,该工序的刀具寿命要选的低些,当某工序单位时间内所分担到的全厂开支M较大时,刀具寿命也应选的低些。大件精加工时,为保证至少完成一次走刀,避免切削时中途换刀,刀具寿命应按零件精度和表面粗糙度来定。与普通车床加工方法相比,数控加工对刀具提出了更高的要求,不仅需要刚性好、精度高,而求要求尺寸稳定,耐用度高断和排性能同时要求安装和调整方便,这样来满足数控车床高效率的要求。数控车床上所选用的道具常采用适应高速切削的刀具材料(如高速钢、超细粒质硬质合金)并使用可转位刀片。

4.2选择数控车削用刀具

数控车削刀常用的一般分成型车刀、尖形车刀、圆弧形车刀三类。成型车刀也称样板车刀,其加工零件的轮廓形状完全由车刀刀刃的形状和尺寸决定。数控车削加工中,常见的成型车刀有小半径圆弧车刀、非矩形车槽刀和螺纹刀等。在数控加工中,应尽量少用或不用成型车刀。尖形车刀是以直线形切削刃为特征的车刀。这类车刀的刀尖由直线型主副切削刃构成,如90度内外圆车刀、左右端面车刀、切槽(切断)车刀及刀尖倒棱很小的各种外圆和内孔车刀。尖形车刀几何参数(主要是几何角度)

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的选择方法与普通车削时基本相同,但应结合数控加工的特点(如加工路线、加工干涉等)进行全面考虑,并应兼顾刀尖本身的强度。

4.3设置刀点和换刀点

刀具究竟从什么位置开始移动到指定的位置呢?所以在程序执行的一开始,必须确定刀具在工件坐标系下开始运动的位置,这一位置即为程序执行时刀具相对与工件运动的起点,所以称程序起始点或起刀点。此起始点一般通过对刀来确定,所以,该点又称对刀点。在编制程序时,要正确选择对刀点的位置。对刀点设置原则是:便于数值处理和简化程序编制。易于找正并在加工过程中便于检查,引起的加工误差小。对刀点可设置在加工零件上,也可以设置在夹具上或车床上,为了提高零件的加工精度,对刀点应尽量设置在零件的设计基准或工艺基准上。实际操作车床时,可以通过手工对刀操作把刀具的刀位点放到对刀点上,即“刀位点”与“对刀点”的重合,所谓“刀位点”是指刀具定位基准点,车刀的刀位点为刀尖或刀尖圆弧中心。用手动对到操作,对刀精度较低,且效率低。而有些工厂采用光学对刀镜、对刀仪、自动对刀装置等,以减少对刀时间,提高对刀精度。加工过程中需要换刀时,应规定换刀点。所谓“换刀点”时指刀架转动换刀时的位置,换刀点应设在工件或夹具的外部,以换刀时不碰工件及其他部件为准。

4.4确定切削用量

数控编程时,编程人员必须确定每道工序的切削用量,并以指令的形式写入程序中。切削用量包括主轴转速、背吃刀量及进给速度等。对于不同的加工方法,需要选用不同的切削用量。切削用量的选择原则是:保证零件加工精度和表面粗糙度,充分发挥刀具切削性能,保证合理的刀具耐用度,并充分发挥车床的性能,最大限度提高生产率,降低成本。

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第5章螺纹轴的工艺制定及编程

5.1 螺纹轴的工艺分析

(1)技术要求轴类零件的技术要求主要是支承轴颈的径向尺寸精度和形位精度,轴向一般要求不高。轴颈的直径公差的等级通常为IT6-IT8,几何形状精度主要是圆度和圆柱度,一般要求是限制在直径公差范围之内。相互位置精度主要是同轴度和圆跳动;保证配合轴颈对于支承轴颈的同轴度,是轴类零件位置精度的普遍要求之一。图为特殊零件,径向和轴向公差和表面粗糙度要求较高。

(2)毛坯选择轴类零件除光滑轴和直径相差不大的阶梯轴热轧或冷拉圆棒料外,一般采用锻件;发动机曲轴等一类轴件采用球墨铸铁铸件比较多。如图典型轴类直径相差不大,采用直径为65mm,材料为45钢在锯床上按130mm长度下料。

(3)定位基准的选择轴类零件外圆表面、内孔、螺纹等表面的同轴度,以及端面对轴中心线的垂直度是其相互位置精度的主要项目,而这些表面的设计的设计基准一般都是轴中心线。用两中心孔定位符合基准重合原则,并且能够最大限度的在一次装夹中加工出多个外圆表面和端面,因此常用中心孔作为轴加工的定位基准。

当不能采用中心孔时或粗加工是为了工作装夹刚性,可采用轴的外圆表面作定位基准,或是以外圆表面和中心孔共同作为定位基准,能承受较大的切削力,但重复定位精度并不太高。

数控车削时,为了能用同一程序重复加工和工件调头加工轴向尺寸的精确性,或为了端面余量均匀,工件轴向需要定位。采用中心孔定位时,中心孔尺寸及两端中心孔间的距离要保持一致。以外圆定位时,则应采用三爪自定心卡盘反爪装夹或采用限未支承,以工件端面或台阶面或台阶面儿作为轴向定位基准。

(4)轴类零件预备加工车削之前常需要根据情况安排预备加工,内容通常有:直—毛坯出厂时或在运输、保管过程中,或热处理时常会发生弯曲变形。过量弯曲变形会造成加工余量不足或装夹不可靠。因此在车削前需增加校直工序。

切断—用棒料切得所需长度的坯料。切断可在弓形锯床、圆盘锯床和带锯上进行,也可以在普通车床上切断或在冲床上涌冲模冲切。

(5)热处理工序铸、锻件毛坯在粗车前应根据材质和技术要求正火或退火处理,以消除应力,改善组织和切削性能。性能要求较高的毛坯在粗加工后、精加工前应安排调质处理,一提高零件的综合机械性能;对于硬度和耐磨性要求不高的零件,调质也常作为最终热处理。相对运动的表面需在精加工前或后进行表面淬火处理或进行化学热处理,以提高耐磨性。

(6)加工工序划分一般可按下类方法进行:

①刀具集中分序法就是按所用刀具划分工序,用同一把刀具加工完零件上所有可以完成部位。再用第二把刀、第三把完成他们可以完成的其他部位。这样可以减少换刀次数,压缩空程时间,减少不必要的定位误差。

②以加工部位分序法对于加工类容很多的零件,可按其结构特点将加工部分分成几个部分,如内形、外形、曲面或平面等。一般先加工平面、定位面,后加工孔;先加工简单几何形状,在加工复杂的几何形状;先加工精度较低的部位,再加工精度较高的部位。

③以粗、精加工分序法对于易发生加工变形的零件,由于粗加工后可能发生的变形而需要进行校形,故一般来说凡要进行粗、精加工的都要将工序分开。综上所述,在划分工序时,一定要视零件的结构和工艺性,车床的功能,零件数控加工内容的多少,安装次数及本单位生产组织状况灵活掌握。另建议采用工序集中的原则还是采用工序分散的原则,要根据实际情况来确定,但一定力求合理。

(7)在加工时,加工顺序的安排应根据零件的结构和毛坯状况,以及定位夹紧的需要来考虑,重点是零件的刚性不被破坏。顺序一般应按下列原则进行:

