轴承套的数控加工与编程设计【毕业论文答辩资料】

需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 题目： 轴承套的数控加工与编程 1 摘 要 随着科学技术的飞速发展，社会对机械产品的结构、性能、精度、效率和品种的要求越来越高，单件与中小批量产品的比重越来越大（目前已占到 70%以上），传统的通用、专用机床和工艺装备已经不能很好地适应高质量、高效率、多样化加工的要求 。为了解决这一问题在世界各地开始迅速发展数控技术。 以微电子技术和计算机技术为基础的数控技术，将机械技术、现代控制技术、传感检测技术、信息处理技术、网络通信技术和成组技术等有机地结合在一起，使机器制造行业的生产方式和机器制造技术发生了 深刻的、革命性的变化。 当今机床行业的计算机数控化已成为技术进步的大趋势。数控机床是电子信息技术和传统机械加工技术结合的产物，它集现代精密机械、计算机、通讯、液压气动、光电等多学科技术为一体，具有高效率、高精度、高自动化和高柔性的特点，是当代机械制造业的主流装备。数控机床大大提高了机械加工的性能（可以精确加工传统机床无法处理的复杂零件）。有效提高了加工质量和效率，实现了柔性自动化（相对于传统技术基础上的大批量生产的刚性自动化），并向智能化、集成化方向发展。所以，（计算机）数控技术，是现代先进制造技术的基础和 核心。 1952年美国帕森斯公司与麻省理工学院 (作研制了第一台二坐标方式数控铣床。该机床的研制成功是机械制造行业中的一次技术革命，使机械制造业的发展进入了一个新的阶段。经过几十余年的引进与发展，数控技术已经在汽车、航空、航天、模具制作等行业发挥了巨大的作用。数控加工技术已广泛应用于机械制造业，如数控铣削、镗削、车削、线切割、电火花加工等。其中数控铣削已经成为复杂零件的主要加工方法，特别对空间的复杂曲线曲面的加工这一问题得到了解决。对于简单的零件，通常采用手工编程的方法，对于复杂的零件，往往需要借助 于自动编程软件编制加工程序，如 论是手工编程或计算机辅助编程，在编制加工程序时，选择合理的工艺参数，是加工出高质量的零件的前提。当今世界各国制造业已广泛采用数控技术，以提高制造能力和水平，提高市场的适应能力和竞争能力。 因此，在完成我们学习生活的同时，进一步增强我们的数控技术实践操作能力，以便能够系统、熟练地掌握数控机床技术，更快更好地适应机械行业发展的需要。 2 关键词：数控技术 数控编程 3 目 录 摘 要 . (1) 1 绪 论 控技术的发展及特点 . (5) 控机床的组成和分类 . (5) 控机床的特点 . (6) 课题研究的主要内容 . (7) 2 数控加工与加工工艺分析 述 . (8) 控加工工艺的主要内容 . (8) 控刀具的选择和对刀点、换刀点的选择 . (8) 具的选择工件装夹方法的确定 . (11) 艺设计与分析 . (11) 控加工工艺路线分析 . .(12) 控编程与加工时坐标系的建立 . (13) 3 轴承套的加工与程序的编制 . (16) 承套加工工艺分析 . (17) 件的加工与程序的编制 . (23) 4 总结与展望 文总结 . (25) 来展望 . (25) 致 谢 . (28) 4 参考文献 . (29) 毕业设计任务书 . (30) 5 6 7 8 1 绪 论 控技术的发展及特点 数控技术是指用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制 的技术。它所控制的通常是位置、角度、速度等机械量和与机械能量流向有关的开关量。数控技术是与机床控制密切结合发展起来的。 1952年，第一台数控机床问世，成为世界机械工业史上一件划时代的事件，推动了自动控制技术的发展。 