薄壁零件的加工.doc

数控技师论文技师专业论文题目 ：薄壁零件的加工姓 名：李 莅职 业：数控车工身份证号定等级：技 师单 位：南京交通技师学院 二一二年 四月前 言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。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。而数控机床作为电子信息技术和传统机械加工技术结合的产物，集现代精密机械、计算机、通信、液压气动、光电等多学科技术为一体，有效地解决了复杂、精密、小批多变的零件加工问题，能满足高质量、高效益和多品种、小批量的柔性生产方式的要求，适应各种机械产品迅速更新换代的需要，代表着当今机械加工技术的趋势与潮流。其中数控车床由于具有高效率、高精度和高柔性的特点，在机械制造业中得到日益广泛的应用，成为目前应用最广泛的数控机床之一。在数控加工中，加工的零件可谓多种多样，例如细长轴、丝杠、轮盘、键槽、薄壁、型腔等多种零件，薄壁零件也是较为常用的零件之一，大部分薄壁零件外型并不复杂，在数控加工中编程较为容易，但由于薄壁零件的自身特点，在实际操作时会受到切削力、切削热、机床卡具、刀具等多方面的因素干扰，使其在实际加工中不易操作，其加工工艺较为复杂，需要注意的细节较多，实际操作较为复杂。本人就针对课题中出现的薄壁零件作为实例，介绍了三种加工方法，并详细介绍了每种方法的特点和注意事项，以及针对FAUNC-0i系统编制了加工此零件的程序，并对程序中有别于其他数控机床的编程步骤进行了解释。由于编著者水平有限，难免有疏漏及不足之处，望评审老师谅解并批评指正。编著者 二一二年 四月目 录摘要4关键词4引言4机床、刀具的选用5一、薄壁零件的加工方法一61.1刀具量具表格61.2薄壁零件的加工程序61.3具体加工步骤71.4加工时注意事项91.5方法的优缺点9二、薄壁零件的加工方法二92.1加工所需刀具量具 102.2具体加工方法10三、薄壁零件的加工方法三113.1加工所需刀具量具 113.2工艺分析11总结 13参考文献14论薄壁零件的加工摘要：数控机床是一种自动化机床，具有灵活性、通用性，它综合应用了电子计算机，自动控制，伺服驱动，精密测量和新型机械结构等方面技术，机械制造业在各个领域已得到广泛应用，发展数控技术是当前机械制造行业技术改造，技术更新的必由之路，数控机床的品种很多，根据其加工、控制原理、功能和组成，针对FANUC-0i系统数控机床的性能进行了研究，介绍如何对典型薄壁零件的数控加工工艺进行研究。关键词 薄壁零件、芯轴、工艺分析、切削力。引言： 在数控加工中，加工的零件可谓多种多样，例如细长轴、丝杠、轮盘、键槽、薄壁、型腔等多种零件，在这里浅谈一下薄壁零件在数控车应用中的加工工艺。某薄壁零件如图所示：零件图1. 乍一看这张薄壁零件图在数控编程中算是很简单的一张图纸了，无非是简单的G01编程加工就是了，但今天我所论述的是在数控加工中还有和编程同样重要的而且需要大家在以后工作和学习中需要考虑到的很多因素，下面首先来看一下这张图纸的零件分析！零件分析：此零件是一薄壁零件，外径是31mm，内孔是30mm，壁厚仅为0.5mm，而且均有尺寸公差0.02mm，精度较高，在数控加工中能保证其精度要求，但加工时很容易受到切削热、切削力的影响而使工件加工出来由于壁太薄散热慢，而且在承受切削力的时候容易影响工件的尺寸精度，最重要的是由于壁薄在装夹中很容易夹变形，从而导致工件的废品，所以在数控车床应用中除了要考虑和解决程序加工工艺合理以及编制程序的正确外还要对零件本身特点进行考虑加工，加工时需要做一部分辅助工具进行加工，因此从刀具、机床、工件材料等综合方面来分析薄壁零件的加工工艺。机床、刀具的选用 由于薄壁零件加工时容易变形，所以对机床的要求相对较高，要求机床抗振性好，机床精度高，机床回转精度高等，日本FANUC-0i系统在设计中大量采用模块化结构。这种结构易于拆装，各个控制板高度集成，使可靠性有很大提高，而且便于维修、更换。具有很强的抵抗恶劣环境影响的能力。其工作环境温度为045，相对湿度为75。有较完善的保护措施。FANUC对自身的系统采用比较好的保护电路。