①上道工序的加工不能影响下道工序的定位于加紧,中间穿插有通用车床加工工序的也要综合考虑。

②先进行内形、内腔加工工序,后进行外形加工工序。

③以相同定位、夹紧方式或同一把刀加工的工序最好连接进行,以减少重复定位次数,换刀次数与挪动压板次数。

④在同一次安装中进行的多道工序,应先安排对工件刚性破坏小的工序。

在数控床上粗车、半精车分别用一个加工程序控制。工件调头装夹由程序中的M00或M01指令控制程序暂停,装夹后按“循环启动”继续加工。

(8)走刀路线和对刀点的选择走刀路线包括切削加工轨迹,刀具运动切削起始点,刀具切入,切出并返回切削起始点或对刀点等非切削空行程轨迹。由于半精加工和精加工的走刀路线是沿其零件轮廓顺序进行的,所以确定走刀路线主要在于规划好粗加工及空行程的走刀路线。合理的确定对刀点,对刀点可以设在被加工零件上,但注意对刀点必须是基准位或已加工精加工过的部位,有时在第一道工序后对刀点被加工损坏,会导致第二道工序和之后的对刀点无从查找,因此在第一道工序对刀时注意要在与定位基准有相对固定尺寸关系的地方设立一个相对对刀位置,这样可以根据他们之间的相对位置关系找回原对刀点。这个相对对刀位置通常设在车床工作台或夹具上。

5.2 螺纹轴的工艺制定

(1)确定加工顺序及进给路线

加工顺序按粗到精、由远到近(由左到右)的原则确定。工件左端加工:即从左到右进行外轮廓粗车(留0.5mm余量精车),然后左到右进行外轮廓精车,然后钻孔,镗内退刀槽,镗内螺纹。工件调头,工件右端加工:粗车外轮廓,精车外轮廓,切退刀槽,最后螺纹粗加工,螺纹精加工。

(2)选择刀具

①车端面:选用硬质合金45度车刀,粗、精车一把刀完成。

②粗、精车外圆:(因为程序选用G71循环,所以粗、精选用同一把刀)硬质合金90度放型车刀,Kr=90度,Kr’=60度;E=30度,(因为有圆弧轮廓)以防于零件轮廓发生干涉,如果有必要就用图形来检验。

③钻孔:选用Ф16的硬质合金钻头。

④镗孔:选用90度硬质合金镗刀。

⑤内槽刀:硬质合金内槽刀。

⑥内螺纹刀:选用60度硬质合金镗刀。

⑦槽刀:选用硬质合金车槽刀(刀长12mm,刀宽4mm)。

⑧螺纹刀:选用60度硬质合金外螺纹车刀。

(3)选择切削用量

表5-1 切削用量选择

数控刀具卡片:

表5-2 左端刀具卡片

表5-3 右端刀具卡片

用以上数据编制工艺卡如下:

表5-4 数控加工工艺卡

带螺纹轴类零件加工工艺14

目录 一.零件加工工艺 (2) 1.零件工艺分析 (2) 2.毛坯选择 (2) 3.加工方法 (2) 4.工艺路线 (3) 5.工艺装备 (3) 二.工序50的定位与夹紧方案 (3) 1.定位基准和定位方案 (3) 2.装夹方案 (3) 3.定位误差 (3) 4.夹具图示 (4) 三.数控加工<工序30) (5) 1.加工路线 (5) 2.数控程序 (6) 四.实训总结 (7) 附录机械工艺过程卡片 (8) 机械工序卡片 (9) 车削工序卡片 (10) 车端面工序卡片 (11) 钻孔工序卡片 (12) 磨削工序卡片 (13) 参考文献 (14) 一、零件加工工艺

1.零件工艺分析 该零件的工艺路线的特点是工序集中。 1该零件生产批量为中等批量,尺寸变化不大,因此最好选用自由锻造的圆棒。 2因零件的表面粗糙度有一部分为Ra0.8,其他为1.6,因此精加工后还需要磨削处理。 3零件中的螺纹因为尺寸精度要求不高,可以选择车削经简单复合螺纹车削完成。 4因零件需要钻沉头孔,表面粗糙度为3.2,可采用先经普通麻花钻再由平底钻完成。 2.毛坯选择 根据零件图可知,毛坯制造方式为45钢,退火处理,尺寸长宽为120*40圆棒,毛坯形状与成品相似,加工方便,省工省料。 3.加工方法 <1)选择毛坯; <2)用数控车床按图纸车削工件外形,再车螺纹,再切断; <3)调头装夹,车端面; <4)用钻床按图纸要求加工;

<5)按图纸要求磨削; 注:以上的数控车床加工采用的装夹夹具为三爪卡盘,钻床采用平口虎钳,磨削采用外圆磨削专用夹具。 4.工艺路线 10选择毛坯 20热处理 30车削 40车端面 50钻孔 60磨削 70检验 .5工艺装备 <1)数控车床,45度弯头车刀,90度车刀,断面车刀; <2)普通钻床,Φ20麻花钻Φ22平底钻,; <3)三爪卡盘,平口虎钳,游标卡尺。 二、工序50的定位与夹紧方案 1.定位基准和定位方案 由零件图可知,需要加工的表面为沉头孔,Ra=3.2,加工精度较高,加工难度低,用通用平口虎钳夹住可以达到六点定位的要求,工件各个方向的自由度均得到限制,保证装夹的紧固性,工件各面互为基准,且基准统一。 2.装夹方案 虎钳装夹,装夹时装夹外圆表面需要铜皮包裹,以保证装夹面的表面粗糙度。 3.定位误差 此道工序为外圆柱面支承定位,且工序基准与定位基准重合,可认为基准位移误差为零,故定位误差为零。 4.夹具图示 夹具快照

数控车床螺纹轴的加工教学设计

《教学做合一——数控车床螺纹轴的加工》教学设计 【授课年级】二年级数控班 【授课专业】数控应用技术 【授课时间】90分钟 【教材分析及处理】 项目的选取是项目教学的关键。我校的数控车床实训课以高等教育出版社出版的《数控车床编程与加工技术》为基本知识框架,结合校本教材《数控车工实训用书》,使理论教学的系统化和实操教学的项目化高度糅合。本节课以前者的项目五、任务一内容“普通外螺纹的加工”和后者中“项目八螺纹轴的加工”,确定项目任务为“数控车床螺纹轴的加工”,开展项目教学。 【学情分析】 本节课的授课对象为高二年级数控应用技术班学生,他们思维活跃,好奇心强,有一定的专业实操经验,但对于传统的文字说教比较厌烦,动手能力相对较强的他们,更喜欢生动,直观的教学,同时绝大多数的学生的职业向往是能找到一个数控车工的工作,也为我们的实训教学提供了一个良好的切入点。 在本节课之前,学生已经学习了阶梯轴的编程和加工,基本掌握了车削外圆、端面、阶台、锥度和切槽等技能。 【教学目的及要求】 (1)知识目标:了解螺纹的加工工艺,掌握螺纹轴的编程和加工方法; (2)能力目标:通过项目教学法的实施,培养和提高学生分析问题、解决问题的能力。 (3)情感目标:让学生体验实际工作环境,通过自主探究、团队协作,培养学生良好的学习习惯和不断探究新知识的欲望,注重安全和质量意识。 【教学方法】 教法:项目教学法、直观演示法、模拟仿真法和动手实践法等教学方法。 学法:采用小组协作、角色扮演、自主探究、动手实践等学习方法。 【教学重点、难点】 据要达到的教学目标,我把本次课的教学重点确定为:掌握并能基本运用G92指令车削外螺纹。本节课的教学难点确定为:合理安排生产工艺,完成螺纹轴的加工任务。【情境创设】 (1)准备课件、工件零件图、实训任务书、刀具及毛坯; (2)采用互补的形式将学生分为5组,每组3人并指定组长; (3)预先设定编程员、数车工、质检员、安全监督员等实际的工作岗位; (4)利用校园网平台,准备信息化教学资料,如:课件、视频资料等。

