軸承套零件的數控加工及工藝分析(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 的垂直度公差為 ；φ78 外圓有較高的表面粗糙度要求，外圓柱面表面粗糙度為 。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，采用以下幾點工藝措施：(1)對圖樣上帶公差的尺寸，編程時全部取其平均值。Dπ v10C?n天津廣播電視大學（論文）6(2)左右端面均為多個尺寸的設計基準，相應工序加工前，應該先將左右端面車出來。 (3)外圓對內孔的徑向圓跳動要求在 內，掉頭裝夾時，除了要包一層銅皮外，夾緊時用力要適中，不可過大。如果不能保證，則采用軟卡爪裝夾。(4)內孔與左端面應在一次裝夾中加工出，以保證端面與內孔軸線的垂直度。(5)軸承套外圓為 IT7級精度，采用粗車 —半精車—精車可以滿足要求。(6)內孔尺寸較小，鏜 1:20 錐孔與鏜 φ32 孔及 15176。錐面時需掉頭裝夾。 軸承套定位基準和裝夾方式的選擇(1)精基準的選擇原則① 基準重合原則。為避免基準重合誤差，方便編程，應選用設計基準作為定位基準，并使設計基準、定位基準、編程原點三者統一，這是最佳考慮的方案。因為當加工面的定位基準與設計基準不重合，且加工面與設計基準不在一次安裝中同時加工出來的情況下，會產生基準重合誤差。 ②基準統一原則。在多工序或多次安裝中，選用相同的定位基準，這樣既可保證各加工表面間的相互位置精度，避免或減少因基準轉換而引起的誤差。③自為基準原則。精加工或光整加工工序要求余量小而均勻，因此選擇加工表面本身作為定位基準，稱為自為基準原則。 ④便于裝夾原則。所選精基準應能保證工件定位準確穩定，裝夾方便可靠，夾具結構簡單適用，操作方便靈活，能加工盡可能多的內容。 ⑤便于對刀原則。批量加工時，在工件坐標系已經確定的情況下，采用不同的定位基準為對刀基準建立工件坐標系，會使對刀的方便性不同，有時甚至無法對刀。這時就要分析此種定位方案是否能滿足對刀操作的要求，否則原設工件坐標系須重新設定。(2)粗基準的選擇原則　　①非加工表面原則。為了保證加工面與不加工面之間的位置要求，應選不加工面為粗基準。 ②加工余量最小原則。以余量最小的表面作為粗基準，以保證各加工表面天津廣播電視大學（論文）7有足夠的加工余量。③重要表面原則。為保證重要表面的加工余量均勻，應選擇重要加工面為粗基準。 ④不重復使用原則。粗基準未經加工，表面比較粗糙且精度低，二次安裝時，其在機床上（或夾具中）的實際位置可能與第一次安裝時不一樣，從而產生定位誤差，導致相應加工表面出現較大的位置誤差。因此，粗基準一般不應重復使用　⑤便于工件裝夾原則。作為粗基準的表面，應盡量平整光滑，沒有飛邊、冒口、澆口或其他缺陷，以便使工件定位準確、夾緊可靠。(1)在三爪自定心卡盤上裝夾 　　三爪自定心卡盤的三個卡爪是同步運動的，能自動定心，一般不需找正。三爪自定心卡盤裝夾工件方便、省時，自動定心好，但夾緊力較小，因此適用于裝夾外形規則的中、小型工件。用三爪自定心卡盤裝夾精加工過的表面時，被夾住的工件表面應包一層銅皮，以免夾傷工件表面。 (2)在兩頂尖之間頂兩頭裝夾 (3)用卡盤和頂尖一夾一頂裝夾 　　車削質量較大的工件時要一端用卡盤夾住，另一端用后頂尖支撐。為了防止工件由于切削力的作用而產生軸向位移，必須在卡盤內裝一限位支承或利用工件的臺階面限位，這樣比較安全，能承受較大的軸向切削力，且安裝剛性好，軸向定位準確，因此應用比較廣泛。 (1)內孔加工定位基準：內孔加工時以外圓定位；裝夾方式：用三爪自動定心卡盤夾緊，掉頭裝夾加工時，使用百分表進行找正，并在裝夾部位包一層銅皮。 (2)外輪廓加工定位基準：確定零件軸線為定位基準；裝夾方式：用三爪自動定心卡盤夾緊，掉頭裝夾加工時，使用百分表進行找正，并在裝夾部位包一層銅皮。天津廣播電視大學（論文）8 軸承套加工順序和進給路線的確定(1)先粗后精 　　對于粗精加工在一道工序內進行的加工內容，應先對各表面進行全部粗加工，然后再進行半精加工和精加工，以逐步提高加工精度。此工步順序安排的原則要求：粗車在較短的時間內將工件各表面上的大部分加工余量切掉。若粗車后所留余量的均勻性滿足不了精加工的要求，則要安排半精車，以此為精車做準備。為保證加工精度，精車一定要一刀切出。 (2)先近后遠 　　先近后遠即在一般情況下，離對刀點近的部位先加工，離對刀點遠的部位后加工，以縮短刀具移動距離，減少空行程時間。對車削而言，先近后遠還可以保持工件的剛性，有利于切削加工。 (3)先內后外、內外交叉 先內后外、內外交叉的原則是指粗加工時先進行內腔、內形粗加工，后進行外形粗加工；精加工時先進行內腔、內形精加工，后進行外形精加工。