加工工艺分析

加工工艺分析（精选12篇）

加工工艺分析 篇1

0 引言

轮毂是盘套类零件的典型代表之一, 因此对于轮毂的加工工艺可以参考盘套类零件的加工工艺路线。轮毂零件的内表面一般都是阶梯孔, 外表面也是阶梯型的。此外, 轮毂零件的某些特征又与轴套类零件相同。轮毂的两个端面一般都是要进行加工的表面, 并且尺寸和形位公差都比较高, 加工表面质量也要求高。此外, 轮毂内表面一般都包含有内花键, 对于内花键的加工也有一定的难度。

1 小型轿车轮毂加工

1.1 轮毂结构组成

小型轿车轮毂由内外圆表面、端面、台阶面、退刀槽、内外倒角等组成。图1所示是小型轿车轮毂简图。毛坯材料为铸钢, 该轮毂属于中批量生产类型, 加工机床采用通用机床。

1.2 加工工艺确定

1) 毛坯的制造。该零件采用的毛坯是HT250。HT250具有良好的铸造、减振和耐磨性能, 并且切削性能非常好。轮毂的结构和外形都比较复杂, 由于安装在汽车轴上所承受的冲击不大, 因此考虑采用铸造轮毂, 在进行热处理之后进行机加工。该零件年产量为6 000件, 属于大批量生产。由零件图1可知所铸造轮毂的尺寸较小, 因此可以采用砂型铸造方式。在铸造完毕之后去应力处理, 然后进行机加工。

该轮毂零件全长为236 mm, 外形相对比较复杂。零件的内孔为多种直径的阶梯孔 (长径比较小) 。为了简化铸造工艺, 通过牺牲材料的方式进行实现。因此, 在铸造和热处理之后, 零件的内外表面需要去除的材料余量较大, 需要多次走刀才能完成。

2) 定位基准。由图1可知, 该轮毂零件属于典型的阶梯孔轴类零件, 根据其特性以及现有的加工机床、经验和要求, 选取毛坯的外圆和直径为180 mm的外圆端面分别作为加工的径向粗基准和轴向粗基准。

粗基准选择是为了进行粗加工, 在完成粗加工之后需要选定精基准进行半精和精加工。由图1可知, 该轮毂的设计基准为轮毂的端面, 轮毂轴线是以内孔为基准。根据选定基准的两原则 (基准重合和基准统一) , 选取内孔作为精基准, 同时将零件的两个端面也设定为基准。

3) 加工方法。由图可知, 该轮毂的加工表面主要是端面、外圆面和孔。综合分析各个加工表面的技术要求, 加工的经济性、加工精度、现有加工手段、HT250的特性, 确定加工方法如下:

(1) 加工Ф135 mm、Ф176 mm、Ф23 mm、Ф20 mm和Ф12.2 mm孔:因各孔的内表面粗糙度为Ra6.3, 同时考虑到生产效率的问题, 选择“粗镗→半精镗”的加工方法;

(2) 加工Ф336 mm外圆表面、Ф180外圆表面、Ф214外圆表面和准155 mm外圆表面:表面粗糙度为Ra6.3, 同时考虑到生产效率, 选择采用“粗车→半精车”的加工方法。

4) 工艺路线的制定。综合考虑各表面的加工方法、加工顺序及生产批量和经济性, 其汽车轮毂机械加工工艺过程如下:备坯→去应力处理→孔粗加工→孔半精加工→基准面加工→外圆等粗加工→外圆等半精加工→基准面加工→安装孔加工→去毛刺→零件最终热处理→清洗→终检。

轮毂的加工工艺为: (1) 准备原料。 (2) 铸造轮毂的毛坯。 (3) 对铸造的轮毂进行时效处理。 (4) 粗镗孔Ф135;粗镗轴承孔Ф176;粗镗轴承孔Ф23;粗镗轴承孔Ф20;半精镗轴承孔Ф135;半精镗轴承孔Ф176;精镗。 (5) 粗镗孔Ф216;粗镗孔Ф217;半精镗孔Ф219.5。 (6) 粗车上端面;粗车上端面四分之一圆弧;粗车外圆。半精车上端面;半精车上端面四分之一圆弧;半精车外圆。 (7) 粗车下端面;半精车下端面;倒角。 (8) 粗铣上端面不规则孔;精铣上端面不规则孔。 (9) 钻Ф50孔;铰Ф50孔, 倒角。 (10) 钻Ф6孔, 攻螺纹。 (11) 去毛刺, 所有的锐边倒钝。 (12) 清洗零件 (退火处理) 。 (13) 表面淬火, 保证硬度为120~163HBS。

2 轮毂零件加工工艺分析

由于轮毂具有盘套类零件和轴套类零件的特点, 因此对于轮毂零件的加工工艺分析, 可以分为两部分:盘套部分加工工艺和轴套部分加工工艺。

2.1 加工余量的选择

加工余量是指加工过程中在工件表面所切去的金属层厚度。加工余量一般指的是公称余量, 公称余量即公称尺寸之差, 又称为毛坯余量, 是指毛坯尺寸与零件图设计尺寸之差。影响加工余量的因素包括加工前 (或毛坯) 的表面质量 (表面缺陷层深度和表面粗糙度) , 前工序的尺寸公差, 前工序的形状与位置公差 (如直线度、同轴度、垂直度公差等) , 本工序加工时的安装误差。

轮毂零件的加工余量必须保证图纸上所标注的全部精度都能达到要求。同时为了减少加工工时, 降低加工成本, 应将加工余量设计为最小。在进行加工余量的设定时, 还需要考虑加工过程中零件、机床和夹具的刚度和变形。

2.2 孔的加工

轮毂零件的内表面包含多个尺寸的孔, 各个孔的加工精度也有差异。根据精度的要求, 采取车削、镗削和扩孔的方式进行加工。对于精度要求较低的可以通过铰孔的方式实现, 孔的尺寸比较大的情况下, 可以选用磨削或者滚压的方式完成孔的加工。中大批量生产的时候, 在没有台阶阻挡的情况下, 可以选用拉削的方式加工孔。

通常孔与外圆的同轴度都要求较高, 其端面与轴线的垂直度要求也有一定的要求, 因此加工时应尽量选取较好的加工工艺实现低成本加工。对于轮毂类盘套零件轴线上的孔, 通常选用的是车床车削和磨床磨削的加工方式;在大批大量生产中, 盘、套轴线位置上的通直配合孔, 多选用拉床加工。小型支架上的轴承支承孔, 一般选用车床利用花盘—弯板装夹加工, 或选用卧铣加工。箱体和大、中型支架上的轴承支承孔, 多选用铣镗床加工。各种零件上的销钉孔、穿螺钉孔和润滑油孔, 一般在钻床上加工。各种难加工材质零件上的孔, 可选用相应的特种加工机床加工。

2.3 基准的确定

任何轮毂零件加工时都要选加工基准。加工基准通常跟设计和检验基准保持一致。在进行定位基准选择时, 应该首先考虑零件的加工精度, 特别是加工表面之间的相互位置精度, 从而保证零件定位的准确性, 减少由于定位引起的误差。轮毂类零件应该考虑基准重合和基准统一原则。基准重合就是将零件的设计基准、加工基准、检验基准相互重合。基准统一是指对于加工零件的多个表面都应该使用定位基准作为基准进行加工。

3 结语

本文对轮毂零件的加工工艺进行了分析, 给出了轮毂零件的加工工艺。轮毂类零件具有盘套类零件和轴套类零件的属性, 因此可参考这两类零件的加工工艺进行工艺制定。

摘要：轮毂是车辆车轮的重要组成部分之一, 用于将制动鼓和驱动半轴进行连接。轮毂按照结构进行划分包括辐板式车轮轮毂和辐条式车轮轮毂两种, 文中主要对轮毂的加工工艺进行了分析。

关键词：轮毂,加工,工艺

参考文献

[1]张莉.轮毂加工工艺分析[J].企业导报, 2012 (21) :263-264.

[2]张瑞江, 黄庆林, 张伟.锻造铝合金轮毂加工工艺性分析[J].黑龙江科学, 2013 (5) :93.

[3]刘忠璐, 李选琦, 姜自宽, 等.带冠整体叶轮铣削加工工艺的探讨[J].航空精密制造技术, 2012 (1) :44-46.

加工工艺分析 篇2

前言

数控加工是机械制造中的先进的加工技术是一种高效率，高精度与高柔性特点的自动加工方法，数控加工技术可有效解决复杂、精密、小批多变零件的加工问题，充分适应了现代化生产的需要，制造自动化是先进制造技术的重要组成部分，其核心技术是数控技术，数控技术是综合计算机、自动技术、自动检测及精密机械等高新技术的产物，它的出现及所带来的巨大利益，已引起了世界各国技术与工业界的普遍重视，目前，国内数控机床使用越来越普及，如何提高数控加工技术水平已成为当务之急，随着数控加工的日益普及，越来越多的数控机床用户感到，数控加工工艺掌握的水平是制约手工编程与CAD/CAM集成化自动编程质量的关键因素。

数控加工工艺是数控编程与操作的基础，合理的工艺是保证数控加工质量发挥数控机床的前提条件，从数控加工的实用角度出发，以数控加工的实际生产为基础，以掌握数控加工工艺为目标，在介绍数控加工切削基础，数控机床刀具的选用，数控加工的定位与装夹以及数控加工工艺基础等基本知识的基础上，分析了数控车削的加工工艺。

I

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目录

前言

第一章 设计概要…………………………………………….1 第一节 设计题目及目的……………………………………… 1 第二节 选用设计软件………………………………………….1

第二章 实体设计………………………………………….2

第一节 CAXA平面图的绘制………………………………….2 第二节 零件实体的构造……………………………………..4 第三章 工艺分析………………………………………….7

第一节 零件工艺分析………………………………………..8 第二节 刀具的选择…………………………………………..9 第三节 刀具卡片……………………………………………..10 第四节 确立工件的定位与夹具方案………………………..10 第五节 确定走刀顺序和路线………………………………..11 第六节 切削用量的选择……………………………………..15 第七节 数控加工工艺文件的填写…………………………..16 第八节 保证加工精度的方法…………………………………17

第四章 数控加工程序……………………………………18 第五章 零件仿真加工……………………………………23

第一节 仿真软件简介……………………………………….23 第二节 仿真加工过程……………………………………… 25 结论……………………………………………………………… 30

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参考文献…………………………………………..31 III

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摘要：

本次设计主要是对数控加工工艺进行分析与具体零件图的加工，首先对数控加工技术进行了简单的介绍，然后根据零件图进行数控加工分析。第一，根据本零件材料的加工工序、切削用量以及其他相关因素选用刀具及刀柄和零件的轮廓特点确定需要7把刀具分别为外圆粗车刀、外圆精车刀、外切槽刀、外螺纹刀、内镗孔刀、内切槽刀。第二，针对零件图图形进行编制程序，此零件为轴类零件，外轮廓由直线、圆弧和螺纹组成，零件的里面要镗出一个锥孔，在加工过程中，工件需要调头钻孔再镗孔，第三，早钻孔对刀时要先回参考点，要以孔中心作为对刀点，刀具的位置要以此来找正，使刀位点与换刀点重合。

