軸類零件的數(shù)控加工工藝編制及分析-文庫(kù)吧
2024-11-27 17:36 本頁(yè)面
【正文】 的數(shù)控機(jī)床正在不斷采用最新技術(shù)成就，朝著高速化、高精度化、多功能化、智能化、系統(tǒng)化與高可靠性等方向發(fā)展。 第二章 零件的工藝分析及規(guī)程 數(shù)控 加工工藝是采用數(shù)控機(jī)床加工零件時(shí)所運(yùn)用各種方法和技術(shù)手段的總和，應(yīng)用于整個(gè)數(shù)控加工工藝過(guò)程。 數(shù)控加工工藝 是伴隨著數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生、發(fā)展而逐步完善起來(lái)的一種應(yīng)用技術(shù)，它是人們大量數(shù)控加工實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)。 數(shù)控加工工藝過(guò)程是利用切削工具在數(shù)控機(jī)床上直接改變加工對(duì)象的形狀、尺寸、表面狀態(tài)等，使其成為成品或半成品的過(guò)程。 零件的用途 圖中 所 設(shè)計(jì)的 零件為一復(fù)雜的軸類零件，而 軸類零件 又 是機(jī)器中經(jīng)常遇 到的典型零件之一。它主要用來(lái) 連接和 支承傳動(dòng)零部件，傳遞扭矩和承受載荷，圖示 的零件也不例外。 軸類零件是旋轉(zhuǎn)體零件，其長(zhǎng)度大于直徑，一般由同心軸的外圓柱面、圓錐面、內(nèi)孔和螺紋及相應(yīng)的端面所組成。 根據(jù)結(jié)構(gòu)形狀的不同，軸類零件 可分為光軸、階梯軸、空心軸和曲軸等 ， 圖示零件則為階梯軸 。 所以，圖中所示零件的用途是連接其它配合件 ，起的作用是支承 其它傳動(dòng)零部件，傳遞扭矩和承受載荷 ， 可用于汽車 、機(jī)械等行業(yè)。 零件的結(jié)構(gòu)形狀 圖 21 如 圖 21 所示 ，此零件為 結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的 不規(guī)則 軸類零件， 且右端最小，左端次之，中間最大， 包含著曲面、內(nèi)孔、螺紋及槽等一些較難加工的 部分。 零件的右端是一個(gè)半球面，其左邊是一個(gè)螺紋臺(tái)階，再接著是一個(gè)槽。零件的左端含有一內(nèi)孔 ，且內(nèi)孔外沿倒有圓角 。左端的第一個(gè)臺(tái)階上含有一個(gè)內(nèi)凹圓弧面。 整體上說(shuō)，此零件由左向右呈中、大、小結(jié)構(gòu)分布。 零件的表面粗糙度 定義 ： 表面粗糙度是指加工表面具有的較小間距和微小峰谷不平度。其兩波峰或兩波谷之間的距離（波距）很小（在 1mm 以下），用肉眼是難以區(qū)別的，因此它屬于微觀幾何形狀誤差。表面粗糙度越小，則表面越光滑。表面粗糙度的大小，對(duì)機(jī)械零件的使用性能有很大的影響 ，因此 ， 要 在滿足零件表面功能的前提下，合理選用表面粗糙度參數(shù)。 由 零件圖所示可知， 所示 零件的表面粗糙度 大部分需 要 控制在 以內(nèi)，即 輪廓的算 術(shù)平均偏差 Ra 的上限值為 m。除了 零件 右 端的半球面、螺紋及 槽 等 要控制在 ～ 以外， 其余的部分都要 控制在 以內(nèi)。 零件的尺寸精度 由圖 21可知，此零件的總長(zhǎng)是 88mm，最大直徑是 ， 即 ?=42～； 左端最大直徑是 ， 即 ?=36～ ； 孔的長(zhǎng)為 ， 即?=～ 20mm； 直徑為 ， 即 ?=～ 24mm。 由以上幾個(gè)尺寸可以得知此零件有幾處的 尺寸 精度要求是 相當(dāng) 高的 ， 這也給此零件的加工帶來(lái)了一定的難度 ，這就需要加工者 選擇合適的加工方法和熟練的加工技巧等。 工藝規(guī)程的定義 機(jī)械加工工藝規(guī)程簡(jiǎn)稱工藝規(guī)程，是規(guī)定零件加工工藝過(guò)程和操作方法等的工藝文件。它是在具體的生產(chǎn)條件下，將最合理或較合理的工藝過(guò)程和操作方法，按規(guī)定的形式制成工藝文本，經(jīng)審批后用來(lái)指導(dǎo)生產(chǎn)并嚴(yán)格貫徹執(zhí)行的指導(dǎo) 性文件。一般包括以下內(nèi)容：工件加工工藝路線及所經(jīng)過(guò)的車間和工段；各個(gè)工序的內(nèi)容及采用的機(jī)床和工藝裝備；工件的檢驗(yàn)項(xiàng)目及檢驗(yàn)方法；切削用量；工時(shí)定額及工人的技術(shù)等級(jí)等。 