辽宁石油化工大学顺华能源学院毕业设计(论文)
摘 要
本设计通过对数控机床、系统、加工工艺与编程进行系统的分析与比较,可以看出现代制造业的重要性,尤其数控加工起着举足轻重的作用。数控机床是现代制造业的关键设备,一个国家数控机床的产量和技术水平在某种程度上就代表这个国家的制造业水平和竞争力。作为制造业大国,我们更应该注重数控技术,站在时代的前沿。
设计运用数控加工工艺与编程的原理,并结合机械制造基础、现代制造系统等知识对数控加工中心加工与编程进行认真的研究与分析。加工工艺、编程方法是本次设计的重点。同时,也注意到数控机床的辅助设备、先进系统给加工与编程带来的方便性。
关键词:数控机床;加工工艺;数控编程
I
辽宁石油化工大学顺华能源学院毕业设计(论文)
Abstract
This design controls the tool machine, system and processes the craft and weaves the analysis and comparisons that the distance carries on the system through a logarithms, can see the importance of appear a manufacturing industry, counting to control to process to rise particularly the prominent function.The number controls the tool machine is the key equipments of the modern manufacturing industry, a nation counts to control the yield and the technique levelses of the tool machine to represent the manufacturing industry level and competition abilitieses of this nation on a certain degree.Be the big country of manufacturing industry, we even should pay attention to the number to control the technique, stand in ages of front follow.
Design to make use of number to control the principle of process the craft and plait distance, and combine the machine manufacturing foundation, modern manufacturing system etc. the knowledge logarithms controls to process the center to process with the plait the distance carries on the earnest research and analysises.Process the craft, the plait distance method is the point that this time design.At the same time, also notice the number to control the assistance equipments, advanced system of the tool machine to give process and weave convenient sex that distance bring.
Keyword:The number controls the tool machine;Process the craft;The number controls to weave the
distance
II
辽宁石油化工大学顺华能源学院毕业设计(论文)
目录
第1章 数控机床 ............................................................................................................. 1
1.1 数控车床概述 ..................................................................................................... 1 1.2 数控车床的构成及分类 ..................................................................................... 1
1.2.1 构成 数控机床一般由下列几个部分组成: ..................................... 1 1.2.2 功能和特点 ............................................................................................... 1 1.2.3数控机床的分类 ........................................................................................ 3 1.3数控机床的特点与发展 ...................................................................................... 4
1.3.1数控机床的特点 ........................................................................................ 4 1.3.2数控机床的发展 ........................................................................................ 5 1.4 车床的布局形式 ................................................................................................. 6 1.5 卧式车床的组成与技术参数 ............................................................................. 7
1.5.1 数控卧式车床的组成 ............................................................................... 7 1.5.2 TND360数控车床的技术参数 ................................................................. 8 1.6车床的周边机器和装置 .................................................................................... 10 1.7 车床的加工 ....................................................................................................... 11
