項目5數(shù)控車削加工綜合技術(shù)

本任務加工如圖8-1所示軸承套零件，毛坯尺寸為φ80mm×125mm，材料為45鋼，單件小批量生產(chǎn)。該零件結(jié)構(gòu)典型，有圓柱、圓弧、圓錐、螺紋、槽及倒角，加工精度中等，檢測手段常規(guī)，難度適中。本任務要求學生能夠熟練地確定零件的加工工藝，正確地編制零件的加工程序，并完成零件的加工。任務一數(shù)控車削綜合加工技術(shù)（一）任務說明該零件結(jié)構(gòu)典型，有圓柱、圓弧、圓錐、螺紋、槽及倒角，加工精度中等，檢測手段常規(guī)，難度適中。本任務要求學生能夠熟練地確定零件的加工工藝，正確地編制零件的加工程序，并完成零件的加工一、機械加工精度的概念1）尺寸精度指加工后零件的實際尺寸與零件尺寸的公差帶中心的相符合程度。2）

形狀精度指加工后的零件表面的實際幾何形狀與理想的幾何形狀的相符合程度。3）位置精度指加工后零件有關(guān)表面之間的實際位置與理想位置相符合程度。二、影響加工精度的因素1.系統(tǒng)的幾何誤差1）加工原理誤差。2）機床的幾何誤差。3）刀具的制造誤差及磨損。4）夾具誤差。5）定位誤差。2.工藝系統(tǒng)的受力變形由機床、夾具、工件、刀具所組成的工藝系統(tǒng)是一個彈性系統(tǒng)，在加工過程中由于切削力、傳動力、慣性力、夾緊力以及重力的作用，會產(chǎn)生彈性變形，從而破壞了刀具與工件之間的準確位置，產(chǎn)生加工誤差。3.工藝系統(tǒng)的熱變形機械加工中，工藝系統(tǒng)在各種熱源的作用下產(chǎn)生一定的熱變形。4.調(diào)整誤差零件加工的每一個工序中，為了獲得被加工表面的形狀、尺寸和位置精度，總得對機床、夾具和刀具進行這樣或那樣的調(diào)整。任何調(diào)整工作必然會帶來一些原始誤差，這種原始誤差即調(diào)整誤差。5.工件殘余應力引起的誤差內(nèi)應力產(chǎn)生的原因主要有：毛坯制造中產(chǎn)生的內(nèi)應力；冷校正產(chǎn)生的內(nèi)應力；切削加工產(chǎn)生的內(nèi)應力。減小或消除內(nèi)應力的措施有：1）采用適當?shù)臒崽幚砉ば颉?）給工件足夠的變形時間。3）零件結(jié)構(gòu)要合理，結(jié)構(gòu)要簡單，壁厚要均勻。四、提高加工精度的工藝措施保證和提高加工精度的方法，大致可概括為以下幾種：減小原始誤差法、補償原始誤差法、轉(zhuǎn)移原始誤差法、均分原始誤差法、均化原始誤差法、“就地加工”法。五、表面質(zhì)量加工表面幾何特性包括表面粗糙度、表面波度、表面加工紋理幾個方面。表面粗糙度是構(gòu)成加工表面幾何特征的基本單元。1.零件圖工藝分析該零件表面由內(nèi)外圓柱面、內(nèi)圓錐面、順圓弧、逆圓弧及外螺紋等表面組成，其中多個直徑尺寸與軸向尺寸有較高的尺寸精度和表面粗糙度要求。零件圖尺寸標注完整，符合數(shù)控加工尺寸標注要求，輪廓描述清楚、完整。零件材料為45鋼，切削加工性能較好，無熱處理和硬度要求。通過上述分析，采取以下幾點工藝措施：（1）零件圖樣上帶公差的尺寸，因公差值較小，故編程時不必取其平均值，而取基本尺寸即可。（2）左右端面均為多個尺寸的設(shè)計基準，相應工序加工前，應先將左右端面車出來。（3）內(nèi)孔尺寸較小，鏜錐度為1:20錐孔、φ32mm孔及15°斜面時需掉頭裝夾。2.確定裝夾方案加工內(nèi)孔時以外圓定位，用三爪自定心卡盤夾緊。加工外輪廓時，為保證一次安裝加工出全部外輪廓，需要設(shè)一圓錐心軸裝置（如圖8-2所示藍色劃線部分），用三爪自定心卡盤夾持心軸左端，心軸右端留有中心孔并用尾座頂尖頂緊，以提高工藝系統(tǒng)的剛性。3.確定加工順序及走刀路線加工順序按由內(nèi)到外、由粗到精、由近到遠的原則確定，在一次裝夾中盡可能加工出較多的工件表面。結(jié)合本零件的結(jié)構(gòu)特征，可先加工內(nèi)孔各表面，然后加工外輪廓表面。由于該零件為單件小批量生產(chǎn)，走刀路線設(shè)計不必考慮最短進給路線或最短空行程路線，外輪廓表面車削走刀路線可按零件輪廓順序進行，如圖8-3所示。在確定換刀點時，要避免刀具與工件、尾座、防護罩等機床部件發(fā)生干涉現(xiàn)象。4.刀具選擇將所選定的刀具參數(shù)填入表8-1中，以便編程和操作管理。注意車削外輪廓時，為防止副后刀面與工件表面發(fā)生干涉，應選擇較大的副偏角，必要時可作圖檢驗。本例中選kr'=55°。5.切削用量的選擇6.填寫相關(guān)工藝卡片將前面分析的各項內(nèi)容綜合成表所示的數(shù)控加工工藝卡片。1.左端內(nèi)錐起點X坐標X=32＋2×10tan15°=32+5.359=37.359（mm）2.1:20錐體左端X坐標X=32－（120×78）=28.1（mm）3.右端R2和45°錐體的交點坐標X=45－2Rsin45°=45－2.828=42.172（mm）Z=－（30.172+Rcos45°）=－31.586（mm）4.