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正文內(nèi)容

張軍畢業(yè)設(shè)計(jì)(軸類零件數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì))(張軍)(編輯修改稿)

2025-07-26 01:47 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 機(jī)床。 半閉環(huán)控制數(shù)控系統(tǒng)的調(diào)試比較方便,并且具有很好的穩(wěn)定性。目前大多將角度檢測(cè)裝置和伺服電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)成一體,這樣,使結(jié)構(gòu)更加緊湊。 將以上三類數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)結(jié)合起來,就形成了混合控制數(shù)控機(jī)床?;旌峡刂茢?shù)控機(jī)床特別適用于大型或重型數(shù)控機(jī)床,因?yàn)榇笮突蛑匦蛿?shù)控機(jī)床需要較高的進(jìn)給速度與相當(dāng)高的精度,其傳動(dòng)鏈慣量與力矩大,如果只采用全閉環(huán)控制,機(jī)床傳動(dòng)鏈和工作臺(tái)全部置于控制閉環(huán)中,閉環(huán)調(diào)試比較復(fù)雜?;旌峡刂葡到y(tǒng)又分為兩種形式: (1)開環(huán)補(bǔ)償型。它的基本控制選用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的開環(huán)伺服機(jī)構(gòu),另外附加一個(gè)校正電路。用裝在工作臺(tái)的直線位移測(cè)量元件的反饋信號(hào)校正機(jī)械系統(tǒng)的誤差。 (2)半閉環(huán)補(bǔ)償型。它是用半閉環(huán)控制方式取得高精度控制,再用裝在工作臺(tái)上的直線位移測(cè)量元件實(shí)現(xiàn)全閉環(huán)修正,以獲得高速度與高精度的統(tǒng)一。其中A是速度測(cè)量元件(如測(cè)速發(fā)電機(jī)),B是角度測(cè)量元件,C是直線位移測(cè)量元件。第三章 數(shù)控車的工藝與工裝數(shù)控車床加工工藝與普通車床的加工工藝類似,但由于數(shù)控車床是一次裝夾,連續(xù)自動(dòng)加工完成所有車削工序,因而應(yīng)注意以下幾個(gè)方面。. 合理選擇切削用量對(duì)于高效率的金屬切削加工來說,被加工材料、切削工具、切削條件是三大要素。這些決定著加工時(shí)間、刀具壽命和加工質(zhì)量。經(jīng)濟(jì)有效的加工方式必然是合理的選擇了切削條件。切削條件的三要素:切削速度、進(jìn)給量和切深直接引起刀具的損傷。伴隨著切削速度的提高,刀尖溫度會(huì)上升,會(huì)產(chǎn)生機(jī)械的、化學(xué)的、熱的磨損。切削速度提高20%,刀具壽命會(huì)減少1/2。進(jìn)給條件與刀具后面磨損關(guān)系在極小的范圍內(nèi)產(chǎn)生。但進(jìn)給量大,切削溫度上升,后面磨損大。它比切削速度對(duì)刀具的影響小。切深對(duì)刀具的影響雖然沒有切削速度和進(jìn)給量大,但在微小切深切削時(shí),被切削材料產(chǎn)生硬化層,同樣會(huì)影響刀具的壽命。用戶要根據(jù)被加工的材料、硬度、切削狀態(tài)、材料種類、進(jìn)給量、切深等選擇使用的切削速度。最適合的加工條件的選定是在這些因素的基礎(chǔ)上選定的。有規(guī)則的、穩(wěn)定的磨損達(dá)到壽命才是理想的條件。然而,在實(shí)際作業(yè)中,刀具壽命的選擇與刀具磨損、被加工尺寸變化、表面質(zhì)量、切削噪聲、加工熱量等有關(guān)。在確定加工條件時(shí),需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行研究。對(duì)于不銹鋼和耐熱合金等難加工材料來說,可以采用冷卻劑或選用剛性好的刀刃。. 合理選擇刀具1) 粗車時(shí),要選強(qiáng)度高、耐用度好的刀具,以便滿足粗車時(shí)大背吃刀量、大進(jìn)給量的要求。2) 精車時(shí),要選精度高、耐用度好的刀具,以保證加工精度的要求。3) 為減少換刀時(shí)間和方便對(duì)刀,應(yīng)盡量采用機(jī)夾刀和機(jī)夾刀片。. 合理選擇夾具1) 盡量選用通用夾具裝夾工件,避免采用專用夾具;2) 零件定位基準(zhǔn)重合,以減少定位誤差。. 確定加工路線加工路線是指數(shù)控機(jī)床加工過程中,刀具相對(duì)零件的運(yùn)動(dòng)軌跡和方向。1) 應(yīng)能保證加工精度和表面粗糙要求;2) 應(yīng)盡量縮短加工路線,減少刀具空行程時(shí)間。. 加工路線與加工余量的聯(lián)系目前,在數(shù)控車床還未達(dá)到普及使用的條件下,一般應(yīng)把毛坯上過多的余量,特別是含有鍛、鑄硬皮層的余量安排在普通車床上加工。