轴类零件加工工艺分析

江苏省徐州机电工程高等职业学校 毕业论文 (2016届) 题目:轴类零件的加工工艺分析 姓名:张开诚 学号: 系部:数控技术系 班级: 11高职数控6班 指导教师:郁岩 2016年5月 轴类零件的加工工艺分析 张开诚 11高职数控6班 摘要:随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大,数控加工技术对国计民 生的一些重要行业(IT、汽车、轻工、医疗等)的发展起着越来越重要的作用,本文根据数控机床的特点,针对具体的零件,进行了工艺方案的分析,工装方案的确定,刀具和切削用量的选择,确定加工顺序和加工路线,数控加工程序编制。通过整个工艺的过程的制定,充分体现了数控设备在保证加工精度,加工效率,简化工序等方面的优势。 关键词:工艺分析;加工方案;进给路线;控制尺寸

图1 零件图 技术要求 1 去除毛刺尖角倒钝 2 未注倒角均为1*45° 3 无热处理和硬度要求 一、工艺方案分析 (一)零件图分析 该零件属于抽油机里面的装配零件,表面由圆柱、顺圆弧、逆圆弧、圆锥、槽、螺纹等表面组成。尺寸标注完整,对精度要求较高,我们选用毛坯为45#钢,Φ55mm×150mm。 (二)确定加工方法 加工方法的选择原则是保证加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求。由于获得同一级精度及表面粗糙度的加工方法一般有许多,因而在实际选择时,要结合零件的形状、尺寸大小和形位公差要求等全面考虑。 图上几个精度要求较高的尺寸,因其公差值较小,所以编程时没有取平均值,而取其基本尺寸。 在轮廓线上,有个锥度10度坐标P1、和一处圆弧切点P2,在编程时要求出其坐标,P1(45.29 ,75) P2(35,56.46)。 通过以上数据分析,考虑加工的效率和加工的经济性,最理想的加工方式为车削,考虑该零件为大批量加工,故加工设备采用数控车床。 根据加工零件的外形和材料等条件,选用CJK6032数控机床。(三)确定加工方案 零件上比较精密表面的加工,常常是通过粗加工、半精加工和精加工逐步达到的。对这些表面仅仅根据质量要求选择相应的最终加工方法是不够的,还应正确地确定从毛坯到最终成形的加工方案。 毛坯先夹持左端,车右端轮廓113mm处,右端加工Φ39mm、SΦ42mm、 R9mm、Φ35mm、锥度为10度的外圆,Φ52mm.调头装夹已加工Φ52mm外圆,左端加工Φ25mm×33mm、切退刀槽、加工螺纹M25mm ×1.5mm. 该典型轴加工顺序为: 预备加工---车端面---粗车右端轮廓---精车右端轮廓---切槽---工件调头 ---车端面---粗车左端轮廓---精车左端轮廓---切退刀槽---粗车螺纹---精车螺纹。

螺纹配合件的设计与加工组合件数控车工艺与编程

螺纹配合件的设计与加工组合件数控车工艺与编程

西安机电信息学院 毕业设计(论文)2013 级机电系数控加工与维护专业 题目:组合件数控车工艺与编程 毕业时间: 学生姓名:文仁杰 指导教师:赵老师 班级:高数一班 2013年9月20日

摘要 随着改革开放的进一步深入,中国的制造行业得到了迅速发展,特别是数控加工的应用呈突飞猛进之势,自从我国进入WTO后,社会上对数控加工技术的要求也更高了。我所设计和加工的螺纹配合零件时一种集合各种工艺设计在内的综合型零件。它能够有效地把我们二年所学的各类知识综合在一起运用。 我从数控加工工艺分析,设备的选择,螺纹配合精度,刀具,夹具的选择,切削用量的选择,工艺卡片的制作,都经过了慎重考虑。为使零件经过数控加工得到最佳的精度和工艺设计要求,我还查阅了辅导设计与辅助制造 (CAD/CAM)、《数控加工工艺》、数控刀具等书籍。确定了该零件的合理的数控加工工艺方案,最终才完成的零件的加工。 关键词工艺分析螺纹配合精度刀具选择数控加工

目录 摘要 (5) 引言 (7) 一数控机床概述 (8) 1.1数控机床的组成 (8) 1.2数控机床的分类 (8) 1.2.1按工艺用途分类 (8) 1.2.2 按数控机床的运动轨迹分类 (8) 1.2.3按伺服系统的控制方式分类 (8) 1.2.4 数控装置的简介 (9) 二数控加工工艺分析 (10) 2.1加工方法和加工方案的选择 (10) 2.2加工顺序的安排 (10) 三螺纹配合 (11) 3.1零件工艺分析 (11) 3.2确定加工方案 (11) 3.3确定工序顺序、进给路线和所用刀具 (11) 3.3.1粗车外表面 (12) 3.3.2精车外表面 (12) 3.3.3 切槽 (12) 3.3.4 切螺纹 (12) 3.3.5切断 (13) 3.4确定切削用量 (13) 3.5填写工艺文件 (13) 四程序编制 (13) 4.1螺纹配合零件程序编程 (14) 4.2 进刀的方法分析 (14) 4.2零件工艺分析 (15) 4.3确定装夹方案 (15) 4.4确定工步顺序、进给路线和所用刀具 (16) 4.6填写工艺卡文件 (17) 五结果分析.......................................... (18) 5.1零件的精度与尺寸检验 (19) 5.2产生误差的主要因素 (20) 结论 (22) 参考文献 (23) 致谢 (24)

螺纹轴的工艺分析及编程

........学院 2015届毕业生毕业论文 论文题目:数控车床螺纹轴的工艺分析及编程 学生姓名: 指导教师: 专业:数控技术 班级:12高职一班 学号: 完成日期年月日

摘要 对于数控加工,无论是手工编程还是自动编程,在编程前都要对所加工的零件进行工艺分析,拟定加工方案,选择合适的刀具,确定切削用量,对一些工艺问题(如对刀点、加工路线等)也需要一些处理。并在加工过程掌握控制精度的方法,才能加工出合格的产品。随着数控车床的不断发展和应用领域的扩大,数控加工技术对国计民生的一些重要行业(IT、汽车、轻工、医疗等)的发展起着越来越重要的作用,因为效率、质量是先进制造技术的主题。高速、高精加工技术可极大地提高效率,提高产品的质量和档次,缩短生产周期和提高市场竞争能力。 本文根据数控车床的特点,针对具体的零件,进行了工艺方案的分析,工装方案的确定,刀具和切削用量的选择,确定加工顺序和加工路线,加工效率,简化工序等方面的优势。 关键词:工艺分析加工方案进给路线控制尺寸

