轴类零件数控加工工艺过程及编程分析.docx

1、轴类零件数控加工工艺过程及编程分析1.引言随着计算机技术的高速发展，传统的制造业开始了根本性变革，各工业发达国家投入巨资，对现代制造技术进行研究开发，提出了全新的制造模式。20世纪中叶数控技术的出现，给机械制造业带来了革命性的变化。数控加工，是指在数控机床上进行零件加工的一种工艺方法，数控机床加工与传统机床加工的工艺规程从总体上说是一致的，但也发生了明显的变化。用数字信息控制零件和刀具位移的机械加工方法。它是解决零件品种多变、批量小、形状复杂、精度高等问题和实现高效化和自动化加工的有效途径。二十一世纪机械制造业的竞争，其实质是数控技术的竞争。长期以来，我国的数控系统为传统的封闭式体系结构，加入

2、世贸组织后，中国正在努力逐步成为“世界制造中心”，为了增强竞争能力，中国制造业开始广泛使用和创新先进的数控技术。2.数控机床的特点 (1) 通用性强，生产率高，加工精度高且稳定，操作者劳动强度低。(2) 换批调整方便，适合于多种中小批柔性自动化生产。(3) 适合于复杂零件的加工(4) 便于实现信息流自动化，在数控车床基础上，可实现计算机集成制造系统。3.零件图分析零件加工图如下： 图1轴零件图如图1所示，该零件表面由圆柱、圆锥，圆弧、槽、螺纹、内孔等表面组成，尺寸标注完整，材料为45钢，毛坯为，无热处理和硬度要求。加工方法的选择原则是保证加工表面的精度和表面粗糙度的要求，由于获得同一级精度及表

3、面粗糙度的加工方法一般有许多，因而在实际选择时，要结合零件的形状、尺寸大小和形位公差等要求全面考虑。图上几个精度较高的尺寸，因其公差值较小，所以编程时取其基本尺寸。4.数控机床与系统的选择4.1数控机床的选择：选择台州市温岭金东数控机械厂生产的经济型CJK6134数控仪表车床作为加工设备，其外形图如下：图2CK6132S数控机床外形图本车床是适用国内外市场需要而设计的车床，其用途广泛，适用于各种系统，能加工各种零件的外圆，内圆，端面，锥度，切槽以及螺纹等，故在48mm以下的可以直接进入主轴孔内夹持加工，该车床结构简单，操作灵便，刚性强，适宜于利用黑色金属，其加工精度可达6级。表1CK6132S

4、主要技术参数：床身上最大回转直径340mm滑板上最大回转直径190mm最大工件长度750mm主轴锥孔M6主轴通孔直径52mm主轴转速范围40-1800r/min主轴电机功率3/4.5kw外形尺寸1950*950*1245机床重量1150kg控制系统HZK602T运动方式步进电机或伺服电机任选主电机功率2.2（kw）KW用途数控特种加工主轴转速范围3003000（rpm）rpm刀具数量4布局形式卧式数控机床调整单如下：表2 数控机床调整单零件号001零件名称轴工序号NO.1制表陈雷F-位码调整旋钮F1F2F3F4-F5-F6-F7-F8-F9-F10-刀具补偿拨盘1-6-2-7-3-8-4-9-

5、5-10-对称切削开关位置X-Y-Z-B-垂直校验开关位置开工件冷却油冷5.零件加工工艺分析1.零件图的分析1.1零件图的正确性及完整性分析在了解零件形状和结构之后，应检查零件视图是否正确、足够，表达是否直观、清楚，绘制是否符合国家标准，尺寸、公差以及技术要求的标准是否齐全、合理等。本次设计的工件为综合轴数控加工工艺规程制订，零件的图纸包括：一张零件图。其中零件图中的图形都是采用主视图的画法，这样就已经能够表达清楚零件的各部分尺寸。图纸当中有对连接轴数控加工工艺规程制订各部分表面粗糙度的要求大部分为3.2m。1.2零件结构及结构工艺性分析该零件连接轴数控加工工艺规程制订是由一部分组成。零件结构

6、工艺性好还是差对其工艺过程的影响非常大，不同结构的零件尽管都能满足使用性能要求，但它们的加工方法和制造成本却可能有很大的差别。良好的结构工艺性就是指在满足使用性能的前提下，能以较高的生产率和最低的成本而方便地加工出来。零件结构工艺性审查是一项复杂而细致的工作，要凭借丰富的实践经验和理论知识。审查时，发现问题应向设计部门提出修改意见加以改进。首先我们应当清楚工艺安排应做到正确、完整、统一和清晰，所用术语、符号、计量单位和编号都要符合相应标准。由于该零件有内孔、内螺纹、钻孔、切槽、外螺纹、外表面需要加工，且各表面之间有较高的尺寸精度和长度的要求，考虑到数控机床具有在一次安装下加工出多个表面的特点，

7、因此该零件加工适宜采用工序集中的方式，这样就使每道工序加工内容很多，工艺路线变短。选用工序集中的方式加工不仅能够保证加工精度、充分利用了现有设备，而且也减少了工件装夹次数，利于保证表面间的位置精度，缩短了生产加工时间，大大提高了劳动生产率。1.3零件精度及技术要求分析零件的技术要求包括下列几个方面：（1）加工表面的尺寸精度（2）主要加工表面的形状精度（3）主要加工表面之间的相互位置精度（4）加工表面的粗糙度以及表面质量方面的其他要求（5）热处理要求（6）其他要求（如动平衡、未注圆角或倒角、去毛刺、毛坯要求等）要注意分析这些要求在保证使用性能的前提下是否经济合理，在现有生产条件下能否实现。特别要