FANUC系统所配置的系统软件具有比较齐全的基本功能和选项功能。对于一般的机床来说，基本功能完全能满足使用要求。提供大量丰富的PMC信号和PMC功能指令。这些丰富的信号和编程指令便于用户编制机床侧PMC控制程序，而且增加了编程的灵活性。具有很强的DNC功能。系统提供串行RS232C传输接口，使通用计算机PC和机床之间的数据传输能方便、可靠地进行，从而实现高速的DNC操作。提供丰富的维修报警和诊断功能。 针对加工薄壁零件，刀具的选用更为严格，刀具必须切削锋利，耐热耐磨，能够磨出比较锋利的切削刃，选用硬质合金刀具。方法一： 1. 1 由零件图分析出其毛坯料、刀具、量具等如下： 毛坯料毛坯料35X100mm45#钢刀具表刀具号刀具名称主偏角刀尖角材料T01外圆车刀95度35度硬质合金T02内孔车刀95度90度硬质合金T03切断刀(3mm)95度85度硬质合金T04螺纹刀60度60度硬质合金T0545度端面刀45度90度硬质合金T06中心钻型号：A4高速钢T07钻头规格：26高速钢量具表 量具名称规格（mm）精度(mm)外径千分尺25-500.01内径百分表18-350.01游标卡尺环规6H1.2 薄壁零件的加工程序。加工内孔程序(FAUNC-0i系统)：O0001; （加工内孔程序号）T0202; （第2号刀第二号刀补）M03 S400;GO0 X24. Z2.;G71 U1.5 R1.; （粗车循环使用G71指令）G71 P10 Q20 U-0.3 W0. F0.2;N10 G00 X30.;G01 Z0.;Z-40.;N20 G00 X24.;Z2.;X100. Z100.;M05;M00; （程序暂停）T0202;M03 S600;G00 X24. Z2.;G70 P10 Q20 F0.05;G00 Z2.; （退刀前先退出内孔，以防碰刀，撞件）X100. Z100.;M05;M30; （程序结束，复位）加工外圆程序(FAUNC-Oi系统)：O0002;T0303; （选用第三号刀，第三号刀补）M03 S600;G00 X37. Z2.; G71 U2. R1.;G71 P30 Q40 U0.3 W0. F0.2; （粗车循环使用G71指令）N30 GO0 X31.;G01 Z0.;Z-40.;N40 G00 X37.;X100. Z100.;M05;M00;T0303;M03 S800;G00 X37. Z2.;G70 P30 Q40 F0.05;G00 X100. Z100.;M05;M30;1.3 具体加工步骤：（1） 做一芯轴 零件图如下：零件图2. 芯轴毛坯料毛坯料35X100mm45#钢加工该芯轴的程序(FAUNC-0i系统)为:O0003;T0101; (选用第一号刀，第一号刀补)M03 S600; (粗车转速定为600r/min)GO0 X37 .Z2.;G71 U2. R1.;G71 P10 Q20 U0.3 W0. F0.2;N10 G00 X20.;G01 Z0.;Z-7.;X30.;Z-52.;N20 G00X37.;X100. Z100.; (退刀位置)M05;M00;T0101;M03 S800; (精车转速定为800r/min)G00 X37. Z2.;G70 P10 Q20 F0.05;G00 X100. Z100.;M05;M30; 加工完后,用切断刀把加工好的芯轴切下,保证总长52mm.（2） 安装工件 在数控车三爪卡盘上夹持工件，使工件伸出长度大约在60-70mm之间;（3） 加工内孔 首先用45度偏刀车端面，然后按照程序O0001加工内孔，遵循“先面后孔”的加工原则，加工内孔至尺寸30mm; （4） 安装芯轴 把做好的芯轴装入加工好的孔内，最好使孔轴配合间隙为0.01mm；（5） 加工外圆 装好芯轴后开始按照程序O0002加工外圆，直至尺寸要求； （6） 切断工件 加工好外圆后，把芯轴从孔内取出，用切断刀把薄壁工件切断，控制总长尺寸50mm. 这样薄壁零件加工完毕，总结加工过程，用芯轴做辅助支撑，加工外圆，这样避免了切削力引起的变形，又避免了测量力引起的变形。