1.7.1节省调整时间 .......................................................................................... 12 1.7.2操作方便 .................................................................................................. 12 1.7.3 具有程序存储功能 ................................................................................. 12
第2章 数控加工与程序编制....................................................................................... 13
2.1.数控加工的定义及特点 .................................................................................... 13
III
辽宁石油化工大学顺华能源学院毕业设计(论文)
2.1.1数控加工的定义 ...................................................................................... 13 2.1.2数控加工的内容 ...................................................................................... 13 2.2数控加工的工艺设计 ........................................................................................ 13
2.2.1选择并确定零件的数控加工内容。 ...................................................... 13 2.2.2对零件图纸进行数控加工工艺性分析。 .............................................. 14 2.2.3数控加工的工艺路线设计。 .................................................................. 14 2.2.4数控加工的工序设计。 .......................................................................... 15 2.2.5数控加工专用技术文件的编写。 .......................................................... 15 2.3.程序编制 ............................................................................................................ 15
2.3.1数控编程的内容与方法 .......................................................................... 15 2.3.2数控编程的种类 ...................................................................................... 16 2.3.3数控编程中的有关规则及代码 .............................................................. 17 2.4数控车削的程序编制 ........................................................................................ 22
2.4.1数控车床的编程特点 .............................................................................. 22 2.4.2车削数控系统功能 .................................................................................. 22
第3章 数控加工与编程实例....................................................................................... 26
3.1轴的加工 ............................................................................................................ 26
3.1.1零件介绍 .................................................................................................. 26 3.1.2工艺分析 .................................................................................................. 26 3.1.3变速器—轴工艺过程卡和工序卡 .......................................................... 28 3.1.4.轴程序编制 ........................................................................................... 42
IV
辽宁石油化工大学顺华能源学院毕业设计(论文)
致谢 ................................................................................................................................. 47 参考文献 ......................................................................................................................... 48
V
辽宁石油化工大学顺华能源学院毕业设计(论文)
第1章 数控机床
1.1 数控车床概述
盘类等回转体零件自动地完成内、外圆柱面,圆锥面,圆弧面和直、锥螺纹等工序的切削加工,并能进行切槽、钻、扩和铰等工作。它是目前国内使用极为广泛的一种数控机床,约占数控机床总数的25%。
1.2 数控车床的构成及分类
1.2.1 构成 数控机床一般由下列几个部分组成:
1)主机 是数控机床的主体,包括床身,立柱,主轴,进给机构等机械部件。 2)CNC装置 是数控机床的核心,包括硬件和相应的软件。
3)驱动装置 是数控机床执行机构的驱动部件,包括主轴驱动单元,进给驱动单元等。
4)数控机床的辅助装置 指数控机床的一些必须的配套部件,用以保证数控机床运行。它包括液压和气动装置,排屑装置,交换工作台,数控转台和数控分度台,还包括刀具及监控检测装置。
1.2.2 功能和特点
1)主机 主机是数控机床的主体,是用于完成各种切削加工的机械部分与,普通机床不同的是,数控机床的主机结构具有以下特点:
A.由于太多的数控机床采用了高性能主轴及伺服传动系统,因此数控机床的机械传动结构得到了简化,传动链较短。
B.为了适应数控机床连续地自动加工,数控机床机械结构具有较高的动态刚度,阻尼精度及耐磨性,热变形较小。
1
辽宁石油化工大学顺华能源学院毕业设计(论文)
C.更多的采用高效传动部件,如滚珠丝杠副,直线滚动导轨。 2)CNC(computerized numerical control)装置
