轴承套的加工工艺与编程

轴承套的加工工艺与编程内容摘要：

13 由于设计等多方面的原因，在图样上可能出现构成加工轮廓的条件不充分、尺寸模糊不清及尺寸封闭缺陷，增加了编程工作的难度，有的甚至无法 编程。 2. 精度及技术要求 精度及技术要求分析的主要内容是要求是否齐全、是否合理；本工序的数控车削精度能否达到图样要求，若达不到，需采取其它措施（如磨削）弥补的话，则应给后续工序留有余量；有位置精度要求的表面应在一次安装下完成；表面粗糙度要求较高的表面，应确定用恒线速度切削。 只有在分析零件尺寸精度和表面粗糙度的基础上，才能对加工方法、装夹方式、刀具及切削用量进行正确而合理的选择。 轴承套零件图的工艺分析 1. 轴承套 零件图的工艺分析 该零件主要由内外圆柱面、内 圆 锥 面、 圆弧面及外螺纹等表面组成， 零件图尺寸标注完整，轮廓描述清楚。 其中 φ 50、 φ 52外圆有较高的尺寸精度和表面粗糙度要求 ， 并且对φ 32 孔 的径向圆跳动 公差为 ； 左端面 则 对 φ 32 孔 轴线的垂直度公差为 ；φ 78 外圆有较高的 表面粗糙度 要求， 外圆柱面表面粗糙度为。 零件材料为 45钢，切削加工性能较好，无热处理和硬度要求。 2. 工艺措施 通过上述分析，采用以下几点 工艺措施 ： (1)对图样上带公差的尺寸，编程时 全部 取 其 平均值。 (2)左右端面均为多个尺寸的设计基准，相应工序加工前，应该先将左右端面车出来。 (3)外圆对内孔的径向圆跳动要求在 内 ，掉头装夹时，除了要 包一层铜皮 外， 夹紧时用力要适中，不可过大。 如果不能保证，则采用 软卡爪装夹。 (4)内孔 与 左 端面 应 在一次装夹中加工出，以保证端面与内孔轴线的垂直度。 (5) 轴承套外圆为 IT7级精度，采用 粗车 — 半 精车 — 精车可以满足要求。 (6)内孔尺寸较小，镗 1:20 锥孔与镗 φ 32 孔及 15176。 锥面时需掉头装夹。 轴承套定位基准和装夹方式的选择 河南质量工程职业学院毕业论文（轴承套的加工工艺与编程） 14 定位基准 的选择 1. 精基准的选择原则 (1) 基准重合原则。 为避免基准重合误差，方便编 程，应选用设计基准作为定位基准 ，并使设计基准、定位基准、编程原点三者统一，这是最佳考虑的方案。 因为当加工面的 定位基准与设计基准不重合 ，且加工面与设计基准不在一次安装中同时加工出来的情况下，会产生基准 重合误差。 (2) 基准统一原则。 在多工序或多次安装中，选用相同的定位基准， 这样既可保证各加工表面间的相互位置精度，避免或减少因基准转换而引起的误差。 (3) 自为基准原则。 精加工或光整加工工序要求余量小而均匀，因此选择加工表面本身作为定位基准，称为自为基准原则。 (4) 便于装夹原则。 所选精基准应能保证 工件 定位准确稳定，装夹方便可靠，夹具结构简单适用，操作方便灵活，能加工尽可能多的内容。 (5) 便于对刀原则。 批量加工时，在工件坐标系已经确定的情况下，采用不同的定位基准 为对刀基准建立工件坐标系，会使对刀的方便性不同，有时甚至无法对刀。 这时就要分析此种定位方案是否能满足对刀操作的要求，否则原设工件坐标系须重新设定。 2. 粗基准的选择原则 (1) 非加工表面原则。 为了保证加工面与不加工面之间的位置要求，应选不加工面为粗基准。 (2) 加工余量最小原则。 以余量最小的表面作为粗基准，以保证各加工表面有足够 的加工余量。 (3) 重要表面原则。 为保证重要表面的加工余量均匀，应选择重要加工面为粗基准。 (4) 不重复使用原则。 粗基准未经加工，表面比较粗糙且精度低，二次安装时，其在机床上（或夹具中）的实际位置可能与第一次安装时不一样，从而产生定位误差，导致相应加工表面出现较大的位置误差。 因此，粗基准一般不应重复使用 (5) 便于工件装夹原则。 