8、分析主要表面的技术要求，因主要表面的加工确定了零件工艺过程的大致轮廓。该零件连接轴在加工时要保证它的各项精度指标，如：各项尺寸精度、表面粗糙度等。（1）首先毛坯的外形尺寸为85165，加工后要求达到一定的精度要求。 （2）零件中的内螺纹要达到M401.5长12.5的要求。（3）零件加工时保证不同的长度尺寸和直径尺寸及表面粗糙度要求。（4）零件的外轮廓要光滑。2.数控设备选择2.1根据零件的结构及形状特点,选择机床的类型 由于本人设计的是轴套类零件，单件小批量生产，适合单工位连续加工，由于该件为精度要求较高、表面粗糙度要求较高、表面形状复杂的回转体零件，而数控车床刚性好，制造和对刀精度高，而毛坯

9、的规格是85165的毛坯,以及能方便和精确地进行人工补偿和自动补偿，所以能加工尺寸精度要求较高、表面粗糙度要求较高、表面形状复杂的回转体的零件，在普通机床上不容易加工，所以需要采用数控车床加工。2.2根据零件的外形及尺寸特点,选择机床的规格(1)机床加工尺寸范围应与零件的外轮廓相适应。(2)机床的工作精度应与工序的精度要求相适应。(3)机床的生产效率应与零件的生产类型相适应。(4)机床的选择应考虑车间现有设备条件,尽量采用现有设备。本次加工的零件为回转体, 80150,零件是由圆圆柱、曲面、孔等组成的,形状比较复杂。各精度要求较高。而数控机床最大回转直径320 厘米 ,主轴转速（rpm）：20

10、0-2000,快速进给速度（mm/min）：3000,最大工件距离（mm）：750,横溜板上最大回转直径(mm):160 数控车床可用于加工复杂轴、盘类的零件。数控车床机床主轴采用高性能的变频无级调速驱动系统,具有过载保护功能。数控车床步进或交流伺服驱动,进给传动采用预载荷滚珠丝杆驱动,定位精度高。数控车床采用四工位电动刀架,适合复杂形状零件的加工。数控机床满足所需的加工要求,学校现有设备本工件选择华中数控车床所以我采用了CK6132S卧式数控机床。 2.3根据零件的加工精度及表面质量要求，选择机床的精度等级选择机床的精度等级应根据典型零件关键部位加工精度要求来定，数控机床精度一般可分为为普通

11、型和精密型两种。另外还有一些经济性数控机床配置开环伺服系统的则精度更低一些，每台机床的精度检验项目很多，但反应数控机床关键精度的项目只有几项。一项是机床的基础部件和运动大件（如床身、立柱、工作台、主轴箱等）的直线度、平面度、垂直度等的要求，如工作台面的平面度，各坐标方向移动的直线度和相互垂直度，X、Y（立式）或X、Z（卧式）坐标方向移动时工作台面的平行度，X坐标方向移动时工作台面T型槽侧面的平行度等；另一项是对机床主轴的要求，如主轴的轴向窜动，主轴孔的径向跳动，主轴箱移动时主轴轴线的平行度，主轴轴线与工作台面的垂直度或平行度等。由于零件的加工精度要求较高，结合实际设备的选用，我加工的零件符合普

12、通型数控加工机床，所以我选择CK6132S来加工我所设计的零件。3.定位基准及装夹方式的确定3.1选择定位基准（1）粗基准的选择原则选择粗基准时，主要要求保证各加工面有足够的余量，并注意尽快获得精基面。本综合轴的加工应遵循的原则有：（1）合理分配加工余量原则（2）保证零件相互位置要求原则（3）夹紧原则（4）不重复使用原则本次设计的连接轴粗基准的选择遵循的是合理分配加工余量原则，所选的基准为零件的外圆柱表面。2）精基准的选择原则选择精基准时，主要考虑保证加工精度。本综合轴数控加工工艺规程制订的加工应遵循的原则有：（1）基准重合原则 综合轴数控加工工艺规程制订为轴类零件即选用外表面基准作为定位基准

13、，以避免定位基准与设计基准不重合误差。（2） 自为基准原则 选择加工表面本身作为定位基准，本零件对加工表面没有太高的尺寸精度要求，所以不必考虑此原则。（3）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。（4）所选精基准应保证工件安装可靠，夹具设计简单、操作方便。无论是精基准还是粗基准的选择，上述原则都不可能同时满足，有时还相互矛盾的，因此，选择根据实际情况分析，权衡利弊，保证其主要要求。本次设计的连接轴数控加工工艺规程制订精基准的选择遵循的是基准重合原则，连接轴数控加工工艺规程制订轴类零件即选用外表面基准作为定位

14、基准，以避免定位基准与设计基准不重合误差。由于毛坯已经确定采用钢棒，比较适用于尺寸较小、精度较高的毛坯。钢料的毛坯精度较高,硬度较大，外圆柱表面的毛坯余量均匀。所以，可以直接采用钢料的外圆柱表面作为粗加工定位基准。以毛坯的外圆柱表面作为粗定位基准，加工出零件的精加工定为基准。这样可以确保重要表面的精加工余量，采用外圆柱表面作为粗加工定位基准，达到了简单、方便、快捷的目的。缩短了加工时间，提高了生产效率。3.2确定工件的装夹方式常用装夹方式 1在三爪自定心卡盘上装夹三爪自定心卡盘的三个爪是同步运动的，能自动定心，一般不需要找正。三爪自定心卡盘装卡工件方便、省时，自动定心好，但夹紧力较小，所以适用于装