目录 前言 (1) 第1章数控车床概述 (2) 1.1 数控车床特点 (2) 1.2 数控车床的组成 (2) 1.3数控车床的发展趋势 (3) 第2章螺纹轴的加工工艺分析 (6) 2.1 零件图 (6) 2.2零件图分析 (6) 2.3确定加工方法 (6) 2.4确定加工方案 (7) 第3章螺纹轴的的装夹 (8) 3.1定位基准的选择 (8) 3.2定位基准选择的原则 (8) 3.3确定零件的定位基准 (8) 3.4装夹方式的选择 (8) 3.5数控车床常用装夹方式 (8) 3.6确定合理的装夹方式 (9) 第4章刀具及切削用量的选择 (10) 4.1选择数控刀具的原则 (10) 4.2选择数控车削用刀具 (10) 4.3设置刀点和换刀点 (11) 4.4确定切削用量 (11) 第5章螺纹轴的工艺制定及编程 (12) 5.1 螺纹轴的工艺分析 (12) 5.2 螺纹轴的工艺制定 (14)

车削螺纹时常见故障及解决方法(最新版)

Safety is the goal, prevention is the means, and achieving or realizing the goal of safety is the basic connotation of safety prevention. (安全管理) 单位:___________________ 姓名:___________________ 日期:___________________ 车削螺纹时常见故障及解决方法 (最新版)

车削螺纹时常见故障及解决方法(最新版)导语:做好准备和保护,以应付攻击或者避免受害,从而使被保护对象处于没有危险、不受侵害、不出现事故的安全状态。显而易见,安全是目的,防范是手段,通过防范的手段达到或实现安全的目的,就是安全防范的基本内涵。 螺纹是在圆柱工件表面上,沿着螺旋线所形成的,具有相同剖面的连续凸起和沟槽。在机械制造业中,带螺纹的零件应用得十分广泛。用车削的方法加工螺纹,是目前常用的加工方法。在卧式车床(如 CA6140)上能车削米制、英寸制、模数和径节制四种标准螺纹,无论车削哪一种螺纹,车床主轴与刀具之间必须保持严格的运动关系:即主轴每转一转(即工件转一转),刀具应均匀地移动一个(工件的)导程的距离。它们的运动关系是这样保证的:主轴带着工件一起转动,主轴的运动经挂轮传到进给箱;由进给箱经变速后(主要是为了获得各种螺距)再传给丝杠;由丝杠和溜板箱上的开合螺母配合带动刀架作直线移动,这样工件的转动和刀具的移动都是通过主轴的带动来实现的,从而保证了工件和刀具之间严格的运动关系。在实际车削螺纹时,由于各种原因,造成由主轴到刀具之间的运动,在某一环节出现问题,引起车削螺纹时产生故障,影响正常生产,这时应及时加以解决。车削螺纹时常见故障及解决方法如下:一、啃刀故障分析及解决方法:原

典型轴类零件数控加工工艺

典型轴类零件数控加工工艺设计 姓名:邢荣腾 职业:数控车工 身份证号:3723717 鉴定等级:技师 单位:济南铁路高级技工学校 二〇一一年十二月

在机械制造工业中并不是所有的产品零件都具有很大的批量,单件与小批量生产的零件(批量在10~100件)约占机械加工总量的80%以上。尤其是在造船、航天、航空、机床、重型机械以及国防工业更是如此。 为了满足多品种,小批量的自动化生产,迫切需要一种灵活的,通用的,能够适用产品频繁变化的柔性自动化机床。数控机床就是在这样的背景下诞生与发展起来的。它为单件、小批量生产的精密复杂零件提供了自动化的加工手段。 根据国家标准GB/T8129-1997,对机床数字控制的定义:用数字控制的装置(简称数控装置),在运行过程中,不断地引入数字数据,从而对某一生产过程实现自动控制,叫数字控制,简称数控。用计算机控制加工功能,称计算机数控(computerized numerical ,缩写CNC)。 数控机床即使采用了数控技术的机床,或者说装备了数控系统的机床。从应用来说,数控机床就是将加工过程所需的各种操作(如主轴变速、松加工件、进刀与退刀、开车与停车、选择刀具、供给切削液等)和步骤,以及刀具与工件之间的相对位移量都用数字化的代码来表示,通过控制介质将数字信息送入专用的或通用的计算机,计算机对输入的信息进行处理与运算,发出各种指令来控制机床的伺服系统或其他执行元件,是机床自动加工出所需要的零件。

一.前言 (2) 二.摘要 (4) 三.零件图工艺分析 (4) 四.数控加工工艺基本特点 (6) 五.设备选择 (6) 六.确定零件的定位基准和装夹方式 (7) 七.加工方法的选择和加工方案的确定 (9) 八.确定加工顺序及进给路线 (10) 九.刀具的选择 (10) 十.切削用量的选择 (11) 十一. 编程误差及其控制 (15) 十二.程序编制及模拟运行、零件加工、精度自检 (15) 结束语 (19)

螺纹轴的加工与分析

绪论 随着计算机技术的高速发展,传统的制造业开始了根本性变革,各工业发达国家投入巨资,对现代制造技术进行研究开发,提出了全新的制造模式。在现代制造系统中,数控技术是关键技术,它集微电子计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高薪技术于一体,具有高精度、高效率、柔性自动化等特点,对制造业实现柔性自动化、集体化、智能化起着举足轻重的作用。同时,市场对产品的质量和生产效率提出了越来越高的要求。根据数控车削加工的工艺方法,安排工序的先后顺序,确定刀具的选择和切削用量的选择等设计。一般生产加工中,螺纹的加工方式多采用攻丝这种传统工艺,随着数控技术的发展、软件的创新、控制精度的提高、三轴联动或多轴联动数控系统的产生及其在生产领域的广泛应用,相应的先进加工工艺——螺纹铣削逐渐得以实现,其加工精度、光洁度以及柔性是攻丝无法比拟的,另外其经济性在某种情况下也更优于传统工艺。良好的结构工艺性,可以使零件加工容易,节省工时和材料。而较差的零件零件工艺性,会使加工困难,浪费工时和材料,有时甚至无法加工。因此,零件各加工部位的结构工艺性应符合数控加工的特点。

1 螺纹的简述 1.1螺纹的介绍 螺纹的形成。一个与轴线共面的平面图形(三角形、梯形等)沿圆柱面作螺旋运动所生成的螺旋体,工程上称之为螺纹。如图1.1。 外螺纹内螺纹 图1.1 在圆柱或圆锥母体表面上制出的螺旋线形的、具有特定截面的连续凸起部分。螺纹按其母体形状分为圆柱螺纹黑圆锥螺纹;按其在母体所处的位置分为外螺纹、内螺纹(如图1.2,按其截面形状(牙型)分为三角螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹及其他特殊形螺纹,三角形螺纹主要用于连接,矩形、梯形和锯齿形罗螺纹主要用于传动;按螺旋线方向分为左旋螺纹和右旋螺纹,一般用右旋螺纹;按螺旋线的数量分为单线螺纹和双线螺纹及多线螺纹;连接用的多为单线螺纹,传动用的采用双线或多线;按牙的大小分为粗牙螺纹和细牙螺纹等,按适用场合和功能不同,可分为紧固螺纹、管螺纹、传动螺纹、专用螺纹等。 图1.2 外螺纹内螺纹

