【文章內(nèi)容簡介】 策 ,講究它的 可行性和經(jīng)濟(jì)性去選擇材料、刀具、夾具能比較全面而辯證地分析和處理設(shè)計(jì)的問題 ,從而逐步樹立正確的思想。 運(yùn)用所學(xué)的數(shù)控機(jī)床工藝學(xué) ,結(jié)合實(shí)訓(xùn)和生產(chǎn)過程中所積累的經(jīng)驗(yàn)以及編寫設(shè)計(jì)說明書等各個(gè)環(huán)節(jié) ,來要求我們掌握怎樣確定加工工藝路線 ,選擇加工設(shè)備 ,工藝設(shè)備及各種加工方式的切削用量等 ,并在設(shè)計(jì)過程中使設(shè)計(jì)技能得到相應(yīng)的煅煉 .對刀具、夾緊 ,定位基準(zhǔn)的選擇等。 由于能力有限，經(jīng)驗(yàn)不足，設(shè)計(jì)中還有許多問題和不足之處，請老師給予批評指正。分析 ,加工精度 ,表面粗糙分析 ,結(jié)構(gòu)工藝分析 ,加工工序過程卡片 ,刀具卡片的填寫 ,毛坯圖 ,零 件圖的繪制以及數(shù)控加工工序卡片 ,刀具卡片的填寫等 ,最終完成零件加工的所有需考慮及計(jì)算方面的內(nèi)容 15 畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容 本次設(shè)計(jì)的內(nèi)容為 軸套零件 的工藝分析。通過對該零件的工藝分析，制定了工藝規(guī)程，使我認(rèn)識該零件必須具備怎樣的結(jié)構(gòu)要求和技術(shù)要求。要滿足其結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求，我們在生產(chǎn)中又應(yīng)該怎樣生產(chǎn)和加工以保證該要求。這就是本部分的內(nèi)容，通過工藝規(guī)程使我們認(rèn)識到怎樣才能生產(chǎn)出合格的零件。 本章小結(jié) 鞏固和深化所學(xué)知識 ,通過課程設(shè)計(jì) ,要求我們運(yùn)用機(jī)械工藝及其它主修課程的基本知識和方法 ,來解決工程實(shí)際中的具 體設(shè)計(jì)問題 ,以進(jìn)一步鞏固和深化所學(xué)的知識 2 軸套類零件 的 數(shù)控車削 加工工藝分析 零件圖樣分析 16 毛坯分析 毛坯外形尺寸為 50mm 100mm 50mm 52mm除上表面以外的其他表面均已加工，并符合尺寸與表面粗糙度值、要求材料為 45 號鋼 完整性分析 軸套是機(jī)床的主要零件，它的頭端裝有夾具，工件或刀具。零件餓完整性用于保證加工零件的正確性，零件在工作時(shí)用承擔(dān)扭曲和彎曲力，承擔(dān)來自各方面的力，所以要求有足夠的剛性、耐磨、抗震等。 正確性分析 零件加工到成品時(shí)其要達(dá)到預(yù)期效果。而往 往因?yàn)楦鞣矫娴脑?，零件的精度受到影響，所以零件的正確性在各因素條件都達(dá)到的時(shí)候才能做到。通過工藝調(diào)整使零件達(dá)到工藝要求是設(shè)計(jì)內(nèi)容的重要部分。 一、 結(jié)構(gòu)工藝分析 從圖 1 結(jié)構(gòu)上看，該軸類零件由外圓柱面、平面、圓弧、外螺紋等表 17 面所組成，該套筒零件由外圓柱面、圓弧、內(nèi)螺紋及內(nèi)圓錐面等所組成，軸套零件較復(fù)雜，都適合車削加工。另外，該零件的尺寸標(biāo)注完整，輪廓描述清楚，且尺寸標(biāo)注都有利于定位基準(zhǔn)和編程原點(diǎn)的統(tǒng)一，符合數(shù)控加工尺寸標(biāo)注的要求。 二 .精度及技術(shù)要求分析 從尺寸上看，軸承零件 248。48mm、 248。24mm、 248。23mm、三處加工精度較高，套筒零件 248。