这是数控机床的核心,用于实现输入数字化的零件程序,并完成输入信息的存储,数据的变换,插补运算以及实现各种控制功能。
现代数控机床的CNC装置都具备下面一些功能: A.多坐标控制
B.实现多种函数的插补。(直线,圆弧,抛物线等) C.代码转换。
D.人机对话,手动输入数据,加工程序的输入,编辑及修改。 E.加工选择,各种加工循环,重复加工,凹凸模加工,镜象加工等。 F.可实现各种补偿功能,进行刀具半径,长度,传动间隙,螺距误差的补偿等。
G.实现故障自诊断。
H.CRT显示,实现图形,轨迹,字符显示。 I.联网及通信功能。
3) 驱动装置 是数控机床执行机构的驱动部件。
普通机床的主轴和进给系统,主要又电机驱动进给箱及主轴箱的齿轮来实现运动和变速。而数控机床主轴和进给则是由数控装置发出进给指令,通过电气或电液伺服系统实现的。当几个进给轴实现了连动时,可以完成点位,直线,平面曲线或空间曲面的加工。
一般来说,数控机床的伺服驱动,要求有较好的快速响应性能,能灵敏而准
2
辽宁石油化工大学顺华能源学院毕业设计(论文)
确的跟踪由数字控制发送来的数字指令信号。
4)数控机床的辅助装置
它是保证数控机床功能充分发挥所需要的配套部件。由于这些配套装置包括的面很广,有电器液压,气动元件及系统,冷却,排屑,防护润滑,照明储运等一系列装置,它对开发数控机床本身的功能具有很大的作用,因此受到各产业部门的重视,发展极为迅速。
1.2.3数控机床的分类
目前,为了研究数控机床,可从不同的角度对数控机床进行分类。 1)按控制系统的特点分类
A.点位控制数控机床 对于一些孔加工用数控机床,只要求获得精确的孔系坐标定位精度,而不管从一个孔到另一个孔是按照什么轨迹运动,如坐标钻床,坐标镗床及冲床等,就可以采用简单而价格低廉饿点位控制系统。
B.直线控制数控机床 某些数控机床不仅要求具有准确定位的功能,而且要求从一点到另一点之间按直线移动,并能控制位移的速度,因为这一类型的数控机床在两点间移动时,要进行切削加工,所以对于不同的刀具和工件,需要选不同的切削用量及进给速度。这类机床有数控镗床,数控车床,加工中心等。
2)服系统类型分类
A.开环伺服系统数控机床 这是一种比较原始的数控机床,这类机床的数控将零件的程序处理后,输出数字指令信号给伺服系统,驱动机床运动,没有来自位置传感器的反馈信号,最典型的系统就是采用步进电机的伺服系统。这类机床较为经济,但是速度和精度较低。
3
辽宁石油化工大学顺华能源学院毕业设计(论文)
B.闭环伺服系统数控机床 这类机床可以接受插补器的指令,而且随时接受工作台端测得的实际反馈信号进行比较,并根据其差值不断的进行误差修正,这类机床可以消除由于传动部件制造中存在的精度误差给工件加工带来的影响。
C.半闭环伺服系统数控机床 大多数数控机床好似半闭环伺服系统,将测量元件从工作台移动到电机端头或丝杠端头,这种系统的闭环环路内不包括丝杠,螺母副及工作台,因此可以获得稳定的控制特性,而且由于采用了高分辨率的测量元件,可以获得比较满意的精度或速度。
3)按数控装置类型分类
A.硬件式数控机床 这是早期的数控机床,数控装置中的输入运算,插补运算以及控制功能均由集成电路或晶体管的器件组成, 一般来说,不同的数控机床都需要专门设计不同的逻辑电路,这类数控机床的数控装置通用性差,因其全部有硬件组成,所以功能和灵活性较差。
B.软件式数控机床 70年代中期,随着电子技术的发展,芯片的集成度越来越高,利用中大规模及超大规模的集成电路,组成CNC装置成为可能,采用这一类装置的数控机床,其主要功能几乎全由软件来实现,对于不同的数控机床,只要编制不同的软件几可以实现,而硬件几乎可以通用,这就为硬件的大批量生产提供了条件,批量生产有利于保证产品的质量,缩短生产周期,降低生产成本,所以现代数控机床,都采用CNC装置。
1.3数控机床的特点与发展
1.3.1数控机床的特点
数控机床在机械制造业中得到日益广泛的应用,因为它具有如下特点:
4
辽宁石油化工大学顺华能源学院毕业设计(论文)
1)适应性强 数控机床是按照加工零件的数控程序进行自动加工的,当改变加工零件时只需要改变数控程序,不必更换大量的专用工艺设备,因此,能适应从简单到复杂型面的零件的加工,而且生产准备周期短,有利于产品的更新换代。 2)高效率,高精度,质量稳定 与普通机床比,数控机床可以采用较大的切削用量,有效的节省了机动时间,还具有自动换速,自动换刀和其他辅助操作功能,使辅助时间大为缩短,而且无须工序之间的检验与测量,生产效率大为提高,同时,由于数控机床本身的精度较高,还可以利用软件进行误差补偿,又避免了人为的误差,因此不但加工精度高而且质量稳定。
3) 工序集中,一机多用,经济效益高 在普通的单工序加工的数控机床基础上发展起来的数控加工中心,具有自动换刀及工位转换功能,可进行钻,镗,铰攻丝等加工,在一次装夹下,能够完成复杂零件中面槽,孔腔,外壳和整体结构件的绝大多数甚至全部加工,可以替代数台普通机床,降低装夹误差和夹具数量,减少工序的辅助时间和附加成本,提高经济效益。
1.3.2数控机床的发展
随着科学技术的发展,制造技术的进步,以及社会对产品多样化的需求愈加强烈,产品的更新换代加速,产品品种多样化,中小批量的生产的比重明显增加,要求现代数控机床成为一种新的高效率,高质量,高柔性和低成本的新一代制造设备,满足市场需求,同时,为满足机械工业向更高层次发展,为柔性制造单元(FMC),柔性制造系统(FMS)以及计算机集成制造系统(CIMS)提供基础设备,现代数控机床正向更高的速度,更高精度,更高可靠性及完善的功能发展。
1)实现长时间地,连续地自动加工。
5
辽宁石油化工大学顺华能源学院毕业设计(论文)
2)向高速度,高精度发展。
3)提高数控机床的利用率及生产效率。 4)提高数控机床的可靠性。 5)具有很好的操作性能。
6)采用自动程序编制技术,具有人机对话功能。 7)具有强功能的内装或机床可编程控制器。 8)具有更高的通讯功能。
1.4 车床的布局形式
数控车床布局形式受到工件尺寸、质量和形状;机床生产率;机床精度;操纵方便运行要求和安全与环境保护的要求的影响。
随着工件尺寸、质量和形状的变化,数控车床的布局可有卧式车床、落地式车床、单立柱立式车床、双立柱立式车床和龙门移动式立式车床的变化。
随着生产率要求的不同,数控车床的布局可以产生单主轴单刀架、单主轴双刀架、双主轴双刀架等不同的结构变化。
随着机床精度的不同,数控车床的布局要考虑到切削力、切削热和切削振动的影响。要使这些因素对精度影响最小,机床在布局上就要考虑到各部件的刚度、抗振性和在受热时使得热变形的影响在不敏感的方向。如卧式车床主轴箱热变形时,随着刀架的位置不同,对尺寸的影响不同。
由此可看出,在卧式数控机床布局中,刀架和导轨的布局已成为重要的影响因素。刀架位置和导轨的位置较大地影响了机床和刀具的调整、工件的装卸、机床操作的方便性,以及机床的加工精度,并且考虑到排屑性和抗振性,导轨宜采
6
辽宁石油化工大学顺华能源学院毕业设计(论文)
用倾斜式。
由于对安全的要求和环境的保护,数控机床上采用了防护罩,可将机床加工区全部封闭起来。
1.5 卧式车床的组成与技术参数
1.5.1 数控卧式车床的组成
数控卧式车床主要是加工轴类零件和直径不太大的盘类零件。它是应用数量最大的数控车床种类。为了适应右手操作的习惯,主轴箱布置在左上部。以国内数控车床TND360(编号为CK6136)为例。
TND360数控车床由以下几部分组成:
1)主轴箱 固定在床身的最左边,在数控操作面板之后。主轴箱中的主轴上通过卡盘等夹具装夹工件。主轴箱的功能是支承主轴并传动主轴,使主轴带动工件按照规定的转速旋转,以实现机床的主运动。
2)机械式转塔刀架 转塔刀架是由刀架换刀机构和刀盘组成。刀盘用于刀具的安装。刀盘的背面装有端面齿盘,用于刀盘的定位。转塔刀架的换刀机构是实现刀盘的开定位、移动换刀位、定位和夹紧的传动机构。要实现刀盘的转动换刀,就要使刀盘的定位机构脱开后,才能进行转动。当转动到位后,刀盘要定位并夹紧,才能进行加工。安装在机床的刀架滑板上,在它上面可安装8把刀具,加工时可实现自动换刀。刀架的作用是装卡车刀、孔加工刀具及螺纹刀具,并在加工时能准确迅速选择刀具。