数控编程车削螺纹进刀的几种方法比较

数控编程车削螺纹进刀的几种方法比较 摘要 螺纹是机械行业中常见的零件,螺纹的车削是机械产品质量的重要环节,在车削加工中,螺纹车削由于切削速度较快,切削力较大和作用力集中,导致毛刺较大加工难度高。本文结合编程实例从螺纹加工几种进刀方法来编辑程序进行讨论。 【关键词】螺纹直进法斜进法左右借刀法 1. 螺纹分类介绍 1.1.按连接可分为内螺纹和外螺纹 1.2.按用途可分为⑴紧固螺纹:例如车床刀架上的螺钉 ⑵密封螺纹:例如管接头 ⑶传动螺纹:例如车床的丝杠 1.3 按牙型可分为⑴三角形螺纹 ⑵矩形螺纹 ⑶圆形螺纹 ⑷梯形螺纹 ⑸锯齿形螺纹 1.4 按螺旋线方向分为 ⑴右旋螺纹(顺时针旋入的螺纹为右旋螺纹)

⑵左旋螺纹(逆时针旋入的螺纹为左旋螺纹) 它们的判别方法:将螺纹竖直放置,螺旋线左边高为左旋反之则是右旋。 左旋螺纹右旋双线螺纹 1.5按螺旋线可分为单线螺纹和多线螺纹 1.6按母体形状可分为圆柱螺纹和圆锥螺纹 2、螺纹的基本要数 2.1 螺纹大径:是指螺纹的最大直径,是与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相切的假想圆柱或圆锥的直径,通常我们用d/D表示。 2.2螺纹公称直径:它是代表螺纹尺寸的直径,一般是指螺纹大径的基本尺寸 2.3螺纹小径:即螺纹的最小直径,是与外螺纹牙底或内螺纹牙顶 相切的假想圆柱或圆锥的直径,通常我们用d1/D1表示。 2.4螺纹中径:是介于螺纹大径与小径之间,中径上牙型沟槽和凸 起宽度相等,通常我们用d2/D2表示。 2.5螺距P:相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。

2.6导程:同一条螺旋线上相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。 2.7牙型高度:在螺纹牙型上牙顶到牙底在垂直于螺纹轴线方向上的距离。 2.8牙型角:在螺纹牙型上,相邻两牙侧间的夹角 3.走刀路线的确定 在数控车床上车螺纹时,沿螺距方向的, 向进给应和车床主轴的旋转保持严格的速比关系,考虑到刀具从停止状态到达指定的进给速度或从指定的进给速度降为零,驱动系统必有一个过渡过程,因此沿轴向进给的加工路线长度,除保证螺纹长度外,还应增加刀具引入距离和超越距离,引入距离和超越距离的数值与车床拖动系统的动态特性、螺纹的螺距和精度有关。 4.螺纹车刀的选用 螺纹车刀属于成形刀具,要保证螺纹牙型的精度,对螺纹车刀的要求主要有以下几点: 4.1螺纹车刀刀尖角一定要等于螺纹的牙型角;如普通三角螺纹为60°梯形螺纹为29°等。 4.2螺纹精车时车刀的纵向前角应等于0°;粗车时允许有5°到15°的纵向前角。 4.3因受螺纹升角的影响车刀两侧的静止后角应不相等,进给方向侧的后角较大,一般应保证两侧面均有3°到5°的工作后角。 4.4侧刃的直线性要好。

螺纹轴类零件的工艺设计及编程

A n h u i Vo c a c t i o n a l & Te c h n i c a l C o l l e g e o f I n d u s t r y & Tr a d e 毕 业 论 文 螺纹轴类零件的工艺设计及编程 Process design and programming of screw thread parts 所在系院: (机械工程系) 专业班级: (机械制造及自动化2班) 学生学号: (2012490243) 学生姓名: (张云锋) 指导教师: (王小燕) 2015年2月 14 日

A n h u i Vo c a c t i o n a l & Te c h n i c a l C o l l e g e o f I n d u s t r y & Tr a d e 毕业设计说明书 螺纹轴类零件的工艺设计及编程 Process design and programming of screw thread parts 所在系院: (机械工程系) 专业班级: (机械制造及自动化2班) 学生学号: (2012490243) 学生姓名: (张云锋) 指导教师: (王小燕) 2015年 2 月 14 日

摘要 数控车削加工方案的拟订是制订车削工艺规程的重要内容之一,本设计是根据数控车削加工的工艺方法,安排工序的先后顺序,确定刀具的选择和切削用量的选择等设计的。根据设计思想总结了数控车削加工工艺的一些综合性的工艺原则,结合螺纹轴的设计加工,提出设计方案,并对比分析。 数控加工中经常遇到螺纹轴的加工,在对某螺纹轴零件进行加工工艺分析的基础上,编写了数控加工程序,检验数控编程及各种工艺的正确性,为该类零件的数控加工提供了很有意义的参考。 关键词数控车床数控车削加工工艺螺纹加工零件图的工艺分析

如何用数控车床车削三角形螺纹

如何用数控车床车削三角形螺纹 作者:马智峰浏览次数:2671 发布日期:2007-12-04 本文介绍了用数控车床车削加工三角螺纹的方法,并以广州GSK980t数控系统加工 M30X2的外三角螺纹为例,进行探讨分析螺纹加工过程中应注意的问题和解决的方法。 用数控车床车削螺纹相对于用普通车床车削螺纹来说是比较省心的,但本人认为要车好高质量的螺纹还是要过好参数工艺关、刀具关、编程关和检测关。本文以广州GSK980t 数控系统加工M30X2的外三角螺纹为例(如图1示),就如何车削出高质量的螺纹与同行进行探讨交流。 一、车削螺纹工件的螺纹参数和工艺要求 1、确定螺纹大径、中径、小径。 外螺纹大径(公称直径d )一般应车得比基本尺寸小0.2~0.4mm(约0.13P),保证车好螺纹后牙顶处有0.125P的宽度(P是螺距)。具体数值应参照基准制来选择,基轴制的值应小些,基孔制则可大些。中径d 2=d-0.6495P,在中径处螺纹牙厚和槽宽相等。小径的计算公式为:d1=d-1.3P。则在上例中的参数分别是:d =29.6~29.8, d2=28.701,d1=27.4 。 2、螺柱右端面要倒角至螺纹小径,左边加工退刀槽。 3、确定背吃刀量。

螺纹切削用量的选择应根据工件材料的螺距大小以及所处的加工位置等因素来决定。前几次的进给用量可大些,以后每次进给切削用量应逐渐减小。切削速度应选低些,粗车时每次切深0.3mm左右,最后留余量0.2mm ;精车时每次切深0.1~0.2mm左右,粗精车的总切深为1.3P。经过总结,本人列出下表仅供参照。 二、车刀的选择、刃磨和安装 螺纹车刀的选择主要考虑刀具、形状和几何角度等三个方面。高速钢车刀用于加工塑性(钢件)材料的螺纹工件;白钢刀刃磨螺的纹车刀,适用于加工大螺距的螺纹和精密丝等工件;硬质合金螺纹车刀适用于加工脆性材料(铸铁)和高速切削塑性工件。 车刀的几何角度有三个(1)刀尖角ε应等于牙型角,车削普通三角形螺纹是60o;(2)前角Υ一般为0o~15o,螺纹车刀的径向前角对牙形角有很大的影响,对精度高的螺纹径向前角可适当取小一些(约0o~5o);(3)后角α一般为5o~10o,因螺纹升角的影响,两后角大小应该磨成不同,进刀方向一面应稍大一些。但对大直径、小螺距的三角形螺纹,这种影响可忽略不计。刃磨车刀时要根据粗、精车的要求,刃磨出合理的前、后角。粗车刀前角大,后角小,精车刀则相反。车刀的左右刀刃必须是直线,无崩刃。刀尖角的刃磨比较困难,为保证磨出准确的刀尖角,在刃磨时用螺纹角度样板测量刀尖角(见图2)。测量时,

