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【摘 要】本文通过对典型零件的定位装夹方式、加工顺序、切削用量等的选择为例,结合数控加工的特点进行工艺分析与编程,侧重于该零件的工艺分析、加工路线的确定及用G代码编制该零件的数控加工程序,其中零件工艺规程的分析是此论文的重点。
【关键词】零件工艺规程 加工路线 程序编制
一、引言
规定工件工艺过程和操作方法等的工艺文件称工艺规程。工艺规程制定得是否合理直接影响工件的质量、生产率和经济效益。下面就以一个典型零件为例来探讨一下工件的车削工艺与编程。
二、零件图的分析
该零件加工表面由端面、外圆、台阶、倒角、椭圆、内外螺纹、沟槽、孔等组成。尺寸标注完整,轮廓描述清楚。零件材料为45钢,无热处理和硬度要求。通过本零件的结构特征和尺寸分析,选用Φ50×60的棒料。
三 、零件定位基准及装夹方式的选择
3.1 定位基准的选择
工件在机械加工工艺过程中,合理选择定位基准对保证工件的尺寸精度和相互位置精度起决定性的作用。基准选择的好坏不仅影响零件的加工位置精度,而且对零件各表面的加工顺序也有很大的影响。选择定位基准时要从保证工件精度要求出发,本毛坯为棒料,应选择毛坯轴线和端面为定位基准。
3.2 确定合理的装夹方式
车削时工件必须在车床夹具中定位并夹紧,工件装夹得是否正确可靠,将直接影响加工质量和生产率,轴类工件的装夹方法主要有以下四种:三爪自定心卡盘装夹、四爪单动卡盘装夹、一夹一顶装夹和两顶尖装夹。本工件为单件或小批量生产且长度较短,固采用三爪卡盘即可,因为三爪自定心卡盘的三个卡爪同步运动,能够自动定心,一般不需找正,这样可缩短辅助时间,提高生产效率。
四、选择刀具及对刀
4.1 选择加工用刀具
数控加工对刀具的要求较高,不仅要求精度高、刚性好、耐用度高,而且要求尺寸稳定,安装方便,这就要采用优质材料制造数控刀具。在选用刀具时应考虑生产率、经济性、工件材料、生产批量、加工精度、表面粗糙度及所用机床的性能。刀具材料应当选择高硬度、高耐磨性、高耐热性的材料,并有足够的强度和韧性,较好的工艺性。
根据以上所述和现场加工条件,本零件选用硬质合金刀具进行加工.
所选刀具参数如下表所示:
数控加工刀具卡片
4.2 对刀点的选择
对刀点就是在数控机床上加工零件时刀具相对于工件运动的起始点。对刀点的选择原则是:
(1)便于用数字处理和简化程序编制;
(2)在机床上找正容易,加工中便于检查;
(3)引起的加工误差小。
对刀点可选在工件上,也可选在工件外面,但必须与零件的定位基准有一定的尺寸关系。
4.3 换刀点的选择
换刀点是指刀架转位换刀时的位置。该点可以是某一固定点,也可以是任意的一点。换刀点应设在工件或夹具的外部,以刀架转位时不碰工件及其他部件为准。
五、切削用量的选择
5.1 确定切削用量三要素
1、粗车时选择切削用量主要考虑提高生产率,同时兼顾刀具寿命。因此粗车时应选择一个尽可能大的被吃刀量,一个较大的进给量,最后根据工艺系统刚度、刀具寿命等选择一个合理的切削速度。
2、半精车、精车时选择切削用量首先考虑保证加工质量,并注意兼顾生产率和刀具寿命。因此应根据粗加工后的余量确定被吃刀量,其次根据已加工表面的粗糙度要求选取较小的进给量,最后在保证刀具强度的前提下选取较高的切削速度。
5.2 确定进给速度、主轴转速并制定加工工艺卡(见图)
六、编制数控加工程序并加工
6.1 编制数控加工程序
零件左端外轮廓粗加工
结束语
工件的工艺分析与编程在设计过程中必须考虑全面,这样有利于简化程序,缩短时间,提高生产效率。为了优化程序,在编程时我采用了循环加工指令G71、G73、G70和宏程序,螺纹加工中为了使螺纹配合精度更高我采用了G92指令并在最后一刀加工中光走几刀,这样可以使螺纹的质量更好。
参考文献:
[1] 王公安. 《车工工艺学》 北京:中国劳动社会保障出版社,2005.
[2] 韩鸿鸾. 《数控加工工艺学》 北京:中国劳动社会保障出版社,2005.
