【正文】 航天 職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文 1 弧形軸 數(shù)控加工工藝設(shè)計 摘要 隨著科技的不斷發(fā)展，數(shù)控技術(shù)在企業(yè)中發(fā)揮越來越重要的作用。本設(shè)計通過對數(shù)控加工的工藝特點(diǎn)、加工零件工藝性等進(jìn)行分析，選擇正確的加工方法，設(shè)計合理的加工工藝過程，充分發(fā)揮數(shù)控加工的優(yōu)質(zhì)、高效、低成本的特點(diǎn)。設(shè)計說明書以數(shù)控車床車削軸類零件為例，根據(jù)被加工工件的材料、輪廓形狀、加工精度等選用合適的機(jī)床，制定加工方案，確定零件的加工順序，各工序所用刀具，夾具和切削用量等，編寫加工零件的程序。按照說明書要求將加工出零件，并對零件自檢數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，說明在加工過程中應(yīng)注意的事項。 關(guān) 鍵詞 零件圖 工藝分析、刀具、切削用量、加工程序、加工注意事項 航天 職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文 2 第一章 引 言 隨著我國工業(yè)化進(jìn)程的加速，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和升級，數(shù)控技術(shù)在現(xiàn)代企業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用，使制造業(yè)朝著數(shù)字化的方向發(fā)展。本設(shè)計以熟練掌握數(shù)控車床加工為主要目的，在認(rèn)真分析零件工藝的基礎(chǔ)上，綜合運(yùn)用《公差》、《機(jī)械制造技術(shù)》、《數(shù)控加工與編程》、《數(shù)控加工工藝》等專業(yè)知識，結(jié)合數(shù)控加工實際操作，按照機(jī)械加工工藝規(guī)程的內(nèi)容，制定出的軸類零件數(shù)控加工工藝說明書。 本設(shè)計說明書包括零件的工藝分析、零件加工過程、加工注意事項 等內(nèi)容。并詳細(xì)介紹零件工藝分析的內(nèi)容，重點(diǎn)闡述了零件的加工過程，認(rèn)真分析和解釋零件加工的程序的意義。 本設(shè)計在編寫過程中得到多 位 老師和同學(xué)的支持與幫助， 多位 老師對本設(shè)計進(jìn)行認(rèn)真的審閱，提出了許多寶貴的修改意見，在此一并表示衷心的感謝。 由于編者水平有限，設(shè)計中難免存在一些錯誤，懇請老師和同學(xué)批評指正。 編 者 年 月 日 第二章 零件工藝分析 零件圖的審查 零件 圖的完整性與正確性 零件屬于短軸類，零件長度為 90mm,從左到右依次為：長 40mm、公稱直徑為 25mm、 長 5mm 直徑為 21mm 的圓柱面 ,長 5mm 直徑為 15mm 的槽， 有M1810mm 的 45176。倒角的普通螺紋； 長 的 7176。錐面 ； 有直徑 16mm 的圓航天 職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文 3 弧面， 直徑為 15mm 的球面 。 該零件視圖正確，表達(dá)直觀、清楚，繪制符合國家標(biāo)準(zhǔn)，尺寸、公差、表面粗糙度以及技術(shù)要求的標(biāo)注齊全、合理 ，無熱處理和硬度要求 。 零件的技術(shù)要求分析 分析零件圖可知 :1513 的 錐面、 φ25mm 圓柱面、 φ21mm 圓柱面粗糙度 Ra為 ，其余表面粗糙度 Ra 為 。外螺紋中徑、頂徑公差代號為 6g。其余尺寸公差等級在 IT7～ IT10 之間。 零件的材料分析 毛坯材料為 45，強(qiáng)度、硬度、塑性等力學(xué)性能好，切削性能、熱處理性能等加工工藝性能好，便于加工，能夠滿足使用性能。毛坯下料為φ30mm130mm。 毛坯圖為： 合理的標(biāo)注尺寸 零件圖上的重要尺寸直接標(biāo)注，在加工時使工藝基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)重合，并符合尺寸鏈最短的原則。