普通车床螺纹车削常见故障及解决方法

普通车床螺纹车削常见故障及解决方法车削螺纹时常见故障及解决方法如下: 1.啃刀 原因是车刀安装的过高或过低,工件装夹不牢或车刀磨损过大。车刀安装得过高,则吃刀到一定深度时,车刀的后刀面支撑住工件,增大摩擦力,甚至把工件支撑弯,造成啃刀现象;过低,则切屑不 易排出,车刀背向力的方向是工件中心,加上横进丝杠与螺母间隙 过大,至使背吃刀量不断自动趋向加大,从而把工件抬起,出现啃刀。此时,应及时调整车刀高度,使其刀尖与工件的轴线等高(可利用尾座支撑刀尖对刀,也可用加工工件试切法对刀)。在粗车和半精车时,刀尖位置比工件的中心高出工件直径的1%。工件装夹不牢, 工件本身的刚性不能承受车削时的切削力,因而产生过大的挠度, 改变了车刀与工件的中心高度(工件被抬高了),形成背吃刀量突增,出现啃刀,此时应把工件装夹牢固,使用尾架支撑顶尖、中心架等,以增加工件刚性。车刀磨损过大引起切削力增大,支撑弯工件,出 现啃刀。此时,应对工件加以修磨。

2.乱扣 原因是当丝杠转一转时,工件未转过整数转而造成的。当车床丝杠螺距与工件螺距不成整倍数时,如果退刀,采用打开开合螺母的方法将床鞍摇至起始位置,那么,再次闭合开合螺母时,就会发生车刀刀尖不在前一刀所车出的螺旋槽内,以致出现乱扣。解决方法是采用正反车法来退刀,即在第一次行程结束时,不提起开合螺母,把刀沿径向退出后,将主轴反转,使车刀沿纵向退回,再进行第二次行程,这样往复过程中,因主轴、丝杠和刀架之间的传动没有分离过,车刀始终在原来的螺旋槽中,就不会出现乱扣。对于车削车床丝杠螺距与工件螺距成整数倍的螺纹,可采用打开开合螺母法进行加工,工件和丝杠都在旋转,提起开合螺母后,至少要等丝杠转过一转,才能重新合上开合螺母,这样当丝杠转过一转时,工件转了整数倍转,车刀就能进入前一刀车出的螺旋槽内,就不会出现乱扣。这样退刀快,有利于提高生产率和保持丝杠精度,同时丝杠也较安全。 3.螺距不正确

数控车工教案《螺纹轴的加工》(修正)

教案说明 本教案内容是《数控车工》(高级)FANUC系统B类宏程序学习后进行的一次综合训练,通过螺纹轴的加工,使学生掌握B类宏程序的应用,能根据图纸要求编制合理的加工工艺,同时进一步提高学生加工螺纹的技能水平及在加工中如何控制工件的尺寸精度及表面质量。整个教学过程分为两大部分,第一部分为专业理论知识,通过教师展示实习任务,逐步引导学生分析图形,思考加工工艺,填写工艺卡片,编制程序,教师对比点评及模拟加工等多种教学方法,活跃了课堂气氛,激发了学生学习的积极性,为后面的实作训练打下良好的理论基础。第二部分为专业实作训练,在整个训练中,教师将理论知识转化为现场操作演示,并由学生模仿加工,培养了学生的观察能力和动手能力,再通过学生分组操作练习,教师巡回检查指导,提高了学生的操作水平;最后引导学生对加工工件进行自评、互评,提高了学生分析问题和解决问题的能力,激发了学生学习的兴趣,使学生体验到理实一体化课程的乐趣。 本节教学内容力求充分体现教学内容的基础性、教学方法的灵活性、教师的“做中教”和学生的“做中学”,有机地结合在一起,不仅达到了任务目标,也突破了教学重难点。在课堂最后,通过教师的综合点评,学生的总结反思、课后作业,进一步巩固了所学知识,并为下次的学习打下良好的基础!

《数控车工》一体化教案 教案首页

教学过程的设计 的重视。三、讲授新课: 实习任务展示:《螺纹轴》(项目引领法、提问法、讲授法等) 1、实习任务分析:(10) (1)在这个图形中,包括了椭圆,台阶轴、锥度、螺纹退刀槽及螺 纹的加工等实习内容,难点在于椭圆编程及螺纹的加工,涉及计算的 有椭圆公式的变换、锥度的计算以及螺纹相关尺寸的确定。 PPT 本 习内容。 提问: 1 看 的 不难? 2 任 了 级 的内容? 最 点评总结, 并 正 学 时表扬。级进行加工, 教师提问:

王信华开题报告——螺纹轴的数控加工工艺设计与仿真加工

毕业设计(论文)开题报告 学生姓名:王信华学号:07 专业:机电一体化 系(院):机电与汽车工程系 毕业设计题目:螺纹轴的数控加工工艺设计与仿真加工 指导教师:刘萍萍职称: 2012年 3 月 15 日 开题报告填写要求 1.开题报告(含“文献综述”)作为毕业设计(论文)答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告

应在指导教师指导下,由学生在毕业设计(论文)工作前期内完成,经指导教师签署意见及所在专业审查后生效; 2.开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式(可从教务处网页上下载)打印,禁止打印在其它纸上后剪贴,完成后应及时交给指导教师签署意见; 3.“文献综述”应按论文的格式成文,并直接书写(或打印)在本开题报告第一栏目内,学生写文献综述的参考文献应不少于5篇(不包括辞典、手册); 4.有关年月日等日期的填写,应当按照国标GB/T 7408—94《数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法》规定的要求,一律用阿拉伯数字书写。如“2004年3月15日”或“2004-03-15”。

毕业设计(论文)开题报告1.结合毕业设计(论文)课题情况,根据所查阅的文献资料,每人撰写1000字左右的文献综述: 文献综述 随着科学技术的飞速发展和经济竞争的日趋激烈,产品更新的速度越来越快,多品种、中小批量生产的比重明显增加。同时,随着航空工业、汽车工业和轻工业消费品生产的高速增长,复杂形状的零件越来越多,精度要求也越来越高。此外,激烈的市场竞争要求产品研制、生产周期越来越短,传统的加工设备和制造方法已难以适应这种多样化、柔性化与复杂形状零件的高效、高质量加工要求。因此,近几十年来,世界各国十分重视发展能有效解决复杂、精密、小批量、多变零件加工的数控加工技术。在机械制造业中,大量采用以微电子技术和计算机技术为基础的数控技术,并将机械技术与现代控制技术、传感检测技、信息处理技术、网络通信技术有机地结合在一起,使其生产方式发生了革命性变化。目前数控技术和数控机床正不断更新换代,向高速度、多功能、智能化、开放型以及高可靠性等方面迅速发发展。数控技术的应用和数控机床的生产量已成为衡量一个国家工业化程度和技术水平的得要标志。 1949年,美国帕森斯公司与美国麻省理工学院(MIT)开始共同研究,并于1952年试制成功第一台三坐标数控铣床,当时的数控装置采用电子管元件。

