轴类零件的数控编程加工_毕业设计(编辑修改稿)

轴类零件的数控编程加工_毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

较小。 （ 3）根据加工区域的特点选择刀具和几何参数。 在零件 结构允许的情况下应 选用大直径、长径比值小的刀具；切削薄壁、超薄壁零件的过中心铣刀端刃应有足够的向心角，以减少刀具和切削部位的切削力。 加工铝、铜等较软材料零件时应选择前角稍大一些的立铣刀，齿数也不要超过 4 齿。 选择数控刀具时应遵循以下原则： （ 1）选择刀具的种类和尺寸应与加工表面的形状和尺寸相适应 （ 2）尽量采用硬质合金或高性能材料制成的刀具 （ 3）尽量采用机夹或可转位式刀具 （ 4）尽量采用高效刀具，如多功能车刀、铣刀等合金刀具。 济源职业技术学院毕业设计 3 切削用量的选择 合理选择切削用量的原则是，粗加工时，一般以提高生产率 为主，但也应考虑经济性和加工成本；半精加工和精加工时，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性和加工成本。 具体数值应根据机床说明书、切削用量手册，并结合经验而定。 切削深度 ap。 在机床、工件和刀具刚度允许的情况下， ap就等于加工余量，这是提高生产率的一个有效措施。 为了保证零件的加工精度和表面粗糙度，一般应留一定的余量进行精加工。 数控机床的精加工余量可略小于普通机床。 切削宽度 ae。 一般 ae与刀具直径 d 成正比，与切削深度成反比。 经济型数控加工中，一般 ae的取值范围为： ae=（ ～ ） Dc。 切 削速度 Vc。 提高 Vc 也是提高生产率的一个措施，但 Vc 与刀具耐用度的关系比较密切。 随着 Vc的增大，刀具耐用度急剧下降，故 Vc 的选择主要取 决于刀具耐用度。 另外，切削速度与加工材料也有很大关系，例如车削合金刚 30CrNi2MoVA 时， Vc 可采用 8m/min 左右；而用同样车削铝合金时， Vc可选 200m/min 以上。 数控编程时，编程人员必须确定每道工序的切削用量，并以指令的形式写入程序中。 切削用量包括主轴转速、背吃刀量及进给速度等。 对于不同的加工方法，需要选用不同的切削用量。 切削用量的选择原则是：保证零件加工精度 和表面粗糙度，充分发挥刀具切削性能，保证合理的刀具耐用度；并充分发挥机床的性能，最大限度提高生产率，降低成本。 从刀具的寿命（耐用度 ） 出发，切削用量的选择方法是：先选取被吃刀量，其次确定进给速度，最后确定主轴转速。 背吃刀量确定 背吃刀量根据机床、工件和刀具的刚度来决定，在刚度允许的条件下，应尽可能使背吃刀量等于工件的加工余量，这样可以减少走刀次数，提高生产效率。 为了保证加工表面质量，可留少量精加工余量，一般 ～。 进给速度的确定 进给速度是数控机床切削用量中的重要参数，主要 根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性质选取。 最大进给速度受机床刚度和进给系统的性能限制。 确定进给速度的原则： ，为提高生产效率，可选择较高的进给速度。 济源职业技术学院毕业设计 4 一般在 100～ 200mm/min 范围内选取。 、加工深孔或用高速钢刀具加工时，宜选择较低的进给速度，一般在 20～50mm/min 范围内选取。 ，表面粗糙度要求高时，进给速度应选小些，一般在 20～ 50mm/min范围内选取。 ，特别是远距离 “ 回零 ” 时，可以设定该机床 数控系统设定的最高进给速度。 ，因此，选用介于两者之间的进给速度，即50mm/min— 100mm/min。 主轴转速的确定。 光车外圆时主轴转速应根据零件上被加工部位的直径，并按零件和刀具材料以及加工性质等条件所允许的切削速度来确定。 切削速度除了计算和查表选取以外，还可以根据实践经验确定。 需要注意的是，交流变频调速的数控车床低速输出力矩小，因而切削速度不能太低。 切削速度确定后，用公式 n=1000v/πD 计算主轴转速 n(r/min)。 式 中 v切削速度，单位为 m/min，由刀具的耐用度决定； n主 轴转速，单位为 r/min； D工件直径或刀具直径，单位为 mm。 计算的主轴转速 n最后要根据机床说明书选取机床有的或较接近的转速。 表 硬质合金外圆车刀切削速度的参考值 工件材料 热处理状态 ap（ mm） （ ， 2) (2,6) (6,10) f（ mm/r） (,) (,) (,1) vc(m/min) 低碳钢、易切钢 热轧 140～ 180 100～ 120 70～ 90 中碳钢 热轧 130～ 160 90～ 110 60～ 80 调质 100～ 130 70～ 90 50～ 70 合金结构钢 热轧 100～ 130 70～ 90 50～ 70 调质 80～ 110 50～ 70 40～ 60 工具钢 退火 90～ 120 60～ 80 50～ 70 灰铸铁 HBS190 90～ 120 60～ 80 50～ 70 济源职业技术学院毕业设计 5 HBS=190～ 225 80～ 110 50～ 70 40～ 60 高锰钢 10～ 20 铜及铜合金 200～ 250 120～ 180 90～ 120 铝及铝 合金 300～ 600 200～ 400 150～ 200 铸铝合金（ WSI13%) 100～ 180 80～ 150 60～ 100 注：切削钢及灰铸铁时刀具耐用度约为 60min。 