数控加工工艺大作业.doc

数控加工工艺大作业系别: 机电系班级: 机电2班 学号: 14姓名: 吕勇 目 录1、 零件图工艺分析2、 选择设备3、 确定零件的定位基准和装夹方式4、 确定加工顺序及进给路线5、 刀具选择6、 确定切削用量7、 数控加工工艺文件表轴类零件的数控加工工艺编制及加工图1、零件图的工艺分析加工轴类零件如图1，毛坯为85340棒材，零件材料为45钢，无热处理和硬度要求，图中85外圆不加工。对该零件进行精加工。根据图纸要求和毛坯情况，编制该零件数控车削工艺。图1 车削轴类零件 由上图可知，该零件是由圆柱面、圆锥面、圆弧面、螺纹面等表面组成。该零件的材料为45钢，没有热处理和硬度要求。根据其要求选择的毛坯为85340棒材，为了节省加工工序其加工路线应为：粗加工半精加工精加工阶段进行加工。 为了方便装夹和保证工件的定位准确稳定，加紧面应该选择支撑面较大的所以应该选择左端面为夹紧面。该零件的左端最大直径为 85 ，中间直径为80，右端是螺纹，所以应该先加工出左端面圆弧以及中间的圆柱直径为85、80的，然后掉头装夹直径80的圆柱加工右端螺纹、圆柱以及锥面。2、设备选择 根据零件的外形是圆柱形的轴类零件，为保证加工便捷以及确保其尺寸精确度表面质量我选择沈阳机械厂的CKA6140数控车床加工该零件。该车参数如下项 目机床规格CKA6140技术规格床身上最大工件回转直径(mm)400刀架上最大工件回转直径（非排刀架）(mm)200最大工件长度 (mm)750/ 1000最大加工长度 (mm)620/ 870最大车削直径(mm)（立式四工位刀架）400（卧式六工位刀架）340 （特殊定货）主轴中心高 (mm)200床身导轨宽度 (mm)300主传动 标准配置普通型（双速电机驱动 有级变速）主电动机（双速电机）(kW)3/4.5主轴孔直径 (mm)48主轴孔锥度莫氏6号主轴头 C6主轴前端轴承内径 (mm)90主轴转速范围 (r/min)(12级)322000 32/62/140/160/230/270/320/450/720/1000/1400/2000选择配置手动两档变频型（手动换档，档内无级变速）主电动机（变频电机）(kW)5.5主轴孔直径 (mm)52主轴孔锥度莫氏6号主轴头A2-6主轴前端轴承内径(mm)90主轴转速范围(两档)(r/min)202500（低档：20650rpm ）（高档：752500rpm ） 自动两档变频型（自动换档，档内无级变速）：参数同尾座装置尾座套筒直径(mm)60尾座套筒行程(mm)130 尾座套筒锥孔锥度莫氏4号进给系统刀架最大行程(mm)横向(X)205 纵向(Z)625/875滚珠丝杠直径螺距(mm)横向（X）205 纵向（Z）325横向切削力（连续）横向（X） (N)2500纵向切削力（连续）纵向（Z） (N)5000横向快速进给(mm/min)4000纵向快速进给(mm/min)5000切削进给范围(mm/r)0.01500定位精度 (mm)横向（X）0.03 纵向（Z）0.04反向偏差 (mm)横向（X）0.013 纵向（Z）0.02 重复定位精度 (mm)横向（X）0.012 纵向（Z）0.016工件加工精度IT6 IT73、确定零件的定位基准和装夹方式3.1 粗基准选择原则一 、为了保证加工面和不加工面的位置要求，应该选择不加工表面作基准。二、为保证合理分配各加工表面的工作余量，选择毛坯外圆作粗基准。三、粗基准避免重复使用。四、选择的粗基准的表面应平整，无缺口或飞边等缺陷，以便定位精准。3.2 精基准的选择原则 一、基准重合原则：选择加工面的设计基准为定基准，以避免定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差。 二、基准统一原则：应采用同一组基准定位加工零件上尽可能多的表面，这样做可以简化工艺规程的制订工作，减少夹具设计、制造工作量和成本，缩短生产准备周期；由于减少了基准转换，便于保证各加工表面的相互位置精度。 三、自为基准原则：某些要求加工余量小而均匀的精加工工序，选择加工表面本身作为定位基准。 四、互为基准原则：当对工件上两个相互位置精度要求很高的表面进行加工时，需要用两个表面互相作为基准，反复进行加工，以保证位置精度要求。 