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毕业设计用纸第一章 概述 轧辊是轧机上使受轧制的金属发生塑性变形的部件。轧辊的形状、尺寸和材质须与轧机和轧制产品相适应。按辊身形状分为圆柱形和非圆柱形,前者主要用于板材、带材、型材和线材生产,后者主要用于管材生产。按是否接触轧件分为工作轧辊和支承辊。直接接触轧件的轧辊称工作轧辊;为增加工作轧辊的刚度和强度而置于工作轧辊背面或侧面又不直接接触轧件的轧辊称支承辊。按使用机架分为初轧辊、粗轧辊、中间轧辊和精轧辊。按轧材的品种分为板带轧辊、轨梁轧辊、线材轧辊和管材轧辊等。还可按轧制时轧件的状态分为热轧辊和冷轧辊。 轧机部件中轧辊的工作条件最为复杂。轧辊在制造和使用前的准备工序中会产生残余应力和热应力。使用时又进一步受到了各种周期应力的作用,包括有弯曲、扭转、剪力、接触应力和热应力等。这些应力沿辊身的分布是不均匀的、不断变化的,其原因不仅有设计因素,还有轧辊在使用中磨损、温度和辊形的不断变化。此外,轧制条件经常会出现异常情况。轧辊在使用后冷却不当,也会受到热应力的损害。所以轧辊除磨损外,还经常出现裂纹、断裂、剥落、压痕等各种局部损伤和表面损伤。一个好的轧辊,其强度、耐磨性和其他各种性能指标间应有较优的匹配。这样,不仅在正常轧制条件下持久耐用,又能在出现某些异常轧制情况时损伤较小。所以在制造轧辊时要严格控制轧辊的冶金质量或辅以外部措施以增强轧辊的承载能力。合理的辊形、孔型、变形制度和轧制条件也能减小轧辊工作负荷,避免局部高峰应力,延长轧辊寿命。轧辊消耗量决定于三个因素:轧机、轧材和轧制条件,以及轧辊的合理选择;轧辊材料及其制造质量;轧辊的使用和维护制度。 小型20辊轧机的工作轧辊重仅100克左右,而宽厚板轧机的支承辊重量已超过200吨。选用轧辊时首先根据轧机对轧辊的基本强度要求,选定安全承载的主体材料(各种级别的铸铁、铸钢或锻钢等),然后考虑轧辊使用时所应有的耐磨性。由于轧辊的磨损机理很复杂,包括机械应力作用、轧制时的热作用、冷却作用、润滑介质的化学作用以及其他作用,目前还没有一项综合评定轧辊抗磨性的统一指标。由于硬度易于测量,并在一定条件下可以反映耐磨性,所以一般就用径向硬度曲线来近似地表述轧辊的耐磨指标。 通常对粗轧辊以强度、抗热裂为主要要求;而精轧辊速度较高,轧制最终产品要有一定的表面质量,对它以硬度、耐磨等为主要要求。此外,对轧辊还有一些特殊要求,如压下量大时,要求轧辊有较强的咬入能力,较耐冲击;轧制薄规格产品时,则对轧辊的刚性、组织性能均匀性、加工精度以及表面光洁度等要求较严;轧制复杂断面的型钢时,还要考虑辊身工作层的切削加工性能等。选用轧辊时,对轧辊的有些性能要求往往是彼此对立的,轧辊购置费和维护费用又很昂贵,所以应充分权衡技术和经济上的利弊,决定用铸的还是锻的,合金的还是非合金的,单一材料的还是复合材料的。 轧辊品种很多,主要有以下几类:铸铁轧辊。一般按制造工艺分类:工作层因金属型的激冷作用呈白口组织(基体碳化物)的轧辊称冷硬铸铁轧辊;用上述方法,但适当提高铁水碳当量而得到麻口组织(基体+碳化物+石墨)的轧辊称无限冷硬铸铁轧辊。“无限”词源于英文“indefinite”,原意为“不明确”,指激冷层在断口上无明确界限,被误译为“无限”,现已沿用成习。采用衬砂金属型并继续提高碳当量可得粗麻口组织的轧辊,称半冷硬铸铁轧辊。所有上述品种的组织中凡石墨呈球状的,称球墨铸铁轧辊;复合浇铸的轧辊加“复合”一词。铸钢轧辊。一般按含碳量分类:含碳极高(1.42.4%)的过共析钢轧辊,俗称半钢轧辊,高碳的半钢轧辊实际已伸入铸铁领域;高碳过共析钢轧辊还有一类为石墨钢轧辊,其石墨是通过孕育和热处理获得的。锻钢轧辊。一般按用途分类。其他,除采用特殊加工工艺的以外,都直接以材质称呼。