如必須用數(shù)控車床加工時(shí),則需注意程序的靈活安排。. 夾具安裝要點(diǎn)目前液壓卡盤和液壓夾緊油缸的連接是靠拉桿實(shí)現(xiàn)的,液壓卡盤夾緊要點(diǎn)如下:首先用搬手卸下液壓油缸上的螺帽,卸下拉管,并從主軸后端抽出,再用搬手卸下卡盤固定螺釘,即可卸下卡盤。第四章 數(shù)控車軸類零件加工典型軸類零件如圖1所示,零件材料為45鋼,無熱處理和硬度要求,試對(duì)該零件進(jìn)行數(shù)控車削工藝分析。 該零件表面由圓柱、圓錐、順圓弧及螺紋等表面組成。其中多個(gè)直徑尺寸有較嚴(yán)的尺寸精度和表面粗糙度等要求;球面SR17㎜的尺寸公差還兼有控制該球面形狀(線輪廓)誤差的作用。尺寸標(biāo)注完整,輪廓描述清楚。零件材料為45鋼,無熱處理和硬度要求。:(用CAXA數(shù)控車2008生成)編程原點(diǎn)以工件端面為原點(diǎn)。————各個(gè)部分分開的程序(設(shè)置加工參數(shù),刀具路徑過程省略,可參考相應(yīng)教程)。圖2:::(由于切槽比較簡單,程序部分是以手工編程就可以了):(由于用軟件CAXA生成的程序是G76復(fù)合循環(huán)所以出來的線路如下圖)(用CAXA數(shù)控車2008生成)編程原點(diǎn)以工件端面為原點(diǎn)。圖6::圖7:,可采用以下幾點(diǎn)工藝措施。①對(duì)圖樣上給定的幾個(gè)精度要求較高的尺寸,因其公差數(shù)值較小,故編程時(shí)不必取平均值,而全部取其基本尺寸即可。②在輪廓曲線上,有4處為圓弧,其中兩處為既過象限又改變進(jìn)給方向的輪廓曲線,因此在加工時(shí)應(yīng)進(jìn)行機(jī)械間隙補(bǔ)償,以保證輪廓曲線的準(zhǔn)確性。③為便于裝夾,考慮到是批量進(jìn)行加工,既要節(jié)約成本(用料)又要節(jié)約時(shí)間(加工時(shí)間和裝夾時(shí)間),所以我們利用三爪卡盤來裝夾(正爪和反爪);同時(shí)要分機(jī)床加工,數(shù)控車一半(裝反爪的)用來加工第一部分;用另外一半加工(正爪)來進(jìn)行加工調(diào)頭的另外一部份。最后一道工序就要在數(shù)控銑(鉆)床上完成(我們從圖形中的公差可以知道) 毛坯選φ58X115㎜棒料。 根據(jù)被加工零件的外形和材料等條件,選用FAUNC─TD數(shù)控車床。 ①定位基準(zhǔn) 確定坯料軸線和左端大端面(設(shè)計(jì)基準(zhǔn))為定位基準(zhǔn)。②裝夾方法 左端采用三爪自定心卡盤定心夾緊的方式。 ①粗車及平端面選用機(jī)夾外圓刀,為防止副后刀面與工件輪廓干涉(可用作圖法檢驗(yàn)),副偏角不宜太小,選κ=350。如下圖:(千木)正角外圓車刀1號(hào)刀參數(shù)(千木)右刀:型號(hào)SCLCR1616H09刀片:CC09T308螺釘:SIC035080扳手:FT15②切槽選用900硬質(zhì)合金刀,刀寬3MM。如下圖:正角外切槽車刀2號(hào)刀參數(shù):(千木)右刀:型號(hào)GDAR1616H30010刀片:GE22D300螺釘:SCC050160扳手:S4③車螺紋選用硬質(zhì)合金600外螺紋車刀,刀尖圓弧半徑應(yīng)小于輪廓最小圓角半徑,取rε=~㎜。外螺紋車刀3號(hào)刀(千木)右刀:型號(hào)SER1616H16T刀片:16ER螺釘:SIC035120扳手:FT15刀墊:SM16螺釘:SDC040080④正角外圓車刀右刀:型號(hào)SVACR1616H11。 (千木)刀片VC110304螺釘SIC025065扳手FT07將所選定的刀具參數(shù)填入數(shù)控加工刀具卡片中(見表1),以便編程和操作管理。 數(shù)控加工刀具卡片 產(chǎn)品名稱或代號(hào)零件名稱典型軸零件圖號(hào)序號(hào)刀具號(hào)刀具規(guī)格名稱數(shù)量加工表面?zhèn)渥?T01硬質(zhì)合金90176。外圓車刀1車端面及車輪廓2T04右偏仿形外圓刀1加工凸圓弧輪廓3T02硬質(zhì)合金切槽刀(刀寬3MM)1切槽:直徑:21X3MM的槽4T03硬質(zhì)合金60176。外螺紋車刀1車螺紋5編制姚星亮審核批準(zhǔn)共 1頁第1 頁 ①背吃刀量的選擇 輪廓粗車循環(huán)時(shí)選ap=3 ㎜,精車ap=㎜;螺紋粗車時(shí)選ap= ㎜,逐刀減少,精車ap=㎜。②主軸轉(zhuǎn)速的選擇 車直線和圓弧時(shí),選粗車切削速度vc=90m/min、精車切削速度vc=120m/min,然后利用公式vc=πdn/1000計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速n(粗車直徑D=60 ㎜,精車工件直徑取平均值):粗車500r/min、精車1200 r/min。車螺紋時(shí),參照式(51)計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速n =320 r/min.