上述原則并不是一成不變的，對于某些特殊情況，需要采用靈活可變的方案。(1)最短的空行程路線確定最短的走刀路線，除了依靠大量的實踐經驗外，還應善于分析，必要時可輔以一些簡單的計算。①靈活設置程序循環起點。在車削加工編程時許多情況下采用固定循環指令編程。 ②合理安排返回換刀點。在手工編制較復雜輪廓的加工程序時，在不換刀的前提下，執行退刀動作時，應不用返回到換刀點。安排走刀路線時，應盡量縮短前一刀終點與后一刀起點間的距離，方可滿足走刀路線最短的要求。(2)最短的切削進給路線 若能使切削進給路線最短，就可有效地提高生產效率，降低刀具的損耗。天津廣播電視大學（論文）9安排最短切削進給路線時，應同時兼顧工件的剛性、加工工藝性等要求，不能顧此失彼。 (3)零件輪廓精加工一次走刀完成 　　如果需要以一刀或多刀進行精加工，則其最后一刀要沿輪廓連續加工而成，盡量避免在連續的輪廓中安排切入、切出、換刀或停頓，以免因切削力突然變化而造成彈性變形，使光滑連接的輪廓上產生刀痕等缺陷。 (1)加工順序的確定加工順序的確定按由內到外、由粗到精、由近到遠的原則確定。在一次裝夾中加工出較多的工件表面外。結合本零件結構特征，軸承套左、右端面分別為多個尺寸的設計基準，故可先加工一端內孔及外輪廓表面，然后掉頭再加工另一端內孔及外輪廓表面。確定的加工順序為：平端面→鉆中心孔→鉆 φ32 孔的底孔 φ26→粗鏜 φ32 內孔、15176。錐面及 倒角→精鏜 φ32內孔、15176。錐面及 倒角→粗車 φ50 外圓、φ58 臺階面、R5 圓弧、C2 倒角及 φ78 外圓面→半精車 φ50 外圓、φ58 臺階面、R5 圓弧、C2 倒角及 φ78外圓面→精車 φ50、φ78 外圓面→掉頭裝夾平端面保證總長尺寸→粗鏜 1:20錐孔→精鏜 1:20 錐孔→粗車螺紋大徑、φ52 外圓及 C2 倒角→半精車螺紋大徑、φ52 外圓及 C2 倒角→精車 φ52 外圓→車螺紋退刀槽→車 M45 外螺紋。(2)進給路線的確定進給路線的確定主要在于確定粗加工及空行程的進給路線。在保證加工質量的前提下，使加工具有最短的走刀路線，不僅可以節省整個加工過程的執行，還能減少一些不必要的刀具損耗及機床進給機構滑動部件的磨損。根據以上分析，在 FANUC 0iMateTC 系統數控車床上加工零件時，該零件走刀路線很簡單，都只要采用 G7G70 粗車、精車循環指令加工內孔和外圓，可免去許多復雜的計算過程，而且程序變得簡化。經過分析后，該零件外輪廓表面的粗車走刀路線見表 21和表 22。表 21 軸承套裝夾及外輪廓加工走刀路線圖零件圖號 ZCT—01 工藝序號 01零件名稱 軸承套工件裝夾及外輪廓加工走刀路線圖 裝夾次數 一次天津廣播電視大學（論文）10最后一刀路線：A→B→C→D→E→A表 22 軸承套裝夾及外輪廓加工走刀路線圖零件圖號 ZCT—01 工藝序號 02零件名稱 軸承套工件裝夾及外輪廓加工走刀路線圖 裝夾次數 一次最后一刀路線：A→B→C→D→E→A天津廣播電視大學（論文）11 軸承套加工刀具的選擇 　　數控車削用的車刀一般分為三類，即尖形車刀、圓弧形車刀和成型車刀。 當數控車床進行粗加工時，要求刀具強度高，耐用度好，以滿足粗加工背吃刀量大、進給速度高的要求。當數控車床進行精加工時，要選用精度高，鋒利、耐用度高的刀具，以保證加工精度。為方便對刀和減少刀具安裝時間，盡量使用機夾刀，刀具材料最好選用涂層硬質合金刀片。刀片的幾何結構（如刀尖圓角、幾何角度等）應根據加工零件的形狀決定。特別要注意的是在加工球面時要選用副偏角大的刀具，以免刀具的后刀面與工件產生干涉。選用 45176。硬質合金端面車刀車端面，刀號 T01；選用 中心鉆鉆 的中心孔，刀號 T02；選用 φ26 錐柄麻花鉆鉆底孔，刀號 T03；選用不通孔硬質合金鏜刀粗精鏜內孔，刀號 T04；選用 93176。硬質合金外圓粗車刀粗車外輪廓表面，刀號 T05；選用 93176。硬質合金外圓精車刀精車外輪廓表面，刀號 T06；選用 5mm 寬的硬質合金切槽刀車螺紋退刀槽，刀號 T07；選用 60176。外螺紋車刀車 M45 外螺紋，刀號 T08。將所選刀具參數填入表 23軸承套數控加工刀具卡片中，以便于編程和操作管理。表 23 軸承套數控加工刀具卡片產品名稱或代號SKC—01零件名稱 軸承套 零件圖號ZCT—01程序編號002序號 刀具號 刀具名稱 加工表面 刀尖半徑（mm）備注1 T01 45176。硬質合金端面車刀車端面天津廣播電視大學（論文）122 T02 中心鉆鉆中心孔3 T03 φ26 錐柄麻花鉆鉆底孔