随着微电子技术的迅猛发展，数控系统也在不断地更新换代，先后经历了电子管 (1952年 )、晶体管和印刷电路板 (1960年 )、小规模集成电路 (1965年 )、小型计算机 (1970年 )、微处理器或微型计算机 (1974年 )和基于 20世纪 90年代后 )等六代数控系统。 现在，数控技术 也叫计算机数控技术，目前它是采用计算机实现数字程序控制的技术。这种技术用计算机按事先存贮的控制程序来执行对设备的控制功能。由于采用计算机替代原先用硬件逻辑电路组成的数控装置，使输入数据的存贮、处理、运算、逻辑判断等各种控制机能的实现，均可通过计算机软件来完成。数控系统实现了高速、高精、高效控制，加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数，实现了在线诊断和智能化故障处理；在网络化基础上， 床联网，实现了中央集中控制的群控加工。 控机床的组成和分类 控 机床的组成 数控机床一般由输入输出设备、 称 单元）、 伺服单元、驱动装置（或称执行机构）、可编程控制器 电气控制装置、辅助装置、机床本体及测量装置组成。图 1数控机床的组成框图。 其中除机床本体之外的部分统称为计算机数控 (统。 图 1数控机床的组成框图 见的数控机床的类型 数控机床是在普通机床的基础上发展起来的，各种类型的数控机床基本上起源于同类型的普通机床，从应用角度出发，常见的数控机车有以下几种： 1 数控车床 数控车床分为立式和卧式两种。立式数控车床用于回转直径较大的盘类零件的车削加工，卧式数控车床用于轴向尺寸较长或小型盘类零件的车削加工。 2 数控铣床 数控铣床按机构形式可以分为立式、卧式、龙门铣床，按控制轴数可以分为三轴、四轴和多轴数控铣床。 3、加工中心 （ 1）车削加工中心 车削加工中心是在普通卧式数控车床的基础上，增加了 具 的旋转）和动力头，更高级的车削加工中心还带有刀库。 （ 2）铣削加工中心 铣削加工中心是在数控铣床的基础上增加了刀库和自动换刀装置。 控机床的特点 与普通机床相比，数控机床具有以下特点。 （ 1） 适应性强 （ 2） 加工质量稳定 （ 3） 生产效率高 （ 4） 加工精度高 （ 5） 工序集中，一机多用 （ 6） 减轻劳动强度 课题研究的主要内容 数控加工就是将加工数据和工艺参数输入到机床 ,机床的控制系统对输入信息进行运算与控制 ,并不断地向直接指挥机床运动的电动机功能部件 机床的伺服机构发送脉冲信号 ，伺服机构对脉冲信号进行转换与放大处理，然后由传动机构驱动数控机床，从而加工零件。所以数控加工的关键是加工数据和工艺参数的获取，即数控编程。 数控编程一般分为手工编程和自动编程两种。 （ 1）手工编程。手工编程是指程序编制的整个步骤几乎全部是由计算机来完成。对于几何形状不太复杂的零件，所需要的加工程序不长，计算也比较简单，这时用手工编程既及时性又经济，因而手工编仍被广泛地应用于形状简单的点位加工及平面轮廊加工中。 （ 2）自动编程。自动编程有两种： 程序、后置处理程序对零件源程序进行处理，以得到加工程序的编程方法。 计算机自动进行数值计算、前置处理，在屏幕上形成加工轨迹，及时修改，再通过后置处理形成加工程序输入数控机床进行加工。自动编程的出现使的一些计算繁琐、手工编程困难、或手工无法编出的程序都能够实现。 本次设计采用手工编程进行数控编程和 2 数控加工与工艺分析 述 采用机械加工的方法改变毛坯的形状、尺寸等，使之成为成品零件的过程称为机械 加工工艺过程。一种零件的工艺过程不是固定不变的，零件工艺过程受零件技术要求的约束，同时又受到批量、坯料状况、设备条件、工艺水平等因素的制约。随着生产的发展和技术水平的提高，零件的加工工艺过程也是在不断的得到提高和改进。 控加工工艺的主要内容。 实践证明，数控加工工艺分析主要包括以下几方面； （ 1）选择适合在数控机床上加工的零件，确定工序内容。 （ 2）分析被加工零件图样，明确加工内容及技术要求，在此基础上确定零件的加工方案，制定数控加工工艺路线，如工序的划分、加工顺序的安排、与传统加工工序的衔接等。 （ 3）设计数控加工工序，如选取零件的定位基准，工步的划分，零件的定位与夹具的选择，刀具的选择，切削用量的确定等。 （ 4）调整数控加工程序。如对刀点、换刀点的选择，加工路线的确定，刀具的补偿等。 （ 5）分配数控加工中的容差。 （ 6）处理数控机床上部分工艺指令。 控刀具的选择和对刀点、换刀点的设置 具材料的选择 当前使用的金属切削刀具材料主要有五类：高速钢、硬质合金、陶瓷、立方氮化硼（ 聚晶金刚石。表 出了各种刀具材料的特性和用途。 刀具材料的特性和用途 材料 主要特性 用 途 优点 高速钢（ 抗弯强度、韧性好、制造工艺性好 低速或不连续切削 制造形状复杂的刀具 容易磨锋利 高性能高速钢 强韧、磨损性强 可粗切或精切 硬度较高材料 切削速度高， 硬质合金 化学稳定性好 硬度高 加工工具钢刀具等不 宜切削的材料 高速切削速度可达 100瓷 高硬度、耐热 冲击性好 高速粗加工，铸铁和钢 的精加工 高速切削速度可达 500m/方氮化硼强硬度和耐磨性好 硬度大于 450 刀具寿命长 聚晶金刚石 超强硬度和耐 磨性好 粗切和 精切铝等有色金属和非金属材料 刀具寿命长 具的选择 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，以提高刀具加工时的刚性。 1 车削用刀具及其选择 数控车削常用的车刀一般分尖形车刀、圆弧形车刀以及成型车刀三类。 （ 1） 尖形车刀 尖形车刀是以直线形切削刃为特征的车刀。这类车刀的刀尖由直线形的主副切削刃构成，如 90内外圆车刀、左右端面车刀、切槽（切断）车刀及刀尖倒棱很小的各种外圆和内孔车刀。 尖形车刀几何参数（主要是几何角度）的选择 方法与普通车削时基本相同，但应结合数控加工的特点（如加工路线、加工干涉等）进行全面的考虑，并应兼顾刀尖本身的强度。 （ 2） 圆弧形车刀 圆弧形车刀是以一圆度或线轮廓度误差很小的圆弧形切削刃为特征的车刀。该车刀圆弧刃每一点都是圆弧形车刀的刀尖，应此，刀位点 不在圆弧上，而在该圆弧的圆心上。 圆弧形车刀可以用于车削内外表面，特别适合于车削各种光滑连接（凹形）的成型面。选择车刀圆弧半径时应考虑两点：一是车刀切削刃的圆弧半径应小于或等于零件凹形轮廓上的最小曲率半径，以免发生加工干涉；二是该半径不宜选择太小，否则不但 制造困难，还会因刀尖强度太弱或刀体散热能力差而导致车刀损坏。 （ 3） 成型车刀 成型车刀也称样板车刀，其加工零件的轮廓形状完全由车刀刀刃的形状和尺寸决定。 数控车削加工中，常见的成型车刀有小半径圆弧车刀、非矩形车槽刀和螺纹刀等。在数控加工中，应尽量少用或不用成型车刀。 刀点、换刀点的设置 工件装夹方式在机床确定后，通过确定工件原点来确定了工件坐标系，加工程序中的各运动轴代码控制刀具作相对位移。例如：某程序开始第一个程序段为 90 100 是指刀具快速移 动到工件坐标下 X=100=20竟刀具从什么位置开始移动到上述位置呢？所以在程序执行的一开始，必须确定刀具在工件坐标系下开始运动的位置，这一位置即为程序执行时刀具相对于工件运动的起点，所以称程序起始点或起刀点。此起始点一般通过对刀来确定，所以，该点又称对刀点。 在编制程序时，要正确选择对刀点的位置。对刀点设置原则是： （ 1）对刀点应选择在对刀方便的位置，便于观察和检测 （ 2）应尽量选在零件的设计基准或工艺基准上，以便提高零件的加工精度。 （ 3）便于数值处理和简化程序编制。 （ 4）需要换刀时，每次换刀所选择的换刀点位置应在工件外边的合适位置，避免换刀时刀具与工件、夹具和机床相碰。 （ 5）引起的加工误差小。 对刀点可以设置在加工零件上，也可以设置在夹具上或机床上，为了提高零件的加工精度，对刀点应尽量设置在零件的设计基准或工艺基准上。例：以外圆或孔定位零件，可以取外圆或孔的中心与端面的交点作为对刀点。 