轴套类零件的数控加工工艺设计论文

轴套类零件的数控加工工艺设计论文内容摘要：

的加工余量时应根据各方面的因素来选择大小； 1 对最后的工序，加工余量应能保证得到图纸上所规定的表面粗糙度和精度要求。 2 考虑加工方法，设备的刚性以及零件可能发生的形变。 3 考虑零件热处理时因引起的形变。 4 考虑被加工零件的形变，由于切削力内应力、引起的变形，因此要求加工余量也相应的小义些。 5 加工时的刀具磨损的影响。 6 加工时周围环境的影响。 7 考虑被加工零件的大小，零 件越大，由于切削力内应力、引起的变形也会增加，因此要求加工余量也相应的大一些。 确定加工余量的方法 1 计算法 用公式确定加工余量，是最经济和准确的，但是由于难以获得齐全可靠的数据资料，所以一般应用得较少。 2 经验估计法 根据以往加工的经验，估计加工余量的大小。 为避免因加工余量不够而产生废品，所以一般估计的余量偏大，只适用于单件小批生产。 3 查表修正法 可以依据手“工艺手册”，或者依据各厂根据自有的生产实践特点，制订的加工余量技术资料，直接查找加工余量，同时结合实际加工情况进行修正来确定加工余量。 该组零件总长为 70mm。 该组零件的最大直径Φ 45mm，根据这两个基本的尺寸我们可以选择长度；零件长为 72mm、直径为 47mm， 45 号钢。 根据零件材料性能以及现有的设备工件 X方向留 ， Z方向留 ，内孔留 的精加工余量。 选择这样一个尺寸可以； 1 有效的利用了材料降低了加工成本 2 降低刀具的磨损保证加工精度 3 缩短了加工时间提高了经济效益 毛坯的热处理 我选用的毛坯是 45 钢，采用的热处理方工是调质处理。 调质是淬火加高温回火的双重热处理，其目的是使工件具有良好的综 合机械性能。 调质钢有碳素钢和合金调质钢两大类，不管是碳素钢还是合金钢，其含碳量控制比较严格。 如果含碳量过高，调质后工件的强度虽高，但韧性不够，如含碳量过低，韧性提高而强度不足。 为使调质件得到更好的综合性能，一般含碳量控制在 ~% 调质淬火时，要求工件整个截面淬透，使工件得到以细针状淬火马氏体为主的显微组织。 通过高温回火，得到以均匀回火索氏体为主的显微组织。 小型工厂不可能每炉搞金相分析，一般只做硬度测试，这就是说，淬火后的硬度必须达到该材料的淬火硬度，回火后硬度按图要求来检查。 45 钢是中碳结构钢，冷热加工性能都不错，机械性能较好，且价格低、来源广，所以应用广泛。 它的最大弱点是淬透性低，截面尺寸大和要求比较高的工件不宜采用。 45 钢淬火温度在 A3 30~50 ℃，在实际操作中，一般是取上限的。 偏高的淬火温度可以使工件加热速度加快，表面氧化减少，且能提高工效。 为使工件的奥氏体均匀化，就需要足够的保温时间。 如果实际装炉量大，就需适当延长保温时间。 不然，可能会出现因加热不均匀造成硬度不足的现象。 但保温时间过长，也会也出现晶粒粗大，氧化脱碳严重的弊病，影响淬火质量。 我们认为，如装炉量大于 工艺文件的规定，加热保温时间需延长 1/5。 ?? 因为 45 钢淬透性低，故应采用冷却速度大的 10%盐水溶液。 工件入水后，应该淬透，但不是冷透，如果工件在盐水中冷透，就有可能使工件开裂，这是因为当工件冷却到 180℃左右时，奥氏体迅速转变为马氏体造成过大的组织应力所致。 因此，当淬火工件快冷到该温度区域，就应采取缓冷的方法。 由于出水温度难以掌握，须凭经验操作，当水中的工件抖动停止， 即可出水空冷（如能油冷更好）。 另外，工件入水宜动不宜静，应按照工件的几何形状，作规则运动。 静止的冷却介质加上静止的工件，导致硬度 不均匀，应力不均匀而使工件变形大，甚至开裂。 ??? 