[3] 韩鸿鸾 荣维芝 《数控机床加工程序的编制》北京:机械工业出版社,2002
[4] 张超英 谢富春. 《数控编程技术》北京:化学工业出版社,2003
【关键词】零件工艺规程 加工路线 程序编制
一、引言
规定工件工艺过程和操作方法等的工艺文件称工艺规程。工艺规程制定得是否合理直接影响工件的质量、生产率和经济效益。下面就以一个典型零件为例来探讨一下工件的车削工艺与编程。
二、零件图的分析
该零件加工表面由端面、外圆、台阶、倒角、椭圆、内外螺纹、沟槽、孔等组成。尺寸标注完整,轮廓描述清楚。零件材料为45钢,无热处理和硬度要求。通过本零件的结构特征和尺寸分析,选用Φ50×60的棒料。
三 、零件定位基准及装夹方式的选择
3.1 定位基准的选择
工件在机械加工工艺过程中,合理选择定位基准对保证工件的尺寸精度和相互位置精度起决定性的作用。基准选择的好坏不仅影响零件的加工位置精度,而且对零件各表面的加工顺序也有很大的影响。选择定位基准时要从保证工件精度要求出发,本毛坯为棒料,应选择毛坯轴线和端面为定位基准。
3.2 确定合理的装夹方式
车削时工件必须在车床夹具中定位并夹紧,工件装夹得是否正确可靠,将直接影响加工质量和生产率,轴类工件的装夹方法主要有以下四种:三爪自定心卡盘装夹、四爪单动卡盘装夹、一夹一顶装夹和两顶尖装夹。本工件为单件或小批量生产且长度较短,固采用三爪卡盘即可,因为三爪自定心卡盘的三个卡爪同步运动,能够自动定心,一般不需找正,这样可缩短辅助时间,提高生产效率。
四、选择刀具及对刀
4.1 选择加工用刀具
数控加工对刀具的要求较高,不仅要求精度高、刚性好、耐用度高,而且要求尺寸稳定,安装方便,这就要采用优质材料制造数控刀具。在选用刀具时应考虑生产率、经济性、工件材料、生产批量、加工精度、表面粗糙度及所用机床的性能。刀具材料应当选择高硬度、高耐磨性、高耐热性的材料,并有足够的强度和韧性,较好的工艺性。
根据以上所述和现场加工条件,本零件选用硬质合金刀具进行加工.
所选刀具参数如下表所示:
数控加工刀具卡片
4.2 对刀点的选择
对刀点就是在数控机床上加工零件时刀具相对于工件运动的起始点。对刀点的选择原则是:
(1)便于用数字处理和简化程序编制;
(2)在机床上找正容易,加工中便于检查;
(3)引起的加工误差小。
对刀点可选在工件上,也可选在工件外面,但必须与零件的定位基准有一定的尺寸关系。
4.3 换刀点的选择
换刀点是指刀架转位换刀时的位置。该点可以是某一固定点,也可以是任意的一点。换刀点应设在工件或夹具的外部,以刀架转位时不碰工件及其他部件为准。
五、切削用量的选择
5.1 确定切削用量三要素
1、粗车时选择切削用量主要考虑提高生产率,同时兼顾刀具寿命。因此粗车时应选择一个尽可能大的被吃刀量,一个较大的进给量,最后根据工艺系统刚度、刀具寿命等选择一个合理的切削速度。
2、半精车、精车时选择切削用量首先考虑保证加工质量,并注意兼顾生产率和刀具寿命。因此应根据粗加工后的余量确定被吃刀量,其次根据已加工表面的粗糙度要求选取较小的进给量,最后在保证刀具强度的前提下选取较高的切削速度。
5.2 确定进给速度、主轴转速并制定加工工艺卡(见图)
六、编制数控加工程序并加工
6.1 编制数控加工程序
零件左端外轮廓粗加工
结束语
工件的工艺分析与编程在设计过程中必须考虑全面,这样有利于简化程序,缩短时间,提高生产效率。为了优化程序,在编程时我采用了循环加工指令G71、G73、G70和宏程序,螺纹加工中为了使螺纹配合精度更高我采用了G92指令并在最后一刀加工中光走几刀,这样可以使螺纹的质量更好。
参考文献:
[1] 王公安. 《车工工艺学》 北京:中国劳动社会保障出版社,2005.
[2] 韩鸿鸾. 《数控加工工艺学》 北京:中国劳动社会保障出版社,2005.
[3] 韩鸿鸾 荣维芝 《数控机床加工程序的编制》北京:机械工业出版社,2002
[4] 张超英 谢富春. 《数控编程技术》北京:化学工业出版社,2003