实际操作机床时，可通过手工对刀操作把刀具的刀位点放到对刀点上，即“刀位点”与“对刀点”的重合。所谓“刀位点”是指刀具的定位基准点，车刀的刀位点为刀尖或刀尖圆弧中心；平底立铣刀是刀具轴 线与刀具底面的交点；球头铣刀是球头的球心，钻头是钻尖等。用手动对刀操作，对刀精度较低，且效率低。而有些工厂采用光学对刀镜、对刀仪、自动对刀装置等，以减少对刀时间，提高对刀精度。 加工过程中需要换刀时，应规定换刀点。所谓“换刀点”是指刀架转动换刀时的位置，这一点可以是某一固定点，也可以是任意设定的一点。换刀点应设在工件 或夹具的外部，以换刀时不碰工件及其它部件为准。 具的选择、工件装夹方法的确定 具的选择 在数控机床上工件的定位安装与普通机床一样，也要合理选择定位基准和装夹方案选择 定位方式时应具有较高的定位精度，考虑夹紧方案时，要注意夹紧力的作用点和作用方向。根据零件的结构形状的不同选择不同的装夹，并力求设计基准、工艺基准和编程原点统一。 数控加工对夹具主要有两大要求：一是夹具应具有足够的精度和刚度；二是夹具应有可靠的定位基准。选用夹具时，通常考虑以下几点： （ 1）尽量选用可调整夹具、组合夹具及其它通用夹具，避免采用专用夹具，以缩短生产准备时间。 （ 2）在成批生产时才考虑采用专用夹具，并力求结构简单。 （ 3）装卸工件要迅速方便，以减少机床的停机时间。 （ 4）夹具在机床上安装要 准确可靠，以保证工件在正确的位置上加工。 夹具的类型 控车床上的夹具主要有两类：一类用于盘类或短轴类零件，工件毛坯装夹在带可调卡爪的卡盘（三爪、四爪）中，由卡盘传动旋转；另一类用于轴类零件，毛坯装在主轴顶尖和尾架顶尖间，工件由主轴上的拨动卡盘传动旋转，一次装夹后即可完成整个零件的工序加工。 数控铣床上的夹具，一般安装在工作台上，其形式根据被加工工件的特点可多种多样。如：通用台虎钳、数控分度转台等。普通零件装夹选用一般的通用夹具台虎钳即可，装夹方便又可保证工件的定位。 零件的安装 数控机床上零件的安装方法与普通机床一样，要合理选择定位基准和夹紧方案，注意以下两点： （ 1）力求设计、工艺与编程计算的基准统一，这样有利于编程时数值计算的简便性和精确性。 （ 2）尽量减少装夹次数，尽可能在一次定位装夹后，加工出全部待加工表面。 件工艺分析 寸标注应符合数控加工的特点 在数控编程中，所有点、线、面的尺寸和位置都是编程原点为基准。因此 零件图样上最好直接给出坐标尺寸，或尽量以同一基准引注尺寸 何要素的条件应完整、准确 在程序编制中编程人员必须充分掌握 构成零件轮廓的几何要素参数及各几何要素间的关系。因为在自动编程时要对零件轮廓的所有几何元素进行定义，手工编程时要计算出每个节点的坐标，无论哪一点不明确或不确定，编程就无法进行。但由于零件设计人员在设计过程中考虑不周或被忽略，常常出现参数不全或不清楚，如圆弧与直线、圆弧与圆弧是相切还是相交或相离。所以在审查与分析图纸时，一定要仔细核算，发现问题及时与设计人员联系。 位基准可靠 在数控加工中，加工工序往往较集中，以同一基准定位十分重要。因此往往需要设置一些辅助基准。在毛坯上增加一些凸台，以增加定位 的稳定性 一几何类型及尺寸 零件的外形、内腔最好采用统一的几何类型尺寸，这样可以减少换刀次数，还可能应用控制程序或专用程序以缩短程序长度。零件的形状尽可能对称，便于利用数控机床的镜向加工功能来编程，以节省编程时间。 控加工的工艺路线分析 工工序的划分 在数控机床上加工零件，工序可以比较集中 ,一次装夹应尽可能完成全部工序。与普通机床加工相比，加工工序划分有其自己的特点，常用的工序划分原则有以下两种。 1保证精度的原则 数控加工要求工序尽可能集中，常常粗、精加工在一次装夹下 完成，为减少热 变形和切削力变形对工件的形状、位置精度、尺寸精度和表面粗糙度的影响，应将粗、精加工分开进行。