5.抵抗切削力由足够的刚度;
使用三爪自定心卡盘夹持零件的毛坯外圆,确定零件伸出合适的长度(应将机床的限位距离考虑进去)。零件需要加工两端,因此需要考虑两次装夹的位置,考虑到左端的Φ38mmx35mm的台阶可以用来装夹,因此先加工左端,然后调头夹住Φ38mmx35mm的台阶加工右端。
2. 定位基准
工件的定位与基准应与设计基准保持一致,应防止过定位,对与箱体工件最好选择“一面两销”作为定位基准,定位基准在数控机床上要仔细找正。
由于这个工件是个实心轴,末端要镗一个30的锥孔,因轴的长度不是很长,所以采用工件的右端面和48的外圆作定位基准,使用普通三爪卡盘夹紧工件,取工件的右端面中心为工件坐标的原点,对刀点在(100.100)处。
由于此零件全部表面都需加工,应选用外圆及一端面为粗基准,然后通过“互为基准的原则”进行
加工。遵循“基准重合”的原则。加工左端时选择在毛坯外圆柱段的右端外圆表面,加工右端时选择在Φ38 mm外圆柱段的表面,以体现定位基准是轴的中心线。 第六节、确定走刀顺序和路线
①先粗后精 先安排粗加工,中间安排半精加工,最后安排精加工和光整加工。
②先主后次 先安排零件的装配基面和工作表面等主要表面的加工,后安排如键槽、紧 固用的光孔和螺纹孔等次要表面的加工。由于次要表面加工工作量小,又常与主要表面有位 置精度要求,所以一般放在主要表面的半精加工之后,精加工之前进行。
③先面后孔 对于箱体、支架、连杆、底座等零件,先加工用作定位的平面和孔的端面,然后再加工孔。这样可使工件定位夹紧稳定可靠,利于保证孔与平面的位置精度,减小刀具的磨损,同时也给孔加工带来方便。
④基面先行 用作精基准的表面,要首先加工出来。所以,第一道工序一般是进行定位面的粗加工和半精加工(有时包括精加工),然后再以精基面定位加工其它表面。例如,轴类零件顶尖孔的加工 综上所诉:此零件的的加工顺序如下:
6.1 工序Ⅰ 车左端面,将毛坯车为127mm的棒料
6.2.工序Ⅱ 左端面打中心孔 选用Φ5mm的中心钻(手动钻孔) 6.3.工序Ⅲ 左端钻孔(钻Φ20mm深-32mm的孔)手动钻孔
加工孔Φ20mm,刀具选用硬质合金钻头,直径为20mm,使用切削液位乳化液。《机械加工工艺手册》 1)确定进给量f,由于孔径较大,故采用数控车床CK6132A, 查得f=0.26~0.40mm/r,选择f=0.35mm/r。 2)钻头磨钝标准及刀具寿命,根据表查得钻头的磨钝标准为0.8~1.2mm,寿命为T=75min。 3)钻孔速度v, =14,
zv=0.25,xv=0,yu=0.4,m=0.125
由表3.4-7知,钻孔速度的修正系数, =0.88 =0.75
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查Z535型钻床取n=195r/min,实际切削速为v=16r/min。
(1)
钻头走刀路线如下图:
6.4.工序Ⅳ 粗、精车左端内孔至要求尺寸 6.5.工序Ⅴ 粗、精车零件左端面各部、倒角
6.6.工序Ⅵ 调头车右端面将零件车至要求尺寸进给路线如图6.1。 6.7.工序Ⅶ 调头粗、精车右端面各部倒角、切外螺纹退刀槽、三角形螺纹 第七节、刀具与切削用量的选择 7.1. 刀具的选择
数控刀具的选择和切削用量的确定是数控加工工艺中的重要内容,它不仅影响数控机床的加工效率,而且直接影响加工质量。刀具的选择是在数控编程的人机交互状态下进行的。应根据机床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相关因素正确选用刀具及刀柄。刀具选择总的原则是:安装调整方便、刚性好、耐用度和精度高。在满足加工要求的前提下,尽量选择较短的刀柄,以提高刀具加工的刚性。
在经济型数控机床的加工过程中,由于刀具的刃磨、测量和更换多为人工手动进行,占用辅助时间较长,因此,必须合理安排刀具的排列顺序。一般应遵循以下原则:①尽量减少刀具数量;②一把刀具装夹后,应完成其所能进行的所有加工步骤;③粗精加工的刀具应分开使用,即使是相同尺寸规格的刀具;④先铣后钻 ;⑤先进行曲面精加工,后进行二维轮廓精加工;⑥在可能的情况下,应尽可能利用数控机床的自动换刀功能,以提高生产效率等。
