螺纹轴类零件的数控加工工艺设计
34页 17000字数+说明书+工序卡+刀具卡+7张CAD图纸
刀具路线,调整图，刀具卡3张.dwg
工序卡2张.dwg
工艺分析.doc
毛坯零件叠加图.dwg
程序.doc
螺纹轴类零件的数控加工工艺设计说明书.doc
零件图.dwg
目 录
摘 要…………………………………………………………………… 2
ABSTRACT……………………………………………………………… 3
第一章 课题任务
1.1螺纹简述和工艺分析与设计………………………………………………4
1.2数控加工工艺分析与设计………………………………………………… 4
第二章 螺纹车削、铣削加工工艺研究
2.1螺纹车削加工工艺研究…………………………………………………… 5
2.11螺纹车削加工指令的比较……………………………………………… 5
2.12螺纹加工指令的选用……………………………………………………… 5
2.2螺纹数控车削加工中的工艺处理………………………………………… 6
2.3刀具的形状和角度………………………………………………… 7
2.4工件和刀具装夹………………………………………………………… 8
2.5加工过程控制………………………………………………………… 8
2.6螺纹编程和加工中的常见问题…………………………………………… 8
2.7螺纹车削小结……………………………………………… 9
2.8螺纹铣削加工工艺研究……………………………………………… 10
第三章 螺纹数控铣削加工宏程序
3.1宏程序的基础理论……………………………………………………… 14
3.2螺纹数控铣削加工宏程序举例…………………………………………18
第四章 在POWERMILL软件编制内外螺纹数控加工程序
致 谢…………………………………………………………………………… 29
附 录…………………………………………………………………………… 30
摘 要
由于螺纹结构的特殊性和工艺的复杂性, 螺纹加工存在着精度低、效率低等问题。针对这些问题, 指出在螺纹加工中, 通过选择合适的编程指令、正确的加工刀具、合理的工件装夹方式及使用准确的切削参数, 可实现螺纹数控车削加工的精确控制, 高精、高效、稳定可靠地加工出合格的螺纹产品。传统的螺纹加工方法不能满足高效率、高质量的生产要求。该文从螺纹铣刀的类型、螺纹铣削的刀具轨迹和切削参数以及螺纹铣削的编程等方面, 分析了螺纹加工的工艺性。通过合理规划生产中一个实例的加工工艺, 并在加工中心上加工出该产品且满足了产品的技术要求。由于一次装夹成形, 工作效率大大提高。
数控车削、铣削加工方案的拟订是制订车削、铣削工艺规程的重要内容之一，本设计是根据数控车削和铣削加工的工艺方法，安排工序的先后顺序，确定刀具的选择和切削和铣削用量的选择等设计的。根据设计思想总结了数控车削和铣削加工工艺的一些综合性的工艺原则，结合螺纹轴的设计加工，提出设计方案，并对比分析。
数控加工中经常遇到螺纹轴的加工，在对某螺纹轴零件进行加工工艺分析的基础上，编写了数控加工程序，检验数控编程及各种工艺的正确性，为该类零件的数控加工提供了很有意义的参考。
关键词 数控车床 数控车削、铣削加工工艺 螺纹加工 零件图的工艺分析
1.螺纹简述和工艺分析与设计
1.1 螺纹的简述
在圆柱或圆锥母体表面上制出的螺旋线形的、具有特定截面的连续凸起部分。螺纹按其母体形状分为圆柱螺纹和圆锥螺纹；按其在母体所处位置分为外螺纹、内螺纹，按其截面形状（牙型）分为三角形螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹及其他特殊形状螺纹，三角形螺纹主要用于联接，矩形、梯形和锯齿形螺纹主要用于传动；按螺旋线方向分为左旋螺纹和右旋螺纹，一般用右旋螺纹；按螺旋线的数量分为单线螺纹、双线螺纹及多线螺纹；联接用的多为单线，传动用的采用双线或多线；按牙的大小分为粗牙螺纹和细牙螺纹等，按使用场合和功能不同，可分为紧固螺纹、管螺纹、传动螺纹、专用螺纹等。
1.2 数控加工工艺分析与设计
零件结构工艺性是指所设计的零件在能满足使用要求的前提下，制造的可行性和经济性。良好的结构工艺性，可以使零件加工容易，节省工时和材料。而较差的零件零件工艺性，会使加工困难，浪费工时和材料，有时甚至无法加工。因此，零件各加工部位的结构工艺性应符合数控加工的特点。