对轴类或盘类零件，将各处先粗加工，留少量余量精加工，来保证表面质量要求。同时，对一些箱体工件，为保证孔的加工精度，应先加工表面而后加工孔。可在一次装夹下完成整个零件的加工，先进行粗加工，再进行精加工。进而保证零件的精度。 2提高生产效率的原则 数控加工中，为减少换刀次数，节省换刀时间，应将需用同一把刀加工的加工部位全部完成后，再换另一把刀来加工其它部位。同时应尽量减少空行程，用同一把刀加工工件的多个部 位时，应以最短的路线到达各加工部位。如图 的几个零件 , 完成零件外形的加工只用粗切刀和精切刀两把刀即可完成，这样就减少了换刀次数，进而提高生产效率。 实际中，数控加工工序要根据具体零件的结构特点、技术要求等情况综合考虑 加工路线的正确 在数控加工中，刀具（严格说是刀位点）相对于工件的运动轨迹和方向称为加工路线。即刀具从对刀点开始运动起，直至结束加工程序所经过的路径，包括切削加工的路径及刀具引入、返回等非切削空行程。加工路线的确定首先必须保证被加工零件的尺寸精度和表面质量，其次考虑数值计算 简单，走刀路线尽量短，效率较高等。进而确定出最佳的加工路线，使零件的加工效率提高。 控编程与加工时坐标系的建立 控机床的坐标系统 数控机床各坐标轴按标准 确定后，还要确定坐标系原点的位置，这样坐标系才能确定下来。依原点的不同，数控机床的坐标系统分为机床坐标系和工件坐标系。 1、机床坐标系 以机床原点为坐标原点建立起来的 X、 Y、 Z 轴直角坐标系，称为机床坐标系。机床原点为机床上的一个固定点，也称机床零点。 在机床每次通电之后，工作之前，必须进行回机床零点操作，使刀具运动到机床参考点，其位置由机定。这样，通过 机床回零操作，确定了机床零点，从而准确地建立机床坐标系，即相当于数控系统内部建立一个以机床零点为坐标原点的机床坐标系。 2、工件坐标系 图 工件图样给出以后，首先应找出图样上的设计基准 点。其他各项尺寸均是以此点为基准进行标注。该基准点称为工件原点。以工件原点为坐标 原点建立的 X、 Y、 为工件坐标系。 工件坐标系是用来确定工件几何形体上各要素的位置而设置的坐标系，工件原点的位置是人为设定的，它是由编程人员在编制程序时根据工件的特点选定的，所以也称编程原点。 数控车床加工零件的工件原点一般选择在工件右端面、左端面或卡爪的前端面与 Z 轴的交点上。图 2示，是以工件右端面与 Z 轴的交点作为工件原点的工件坐标系。 同一工件，由于工件原点变了，程序段中的坐标尺寸也随之改变。因 此，数控编程时，应该首先确定编程原点，确定工件坐标系。编程原点的确定是在工件装夹完毕后，通过对刀确定。 刀 在数控加工中，工件坐标系确定后，还要确定刀具的刀位点在工件坐标系中的位置。即常说的对刀问题。数控机床上，目前，常用的对刀方法为手动试切对刀。 数控车床的对刀 数控车床对刀方法基本相同，首先，将工件在三爪卡盘上装夹好之后，用手动方法操作机床，具体步骤如下： （ 1）回参考点操作 采用 参考点）方式进行回参考点的操作，建立 机床坐标系。此时 将显示刀架中 心（对刀参考点）在机床坐标系中的当前位置的坐标值。 （ 2）试切对刀 先用已选好的刀具将工件外圆表面车一刀，保持 X 向尺寸不变， 设置编程零点键， 、 0）；然后，停止主轴，测量工件外圆直径 D。如图 2将工件端面车一刀，当 显示的 X 坐标值为 -（ D/2）时，按设置编程零点键， 幕上显示X、 系统内部完成了编程零点的设置功能。 （ 3）建立工件坐标系 刀尖（车刀的刀位点）当前位置就在编程零点 （即工件原点）上。 标建立的原则 1 右手笛卡儿坐标系 标准的机床系是一个右手笛卡儿坐标系，用右手螺旋法则判定，如下图所示 右手的拇指、食指、中指相互垂直，并分别代表 +X、 +Y、 +Z 轴。围绕 +X、+Y、 +Z 轴的回转运动分别用 +A、 +B、 +C 表示，其正向用右手螺旋定则确定。