如用电渣重熔铸造坯料锻压的轧辊称为电渣重熔锻压轧辊。 对大部分轧辊的芯部和工作表层有不同的性能要求。用单一材料难于满足要求时,内外层可分别用两种材料来制造。复合工艺可采用机械组合、复合铸造及其他复层技术。修复轧辊常用堆焊技术。本论文所讲的是支承辊, 支撑辊是轧钢线上的关键零件,支撑辊的作用是支撑工作辊平稳轧制钢材,支撑辊的质量好坏直接影响到所轧制钢材的质量和工作辊寿命,而固定螺母是其中的一个重要零件。此固定螺母为轴类零件,轴是组成机器的重要零件之一,其主要功能是支持作回转运动的传动零件(如齿轮、蜗轮等),以实现回转运动并传递转距和动力,如齿轮,车轮,电动机,转子,铣刀等各种作回转运动的零件,都必须安装在轴上,才能实现它们的功用。轴是代表性的零件之一,加工难度较大,工艺路线较长,涉及轴类零件的加工的许多基本工艺问题,下面对该零件技术条件进行分析并得出工艺过程。本文主要论述了该固定螺母的加工工艺,包含以下几方面:1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。2制定数控加工工艺路线,其中包含工序的划分、加工顺序的安排,定位基准的选择。3设计数控加工工艺,包含工步的划分、零件的装夹、刀具的选择、切削用量的确定。 4该零件材料选择及热处理。 5零件的检验。1.1轴类零件的加工工艺1.1.1 轴类零件的功用、结构特点轴类零件是机器中经常遇到的典型零件之一。它在机械中主要用于支承齿轮、带轮、凸轮以及连杆等传动件,以传递扭矩。按结构形式不同,轴可以分为阶梯轴、锥度心轴、光轴、空心轴、曲轴、凸轮轴、偏心轴、各种丝杠等。它主要用来支承传动零部件,传递扭矩和承受载荷。轴类零件是旋转体零件,其长度大于直径,一般由同心轴的外圆柱面、圆锥面、内孔和螺纹及相应的端面所组成。根据结构形状的不同,轴类零件可分为光轴、阶梯轴、空心轴和曲轴等。轴的长径比小于5的称为短轴,大于20的称为细长轴,大多数轴介于两者之间。本论文所加工的零件固定螺母则属于阶梯轴。而其长径比小于5,故又为短轴。1.1.2零件加工要求及方法1轴类零件加工工艺规程注意点:轴类零件中工艺规程的制订,直接关系到工件质量、劳动生产率和经济效益。一个零件可以有几种不同的加工方法,但只有某一种较合理,在制订机械加工工艺规程中,须注意以下几点。1)粗基准选择:有非加工表面,应选非加工表面作为粗基准。对所有表面都需加工的铸件轴,根据加工余量最小表面找正。且选择平整光滑表面,让开浇口处。选牢固可靠表面为粗基准,同时,粗基准不可重复使用。2)精基准选择:要符合基准重合原则,尽可能选设计基准或装配基准作为定位基准。符合基准统一原则。尽可能在多数工序中用同一个定位基准。尽可能使定位基准与测量基准重合。选择精度高、安装稳定可靠表面为精基准。工艺规程制订得是否合理,直接影响工件的质量、劳动生产率和经济效益。所以根据以上基准选择原理,加工此固定螺母虽然可以用几种不同的加工方法制造,但是选择20外圆作为粗基准、16外圆作为精基准比较合适,此方法是较为合理的。2轴类零件加工的技术要求:尺寸精度轴类零件的主要表面常为两类,一类是与轴承的内圈配合的外圆轴颈,即支承轴颈,用于确定轴的位置并支承轴,尺寸精度要求较高,通常为it5it7;另一类为与各类传动件配合的轴颈,即配合轴颈,其精度稍低,通常为it6it9。几何形状精度主要指轴颈表面、外圆锥面、锥孔等重要表面的圆度、圆柱度。其误差一般应限制在尺寸公差范围内,对于精密轴,需在零件图上另行规定其几何形状精度。该典型轴类零件长度为54mm,螺纹大径为16mm、长度为22.5mm、螺纹孔直径为12、扁丝宽度为 16mm。相互位置精度包括内、外表面,重要轴面的同轴度、圆的径向跳动、重要端面对轴心线的垂直度、端面间的平行度等。