关键字：

刀具的确定、走刀路线的选择、刀具的对刀点、工件的定位。

IV

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第一章 设计概要

第一节 设计题目及目的

设计题目：轴类零件的加工及工艺分析

设计目的：本次毕业综合实训实践项目为轴类零件的加工及工艺 分析，用所学理论知识和实际操作知识，在工作中分析问题、解决实际问题的能力同时达到对我们基本技能的训练，例如：计算、绘图、熟悉和运用设计资料（手册、标准、图册和规范等）的能力。加强对在加工机械零件时的零件工艺分析、及其加工精度、刀具机床的选用、刀具补偿，工件的定位与装夹的分析等。同时提高我们编写技术文件、编写数控程序、仿真数控机床操作的独立工作能力。

第二节 选用设计软件

本课题二维图选用：CAXA电子图表

实体图选用：CAXA制造工程师2008 仿真加工用:斯沃仿真软件

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第二章 实体设计

第一节 CAXA平面图的绘制 1.软件简介

我们采用CAXA电子图版2007绘制，CAXA电子图板2007打造了全新软件开发平台，多文档、多标准以及交互方式上带来全新体验，而且在系统综合性能方面进行了充分改进和优化，对于文件特别是大图的打开、存储、显示、拾取等操作的运行速度均提升100%以上，Undo/Redo性能提升了十倍以上，动态导航、智能捕捉、编辑修改等处理速度的提升，给用户的设计绘图工作带来流畅、自如的感受。而且依据中国机械设计的国家标准和使用习惯，提供专业绘图工具盒辅助设计工具，通过简单的绘图操作将新品研发、改型设计等工作迅速完成，提升工程师专业设计能力。2.软件界面介绍 CAXA电子图版工作界面

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3.利用该软件作此图的平面图

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第二节 零件实体

一、零件主体的实体化

我们这里使用CAXA数控车2008来进行实体，首先选择工作界面，打开软件后，点击软件的左下角的

命令，然后出现一个界面如下

然后右键点击平面XY，创建草图，绘制如下图的封闭图形

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完成上图之后，点击菜单栏里的 按钮，完成实体创建。如下图：

二、在右端创建螺纹

利用公式曲线来创建螺纹，点击

按钮，出现如下图所示的界面

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将参数X=12*sin(t)Y=12*cos(t)Z=0.239*t 设置好之后点击

按钮，完成如图的曲线，单击，在曲线的一端创建一个平面，在此 6

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平面内绘制一个等边三角形，如图：导动除料，完成实体创建，如下图：，退出草绘，选择至此，整个零件的实体完成。

第三章 工艺分析

工艺分析是工艺员的中心工作也是设计者设计的一个重要环节，它是对工件进行数控加工的前期准备。合理正确的工艺分析也是编制数控加工程序的重要依据。故工艺分析是数控加工不可缺少的。正确合理的工艺分析需完成如下工作步骤和内容。

零件尺寸的正确标注：由于加工程序是以准确的坐标点来编制的，因此，各图形几何元素间的相互关系一定要明确；各种几何元素的条件要充分，应无引起冲突的多余尺寸或影响工序安排的封闭尺寸等；构成零件轮廓的几何尺寸的条件应充分。

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识读零件：零件图纸直接反映零件的结构，而零件的结构决定工艺分析的合理性，所以我们要保证良好的零件结构。

工艺步骤：制定数控加工程序、划分工步、工序，确定对刀点、换刀点，刀具补偿，选择切削刀具、冷却液，编制工艺文件等。

编制加工程序：将工艺分析融入加工程序，并对其程序进行校验和优化。

第一节 零件工艺分析

零件结构分析

1.如图所示零件便面由柱面，圆锥面，顺圆弧，逆圆弧及外螺纹构成，外螺纹绞复杂其中多个直径尺寸由较高的精度，表面粗糙，零件图尺寸编注完整，符合数控加工尺寸标注要求，轮廓描述清楚完整，零件材料为45钢，毛胚为ф60mm*122mm 零件技术要求分析

小批量生产条件编程，不准用砂布和锉刀修饰平面，这是对平面高精度的要求，未注公差尺寸按GB1804-M，热处理，调质处理，HRC25-35，未注粗糙度部分光洁度按Ra6.3，毛胚尺寸ф60mm*122mm。

加工难点及处理方案

分析图纸可知，此零件对平面度的要求高，左端更有内轮廓加工，为提高零件质量，采用以下加工方案：

1.对图样上给定的几个精度要求较高的尺寸，编程时采用中间值。2.在轮廓曲线上，有圆弧，因此在加工时应进行刀具半径补偿，以保证轮廓曲线的准确性。

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本设计图纸中的各平面和外轮廓表面的粗糙度要求可采用粗加工---精加工---超精加工方案。选择以上措施可保证尺寸、形状、精度和表面粗糙度

第二节 刀具选择

数控刀具的选择和切削用量的确定是数控加工工艺中的重要内容，它不仅影响数控机床的加工效率，而且直接影响加工质量。刀具的选择是在数控编程的人机交互状态下进行的。应根据机床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相关因素正确选用刀具及刀柄。刀具选择总的原则是：安装调整方便、刚性好、耐用度和精度高。在满足加工要求的前提下，尽量选择较短的刀柄，以提高刀具加工的刚性。

在经济型数控机床的加工过程中，由于刀具的刃磨、测量和更换多为人工手动进行，占用辅助时间较长，因此，必须合理安排刀具的排列顺序。一般应遵循以下原则：①尽量减少刀具数量；②一把刀具装夹后，应完成其所能进行的所有加工步骤；③粗精加工的刀具应分开使用，即使是相同尺寸规格的刀具；④先铣后钻 ；⑤先进行曲面精加工，后进行二维轮廓精加工；⑥在可能的情况下，应尽可能利用数控机床的自动换刀功能，以提高生产效率等。

综上所诉：本零件的加工(1)选用φ5mm中心钻钻削中心孔。用ф20的钻头加工左端的孔(2)粗车及平端面选用90°硬质合金左偏刀，为防止副后刀面与工件轮廓干涉，副偏角不宜太小，选Kr´=35°。(3)为减少刀具数量和换刀次数，精车和车螺纹选用硬质合金60°外

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螺纹车刀，刀尖圆弧半径应小于轮廓最小圆角半径，取re=0.15～0.2mm。

第三节 刀具卡片

第四节 确定工件的定位与装夹方案

在数控车床上工件定位安装的基本原则与普通机床相同。工件的装夹方法影响工件的加工精度和效率，为了充分发挥数控机床的工作特点，在装夹工件时，应考虑以下几种因素： 1.尽可能采用通用夹具，必须时才设计制造专用夹具； 2.结构设计要满足精度要求； 3.易于定位和装夹； 4.易于切削的清理； 5.抵抗切削力由足够的刚度；

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工件的定位与基准应与设计基准保持一致，应防止过定位，对与箱体工件最好选择“一面两销”作为定位基准，定位基准在数控机床上要仔细找正。

由于这个工件是个实心轴，末端要镗一个30的锥孔，因轴的长度不是很长，所以采用工件的右端面和48的外圆作定位基准，使用普通三爪卡盘夹紧工件，取工件的右端面中心为工件坐标的原点，对刀点在（100.1000）处。

第五节 切削加工顺序的安排：

①先粗后精 先安排粗加工，中间安排半精加工，最后安排精加工和光整加工。

②先主后次 先安排零件的装配基面和工作表面等主要表面的加工，后安排如键槽、紧 固用的光孔和螺纹孔等次要表面的加工。由于次要表面加工工作量小，又常与主要表面有位 置精度要求，所以一般放在主要表面的半精加工之后，精加工之前进行。

③先面后孔 对于箱体、支架、连杆、底座等零件，先加工用作定位的平面和孔的端面，然后再加工孔。这样可使工件定位夹紧稳定可靠，利于保证孔与平面的位置精度，减小刀具的磨损，同时也给孔加工带来方便。

④基面先行 用作精基准的表面，要首先加工出来。所以，第一道工序一般是进行定位面的粗加工和半精加工(有时包括精加工)，然后再以精基面定位加工其它表面。例如，轴类零件顶尖孔的加工 综上所诉：此零件的的加工顺序如下：

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1.先进行右端部分的加工，右端部分首先 1加工主轮廓走刀路线如下 ○

圆弧段加工

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切槽

螺纹加工

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2.调头加工，调头之后的加工在分成3部 1首先加工外轮廓，走刀路线如下： ○

2钻孔：钻一个ф20深度为29的孔 ○3加工左端部分的内轮廓，走刀图如下 ○ 14

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以上为整个零件的加工路线

第六节 切削用量的选择

切削速度、进给量和切削深度三者称为切削用量。它们是影响工件加工质量和生产效率的重要因素。车削时，工件加工表面最大直径处的线速度称为切削速度，以v(m/min)表示。其计算公式：

v=πdn/1000(m/min)式中：d——工件待加工表面的直径（mm）n——车床主轴每分钟的转速（r/min）

根据零件的结构特点，外轮廓用采用90度外圆车刀，轮廓粗加工时留1mm的精车余量，粗加工时选主轴转速为s=800r/min，精加工选择1000 r/min，由公式计算得：切削速度v 粗加工：v=150(m/min)精加工：v=188(m/min)

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第七节 数控加工工艺文件的填写

1.工艺过程卡片

2.机械加工工序卡片

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第八节 保证加工精度的方法

为了保证和提高加工精度，必须根据生产加工误差的主要原因，采取相应的误差预防或误差补偿等有效的工艺途径措施来直接控制原始误差或控制原始误差对零件加工精度的影响。

一、刀具半径的选定

1.刀具的半径R比工件转角处半径大时不能加工。2.刀具较小时不能用较大的切削量加工（刀具刚性差）。

二、采用合适的切削液

1.切削液主要用来减少切削过程中的摩擦和降低切削温度。合理使用切削液，对提高刀具耐用度和加工表面质量、加工精度起重要的作用。2.非水溶性切削液：切削油、固体润滑剂，非溶性切削液主要起润滑作用。

3.水溶性切削液：水溶液、乳化液，水溶性切削液有良好的冷却作用和清洗作用。

故本设计加工时采用水溶液进行冷却。

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第

4章 数控加工程序

本零件采用电脑软件编程，由于程序过多，这里只打出一部分，这里只展示左端部分的程序

O1234 T0404 M03 S1200 M08 F1500 G00 X77.917 Z13.100 G00 Z6.549 G00 X71.414 G01 X61.014 F5.000 G01 X59.600 Z5.841 G01 Z-14.200 F10.000 X60.000 G01 X61.414 Z-13.493 F20.000 G01 X71.414 G00 Z6.549 G01 X60.014 F5.000 G01 X58.600 Z5.841 G01 Z-14.700 F10.000 G01 X60.000 G01 X61.414 Z-13.993 F20.000 G01 X71.414 G00 Z6.549 G01 X59.014 F5.000 G01 X57.600 Z5.841 G01 Z-15.200 F10.000 G01 X60.000 G01 X61.414 Z-14.493 F20.000 G01 X71.414 G00 Z6.549 G01 X58.014 F5.000 G01 X56.600 Z5.841 G01 Z-15.700 F10.000 G01 X60.000 G01 X61.414 Z-14.993 F20.000 G01 X71.414 G00 Z6.549 G01 X57.014 F5.000 18

