典型軸類零件數控車削加工工藝過程及編程分析畢業設計
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- 典型軸類零件數控車削加工工藝過程及編程分析畢業設計(論文)
1.引言
高度發達的制造業和先進的制造技術已經成為當前衡量一個國家綜合經濟實力和科技水平的重要標志之一,成為一個國家在競爭激烈的國際市場上獲勝的關鍵因素。隨著我國從制造業大國走向制造業強國的步伐的加快,掌握以數控技術為主的先進制造技術,提高計算機輔助設計與制造(CAD/CAM)的技術水平成為一個制造企業持續進步,賴以生存的重要支撐。
2.數控車床的特點
數控車床是目前國內數量最多,應用最廣數控機床,由于采用了數控系統作為控制核心,利用伺服電機通過滾珠絲桿驅動溜板和刀架實現進給運動,其運動鏈與普通車床相比也更短,總體結構剛性好,抗振性好。與普通車削相比,數控車削具有以下特點:
(1).可以加工具有復雜型面的工件
在數控車床上零件,零件的形狀主要取決于加工程序,因此只要能編寫程序,無論工件多么復雜都能加工。
(2).加工精度高,質量穩定
因為數控車床本身的精度比普通車床高,一般數控車床的定位精度為±0.01mm,重復定位精度為±0.005mm,在加工過程中操作人員不參與,所以消除了操作者的人為誤差,工件的加工精度全部由數控機床保證;又因為數控車削加工采用工序集中,減少了工件多次裝夾對加工精度的影響,所以工件的精度高,尺寸一致性好,質量穩定。
(3).生產效率高
數控車削加工可有效地減少零件的加工時間和輔助時間。由于數控車床的主軸轉速、進給速度、快速定位速度高,通過合理選擇切削用量,充分發揮刀具的切削性能,可以減少零件的加工時間。此外,數控車削加工一般采用通用或組合夾具,加工過程中能進行自動換刀,減少了輔助時間。綜合上述幾方面,數控車削加工的生產效率高。
(4).改善勞動條件
在數控車床上從事加工的操作者,其主要任務是編輯程序、輸入程序、裝卸零件、準備刀具、觀測加工狀態、檢驗零件等,勞動強度極大降低。此外,數控車床一般是封閉式加工,既清潔,又安全,勞動條件得到了改善。
(5).有利于生產管理現代化
數控車削加工可預先估算加工工件所需的時間,相同工件所用時間基本一致,因此,工時和工時費用可以精確估計。這有利于編制生產進度表,有利于均衡生產和取得更高的預計產量;此外,數控車削加工所使用的刀具、夾具可進行規范化管理。這些均有利于生產管理現代化。
基于上述原因,認真研究和改進數控車削加工工藝過程及編程分析,對提高生產效率,提升員工素質,增加企業競爭力有著十分重要的意義。
3.零件圖工藝分析
零件圖如圖1所示:
圖1 軸零件圖
由圖1知,零件材料為45鋼,無熱處理和硬度要求。該零件由圓柱、圓錐、圓弧、內螺紋、外螺紋、內孔等組成,其中外徑尺寸及內孔尺寸有較高的尺寸要求和表面粗糙度要求。內外螺紋均為細牙螺紋,有較高的公差等級要求。尺寸標注完整,輪廓描述清楚。零件材料為45鋼,無熱處理和硬度要求。通過分析,可采用以下幾點工藝措施:
(1)對圖樣上給定的幾個精度要求較高的尺寸,因其公差數值較小,故編程時不必取平均值,而全部取基本尺寸即可。
(2)在輪廓曲線上,有一處橢圓圓弧,加工中需改變進給方向的輪廓曲線。因此,在加工時應給機械間隙補償以保證輪廓曲線的準確性。
(3)由圖紙分析,此零件需換向加工(四次裝夾),因此需分設坐標系。為保證其表面無夾傷痕跡,便于加工,加工前應作專用夾具如圖2所示:
圖2 夾具
4.設備的選定
選取普利森集團出品的CKD6126B型數控機床作為加工設備,此機床是普利森集團于2005年開發的數控車床,其外形圖如圖3所示:
圖3 CKD6126B數控車床外形圖 圖4 KND100T外形圖
CKD6126B型數控車床通過數控系統自動控制,可對加工范圍內的各種內孔、外圓、圓錐面、圓弧面及螺紋進行加工。機床床身采用樹脂砂造型,導軌經過超音頻淬火和精密磨削。主運動通過松下變頻器及變頻電機實現無級變速。數控系統選用KND100T系統,其外形圖如圖4所示:
進給采用交流伺服驅動。機床配備有手搖脈沖發生器。機床防護采用全封閉防護。機床潤滑采用間歇式自動潤滑。機床配備冷卻系統合照明系統。機床配備尾座。其主要技術參數如表1所示:
表1 CKD6126主要技術參數
一般規格 床身上最大工件回轉直徑 300mm
滑板上最大工件回轉直徑 120mm
最大工件長度 350mm
床頭箱 主軸通孔直徑 φ 50mm
主軸前端錐孔錐度 莫氏錐度6號
主軸轉速范圍 300-4000r/min
走刀系統 縱向最小移動距離 0.001mm
橫向最小移動距離 0.001mm
縱向最大移動速度 6m/min
橫向最大移動速度 4m/min
刀架系統 刀具的截面尺寸 16×16mm
下滑板的最大橫向行程 240mm
下滑板的最大縱向行程 270mm
刀具形式 排刀架(雙燕尾)或電動刀架
刀夾數量 6
床尾 床尾主軸直徑 φ 40mm
床尾主軸孔錐度 莫氏錐度3號
床尾主軸最大行程 60mm
其它 主電機功率 3.0kW
機床重量 1500kg
外形尺寸(長×寬×高) 1638 ×1078×1650mm
該零件加工所需機床調整單如表2所示:
表2 數控機床調整單
零件號 XXX 零件名稱 軸 工序號 NO.1 制表 張武彬 ...