该典型轴类零件外圆相互位置精度为0.020.04之间,圆的径向跳动为0.02,端面与轴心线保持垂直,两端端面要保持平行。孔的表面与外表面也应保持平行。3表面粗糙度: 轴的加工表面都有粗糙度的要求,一般根据加工的可能性和经济性来确定。该典型轴类零件的直径为20mm的外圆、槽侧面粗糙度为3.2、扁丝表面粗糙度为6.3,其它位置的粗糙度为12.5。在加工该轴类零件时,需采用粗车与精车结合的方法,在粗加工零件表面轮廓时,必须保证0.5mm的精加工余量,必要时需使用刀偏表,对刀具进给时进行误差的控制,有效地减小误差,方能确定该零件在加工精度方面的各种要求。1.1.3零件加工的工艺路线外圆加工的方法很多,基本加工路线可归纳为四条。1 粗车半精车精车对于一般常用材料,这是外圆表面加工采用的最主要的工艺路线。2 粗车半精车粗磨精磨对于黑色金属材料,精度要求高和表面粗糙度值要求较小、零件需要淬硬时,其后续工序只能用磨削而采用的加工路线。3 粗车半精车精车金刚石车 对于有色金属,用磨削加工通常不易得到所要求的表面粗糙度,因为有色金属一般比较软,容易堵塞沙粒间的空隙,因此其最终工序多用精车和金刚石车。4 粗车半精粗磨精磨光整加工对于黑色金属材料的淬硬零件,精度要求高和表面粗糙度值要求很小,常用此加工路线。对于本文所加工的固定螺母零件,将采用“粗车精车”的车削方式,即分别对本零件的两个端面、外圆、螺纹、切槽四个步骤进行粗加工和精加工。第二章工艺分析2.1分析加工对象(零件图样)在设计零件的加工工艺规程时,首先要对加工对象进行深入分析。对于数控车削加工应考虑以下几方面:1零件图上是否漏掉某尺寸,使其几何条件不充分,影响到零件轮廓的构成;2 零件图上的图线位置是否模糊或尺寸标注不清,使编程无法下手;3零件图上给定的几何条件是否不合理,造成数学处理困难。4 零件图上尺寸标注方法应适应数控车床加工的特点,应以同一基准标注尺寸或直接给出坐标尺寸。2.1.1零件的材料一般轴类零件常用45钢,根据不同的工作条件采用不同的热处理规范(如正火、调质、淬火等),以获得一定的强度、韧性和耐磨性。对中等精度而转速较高的轴类零件,可选用40cr等合金钢。这类钢经调质和表面淬火处理后,具有较高的综合力学件能。精度较高的轴,有时还用轴承钢gcrls和弹簧钢65mn等材料,它们通过调质和表面淬火处理后,具有更高耐磨性和耐疲劳性能。对于高转速、重载荷等条件下工作的轴,可选用20crmnti、20mnzb、20cr等低碳含金钢或38crmoaia氮化钢。低碳合金钢经渗碳淬火处理后,具有很高的表面硬度、抗冲击韧性和心部强度,热处理变形却很小。该零件要求精度不高,调质就能获得很好的强度、韧性和耐磨性,加工条件不高,故选用45钢作为材料能节省成本。2.1.2零件的毛坯轴类零件的毛坯最常用的是圆棒料和锻件,只有某些大型的、结构复杂的轴才采用铸件。该固定螺母结构不复杂,属于小型零件,故选择圆棒料作为毛坯。2.2 数控加工工艺内容的选择1在选择时,可按下列顺序考虑:(1)通用机床无法加工的内容应作为优先选择的内容;(2)通用机床难加工,质量也难保证的内容应作为重点选择的内容;(3)通用机床加工效率低、工人手工操作劳动强度大的内容,可在数控机床尚存在富裕加工能力时选择。2工艺规程是指导施工的技术文件。一般包括以下内容:零件加工的工艺路线,各工序的具体加工内容,切削用量、工时定额以及所采用的设备和工艺装备等。3工艺规程的主要内容1)产品特征,质量标准。2)原材料、辅助原料特征及用于生产应符合的质量标准。3)生产工艺流程。4)主要工艺技术条件、半成品质量标准。5)生产工艺主要工作要点。6)主要技术经济指标和成品质量指标的检查项目及次数。7)工艺技术指标的检查项目及次数。8)专用器材特征及质量标准。