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G01 X55.600 Z5.841 G01 Z-16.200 F10.000 G01 X60.000 G01 X61.414 Z-15.493 F20.000 G01 X71.414 G00 Z6.549 G01 X56.014 F5.000 G01 X54.600 Z5.841 G01 Z-16.700 F10.000 G01 X60.000 G01 X61.414 Z-15.993 F20.000 G01 X71.414 G00 Z6.549 G01 X55.014 F5.000 G01 X53.600 Z5.841 G01 Z-17.200 F10.000 G01 X60.000 G01 X61.414 Z-16.493 F20.000 G01 X71.414 G00 Z6.549 G01 X54.014 F5.000 G01 X52.600 Z5.841 G01 Z-17.700 F10.000 G01 X60.000 G01 X61.414 Z-16.993 F20.000 G01 X71.414 G00 Z6.507 G01 X1.414 F5.000 G01 X0.000 Z5.800 G01 X51.600 F10.000 G01 Z-18.200 G01 X59.600 G01 Z-36.000 G01 X61.014 Z-35.293 F20.000 G01 X71.014 G00 Z6.007 G01 X1.414 F5.000 G01 X0.000 Z5.300 G01 X50.600 F10.000 G01 Z-18.700 G01 X58.600 G01 Z-36.000 G01 X60.014 Z-35.293 F20.000 G01 X70.014 19

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G00 Z5.507 G01 X1.414 F5.000 G01 X0.000 Z4.800 G01 X49.600 F10.000 G01 Z-19.200 G01 X57.600 G01 Z-36.000 G01 X59.014 Z-35.293 F20.000 G01 X69.014 G00 Z5.007 G01 X1.414 F5.000 G01 X0.000 Z4.300 G01 X48.600 F10.000 G01 Z-19.700 G01 X56.600 G01 Z-36.000 G01 X58.014 Z-35.293 F20.000 G01 X68.014 G00 Z4.507 G01 X1.414 F5.000 G01 X0.000 Z3.800 G01 X47.600 F10.000 G01 Z-20.200 G01 X55.600 G01 Z-36.000 G01 X57.014 Z-35.293 F20.000 G01 X67.014 G00 Z4.007 G01 X1.414 F5.000 G01 X0.000 Z3.300 G01 X46.600 F10.000 G01 Z-20.700 G01 X54.600 G01 Z-36.000 G01 X56.014 Z-35.293 F20.000 G01 X66.014 G00 Z3.507 G01 X1.414 F5.000 G01 X0.000 Z2.800 G01 X45.600 F10.000 G01 Z-21.200 G01 X53.600 G01 Z-36.000 G01 X55.014 Z-35.293 F20.000 20

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G01 X65.014 G00 Z3.007 G01 X1.414 F5.000 G01 X0.000 Z2.300 G01 X44.600 F10.000 G01 Z-21.700 G01 X52.600 G01 Z-36.000 G01 X54.014 Z-35.293 F20.000 G01 X64.014 G00 Z2.507 G01 X1.414 F5.000 G01 X0.000 Z1.800 G01 X43.600 F10.000 G01 Z-22.200 G01 X51.600 G01 Z-36.000 G01 X53.014 Z-35.293 F20.000 G01 X63.014 G00 Z2.007 G01 X1.414 F5.000 G01 X0.000 Z1.300 G01 X42.600 F10.000 G01 Z-22.700 G01 X50.600 G01 Z-36.000 G01 X52.014 Z-35.293 F20.000 G01 X62.014 G00 Z1.507 G01 X1.414 F5.000 G01 X0.000 Z0.800 G01 X41.600 F10.000 G01 Z-23.200 G01 X49.600 G01 Z-36.000 G01 X51.014 Z-35.293 F20.000 G01 X61.014 G00 Z1.007 G01 X1.414 F5.000 G01 X0.000 Z0.300 G01 X40.600 F10.000 G01 Z-23.700 G01 X48.600 G01 Z-36.000 21

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G01 X50.014 Z-35.293 F20.000 G01 X71.414 G00 X77.917 G00 Z13.100 G00 X100 Z100 T0404 M03 S1200 G00 X70.318 Z11.144 G00 Z0.707 G00 X59.414 G01 X-1.414 F5.000 G01 X0.000 Z0.000 G01 X40.000 F10.000 G01 Z-24.000 G01 X48.000 G01 Z-36.000 G01 X49.414 Z-35.293 F20.000 G01 X59.414 G00 X70.318 G00 Z11.144 G00 X100 Z100 T0505 M3S500 G0X20.Z20 G0X0.Z5.G99G1Z-32.F0.1 G0Z5.X100.Z100.G0 T0606 G97 S3600 M03 G0 X21.92 Z2.5 M8 G50 S3600 G96 S330 G99 G1 Z-23.8 F.2 X20.X17.172 Z-22.386 G0 Z2.5 X23.84 G1 Z-23.8 X21.52 X18.692 Z-22.386 G0 Z2.5 X25.76 G1 Z-14.341 22

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X24.6 Z-15.965 Z-23.8 X23.44 X20.612 Z-22.386 G0 Z2.5 X27.68 G1 Z-11.653 X25.36 Z-14.901 X22.532 Z-13.487 G0 Z2.5 X29.6 G1 Z-8.965 X27.28 Z-12.213 X24.452 Z-10.799 G0 X19.5 Z2.X30.G1 Z0.Z-9.X25.Z-16.Z-24.X20.X17.172 Z-22.586 G0Z2.M9 G28 U0.W0.M05 T0606 M30

第五章 零件仿真加工

第一节、仿真软件介绍

1.软件简介

市面上的仿真软件有很多，例如：南京斯沃和上海宇龙、斐克，这里我们选用斯沃，南京斯沃软件技术有限公司开发的，是结合机床厂家实际加工制造经验与高校教学训练一体所开发的国内第一款自

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动免费下载更新的数控仿真软件。通过该软件可以使学生达到实物操作训练的目的，又可大大减少昂贵的设备投入。

斯沃数控仿真(数控模拟)软件包括16大类，66个系统，121个控制面板。具有FANUC、SIEMENS(SINUMERIK)、MITSUBISHI、FAGOR、美国哈斯HAAS、PA、广州数控GSK、华中世纪星HNC、北京凯恩帝KND系统、大连大森DASEN、南京华兴WA、江苏仁和RENHE、南京四开、天津三英、成都广泰GREAT、巨森数控JNC编程和加工功能，学生通过在PC机上操作该软件，能在很短时间内掌握各系统数控车、数控铣及加工中心的操作，可手动编程或读入CAM数控程序加工，教师通过网络教学，可随时获得学生当前操作信息。斯沃数控仿真软件也是目前国内唯一自动免费下载更新的数控仿真软件

2.斯沃界面

打开软件，选择GSK980TD

工作界面

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第二节 仿真加工过程

（一）第一段加工

1.装入刀具

2.设置毛胚，内江职业技术学院

3.对刀，输入刀补

4.开始加工

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第一段加工完成

（二）第二段加工

1.调头加工另一端，因为有内部轮廓的加工，我们这里选择透明模式，便于观察,对刀方式和第一段方法相同

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车外轮廓

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钻孔 钻一个ф20深度为29的孔

完成内轮廓加工

至此整个零件仿真加工完成

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结论

通过这次的毕业设计，我从设计的过程中学到了很多在书本上没有的内容，加深了对数控机床的了解，巩固了书本的知识。结论总结如下：

1.对于某个零件来说，并非全部加工工艺过程都适合在数控机床完成。而往往只是其中的一部分适合于数控加工。这就需要对零件图样进行仔细的工艺分析，选择那些最适合、最需要进行数控加工的内容和工序。

2． 在确定走刀路线时，最好画一张工序简图，将已经拟定出的走刀路线画上去，这样可为编程带来不少方便。

3.有些零件虽然能在一次安装中加工出很多待加工面，但考虑到程序太长，会受到某些限制，如：控制系统的限制（主要是内存容量），机床连续工作时间的限制等。此外，程序太长会增加出错与检索困难。因此程序不能太长，一道工序的内容不能太多。致谢

非常感谢各位指导老师，没有你们交给我们知识，我们是不可能完成这项毕业设计，非常感谢你们这几年对我们的辛勤教导，你们不仅仅是传授给我们了知识，更是教会我们技能，从而让我们在这个社会上更好的立足，让我们的人生更加丰富多彩，在这里我们全组成员（曹阳，赵志城，雷露，郭川）向你们致敬！！

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参考文献：

[1]陈洪涛.数控加工工艺与编程.高等教育出版社，2003 [2]罗学科.数控机床编程与操作实训.北京化学工业出版社，2002 [3]李佳.数控机床及应用.北京清华大学出版社，2001 [4]姜爱国.数控机床技能数实训.北京理工大学出版社，2006 [5]汪建安.CAXA自动编程与训练 化学工业出版社

加工工艺分析 篇3

摘 要：变导程螺杆在实际机械中的应用有着不可缺少的作用。变导程螺杆的加工受到普通机床缺乏连续变速运动功能和需要多道工序加工的限制。即使在普通设备上能通过工装夹具或刻线等手段实现加工，但加工的零件很难达到高精度的要求。从而制约了变导程变深度螺杆的应用和推广。本文提出了用车铣复合加工中心加工变导程变深度螺杆的方法，经过实验表明了方法的可行，提高了加工效率，更好地保证了各表面的相互位置精度。

关键词：车铣技术；车铣复合加工中心

一、车铣技术的主要特点

（一）车铣加工作为一种先进的金属切削方法，其主要优点为：

1.车铣是间断切削，易于自动除屑；

2.间断切削使刀具有充足的冷却时间；

3.车铣极易实现高速切削，而高速切削的一切优点可在车铣中得以体现；

4.由于切削速度是由工件和刀具的回转速度共同合成，因此不需要使工件高速旋转也能实现高速切削，有利于对大型工件进行高速切削；

5.转速相对较低，加工薄壁件几乎有由于离心力产生的变形；

6.工件温度相对较低，热变形小；

7.使用较大的纵向进给也能得到较小的表面粗糙度；

8.如采用CNC车铣中心，需用车、铣、钻、镗等不同方法进行加工的工件能在一次装夹中完成，不需要更换机床，大大缩短了生产周期，防止了重复装夹误差；

9.车铣是多刃切削，结合高速切削可较大地提高生产效率；

10.多刃切削过程平稳，刀具磨损小。

（二）由此可知，车铣技术特别适用于以下各类零件的切削加工：

1.重型或难加工材料回转体毛坯的粗加工，如大型轧锟、发电机转子、大型铸管模、大型船舶用曲轴以及火炮身管等；

2.大型薄壁件回转体的精加工；

3.大型回转体工件的高速、超高速切削；

4.需用车、铣、钻、镗等不同方法加工的工件。

车铣技术常用于多面体的加工，由于多面体具有较多的空间曲面和曲线，在以往加工方法中需要多次画线、多次装夹、专用的夹具等。给加工和工艺安排带来了很大麻烦，生产效率非常低。为此提出了利用先进的车铣复合加工中心来解决该类零件的复杂性，随着车铣技术的进一步发展，这类问题正变得越来越简单化。

二、变导程变深度螺杆加工工艺分析与研究（见图1）

（一） 加工螺旋槽的球头铣刀的选择

数控机床上使用的刀具应满足安装调整方便、刚性好、精度高、耐用度好等要求。对铣削加工刀具的基本要求有刚性好和耐用度高两点。

1.铣刀刚性要好：一是提高生产效率而采用大切削用量的需要；二是为了适应数控铣床加工过程中难以调整切削用量的特点。

2.铣刀的耐用度要高：如果刀具不耐用而磨损加快，不仅会影响零件的表面质量与加工精度，而且会增加换刀引起的调刀与对刀次数，也会使工作表面留下因对刀误差而形成的接到台阶，从而将低了零件的表面质量。