螺纹车削的方法及技巧【详解】

螺纹车削的方法 内容来源网络,由“深圳机械展(11万㎡,1100多家展商,超10万观众)”收集整理! 更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示,就在深圳机械展. 一、螺纹车削的概念工 螺纹车削是指螺纹加工过程,具体是指工件旋转一转,车刀沿工件轴线移动一个导程,刀刃的运动轨迹就形成了工件的螺纹表面的螺纹加工过程。 二、螺纹分类 螺纹的种类很多,按用途可分为连接螺纹和传动螺纹;按牙形可分为三角螺纹、方形螺纹、锯形螺纹、圆形螺纹;按螺旋方向可分为右旋螺纹和左旋螺纹;按螺旋线数分为单线螺纹和多线螺纹。按母体形状可分为圆柱螺纹和圆锥螺纹。 三、螺纹车削原理 螺纹的加工方法很多,其中用车削的方法加工螺纹是常用的加工方法。无论车削哪一种螺纹,车床主轴与刀具之间必须保持严格的运动关系:主轴每转一圈(即工件转一圈),刀具应均匀地移动一个导程的距离。工件的转动和车刀的移动都是通过主轴的带动来实现的,从而保证了工件和刀具之间严格的运动关系。

四、螺纹车削的主要方法 1、径向进刀法 如图2-42a所示,车削螺纹时,车刀左右两侧刀刃都参加切削,由中滑板横向进给,通过多次行程,直到把螺纹车好。径向进刀法适用螺距P<3mm的三角螺纹车削,也适用于P≥3mm三角螺纹的精车。 2、轴向进刀法(左右进刀法) 车削较大螺距的螺纹时,为减小车刀两个刀刃同时切削所产生的扎刀现象,可使车刀只用一侧刀刃进行切削。车削过程中,除了做横向进给外,同时还利用小滑板把车刀向左或向右做微量进给,使车刀只有一侧刀刃进行切削,通过多次行程,直至把螺纹车好。这种加工方法适用于P≥3mm螺纹的精车等。 3、斜向进刀法 如图2-42c所示,车削螺纹时,除中滑板横向进给外,只把小滑板向一个方向做微量进给。这种方法只适用于粗车。 4、改进型斜向进刀法 如图2-42d所示,这种车削方法是两侧刀刃都有切削任务,其中一个刀刃承担主要 切削任务,这样可以避免斜向进刀不切削一侧刀刃磨损大和工件表面粗糙度大的问题。此方法适用于数控加工。

典型轴类零件加工工艺标准分析

阶梯轴加工工艺过程分析 图6—34为减速箱传动轴工作图样。表6—13为该轴加工工艺过程。生产批量为小批生产。材料为45热轧圆钢。零件需调质。

(一)结构及技术条件分析 该轴为没有中心通孔的多阶梯轴。根据该零件工作图,其轴颈M、N,外圆

P,Q及轴肩G、H、I有较高的尺寸精度和形状位置精度,并有较小的表面粗糙度值,该轴有调质热处理要求。 (二)加工工艺过程分析 1.确定主要表面加工方法和加工方案。 传动轴大多是回转表面,主要是采用车削和外圆磨削。由于该轴主要表面M,N,P,Q的公差等级较高(IT6),表面粗糙度值较小(Ra0.8μm),最终加工应采用磨削。其加工方案可参考表3-14。 2.划分加工阶段 该轴加工划分为三个加工阶段,即粗车(粗车外圆、钻中心孔),半精车(半精车各处外圆、台肩和修研中心孔等),粗精磨各处外圆。各加工阶段大致以热处理为界。 3.选择定位基准 轴类零件的定位基面,最常用的是两中心孔。因为轴类零件各外圆表面、螺纹表面的同轴度及端面对轴线的垂直度是相互位置精度的主要项目,而这些表面的设计基准一般都是轴的中心线,采用两中心孔定位就能符合基准重合原则。而且由于多数工序都采用中心孔作为定位基面,能最大限度地加工出多个外圆和端面,这也符合基准统一原则。 但下列情况不能用两中心孔作为定位基面: (1)粗加工外圆时,为提高工件刚度,则采用轴外圆表面为定位基面,或以外圆和中心孔同作定位基面,即一夹一顶。 (2)当轴为通孔零件时,在加工过程中,作为定位基面的中心孔因钻出通

孔而消失。为了在通孔加工后还能用中心孔作为定位基面,工艺上常采用三种方法。 ①当中心通孔直径较小时,可直接在孔口倒出宽度不大于2mm的60o内锥面来代替中心孔; ②当轴有圆柱孔时,可采用图 6—35a所示的锥堵,取1∶500锥度; 当轴孔锥度较小时,取锥堵锥度与工件 两端定位孔锥度相同; ③当轴通孔的锥度较大时,可采 用带锥堵的心轴,简称锥堵心轴,如图 6—35b所示。 使用锥堵或锥堵心轴时应注意,一 般中途不得更换或拆卸,直到精加工完 各处加工面,不再使用中心孔时方能拆 卸。 4.热处理工序的安排 该轴需进行调质处理。它应放在粗 加工后,半精加工前进行。如采用锻件 毛坯,必须首先安排退火或正火处理。 该轴毛坯为热轧钢,可不必进行正火处 理。 5.加工顺序安排 除了应遵循加工顺序安排的一般原 则,如先粗后精、先主后次等,还应注

轴类零件数控加工工艺及编程分析

毕业论文 题目:轴类零件数控加工工艺及编程

轴类零件数控加工工艺及编程 摘要:数控机床加工工艺与普通机床加工工艺在原则上基本相同,但数控加工的整个过程是自动进行的。数控加工的工序内容比普通机床的加工的工序内容复杂,这是因为数控机床价格昂贵,若只加工简单的工序,在经济上不合算,所以在数控机床上通常安排较复杂的工序,甚至是在通用机床上难以完成的那些工序。数控机床加工程序的编制比普通机床工艺规程编制复杂,这是因为在普通机床的加工工艺中不必考虑的问题,如工序内工步的安排、对刀点、换刀点及走刀路线的确定等问题,在数控加工时,这一切都无例外地都变成了固定的程序内容。正由于这个特点,促使对加工程序的正确性和合理性要求极高,不能有丝毫的差错,否则加工不出合格的零件。 关键词:轴类零件数控车削工艺设计

一、零件加工工艺分析 1.零件图分析 如图1.1所示该零件从结构上来看包括内﹑外表面:内表面主要是孔,外表面由圆柱、圆锥、顺圆弧、逆圆弧及螺纹等表面组成,其中多个直径以及宽度尺寸有较严格的尺寸精度和表面粗糙度要求,适合数控车削加工;球面Sφ48㎜的尺寸公差还兼有控制该球面形状(线轮廓)误差的作用;零件材料为45钢,该材料具有较高的强度以及较好的韧性﹑塑性;无热处理和硬度要求。 图1.1 2.工艺分析 (1)如图1.1所示内孔直径φ28,圆柱尺寸φ35﹑φ42和φ52,宽度尺寸4和3,取中值作为编程的尺寸依据。其他尺寸皆取基本尺寸作为编程尺寸依据。 (2)φ52的圆柱与φ28的孔有较高的同轴度要求,加工时必须以同一个定位基准进行加工。