3)刀架滑板 刀架滑板由纵向(Z向)滑板和横向(X向)滑板组成。纵向滑板安装在床身导轨上,沿床身实现纵向(Z向)运动;横向滑板安装在纵向滑板上,
7
辽宁石油化工大学顺华能源学院毕业设计(论文)
沿纵向滑板上的导轨实现横向(X向)运动。刀架滑板的作用是实现安装在其上的刀具在加工中实现纵向进给和横向进给运动。
4)尾座 尾座安装在床身导轨上,并沿导轨可作纵向移动调整位置。尾座的作用是安装顶尖支撑工件,在加工中起辅助支承作用。
5)床身 固定在机床底座上,是机床的基本支承件,在床身上安装着车床的各主要部件。床身的作用是支撑各主要部件并使它们在工作时保持准确的相对位置。
6)底座 是车床的基础,用于支承机床的各部件,联接电气柜,支撑防护罩和安装排屑装置。
7)防护罩 安装在机床底座上的防护罩,用于加工时保护操作者的安全和保护环境的清洁。
8)机床的液压传动系统 机床液压传动系统实现机床上的一些辅助运动。主要是实现如机床主轴的变速、尾座套筒的移动及工件自动夹紧机构的动作。
9)机床润滑系统 为机床运动部件间提供润滑和冷却。
10)机床切削液系统 为机床在加工中提供充足的切削液,满足切削加工的要求。
11)机床的电气控制系统 机床的电气控制系统主要由数控系统(数控装置、伺服系统及可编程控制器组成的)、机床的强电气控制系统组成。机床电气控制系统完成对机床的自动控制。
1.5.2 TND360数控车床的技术参数
数控机床的技术参数,表示了数控机床的性能和机床的使用范围。只有完全
8
辽宁石油化工大学顺华能源学院毕业设计(论文)
了解机床的技术参数后,才能选择好、使用好数控机床。
1)机床的主要技术规格
床身上最大工件回转直径 360mm 横滑板上回转直径 160mm 最大工件长度 800mm 刀架行程 纵向 810mm 横向 205mm 主轴孔通过最大棒料直径 60mm 主电动机功率 27kW 主轴箱变速级数 2 级比 4.15 主轴转速(无级)Ⅰ级 7 Ⅱ级 800最大进给速度 10m/min 刀架快速移动速度 10m/min 最大进给力 纵向 800N 横向 5000N 转塔刀架刀具安装数 8 相邻刀位转位时间 1s 尾座套筒直径×行程 85mm尾座套筒压紧力 90000N
~800r/min ~3150r/min ×110mm 9
辽宁石油化工大学顺华能源学院毕业设计(论文)
2)机床数控系统TX-8的主要技术规格
控制轴数 2轴,联动2轴 插补方式 直线/圆弧 横向最小增量 0.001mm 纵向最小增量 0.001mm 固定循环:纵车、端面、锥度、螺纹、曲线轮廓等 11种 刀具补偿 36组 工件程序存储 8K/24K或32种零件程序 最大间隙补偿值 ±510m 图形显示(CRT)
程序格式 可变符地址程序格式 主轴控制 可实现恒切削速度控制
1.6车床的周边机器和装置
在进行高效生产的过程中,数控车床在具有多功能以及优良的操作性能的同时,相对应的自动化加工紧密靠拢也是必要的。特别是近年来FMC、FMS等。基于数控加工机床的自动化生产系统正在收到人们的重视,推进数控车床的自动化、无人化的各种各样的周边机器和装置正在开发过程中,例如:
1)刀具调整仪 测量刀具刀尖位置的装置,如:光学测量仪、电子测量仪。 2)自动测量工件的装置 根据测量头接触加工工件的当前位置,算出加工 的尺寸,自动补正程序的形状误差量的装置。
3)排屑器 将切屑从机床中排出的装置称为排屑器。
10
辽宁石油化工大学顺华能源学院毕业设计(论文)
4)棒材供料器 长棒材自动定长供应装置称为棒材供料器。加工完成以自动将工件切断,接着按工件长度自动推出棒料。
5)自动送料装置 是和棒材供料器一起自动为相同的工件加工供料的装 置。这种装置将材料送入,按一定长度切断以后输出。
6)自动换刀装置(ATC) 自动换刀装置(Auto Tool Changer,简称ATC)利用机器人等装置完成不见的重复加工,或者长时间运转中交换备用刀具等,需要的刀具个数多于刀架上的刀具个数时,ATC刀盘上的刀具,通过自动换刀臂进行自动交换。
7)自动断电装置 在设定的时间内结束加工,由自动断电装置完成,自动断电装置应用于夜间无人化加工的情况。
8)主轴定向 使主轴在一定的角度位置上固定的机器称作主轴定向。通常情况下,主轴回转到某一角度是停止,工件的装卸较为容易,对于不同形状工件的装卸,或者利用机器人进行工件装卸等场合,利用主轴定向机能。
9)程控尾座 将用NC指令控制尾座顶尖心轴移动的装置称为程控尾座。此装置用于使用机器人进行自动装卸工件的场合。
10)自动卡盘交换装置(AJC) 自动交换三爪卡盘卡爪的装置(Auto Jaw Changer,简称AJC)。
11)机器人 作为工件自动装卸的装置,机器人已被利用起来。
1.7 车床的加工
现代数控车床,必须具备良好的便于操作的优点。数控车床加工具有如下特点:
11
辽宁石油化工大学顺华能源学院毕业设计(论文)
1.7.1节省调整时间
1)快速夹紧卡盘减少了调整时间。 2)快速夹紧刀具减少了刀具调整时间。 3)刀具补偿功能节省了刀具补偿调整时间。
4)工件自动测量系统节省了测量时间并提高加工质量。
5)由程序指令或操作盘的指令控制顶尖架的移动也节省了时间。 1.7.2操作方便
1)倾斜式床身有利于切削流动和调整夹紧压力、顶尖压力和滑动面润滑的供给,便于操作者操作机床。
2)宽范围主轴电机或内装式主轴电机省去了齿轮箱。
3)高精度伺服电机和滚珠丝杠间隙消除装置使进给速度快并有好的准确性。 4)具有切削处理器。
5)采用数控伺服电机驱动数控刀架。 1.7.3 具有程序存储功能
机床控制装置可根据加工形状,并把粗加工的加工条件附加在指令中,进
行内部运算,自动地计算出切削轨迹。
采用机械手和棒料供给装置既省力又安全,并提高了自动化和操作效率。 加工合理化和工序集约化的数控车床可完成高速度高精度加工及复合加工的目的。
12
辽宁石油化工大学顺华能源学院毕业设计(论文)
第2章 数控加工与程序编制
2.1.数控加工的定义及特点
2.1.1数控加工的定义
数控加工是指在数控机床上进行自动加工零件的一种工艺方法。 2.1.2数控加工的内容
1) 选择并确定零件的数控加工内容。 2) 对零件图进行数控加工的工艺分析。 3) 设计数控加工的工艺。 4) 编写数控加工程序单。 5) 按程序单制作程序介质。 6) 数控程序的校检与修改。 7) 首件试加工与现场问题处理。
8) 数控加工工艺技术文件的定型与归档。 2.1.3.数控加工的特点
1) 数控加工的工艺内容十分具体。 2) 数控加工的工艺工作相当严密。 3) 数控加工的工序相对集中。
4) 适宜于多品种小批量或中批量生产。
2.2数控加工的工艺设计
2.2.1选择并确定零件的数控加工内容。
当选择并决定对某个零件进行数控加工后,还必须选择零件数控加工的内容,
13
辽宁石油化工大学顺华能源学院毕业设计(论文)
以决定零件的哪些表面需要进行数控加工。一般可按下列顺序考虑:
1)普通机床无法加工的内容应作为数控加工优先选择的内容。
2)普通机床难加工、质量也难以保证的内容应作为数控加工重点选择的内容。 3)普通机床加工效率低,工人手工操作劳动强度大的内容,可在数控机床尚存在富余能力的基础上进行选择。
2.2.2对零件图纸进行数控加工工艺性分析。
1)选择合适的对刀点和换刀点对刀点是数控加工时刀具相对零件运动的起点。对刀点选择的原则,主要是考虑对刀点在机床上对刀方便、便于观察和检测,编程时便于数学处理和有利于简化编程。为避免换刀时刀具与工件及夹具发生干涉,换刀点应设在工件的外部。
2)审查与分析工艺基准的可靠性 3)选择合适的零件安装方式 2.2.3数控加工的工艺路线设计。
1)工序的划分 在划分工序时,要根据数控加工的特点以及零件的结构与工艺性,机床的功能等综合考虑。可以以一次安装加工作为一道工序,以同一把刀具加工的内容划分工序,以加工部位划分工序,以粗、精加工划分工序等方法进行工序的划分。