铣刀的选择因遵循铣刀类型与工件表面形状和尺寸相适应的原则。加工较大的平面应选择面铣刀；加工凹槽、较小的台阶面及平面轮廓应选择立铣刀；加工空间曲面、模具型腔或凹槽成形表面等多选用球头铣刀；加工封闭的剑槽选择槽铣刀；加工变斜角零件的变斜角面应选用鼓形铣刀；加工各种直的或圆弧形的凹槽、斜角面、特殊孔等应选用成形铣刀。工件材料不同，选择不同材料铣刀。一般硬质合金刀具适合加工中等硬度的材料，对于一些工件材料硬度高、切削性较差的特点，为了提高加工效率和加工质量，应选用超细晶粒硬质合金铣刀。超细晶粒硬质合金铣刀强度高、耐冲击，是加工难加工材料的首选刀具。

（二） 刀具轨迹规划

刀具轨迹包括切削加工的路径及刀具引入、返回等非切削空行程。走刀路径一经确定，程序中各程序段的先后次序就可以基本确定。编程时确定加工路径的原则主要有以下两点：

1.使被加工零件获得良好的加工精度和表面质量；

2.尽可能使走刀路线最短、减少程序段数量、减少空走刀时间，提高编程效率。

三、 螺杆加工的实验

（一）车铣复合加工中心对刀

对刀点设置的原则是：便于数值处理和简化程序编制。易于找正并在加工过程中便于检查；引起的加工误差小。可设置在加工零件上，也可以设置在夹具上或机床上，为了提高零件的加工精度，对刀点应尽量设置在零件的设计基准或工艺基谁上。要确定对刀点在工件坐标系中的起始位置，则需要首先确定刀位点，刀具刀位点是指刀具在机床上的位置。对于不同的刀具，刀位点选择是不同的。对立铣刀和端面铣刀而言，刀位点为其底面中心；对于球头铣刀，则为球头的球心；对于车刀，镗刀和钻头等刀具来说，则为其刀尖或钻尖.对刀时应使对刀点和刀位点重合。

（二） 加工工艺安排

工艺安排：由于这台车铣复合加工中心不便于进行粗加工，在实验前在普通机床上进行了粗加工，粗加工后毛坯长度为180mm，直径为74mm。在加工完非装夹端面之后钻一个中心孔便于在车铣复合加工中心上装夹，防止工件由于夹紧力不够造成变形，进而影响到加工精度。

粗加工之后，使用车铣复合加工中心进行试切。采用先车削轮廓再铣六方体最后铣螺旋槽的工艺顺序。加工过程中主要切削参数：第一道工序车削外圆进给1.4mm/min。第二道工序铣螺旋槽，铣刀转速3000r/min。第三道工序铣六方体，铣刀转速3000r/min。

四、结论

变导程变深度螺杆零件是一类具有代表性且造型比较规范的、典型的回转类复杂零件。本文提出了利用车铣复合加工中心加工变导程变深度螺杆的方法，经过实验表明了方法的可行，提高了加工效率，更好地保证了各表面的相互位置精度。

参考文献：

数控车削加工工艺分析 篇4

1 数控车削加工工艺具体的分析

1.1 零件图的具体分析

(1) 数控车削工艺首先要考虑的就是零件图的合理性。主要在三方面进行分析, 即零件图上的尺寸标注方法是否适和数控机床的加工要求、分析节点坐标的计算和分析被加工零件的精度与技术程度要求。

(2) 零件图上的尺寸标注方法是否适和数控机床的加工要求, 这决定了加工零件的合理性, 同一基准下直接给出标注尺寸, 可以使设计、工艺、测量的基准和编程原点统一起来。这样就可以避免不必要的麻烦, 使各种编程计算得到简单化。

(3) 分析节点坐标的计算, 在对零件进行加工中包括手工编程与自动编程, 在手工编程时要计算出每个节点坐标, 在自动编程时则要定义所有几何元素。所以, 在进行分析零件图时, 要分析节点坐标的计算。

(4) 分析被加工零件的精度与技术程度要求, 想要选择出零件合理地加工方法、装夹方式及切削用量等等, 必须分析出零件具体尺寸加上高超的技术水平。充分考虑各种可能性, 做好假如达不到预想效果时的补救措施, 在既定目标下完成好各个环节, 并及时根据实际情况变换切削速度, 任何情况下都要保证工作质量, 事实就是, 不掩盖事实。

1.2 分析加工中如何选择夹具与刀具

装夹的最低次数是提高加工效率的表现, 同时要确保精准的加工质量。零件本身的外圆柱面是轴类零件的定位基准, 套类零件则是内孔为基准, 合理选择夹具非常重要;刀具选择也有技巧可循, 寿命越长的刀具越能承受越多的切削用量, 直径越大的刀具寿命越长。尖形、圆弧形和成型车刀是最常用的刀具。

1.3 工序的科学划分

(1) 保持精度原则和提高生产效率原则是数控机床加工时的两种划分原则。保持精度也就是工序要尽量集中, 粗、细在完成过程中应该分开进行, 这样就会降低热及切削刀变形对工件的位置、尺寸精度等得影响, 保证工件的形状要求;提高生产效率的原则, 也就是在操作过程中提高成功率, 减少换刀次数, 节省时间, 也应该减少空行程。

(2) 加工顺序遵循先粗后精、先近后远、内外交叉和基面先行的原则。提高加工精度是要逐步完成的, 切削条件的改善至关重要。

2 数控车削加工工艺现存的问题

(1) 数控加工操作人员的理论水平受限, 从事多年的数控车削加工人员积累了丰富的实践经验, 但目前科技及各方面的飞速发展, 操作者的理论知识水平并没有完全适应整个社会的发展水平。因此, 导致了一些新技术没能及时的运用到实践中去, 这样也就是阻碍了我国整个数控领域的发展水平。

(2) 数控企业的投资相对不足影响加工工艺的发展, 在我国很多数控加工企业为了得到更多的利润, 投入的就相对不足, 工量具的设备不足也导致了在实际操作中的障碍出现, 在加工的工程中出现问题零件, 没有合适的工具而不能及时的补救零件降低了工作的效率。

3 具体的改进措施

(1) 企业加大对现有技术人员的培训力度, 制定出具体的进修计划, 大力培养在职技术人员的理论水平, 从而提高工作效率;同时积极引进高学历技术人员, 通过他们先进的理念及时的对现有的数控车削加工工艺进行科学的分析调整, 使数控车削加工工艺适应社会的发展状态, 不落后于其他企业或国家。

(2) 企业高管要把眼光放远, 加大投资力度, 保证企业的顺利发展。只要坚持原则, 投入越多回报越大, 这是一个正常的发展规律, 运用科学、先进的理论进行数控车削的加工工艺分析, 与实际的操作结合起来, 肯定会为企业带来更多的效益。

4 结语

数控车削加工工艺作为数控机床这种高效率设备的必要条件, 其科学合理的程度显得尤为重要, 分析这种加工工艺必须具备高素质的头脑, 掌握数控机床的操作技巧、特点及性能, 在编程前也要进行详细的分析, 制定科学合理的加工工艺, 这样就会把数控机床的高性能、高自动化和高精度的特点发挥出来, 使最合理的加工方案得到最丰厚的回报, 为企业带来巨大的效益, 为国家创造更大的价值。

摘要：数控车削加工工艺是目前数控机床这种高效率设备必须重视的一个首要问题, 现代数控加工工艺是影响机床效率的关键所在, 与普通机床的加工工艺相比较存在着很多不同之处, 科学合理的加工工艺是本文探讨的主题, 改善工艺技术的不合理性, 加大对加工工艺的重视力度是未来的发展趋势, 本文就数控车削加工工艺进行了具体的分析, 并提出了科学合理的改进建议。

关键词：数控机床,加工工艺,分析

参考文献

[1]康战, 聂凤明, 刘劲松, 等.单点金刚石精密数控车削加工技术及发展前景分析[J].光学技术, 2010, 2.

[2]王宝雨, 张康生, 刘晋平, 等.斜轧球类件轧辊的数控车削加工及误差分析[J].北京科技大学学报, 2001, 02.

8轴类零件的加工工艺分析 习题 篇5

课题：轴类零件的加工工艺分析习题

【学习目标】

1.知识点：了解轴类零件的加工工艺过程； 2.技能点：掌握轴类零件的加工工艺分析方法。3.过程与方法：自主学习，积极讨论，踊跃展示。

4.情感和价值观：激情投入课堂每一分钟，体验学习的快乐。【重点与难点】

轴类零件的加工工艺分析方法。【导学过程】

一、通过对课本第158-163页知识点的认真阅读，完成下面的问题： 1.试简述分析轴类零件加工工艺的分析过程。

2.试简述轴类零件加工工艺分析的内容有哪些。

3.如下图所示的齿轮轴零件主要用于传递动力，材料是20Cr，齿面要求高频淬火50~54HRC，批量生产，试分析其加工工艺。（课本35页图1-77）

4.如下图所示的齿轮轴零件主要用于传递动力，材料是45钢，齿面要求高频淬火48~52HRC，批量生产，试分析其加工工艺。（课本42页图1-83）

快乐学习班级：

姓名：

小组：

组内评价：

教师评价：

5.如下图所示的台阶轴零件主要用于传递动力，材料是40Cr，齿面要求表面淬火46HRC，批量生产，试分析其加工工艺。（课本44页图2-1）

6.分析课本158页图5-1所示的传动轴，材料为45钢，小批量生产，淬火硬度40~45HRC，试分析其加工工艺过程。

7.分析课本163页图5-1所示的C6136A型车床的挂轮轴，材料为45钢，小批量生产，热处理220~260HB，试分析其加工工艺过程。

三、试一下：能不能用最简洁的语言总结出本节课的主要内容？

四、课后总结：通过本节课的学习，同学们有哪些收获？

六、每日一笑

有两个香蕉一前一后走在大街上,前面那个突然说:好热,偶要把外套脱掉,然后后面的那个就滑倒了。

一天逛小吃街，发现一家卖蛋塔的店，每一种看起都十分美味可口，想买个来试试，我问店员:请问这是单卖（丹麦）的吗？，店员：不，这是日本的。

磨头座的加工工艺分析 篇6

摘要：陶瓷砖是现代建筑装修工程中应用最为广泛的装饰材料之一，众所周知；砖坯由高温烧制而成，定会产生表面变形、不平整、隐性裂纹等缺陷，为提高其表面质量及尺寸精度，对陶瓷砖进行抛光显得尤为重要。基于对抛光磨头的结构特点及功能特性的研究与分析，以抛光式磨头的主要部件磨头座为研究对象，结合其承载受力和工况的特征，给出了其选材的方法与原则，提出了加工工艺难点及相应的工艺措施，经实测验证，该工艺方案能较好保证磨头座加工质量及其使用要求。

关键词：抛光式磨头；磨头座；加工工艺；工艺难点

陶瓷砖是现代建筑装修工程中应用最为广泛的装饰材料之一，众所周知；砖坯由高温烧制而成，定会产生表面变形、不平整、隐性裂纹等缺陷，为提高其表面质量及尺寸精度，对陶瓷砖进行抛光显得尤为重要。抛光工序中摆动式磨头运动轨迹的不均匀会造成瓷砖表面平整度差，磨头的振动也会加大瓷砖的破碎率。磨头座是各部件定位与承接的核心基础部件，具有连接主动摆杆、从动摆杆、模块座等部件的功用，其加工质量与加工精度好坏直接影响磨头的使用性能和稳定性，长期以来备受业内技术人员的关注。