加工工序的劃分 a） 首先 ，先明確一下加工工序劃分的原則： （ 1）、 按工序集中劃分工序的原則 （ 2）、 按粗 ,精加工劃分工序的原則 （ 3）、 按刀具劃分工序的原則 （ 4）、 按加工部位劃分工序的原則 b） 具體 加工工序劃分如下： （ 1） 、 先加工零件的右端，切端面； （ 2）、 粗車外圓； （ 3）、 精車外圓； （ 4）、 切槽； （ 5）、 車螺紋； （ 6）、 再掉頭加工零件的左端， 切端面； （ 7）、用麻花鉆鉆孔； （ 8）、 粗車外圓； （ 9）、精車外圓； （ 10）、 鏜孔； （ 11）、檢驗(yàn)。 第三章 毛坯的選擇 零件是由毛坯按照其技術(shù)要求經(jīng)過(guò)各種加工而最后形成的。 毛坯種類的選擇不僅影響毛坯的制造技術(shù)及費(fèi)用，而且也與零件的機(jī)械加工技術(shù)和加工質(zhì)量密切相關(guān)。為此需要 毛坯制造和機(jī)械加工兩方面的技術(shù)人員密切配合，合理地確定毛坯的材料 、結(jié)構(gòu)形狀 及尺寸。 毛坯材料的選擇 材料選擇的一般原則是： （ a） 材料的力學(xué)性能 。根據(jù)零件的工作條件、損壞（ 或失效）形式，選擇滿足力學(xué)性能的材料； （ b） 材料的工藝性能 。對(duì)零件加工生產(chǎn)有直接的影響，甚至是決定性的； （ c） 材料的經(jīng)濟(jì)性。 主要是價(jià)格比。 選擇毛坯材料的基本過(guò)程： 首先 得從 毛坯材料的服役條件開(kāi)始，通過(guò)對(duì)失效形式的分析從而完成材料的預(yù)選，然而 失效形式的分析又得從 材料的力學(xué)性能、工藝性能和經(jīng)濟(jì)性著手。完成材料的預(yù)選過(guò)后就需設(shè)計(jì)計(jì)算 ，強(qiáng)度校核 ，主要是從材料 的 耐用性 、 結(jié)構(gòu)尺寸 的 合理性及材料的變形和抗斷裂能力 三個(gè)方面考慮，進(jìn)而最終選定 毛坯材料。 （如圖 31） 圖 31 毛坯材料的選擇 結(jié)果： 綜合 上 考慮 ，加工此零件所選用的毛坯材料為 45號(hào)鋼 ， 因?yàn)?45號(hào)鋼為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)用鋼 ,硬度不高 ， 易切削加工 ,常用來(lái)做模板 、 連桿 、螺栓、 齒輪及軸類 等 ， 且需進(jìn)行熱處理（ 推薦熱處理溫度：正火 850?C，淬火 840?C，回火 600?C） 。 毛坯形狀及尺寸的確定 毛坯是根據(jù)零件所要求的形狀、 力學(xué)性能及 工藝尺寸等而制成的供進(jìn)一步加工用的生產(chǎn)對(duì)象。 此次設(shè)計(jì) 根據(jù)工件材料、 零件形狀、 力學(xué)性能 及 工藝尺寸 等特性 的 要求， 應(yīng)當(dāng) 選擇 的 毛坯材料為φ 50mm 的 45號(hào)鋼，并 要 盡量使各個(gè)回轉(zhuǎn)表面上的余量 分布 均勻。由于零件圖樣尺寸為 88mmφ 42mm， 所以， 為了使毛坯盡量 的 最小化， 毛坯 材料 應(yīng)當(dāng) 選擇尺寸為 120mmφ 50mm 的棒 狀材 料。綜上所述， 此次設(shè)計(jì)的零件毛坯材料應(yīng)當(dāng) 是 尺寸為 120mmφ 50mm 的 棒狀 45 號(hào)鋼 ，且需進(jìn)行過(guò)熱處理。 圖 32 第四章 機(jī)床、刀具及冷卻液的選擇 機(jī)床 、刀具和冷卻液的選擇 往往決定所加工零件的 尺寸精度和表面粗糙度 ，雖然 說(shuō) 加工 參數(shù) 起決定性作用 ，但是它們的 合理 選擇 也不容忽視 。所以，要加工一個(gè)精度高的零件，正確合理地選擇機(jī)床、刀具和冷卻液 是其前提。 機(jī)床的選擇 a) 選擇加工機(jī)床，首先要保證加工零件的技術(shù)要求，能夠加工出合格的零件。其次是要有利于提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。選擇加工機(jī)床一般要考慮到機(jī)床的結(jié)構(gòu)、載重、功率、行程和精度。還應(yīng) 依據(jù)加工零件的材料狀態(tài)、技術(shù)狀態(tài)要求和工藝復(fù)雜程度，選用適宜、經(jīng)濟(jì)的數(shù)控機(jī)床，綜合考慮以下因素的影響 ： （ 1）機(jī)床的類別（車、銑、加工中心等）、規(guī)格（行程范圍）、性能（加工材料） 等 ； （ 2）數(shù)控機(jī)床的主軸功率、轉(zhuǎn)速范圍、 刀具以及刀具系統(tǒng)的配置情況； （ 3）數(shù)控機(jī)床的定位精度和重復(fù)定位精度； （ 4）零件的定位基準(zhǔn)
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