45 钢调质件淬火后的硬度应该达到 HRC56~59，截面大的可能性低些，但不能低于 HRC48，不然，就说明工件未得到完全淬火，组织中可能出现索氏体甚至铁素体组织，这种组织通过回火，仍然保留在基体中，达不到调质的目的。 45 钢淬火后的高温回火，加热温度通常为 560~600℃，硬度要求为HRC22~34。 因为调质的目的是得到综合机械性能，所以硬度范围比较宽。 但图纸有硬度要求的，就要按图纸要求调整回火温度，以保证硬度。 如有些轴 类零件要求强度高，硬度要求就高；而有些齿轮、带键槽的轴类零件，因调质后还要进行铣、插加工，硬度要求就低些。 关于回火保温时间，视硬度要求和工件大小而定，我们认为，回火后的硬度取决于回火温度，与回火时间关系不大，但必须回透，一般工件回火保温时间总在一小时以上。 所以在本次设计加工中所加工零件的热处理安排为首先粗加工前先正火，粗加工后再调质。 4 加工工艺的设计 工序的划分 数控机床与普通机床加工相比较，加工工序更加集中，根据数控机床的加工特点，加工工序的划分有以下几种方式 ： （ 1）根据装夹定位划分工序 这种方法一般适应于加工内容不多的工件，主要是将加工部位分为几个部分，每道工序加工其中一部分。 如加工外形时，以内腔夹紧；加工内腔时，以外形夹紧。 （ 2）按所用刀具划分工序 为了减少换刀次数和空程时间，可以采用刀具集中的原则划分工序，在一次装夹中用一把刀完成可以加工的全部加工部位，然后再换第二把刀，加工其他部位。 在专用数控机床或加工中心上大多采用这种方法。 （ 3）以粗、精加工划分工序 对易产生加工变形的零件，考虑到工件的加工精度，变形等因素，可按粗、精加工分开的原则来划分工序，即先粗后精。 在工序的划分中，要根据工件的结构要求、工件的安装方式、工件的加工工艺性、数控机床的性能以及工厂生产组织与治理等因素灵活把握，力求合理。 此零件适合选用以粗、精加工划分工序的方法进行工序的划分，先粗后精。 粗、精加工基准的选择 选择粗基准时，主要要求保证各加工面有足够的余量，使加工面与不加工面间的位置符合图样要求，并特别注意要尽快获得精基面。 具体选择时应考虑下列原则： 选择未加工表面为粗基准 为了保证加工面与不加工 面间的位置要求，一般应选择未加工面为粗基准。 如果工件上有多个不加工面，则应选其中与加工面位置要求较高的不加工面为粗基准，以便保证精度要求，使外形对称等。 毛坯孔与外圆之间偏心较大，应当选择不加工的外圆为粗基准，将工件装夹在三爪自定心卡盘中，把毛坯的同轴度误差在镗孔时切除，从而保证其壁厚均匀。 选择加工余量最大的表面为粗基准 在没有要求保证重要表面加工余量均匀的情况下，如果零件上每个表面都要加工，则应选择其中加工余量最大的表面为粗基准，以避免该表面在加工时因余量不足而留下部分毛坯面，造成工件废品。 选择较为平整光洁、加工面积较大的表面为粗基准 以便工件定位可靠、夹紧方便。 粗基准在同一尺寸方向上只能使用一次 因为粗基准本身都是未经机械加工的毛坯面，其表面粗糙且精度低，若重复使用将产生较大的误差。 实际上，无论精基准还是粗基准的选择，上述原则都不可能同时满足，有时还是互相矛盾的。 因此，在选择时应根据具体情况进行分析，权衡利弊，保证其主要的要求。 根据本设计所加工的零件我选择在粗加工零件左、右端时，以工件毛坯Φ 47 的外圆为基准进行加工。 加工顺序的安排 加工顺序的安排应根 据工件的结构和毛坯状况，选择工件定位和安装方式，重点保证工件的刚度不被破坏，尽量减少变形，因此加工顺序的安排应遵循以下原则： （ 1）上道工序的加工不能影响下道工序的定位与夹紧 （ 2）先加工工件的内腔后加工工件的外轮廓 （ 3）尽量减少重复定位与换刀次数 （ 4）在一次安装加工多道工序中，先安排对工件刚性破坏较小的工序。 根据本次设计所加工的轴套类零件的加工顺序安排如图 431所示： 图 431 零件的加工顺序：。