2)加工顺序的安排 加工顺序的安排应根据零件的结构和毛坯状况,以及定位与夹紧的需要来考虑,重点是保证工件的刚性不被破坏。
3)数控加工工序与普通工序的衔接 数控加工工序前后一般都穿插有其它普通工序,如衔接不好,就容易产生矛盾。解决的最好办法是相互建立状态要求。
14
辽宁石油化工大学顺华能源学院毕业设计(论文)
2.2.4数控加工的工序设计。 1)确定走刀路线和安排工步顺序。 2)定位基准和夹紧方式的确定。 3)夹具的选择。 4)刀具的选择。
2.2.5数控加工专用技术文件的编写。 1)机械加工工艺过程卡 2)机械加工工艺卡 3)机械加工工序卡 4)数控加工工序卡 5)数控加工程序说明卡 6)数控加工走刀路线图
2.3.程序编制
2.3.1数控编程的内容与方法 1)加工工艺分析
编程人员首先要根据零件图纸,对零件的材料、形状、尺寸、精度和热处理要求等,进行加工工艺分析。合理地选择加工方案,确定加工顺序、加工路线、装夹方式、刀具及切削参数等;同时还要考虑所用数控机床的指令功能,充分发挥机床的效能;加工路线要短,正确地选择对刀点、换刀点,减少换刀次数。
2)数值计算
根据零件图的几何尺寸确定工艺路线及设定坐标系,计算零件粗、精加工运
15
辽宁石油化工大学顺华能源学院毕业设计(论文)
动的轨迹,得到刀位数据。对于形状比较简单的零件的轮廓加工,要计算出几何元素的起点、终点、圆弧的圆心、两几何元素的交点或切点的坐标值。对于形状比较复杂的零件,需要用直线段或圆弧段逼近,根据加工精度的要求计算出节点坐标值,这种数值计算一般要用计算机来完成。
3)编写零件加工程序单
加工路线、工艺参数及刀位数据确定以后,编程人员根据数控系统规定的功能指令代码及程序段格式,逐段编写加工程序单。
4)制备控制介质
把编写好的程序单上的内容记录在控制介质上,作为数控装置的输入信息。通过程序的手工输入或通讯传输送入数控系统。
5)程序校验与首件试切
编写的程序单和制备好的控制介质,必须经过校验和试切才能正式使用。校验的方法是直接将控制介质上的内容输入到数控装置中,让机床空运转,以检查机床的运动轨迹是否正确。在有CRT图形显示的数控机床上,用模拟刀具与工件切削过程的方法进行检验更为方便,但这些方法只能检验运动是否正确,不能检验被加工零件的加工精度。因此,要进行零件的首件试切。当发现有加工误差时,分析误差产生的原因,找出问题所在,加以修正。
2.3.2数控编程的种类
数控编程一般分为手工编程和自动编程两种。 1)手工编程
手工编程就是从分析零件图样、确定加工工艺过程、数值计算、编写零件加
16
辽宁石油化工大学顺华能源学院毕业设计(论文)
工程序单、制备控制介质到程序校验都是由人工完成。对于加工形状简单、计算量小、程序不多的零件,采用手工编程较容易,而且经济、及时。因此,在点位加工或由直线与圆弧组成的轮廓加工中,手工编程仍广泛应用。对于形状复杂的零件,特别是具有非圆曲线、列表曲线及曲面组成的零件,用手工编程就有一定困难,出错的概率增大,有时甚至无法编出程序,必须用自动编程的方法编制程序。
2)手工编程
自动编程是利用计算机专用软件编制数控加工程序的过程。编程人员只需根据零件图样的要求,使用数控语言,由计算机自动地进行数值计算及后置处理,编写出零件加工程序单,加工程序通过直接通讯的方式送入数控机床,指挥机床工作。自动编程使得一些繁琐、手工编程困难或无法编出的程序能够顺利地完成。
2.3.3数控编程中的有关规则及代码
为了满足设计、制造、维修和普及的需要,在输入代码、坐标系统、加工指令、辅助功能及程序格式等方面,国际上已形成了两种通用的标准,即国际标准化组织(ISO)标准和美国电子工程协会(EIA)标准。我国根据ISO标准制定了JB3050—1983《数字控制机床穿孔带程序段格式中的准备功能G和辅助功能M代码》。
1)准备功能
准备功能字G代码,用来规定刀具和工件的相对运动轨迹(即指令插补功能)、机床坐标系、坐标平面、刀具补偿、坐标偏置等多种加工操作。
17
辽宁石油化工大学顺华能源学院毕业设计(论文)
表2-1G功能代码
代码 G00 G01 G02 G03 G04 G05 G06 G07 G08 G09 G10~G16 G17 G18 G19 G20~G32 G33 G34 功能 点定位 直线插补 顺时针圆弧插补 逆时针圆弧插补 暂停 不指定 抛物线插补 不指定 加速 减速 不指定 XY平面选择 XZ平面选择 YZ平面选择 不指定 螺纹切削,等螺距 螺纹切削,增螺距 代码 G50 G51 G52 G53 G54 G55 G56 G57 G58 G59 G60 G61 G62 G63 G64~G67 G68 G69 功能 刀具偏置0/- 刀具偏置+/0 刀具偏置-/0 直线偏移,注销 直线偏移X 直线偏移Y 直线偏移Z 直线偏移XY 直线偏移XZ 直线偏移YZ 准确定位1(精) 准确定位2(中) 快速定位(粗) 攻螺纹 不指定 刀具偏移,内角 刀具偏移,外角 18
辽宁石油化工大学顺华能源学院毕业设计(论文)
G35 G36~G39 G40 G41 G42 G43 G44 G45 G46 G47 G48 G49 2)辅助功能字
辅助功能字M代码主要用于数控机床的开关量控制,如主轴的正、反转,切削液开、关,工件的夹紧、松开,程序结束等。M代码从M00~M99共100种。
螺纹切削,减螺距 永不指定 刀具补偿取消 刀具左补偿 刀具右补偿 刀具正偏置 刀具负偏置 刀具偏置+/+ 刀具偏置+/- 刀具偏置-/- 刀具偏置-/+ 刀具偏置0/+ G70~G79 G80 G81~G89 G90 G91 G92 G93 G94 G95 G96 G97 G98~G99 不指定 固定循环注销 固定循环 绝对尺寸 增量尺寸 预置寄存 时间倒数,进给率 每分钟进给 主轴每转进给 恒线速度 每分钟转数(主轴) 不指定 19
辽宁石油化工大学顺华能源学院毕业设计(论文)
表2-2M功能代码
代码 M00 M01 M02 M03 M04 M05 M06 M07 M08 M09 M10 M11 M12 M13 M14 M15 M16 程序停止 计划停止 程序结束 功能 代码 M36 M37 M38 M39 功能 进给范围1 进给范围2 主轴速度范围1 主轴速度范围2 主轴顺时针方向 主轴逆时针方向 主轴停止 换刀 2号切削液开 1号切削液开 切削液关 夹紧 松开 不指定 M40~M45 不指定或齿轮换档 M46~M47 不指定 M48 M49 M50 M51 进给率修正旁路注销 进给率修正旁路 3号切削液开 4号切削液开 M52~M54 不指定 M55 M56 刀具直线位移,位置1 刀具直线位移,位置2 主轴顺时针方向切削液开 M57~M59 不指定 主轴逆时针方向切削液开 正运动 负运动 M60 M61 M62 更换工件 工件直线位移,位置1 工件直线位移,位置2 M17~M18 不指定 M63~M70 不指定 20
辽宁石油化工大学顺华能源学院毕业设计(论文)
M19 主轴定向停止 M71 M72 工件角度移位位置1 工件角度移位位置2 M20~M29 永不指定 M30 M31 纸带结束 互锁旁路 M73~M89 不指定 M90~M99 永不指定 M32~M35 不指定 3)坐标功能字
坐标功能字用来设定机床各坐标的位移量。它一般使用X、Y、Z、U、V、W、P、Q、R、A、B、C、D、E等地址符为首,在地址符后紧跟“+”或“—”及一串数字,该数字一般以系统脉冲当量为单位。
4)进给功能字
该功能字用来指定刀具相对工件运动的速度。其单位一般为mm/min。当进给速度与主轴转速有关时,如车螺纹、攻丝等,使用的单位为mm/r。进给功能字以地址符“F”为首,其后跟一串数字代码。
5)主轴功能字
该功能字用来指定主轴速度,单位为r/min,它以地址符“S”为首,后跟一串数字。
6)刀具功能字
当系统具有换刀功能时,刀具功能字用以选择替换的刀具。它以地址符“T”为首,其后一般跟二位数字,代表刀具的编号。
21
辽宁石油化工大学顺华能源学院毕业设计(论文)
2.4数控车削的程序编制
2.4.1数控车床的编程特点 数控车床的编程有如下特点。