48mm、 248。30mm 兩處加工精度較高，其軸與套筒有較高的配合精度要求，都需仔細(xì)對刀和認(rèn)真調(diào)整機(jī)床。 1）該軸類零件右定向和定位要求，裝配定向用的是 248。48 外圓相對于孔軸心線（或基準(zhǔn) A）的同軸度要求。定向是左端面相對于基準(zhǔn) A垂直度要求，其公差 ，槽左端面相對于基準(zhǔn) A的垂直度要求，公差 。 2）該軸套右定向要求，左端面相對于基準(zhǔn) B248。48 外圓的垂直度要求公差為 。 3）表面粗糙度 軸套零件都有較高的表面粗糙度要求，表面粗糙度 值為 ，公差等級在 IT8IT7 之間，其余為 。 三 .毛坯的確定 由于該零件精度較高，各臺階直徑相差不大，故零件材料為 45號鋼，毛坯結(jié)構(gòu)簡單，材料的加工性能較好。其軸承毛坯外形尺寸為 248。50mm248。100mm 的圓棒料。由于切削加工性較好，該配和無熱處理和加工硬度要求。 綜上所述采取以下幾點(diǎn)工藝措施： ，故編程時(shí)不必要采用平均 18 值，而全部取基本尺寸即可。 ，為保證零件不產(chǎn)生變形，需設(shè)計(jì)一輔助心軸。 ，提高定位精度，可可預(yù)先光一 外圓刀，并鉆好中心孔。 除表面外的其他表面均已加工，并符合尺寸與表面粗糙度值的要求，材料為 45 號鋼。包含了平面、圓弧表面、圓柱面、切槽、鉆孔、鏜孔。 加工方式的選擇 加工方法的選擇原則是保證加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求。由于獲得同一級精度及表面粗糙度的加工方法一般有許多，因而在實(shí)際選擇時(shí)，要結(jié)合零件的形狀、尺寸大小和形位公差要求等全面考慮。 圖上幾個(gè)精度要求較高的尺寸，因其公差值較小，所以編程時(shí)沒有取平均值，而取其基本尺寸。 通過以上數(shù)據(jù)分析，考慮加工的效率和加工的經(jīng)濟(jì)性，最理想的 加工方式為車削，考慮該零件為大批量加工，故加工設(shè)備采用數(shù)控車床。 根據(jù)加工零件的外形和材料等條件，選用 CJK6032 數(shù)控機(jī)床。 夾具的選擇 1）在三爪自定心卡盤上裝夾。三爪自定心卡盤的三個(gè)卡爪是同步運(yùn)動(dòng)的，能自動(dòng)定心，一般不需要找正。該卡盤裝夾工件方便、省時(shí)，但夾緊力小，適用于裝夾外形規(guī)則的中、小型工件。 2）在兩頂尖之間裝夾。對于尺寸較大或加工工序較多的軸類工件，為了保證每次裝夾時(shí)的裝夾精度，可用兩頂尖裝夾。該裝夾方式適用于多序加工或精加工。 3）用卡盤和頂尖裝夾。當(dāng)車削質(zhì)量較大的工件時(shí)要一段用卡 盤夾住，另一段用后頂尖支撐。這種方式比較安全，能承受較大的切削力，安裝剛性好，軸向定位準(zhǔn)確，應(yīng)用較廣泛。 4）用心軸裝夾。當(dāng)裝夾面為螺紋時(shí)再做個(gè)與之配合的螺紋進(jìn)行裝夾，叫心軸裝夾。這種方式比較安全，能承受較大的切削力，安裝剛性好，軸向定位準(zhǔn)確。 根據(jù)上述分析夾具模型如：圖 2 19 一 .軸承零件的裝夾 本零件以粗車一刀后的外圓定位，用三爪自定心卡盤夾緊加工出左端面內(nèi)外輪廓，由于該軸表面有較高的位置精度，故需再一次安裝下加工出左端面的全部內(nèi)外輪廓以避免多次安裝誤差影響位置精度，此外該零件加工要求較高，應(yīng)粗車和精車分開。 二 .套筒零件的裝夾 該配合件由軸的左端 248。40 的外圓定位夾緊，將其設(shè)計(jì)的圓錐心軸與套筒配合，并用尾座頂尖頂住，以提高工藝系統(tǒng)的剛性。裝夾方式如：圖 3 20 數(shù)控加工順序的確定 數(shù)控加工中，進(jìn)給路線對零件的加工精度，表面質(zhì)量以及加工效率有著直接影響。