2.3工艺过程在生产过程中,那些与有原材料转变为产品直接相关的过程称为工艺过程。它包括毛坯制造、零件加工、热处理、质量检验和机器装配等。而为保证工艺过程正常进行所需要的刀具、夹具制造,机床调整维修等则属于辅助过程。在工艺过程中,以机械加工方法按一定顺序逐步地改变毛坯形状、尺寸、相对位置和性能等,直至成为合格零件的那部分过程称为机械加工工艺过程。为了便于工艺规程的编制、执行和生产组织管理,需要把工艺过程划分为不同层次的单元。它们是工序、安装、工位、工步和走刀。其中工序是工艺过程中的基本单元。零件的机械加工工艺过程由若干个工序组成。在一个工序中可能包含有一个或几个安装,每一个安装可能包含一个或几个工位,每一个工位可能包含一个或几个工步,每一个工步可能包括一个或几个走刀。1工序一个或一组工人,在一个工作地或一台机床上对一个或同时对几个工件连续完成的那一部分工艺过程称为工序。划分工序的依据是工作地点是否变化和工作过程是否连续。例如,在车床上加工一批轴,既可以对每一根轴连续地进行粗加工和精加工,也可以先对整批轴进行粗加工,然后再依次对它们进行精加工。在第一种情形下,加工只包括一个工序;而在第二种情形下,由于加工过程的连续性中断,虽然加工是在同一台机床上进行的,但却成为两个工序。工序是组成工艺过程的基本单元,也是生产计划的基本单元。本论文中所加工的固定螺母零件将分十个工序来完成整个加工过程。2安装在机械加工工序中,使工件在机床上或在夹具中占据某一正确位置并被夹紧的过程,称为装夹。有时,工件在机床上需经过多次装夹才能完成一个工序的工作内容。在数控车床上加工本零件将采用卡盘进行装夹,在加工必要时将采用钻头进行辅助加工。3工位采用转位(或移位)夹具、回转工作台或在多轴机床上加工时,工件在机床上一次装夹后,要经过若干个位置依次进行加工,工件在机床上所占据的每一个位置上所完成的那一部分工序就称为工位。简单来说,工件相对于机床或刀具每占据一个加工位置所完成的那部分工序内容,称为工位。为了减少因多次装夹而带来的装夹误差和时间损失,常采用各种回转工作台、回转夹具或移动夹具,使工件在一次装夹中,先后处于几个不同的位置进行加工。4工步在加工表面不变,加工工具不变的条件下,所连续完成的那一部分工序内容称为工步。生产中也常称为“进给”。整个工艺过程由若干个工序组成。每一个工序可包括一个工步或几个工步。每一个工步通常包括一个工作行程,也可包括几个工作行程。为了提高生产率,用几把刀具同时加工几个加工表面的工步,称为复合工步,也可以看作一个工步,例如,组合钻床加工多孔箱体孔。5走刀加工刀具在加工表面上加工一次所完成的工步部分称为走刀。例如轴类零件如果要切去的金属层很厚,则需分几次切削,这时每切削一次就称为一次走刀。因此在切削速度和进给量不变的前提下刀具完成一次进给运动称为一次走刀。2.4加工工序的划分数控加工工序的划分可按下列方法进行。(1)刀具集中分序法 就是按所用刀具划分工序,用同一把刀具加工完零件上所有可以完成的部位。在用第二把刀、第三把完成它们可以完成的其它部位。这样可减少换刀次数,压缩空程时间,减少不必要的定位误差。(2)以加工部位分序法 对于加工内容很多的零件,可按其结构特点将加工部分分成几个部分,如内形、外形、曲面或平面等。一般先加工平面、定位面,后加工孔;先加工简单的几何形状,再加工复杂的几何形状;先加工精度较低的部位,再加工精度要求较高的部位。(3)以粗、精加工分序法 对于易发生加工变形的零件,由于粗加工后可能发生的变形而需要进行校形,故一般来说凡要进行粗、精加工的都要将工序分开。综上所述,在划分工序时,一定要视零件的结构与工艺性,机床的功能,零件数控加工内容的多少,安装次数及本单位生产组织状况灵活掌握。另建议采用工序集中的原则还是采用工序分散的原则,要根据实际情况来确定,但一定力求合理。