与+X、 +Y、 +Z、 +A、 +B、 +C 相反的方向用带“”的 +X、 +Y、 +Z、 +A、+B、 +C表示。 2 运动坐标系与工件运动坐标系 数控机床的坐标系是机床运动部件进给运动的坐标系。数控铣床进给运动可是工件 相对刀具的运动， 3 运动的正方向 规定使刀具与工件距离增大的方向为正方向。 3 轴承套的加工与程序的编制 件的特点及技术要求 筒零件的功用及结构特点 套筒类零件是机械中常见的零件之一，应用广泛。如支承旋转轴的各种形式的滑动轴承 燃机气缸套，液压油缸以及一般用途的套筒。由于功用不同，其结构和尺寸的差别很大，但共同特点：零件的主要表面为同轴度较高的内外旋转表面，壁厚较薄易变形，长度一般大于直径等。 筒类零件的技术要求 套筒类零件的主要表面是孔 和外圆，其主要技术要求如下： 1 孔的技术要求 孔是套筒零件起支承和导向作用的最主要表面，通常与运动的轴刀具或活塞相配合。孔的直径尺寸公差一般为，精密轴套可取，气缸和液压缸由于与其配合的活塞上有密封圈，要求较低，通常取。孔的形状精度应控制在孔径公差以内，精密套筒的形状精度应控制在孔径公差的 1/2 1/3 ，甚至更严。对于长的套筒，除了圆度要求以外，还应标注孔的圆柱度。孔的表面粗糙度值 求高的精密套筒可达 m。 2 外圆表面的技术 外圆表面是套筒类零件的支承表面，常以过 盈配合或过渡配合与箱体机架上的孔连接，外径尺寸公差等级通常取 状精度控制在外径公差内，表面粗糙度值 m。 3 孔与外圆的同轴度要求 当孔的最终加工将套筒装入机座后进行时，套筒内外圆间的同轴度要求 较低；若最终加工是在装配前完成的，其要求较高，一般为 4 孔轴线与端面的垂直度要求 套筒的端面（包括凸缘端面）若在工作中承受载荷，或在装配和加工时作为定位基准，则端面与孔轴线垂直度要求较高，一般为 套筒类零 件的材料与毛坯 套筒类零件一般用钢、铸铁、青铜或黄铜制成。有些滑动轴承采用双金属结构，以离心铸造法在钢或铸铁内壁上浇注巴氏合金等轴承合金材料，既可节省贵重的有色金属，又能提高轴承的寿命。 套筒零件毛坯的选择与其材料、结构、尺寸及生产批量有关。孔径小的套筒，一般选择热轧或冷拉棒料，也可采用实心铸件；孔径较大的套筒，常选择无缝钢管或带孔的铸件、锻件；大量生产时，可采用冷挤压和粉未冶金等先进的毛坯制造工艺，既提高生产率，又节约材料。 轴承套加工工艺过程及分析 究零件图样 图所示零件为滑动轴 承的轴承套，其主要组成表面是内、外圆柱面，径向有油孔，内表面有内槽。内圆表面尺寸公差为 6级、外圆表面尺寸公差为 7级，表面粗糙度 为 m。外圆对内孔轴线的径向圆跳动为 60 面对径向孔轴线的垂直度为 工艺特点是结构简单，壁厚较薄，尺寸和位置精度较高。 零件的材料为 45钢，对零件进行研究和分析之后，对加工形成大致轮廓。 定毛坯 轴承套材料为 45 钢，因此毛坯采用铸造的方法。轴承套车销工艺方案较多，可以是单件加工，也可以采用多件加工。单件加工生产效率较低，原 材料浪费较多（每件都要有备装夹的长度）。但是限于本次设计的原因，在于注重加工工艺过程，因此，本例轴承套采用单件加工，毛坯铸造 成 6575 位基准的选择 定位基准的选择直接影响零件的加工精度是否保证，加工顺序的安排以及夹具 结构的复杂程度等，所以他是制定工艺规程中的一个十分重要的问题。 定位基准包括精基准和粗基准。在工件的机械加工工艺过程中，合理选择定位基准对保证工件的尺寸精度和相互位置精度起着重要作用。 粗基准的选择 粗基准是工件第一道加工工序的定位基准，为保证工件某重要 表面加工余量均匀，就应该选择该表面作粗基准。从两方面考虑：一要考虑如何合理分配各加工表面的余量；二要考虑怎样保证不加工表面与加工表面间的尺寸及相互位置要求。 1 粗基准的选择原则如下 （ 1） 选不加工表面为粗基准。