(3)φ28的公差等级为IT8表面粗糙度Ra为1.6,宜采用钻→扩→铰进行加工以保证尺寸和表面粗糙度的要求。 (4)在轮廓曲线上,有三处为圆弧,其中两处为既过象限又改变进给方向的轮廓曲线,因此在加工时应进行机械间隙补偿,以保证轮廓曲线的准确性。 (5)零件中有比较大的圆弧需要进行加工,为了不使加工过程中出现过切现象选择较大副偏角的车刀进行加工。 3.编程原点选择 零件在加工中需要二次掉头装夹,从图纸上进行尺寸坐标分析,应设置两个编程原点。两个工件坐标系的编程原点均应选在零件装夹后的右端面(精加工面),如图1.2、1.3所示。 1.2 第一次装夹工件原点 1.3 第二次装夹工件原点 二、零件毛坯选择 由图1.1可知该零件为45钢,生产类型为单件小批量生产。根据上述原始资料以及加工工艺,确定毛坯尺寸如下:该零件最大外圆直径为Ф52mm,查《机械制造工艺设计简明手册》(以下简称《工艺手

螺纹轴套的数控加工工艺分析

螺纹轴套的数控加工工艺分析 数控加工作为一种高效率高精度的生产方式,在航空业、电子行业还 有其他各行业都广泛应用。螺纹轴套是数控加工时常见的零件之一, 但在实际生产中,因为一些数控操作人员生搬硬套书本上的切削参数,且未能对零件的特殊结构深入分析,不但浪费大量的时间,而且还增 加劳动者的劳动强度,甚至还会加工出废品来。因此,对零件进行详 细的结构、尺寸及技术要求的分析;根据生产实际情况选择合适的加 工设备、刀具;尤其是结合生产实践选取合理的切削参数在数控加工 中显得非常重要。 1零件图分析 螺纹轴套零件图如图1所示,该零件表面由内外圆、圆锥面、圆弧面 及外螺纹等加工结构组成结构较复杂。零件图尺寸标注完整,轮廓描 述清楚,图中多个直径尺寸与轴向尺寸有较高的尺寸精度和表面粗糙 度要求。其主要加工内容如表1所示。此零件主要加工难点为M43*2 的外螺纹,外圆锥度与内孔斜度,根据零件的结构,需要经过两次装 夹方可完成整个零件的加工。 2毛坯的选用 图1为要加工的零件图,零件的长度为105±0.1mm,它的最大的直径为70mm,根据加工要求和实际毛坯条件,选择长度110mm,直径为 75mm的毛坯棒料,棒料的材质为45钢,此钢材料为优质碳素结构钢,切削性能较好。 3选择加工设备 选择加工机床,要根据零件的结构特点和精度要求。根据本零件的结 构和精度要求,需要多把刀具,为了提升加工效率,可选用杭州友佳 集团生产的FTC-10斜床身数控车床作为加工设备,此机床为斜床身, 转塔刀架,液压卡盘,加工精度高。

4确定装夹方案 在确定装夹方案时,要根据给定的加工表面和定位基准来选择工件的 定位装夹方式,同时也要选择适当的夹具。选择夹具时,考虑经济效 应的因素,能使用普通夹具装夹的尽可能使用普通夹具,这样可以减 少加工成本。数控机床的夹具要满足安装调试方便、刚性耐用度好、 精度高的特点。 4.1定位基准的选择定位基准不但影响加工的精度,同时因为同一个 被加工表面所选择的定位基准的不同,其加工工艺路线也可能不同。 因此选择定位基准是十分重要的。定位基准的合理选择能够提升产品 的生产加工效率,减少非必要的加工工序。根据图纸分析可知本零件 以左右端面为定位基准。 4.2装夹方式的选择由图纸分析可知,此零件采用三爪卡盘装夹的装 夹方式。三爪卡盘是最常用的车床通用夹具,也是数控车床常用的夹具。三爪卡盘最大的特点是可以自定心,它的夹持范围较大。它的装 夹方法是:先用三爪卡盘夹持给定毛坯的右端,将工件加工到图纸要求,再将零件松开掉头加工另一端的尺寸。同时为提升零件表面加工 质量,可用铜皮包住已加工表面,再加工右端,这样就不会破坏已加 工表面。 5刀具的选择 本零件所用到的刀具如表2所示。 6切削用量的选择 切削用量的制定就是在已经选择好刀具的材料以及刀具的几何角度的 前提下确定合理的切削用量。它包括背吃刀量、主轴转速和进给速度。 6.1背吃刀量的选择背吃刀量的确定一般根据工件的加工余量来确定。一般情况下,粗加工的时候,除留下精加工余量外,其余的余量应该 在一次走刀中去除。半精加工和精加工时,因为加工余量较小可一次 切除。在中等功率的数控机床上,粗加工的背吃刀量可达8~10mm,精

数控车削不锈钢螺纹的加工方法

数控车削不锈钢螺纹的加工方法 newmaker 全世界因锈蚀而消耗的金属制品约占金属产量的10%,因此提高金属抗蚀性和耐蚀性具有非常重要的意义。不锈钢能够达到相对较好的抗蚀要求,由起初的军用拓展到工业及民用各领域。因此,对各种复杂曲面的不锈钢工件要求量较大。但由于材质的特殊性,加工工艺成为制作产品的难题。 不锈钢材质本身的特殊性 对数控切削加工的影响 不同种类的不锈钢由于机械性能和化学成分的不同其数控切削的难度也不相同。有的不锈钢在切削加工时,很难达到满意的加工表面粗糙度;而有的不锈钢,虽容易达到要求的加工表面粗糙度,但在切削加工过程中刀具却特别容易磨损。经总结,各类不锈钢很难切削的主要原因有以下几个方面:

热强度高、韧性大对数控高速切削不适应奥氏体类不锈钢与马氏体类不锈钢其硬度和抗拉强度不高,只相当于40号钢,但延伸率、断面收缩率和冲击值却比较高。如,1Cr18Ni9Ti延伸率为40号钢的210%,这样在数控高速切削过程中就不容易被切断,切削变形时所消耗的功相当大。相对来说,不锈钢在高温下的强度降低较少,如45号钢在500°时其持久强度为7kg/mM2,而1Cr18Ni9Ti在550°时其持久强度仍保持在19~24kg/mM2。实践证明,在相同切削温度的作用下,不锈钢切削比普通碳素钢难加工,其热强度高是一个极其重要的因素。 加工硬化趋势强对数控车削不利在数控高速车削的过程中,由于刀尖对工件材料挤压的结果使切削区的金属产生变形,晶内发生滑移,晶格畸变,组织致密,机械性能也随着发生变化,一般切削硬度也能增加2~3倍。数控切削后加工硬化层深度可以从几十微米到几百微米不等,因此前一次走刀所产生的加工硬化现象又妨碍了下一次走刀时的切削,并且加工硬化层的高硬度导致刀具特别容易磨损。 切屑的粘附性强、导热差对数控切削有影响在数控切削过程中,切削碎屑很容易牢固地粘附或熔着在刀尖和刀刃上,形成积屑瘤,造成工件加工表面的表面粗糙度恶化,同时增加切削过程中的振动,加速刀具磨损。而且大量的切削热无法及时传导出

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