综上所述:本零件的加工,(1) 选用φ5mm中心钻钻削中心孔。用ф20mm的钻头加工左端的孔,(2) 粗车及平端面选用35°硬质合金左偏刀,为防止副后刀面与工件轮廓干涉,副偏角不宜太小,选Kr′=35 (3) 为减少刀具数量和换刀次数,精车和车螺纹选用硬质合金60°外螺纹车刀,刀尖圆弧半径应小于轮廓最小圆角半径,取re=0.15~0.2mm 。
刀具的选择是数控加工工艺设计中的重要内容之一。刀具选择合理与否不仅影响机床的加工效率、而且还影响加工质量。选择刀具通常考虑机床的加工能力、工序内容、工件材料等。
与传统的车削方法相比,数控车削对刀具的要求较高。不仅要求精度高、钢度好、耐用度高、而且要求尺寸稳定、安装调整方便。这就要求采用新型优质材料制造数控加工刀具,并优选刀具参数。 7.2.切削用量的选择
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
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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;并充分发挥机床的性能,最大限度提高生产率,降低成本。
1)、主轴转速的确定
主轴转速应根据允许的切削速度和工件(或刀具)直径来选择。根据本例中零件的加工要求,考虑工件材料为45钢,刀具材料为硬质合金钢,粗加工选择转速500r/min,精加工选择1000r/min车削外圆,考虑细牙螺纹切削力不大,采用400r/min来车螺纹,而内孔由于刚性较差,采用粗车600 r/min,比较容易达到加工要求,切槽的切削刀较大,采用350 r/min更稳妥。 2、进给速度(进给量)F(mm/r,mm/min)的选择
进给速度是数控机床切削用量中的重要参数,主要根据零件的加工进度和表面粗糙度要求以及刀具、
工件的材料性质选取。最大进给速度受机床刚度和进给系统的性能限制。一般粗车选用较高的进给速度,以便较快去除毛坯余量,精车以考虑表面粗糙和零件精度为原则,
粗加工时,由于对工件的表面质量没有太高的要求,这时主要根据机床进给机构的强度和刚性、刀
杆的强度和刚性、刀具材料、刀杆和工件尺寸以及已选定的背吃刀量等因素来选取进给速度。精加工时,则按表面粗糙度要求、刀具及工件材料等因素来选取进给速度。进给速度Vf可以按公式Vf =f×n计算,式中f表示每转进给量,粗车时一般取0.3~0.8mm/r;精车时常取0.1~0.3mm/r;切断时常取0.05~0.2mm/r。
应选择较低的进给速度,得出下表 外圆 内孔 槽 3)、背吃刀量确定
背吃刀量根据机床、工件和刀具的刚度来决定,在刚度允许的条件下,应尽可能使背吃刀量等于工件的加工余量(除去精车量),这样可以减少走刀次数,提高生产效率。为了保证加工表面质量,可留少量精加工余量。本例中,背吃刀量的选择大致为 外圆 内孔 螺纹 槽 粗 1.5-2(mm) 1-1.5(mm) 随进刀次数依次减少 根据刀宽,分两次进行 总之,切削用量的具体数值应根据机床性能、相关的手册并结合实际经验用类比方法确定。同时,使主轴转速、切削深度及进给速度三者能相互适应,以形成最佳切削用量。
切削用量对于不同的加工方法,需选用不同的切削用量。合理的选择切削用量,对零件的表面质量、精度、加工效率影响很大。
切削用量的选择方法:粗车时,应尽量保证较高的金属切除率和必要的刀具耐用度。精车时,对加工精度和表面粗糙度要求较高,加工余量不大且较均匀,应着重考虑如何保证加工精度,且在此基础上如何提高加工效率。因此,要求精车时应选用较小(但不能太小)的背吃刀量和进给量,并选用性能高的刀具
精 0.2-0.5(mm) 0.1-0.5(mm) 粗 0.2min/r 0.2min/r 0.05 min/r 精 0.1min/r 0.1min/r - 8 -
材料和合理的几何参数,以尽可能提高切削速度。
第八节、数控加工工序卡片
数控加工工序卡片
