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精选优质文档-倾情为你奉上河南师范大学新联学院课程设计 题 目: 典型轴类零件的编程与加工系 部: 机械工程系 专 业: 数控技术 年 级: 2010 姓 名: 学 号: 指导教师: 时 间: 2012年12月30日 目 录2.5 刀具的选择.52.6切削用量的选择 .62.7 工序卡片和刀具卡片的制作.7一 前言随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大,数控加工技术对国计民生的一些重要行业(IT、汽车、轻工、医疗等)的发展起着越来越重要的作用,因为效率、质量是先进制造技术的主题。高速、高精加工技术可极大地提高效率,提高产品的质量和档次,缩短生产周期和提高市场竞争能力。而对于数控加工,无论是手工编程还是自动编程,在编程前都要对所加工的零件进行工艺分析,拟定加工方案,选择合适的刀具,确定切削用量,对一些工艺问题(如对刀点、加工路线等)也需要一些处理。并在加工过程掌握控制精度的方法,才能加工出合格的产品。数控编程是从零件图纸到获得数控加工程序的全过程。它的主要任务是计算加工走刀中的刀位点(cutterlocationpoint简称CL点)。刀位点一般取为刀具轴线与刀具表面的交点,多轴加工中还要给出刀轴矢量。轴,支承转动零件并与之一起回转以传递运动、扭矩或弯矩的机械零件。一般为金属圆杆状,各段可以有不同的直径。机器中作回转运动的零件就装在轴上。根据轴线形状的不同,轴可以分为曲轴和直轴两类。根据轴的承载情况,又可分为:转轴,工作时既承受弯矩又承受扭矩,是机械中最常见的轴,如各种减速器中的轴等。心轴,用来支承转动零件只承受弯矩而不传递扭矩,有些心轴转动,如铁路车辆的轴等,有些心轴则不转动,如支承滑轮的轴等。传动轴,主要用来传递扭矩而不承受弯矩,如起重机移动机构中的长光轴、汽车的驱动轴等。轴的材料主要采用碳素钢或合金钢,也可采用球墨铸铁或合金铸铁等。轴的工作能力一般取决于强度和刚度,转速高时还取决于振动稳定性。轴的结构设计是确定轴的合理外形和全部结构尺寸,为轴设计的重要步骤。它由轴上安装零件类型、尺寸及其位置、零件的固定方式,载荷的性质、方向、大小及分布情况,轴承的类型与尺寸,轴的毛坯、制造和装配工艺、安装及运输,对轴的变形等因素有关。设计者可根据轴的具体要求进行设计,必要时可做几个方案进行比较,以便选出最佳设计方案,以下是一般轴结构设计原则: 1、节约材料,减轻重量,尽量采用等强度外形尺寸或大的截面系数的截面形状; 2、易于轴上零件精确定位、稳固、装配、拆卸和调整; 3、采用各种减少应力集中和提高强度的结构措施; 4、便于加工制造和保证精度。数控编程课程设计是我们数控技术专业在学习完本科大纲要求的“数控编程”“工艺设计”及数控仿真系统加工软件后进行的一次综合性课程设计。本课程设计的目的在于通过编程,并在数控加工仿真软件中进行仿真,使我们熟悉数控车床和数控铣床编程流程。当然,由于水平有限,在设计中难免有很多纰漏,恳请老师指正。 Xxx 2013年1月二 零件的数控工艺分析2.1 零件图的分析:图1零件图该零件表面由圆柱、圆锥、凹圆弧以及圆球表面组成,如图A。其中多个直径尺寸精度有较严格的要求、表面粗糙度如图所示。尺寸标注完整,轮廓描述清楚,零件材料为45#钢,无热处理和硬度要求,毛坯件选40mm的棒料,长度为108mm。2.2工艺方案:通过上述分析,采取以下几点加工工艺方案:1).通过图样上给定的几个公差等级要求较高的尺寸34 23 38 因其要求精度较高,故编程时采取中间值,以保证工件的合格率;2).在外轮廓上,有M30x2的螺纹,选刀时要选合适的刀尖圆弧半径才能车出合格的螺纹;2.3.装夹方案:确定坯件轴线和左端大端面(设计基准)为定位基准,左端采用三爪自定心卡盘定心夹紧: 图 2 三爪卡盘1) 第一次装夹时夹持工件外圆,留出足够可加工毛坯的长度;2) 第二次装夹时夹持34外圆,以38外圆左端面顶住卡盘端面做轴向定位;2.4加工路线的制定:加工顺序遵循先大后小、先粗后精、由右至左的原则进行,具体加工过程:1):普车加工零件毛坯,保证轴向尺寸,预钻中心孔,打20x30底孔;2):车34、38外圆,镗23内孔;3):车R8球面,圆锥面,R5凹圆弧,M30外圆,圆锥面;4):车螺纹退刀槽;5):车螺纹。