1.抛光磨头主要结构及抛光原理

为实现对砖坯表面的高质量加工，磨头在抛磨时其参与光整加工的磨块采用周期性摆动。目前国内外应用最广泛的抛光磨头主要由磨头主轴、磨头座、模块座、摆杆轴和油路接头等部件组成，具有较好的瓷砖抛磨功用。如图1所示其抛光原理是主轴通过键与联轴器刚性联接来驱动，联轴器与磨头座刚性连接驱动磨头座一体旋转实现磨头公转，旋转轴套与主轴空套，但通过键与主动齿轮固连，驱动主动齿轮旋转，从动齿轮与主动齿轮同轴，两者同中间齿轮同时啮合，且两者的齿数差为2。为满足等中心距的要求，两者采用不同的变位方式，主动齿轮采用负变位，从动齿轮采用正变位。从动齿轮通过销与实现周期摆动凸轮流机摆杆机构的平面凸轮相连，且驱动其实现设计预期的磨块周期抛磨摆动。

2.磨头座的加工关键工艺方法

2.1磨头座的结构特点

摆杆轴通过磨头座上的同轴孔来实现固定安装，即要求磨头座上同轴前后支承孔具有较高的同轴度，磨头座和摆杆轴之间装有减摩轴套，其中轴座起固定和支撑作用，其优点是可满足任意调整旋转轴的角度和高度、结构紧凑要求。磨头座通过螺纹与联轴器和旋转轴套连接成一体，三者以同一转速旋转。为消除多磨块同时抛磨多力不平衡对磨头轴的影响，设计选用关节轴承来承载，以满足磨头正常平稳工作需要（见图2）。

2.2磨头座主要加工难点

如图1所示，磨头座为整机的基础承载件，是各部件定位与承接的核心部件，依据其结构和功能特殊要求可知，其加工难点如下：

1）磨头座毛坯为铸件，内腔复杂，其铸造质量要求较高。如何保证其铸造质量和精度，避免缩孔、缩松、气孔、晶粒粗大、组织不致密等铸造缺陷。为维修更换方便，其质量应轻便，且考虑其工作环境应有一定的防腐性能，一般选用铸铝合金，为保证铸件质量应采用金属模压力铸造成型。

2）磨头座安装摆杆轴前后支承孔应同轴，否则若其间隙过小时会造成摆杆轴无法装配，若间隙过大时，摆杆轴跳动加剧，磨头振动严重和砖坯破碎率加大。另外不同组的摆杆轴支承孑L应均布等分于磨头座周围，若各组分布不均整个磨头座在工作过程中会产生附加的转矩，极易造成摆杆轴扭断。

3）为避免摆杆轴转动不顺畅，模块倾斜，使模块能够充分接触到瓷砖，降低碎砖率，安装磨头轴与摆杆轴的两孔应有垂直度要求。

4）磨头座与联轴器、旋转轴套、关节轴承、轴承座套等连接件的配合尺寸，以满足整机运转灵活、有效消除多载荷作用的影响、摆动范围可调的功能要求，确保磨头高效工作及各运动副构件磨损小、寿命长，实现瓷砖抛光效率高、降低碎砖。

2.3磨头座加工关键工艺方法介绍

针对上述磨头座各加工难点与重点，为保证磨头座的加工精度，需要制定合理的加工顺序，在保证零件精度和表面粗糙度的同时，应优先确保关键工序的工艺质量才能满足该件的各项技术要求和质量验收标准。

通过工艺分析可知，该件属多组孔系开放式箱体类零件。各孔尺寸精度及形状精度要求高均为IT6，各孔系之间位置精度要求也很高，主要包括相对垂直度、同轴度，一般均要求达到IT6。其主要加工量为面与孔的加工，通常将其关键工序均安排在镗床上来加工，其关键工序的工艺方法如下：

1）为了保证在镗床上安装工件基准统一及摆杆孑L与主轴孔的垂直，如图3所示在镗床上采用已铣好的磨头座底面为基准。同时利用夹具将磨头座固定在镗床的工作台上，为保证同轴度和垂直度应用一次加工完成。以磨头座底面为基准加工其上端面，再以磨头座上端面为基准加工其底面，确保互为基准的原则。

2）为防止粗加工应力对磨头座影响，将粗镗、精镗工序分开，并在粗精镗加工工序中安排振动去应力处理工艺措施，以保证装配精度。

3）为保证磨头座摆杆孔与主轴孔的垂直、摆杆轴前后支承孔同轴性要求，在单件小批量生产条件下，用普通镗床进行加工，为保证其孔系之间的配合精度要求，采用镗模法来加工该件上的孔系。工件安装采用磨头主轴内孔和磨头座底面定位，夹紧磨头座外圆大端面装夹方法。等分精度和确保6组孔的等分位置要求，通过回转工作台来实现对同一轴线各孔的加工。为保证同组孔的同轴度要求，应用镗模上同轴导套的前后支撑来消除刀杆重力和切削力轴线偏斜的影响。为避免机床精度对孔系加工精度的影响，镗杆与机床主轴连接采用浮动方式。在粗精加工前，先加工出用于定位基准的磨头座底面如图2所示，为减少多次叠加定位误差的影响，利用已加工好的磨头座底面为精基准，在镗床上一次装夹，加工出磨头座上端面和磨头主轴内孔。多组摆杆孔的加工工序为：以加工好的磨头座上端面及主轴孔为基准，通过镗模来依次加工各组同轴轴承安装孔，镗后工作台回转180°，保证已加工孔与镗床主轴同轴，再加工另一端孔，利用插销定位，再回转60°一次加工分布在磨头座外圆大端面上的六个等分孔。

4）在大批大量生产条件下，可选用数控镗床或加工中心进行加工，工件安装方式与普通镗床安装相同，确保基准统一的原则，利用数控重复定位精度高及刀具自动补偿的特点来保证各孔系的位置精度及尺寸精度要求。

3结论

高速切削加工工艺分析 篇7

高速加工技术是指采用超硬材料刀具和磨具, 利用能可靠地实现高速运动的高精度、高自动化和高柔性的制造设备, 以提高切削速度来达到提高材料切除率、加工精度和加工质量的先进加工技术。

随着数控机床、加工中心和柔性制造系统在机械制造中的应用, 机械加工的辅助工时大为缩短, 这使得切削工时占去了总工时的主要部分, 因此, 只有提高切削速度和进给速度, 才有可能在提高生产率方面出现一次新的飞跃和突破。这就使得高速加工技术得以迅速发展。

高速切削不同工件材料时, 所用的切削刀具、工艺方法以及切削参数均有很大不同, 掌握高速切削工艺特点是高速切削应用技术中的一个重要环节。

1高速切削轻金属

铝是飞机和各种航天器零部件的主要材料, 也是机器和仪表零部件的常用金属。它的相对密度很轻, 经过适当处理的铝合金材料, 其强度可高达540 MPa。近年来铝合金在汽车和其他动力机械中的应用也逐渐增多。铝镁合金大多使用铸件, 这些轻合金的最大优点在于其固有的易切特性。

加工轻合金的优越性主要表现在:①切削力和切削功率小, 大约比切削钢件小70%;②切屑短、不卷曲, 因而在高速加工中易于实现排屑自动化;③刀具磨损小, 用涂层硬质合金、多晶金刚石等刀具在很高的切速下切削轻合金材料, 可以达到很高的刀具寿命;④加工表面质量高, 仅采用少量的切削液、在近乎干切削的情况下, 不用再经过任何加工或手工研磨, 零件即可得到很高的表面质量;⑤可采用很高的切削速度和进给速度进行加工, 切削速度可高达1 000 m/min～7 500 m/min, 高速加工使95%以上的切削热被切屑迅速带走, 工件可保持室温状态, 热变形小, 加工精度高。

由于在轻金属的高速切削过程中存在较大的冲击载荷, 聚晶金刚石和立方氮化硼刀具的寿命特性并不好。高速钢也不适合于加工轻金属。

当切削速度达到1 000 m/min时, 可使用K型硬质合金刀具;当切削速度达到2 000 m/min时, 应使用金属陶瓷刀具;当用更高切削速度加工时, 特别是切削低熔点的硅铝合金材料时, 要使用金刚石镀层硬质合金刀具, 甚至PCD刀具;在铣削铝镁合金时, 可使用K10硬质合金刀具。刀刃圆角半径对切削温度和微粒火花的影响都很大, PCD刀具或硬质合金刀具的刀刃半径必须精密刃磨到纳米级的水平。

2高速铣削钢

近年来, 高速加工开始用于钢和铸铁的精加工, 特别是加工形状复杂的零件, 高速切削可以大大提高生产率。高速铣削钢的主要问题是刀具磨损。优化切削参数的目的不仅仅为了提高金属切除率, 而且更注重于降低切削力, 提高工件的表面质量、尺寸精度和形状精度以及减少刀具磨损。

高速铣削钢材时, 刀具采用更锋利的切削刃和较大的后角, 这样可以减少切削时刀具的磨损, 提高刀具的使用寿命。当进给速度增加时, 刀具后角要减小;进给速度对刀具前角的影响相对比较小。在高速下, 正前角并不比0o前角更多地降低切削力;负前角虽然能使刀片具有更高的切削稳定性, 但是增大了切削力和月牙洼磨损。一般来讲, 随着切削速度的的提高, 刀具寿命降低。当切削速度进一步升高, 使切屑与刀具前刀面接触区的滑移速度高到超过刀具材料的耐热能力时, 就会造成月牙洼磨损。

在高速铣削时, 轴向进给量对刀具磨损的影响比较小, 而径向进给量的影响则较大, 刀具寿命随切削面的增加而降低。在以径向进给进行切削时, 常常会因为高速产生的高温超过刀具材料的红硬性而造成刀具失效。当径向进给比较慢时, 刀具的非接触区时间比接触区时间长, 短时间的发热可以由比较长时间的冷却来弥补。因此, 从整体上看, 径向进给速度应稍慢一点, 建议进给量之值等于刀具直径的5%～10%。

高速切削时刀具的磨损也受到加工材料强度等力学性能的影响。工件材料的抗拉强度增大, 则刀具寿命降低, 所以要减小每齿的进给量。

在高速切削刀具材料方面, 金属陶瓷刀具的寿命比硬质合金长, 但也只适用于小切深和小进给量的切削。使用CBN刀具加工淬硬材料时效果好, 使用CBN刀具加工非淬硬材料不经济, 对提高刀具寿命的优势并不大, 金属陶瓷刀具也是如此。

镀层硬质合金刀具的磨损特性和所使用的刀具基体材料有很大关系。TiN基体的PVD镀层刀具具有最好的耐磨性能, 其刀具寿命比没有镀层刀具的可提高50%～250%。

3高速铣削铸铁

在高速铣削铸铁时, 刀具后角的情况和钢件差不多。对于象氮化硅刀具这样的脆性刀具材料, 影响刀具磨损的主要因素是刀片的形状和几何参数。在高速铣削铸铁时, 必须使用圆刃刀具, 否则刀具很快就会因为高脆性而损坏。

切削速度的选择取决于刀具材料。对于硬质合金和金属陶瓷刀具, 高速切削中的最主要问题是刀具磨损。金属陶瓷刀具由于具有刀片强度高、密度低和化学稳定性好等优点, 它的耐用度要比硬质合金好, 但是当切削速度超过1 000 m/min时, 不使用这种刀具。

对于硬质合金和金属陶瓷刀具, 刀具耐用度随着进给速度的增加而提高。而氮化硅刀具和CBN刀具只是适合于在比较低的进给速度下进行切削。

径向切深是影响刀具耐用度的关键因素之一, 随着切削区面积的增大, 刀具寿命降低。而轴向切深的影响不大, 当切深在1.5 mm～15 mm范围内变动时, 刀具的磨损量几乎是一样的。