材料 45钢 零件图号 夹具名称 三爪自定心卡盘
工步号 工步内容 G功能 T刀具
主轴转速S/(r/min) 1200 500 600 1000 500 1000 500 1000 350 400 600
进给量f/(mm/r)
0.2 0.1 0.2 0.1 0.2 0.1 0.05 0.15
背吃刀量ap/mm 3 30 1 0.5 2 0.5 2 0.5 2
备注
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
中心钻 钻孔
粗车零件左端内轮廓 精车零件左端内轮廓 粗车零件左端外轮廓 精车零件左端外轮廓 粗车零件右端外轮廓
精车零件右端外轮廓
切4mm×2mm退刀槽 车削M20mm×2mm外螺纹
车削端面 检测、校核
第九节、数控加工刀具卡片
G71 G70 G71 G70 G73 G70 G01 G92 G01
T0101 T0101 T0202 T0202 T0202 T0202 T0303 T0404 T0505
数控加工刀具卡片
序号 1 2 3 4 5 6 7
刀具号
T0101 T0202 T0303 T0404 T0505
刀具名称及规格
中心钻 Φ20mm钻头 镗孔刀 35°右偏外圆车刀
切槽车刀 60°外螺纹车刀 45°端面车刀
刀尖半径R
0.1mm 0.2mm B=4mm 0.2mm
刀尖位置T
3mm 2mm 0
数量 1 1 1 1 1 1 1
加工表面 左端面 钻孔 镗孔 粗精车外轮廓
切槽 三角形螺纹 端面
备注 手动 手动 左刀尖
第十节、 保证加工精度的方法
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为了保证和提高加工精度,必须根据生产加工误差的主要原因,采取相应的误差预防或误差补偿等有效的工艺途径措施来直接控制原始误差或控制原始误差对零件加工精度的影响。 一、刀具半径的选定
1.刀具的半径R比工件转角处半径大时不能加工。 2.刀具较小时不能用较大的切削量加工(刀具刚性差)。 二、采用合适的切削液
1.切削液主要用来减少切削过程中的摩擦和降低切削温度。合理使用切削液,对提高刀具耐用度和加工表面质量、加工精度起重要的作用。
2.非水溶性切削液:切削油、固体润滑剂,非溶性切削液主要起润滑作用。 3.水溶性切削液:水溶液、乳化液,水溶性切削液有良好的冷却作用和清洗作用。 故本设计加工时采用水溶液进行冷却。
第二章 数控加工程序的编制
数控加工的特点:
1.采用数控机床加工零件可以提高加工精度,稳定产品的质量。
2.数控机床可以完成普通机床难以完成,或根本不能加工的复杂曲面的零件加工。
3.采用数控机床在生产效率上,可以比普通机床提高2~3倍,尤其对某些复杂零件的加工,生产效
率可提高十倍甚至几十倍。
4.可以实现一机多用。
5.采用数控机床有利于向计算机控制与管理方面发展,为实现生产过程自动化创造条件。
数控编程的分类:
数控编程一般分为两种:一种是手工编程,另一种是自动编程。
手工编程是由分析零件图,确定工艺过程,数值计算,编写零件加工程序单,程序的输入和检验都
是由工人完成的。特点:对于加工形状简单的零件,计算比较简单,程序不是很多,采用手工编程(仍被广泛应用)较容易完成,而且经济,及时,因此在点位加工及直线与圆弧组成的轮廓加工中,手工编程仍广泛应用,但对于形状复杂的零件,特别是具有非圆曲线,列表曲线的零件,用手工编程就有一定的困难,出错的机率增大,有的无法编程序。
自动编程:用计算机编制数控加工程序的过程。特点:计算机自动识图编程,编程准确,不易出错,安排走刀路线合理,从而使加工准确。本零件的凸轮加工就采用自动编程来完成的。 1. 确定编程坐标系及编程原点
数控机床采用右手笛卡儿直角坐标系,其基本坐标轴为X、T、Z直角坐标系,相对于每个坐标轴的旋
转运动坐标为A、B、C。
编程原点也称工件原点,一般用G92或G54-G59(对于数控镗铣床)和G50(对于数控车床)设置。
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