五、便于装夹原则：所选精基准应保证工件安装可靠，夹具设计简单、操作方便。3.3定位基准 根据上述的基准选择原则，由于是轴类零件，在车床上只需用三抓卡盘装夹定位，定位基准应选择在零件的轴线上，以毛坯直径85mm的轴线和右端面作为定位基准。3.4装夹方式 在装夹过程中应选着最合理的装夹方式，尽可能一次定位装夹后，加工出全部代加工表面。从上述定位基准中我选择的是三抓卡盘装夹装夹图如下: 图3-1加工螺纹装夹图 图3-2 加工圆弧的装夹图 4、确定加工顺序及进给路线一、加工顺序安排原则：先粗后精 先主后次 先面后空 基面先行根据上述原则： 1、基面先行 先加工基准面为后面的加工提供基准面，所以先车平右端面作为基准面。2、先主后次 由于所加工的表面都是重要表面所以按照顺序从右到左依次加工 85mm，80mm，R70 圆弧。圆弧掉头后一次加工M481.5mm，62mm，槽345mm等。 3、先粗后精 先车削去大部分的金属余量，在进行成型的切削保证零件的尺寸。 4、先面后空 由于该零件没空所以忽略二、进给路线CKA6140数控车床具有粗车循环和螺纹循环功能，只要正确使用编程指令，机床系统就会自动确定其进给路线，因此在粗车和车螺纹时不需要人为确定进给路线。但精车时需要进给路线，该零件的精车进给路线从左到右的外轮廓精车进给图如下所示： 图4-1精车轮廓进给图5、刀具的选择刀具的选择是数控加工中重要的工艺内容之一，它不仅影响机床的加工效率，而且直接影响加工质量。编程时，选刀具通常要考虑机床的加工能力、工序内容、工件材料等因素。与传统的加工方法相经，数控加工对刀具的要求更高。不仅要求精度高、刚度高、红硬性好、耐用度高，而且要求尺寸稳定、安装调整方便，能适应高速和大切削用量切削。选刀具时，要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸和形状相适应。接合零件轮廓相对还是较复杂，所以具体选刀如下：1、选用中心钻钻削中心孔钻削中心孔。2、粗车、平端面可选用硬质合金90右偏刀，为防止在进行圆弧切削时刀具的副后刀面与工件轮廓表面发生干涉（可用作图法检验），副偏角应选择Kr大一点的，取Kr=353、精车在这里我选择一把硬质合金90右偏刀，切螺纹时为了保证其螺纹刀的强度这里选用硬质合金60外螺纹车刀，为了保证螺纹牙深，刀尖应小于轮廓最小圆弧半径R，R=0.150.2mm。刀具表如表5-1所示：产品名称或代号零件名称典型轴零件图号序号刀具号刀具规格名称数量加工表面备注1T01中心钻1钻中心孔2T02硬质合金90外圆车刀 1车端面及粗车轮廓右偏刀3T03硬质合金90外圆车刀1精车轮廓右偏刀4T04硬质合金60外螺纹车刀1车削螺纹编制审核批准共1页第1页表5-1数控车加工刀具卡片6、切削用量的选择切削用量的三要素：进给量 背吃刀量 切削速度6.1背吃刀量的选择背吃刀量是根据粗、精加工要求、已知的加工余量及加工系统刚性和机床功率来确定。粗加工：为提高生产效率，在刀具强度、加工系统刚性允许条件下，尽量一次切除余量即：=A（A为工件半径方向余量）若余量多，表面粗糙一平、有硬皮等，可将加工余量分二次切除即：1=()A； 2=（）A零件轮廓粗车循环时选ap=3mm，精加工时选ap=0.25mm，螺纹粗车时选ap=0.4mm，逐刀减少，精车时选ap=0.1mm。6.2主轴转速的选择车直线和圆弧轮廓时查表P24，表1-7，取粗车的切削速度90 m/min，精车的切削速度120 m/min。而主轴转速根据毛坯直径计算，并结合车床说明书选取；Vc=dn/1000粗车直线和圆弧时n=340r/min，精车时n=480r/min，切槽时n=600r/min，切螺纹时n=720r/min，精车时选n=300r/min。6.3进给量的选取在粗车碳素钢材料时根据表1-3，刀杆的尺寸为2525mm、a=3mm，及工件的直径为85mm，f=0.8mm-1.0mm/r 。6.4进给速度的选取 粗车时，选择，精车时，取，计算得：粗车进给速度；精车进给速度。车螺纹的进给量等于螺纹螺距，即。7、填写数控加工工艺文件卡片单位名称产品名称或代号零件名称零件图号典型轴工序号程序编号夹具名称使用设备车间001自定心卡盘和回转顶尖CKA6140数控车床数控中心工步号工步内容刀具号刀具规格/mm主轴转速/（rmin-1