被加工零件材料也影响刀具的耐用度。被切材料的铁含量, 对于CBN刀具的耐用度影响很大, 当切削GG40铸铁材料时, CBN刀具的耐用度达到了最低值。

使用镀层时, 刀具寿命可提高10倍～20倍。使用CBN刀具时, 切削速度可高达4 000 m/min。实际上, 只有CBN和氮化硅刀具才能在这么高的速度下进行切削, 特别是CBN刀具, 可得到很长的刀具寿命, 但必须使用较小的进给量。

4高速切削难加工材料

难加工材料包括特殊合金钢、钛合金、镍合金等, 这些材料由于强度大、硬度高、耐冲击, 大多用于航空制造和动力部门。但加工中这些材料容易硬化, 切削温度高, 刀具磨损严重。

在这些难加工材料的切削中, 导致刀片失效的典型形式是刀具磨损, 磨损的痕迹会产生在刀尖部位及刀具和工件之间的通道处, 因而形成严重的刀口毛刺。刀刃的磨损改变了刀具的几何参数, 增大了切削力, 尤其在切削高强度合金时容易使刀片碎裂。

刀片裂纹主要是由热应力造成的, 特别是在切削特殊合金时, 梳状裂纹很明显, 然后裂纹继续擦伤扩大, 形成磨痕。难加工材料的另一个特点是它们的粘附性, 使切屑粘在刀刃上, 随着切削速度提高, 粘附的切屑增多, 烧热的切屑堆积在刀具切入工件的切入点处, 形成积屑瘤。

在切削钛合金时, 热量增加产生与氧的放热反应。当磨损带宽度达到0.3 mm以上时, 引起切屑燃烧。在磨损严重加剧的情况下, 强烈的发热能超过材料的熔化温度。虽然高速加工中工件的温度没有明显上升, 但是切屑的温度大大升高了。

在对钛合金、特殊合金和耐热镍基合金等3种材料进行高速加工的实验中, 顺铣时的刀具磨损明显要大, 其原因是顺铣的刀具在离开工件时切屑加厚, 产生较大的拉应力, 因而增大了刀片破碎的可能性。这些材料的高强度和高弹性, 特别是应变硬化, 增大了切削载荷。

刀具前角的变化范围是在8o～28o之间, 在此前角范围内, 加大前角可明显地减小切削力, 加工上述所有材料时的刀具寿命都能提高。当前角为负时, 刀具的切削稳定性提高, 但寿命降低, 这是因为在刀刃处切削负荷增加。

提高切削速度后, 切削消耗的功率更大, 切削温度升高, 加速了刀具磨损。但高切削速度也缩短了刀具和工件的接触时间, 传递到工件上的切削热减少了, 切削热主要由飞快的切屑带走。

在高速切削中, 刀具磨损量随径向切入量 (或切深) 呈指数曲线的规律上升, 磨损加剧, 发热量增大。切深增加使切屑的厚度和长度增加, 必然减少刀片的空切时间, 导致在刀片上的发热量更大。

5结束语

提高生产率一直是机械制造领域十分关注并为之不懈奋斗的主要目标。高速加工 (HSM) 不但成倍提高了机床的生产效率, 而且进一步改善了零件的加工精度和表面质量, 还能解决常规加工中某些特殊材料难以解决的加工问题。因此, 超高速加工这一先进加工技术也已引起了世界各国工业界和学术界的高度重视。

参考文献

[1]张伯霖.高速切削技术及应用[M].北京:机械工业出版社, 2002.

数控车削加工工艺分析 篇8

1拟定工艺路线

(1）加工方法的选择

回转体零件的结构形状虽然是多种多样的，但它们都是由平面、内、外圆柱面、曲面、螺纹等组成，每一种表面都有多种加工方法，实际选择时应结合零件的加工精度、表面粗糙度、材料、结构形状、尺寸及生产类型等因素全面考虑。

(2）加工顺序的安排

在选定加工方法后，接下来就是划分工序和合理安排工序的顺序。合理安排好切削加工、热处理和辅助工序的顺序，并解决好工序间的衔接问题，可以提高零件的加工质量、生产效率，降低加工成本。在数控车床上加工零件，应按工序集中的原则划分工序，安排零件车削加工顺序一般遵循下列原则：

1)先粗后精：按照粗车→(半精车)→精车的顺序进行，逐步提高零件的加工精度。

如图1所示，首先进行粗加工，将虚线包围部分切除，然后进行半精加工和精加工。

2)先近后远：这里所说的远与近，是按加工部位相对于换刀点的距离大小而言的。

例如，当加工图2所示零件时，如果按Φ38m m→Φ36m m→Φ34m m的顺序安排车削，不仅会增加刀具返回换刀点所需的空行程时间，而且还可能使台阶的外直角处产生毛刺。

对这类直径相差不大的台阶轴，当第一刀的切削深度未超限时，刀具宜按Φ34m m→Φ36m m→Φ38m m的顺序加工。

3)内外交叉：对既有内表面(内型、腔)，又有外表面的零件，安排加工顺序时，应先粗加工内外表面，然后精加工内外表面,加工内外表面时，通常先加工内型和内腔，然后加工外表面。

4)刀具集中：即用一把刀加工完相应各部位，再换另一把刀，加工相应的其它部位，以减少空行程和换刀次数及换刀时间。

5)基面先行：用作精基准的表面应优先加工出来，原因是作为定位基准的表面越精确，装夹误差就越小。例如加工轴类零件时，总是先加工中心孔，再以中心孔为精基准加工外圆表面和端面。

2确定走刀路线

走刀路线是指刀具从起刀点开始移动起，直至返回并结束加工程序所经过的路径，其包括刀具切削加工的路径及刀具引入、切出等非切削空行程,主要考虑以下几个问题：

(1)刀具引入、切出;

(2)确定最短的空行程路线;

(3)确定最短的切削进给路线。

切削进给路线短，可有效地提高生产效率，降低刀具的损耗。在安排粗加工或半精加工的切削进给路线时，应同时兼顾到被加工零件的刚性及加工的工艺性等要求，不要顾此失彼。

图3为粗车图1所示例件时几种不同切削进给路线的安排示意图。其中，(a)图表示利用数控系统具有的封闭式复合循环功能而控制车刀沿着工件轮廓进行走刀的路线;(b)图为“三角形”走刀路线;(c)图为“矩形”走刀路线。

对以上三种切削进给路线，经分析和判断后，可知矩形循环进给路线的走刀长度总和为最短，即在同等条件下，其切削所需时间(不含空行程)为最短，刀具的损耗小。另外，矩形循环加工的程序段格式较简单，所以在制定加工方案时，建议采用“矩形”走刀路线。

(4)常见形状的切削路线的拟定

如图4所示为圆锥体的加工路线的示意图,图(a)为斜切法加工锥体,图(b)为阶梯法加工锥体,图(c)为平行法加工锥体。如图5所示为圆弧走刀路线示意图，图(a)、(c)为同心圆法加工圆弧，图(b)为阶梯法加工圆弧，图(d)、(e)为形状组合法加工圆弧，图(f)、(g)为轮廓平移法加工过象限的圆弧，图(g)为用轮廓平移法加工多段相接圆弧。

以上切削路线的选用应以切削路线最短、编程方便计算简单为依据，具体情况可以根据实际加工零件形状灵活运用。

例1加工如图6所示零件。

该零件毛坯是直径150m m的棒料。该零件需要加工的有孔、内槽、外圆、外槽、台阶和圆弧，结构形状较复杂，但精度不高，加工时注意刀具的选择，分粗精加工两道工序完成加工，夹紧方式采用通用三爪卡盘。

根据零件的尺寸标注特点及基准统一的原则，编程原点选择零件右端面。

(1）确定装夹方案

因前道粗加工工序已经将零件总长确定，本工序装夹关键是定位，预先车好Φ145×25台阶，使用三爪卡盘反爪夹住Φ145，进行车削，如图7所示。

(2）确定加工工序和进给路线

由于该零件形状复杂，必须使用多把车刀才能完成车削加工。根据零件的具体要求和切削加工进给路线的确定原则，该轴套类零件的加工顺序和进给路线确定如下：

1)精车Φ145外圆;

2)粗车外形及内孔，留余量1.0，粗车端面;

3)精车内锥及内孔;

4)精车内沟槽;

5)精车台阶φ130、φ120、φ110和φ100;

6)精车φ100槽和锥面;

7)精车圆弧面R 25和R 20;

8)选择刀具及切削用量。

根据加工的具体要求和各工序加工的表面形状选择刀具(如图8所示)和切削用量。所选择的刀具全部为硬质合金机夹和焊接车刀。

工件坐标系选择在工件右端面中心。1号刀为90°精车刀，2号刀为外圆粗车刀，3号刀为内孔粗镗刀，4号刀为内孔精镗刀，5号刀为内沟槽刀，6号刀为外圆仿形精车刀。

(3）各工序所用的刀具及切削用量选择如下表所示。

（4）程序编制（略）。

(5）加工后的零件实物如图9所示。

摘要：数控车床和普通车床相比,工件加工工艺有所不同,本文将对数控车削加工工艺进行了总结分析。通过实例进行方案比较,得到最佳加工工艺方案。

关键词：数控车床,加工工艺,工艺分析,工艺路线

参考文献

[1]温希忠高超《数控车床的编程与操作》,山东科学出版社,2006.

齿轮加工工艺方法分析 篇9

1 齿轮加工基础知识

齿轮机构包括一对用于传送空间的两个轴和相互啮合的齿轮和齿条所组成的机械结构, 是最广泛使用的手动传动机构。与加工技术, 越来越多的齿轮机构更广泛地适应各种机械结构。齿轮机构有影响准确的利用边缘较广泛的圆周弧度和传递能量, 效率高, 寿命长, 性能可靠, 结构紧凑等一系列优点。因此, 在机械行业中, 有着非常广泛的应用, 这就要求厂家齿轮不断创新和优化齿轮产品设计, 生产高品质的齿轮传输产品, 以满足高速发展的经济领域的需求。

1.1 齿轮常用材料及其力学性能

在传动时的弯矩冲击齿轮传动。当使用齿轮表面的一定时间周期时必然会产生一定的磨损, 将使齿轮表面点蚀和齿接触面塑性变形, 从而丧失精度, 引起振动和噪声以及其他缺点的产生, 不同类型的故障条件会导致不同的齿轮破坏形式。

齿轮选择是在不同的操作条件下使用适当的齿轮制造材料。齿轮材料的性能和齿轮的使用寿命密切相关, 选择齿面点蚀容易产生疲劳的并且运行速度大的, 应选择硬度高的齿面和固体层比较厚的材料;有冲击负荷传输, 容易折断的齿轮, 所需要的材料的韧性应该是很好的;低速重载齿轮, 易折断的齿轮, 齿轮磨损, 要考虑选择齿轮材料的表面硬度高。

当选择一个齿轮材料时, 除了考虑传输条件, 还应考虑齿轮的结构形状, 生产制造技术和材料制作成本, 浪费消耗等其他一些因素。整体情况必须满足以下基本要求: (1) 轮齿表面层应具有足够的耐磨性和硬度。 (2) 对于承载交变载荷和冲击载荷的齿轮, 齿轮材料本身必须具有足够的抗弯强度和韧性。 (3) 有一个良好的加工过程, 是容易加工良好的传输性能的齿轮的必要条件, 传统材料的齿轮机械性能还需进行热处理。