作为粗基准的表面，应尽量平整光滑，没有飞边、冒口、浇口或其他缺陷，以便使工件定位准确、夹紧可靠。 装夹方式的选择 1. 在三爪自定心卡盘上装夹 河南质量工程职业学院毕业论文（轴承套的加工工艺与编程） 15 三爪自定 心卡盘的三个卡爪是同步运动的，能自动定心，一般不需找正。 三爪自定心卡盘装夹工件方便、省时，自动定心好，但夹紧力较小，因此适用于装夹外形规则的中、小型工件。 用三爪自定心卡盘装夹精加工过的表面时，被夹住的工件表面应包一层铜皮，以免夹伤工件表面。 2. 在两顶尖之间顶两头装夹 3. 用卡盘和顶尖一夹一顶装夹 车削质量较大的工件时要一端用卡盘夹住，另一端用后顶尖支撑。 为了防止工件由于切削力的作用而产生轴向位移，必须在卡盘内装一限位支承或利用工件的台阶面限位 ， 这样比较安全，能承受较大的轴向切削力，且 安装刚性好，轴向定位准确，因此应用比较广泛。 确定 轴承套 的定位基准和装夹方式 定位基准：内孔加工时以外圆定位； 装夹方式：用三爪自动定心卡盘夹紧 ，掉头 装夹 加工时，使用百分表进行找正，并在 装夹部位包一层铜皮。 定位基准：确定零件轴线为定位基准； 装夹方式：用三爪自动定心卡盘夹紧 ，掉头 装夹 加工时，使用百分表进行找正，并在 装夹部位包一层铜皮。 轴承套 加工 顺序和进给路线的确定 加工顺序安排的原则 1. 先粗后精 对于粗精加工在一道工序内 进行的加工内容，应先对各表面进行全部粗加工，然后再进行半精加工和精加工，以逐步提高加工精度。 此工步顺序安排的原则要求：粗车在较短 河南质量工程职业学院毕业论文（轴承套的加工工艺与编程） 16 的时间内将工件各表面上的大部分加工余量切掉。 若粗车后所留余量的均匀性满足不了精加工的要求，则要安排半精车，以此为精车做准备。 为保证加工精度，精车一定要一刀切出。 2. 先近后远 先近后远即在一般情况下，离对刀点近的部位先加工，离对刀点远的部位后加工，以缩短刀具移动距离，减少空行程时间。 对车削而言，先近后远还可以保持工件的刚性，有利于切削加工。 3. 先内后外、内外交叉 先内后外、内外交叉的原则是指粗加工时先进行内腔、内形粗加工，后进行外形粗加工；精加工时先进行内腔、内形精加工，后进行外形精加工。 上述原则并不是一成不变的，对于某些特殊情况， 需要采用灵活可变的方案。 进给路线的确定 1. 最短的空行程路线 确定最短的走刀路线，除了依靠大量的实践经验外，还应善于分析，必要时可辅以一些简单的计算。 (1) 灵活设置程序循环起点。 在车削加工编程时许多情况下采用固定循环指令编程。 (2） 合理安排返回换刀点。 在手工编制较复杂轮廓的加工程序时，在不换刀的前 提下，执行退刀动作时，应不用返回到换刀点。 安排走刀路线时，应尽量缩短前一刀终点与后一刀起点间的距离，方可满足走刀路线最短的要求。 2. 最短的切削进给路线 若能使切削进给路线最短，就可有效地提高生产效率，降低刀具的损耗。 安排最短切削进给路线时，应同时兼顾工件的刚性、加工工艺性等要求，不能顾此失彼。 3. 零件轮廓 精加工 一次走刀完成 如果需要以一刀或多刀进行精加工，则其最后一刀要沿轮廓连续加工而成，尽量避免在连续的轮廓中安排切入、切出、换刀或停顿，以免因切削力突然变化而造成弹性变形，使光滑 连接的轮廓上产生刀痕等缺陷。 河南质量工程职业学院毕业论文（轴承套的加工工艺与编程） 17 确定轴承套的 加工顺序及进给路线 加工顺序的确定按 由内到外、由粗到精、由近到远 的原则确定。 在一次装夹中加工出较多的工件表面外。 结合 本 零件结构特征， 轴承套左、右端面分别为多个尺寸的设计基准，故 可先加工一端内孔及外轮廓表面，然后掉头再加工另 一端内孔及外轮廓 表面。 确定的加工顺序为：平端面→钻中心孔 → 钻 φ 32 孔的底孔 φ 26→ 粗镗 φ32内孔、 15176。 