零件圖上標(biāo)注的尺寸便于用卡尺或樣板測量。 確定加工方法 經(jīng)過分析零件的尺寸精度 、幾何形狀精度、位置精度和表面粗糙度要求，確定如下加工方法： （ 1）外圓表面：粗車 ——精車 （ 2）外螺紋：在精車的外圓表面分?jǐn)?shù)次進(jìn)給加工 。 工藝設(shè)備的選擇 機(jī)床的選擇 機(jī)床選擇的原則 : ① 要保證加 工零件的技術(shù)要求，加工出合格的產(chǎn)品。 ② 有利于提高生產(chǎn)率。 ③ 盡可能降低生產(chǎn)成本 (加工費(fèi)用 )。 根據(jù)毛坯的材料和類型、零件輪廓形狀復(fù)雜程度、尺寸大小、加工精度、工件數(shù)量、生產(chǎn)條件等要求，選用 CK6140 數(shù)控車床。 量具及輔助用具的選擇 加工過程中所需量具有：游標(biāo)卡尺、千分尺、百分表、表面粗糙度樣板。 輔助用具有：銅片、銅錘等。 零件的安裝 在數(shù)控機(jī)床上加工零件時，安裝零件要合理選擇定位基準(zhǔn)和夾緊方案 ，為提高數(shù)控機(jī)床效率，確定定位基準(zhǔn)與夾緊方案時應(yīng)注意： 航天 職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文 4 （ 1）力求設(shè)計、工藝與編程計算的基準(zhǔn)統(tǒng)一（基準(zhǔn)重合原則）； （ 2）減少裝夾次數(shù)，盡可能在一次定位裝夾后，加工出全部待加工表面（基準(zhǔn)統(tǒng)一原則）； （ 3）避免采用占機(jī)人工調(diào)整式加工方案，以充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的效能。 選擇夾具 夾具用來裝夾被加工工件以完成加工過程，同時要保證被加工工件的定位精度，并使裝卸盡可能方便、快捷。數(shù)控加工的特點(diǎn)對夾具提出了兩個基本要求：一是要保證夾具的坐標(biāo)方向與機(jī)床的坐標(biāo)方向相對固定；二是要協(xié)調(diào)零件和機(jī)床坐標(biāo)系的尺寸關(guān)系。 根 據(jù)零件的尺寸、精度要求和生產(chǎn)條件，選擇最常用的車床通用的三爪自定心卡盤。三爪自定心卡盤可以自動定心，夾持范圍大，適用于截面為圓形、三角形、六邊形的軸類和盤類中小型零件。 刀具的選擇 數(shù)控加工中的刀具選擇和切削用量確定是在人機(jī)交互狀態(tài)下完成的要求編程人員必須掌握刀具選擇和切削用量確定的基本原則，在編程時充分考慮數(shù)控加工的特點(diǎn)，能夠正確選擇刀刃具及切削用量。 數(shù)控刀具有以下特點(diǎn)： ① 剛性好（尤其是粗加工刀具）、精度高、抗振及熱變形小； ② 互換性好，便于快速換刀； ③ 壽命高，切削性能穩(wěn)定、可靠； ④ 刀具的尺寸便 于調(diào)整，以減少換刀調(diào)整時間； ⑤ 刀具應(yīng)能可靠地斷屑或卷屑，以利于切屑的排除； ⑥ 系列化、標(biāo)準(zhǔn)化，以利于編程和刀具管理。 數(shù)控機(jī)床上用的刀具應(yīng)滿足安裝調(diào)整方便、剛性好、精度高、耐用度好等要求。數(shù)控車床兼作粗精車削，粗車時吃刀深、進(jìn)給快，要求車刀有足夠的強(qiáng)度，能一次進(jìn)給車去較多的余量；精車時要達(dá)到圖樣要求的尺寸精度和較小的表面粗糙度，車去的余量較少，要求車刀鋒利，切削刃平直光潔，必要時還可磨出修光刃。為減少換刀時間、方便對刀、提高生產(chǎn)效率，便于實現(xiàn)機(jī)械加工的標(biāo)準(zhǔn)化，在數(shù)控車削加工時，應(yīng)盡量采用機(jī)夾刀和機(jī)夾片刀，機(jī) 夾片刀常采。 刀片材質(zhì)的選擇主要依據(jù)被加工工件的材料、被加工表面的精度、表面質(zhì)量要求、切削載荷的大小以及切削過程有無沖擊和振動，故加工此零件選擇硬質(zhì)合金刀片 ，刀具材料為 YT 類 。 根據(jù)零件的外形結(jié)構(gòu)，加工需要如下刀具： 90176。 