③進(jìn)給速度的選擇 選擇粗車、精車每轉(zhuǎn)進(jìn)給量,㎜/r,㎜/r,最后根據(jù)公式vf = nf計(jì)算粗車、精車進(jìn)給速度分別為200 ㎜ /min和180 ㎜/min。 綜合前面分析的各項(xiàng)內(nèi)容,并將其填入表2所示的數(shù)控加工工藝卡片。此表是編制加工程序的主要依據(jù)和操作人員配合數(shù)控程序進(jìn)行數(shù)控加工的指導(dǎo)性文件。主要內(nèi)容包括:工步順序、工步內(nèi)容、各工步所用的刀具及切削用量等。 典型軸類零件數(shù)控加工工藝卡片 單位名稱產(chǎn)品名稱或代號(hào)零件名稱零件圖號(hào)典型軸工序號(hào)程序編號(hào)夾具名稱使用設(shè)備車間001三爪卡盤, 四爪卡盤FANUCOITD數(shù)控車床工步號(hào)工步內(nèi)容刀具號(hào)刀具規(guī)格/ mm主軸轉(zhuǎn)速/-1 進(jìn)給速度/-1背吃刀量/ mm備注1平端面與粗車輪廓T0125X2556010032仿形右偏刀T0425X2585010023切槽刀T0225X253503024螺紋T0325X25560(FAUNC─TD系統(tǒng)。主軸是無極調(diào)速)。利用裝有反爪卡盤的數(shù)控車進(jìn)行加工以下部分。程序部分主要以自動(dòng)編程和手工編程為主— 根據(jù)近幾年我國自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的CAXA的推廣與應(yīng)用的,在各大賽事中的使用等實(shí)際運(yùn)用結(jié)合進(jìn)行編程。 (1)粗加工外形如下:程序: (加工外形部分,以CAXA走刀路線生成)%O0001(,03/20/11,15:56:46)N10 M03 S560 N12 G01 G98 N14 T0101N16 M08N18 G00 N19 G01 (光一刀端面,手工加入)N20 G00 N22 G00 N24 G00 N26 G98 G03 N28 G00 N30 G00 N32 G00 N34 G00 N36 G03 N38 G01 N40 G01 N42 G01 N44 G01 N46 G00 N48 G00 N50 G00 N52 G00 N54 G03 N56 G01 N58 G01 N60 G01 N62 G01 N64 G00 N66 G00 N68 G00 N70 G00 N72 G03 N74 G01 N76 G01 N78 G01 N80 G01 N82 G00 N84 G00 N86 G00 N88 G00 N90 G03 N92 G01 N94 G01 N96 G01 N98 G01 N100 G01 N102 G01 N104 G01 N106 G00 N108 G00 N110 G00 N112 G00 N114 G03 N116 G01 N118 G01 N120 G01 N122 G01 N124 G01 N126 G01 N128 G01 N130 G00 N132 G00 N134 G00 N136 G00 N138 G03 N140 G01 N142 G01 N144 G01 N146 G01 N148 G01 N150 G01 N152 G01 N154 G01 N156 G01 N158 G01 N160 G01 N162 G00 N164 G00 N166 M09N168 M30%(2)精加工外形尺寸:如下圖程序: (加工外形部分,以CAXA走刀路線生成)%O0002(,03/20/11,16:05:56)N10 M03 S1000N12 G00 . N14 T0101N16 M08N18 G00 N20 G00 N22 G00 N24 G00 N26 G98 G03 N28 G01 N30 G01 N32 G01 N34 G01 N36 G01 N38 G01 N40 G01 N42 G01 N44 G01 N46 G01 N48 G00 N50 G00 N52 G00 N54 M09N56 M30%(3)加工螺紋退刀槽:如下程序: (由于此處比較簡單,所以用手工編程就比較快G75循環(huán))%O0003(切槽,刀寬3MM,左刀尖對(duì)刀)G0 X100 Z100T0303G01F30M03 S360G0 X25G75 G75 X21 P2000G0 X100Z100M05M30%(4)加工外螺紋:如下程序: (加工外形部分,以CAXA走刀路線生成)%O0004(外螺紋刀)(,03/20/11,16:11:58)N10 M03 S560N12 G00 X100. Z100.N14 T0303N16 M08N18 N20 G00 N22 G76P020160 N24 N26 M09N28 M30%(5)利用裝有正爪的卡盤的數(shù)控車床裝夾加工以下部分:需要注意的是——行程限位開關(guān)(軟開關(guān)和硬開關(guān))()粗加工外形:程序: (加工外形部分,以CAXA走刀路線生成)%O0005(,03/20/11,16:21:09)N10 M03 S560N12 G00 X100. Z100.N14
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