分析零件，技术要求包括5个方面：
（1）加工表面的尺寸精度，该零件图的表面尺寸精度要求较高；
（2）主要加工表面的形状精度，该零件主要加工的形状为外圆弧表面；
（3）主要加工表面的相互位置精度；
（4）加工表面的粗糙度和机械物理性能；
（5）热处理及其它要求。
该零件有端面、外圆、倒角、圆弧、螺纹、退刀槽等，故为典型轴零件，最适合数控车床加工，选择FANUNC的Oi系列机床。
1.21确定工件的加工部位和具体内容
确定被加工工件需在本机床上完成的工序内容及其与前后工序联系。
①工件在本工序加工之前的情况。例如铸件、锻件或棒料、形状、尺寸、加工余量等。
②前道工序已加工部位的形状、尺寸或本工序需要前道工序加工出的基准面、基准孔等。
③本工序要加工的部位和具体内容。
1.22确定工件的装夹方式
根据已确定的工件加工部位、定位基准和夹紧要求，选用或设计夹具。数控车床多采用三爪自定心卡盘夹持工件；轴类工件还可以采用尾座顶尖支持工件。由于数控车床主轴转速极高，为便于工件夹紧，多采用液压高速动力卡盘，因它在生产厂已通过了严格的平衡，具有高转速（极限转速可达4000～6000 r/min）、高夹紧力（最大推拉力为2000～8000 N）、高精度、调爪方便、通孔、使用寿命长等优点。还可使用软爪夹持工件，软爪弧面由操作者随机配制，可获得理想的夹持精度。通过调整油缸压力，可改变卡盘夹紧力，以满足夹紧各种薄壁和易变形工件的特殊需要。为减少细长轴加工时受力变形，提高加工精度，以及在加工带孔轴类工件内孔时，可采用液压自动定心中心架，定心精度可达0.03 mm。
由于螺纹轴是一个普通轴类零件，所以采用三爪卡盘进行定位装夹。加工时以右端面为定位基准，取工件的左端面中心为工件坐标系的原点。
1.23走刀路线的确定标准
走刀路线就是刀具在整个加工工序中的运动轨迹，它不但包括了工步的内容，也反映出工步顺序。走刀路线是编写程序的依据之一。确定走刀路线时应注意以下几点：
①寻求最短加工路线；
②最终轮廓一次走刀完成；
③选择切入切出方向；
第二章 螺纹车削、铣削加工工艺研究
2．1螺纹车削加工工艺研究
螺纹加工方法主要是车削加工, 由于螺纹结构和刀具移动控制要求的特殊性, 螺纹加工难度大, 对操作者技术要求高, 工艺复杂, 精度不稳定, 生产效率低。随着数控机床的普及, 现在已经广泛使用数控机床加工螺纹, 大大提高了加工效率和精度。目前数控机床螺纹加工主要是在数控车床上进行, 也有用数控铣削的方法加工螺纹, 即是利用数控铣床三轴联动数控加工系统实现螺纹加工。由于数控机床本身在速度控制、位置控制和精度控制等方面的特点, 数控机床螺纹加工与传统螺纹加工方式相比, 在加工精度、加工效率等方面都具有明显的优势。目前主流数控系统( FANUC、GSK 等) 提供了单一螺纹加工指令G32、变螺距螺纹加工指令G34、攻丝循环指令G33 和螺纹固定循环加工指令G92、G76。这些指令, 在走刀路线、进给方式、切削用量分配等方面各有特点, 适用于不同的螺纹加工。此外, 虽然数控加工大大提高了螺纹加工的效率和精度, 但在具体的加工中也同样面临一些工艺问题。这些工艺问题直接影响了螺纹加工的精度和效率。因此, 数控加工螺纹不仅要在编程指令上合理选择, 而且要在工艺上合理安排, 才能高效、高精度、稳定可靠地加工螺纹, 充分发挥数控加工的优势。1?? 螺纹车削加工编程指令的选用
2、11螺纹车削加工指令的比较
螺纹加工指令的比较见表1。
2、12 螺纹加工指令的选用
螺纹加工在不同数控系统中指令格式略有差异,但原理是相同的。简而言之, 小螺距螺纹加工时宜用G32或G92, 大螺距螺纹加工时宜用G76, 变螺距螺纹用G34; 加工高精度小螺距螺纹宜用G32、G92;加工高精度、大螺距螺纹时可采用G92、G76混合编程, 先用G76 粗加工, 再用G92 精加工[ 2] ; 轴向小直径内螺纹可以用G33编程。在实际编程和加工中要根据螺纹精度、尺寸、材质等因素合理选择、灵活使用以上4种指令。在保证技术要求的前提下, 努力简化程序, 提高编程和加工效率。
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