1.1在一个程序段中,根据图样上标注的尺寸,可以采用绝对什编程、增量值编程或二者混合编程。
1.2于被加工零件的径向尺寸在图样上和测量时都是以直径值表示,所以用绝对值编程时,X直径值表示;用增量值编程时,以径向实际位移量的二倍值表示,并附上方向符号(正向可以省略)。
1.3为提高工件的径向尺寸精度,X向的脉冲当量取Z向的一半。
1.4由于车削加工常用棒料作为毛坯,加工余量较大,所以为简化编程,数控装置常具备不同形式的固定循环,可进行多次重复循环切削。
1.5编程时,常认为车刀刀尖是一具点,而实际上为了提高刀具寿命和工件表面质量,车刀刀尖常磨成一个半径不大的圆弧,因此为提高加工精度,当编制圆头刀程序时,需要对刀具半径进行补偿。数控车床一般都具有九具半径自动补偿功能(G41,G42),这时可直接按工件轮廓尺寸编程。对不具备刀具半径自动补偿功能的数控车床,编程时需先计算补偿量。
2.4.2车削数控系统功能
本次设计主要以FANUC-6T系统为例介绍数控车床数控系统功能。 1) 准备功能:
22
辽宁石油化工大学顺华能源学院毕业设计(论文)
表2-3FANUC-6T系统准备功能(注:00组的G代码为非模态代码,其他均为模态代码。)
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 代码 G00 G01 G02 G03 G04 G10 G20 G21 G22 G23 G27 G28 G29 G32 G36 G37 G40 G41 组别 01 功能 快速点定位 直线插补 顺时针圆弧插补 逆时针圆弧插补 00 延时(暂停) 补偿值设定 02 英制输入 米制输入 存储型行程限位接通 存储型行程限位断开 00 返回参考点确认 返回参考原点 从参考点回到切削点 01 螺纹切削 自动刀具补偿X 自动刀具补偿Z 07 刀具半径补偿取消 刀尖圆弧半径左补偿 23
辽宁石油化工大学顺华能源学院毕业设计(论文)
19 20 21 22 23 24 25 26 27 G42 G50 G70 G71 G72 G73 G74 G75 G76 00 刀尖圆弧半径右补偿 坐标系设定或最高主轴速度限定 精车循环 粗车外圆复合循环 粗车端面复合循环 固定形状粗加工复合循环 Z向深孔钻削循环 切槽(在X向) 螺纹切削复合循环 28 29 30 31 32 33 G90 G92 G96 G97 G98 G199 05 02 01 单一形状固定循环 螺纹切削循环 恒速切削控制有效 恒速切削控制取消 进给速度按每分钟设定 进给速度按每转设定
24
辽宁石油化工大学顺华能源学院毕业设计(论文)
2)辅助功能
表2-4FANUC-6T辅助功能
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 代码 M00 M01 M02 M03 M04 M05 M08 M09 M10 功能 程序停止 选择停止 程序结束 主轴反转 主轴正转 主轴停止 切削液开 切削液关 车螺纹45退刀 序号 10 11 12 13 14 15 16 17 代码 M11 M12 M13 M19 M20 M30 M98 M99 功能 车螺纹直退刀 误差检测 误差检测取消 主轴准停 ROBOT工作启动 纸带结束 调用子程序 返回主程序 3)F、T、S功能:
A)F功能 用来指定进给速度,由地址F和其后面的数字组成。 B)T功能 该指令用来控制数控系统进行选刀和换刀。
C)S功能 用来指定主轴转速或速度,用地址S和其后数字组成。
25
辽宁石油化工大学顺华能源学院毕业设计(论文)
第3章 数控加工与编程实例
3.1轴的加工
3.1.1零件介绍
该零件材料为20CrMnTi,毛坯为模锻件,硬度为156~207HBS,是汽车变速器上的零件,为大量生产类型产品。该零件有双联齿形,矩形花键,径向孔,内孔,外圆柱面,外圆锥面,过度圆角,内外环槽的表面组成的轴类零件,加工表面较多,适合在数控车床上加工。
图3—1轴的零件图 3.1.2工艺分析 1)加工技术要求分析 该零件在热处理前即有众多的精度要求:大端内孔钻孔直径∮24,大端内孔
26
辽宁石油化工大学顺华能源学院毕业设计(论文)
直径∮33,大端内孔倒角1.3*30度和1.1*45度,大端内孔里外两环槽底径∮34.5,双联轴齿轮齿形退刀底径∮40.5,小齿轮上外环槽底径∮45.2,小齿轮顶外圆直径∮47.5,大齿轮齿顶外圆直径∮66,右侧外圆轴径∮36.4和∮36.4,大齿轮左侧外圆轴径右环槽底径∮32.5和左环槽底径∮32,外圆锥小径及外圆轴径∮32,圆锥角度5度,小端轴径∮17.4及倒角4.5*15度,倒角30度及小端轴径∮25,小端过渡圆弧R2矩形花键外圆轴径∮36.4,小径∮26,键宽5.385,径向均布孔3*∮2.5,小端外圆轴径和矩形花键外圆对基准A—B端面圆跳动0.02,以及其他各轴向尺寸,粗糙度要求等。上述技术要求决定了需要加工的表面及相应的加工方案。
2)定位基准选择
该零件先在铣端面打中心孔机床上完成两端面及中心孔的加工,为下道工序的加工提供了定位基准,大端钻,车孔后,则一以大端内孔倒角和小端中心孔为该零件的大多数工序的定位基准。另有些工序的轴向定位基准为大齿轮左端面,径向定位基准∮36.4外圆轴径。
3)工艺方案拟定
两端面和中心孔端面铣—钻中心孔 外表面各部粗车—精车
大端内孔钻孔∮24—扩孔∮32.25—32.15—倒角1.3*30度—车内孔∮33—32.9 各内外环槽车
小齿轮齿形车削小齿顶外圆∮47.457—47.207—插齿
大齿轮齿形车削大齿顶外圆∮66—65.85—滚齿—倒两端齿形角—剃齿 矩形花键车削矩形花键外圆轴径∮36.40—36.30—铣矩形花键3*∮2.5孔钻
27
辽宁石油化工大学顺华能源学院毕业设计(论文)
4)加工设备选择
铣端面打中心孔采用铣端面打中心孔机床,外表面各部粗精车采用数控车床,钻孔采用立式钻床,扩孔,车端面及倒角采用数控车床,精车大端各部采用数控车床,插齿采用数控插齿机,滚齿采用数控滚齿机,铣矩形花键采用花键轴铣床,倒两端齿形角采用齿形倒角机,钻油孔采用台式钻床,剃齿采用万能剃齿机。
3.1.3变速器—轴工艺过程卡和工序卡
28
辽宁石油化工大学顺华能源学院毕业设计(论文)
表3-1变速器—轴工艺过程卡
零件名称 零件材料 毛坯 种类 毛坯硬度 毛坯/kg 净重/kg 变速器轴 工序号及名称 1铣端面打中心孔 2粗精车小端各部 3钻孔 4扩孔车端面及倒角 5精车大端各部 6插齿 20GrMnTi 设备名称 模锻件 夹具 156~207HBS 3.8 进给量/(r/min) 主轴转速/(r/min) 0.3 0.15 0.1~0.25 300 1200 1000~2000 3.2 切削速度/(r/min) 50 47.1 100.5~414.7 车型 每车数件 冷却T单 液 乳化液 乳化液 乳化液 乳化液 铣端面打中心孔机床 数控车床 专用夹具 随机夹具 立式钻床 数控车床 专用夹具 专用夹具 0.62 180 13.57 0.3 850 62 数控车床 专用夹具 0.1~0.2 800~2000 108.4~295 数控插齿机 插齿夹具 0.3 425/冲程 200 20 YQ —15 YQ —15 YQ —15 YQ —15 乳化液 7滚齿 8铣矩形花键 9达两端齿形角 10钻油孔 数控滚齿机 花键轴铣床 专用夹具 专用夹具 2.9 43.2 0.8 250 54.95 齿形倒角机 随机夹具 台式钻床 专用夹具 随机夹具 手动 0.04粗剃 0.02精剃 29
3150 24.7 11剃齿去内万能剃齿机 孔毛刺 12清洗 13热前检查 清洗机 702 5 YQ —15
辽宁石油化工大学顺华能源学院毕业设计(论文)
表3-2变速器—轴工序卡
(工厂) 工序卡 产品名称或代号 零件名称 材料 零件图号 变速器—轴 使用设备 20GrMnTi 车间 工序号 1 工序名称 铣端面打中心孔 夹具 专用夹具 铣端面打中心孔机床 工序步 工步内容 刀具 量具及检具 进给量/(r/min) 0.3 主轴转速/(r/min) 300 切削速度/(r/min) 1 铣端面:保证轴向尺寸38.5267.75~267.45Ra 圆盘铣0~300;50 刀(2) 0.02深度尺样板 中心钻孔(2) 0.15 1200 47.1 2 打中心孔:保证尺寸5~5.1∮4∮12.560120Ra3.2