本文中的零件则需采用第二种方法,即“以加工部位分序法”,该零件由螺纹、槽、螺纹孔、扁丝四部分组成,分别用不同的加工刀具,所以用这种分序法最为合适。运用编制加工工艺过程卡与工序卡的方式来叙述本零件的加工,显得简易明了,通俗易懂,是数控加工本零件的必然要求2.5加工工艺2.5.1零件的分析该固定螺母为没有中心通孔的多阶梯轴,根据该零件工作图,表面粗糙度要求不高,直径16外圆和直径12的孔需要攻丝.棱角倒钝,去除毛刺.需要调质和发黑。2.5.2刀具的选择刀具主要包含有刀具种类、刀具材料、刀具的几何角度等信息。在本产品加工过程当中,主要用到了白钢刀, 钨钢刀, 钻头,丝锥等几种刀具,刀具主要是由安泰科技股份有限公司提供的,刀具的材料主要有高速钢和硬质合金等, 而钻头的角度则包含了前角,后角,横刃等众多角度。切削参数受加工材料,刀具连续等因素制约,现场要根据实际的工作状态,由手动进给倍率调整,从低到高逐步达到最佳状态,而充分的冷却在加工过程中是必不可少的。 (1)刀具的选择刀具的选择是在综合考虑本零件的需要以及机床的配置后进行的。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。正确合适的选择合适的刀具和加工参数,对于金属切削加工能取到事半功倍的效果。反之,在加工中刀具选择不合理,就会事半功倍。(2)切削用量的确定合理选择切削用量的原则是,粗加工时,一般以提高生产率为主,但也应考虑经济性和加工成本;半精加工和精加工时,应在保证加工质量的前提下,兼顾切削效率、经济性和加工成本。具体数值应根据机床说明书、切削用量手册,并结合经验而定。切削深度t。在机床、工件和刀具刚度允许的情况下,t就等于加工余量,这是提高生产率的一个有效措施。为了保证零件的加工精度和表面粗糙度,一般应留一定的余量进行精加工。数控机床的精加工余量可略小于普通机床。切削速度v。提高v也是提高生产率的一个措施,但v与刀具耐用度的关系比较密切。随着v的增大,刀具耐用度急剧下降,故v的选择主要取决于刀具耐用度。另外,切削速度与加工材料也有很大关系,组合机床的正常工作与合理地选用切削用量,即确定合理的切削速度和工作进给量有很大的关系。切削用量选的恰当,能使组合机床减少停车损失,提高生产效率,延长刀具寿命,提高加工质量。并要提高表面质量,用硬质合金刀具进行加工时,切削用量要比车削一般碳钢类工件稍低些,特别是切削速度不宜过高,一般切削速度取vc=6080m/min, 切削深度一般为ap=47mm,进给量一般以f=0.150.6mm/r为宜。沟道刀具v=20100m/min,f=0.040.06mm/r倒角刀具v=20100m/min f=0.060.08。加工该固定螺母,参数设置如下,加工出的零件符合要求同时也节约时间。切削速度vc=60 m/min, 切削深度ap=4mm,进给量f=0.2mm/r。沟道刀具v=50 m/min, f=0.05mm/r, 倒角刀具v=50m/min f=0.06。 (3)数控加工常用刀具的种类及特点 数控加工刀具必须适应数控机床高速、高效和自动化程度高的特点,一般应包括通用刀具、通用连接刀柄及少量专用刀柄。刀柄要联接刀具并装在机床动力头上,因此已逐渐标准化和系列化。数控刀具的分类有多种方法。根据刀具结构可分为:整体式;镶嵌式,采用焊接或机夹式连接,机夹式又可分为不转位和可转位两种;特殊型式,如复合式刀具,减震式刀具等。根据制造刀具所用的材料可分为:高速钢刀具;硬质合金刀具;金刚石刀具;其他材料刀具,如立方氮化硼刀具,陶瓷刀具等。从切削工艺上可分为:车削刀具,分外圆、内孔、螺纹、切割刀具等多种;钻削刀具,包括钻头、铰刀、丝锥等;镗削刀具;铣削刀具等。