轴类零件与数控加工工艺及编程1 2.docx

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轴类零件与数控加工工艺及编程12

一、实验目的

二、实验要求：

三、实践内容

（一）零件图纸：

图1-1

（二）零件工艺分析

1.零件图分析

图1-1所示零件从结构图来看该零件包括内﹑外的加工。

内表面主要是孔，外表面由圆柱、圆锥、顺圆弧、逆圆弧及螺纹等表面组成。

其中多个直径以及宽度尺寸有较严的尺寸精度和表面粗糙度等要求，适合数控车削加工；球面Sφ48㎜的尺寸公差还兼有控制该球面形状（线轮廓）误差的作用。

尺寸标注完整，轮廓描述清楚。

零件材料为45钢，该材料具有较高的强度以及较好的韧性﹑塑性，可在供应状态和正火状态下使用，制照力学性能要求不高的零件；进行调质处理后，制造要求良好力学性能的零件。

无热处理和硬度要求。

零件生产批量为单件小批量。

2.工艺分析

（1）图样上给定的内孔直径φ28,圆柱尺寸φ35﹑φ42和φ52,宽度尺寸4和3,取中值作为编程的尺寸依据。

其他尺寸皆取基本尺寸作为编程尺寸依据；

（2）φ52的圆柱与φ28的孔有较高的同轴度要求,加工时必须以同一个定位基准进行加工；

（3）φ28的公差等级为IT8表面粗糙度Ra为1.6，宜采用钻→扩→铰进行加工以保证尺寸和表面粗糙度的要求；

（4）在轮廓曲线上，有三处为圆弧，其中两处为既过象限又改变进给方向的轮廓曲线，因此在加工时应进行机械间隙补偿，以保证轮廓曲线的准确性；

（5）零件中有比较大的圆弧需要进行加工，为了不使加工过程中出现过切现象选择较大副偏角的车刀进行加工。

（三）走刀路线的确定

在数控加工中，刀具刀位点相对于工件运动轨迹称为走刀路线。

编程时，走刀路线的确定原则主要有以下几点：

（1）走刀路线应保证被加工零件的精度和表面粗糙度，且效率高；

（2）使数值计算简单，以减少编程工作量；

（3）应使走刀路线最短，这样既可减少程序段，又可减少空刀时间。

（4）此外，确定走刀路线时，还要考虑工件的加工余量和机床、刀具的刚度等情况，确定是一次走刀，还是多次走刀来完成加工等。

由于该数控车床具有循环功能，只要编程正确，数控系统就会自动确定粗车以及螺纹车削路线。

因此，该零件的粗车以及螺纹车削路线不需要人为确定进给路线，我们只要指定零件的精车路线。

本工件的精车路线如图6-2所示。

由于该零件为单件小批量生产，走刀路线设计不必考虑最短进给路线或最短空行程路线。

图6-2a

图6-2b

说明:

图6-2a示为第一次装夹时外圆精车走刀路线,图中点A（250.0,150.0）为换刀点点B（55.0,7.0）为精车起刀点,点C（12.735,4.543）为切入点,为切了避免切入时损坏工件故采取圆弧切切入。

图6-2b示为第二次装夹时外圆精车走刀线，图中a点为换刀点（100.0，100.0），点b为精车起刀点（55.0，5.0），精车切入点c（53.985,35）。

（四）切削用量的选择

切削用量的选择根据被加工表面质量要求﹑刀具材料和工件材料，参考切削用量手册或有关资料选取切削速度和每转进给量然后根据式1-1和1-2计算主轴转速与进给速度，

VC=∏dn/1000（1-1）

n≤1200/p-k（1-2）

式中VC—切削速度，单位m/min;

d—切削刃上选定点处所对应的工件或刀具的回转直径,单位mm;

n—工件的转速,单位为r/min;