30
辽宁石油化工大学顺华能源学院毕业设计(论文)
表3-3变速器—轴工序卡
(工厂) 工序号 2 工序步 1 工序卡 工序名称 粗精车小端各部 工步内容 Ⅰ刀位(保证下列尺寸) ∮17.40~∮17.30Ra3.24.5*1.5 ∮2530R2 产品名称或代号 零件名称 变速器—轴 夹具 使用设备 专用夹具 刀具 机夹车刀 TNMG220408 LFKC935 刀片 数控车床 量具及检具 17.40-17.30V卡规 0-150;0.02游标卡尺 36.40-36.35 IV卡规 0-150;0.02游标卡尺 36.40-36.30 V卡规 卡规0-300;0.02深度尺样板0-150;0.02游标卡尺 材料 20GrMnTi 零件图号 车间 进给量/(r/min) 0.25 主轴转速/(r/min) 2000 切削速度/(r/min) 109.3 2 3 4 5 0.25 0.25 0.25 0.25 2000 2000 2000 2000 157 228.6 201 314 228.6 6 7 8 ∮36.40~∮36.45Ra1.6 ∮32∮505(两处) ∮36.40~∮36.30(两处)Ra1.6 ∮66~∮65.85轴向231.25~230.75 192.23~191.774.5466436.7~36.5 Ⅱ刀位 4∮32~.31.9 机夹车刀 N151.2—400—40—5G/526刀片 Ⅲ刀位 1.7~1.8∮机夹车刀32.5~∮L154.0G-16-CC032.422.5~22.51-169/1020刀片 6Ra1.6
0.25 2000 414.7 0-150;0.02游标卡尺 1.7-1.8Ⅶ塞板卡规量规 0.1 1000 100.5 0.1 1000 102 31
辽宁石油化工大学顺华能源学院毕业设计(论文)
表3-4变速器—轴工序卡
(工厂) 工序号 3 工序步 工序卡 工序名称 钻孔 工步内容 产品名称或代号 夹具 专用夹具 刀具 零件名称 变速器—轴 材料 20GrMnTi 零件图号 车间 切削速度/(r/min) 使用设备 立式钻床 量具及检具 0-200;0.02 深度尺 0-150;0.02 游标卡尺
进给量/(r/min) 主轴转速/(r/min) 1 保证下列各尺寸:36.40-36.70 ∮24(刀具保证)Ra12.5 ∮24GB1438-85 深度尺 0-150;0.02 0.62 180 13.57 表3-5变速器—轴工序卡
(工厂) 工序号 4 工序步 1 工序卡 工序名称 扩孔车端面及倒角 工步内容 产品名称或代号 夹具 专用夹具 刀具 零件名称 变速器—轴 使用设备 数控车床 量具及检具 进给量/(r/min) 材料 20GrMnTi 零件图号 车间 主轴转速/(r/min) 850 保证下列各尺寸:∮32-∮32.15Ra3.2深26倒角:1.5*45 内孔车刀 0-200;0.02 0.3 深度尺 0-150;0.02 游标卡尺 切削速度/(r/min) 62
32
辽宁石油化工大学顺华能源学院毕业设计(论文)
表3-6变速器—轴工序卡
(工工序卡 厂) 工序号 5 工序步 1 工序名称 精车大端各部 工步内容 产品名称或代号 夹具 专用夹具 刀具 零件名称 变速器—轴 使用设备 数控车床 量具及检进给量/(r/min) 具 0.2 材料 20GrMnTi 零件图号 车间 切削速度/(r/min) 295 主轴转速/(r/min) 2000 I刀位(保证尺寸) 22.16-22.10 ∮47.457-∮47.207 1*4536.36-36.10 Ra6.3 II刀位 保证 322.16-22.10 ∮40.5 机夹车刀 TNMG220408 LFKC935 刀片 2 3 机夹车刀N151.-300-400-5G/525刀片 4 5 III刀位 保证:11.15-11.051.2-1.3Ra3.22*R0.2(刀具保证) IV刀位 保证∮33-∮32.901.31.1 6090Ra3.2深26 机夹刀具 N154.0G-16CC01-110/1020 刀片 机夹刀具 CNMG090308-PM4025 刀片 0-25;0.01 千分尺卡规 0-150;0.02 游标卡尺 0-150;0.02 游标卡尺 0-25;0.01 千分尺 卡板 卡规 塞规 塞规 32.9-33塞规0-200;0.02深度尺 0.15 1000 147 0.1 800 125.6 0.1 2000 198 V刀位 33
辽宁石油化工大学顺华能源学院毕业设计(论文)
6 保证26.50-26.80 ∮34.53Ra3.2 VI刀位 保证19.30-19.511.3-1.2∮34.50-∮34.60Ra6.3 ∮17.4-∮17.3 ∮36.4-∮36.3外径处 对基准A–B径跳:0.04 VI刀位 ∮36.4-∮36.35轴径处 对基准A–B径跳:0.03 22.16-22.10两端面 对基准A–B径跳:0.02
焊接刀具 0-200;0.02 深度尺 量规 塞板 7 机夹车刀 R154.0G-16CC01-110-1020 刀片 0.15 1000 108.4 偏摆仪 0-10;0.01 百分表 大顶尖 小顶尖 34
辽宁石油化工大学顺华能源学院毕业设计(论文)
表3-7变速器—轴工序卡
(工厂) 工序卡 产品名称或代号 零件名称 材料 零件图号 工序号 6 工序步 插齿 工步内容 插齿夹具 刀具 工序名称 夹具 变速器—轴 使用设备 20GrMnTi 车间 数控插齿机 量具及检具 进给量/(r/min) 主轴转速/(r/min) 切削速度/(r/min) 1 I刀位 50-70; 0.3 425/冲程 20 保证跨棒距:插齿刀 52.52-52.42齿数18模数2.5压力角20径向跳动F:0.06 0.01外径千分尺∮4.9量棒花键环规TZ径跳检查0-0.1分表 仪千35
辽宁石油化工大学顺华能源学院毕业设计(论文)
表3-8变速器—轴工序卡
(工厂) 工序号 7 工序步 1 工序卡 工序名称 滚齿 工步内容 产品名称或代号 夹具 滚齿夹具 刀具 零件名称 变速器—轴 使用设备 数控滚齿机 量具及检进给量/(r/min) 具 25-50;2.9 0.01 公法线千分尺 径跳检查仪 0-1;0.001 千分表顶尖(2) 齿向测量机 材料 20GrMnTi 零件图号 车间 切削速度/(r/min) 43.2 主轴转速/(r/min) 200 I刀位 滚齿保证齿数21法向模数2.5 法向压力角20 螺旋角29旋向左公法线长度27.37-27.32跨齿数4公法线变动量0.03径向跳动F0.045齿廓公差Fr0.018螺旋线公差Fb0.018齿廓两端倒角相同Ra3.2
剃前滚刀 36
辽宁石油化工大学顺华能源学院毕业设计(论文)
表3-9变速器—轴工序卡
(工厂) 工序号 8 工序步 工序卡 产品名称或代号 夹具 专用夹具 零件名称 材料 零件图号 车间 切削速度/(r/min) 变速器—轴 20GrMnTi 使用设备 花键轴铣床 量具及检具 进给量/(r/min) 主轴转速/(r/min) 工序名称 铣矩形花键 工步内容 刀具 铣矩形花键 保证键宽5.285-5.235所指键宽到∮28.575为止Ra3.21 圆角R0.3最大花键小径∮26.20-∮25.87 花键有效长46Z=10
0-25;0.01 公法线千分尺 GB-10-3010-36.4*26.54*5.385 花键滚刀 花键环规 0-150;0.02 游标卡尺 0.8 250 54.95 37
辽宁石油化工大学顺华能源学院毕业设计(论文)
表3-10变速器—轴工序卡
