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国家职业资格全省统一鉴定数控车床技师论文(国家职业资格二级)论文题目薄壁内螺旋油槽的数控车床加工姓名_______________________________身份证号_____________________________准考证号_____________________________所在省市江苏省徐州市所在单位江苏省徐州技师学院10工件的影响
2.工件要加紧,以防在车削是打滑飞出伤人或损坏设备而造成事故
3.车削油槽前,应先调好油槽的距离和位置,使两对油槽的交叉点在轴套外圆的凹圆弧上
4.注意安全操作及文明生产结束语本文阐述了薄壁工件的加工特点,减少和防止了加工时变形的方法,加工难点分析以及数控车削薄壁零件参数的选择,确定如何在薄壁件基础上的加工方案经生产实践证明,该加工方案切实可行,能保证薄壁件的尺寸精度、形状精度、位置精度、表面粗糙度和装配质量都满足图纸要求,可为类似零件和产品的机械加工提供一定的借鉴参考文献
[1]闻邦椿机械设计手册(2010年机械工业出版社出版图书)
[2]洪惠良.金属切削原理与刀具.北京中国劳动社会保障出版社2006
[3]
[4]10利用数控车削内螺旋油槽姓名单位江苏省徐州技师学院摘要在数控车床加工过程中,经常碰到一些薄壁零件的加工内螺旋油槽就是一个代表,本文详细的分析了零件的加工特点,采用借用螺距的方法来实现“8”字油槽的加工,在加工时防止变形的工艺方法、车刀几何角度及车削参数的选择,结合在教学实践中的实例设计出加工方案关键字薄壁套筒加工工艺工件刚性“8”字型油槽
一、引言随着对机械结构功能要求的不断提高,薄壁工件因为具有重量轻、节约材料、结构紧奏等特点,已日益广泛地应用在各个部门,但是对一类零件的结构也提出了很高的要求,薄壁轴套类零件内螺旋油槽就是一个代表,为了能更好的起到润滑效果,做成“8”字型回路,这种油槽回路被广泛应用在机械传动的润滑当中,但是薄壁零件的加工是比较棘手的,原因是薄壁零件的刚性较差、强度弱,在加工中会因为工件比较薄,切削和加紧时会造成工件的热变形和塑性变形,影响工件的尺寸精度和形状精度,从而使工件的尺寸难以控制何提高薄壁零件的加工精度是越来越关心的话题对于线膨胀系数较大的金属薄壁工件,如果在一次安装中连续半精车和精车,会对其尺寸精度产加工质量生极大地影响,有时会卡死在夹具上,内螺旋油槽目前一般都是采用数控车削的方式进行加工,为此要对工件的装夹、刀具几何参数、程序的编制等方面进行试验,从而有效的克服了薄壁零件加工过程中出现的变形
二、零件工艺分析A-B-A B42《◎lo.o151Al BHA图1如图
(1)该件材料为45#钢,该钢具有较高的强度和较好的切削加工性,经适当的热处理以后可获得一定的韧性、塑性和耐磨性,材料来源方便毛坯为圆钢尺寸为
①60mmx70mni由图可知本道工序需加工出两变螺距螺旋槽以及三个与之相接的内沟槽,且尺寸精度比较高,粗糙度不太好保证经过零件图和技术要求进行分析外圆直径精度为
0.01,Ra为
1.6mm外圆的同轴度为
0.015对于薄壁零件来讲要求比较高,在批量生产中,工艺路线大致为车端面-车外圆-车内孔-质检从零件图样要求及材料来看,该零件主要有以下难点⑴薄壁类零件的刚性差易变行⑵粗糙度不易保证⑶封闭式螺旋槽的加工
三、机床、夹具、刀具的选择
1、夹具的选择从图2中看到可以看到零件是在三爪自定心卡盘上装夹,零件受到三个爪的夹紧力,夹紧力不均衡,因为工件壁薄,刚性较差,工寸要求难以控制,很难达到技术要求但是如果将零件上的每一点的夹紧力都保持均衡,换句话说,就是增大零件的装夹接触图2三爪卡盘图3开缝套筒装夹面,而减少每一点的夹紧力如图3所示,采用开缝套筒或爪或者在三爪卡盘的基础上改造成一个扇形软爪代替原来的硬爪,以用来保证同轴度要求通过试验证明:采用后一种方法夹紧,转移夹紧力的作用点由径向夹紧改为轴向夹紧,,由点接触变为面接触,可以说明轴向夹紧方法有利于分散夹紧力,轴向夹紧力使零件的变形很小,从有效减小零件的变形
2、刀具的选择正确的选用刀具能够减少换刀次数提高加工效率、选择机夹刀,减少装夹时间,容易更换刀片,减少刃磨时间由于该工件的材料为含碳量