为了适应数控机床对刀具耐用、稳定、易调、可换等的要求,近几年机夹式可转位刀具得到广泛的应用,在数量上达到整个数控刀具的30%40%,金属切除量占总数的80%90%。而加工该固定螺母所选择的刀具是硬质合金刀具,属于焊接式刀具,其中包括车削刀具、转削刀具和铣削刀具。数控刀具与普通机床上所用的刀具相比,有许多不同的要求,主要有以下特点:数控加工常用刀具的种类及特点1.刚性好(尤其是粗加工刀具),精度高,抗振及热变形小;2.互换性好,便于快速换刀;3.寿命高,切削性能稳定、可靠;4.刀具的尺寸便于调整,以减少换刀调整时间;5.刀具应能可靠地断屑或卷屑,以利于切屑的排除;6.系列化,标准化,以利于编程和刀具管理。所以使用数控刀具加工该零件,可以很好的保证其刚性、精度,有效的提高零件的加工效率,节约成本。2.5.3 数控加工工艺数控加工工艺是数控编程与操作的基础,合理的工艺是保证数控加工质量、发挥数控机床效能的前提条件。数控机床的加工工艺与通用机床的加工工艺有许多相同之处,但在数控机床上加工零件比通用机床加工零件的工艺规程要复杂得多。在数控加工前,要将机床的运动过程、零件的工艺过程、刀具的形状、切削用量和走刀路线等都编入程序,这就要求程序设计人员具有多方面的知识基础。合格的程序员首先是一个合格的工艺人员,否则就无法做到全面周到地考虑零件加工的全过程,以及正确、合理地编制零件的加工程序。在进行数控加工工艺设计时,一般应进行以下几方面的工作:数控加工工艺内容的选择; 数控加工工艺性分析; 数控加工工艺路线的设计。 一、加工工艺内容的选择对于一个零件来说,并非全部加工工艺过程都适合在数控机床上完成,而往往只是其中的一部分工艺内容适合数控加工。这就需要对零件图样进行仔细的工艺分析,选择那些最适合、最需要进行数控加工的内容和工序。在考虑选择内容时,应结合本企业设备的实际,立足于解决难题、攻克关键问题和提高生产效率,充分发挥数控加工的优势。1、 适于数控加工的内容在选择时,一般可按下列顺序考虑:(1)通用机床无法加工的内容应作为优先选择内容;(2)通用机床难加工,质量也难以保证的内容应作为重点选择内容;(3)通用机床加工效率低、工人手工操作劳动强度大的内容,可在数控机床尚存在富裕加工能力时选择。2、不适于数控加工的内容一般来说,上述这些加工内容采用数控加工后,在产品质量、生产效率与综合效益等方面都会得到明显提高。相比之下,下列一些内容不宜选择采用数控加工:(1)占机调整时间长。如以毛坯的粗基准定位加工第一个精基准,需用专用工装协调的内容;(2)加工部位分散,需要多次安装、设置原点。这时,采用数控加工很麻烦,效果不明显,可安排通用机床补加工;(3)按某些特定的制造依据(如样板等)加工的型面轮廓。主要原因是获取数据困难,易于与检验依据发生矛盾,增加了程序编制的难度。此外,在选择和决定加工内容时,也要考虑生产批量、生产周期、工序间周转情况等等。总之,要尽量做到合理,达 到多、快、好、省的目的。要防止把数控机床降格为通用机床使用。 二、加工工艺性分析本零件的数控加工工艺性问题涉及面很广,下面结合编程的可能性和方便性提出一些必须分析和审查的主要内容。1、尺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以编程原点为基准的。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。2、几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,编程都无法进行。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。3、定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,或在毛坯上增加一些工艺凸台。