尤其应选与加工表面有位置精度要求的不加工表面，可保证加工表面与不加工表面间的位置精度 （ 2） 选择重要表面为粗基准可保证重要表面的加工余量；加工精度较高 （ 3） 选择加工余量较小的表面为粗基准，可保证各加工表面都有足够的加工余量 （ 4） 选平整、光洁、无飞边，浇帽口等缺陷报名为粗基准可使共定位可靠 、夹紧方便 （ 5） 粗基准只可使用一次，应避免重复使用，避免产生较大的定位误差、避免使加工表面间出现较大的位置误差 粗基准选择棒料毛坯的表面作粗基准，这样选择可以使零件的加工余量得以均匀地分配。 精基准的选择 2 精基准重点考虑：保证尺寸精度和位置精度，使装夹方便可靠。 选择精基准时应参考以下原则 （ 1） 尽可能选择加工表面的设计基准为精基准，即“基准重合，避免产生基准不重合误差 （ 2） 尽可能在多组工序中采用同一组精基准，即“基准统一”减少设计和制造费用，并减少基准变换所带来的定位误差 （ 3） 有些 精加工工序，可选择加工表面本身为定位基准，即“自为基准”，保证加工表面的余量小而均匀 （ 4） 对位置精度要求较高的表面以保证高的位置精度 （ 5） 选定位准确、稳定、装夹可靠、夹具简单的表面作为精基准保证加工表面的余量小而均匀 根据以上原则，该零件的精基准选择零件内孔的中心线。因为本零件是典型的回转体零件，中心线又是设计基准，选择它作定位的精基准符合了“基准重合”的原则。 零件粗基准的确定 粗基准采用热轧圆钢的毛胚外圆。中心孔的加工采用三爪自定心卡盘装夹热轧圆钢的毛培外圆，车端面、钻中心孔。但必须注意，一般 不能用毛胚外圆装夹两次钻两端中心孔，而应该以毛胚外圆作粗基准，先加工一个端面，钻中心孔，车出一端外圆；然后以已车的外圆作基准，用三爪自定心卡盘装夹，车另一端面钻中心孔。如此加工中心孔，才能保证两中心孔同轴。进而加工外圆，以保证内外圆的同轴度 。 3 零件精基准的确定 由于外圆对内孔的径向圆跳动要求在 ，用 三爪自定心卡盘（ 软卡爪 ）装夹无法保证。因此精车外圆时应以内孔为定位基准，使轴承套在小锥度心轴上定位，用两顶尖装夹。这样可使加工基准和测量基准一致， 以保证位置精度，这样 容易达到图纸要求。 在车、铰 36孔时，应与 60端面在一次装夹中加工出，以保证端面与内孔轴线的垂直度公差在 工方法的确定 外圆加工采用车或磨，内孔可采用钻、车孔、铰孔和磨孔的方法。由于轴承套的材料为 45 钢，故采用精车精磨外圆和铰削内孔。因铰孔的孔径尺寸易控制，所以适合中、小孔的加工。 综上分析，轴承套工艺路线为：铸造 粗车端面、钻中心孔、车外圆、车槽、 钻中心孔、车孔、铰孔、倒角 精车外圆、轴肩面、倒角、精磨外圆 钻径向孔 检验。 具 分析零件图以后，确认该零件加工需要 5 把刀具 。 刀具明细表 零件图号 零件名称 材料 数控刀具明细表 程序编号 车间 使用设备 45 数控车床 刀具号 刀具位 刀具名称 刀具图号 刀具 刀补地址 换刀方式 加工部位 半径 长度 直径 长度 自动 /手动 设定 补偿 设定 75高速钢粗车车刀 80 自动 粗车端面外圆 内圆粗车车刀 80 自动 粗车内孔 90硬质合金精车外圆偏刀 80 自动 精车外圆 36120 手动 精铰内孔 车槽刀 80 自动 车槽 编制 审核 批准 年 月 日 共 页第 页 工路线的确定： 根据 制定加工方案的一般原则：先粗后精，先近后远，先内后外，程序段最少，走刀路线最短以及特殊情况特殊处理 。 1 先粗后精 为了提高生产效率并保证零件的精加工质量，在切削加工时，应先安排粗加工工序，在较短的时间内，将精加工前大量的加工余量去掉，同时尽量满足精加工的余量均匀性要求。 当粗加工工序安 排完后，应接着安排换刀后进行的半精加工和精加工。其中，安排半精加工的目的是，当粗加工后所留余量的均匀性满足不了精加工要求时，则可安排半精加工作为过渡性工序，以便使精加工余量小而均匀。 在安排可以一刀或多刀进行的精加工工序时，其零件的最终轮廓应由最后一刀连续加工而成。