0.42-
0.50%的优质的碳素结构钢,在薄壁零件的车削中,合理的刀具几何角度对车削时切削力的大小,车削中产生的热变形、工件表面的微观质量都是至关重要的
3、刀具角度的选择
1.根据工件材料适当增大前角,可以使车刀更加锋利,排泄减少,减少切削与前刀面之间的摩擦,减小切削力和切削热但是前角过大会使刀具强度减弱,刀具散热情况差,磨损加快刀具前角的大小,决定着切削变形与刀具前角的锋利程度,一般车削钢件薄壁零件时,高速钢前角取6-30,硬质合金前角取5-20°o
2.增大刃倾角可以使车刀的实际前角增大,刃口圆弧减小,提高工具的锋利程度,从而减小切削力和切削热
3.根据薄壁套轴向承载能力比径向承载能力大的特点,适当增大主偏角,可以减小背向力,从而减小工件变形
4.适当的增大副刀刃与工件之间的摩擦,使切削热量减少
5.适当的减小刀尖圆弧半径可减小背向力,从而减小工件变形但刀尖圆弧半径不可以过小,否则会减小刀尖散热面积
4、切削用量的选择在加工零件时确定切削用量的选择,切削用量包括切削速度Vc,被吃刀量ap和进给量f,俗称切削三要素切削用量的选择就是确定工序的背吃刀量,进给量、切削速度,以及刀具耐用度合理选择切削用量,对充分发挥机床和刀具的性能,提高生产效率,降低生产成本有很大的益处不同的加工性质,对切削加工的要求是不一样的因此,在选择切削用量时,考虑的侧重点也应有所区别选择原则为粗加工时提高效率为主,考虑经济性,所以应尽量保证较高的金属切除率和必要的刀具耐用度,故一般优先选择尽可能大的切削深度ap,其次选择较大的进给量f,最后根据刀具耐用度要求,确定合适的切削速度半精加工、精加工时则要在保证质量的前提下兼顾切削效率和加工成本,所以首先应保证工件的加工精度和表面质量要求,故一般选用较小的进给量f和切削深度ap,而尽可能选用较高的切削速度u co
四、加工方案⑴粗车时,选择较大的切削深度和进给量,较小的切削速度⑵内孔精车时,为取得较好的表面粗糙度选用较低的进给速度采用一次走刀加工完成⑶外圆粗车时,除了留下精车余量外,选择尽量少的车削次数,一次走刀尽可能的切除全部余量⑷外圆精车时,采用一次走刀加工完成⑸根据G32指令单步走刀的特点,不改变转速多次重复走刀,直到槽深要求⑹由于螺旋槽不能一次成型,可以用一边直槽这一空位进行走刀⑺同样利用G32指令,采用循环走刀将两条螺旋槽同时加工出来,将螺旋槽当做一条右旋螺纹和一条左旋螺纹,后连接一起进行走刀⑻在即将完成时,在一边内沟槽处进行退刀,可以用一段程序完成,以防手动退刀切伤工件内圆
五、编制工艺卡片
1、刀具卡1T01加工零件外圆轮廓
0.4mm刀尖角55°外圆车刀2T02加工内孔
0.4inm刀尖角55内孔刀3T03车削内沟槽
0.2mm刀宽4mni内沟槽刀4T04加工件1,平端面
0.4mm45端面刀5T05对件1钻孔
①18钻头
2.工艺卡工艺卡片工序工步内容刀具号刀具规主轴转进给速背吃刀备注号格速度量r/m in1夹住工件一端,伸0445°端
5000.21出60mni,平端面见面刀平2钻通孔05中18钻500手动头3粗精加工件1,右01刀尖角
8000.2端外轮廓至尺寸55°
12000.14掉头装夹,控制总0445°端
5000.21长面刀5粗精加工件1,右01刀尖角
8000.2端外轮廓至尺寸55°
12000.16粗精加工内孔02刀尖角
5000.255°
10000.17加工宽3x4mm内沟03刀宽4mm
5000.2槽8加工8型槽03刀宽4mm
5000.29六.程序的编制使用数控车仿真软件编制程序,是为了更好的控制工件的加工路线,控制好工件的加工质量,根据薄壁套件的图样,内孔和外圆的程序编制比较简单,主要是高效率高质量的加工内螺旋油槽部分01M3S10T0202G0X
46.0Z10快速定位G01Z-10F200=f
0.1G01X50机动进给至车螺旋槽的起点M98P101234调用子程序10次往复车削左右旋的油槽G32X46W-42F42将槽刀退出螺旋槽G0Z100刀具快速退出X100M05主轴停转M30程序结束子程序0123489G32U
0.2W-42F42W42M99
七、零件加工注意事项L切削速度不宜过高,径向进刀速度不能太快,以减少切削力对。