为增加定位的稳定性,可在底面增加一工艺凸台,在完成定位加工后再除去。4、固定螺母的加工工艺工序号工种工序内容加工简图设备1下料25*60锯床2车车端面见平,钻中心孔;调头,车另一端面,保证总长54mm,钻中心孔车床3车粗车20的外圆直径上留余量3mm;调头,粗车另一端两个台阶直径上留余量3mm车床4热调质,hb210-2305(钳)修研两端中心孔车床6车精车20的圆到图样规定尺寸;调头,精车余下的两个台阶,其中螺纹台阶车到16,其余车到图样规定尺寸,切槽2mm*2.5mm,倒角c1车床7车车螺纹m16*1车床8铣铣扁丝铣床9钻钻孔12麻花钻10攻攻丝机丝锥第三章加工过程3.1加工方法的选择选择加工方法主要考虑零件表面形状、尺寸精度和位置精度要求、表面粗糙度要求,以及现有机床、刀具等资源情况、生产批量、生产率和经济技术分析等因素。综上所述,本零件采用的是车削加工。 3.2车削加工的介绍 车削加工就是在车床上,利用工件的旋转运动和刀具的直线运动或曲线运动来改变毛坯的形状和尺寸,把它加工成符合图纸的要求。 车削加工是在车床上利用工件相对于刀具旋转对工件进行切削加工的方法。车削加工的切削能主要由工件而不是刀具提供。车削是最基本、最常见的切削加工方法,在生产中占有十分重要的地位。车削适于加工回转表面,大部分具有回转表面的工件都可以用车削方法加工,如内外圆柱面、内外圆锥面、端面、沟槽、螺纹和回转成形面等,所用刀具主要是车刀。 在各类金属切削机床中,车床是应用最广泛的一类,约占机床总数的50%。车床既可用车刀对工件进行车削加工,又可用钻头、铰刀、丝锥和滚花刀进行钻孔、铰孔、攻螺纹和滚花等操作。按工艺特点、布局形式和结构特性等的不同,车床可以分为卧式车床、落地车床、立式车床、转塔车床以及仿形车床等,其中大部分为卧式车床。3.3具体加工过程33.1零件的装夹上图就是这块零件的俯视图。要加工这件产品,首先需要一跟30*60的圆棒料,材料为45钢,45钢是轴类零件的常用材料,它价格便宜经过调质(或正火)后,可得到较好的切削性能,而且能获得较高的强度和韧性等综合机械性能,淬火后表面硬度可达4552hrc。零件装夹方法如下:1)以工件的中心孔定位 在轴的加工中,零件各外圆表面,锥孔、螺纹表面的同轴度,端面对旋转轴线的垂直度是其相互位置精度的主要项目,这些表面的设计基准一般都是轴的中心线,若用两中心孔定位,符合基准重合的原则。中心孔不仅是车削时的定为基准,也是其它加工工序的定位基准和检验基准,又符合基准统一原则。当采用两中心孔定位时,还能够最大限度地在一次装夹中加工出多个外圆和端面。 2)以外圆和中心孔作为定位基准(一夹一顶) 用两中心孔定位虽然定心精度高,但刚性差,尤其是加工较重的工件时不够稳固,切削用量也不能太大。粗加工时,为了提高零件的刚度,可采用轴的外圆表面和一中心孔作为定位基准来加工。这种定位方法能承受较大的切削力矩,是轴类零件最常见的一种定位方法。 3)以两外圆表面作为定位基准 在加工空心轴的内孔时,(例如:机床上莫氏锥度的内孔加工),不能采用中心孔作为定位基准,可用轴的两外圆表面作为定位基准。当工件是机床主轴时,常以两支撑轴颈(装配基准)为定位基准,可保证锥孔相对支撑轴颈的同轴度要求,消除基准不重合而引起的误差。 4)以带有中心孔的锥堵作为定位基准 在加工空心轴的外圆表面时,往往还采用代中心孔的锥堵或锥套心轴作为定位基准。 本零件较轻且切削用量不大故可采用第二种方法,装夹好了之后就可以加工了。3.3.2车削刀具车削刀具按用途分为外圆车刀、端面车刀、内孔车刀、切断刀、切槽刀等多种形式。外圆车刀用于加工外圆柱面和外圆锥面,它分为直头和弯头两种。弯头车刀通用性较好,可以车削外圆、端面和倒棱。