(工厂) 工序号 9 工序卡 产品名称或代号 夹具 零件名称 变速器—轴 材料 20GrMnTi 零件图号 车间 工序名称 倒两端齿形角 使用设备 随机夹具 齿形倒角机 切削速度/(r/min) 工序步 工步内容 刀具 量具及检具 进给量/(r/min) 主轴转速/(r/min) 保证两端1*45沿齿廓1 倒去锐角 去掉端面毛刺 Ra12.5 表3-11变速器—轴工序卡
倒棱刀 右刮刀 左刮刀 (工厂) 工序号 10 工序步 工序卡 工序名称 钻油孔 工步内容 保证轴向尺寸4 3*∮2.5均布 Ra12.5 产品名称或代号 夹具 专用夹具 刀具 零件名称 变速器—轴 材料 20GrMnTi 零件图号 车间 切削速度/(r/min) 使用设备 台式钻床 量具及检具 进给量/(r/min) 主轴转速/(r/min) 1 ∮2.5GB1436-78钻头 0-150;0.02 游标卡尺 手动 3150 24.7 38
辽宁石油化工大学顺华能源学院毕业设计(论文)
表3-12变速器—轴工序卡
工序号 11 工序步 工序卡 工序名称 剃齿去油孔毛刺 工步内容 保证齿数:21法向模数:2.5法向压力角29旋向:左公法线长度:27.26-27.22跨齿数4公法线变动量:0.035 径向综合公差Fi:0.05一径向综合公差fi:0.017度量中心距齿廓公差0.01螺旋线公差0.01齿轮螺旋线修形范围0.005-0.015 齿两侧修形相同 去内孔毛刺Ra0.8 产品名称或代号 夹具 随机夹具 刀具 零件名称 变速器—轴 材料 20GrMnTi 零件图号 车间 切削速度/(r/min) 使用设备 数控剃齿机 量具及检具 进给量/(r/min) 主轴转速/(r/min) 1 CS520-252-09/1126 (T4-2.5-67) 剃齿刀 25-50;0.01 公法线千分尺 双啮仪 0-10;0.01 百分表 B-2.5-127 CC24-52000 6标准轮 齿形齿向测量机 0.04粗剃 0.02精剃 702 5
39
辽宁石油化工大学顺华能源学院毕业设计(论文)
表3-13变速器—轴工序卡
(工厂) 工序卡 产品名称或代号 零件名称 材料 零件图号 工序工序名称 号 12 清洗 刀具 夹具 变速器—轴 使用设备 20GrMnTi 车间 清洗机 量具及检具 进给量/(r/min) 主轴转速/(r/min) 切削速度/(r/min) 工序工步内容 步 1 清洗 在温度大于等于70浓度1%-3%金属清洗剂的水溶液中清洗要求去掉油污;清洗干净;吹干
40
辽宁石油化工大学顺华能源学院毕业设计(论文)
表3-14变速器—轴工序卡
(工厂) 工序卡 产品名称或代号 零件名称 材料 工序工序名称 号 13J 热前检查 序号 检验内容 1 变速器—轴 使用设备 设备及检具 20GrMnTi 2 3 4 5 6 7 8 9 10 百分工序比 号 热前检查,外观观察 检查零件表面有无磕碰,划伤,丢序,漏序现象,检查零件表面毛刺是否干净以及有无明显缺陷 1/30 2 ∮17.40-∮17.30 1/30 2 ∮36.40-∮36.35 1/30 2 22.5-22.56 1/30 5 22.10-22.16 ∮32.90-∮33 11.15-11.05 19.30-19.51 ∮36.4∮36.35轴颈径跳0.03 跨棒距:52.52-52.42 径向跳动:0.06 公法线长度:27.37-27.32 跨齿数:4 径向跳动:0.045 矩形花键键宽5.285-5.235 综合检验 1/30 1/30 1/30 1/30 1/30 5 5 5 5 6 量具及标准号 零件图号 车间 量具名称 偏摆仪 17.40-17.30V 36.40-36.35IV 专用 0-25;0.01 32.90-33II 专用 专用 0-10;0.01 卡规 卡规 量规 公法线千分尺 塞规 卡规 量规 百分表 11 12 1/30 1/30 6 7 径跳检查仪 50-75;0.01∮49 外径千分尺量棒 0-1;0.001 千分表 25-50;0.01 公法线千分尺 0-1;0.001 0-25;0.01 千分表 公法线千分尺 13 14 1/30 1/30 7 8 径跳检查仪 综合量规 41
辽宁石油化工大学顺华能源学院毕业设计(论文)
15 公法线长度:1/30 27.26-27.22 一齿径向综合公差:0.017 径向综合公差:0.05 11 双啮仪 B-2.5-127CC24 -520006标准轮 25-50;0.01 0-10;0.01 公法线千分尺 百分表 3.1.4.轴程序编制
表3-15轴程序编制表
程序代码 M03 G00 G71 G71 N10G01 G01 G01 G01 N20G01 G70 G00 G00 M05 M30 M03 G00 G71 G71 N30G01 G01 G01 程序内容 S500F0.3T0101 X66Z2 U3R1 P10Q20U0.2W0.2 X47.5 Z14.54 X66 W22.16 Z-267.61 P10Q20 X80 Z300 S1500F0.25 X66Z-267.61 U3R1 P30Q40U0.2W0.2 X12.6 X17.4W4.5 W37.02 42
程序说明 T0101 左外圆车刀 此段 程序 是对 轴大 端的 加工 T0202 右外圆车刀 此段 程序 是对 该轴 小端
辽宁石油化工大学顺华能源学院毕业设计(论文)
G03 G01 G01 G01 G01 G01 G01 N40G01 G70 G00 M05 M30 M03 X25W2R5 U11.4W3.3 W42.7 U-4.4W25.1 W32.03 U4.4W25.1 W64 X66 P30Q40 X80 G00Z300 S500F0.3 T0303 切断刀 切各个槽 及轴 中间 各部 分的 加工 G00 X66 G00 G01 G01 G04 G01 G01 G01 Z-36.36 X36.4Z22.56 X32.5 X3 X36.4 W-3.44 X32 43
辽宁石油化工大学顺华能源学院毕业设计(论文)
G04 G01 G01 G01 G04 G01 G01 G01 G04 G01 G01 G01 G04 G01 G01 G01 X3 X36.4 W-2 X32 X3 X66 Z31 X33 X3 X66 W21.16 X40.5 X3 X47.5 W11.16 X45.2 44
辽宁石油化工大学顺华能源学院毕业设计(论文)
G04 G01 G00 M05 M30 M03 X3 X66 Z267.61 S500F1000 T0404 直径24的中心钻 T0505 扩孔刀 G00 X0 G01 G01 M05 Z-36.36 W50 G00 G01 G01 G01 X0Z0 Z-26.5 X34.5 X0 45
辽宁石油化工大学顺华能源学院毕业设计(论文)
G01 G01 G01 G00 G00 M05 M30 16.51 X34.5 X0 Z267.61 X66
数控加工技术的优越性保证了其成为主导机械制造业发展的新力量。 本文只在粗浅的层面论述了一些轴类零件的数控加工工艺,其他零件的加工未能涉及,我会在今后的工作中继续关注数控技术的发展。
46
辽宁石油化工大学顺华能源学院毕业设计(论文)
致谢
在本次毕业设计过程中,正是由于得到了郑晶老师的大力指导和支持才得以顺利的完成,在这个过程中,他帮助学生选择需要查阅的资料和手册,跟同学保持联系,指点设计中的难点,梳理设计的大体过程,仔细检查设计中出现的问题和错误,并且给予改正意见,精益求精,直到论文完全符合要求为止。
在此,我衷心的感谢郑老师!
47
辽宁石油化工大学顺华能源学院毕业设计(论文)
参考文献
[1] 刘雄伟。《数控机床操作与编程培训教程》。北京:机械工业出版社,2001 [2] 杨仲刚。《数控加工工艺与编程》。北京:机械工业出版社,2001 [3] 陈洪涛。《数控加工工艺与编程》。北京:高等教育出版社,2003 [4] 华茂发。《数控加工工艺学》。北京;机械工业出版社,2001 [5] 周虹。《数控加工工艺与编程》北京:人民邮电出版社,2004
48
因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容