因此，確定好的進(jìn)給路線是保證車削加工精度、表面質(zhì)量、提高效率的工藝措施之一，其確定與工件表面狀況要求的零件表面質(zhì)量、機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)間隙，刀具耐用度以及零件輪廓形狀有關(guān)。 由于該零件較復(fù)雜，加工部位較多，因而需采用多把刀 具才能完成切削加工，制定零件車削加工順序時(shí)可按有粗到精，由近到遠(yuǎn)，內(nèi)外交叉，刀具集中的原則確定，盡可能在一次裝夾中加工出較多的工件表面，由于該零件為單件小批量生產(chǎn)，故確定走到路線時(shí)可不必考慮最近走刀路線可沿零件輪廓順序進(jìn)行加工。 根據(jù)軸承零件外圓表面加工方案，選取粗 車 — 半精車 — 精車，可達(dá)到加工要求，套筒零件由于內(nèi)孔是重要表面的加工，故可采用 ： 。 2. 先面后孔，先銑后鉆。 3. 先粗后精。 4. 先做內(nèi)腔加工后做外形加工。 5. 按工序的順序，刀具直徑由大到小。 6. 上道工序的加工不能影響下道 工序的裝夾與定位。 7. 用相同的工裝和夾具應(yīng)安排在一起做完，減少重復(fù)裝夾與 定位。 8. 數(shù)控工序要集中。 9. 不要把削弱零件剛性的工序排在前面。 數(shù)控加工工藝參數(shù)的確定 21 刀具工藝參數(shù)的確定 刀具的選擇是數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)中的重要內(nèi)容之一，刀具選擇合理與否不僅影響機(jī)床的加工效率，而且還直接影響加工質(zhì)量。 鉆孔的刀具較多，有普通麻花鉆，可轉(zhuǎn)位淺孔鉆及扁鉆。應(yīng)根據(jù)工件材料，加工尺寸及加工質(zhì)量要求等合理選用。在數(shù)控車床上鉆孔，大多采用麻花鉆，麻花鉆有高速鋼和硬質(zhì)合金鋼兩種。這 里選用：中心鉆 直徑 248。5mm 的中心鉆。鉆頭 248。18mm， 248。25mm 麻花鉆。 90186。硬質(zhì)合金外圓車刀，刀尖圓弧半徑 。 寬 5mm 。 鏜刀的種類很多。按切削刃數(shù)量可分為単刃鏜刀和雙刃鏜刀。單刃鏜刀剛性差，切削時(shí)易引起振動(dòng)，所以鏜刀的主偏角選得較大，以減小徑向力。粗鏜鋼件孔時(shí) Kr=60186。— 75186。，以提高刀具的耐用度。單刃鏜刀結(jié)構(gòu)簡單，適應(yīng)較廣，粗精加工都適用。故選用單刃鏜刀，粗精鏜內(nèi)孔表面。 刀片： 55186。帶 圓弧刃的菱形刀片，如：圖 9 22 60186。硬質(zhì)合金螺紋刀，刀尖圓弧 。 60186。硬質(zhì)合金螺紋刀，刀尖圓弧 。 上圖是加工是所用的所有刀具 23 切削參數(shù)的確定 數(shù)控車床加工中的切削用量包括：背吃刀量，切削速度（主軸轉(zhuǎn)速），進(jìn)給速度或進(jìn)給量。切削用量的大小對切削力，切削功率，刀具磨損，加工質(zhì)量和加工成本均有顯著影響，對不同的加工方法，需選擇不同的切削用量，并編入程序中。 切削用量的選擇原則：粗加工時(shí)一般以提高生產(chǎn)效率為主，但也考慮經(jīng)濟(jì)型和加工成本，半精加工和精加工時(shí)應(yīng)在 保證該加工質(zhì)量的前提下兼顧切削效率，經(jīng)濟(jì)型和加工成本具體參數(shù)根據(jù)機(jī)床說明書和切削用量手冊。 一 .背吃刀量 背吃刀量的選擇主要由于對表面質(zhì)量的要求來決定。在工藝系統(tǒng)剛性及機(jī)床允許的條件下，進(jìn)可能選取較大的背吃刀量，由于該零件精度要求較高，則應(yīng)適當(dāng)留出精車余量，常取 ― 。 