外圆车刀又可分为粗车刀、精车刀和宽刃光刀,精车刀刀尖圆弧半径较大,可获得较小的残留面积,以减小表面粗糙度;宽刃光刀用于低速精车;当外圆车刀的主偏角为90度时,可用于车削阶梯轴、凸肩。端面及刚度较低的细长轴。外圆车刀按进给方向又分为左偏刀和右偏刀。车刀在结构上可分为整体车刀、焊接车刀和机械夹固式车刀。整体车刀主要是整体高速钢车刀,截面为正方形或矩形,使用时可根据不同用途进行刃磨;整体车刀耗用刀具材料较多,一般只用作切槽。切断刀使用。焊接车刀是将硬质合金刀片用焊接的方法固定在普通碳钢刀体上。它的优点是结构简单、紧凑、刚性好、使用灵活、制造方便,缺点是由于焊接产生的应力会降低硬质合金刀片的使用性能,有的甚至会产生裂纹。机械夹固车刀简称机夹车刀,根据使用情况不同又分为机夹重磨车刀和机夹可转位车刀。先看一下刀具列表刀具号 刀具名 f s ht1 2中心钻 50 1200 h01t2 10钻头 100 475 h02t3 m12丝锥 1.5 150 h03t4 精车刀 150 1500 h04t5 粗车刀 50 800 h05t6 侧车刀 180 240 h06t7 螺纹车刀 100 300 h07t8 切槽刀 8 600 h8 钻削刀具 车刀 切断切槽刀具 螺纹车刀3.3.3程序第一个程序是车端面,然后用粗车刀车20的外圆,再用精车刀车,接着粗车、精车另一端两个台阶,接着切槽、车螺纹,其余为铣削内容。所运行的程序是用ug软件编好的电子程序,再用okuma系统的后处理生成文本程序。具体程序如下:(1) 主程序部分(程序名fw0808.mpf)n10 g54 g90 g94 g0 x80 z40 s800 m3 m7n20 t6 d1n30 g0 x30 z0n40 g1 xo f80n50 g0 x80 z40n60 t5 d1n70 g0 x50 z20 _cname=“l001”r105=1 r106=0.25 r108=2 r109=7r110=1.5 r111=100 r112=50n80 lcyc95n90 g0 x50n95 t5 d1n100 z20 s1200 f50n110 l001n115 g0 x50 z2n118 t8 d1n120 go x25 z-32.5r100=16 r101=-32.5 r105=1r106=0.25 r107=2 r108=1 r114=2.5r115=2 r116=0 r117=0 r118=0 r119=1n130 lcyl93n135 g0 x50 z50n138 t7 d1n140 go x30 z-30.5r100=16 r101=-30.5 r102=16 r103=-54 r104=2r105=1 r106=0.05 r109=6 r110=3r111=1 r112=0 r113=5 r114=1n150 lcyc97n160 g0 x30 z-54n170 g1 xo n180 g0 x30 m9n190 g0 x100 z100n200 m2(2) 子程序部分(程序名l001.spf)n210 g0 x30 z2n220 g1 x20 f80n230 z-18n240 x18n250 z-28n260 16.4n270 g2 x14 z-28.8 f60n280 g1 z-30.5 f80n290 x16 z-32.5n300 z-53m310 x14 z-54n320 ret3.3.4零件加工1根据上述工艺卡片,所选切削参数如下:背吃刀量:零件轮廓粗车循环时选ap=2mm,精加工时选ap=0.2mm,螺纹粗车时选ap=0.4mm; 主轴转速:粗车直线和圆弧时n=800r/min,精车时n=1500r/min,切槽时n=600r/min,切螺纹时n=300
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