螺紋大徑和小徑螺紋大徑：d大=D－0.13P=45－0.13×1.5≈44.8（mm）螺紋小徑：d小=D－1.08P=45－1.08×1.5＝43.38（mm）1左端內(nèi)孔加工程序%1501；程序起始符N5T0404G00X100Z100；選4號刀，執(zhí)行4號刀補，定位于起刀點N10G94M03S300M07；主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為300r/min切削液開，N20G00X24.0Z5.0；快速靠近工件N30G71U0.8R0.5P50Q120X-0.2Z0F40；設(shè)置粗加工循環(huán)參數(shù)N40M03S500；精車循環(huán)，主軸轉(zhuǎn)速為500r/minN50G01G41X37.359F20；精加工第一句，并建立刀尖半徑左補償N60Z0；錐體起始點N70X32.0Z-10.0；精車錐體N80Z-29.5；精車φ32mm內(nèi)孔N90G03X31.0Z-30.0R0.5；精車R0.5mm圓弧N100G01X30.55；精車端面N110X29.55Z-30.5；精車C0.5倒角N120X24.0；X向退刀N130G00G40X20.0Z50.0；退至安全點，并取消刀尖半徑左補償N140M30；程序結(jié)束2右端內(nèi)孔加工程序%1502；程序起始符N5G94M03S300；每分鐘進給，主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為300r/minN10M07T0404；切削液開，選4號刀，執(zhí)行4號刀補N20G00X24.0Z5.0；快速靠近工件N30G71U0.8R0.5P50Q80X-0.2Z0F40；設(shè)置粗加工循環(huán)參數(shù)N40M03S500；N50G01G41X32.0F20；精加工第一句，并建立刀尖半徑左補償N60Z0；錐體起始點N70X28.1Z-78.0；精車1：20錐體N80X24.0；X向退刀N90G00G40X20.0Z50.0退至安全點，并取消刀尖半徑左補償N100M30；程序結(jié)束3外輪廓加工程序%1503；程序起始符N5G94M03S300；每分鐘進給，主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為300r/minN10T0404M07；切削液開，選4號刀，執(zhí)行4號刀補N20G00X82.0Z1.0；快速靠近工件N30G71U2.0R0.5P50Q90U1.0W0F100；設(shè)置右端粗車循環(huán)參數(shù)N40G00X45.0；X向進刀N50G01Z-35.0；車φ45mm外圓N60X52.0；X向退刀N70Z-45.0；車φ52mm外圓N80X82.0；X向退刀N90G73U2.0R2P120Q220X0.5Z0F100；固定形狀循環(huán)X向余量為0.5mm，Z向為0mmN100M03S800F60；設(shè)置精加工參數(shù)N110G00G42X39.0；精加工第一句，并建立刀尖半徑右補償N120G01X45.0Z-2.0；倒C2角N130Z-30.172；精車φ45mm外圓N140X42.172Z-31.586；精車45°錐體N150G02X45.0Z-35.0精車R2mm圓弧N160G01X48.0；精車端面N170X52.0Z-37.0；倒C2角N180Z-45.0；精車φ52mm外圓N190X74.0；精車端面N200X80.0Z-48.0；倒C2角N210X82.0；X向退刀N220G00G40X150.0Z2.0；退至安全點，取消刀尖圓弧半徑補償N230M03S600T0606；換6號刀具，執(zhí)行6號刀補N240G00X82.0Z-109.0；快速靠近工件N250G71U2.0R0.5P290Q360X0.5Z0F100；粗車循環(huán)X向余量為0.5mm，Z向余量為0mmN260M03S800F60；N270G00G41X44.0；X向進刀，并建立刀尖圓弧半徑左補償N280G01X50.0Z-106.0；倒C2角N290Z-78.0；精車φ50mm外圓N300X58.0；精車端面N310G03X68.0Z－73.0R5.0；精車R5圓弧N320G01X74.0；精車端面N330X78.0Z-71.0；倒C2角N340Z-44.0；精車φ78mm外圓N350X82.0；X向退刀N360G00G40X150.0Z2.0；取消刀尖圓弧半徑左補償N370M30；程序結(jié)束4螺紋加工程序%1404；程序起始符N10G94M03S600；主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為600r/minN20M07T0707；切削液開，選7號刀具，執(zhí)行7號刀補N30G00X46.0Z3.0；快速靠近工件N40G01X44.8F100；X向進刀N50Z-31.0；車削φ45mm外圓至φ44.8mmN60X46.0；X向退