外圓車刀 、 切槽刀、 60176。外螺紋刀 。 數(shù)控加工刀具卡片 產(chǎn)品名稱或代號 零件名稱 典型軸 零件圖號 序號 刀具號 刀具規(guī)格名稱 數(shù)量 加工表面 備注 1 T01 90176。 外圓車刀 1 粗車外輪廓表面 2020 2 T02 90176。 外圓車 刀 1 精 車外輪廓表面 2020 3 T03 切槽刀 1 切 4mm槽 B=4mm 2020 航天 職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文 5 切削用量的選擇 數(shù)控編程時，必須確定每道工序的切削用量，并以指令的形式寫入程序中，切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度及背吃刀量等。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)揮刀具的切削性能，保證合理的刀具壽命，充分發(fā)揮機(jī)床的性能，最大限度的提高生產(chǎn)率，降低成本。 根據(jù)被加工表面質(zhì)量要求、刀具材料和工件材料，參考切削用量手冊或有關(guān)資料選 擇切削速度與每轉(zhuǎn)進(jìn)給量，然后利用公式 Vc=πdn/1000 和 Vf=nf，計算主軸轉(zhuǎn)速。 表 切削用量選擇 主軸轉(zhuǎn)速的確定 （ 1）車外圓時主軸轉(zhuǎn)速 主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)根據(jù)允許的切削速度和工件（或刀具）直徑來選擇 。其計算公式為 : n=1000v/ 則： n=100060/25=其中 v —切削速度（ m/min），由刀具壽命決定； n —主軸轉(zhuǎn)速（ r/min）； d —工件直徑或刀具直徑（ mm）。 （ 2）車螺紋時主軸的轉(zhuǎn)速 在車削螺紋時，車床的主軸轉(zhuǎn)速將受到螺紋的螺距 P（或?qū)С蹋┐笮　Ⅱ?qū)動電機(jī)的升降頻特性，以及螺紋插補(bǔ)運(yùn)算速度等多種因素影響，故對于不同的數(shù)控系統(tǒng)，推薦不同的主軸轉(zhuǎn)速選擇范圍。 螺紋加工時將以特定的進(jìn)給量切削 ， CNC 在螺紋加工模式下控制主軸轉(zhuǎn)速與螺紋加工進(jìn)給同步運(yùn)行。螺紋加工是典型高進(jìn)給率加工，比如加工導(dǎo)程為 3 mm 的螺紋，進(jìn)給量則是 3mm／ r。 螺紋加工的主軸轉(zhuǎn)速直接使用恒定轉(zhuǎn)速（ r/min）編程，而絕不是恒線速度 。大多數(shù)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床推薦車螺紋時的主軸轉(zhuǎn)速 n(r/min)為： n≤（ 1200/P）－ k 則： n=(1200/)— 80=720r/min 式中 P——被加工螺紋螺距，㎜； k——保險系數(shù)，一般取為 80。 主軸轉(zhuǎn)速 n 最后要根據(jù)上述計算值、機(jī)床說明書而定，選取機(jī)床有的或較接近計算值的 轉(zhuǎn)速。 4 T04 60176。 外螺紋刀 1 粗、精車螺紋 主軸轉(zhuǎn)速 s/(r/min) 進(jìn)給量 f/(mm/r) 背吃刀量 ap/mm 粗車外圓 800 精車外圓 1200 粗車螺紋 70 精車螺紋 70 切槽 115 航天 職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文 6 （ 4） 主軸轉(zhuǎn)速以及進(jìn)給率 螺紋加工時將以特定的進(jìn)給量切削，進(jìn)給量與螺紋導(dǎo)程相同， CNC 在螺紋加工模式下控制主軸轉(zhuǎn)速與螺紋加工進(jìn)給同步運(yùn)行。螺紋加工是典型高進(jìn)給率加工，比如加工導(dǎo)程為 3 mm 的螺紋，進(jìn)給量則是 3mm／ r。 螺紋加工的主軸轉(zhuǎn)速直接使用恒定轉(zhuǎn)速（ r/min）編程，而絕不是恒線速度(CSS)，這就意味著準(zhǔn)備功能 G97