1.4 加工过程中，需要注意的事项:(1) 加工芯轴时需要注意的是在芯轴的右端面打好中心孔，A4型的中心孔即可；(2) 加工外圆时在孔内装好芯轴后注意用顶尖顶在中心孔上，以防止芯轴在孔内做轴向移动，从而造成危险；(3) 加工时最好浇注充分的切削液，以防止加工时产生的切削热使工件变形；(4) 切断工件时一定要把芯轴从孔中取出，防止工件被切断时掉入机床内使工件碰伤。1.5 用这种方法加工的优点是:(1) 能精确的保证尺寸精度，而且减小了变形量；(2) 用数控车床加工精度方面问题比较能够保证，进行小批量生产能比普车节省很多的时间；(3) 外圆、内孔是一个工步完成的，因此零件外圆、内孔同轴度精度高，；缺点是： （1） 用的毛坯料比较大，一般的短料无法加工； （2） 工艺相对复杂，需要芯轴等辅助夹具；（3） 不适合大批量加工。方法二: 和方法一类似，但是辅助工具不是芯轴而是一个套类工件，其辅助工具零件图如下：零件图3.2.1 毛坯料、刀具、量具等内容和方法一同样，在这里不一一介绍了。22 具体加工方法：（1） 辅助零件 先按照零件图加工好辅助零件； （2） 安装工件 装好工件，跟方法一同样，使工件伸出长度约60-70mm；（3） 加工外圆 按照零件图尺寸和程序O0002加工外圆，直至尺寸精度；（4） 装好辅助零件 把做好的辅助零件套在加工好的外圆上；（5） 加工内孔 按照图纸要求和程序O0001加工内孔，直至尺寸精度；（6） 切断工件 把加工后的薄壁零件切断，保证总长尺寸50mm；这样薄壁零件加工完毕，加工方法是用一套类工件套在外圆上，为加工内孔做辅助支撑，也避免了切削力等对工件引起的变形。方法三：毛坯料毛坯35X52mm45#钢3.1 刀具、量具等内容和前两种加工方法同样，在这里也不一一介绍了。3.2 工艺分析：由零件图尺寸要求和毛坯尺寸不难看出，加工时如果和前两种加工方法类似是不可取了，因为毛坯仅仅大于图纸尺寸2-3mm，如果调头加工，由于受到切削力、夹紧力的作用而变形，不可取，如果不调头加工，则无法加工至尺寸，因此需做一长芯轴做辅助支撑和辅助装夹；因此在加工之前也同样做一芯轴，但是这次芯轴和前两种有所不同，具体形状如下图：零件图4.未注倒角C1.5毛坯:35X100mm.按照上图加工芯轴，先加工芯轴左端, 然后掉头加工右端.加工程序(FANUC-0i系统):O0004; (芯轴左端程序号)T0101;M03 S600;G00 X37. Z2.;G71 U2. R1.;G71 P10 Q20 U0.3 W0. F0.2;N10 G00 X20.;G01 Z-30.;X32.;Z-36.;N20 X35.;GO0 X100. Z100.;M05;M00;T0101;M03 S800;G00 X37. Z2.;G70 P10 Q20 F0.05;G00 X100. Z100.;M05;M30;掉头加工芯轴的另一端,夹持已加工的20处,程序为:O0005;T0101;M03 S600;G00 X37. Z2.;G71 U2. R1.;G71 P10 Q20 U0.3 W0. F0.2;N10 GO X16.805;G01 Z0.;X19.805 Z-1.5; (X值直接走到螺纹大径尺寸)Z-9.;X30.;Z-58.5;N20 X35.;G00 X100. Z100.;M05;M00;T0101;M03 S800;G00 X37. Z2.;G70 P10 Q20 F0.05;G00 X100. Z100.;M05;M00;T0303;M03 S450;G00 X34. Z-9.;G01 X16. F0.1;G00 X34.;X100. Z100.;M05;M00;T0404;M03 S500;G0 X19.805 Z3.G92 X19.805 Z-7. F1.5; (车螺纹选用G92指令)X19.5;X19.;X18.5;X18.37G0 X100. Z100.;M05;M30;加工薄壁零件时，首先用三爪卡盘夹持芯轴左端，将加工好内孔的薄壁零件套在轴上面进行加工，这样通过芯轴将动力传给了零件，同时又为零件进行了径向支撑，保证了零件不会变形。总结： 以上三种加工方法的重点均是对在数控车床上薄壁零件加工的概述，在上述内容中大体介绍了在数控车加工中除了程序以外还需要重点