GSK928TC具有粗车循环和车螺纹循环的功能,只要正确使用编程指令,机床数控系统就会自行确定其进给路线,因此该零件的粗车循环和车螺纹循环不需要人为确定其进给路线,但精车的进给路线需要人为确定,对刀原点在工件右端面中心。2.5刀具的选择:1)选用B形D 1.6 D1 5的中心钻预钻中心孔;2)选用20的麻花钻预钻20x30底孔;3)粗车和精车外圆采用主偏角为93,副偏角为45左偏刀;4)车螺纹选用硬质合金60外螺纹车刀取刀尖角5930 图 3 螺纹刀刀尖圆弧半径刀尖圆弧半径(如图 3 )R =1/8H=1/8x3/2p=0.2165mm取刀尖圆弧半径R=0.2mm2.6.切削用量的选择:1背吃刀量:轮廓粗车循环时ap=2mm,轮廓精车循环时ap=0.2mm;螺纹粗车循环时依次ap=0. 8mm,ap=0.6 mm;p=0.4mm;螺纹精车循环时ap=0.2mm;2主轴转速:公式A: Vc=dn/1000 Vc-切削速度,单位m/mim; -常数,d-切削刃选定点处所对应的工件或刀具的回转直径,单位mm;公式B:n1200/p-kP-工件螺纹的螺距或导程,单位mm;k-保险系数,一般取为80. 公式C:Vf=nfVf-车削时的进给速度,单位mm/min;n-转速单位r/min;f-进给量,单位mm/r。1)车直线和圆弧时的主轴转速:查表取粗车的切削速度Vc=90m/min,精车时的切削速度Vc=120m/min,根据坯件直径(精车时取平均直径),利用公式A计算,并结合机床说明书选取:粗车时,主轴转速n=500r/min;精车时,主轴转速n=1200r/min。2) 车螺纹时的主轴转速:根据公式B计算,取主轴转速n=320r/min3)进给速度:先选取进给量用公式C计算,粗车时选取进给量f=0.2mm/r,精车时选取f=0.1mm/r,计算得:粗车时的进给速度Vf=100 mm/r,精车时的进给速度Vf=50mm/r。车螺纹的进给量等于螺纹的导程,即 f=2mm/r, Vf=640 mm/r2.7工序卡片和刀具卡片的制作:数控加工工序卡零件图号零件名称文件编号第 页NC 01轴工序号工序名称材料45#加工车间设备型号主程序名子程序名加工原点工步号工步内容刀具号主轴转速/(r/mm)进给速度/(mm/min)背吃刀量/mm夹具1粗车外圆T15001002三爪卡盘2精车外圆T11200500.2三爪卡盘3粗镗内孔T25001002三爪卡盘4精镗内孔T21200500.2三爪卡盘5粗车外圆T15001002三爪卡盘6精车外圆T11200500.2三爪卡盘7切槽T112001002三爪卡盘8车螺纹T33206400.8三爪卡盘工艺员校对审定批准 表1 零件的加工工序卡产品名称或代号零件名称零件图号 序号刀号 刀具名称 规格 用途备注 1 T1 外圆车刀 主偏角 93,副后角45 外轮廓左偏刀 2T2 镗刀刀头最宽处小于10mm 镗孔 3T3 螺纹刀 刀尖角5930刀尖圆弧半径R=0.2mm; 车螺纹4T5中心钻B形 D 1.6 D1 5 预钻中心孔5T6麻花钻 20 预钻底孔工艺员校对审定批准 表2 刀具选择及参数三.数控加工程序的编制3.1 工件坐标系的设置:程序原点是指程序中的坐标原点,即在数控加工时,刀具相对于工件运动的起点。本次加工中共两个程序,以右端球面的表面中心O点、左端面圆心S为基准建立坐标系,坐标原点分别为O、S。3.2 对刀方法和设置:毛坯为40mm的棒料,欲加工最大直径为38mm,总长为108mm的零件。编程时采用程序段设定工件坐标系,工件坐标系原点O设在以右端心S点。加工时采用的1号刀具为93外圆尖刀(如图3示),并作为基准刀具;2号刀具为硬质合金镗刀。基准刀具刀尖点的起始点为P。 图4 刀具示意图以上操作步骤完成了基准刀具的对刀。此时,若执行程序段%001后,则CRT屏幕上的绝对坐标值处显示基准刀具刀尖在工作坐标系的位置。3.3 数值计算:分析图A中数据,38、34圆柱面是基轴制,23内孔是基孔制,因零件尺寸精度要求较高,故编程时尺寸取公差带中间值:38外圆:38+(-0.039/2)=37.98;34外圆:34+(-0.025/2)=33. 88;23内孔:23+0.033/2=23.0173.4 编制程序: %001T10 M03 S500
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