P—被加工螺纹螺距，单位为mm；

K—保险系数，一般为80。

计算过程如下：

钻孔Ф28+00.04mm

钻孔Ф26

（1）背吃刀量ap=13mm。

（2）进给量根据《数控加工工艺简明教程》表6-4，选用f=0.4mm/r。

（3）切削速度根据《数控加工工艺简明教程》表6-4，选用Vc=20m/min。

（4）主轴转速由公式1-1得20=3.14*26n/1000

求得n=245r/min经查表取n=250r/min

扩孔Ф27.8mm：

（1）背吃刀量ap=18.9mm。

（2）进给量根据《数控加工工艺简明教程》表6-4，选用f=0.4mm/r。

（3）切削速度根据《数控加工工艺简明教程》表6-4，选用Vc=20m/min。

（4）主轴转速由公式1-1得20=3.14*27.8n/1000

求得n=229r/min经查表取n=250r/min

铰孔Ф28+00.04mm：

（1）背吃刀量ap=14mm。

（2）进给量根据《数控加工工艺简明教程》表6-5，选用f=0.5mm/r。

（3）切削速度根据《数控加工工艺简明教程》表6-5，选用Vc=4m/min。

（4）主轴转速由公式1-1得4=3.14*28n/1000

求得n=45r/min经查表取n=50r/min

粗车外轮廓

（1）进给量查有关方面表得出f=0.5mm/r。

半精车外轮廓

（2）进给量由于在粗车外轮廓时留了1.1mm的余量,考虑到还需要对零件进行精加工并取精加工余量为0.25mm,半精车外轮廓进给量为0.85mm,显然进给量过大。

综合加工效率方面问题考虑最后取进给量f=0.85/2=0.425mm/r。

精车外轮廓

进给量由于在半精车外轮廓时留了0.25mm的精加工余量，综合加工效率方面问题考虑最后取进给量f=0.25/2=0.125mm/r。

（五）程序的编制

第一次装夹

O0001

N10G54G00X100Z200;

设置换刀点

N20T0101；

粗加工外圆刀具

N30M03S400；

N40G42G0X60Z5

加刀具补偿

N50G73P60Q140U1.1W0.4F0.25；

粗加工循环

N60G00X18.735Z0；

N70G03X35.0478Z-38.3841R24F0.3；

N80G02X36.4522Z-44.35R9；

N90G03X41.758Z-65R8；

N100G01Z-65F0.2；

N110X37.687；

N120X52Z-94；

N130Z-115；

N140X58；

N150G40G00X100Z200；

取消刀补，返回换刀点

N160T0606S500；

外圆半精车刀

N170G42G00X55Z7；

加刀具补偿

N180G73P190Q260U0.25W0.1F0.25；

半精车循环

N190G00X12.735Z4.5430；

N200G03X35.0478Z-38.3841R24F0.3；

N210G02X36.4522Z-44.35R9；

N220G03X34.885Z-57R8；

N230G01Z-65F0.2；

N240X37.687；

N250X52Z-94；

N260Z-115；

N270X58；

N280G40G00X100Z200；

取消刀补，返回换刀点

N290T0303S250；

钻头

N300G00X0Z2；

N310G74R1；

钻孔循环

N320G74X0Z-30.415Q10F0.4；

N330G00X100Z200；

N340T0404S250；

扩孔刀

N350G00X0Z2；

N360G74R1；

扩孔循环

N370G74X0Z-30.415Q10F0.4；

N380G00X100Z200；

N390T0505S50；

铰刀

G00X0Z2；

N400G74R1；

铰孔循环

N410G74Z-26Q10F0.5；

N420G00X100Z200；

N430T0707S600；

精车外圆刀具

N440G42G00X55Z5；

N450G70P190Q260；

精车外圆

N460G40G00X100Z200；

N470T0808S500；

切槽刀具

N480G00X50Z-75.06；

N490X47；

切槽

N500G01X39F0.2；

N510X50；

N520Z-82.03；

N530G01X39；

N540X53；

N550G00Z-89；

N560G01X39；

N570X53；

N580X100Z200；

M30；

第二次装夹

O002

N10G54G00X100Z100；

N20T0101；

外圆粗车刀

N30M03S400；

N40G42X60Z5；

N50G71U4R1；

粗车外圆循环

N60G71P70Q140U0.25W0.1F0.25；

N70G01Z5；

N80G01X-2F0.2；

N90Z2；

N100G00X22

N110G01X30Z-2；

N120Z-33；

N130X49.985

N140X53.985Z-35；

N150G40G00X100Z100；

取消刀补，返回换刀点

N160M30；

N170T0707S600；

外圆精车刀

N180M03S1500；

精车外圆

N190G41G00X53.985Z-35；

N200G01X49.985Z-33F0.2；

N210X29.8；

N220Z-2；

N230X21.8Z2；

N240G40G00X100Z100；

取消刀补，返回换刀点

N250T0909；

螺纹车刀

N260G00X32Z2；

N270G92X29.1Z-25F2；

加工螺纹循环

N280X28.5；

N290X27.9；

N300X27.5；

N310X27.4；

N320G00X100Z100；

N330M30；

参考文献：

[1]徐嘉元主编《机械加工工艺基础》北京机械工业出版社1989.9

[2]吴宗泽罗圣国主编《机械设计课程设计手册》北京高等教育出版社1996.4

[3]赵家齐.《机械制造工艺学课程设计指导书》北京机械工业出版社2000年10月

　　[4]罗春华刘海明《数控加工工艺简明教程》北京北京理工大学出版社，2007年3月

　　[5]倪森寿《机械制造工艺与装备习题集和课程设计指导书》北京化学工业出版社，2003年6月，49——84

　　[6]李益民《机械制造工艺设计简明手册》北京机械工业出版社1993年6月

　　[7]徐宏海《数控加工工艺》北京化学工业出版社2003年11月

[8]罗春华《数控加工工艺简明教程》北京理工大学出版社2007.3

实践总结：