这时，加工刀具的进退刀位置要考虑妥当，尽量不要在连续的轮廓中安排切人和切出或换刀及停顿，以免因切削力突然变化而造成弹性变形，致使光滑连接轮廓上产生表面划伤、形状突变或滞留刀痕等疵病。 2 先近后远 这里所说的远与近，是按加工部位相对于对刀点的距离 大小而言的。在一般情况下，特别是在粗加工时，通常安排离对刀点近的部位先加工，离对刀点远的部位后加工，以便缩短刀具移动距离，减少空行程时间。对于车削加工，先近后远有利于保持毛坯件或半成品件的刚性，改善其切削条件。 3 走刀路线最短 确定走刀路线的工作重点，主要用于确定粗加工及空行程的走刀路线，因精加工切削过程的走刀路线基本上都是沿其零件轮廓顺序进行的。 走刀路线泛指刀具从对刀点 (或机床固定原点 )开始运动起，直至返回该点并结束加工程序所经过的路径，包括切削加工的路径及刀具引入、切出等非切削空行程。 在保证加工质 量的前提下，使加工程序具有最短的走刀路线，不仅可以节省整个加工过程的执行时间，还能减少一些不必要的刀具消耗及机床进给机构滑动部件的磨损等 。 根据以上原则轴承套的加工路线如下： （ 1）下料 6575火处理。 （ 2）用 1 号刀 75高速钢粗车车刀粗车端面、钻中心孔，粗车 50 和 60外圆，单边留 1 （ 3）用 34 （ 4）用 2号内圆粗车车刀粗车内孔，单边留 （ 5）用 36之达到尺寸要求。 （ 6）用 4号车槽刀车 4 2。 （ 7）用 3号刀精车 50和 60外圆，轴肩平面，留精磨余量 （ 8）精磨 50圆，使之达到尺寸要求。 削用量的确定 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。其计算公式为： n=1000v/D 式中 位为 m/刀具的耐用度决定； 主轴转速，单位为 r/ 位为 计算的主轴转速 2进给速度的确定 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精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。 确定进给速度的原则： （ 1）当工件的质量要求能够得到保证时，为提高生产效率，可选择较高的进给速度。一般在 100 200mm/ （ 2）在切断、加工深孔或用高速钢刀具加工时，宜选择较低的进给速度，一般在 20 50mm/ （ 3）当加工精度，表面粗糙度要求高时，进给速度应选小些，一般在 2050mm/ （ 4）刀具空行程时，特别是远距离“回零”时，可以设定该机床数控系统设定的最高进给速度。 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，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，一般 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。 查阅工艺手册得到零件加工的切削速度为： 粗加工 0mm/算主轴转速得： 000 v/ D =1000 50/（ 55） 300（ r/ 取机床接近的转 速 精加工 50mm/000 v/ D =1000 150/（ 50） 1000（ r/ 取机床接近的转速 轴承套 切削用量的确定 （ 1）粗车外轮廓时加工余量 2.5 向车削深度定为 2给量 50mm/轴转速 300r/ 2）粗车内孔时径向最大车削深度为 1给量为 50mm/轴转速为300r/（ 3）精车端面外圆时，进给量为 50mm/轴转速为 1000 （ 4）切 4 2的槽时，进给量为 30m/轴转速为 300r/刀进给槽底部进给暂停 2s. （ 5）精车进给量为 150mm/轴转速为 1000/（ 6）精磨外圆进给量为 2 mm/轴转速为 2000 r/工程序的编制 该工件壁厚较薄，从零件图上可以看出设计基准在左端面，