锥面及 倒角 → 精镗 φ 32 内孔、 15176。 锥面及 → 粗车 φ 50 外圆、φ 58 台阶面、 R5 圆弧、 C2 倒角及 φ 78 外圆面 → 半 精车 φ 50 外圆、 φ 58台阶面、 R5 圆弧、C2 倒角及 φ 78 外圆面 → 精车 φ 50、 φ 78 外圆面 → 掉头装夹平端面保证总长尺寸 → 粗镗1:20 锥孔 → 精镗 1:20 锥孔 → 粗车螺纹大径、 φ 52 外圆及 C2 倒角 →半 精车螺纹大径、 φ52外圆及 C2 倒角→ 精车 φ 52外圆 → 车螺纹退刀槽 → 车 M45 外螺纹。 进给路线的确定 主要在于确定粗加工及空行程的进给路线。 在保证加工质量的前提下，使加工具有最短的走刀路线，不仅可以节省整个加工过程的执行，还能减少一些不必要的刀具损耗及机床进给机构滑动部件的磨损。 根据以 上分析，在 FANUC 0iMateTC 系统 数控车床上加工零件时， 该零件走刀路线很简单，都只要采用 G7 G70 粗车、精车循环指令加工内孔和外圆， 可免去许多复杂的计算过程，而且程序变得简化。 经过分析后， 该零件外轮廓表面的粗车走刀路线见表 2 和表 3。 轴承套 加工 刀具的选择 数控车刀的类型 及选用 数控车削用的车刀一般分为三类，即尖形车刀、圆弧形车刀和成型车刀。 当数控车床进行粗加工时，要求刀具强度高，耐用度好，以满足粗加工背吃刀量大、进给速度高的要求。 河南质量工程职业学院毕业论文（轴承套的加工工艺与编程） 18 当数控车床进行精加工时， 要选用精度高，锋利、耐用度高的刀具，以保证加工精度。 为方便对刀和减少刀具安装时间，尽量使用机夹刀，刀具材料最好选用涂层硬质合金刀片。 刀片的几何结构（如刀尖圆角、几何角度等） 应根据加工零件的形状决定。 特别要注意的是在加工球面时要选用副偏角大的刀具，以免刀具的后刀面与工件产生干涉。 轴承套 数控加工的 刀具选择 选用 45176。 硬质合金端面车刀车端面，刀号 T01； 选用 φ φ 的中心孔， 刀号 T02； 选用 φ 26 锥柄麻花钻钻底孔， 刀号 T03； 选用 不通 孔 硬质合金 镗刀 粗精 镗 内孔， 刀号 T04； 选用 93176。 硬质合金外圆粗车刀粗车外轮廓表面 ，刀号 T05； 选用 93176。 硬质合金外圆精车刀 精 车外轮廓表面 ， 刀号 T06； 选用 5mm 宽的 硬质合金 切槽刀车螺纹退刀槽 ，刀号 T07； 选用 60176。 外螺纹车刀车 M45 外螺纹 ，刀号 T08。 将所选刀具参数填入表 1轴承套数控加工刀具卡片中，以便于编程和操作管理。 轴承套 加工 切削用量的选择 切削用量的选用原则 切削用量选择是否合理，对于能否充分发挥机床的潜力和刀具的切削性能，实现优质、高产、低成本和安全操作具有很重要的作用。 切削用量的选择原则 是：粗车时，首先考虑选择尽可能大的背吃刀量 αp，其次选择较大的进给量 f，最后确定一个合适的切削速度 Vc。 增大背吃刀量 αp 可使走刀次数减少，增大进给量 f 有利于断屑。 精车时，加工精度和表面粗糙度要求较高，加工余量不大且较均匀，选择切削用量时应着重考虑如何保证加工质量，并在此基础上尽量提高生产率。 因此，精车时应选用较小（但不能太小）的背吃刀量 αp 和进给量 f，并选用性能高的刀具材料和 河南质量工程职业学院毕业论文（轴承套的加工工艺与编程） 19 合理的几何参数，以尽可能提高切削速度 Vc。 轴承套 加工的 切削用量选择 粗加工时，在工艺系统刚性 和机床功率允许的情况下，尽可能取较大的背吃刀量， 以减少进给次数；精加工时，为保证零件的加工精度和表面粗糙度要求。 根据被加工表面质量要求、刀具材料、工件材料和机床性能，参考切削用量手册或有关资料选取：粗车外轮廓 αp=2。