1.2 制作齿形的一般方法

锯齿形齿的制作, 有多种类型的切割处理技术进行热轧, 冷挤压, 锻造, 铸造, 机械加工, 粉末冶金技术可以分为形成两种类型不同加工方法。

1.3 齿轮制造现状

齿轮传动装置具有恒定输出功率, 带载能力强劲, 匹配度高, 可靠性高, 寿命长, 结构紧密等诸多优点, 所以被广泛应用于各种机械装置和仪器中。齿轮机构是机械变速器的主要表现形式, 齿轮是机器的主要部件, 其质量、性能、使用寿命直接影响该机器的使用。因为现代机械要求越来越多的形状复杂的齿轮, 技术问题较欠缺, 生产难度进一步加大, 因此转移生产水平的技术经济性能的机器, 在很大程度上是一种反射国家整体机械工业水平的行业。

在我国, 20世纪70年代末, 已基本形成齿轮传动机构制造的完整工业体系。齿轮生产技术的关键是获得高品质的制造装备。齿轮加工过程中, 由于使用的各种程序不同的结构传输形式, 精度等级的制造条件归纳为齿轮坯加工、齿形加工、热处理和热处理完成四个阶段的处理。齿轮毛坯加工过程必须保证数据的准确性, 因为热处理直接决定齿轮内在质量, 热处理和后期质量热处理后的流程也是关键, 内在质量也反映了生产齿轮的水平。

2 齿轮加工工艺

2.1 锻造齿坯

锻热压印的过程在齿轮毛坯锻造仍然被广泛使用。近年来, 横轧技术在机械轴的生产上是一个大规模推广过程。这种技术特别适用于更复杂的阶梯轴类工件, 这种方法不仅精度高, 生产效率高, 更重要的是加工余量小, 基本没有资源浪费。

2.2 正火

这个过程的目的是经过齿轮切削硬度和最终热处理加工的组织工作, 以获得合适的温度, 以有效地减少齿轮钢材料的热变形。一般工作的人员, 设备和环境的正常化影响比较大, 从而使工件和冷却速度是难以控制均匀的, 导致不均匀的组织结构, 并直接影响金属切削的最终热处理, 使得产生大的热变形而无法控制, 出于这个原因, 必须使用等温正火过程。实践证明有效改变正常化等温缺点的弊端, 可以稳定产品质量。

2.3 车削加工

为了满足高精度加工的齿轮定位的要求, 所有齿轮毛坯均采用数控车床一次性完成。机械夹紧不用反复磨旧式车刀, 断面和外径同步加工过程设备得以实施完成, 既保证了垂直度内孔的要求, 又确保了生产大批量的离散型齿坯的差异小, 从而提高了精密齿轮毛坯, 以确保后续齿轮加工数量。此外, 高性能的数控车床也显著减少了设备数量, 经济性明显较好。

2.4 滚、插齿

在众多的加工齿部设备中, 仍然是传统滚齿机和塑造机上使用的技术, 虽调整为便于维修, 但生产速度较慢的性能, 如果有必要完成较大的产量时, 必须同时多机生产。随着涂层技术的发展, 研磨涂层刀片后再次镀涂是很容易的, 多次更换图层可以显著提高刀具寿命, 作为一项参考, 同比增长超过90%使用年限, 有效地减少了换刀时间和研磨时间, 效果显著。

2.5 剃齿

径向剃齿技术, 因为其效率高, 齿形的设计, 齿向的修改有利于实现, 根据要求的简单性, 被广泛应用于大批量生产的齿轮中。自1995年以来, 该公司收购了意大利公司从事径向改造剃齿机, 因为这种技术已经日益成熟, 在质量稳定可靠的处理中得到应用。

2.6 热处理

齿轮毛坯最常用的钢材正火或淬火, 回火等热处理。铸造或锻造, 机械加工和切削加工之前。这消除了残钢的铸造或锻造后的斜面压力, 在布上的凹凸物通过重结晶和结构均匀细化的方法, 从而提高了切削加工性能和减少了表面粗糙度, 而且还可以减少淬火变形和开裂倾向。淬火也起到了组织晶粒形式的作用, 它可以使齿轮毛坯实现更高的实力, 但切割性能相比以前更糟。齿轮毛坯正火或淬火后的粗糙普遍存在, 这样就可以避免内应力粗加工的形成。齿轮的热处理, 常见的齿轮淬火热处理, 渗碳, 渗氮等方法。往往可以形成淬火硬度比平均表面硬化更高, 并且保持了中心部的强度和韧性

2.7 磨削

主要是对齿轮进行内衬热处理, 用轴的外径、断面、齿轮内孔等主要部分提供精加工提高精度, 减小几何公差的大小。

2.8 检验

齿轮检测技术中有着重要的作用, 在生产齿轮, 没有先进的检测技术和设备, 它是不可能制造一个优秀的齿轮性能的。现代齿轮技术是结合非接触式检测技术、高精度、多功能、自动化, 集成化 (电脑控制) 、经济化发展的方向。在检测领域中, 解决问题求解大型和小型模数检测问题。

齿形检测方法是目前两种类型有单独的误差测量和综合误差的测量。1968四川省成都工具研究所首次齿轮整体误差方法测量综合误差。揭示了齿轮固有的特性和各种误差之间的联系机制, 提供了基础的监控齿轮制造质量, 改进设计和制造齿轮的工艺和方法。1970年以后成都工具研究所、哈尔滨和北京量具厂等用这种方法测量技术研制了完全横截面的测量仪器, 用来减少误差, 以全面制定发展新阶段的测量方案。

3 新方向

高精密加工技术的研究和开发用于开发高效齿轮。经过几十年的科技人员的努力, 对于硬齿轮外部的生产技术, 建立了国际先进水平为主要的设计、制造、测试、系统测试标准和规范, 具有全方位的加工, 热处理, 检验和测量工具, 培养了一系列国际先进的技术型工程技术人员, 和先进的设备高级操作员。但由于齿轮处理结构工具尚未发展成熟生产工艺化, 主要的原因是内齿轮磨削, 研磨寿命的降低, 影响制造齿轮刮除技术和研究中硬质合金理论的成熟信息。因此, 预计这将是最近一段时间齿轮制造业的研究方向。

学习制造理论, 工具和制造齿轮工艺, 最后都要落实在设备的设计和制造中实现。磨齿收购成本高, 开发应用磨齿轮附件可以实现一机多用, 降低加工成本。在预处理中, 大型设备目前在研究和开发是铣齿, 更经济的途径在传统铣刀铣削的加工安装技术。

参考文献

[1]杨占尧.塑料注塑模结构与设计[M].清华大学出版社, 2004.

[2]张中塑料注塑模具设计从入门到精通[M].航空工业出版社, 1999.

加工工艺分析 篇10

本文主要通过多轴加工技术, 并用CAM软件UG8.0对图1所示的大力神杯进行加工工艺分析与数控加工[2]。

1 特型零件的总体工艺分析

如图1所示, 此零件有三个部分组成: (1) 由复杂小曲面构成的顶部圆球; (2) 由曲面构成的杯体两侧的人面; (3) 由曲面构成另外两侧的非人面。根据此零件的结构, 如果采用三轴机床进行加工, 则需针对此零件制造专用的夹具且装夹过程中需要多次装夹与定位, 会造成装夹误差, 接刀处也很难把握。加工质量也会很粗糙。综合以上分析, 可以采用五轴机床与三轴机床相结合的方式加工[3]。具体加工方案如下: (1) 使用数控车床粗车毛坯, 车成零件的大致形状; (2) 首先利用五轴机床铣削杯体顶部圆球; (3) 其次用五轴机床铣削杯体的两侧人面; (4) 最后用五轴机床铣削杯体另外两侧非人面。

对此零件数控编程本着先粗后精的原则进行编程。大刀用于开粗, 用在切削余量较大的区域。小刀精加工, 清楚死角处的加工残留量, 保证加工质量。此零件使用北京机电院研发的BV100五轴联动机床完成加工, 该机床配有Siemens 840D系统, 是典型的A-C式双转台五轴机床, 工作台上的装夹部件是工作台上的圆盘。此圆盘上放射状均布T型槽, 中间布有中心孔。此零件的装夹只需将毛坯一段车削后的直径在中心孔的公差范围之内, 放入工作台的中心空处, 在用两个螺栓在T型槽与轴肩槽处加紧定位, 完成装夹。

2 特型零件的子工艺分析

通常, 在UG8.0中对零件编制加工刀轨之前, 需要做一下准备工作: (1) 造型:在UG中, 大力神杯的杯体各部分小曲面的的创建与连接。以及在下面加工中所需用到的给类驱动曲面的创建; (2) 装夹:同上文所述即可。

2.1 杯顶粗加工

根据毛坯的具体尺寸, 顶部的加工余量比较大, 为节省加工时间, 所以采用16mm的球头刀开粗, 由于是铝件, 每层切深不宜过大, 且进给速度要小, 否则会产生机床振动, 加工质量下降。故每层进给量为1.5mm, 进给速度为800mm/min。本工序加工方式为型腔铣;由于是圆柱形, 切削模式为跟随部件, 切削顺序为深度优先, 毛坯余量放为1.5mm.经软件计算后生成的刀轨如图2 (左) 所示。

2.2 杯体人面加工

考虑到杯体表面由复杂曲面组成, 且在凹处的余量大, 所以把杯体表面分为四部分分别加工。采用10mm镶刀片的的球头刀加工, 在杯体人面上有许多凹处的半径较小, 加工刀具不能加工到此位置, 因此在非切削区域对话框中, 最小斜面长度应设为0.01mm, 方可加工。本工序的加工方式为型腔铣;刀轴为指定矢量为Xc轴;由于是粗加工主轴转速不易过快, 主轴转速为4000r/min。以同样的方式, 改变刀轴矢量为Xc轴的反向。经软件计算后生成的刀轨如图2 (中、右) 所示。

2.3 杯体非人面加工

经过上述加工过程, 杯体只剩下两侧的非人面没有加工, 若是继续用先前的毛坯加工非人面, 产生的刀轨会极其混乱, 两边的接刀处也会产生接刀痕, 所以在以上工序加工后仿真生成IPW实体。保存在图层中, 作为本工序的毛坯, 本工序也10mm镶刀片的的球头刀加工, 加工方式为型腔铣;刀轴为指定矢量为Yc轴;其它参数与上工序设置均相同。以同样的方式, 改变刀轴矢量为Yc轴的反向, 生成后的刀轨如图3 (左、右) 所示.

2.4 杯顶与杯体精加工

本工序作为此零件的最后一道工艺, 影响着零件的整体加工效果, 由于上下两个刀轨分两次加工, 避免接刀痕的出现, 利用投影的方式自定义铣削区域, 具体边界向上延伸2mm, 使上下两刀轨重复2mm。即可解决此问题。在底部边界上向上缩回5mm。因为, 在整个加工过程中, 采用带刀柄加工, 定义好工作台的具体位置。可以避免刀柄与工作台相撞。本工序采用3mm的球头刀加工, 加工方式采用可变轴轮廓铣;驱动方式为表面驱动;投影矢量为垂直与驱动体;刀轴相对于驱动体为前倾角为2度, 余量为0mm。生成的刀具轨迹如图4所示。

3 加工验证

通过上述工序的加工方案, 在UG8.0中逐个输出CLS文件, 将以上输出的刀位源文件经过专用的后置处理软件转换成机床识别的G代码程序, 再通过VERICUT进行虚拟仿真, 验证此程序无误后, 使用北京机电院研发的BV100五轴机床进行加工。加工后的实物图如图5所示。

4 结束语

本文针对一特型零件, 通过多轴加工方法, 对其工艺与加工过程进行分析。体现了多轴加工方法, 可避免多次装夹与定位;而且也节省了许多工装设计与制造等辅助加工时间。为企业在实际加工中奠定了基础。

参考文献

[1]潘建新, 周小红.典型零件数控加工工艺分析[J].机电工程技术, 2010 (8) :130-131.