背吃刀量的選取參數(shù)如下： 。 。 1mm 。 。 10mm 。 。 二 .切削速度 切削速度根據(jù)零件上被加工部位的直徑值，并按連接和刀具的材料及加工性質(zhì)等條件所允許的切削速度來確定。選取數(shù)值如下： S=600r/min f=。 S=600r/min 。 24 S=300r/min 。 S=1100r/min f=。 S=800r/min f=。 S=500r/min f=。 7. 內(nèi) 外 螺 紋 車削 時(shí) 的 主軸 轉(zhuǎn) 速 由 公 式： n=1200/pk 得：n=1200/=720r/min 考慮到機(jī)床剛性及其他原因取 n=500r/min，即 s=500r/min f= 。 三 .進(jìn)給速度 進(jìn)給速度的原則是當(dāng)工件的質(zhì)量要求能得到保證時(shí)，可選擇較高的進(jìn)給速度，切斷加工深孔和精車時(shí)選擇較低的進(jìn)給速度，進(jìn)給速度應(yīng)與主軸轉(zhuǎn)速及背吃刀量相適應(yīng)，根據(jù)以上主軸轉(zhuǎn)速與背吃刀量相適應(yīng)，根據(jù)以上主軸 轉(zhuǎn)速與背吃刀量的選擇，可確定進(jìn)給速度。 進(jìn)給速度 Vf 是切削刃上選定點(diǎn)相對于工件的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度，它與轉(zhuǎn)速 n，進(jìn)給量 f 之間的關(guān)系為： Vf=f*n 由上式可得出： 1. 粗 車 鏜 內(nèi) 外 圓 表 面 是 的 進(jìn) 給 速 度 Vf=600r/min 。 Vf=1100r/min 。 Vf=800r/min 。 Vf=500r/min 軸類配合件 的加工工藝規(guī)程 （ 1） 技術(shù)要求 軸類零件的技術(shù)要求主要是支承軸頸和配合軸頸的徑向尺寸精度和形位精度，軸向一般要求不高。軸頸的直徑公差等級通常為 IT6IT8， 25 幾何形狀精度主要是圓度和圓柱度，一般要求限制在直徑公差范圍之內(nèi)。相互位置精度主要是同軸度和圓跳動(dòng)；保證配合軸頸對于支承軸頸的同軸度，是軸類零件位置精度的普遍要求之一。圖為特殊零件，徑向和軸向公差和表面精度要求較高。 （ 2）毛坯選擇 軸類零 件除光滑軸和直徑相差不大的階梯軸采用熱軋或冷拉圓棒料外，一般采用鍛件；發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸等一類軸件采用球墨鑄鐵鑄件比較多。如圖典型軸類直徑相差不大，采用直徑為 60mm，材料 45鋼，在鋸床上按 150mm長度下料。 （ 3）定位基準(zhǔn)選擇 軸類零件外圓表面、內(nèi)孔、螺紋等表面的同軸度，以及端面對軸中心線的垂直度是其相互位置精度的主要項(xiàng)目，而這些表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)一般都是軸中心線。用兩中心孔定位符合基準(zhǔn)重合原則，并且能夠最大限度地在一次裝夾中加工出多格外圓表面和端面，因此常用中心孔作為軸加工的定位基準(zhǔn)。 當(dāng)不能采用中心孔時(shí)或粗 加工是為了提高工作裝夾剛性，可采用軸的外圓表面作定位基準(zhǔn)，或是以外圓表面和中心孔共同作為定位基準(zhǔn)，能承受較大的切削力，但重復(fù)定位精度并不太高。 數(shù)控車削時(shí)，為了能用同一程序重復(fù)加工和工件調(diào)頭加工軸向尺寸的準(zhǔn)確性，或?yàn)榱硕嗣嬗嗔烤鶆?，工件軸向需要定位。采用中心孔定位時(shí)，中心