在车削螺纹时，车床的主轴转速将受到螺纹的螺距 P（或导程）大小、驱动电机的升降频特性，以及螺纹插补运算速度等多种因素影响，故对于不同的数控系统，推荐不同的主轴转速选择范围。 大多数经济型数控车推荐车螺纹时的主轴转速 n(r/min)为： n≤（ 1200/P） k。 式中： P被加工螺纹螺距（ mm）； k保险系数，一般取为 80。 此外，在安排粗、精车削用量时，应注意机床说明书给定的允许切削用量范围，对于主轴采用交流变频调速的数控车床，由于主轴在低速时扭矩降低，尤其应注意此时的切削用量的选择。 总之，切削用量的具体数值应根据机床性能、相关的手册并结合实际经验用类比方法确定。 同时，使主轴转速、切削深度及进给速度三者能相互适应，以形成最佳切削用量。 济源职业技术学院毕业设计 1 3 夹具的选择 夹具的基本概念 : 1) 什么是夹具 : 在车床上广泛使用的三爪卡盘，顶尖和铣床上用的平口虎钳等都属于夹具。 一般来说，夹具夹具是安装在机床上 的，用以装夹工件和引导刀具的装置 .它属于工艺装备。 在机床 刀具 工件 夹具组成的工艺系统中，夹具是一个重要的环节。 进一步讲，夹具安装于机床的工作台或底座上，或机床的主轴上 ,工件安装并夹紧于夹具中的正确位置，引导或调整刀具或砂轮使之处于相对夹具的正确位置，进行工件的加工，从而获得合格的工件。 夹具的选择 : 数控加工对夹具主要有两大要求 ： 一是夹具应具有足够的精度和刚度 ； 二是夹具应有可靠的定位基准。 选用夹具时 ， 通常考虑以下几点： 1）尽量选用可调整夹具、组合夹具及其它通用夹具 ， 避免采用专用 夹具 ， 以缩短生产准备时间。 2）在成批生产时才考虑采用专用夹具，并力求结构简单。 3）装卸工件要迅速方便，以减少机床的停机时间。 4）夹具在机床上安装要准确可靠，以保证工件在正确的位置上加工。 夹具的类型 : 数控车床上的夹具主要有两类：一类用于盘类或短轴类零件，工件毛坯装夹在带可调卡爪的卡盘（三爪、四爪）中，由卡盘传动旋转；另一类用于轴类零件，毛坯装在主轴顶尖和尾架顶尖间，工件由主轴上的拨动卡盘传动旋转。 本设计加工的是小型零件，因此采用三爪卡盘。 夹具的作用 : 1) 保证工件加工精 度，稳定产品质量。 由于夹具在机床上和工件在夹具中的装夹位置均已确定，所以工件在加工中的位置得到可靠的保证，且不受划线质量和找正技术济源职业技术学院毕业设计 2 水平等因素的影响。 2) 扩大机床使用范围，充分发挥机床潜力，对于中小工厂，由于机床品种，规格和数量有限 ,为了适应生产的需要，充分发挥现有设备的潜力，往往通过设计不同的夹具来进一步扩大机床的工作范围达到一机多用的目 的。 零件的安装 : 数控机床上零件的安装方法与普通机床一样，要合理选择定位基准和夹紧方案，注意以下两点： 1）力求设计、工艺与编程计算的基准统一，这样有利于编 程时数值计算的简便性和精确性。 2）尽量减少装夹次数，尽可能在一次定位装夹后，加工出全部待加工表面。 济源职业技术学院毕业设计 1 4 轴的类型及材料选择 轴类零件是常见的典型零件之一，其主要功能是支持传动零部件（齿轮、皮带轮、离合器等），传递扭矩和承受载荷，就其功用可分为：主轴、异形轴和其它轴三类，主轴除支持齿轮或皮带轮、离合器外，还将旋转运动及扭转力矩通过主轴端部的夹具传给工件或刀具；异形轴可通过凸轮、偏心和曲拐部分将回转运动变为直线运动，其它轴则主要传递扭矩或承受载荷。 从轴类零件的结构特性来看，它们是长度（ L）大于直径（ d）的回转体零件，若L/d≤ 12，通常称为刚性轴；而 L/d＞ 12 称为挠性轴，其被加工表面常有内外圆柱表面、圆锥面及花键、键槽、螺纹等。 根据轴类零件的结构特点和精度要求，应选择合理的定位基准和加工方法进行加工。 轴类零件的材料和毛坯选择 轴类零件应根据不同的工件条件和使用要求选用不同的材料。 45号钢是轴类零件的常用材料，它价格便宜，经过调质（或正火）后，可得到较好的切削性能，而且能获得较高的强度和韧性等综合机械性能，局部淬火后在回火，表面硬度可达 HRC45～ 52。 40Cr 等合金钢结构钢 适用于中等精度，而转速较高的轴类零件，具有较高的综合机械性能。 轴承钢 GCr15 和弹簧钢 Mn 可制造较高精度的轴。 20CrMnTi、 18CrMnTi、20Mn2B、 20Cr 等低碳合金钢含铬、锰钛和硼等元素，可用来制造在高速度、重载荷等条件下的轴类零件。 轴杆类零件是机械产品中支承传动件、承受载荷、传递扭矩和动力的常见典型零件，其结构特征是轴向（纵向）尺寸远大于径向（横向）尺寸，包括各种传动轴、机床主轴、丝杆、光杆、偏心轮、凸轮轴、齿轮轴等。 轴类零件最常用的毛坯是型材 和锻件，对于某些大型的结构形状复杂的轴也可用铸件或焊接结构件。 济源职业技术学院毕业设计 2 对于光滑的或有阶梯但直径相差不大的一般轴，常用型材（即热轧或冷拉圆钢）作为毛坯。 对于。