[2]刘江, 王骏.UGNX6.0多轴数控加工实例详解[M].电子工业出版社, 2010.8.

加工工艺分析 篇11

【摘 要】本文完成了对超声加工与超声复合电解加工的对照工艺试验,对超声复合电解加工过程中的注意事项作了表述,并对加工试验结果作了分析,最后指出了该种加工方式以后发展的方向。

【关键词】超声加工 超声电解复合加工 工艺试验

【中途分类号】O212.6【文献标识码】A【文章编号】1673-8209(2009)11-0-02

随着现代科学及及技术的迅速发展,航空航天领域各类飞行器及制导武器系统都趋向于精密化、小型化、微型化发展[1]。微细加工和特种加工所能达到的精度、表面粗糙度、加工尺寸范围和几何形状是衡量一个国家加工制造水平的重要标志之一。微细特种加工技术已经成为在国际竞争中取得成功的关键技术之一[2]。

本文针对超声加工与超声电解复合加工,做了对照工艺试验,取得了一些成果。就此两种加工方式,作出了客观分析。

1 超声复合电解加工原理

1.1 超声加工原理

超声加工是磨粒在超声振动作用下的机械撞击和抛磨作用以及超声空化作用的综合结果,其中,磨粒的机械撞击作用是占主导地位的。超声频振动加工主要是由超声波发生器、换能振动系统、磨料供给系统、工作台等部分组成。换能器产生的超声振动由变幅杆将位移振幅放大后传输给工具头,工具头作纵向超声频振动,连续的冲击磨料颗粒,颗粒又摩擦加工表面,从而去除材料成型[3,4,5] 。此加工主要特点:对硬脆材料的加工效果好。不足之处:对非脆性材料加工效果不明显。

1.2 电解加工原理

电解加工原理是基于电化学阳极溶解进行加工的。工件加在阳极,模具加在阴极,通以电流,从原理上讲是离子去除,所以有比较高的加工精度。在加工过程中要有一定流速的电解液流通,以带走电解去除的产物[6]。此加工主要特点:只有对导电材料才能进行加工,加工面积可以相相对对较大。不足之处:加工过程中会在电解材料表面产生“钝化”,加工速度会变慢;电解加工过程中存在“杂散”腐蚀,对加工精度也有一定的影响[9]。

1.3 超声复合电解加工原理

超声频振动复合电解加工,是指在超声频振动加工的基础上,同时再引入电解电源进行电解加工,从而使得两种不同的加工方式同时作用到同一个工件。

2 工艺试验情况

2.1 试验设备

主要试验设备及仪器有:BDDC-150F型精密集成化超声波电火花复合加工机,MC-6型脉冲电源,FL-2型分流器,YB54100型100MHz双通道数字存储示波器(如图1,2所示),硝酸钠,碳化硼电解液,YT15工件,小齿轮形及圆锥形工具头(如图3,4所示)等。

2.2 实验数据及加工波形

2.2.1 实验数据见表1

在以上加工过程中,用的工件材质YT15,加工连接方法如上图2所示,当单一超声加工时,图2中工件及工具头上电源线上不通电就可以,当超声复合电解加工时,在工具头及工件上接通3V脉冲电就可。

从图5、图6图片显示:图5是单一超声加工的工件照片,图6是超声复合电解加工的工作照片,两者加工的时间相同,而图5加工的精度及加工效率明显图6的。从图7左边与右边的对照来看,也可以得出单一超声加工的精度及加工效率明显不如复合加工的。

2.2.2 加工波形

以下波形是指在超声电解复合加工过程中,加了电解电压后,在加工过程中,电流波形的测量,从而形成复合加工时电压与电流的对照。

图8(上)为复合加工时所加的电解脉冲电压波形,图8(下)为复合加工时所测量得到的加工电流波形。图9为又通道示波器电压电流的对照波形。从图9可以得出:在电解脉冲电压为正时,复合加工时才有超声频振动电流。这与理论上结论相一致。

2.3 超声复合电解加工过程中的注意事项

第一:在复合加工时,要先启动超声加工,后再加入脉冲电压。

第二:在复合加工时间到时,要先关闭脉冲电压,再关超声机。目的是防止电解过程中的短路。

第三:在工件与工作台之间,要做好绝缘。

3 试验分析及展望

从图5及图6对照及图7左、右的对照来看,可以得出:复合加工的效果及效率都明显比单超声加工的效果好,加工精度及加工深度都要强。

在后续研究超声电解复合加工时,要注重两者复合的同步问题,那样加工效果会更理想。

参考文献

[1] 刘大响,金捷.21世纪世界航空动力技术发展趋势与展望[J],中国工程科学,2004,6(9):1-8.

[2] 王经光,浅谈特种加工在现代制造业中的应用[J],机械工程与自动化,2004.10(5):105-106.

[3] 徐立锦,超声加工在汽车工业中的应用,重型汽车,1996,(2):26-27.

[4] 杨周铜,高速超声加工工具的研究与应用,应用声学,1996,16(5):32-35.

[5] 曹凤国,张勤俭,超声加工技术的研究现状及其发展趋势,电加工与模具,2005(增刊):15-31.

[6] 谢晓芬,朱荻,曲宁松,张朝阳.纳秒级脉冲电流电解加工定域性的试验研究[J],电加工与模具.

[7]T. T.Howe,Digest of Technical Papers from Transducers [J],1987:4-7.

[8]Kenichi Takahata,Y.B.Gianchandani,Batch Mode Micro-Electro-Discharge Machining,Journal of Microelectromechanical Systems[J],2002,(4):102-111.

钣金件加工工艺分析 篇12

关键词：钣金件,加工工艺,激光切割,细节控制

加工钣金件, 即采取冷加工方法对金属薄板进行处理, 最终获取所需且厚度相同的零件, 整个处理过程主要包括剪切、折弯、铆接、焊接和拼接成型等。加工时利用手工或模具冲压使薄板材料变形, 达到设计的形状和尺寸, 并通过进一步的焊接和机械加工形成复杂的零部件。整个加工过程的复杂性较大, 加工时必须做好工艺中各个细节的控制, 以确保工艺的规范性。

1 钣金件加工工艺

1.1 下料

在对钣金件进行加工时, 下料设备有剪床、冲床、锯床和数控等, 在选择上以满足实际需求、提高加工效率为根本要求。

1.1.1 剪床

通过剪床设备来实现对各简单料件的剪切处理, 一般情况均利用模具落料成形完成准备加工, 通常用于加工精度要求较小的无孔、无切角块料和条料的加工中, 具有成本低的优点。

1.1.2 冲床

利用冲床采取一步或多步的处理方式, 在板材上将零件展开后的平板件冲栽成各种形状的料件, 具有加工效率高、成本低的优点。如果选择此种下料方式加工, 需要提前制订相应的模具。

1.1.3 NC数控下料

根据零件展平图编写程序, 并确保能被数控加工机床识别。加工处理时, 可根据程序要求在平板上剪裁出相应形状的料件。

1.2 翻边

对料件进行翻边加工时, 主要通过抽孔对比较小的基孔进行处理, 形成较大的孔, 最后进行攻丝处理, 又可称为“抽孔”和“翻孔”处理, 常用于比较薄的钣金件加工中。对于比较薄的钣金件, 其孔周围正常的浅翻边加工不会对其厚度造成影响, 且在30%~40%的变薄程度下, 翻边处理后的高度可扩大40%~60%.

1.3 冲床

此环节利用专门的模具实现对料件的成形处理, 将料件加工成要求的形状, 对精度的要求比较高。实际加工程序为冲孔、落料、冲撕裂、抽孔和成形等, 常用的加工模具有冲孔落料模、撕裂模和成型模等。在此环节中, 必须做好对操作方向的控制。

1.4 压铆

压铆有压铆螺母、松不脱和螺钉等, 利用液压压铆机或冲床进行加工处理, 将其铆接到钣金件上, 在加工时需要做好对加工方向的控制。

1.5 折弯

在此环节中, 将平板料件折弯成3D零件, 要利用专门的折床或折弯模具加工。实际加工中, 应遵循“上一刀不会对下一刀造成干扰”的原则, 严格按照加工规定顺序处理。常见的折床模具有直刀、弯刀, 需结合实际情况选择。在对铝板进行折弯加工时会产生裂纹, 可通过增加下模槽宽、上模折弯处内圆角的半径解决。此外, 对于折弯和压铆加工而言, 一般情况下先进行压铆加工, 后进行折弯处理, 但也存在部分料件在压铆加工后会产生干涉问题, 可先折弯处理后进行压铆加工, 或边折弯边压铆。

1.6 焊接

常见的有熔化焊、压力焊和钎焊等。其中, 熔化焊有气体焊、氩弧焊和手工焊等;压力焊有对焊、点焊和撞焊等;钎焊主要为电铬焊。在选择焊接方式时, 应从实际需求出发, 考虑加工料件的材质, 比如不锈钢与铝板的焊接主要选择氩弧焊的方式, 铁板类则多选用二氧化碳气体保护焊的方式。

2 钣金件加工工艺要点分析

2.1 钣金展开

钣金展开是钣金件加工处理中最重要的环节, 是保证钣金件设计加工准确性的前提。对于成形的钣金件, 其精确的展开尺寸对加工工艺具有较大的推动作用, 是提高生产效率、降低生产成本的关键。钣金件展开的长度即材料由平面折弯所需的长度, 其计算公式为:

式 (1) 中:L为钣金件展开长度, mm;R为折弯处内圆角半径, mm;t为材料厚度, mm;θ为折弯角度, °;K为折弯因子, 为常数, 一般由折弯中线决定, 与钣金件材料有密切联系, 默认数值为0.318 31.

从式 (1) 可得出, 材料厚度t与转弯角度主要由产品结构决定。对于部分产品结构而言, 其为常数。为了提高钣金展开的精确度, 需要做好对K因子和折弯内圆角半径R的分析。在对钣金板进行加工时, 对于专业人员而言, 以材料属性、厚底等为设置折弯许可参数的依据, 可基本确定钣金的展开尺寸, 然后在估算基础上利用专业软件完成钣金件的设计。

2.2 钣金折弯

在此处理工艺中, 需要重点考虑机械设备的加工能力, 提高钣金件加工处理的尺寸精度和外形美观度, 从而提高钣金件的处理效果。钣金折弯吨位计算公式为:

式 (2) 中:P为折弯压力, k N;S为板厚, mm;L为板宽, mm;V为下模开口大小, mm。

从钣金件加工的实际情况看, 比较常见的折弯工艺有自由折弯、压迫折弯和三点折弯。其中, 在应用三点折弯工艺时, 钣金件会与下模有3点接触, 当钣金件受到上模压迫时, 中间部分会与钣金件一起移动, 同时, 将钣金件所处的位置信息反馈给计算机, 以确保折弯精度满足加工要求。在整个加工过程中, 此环节的难度最大, 且加工速度较慢。想要在保证加工质量的同时提高生产效率, 就必须结合实际需求选择合适的折弯设备和折弯方式。

3 结束语

钣金件现已经被广泛应用于多个领域。在对其进行加工时, 需要确定其加工工艺, 并结合实际加工经验总结管理要点, 采取合理的措施对整个加工过程进行优化, 争取不断提高加工效果。

参考文献

[1]唐超.方管钣金加工工艺研究[D].北京:国防科学技术大学, 2008.