數控專業數控車削加工工藝及零件加工程序編制(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 要部分放正，以便于布圖和尺寸標注。 零件圖的尺寸標注 尺寸標注的基本要求 （ 1）正確 尺寸標注包括尺寸數字書寫、尺寸線、尺寸界線以及箭頭的畫法，應滿足國數控車削加工工藝及零件加工程序編制 5 家標準的規定才能保證尺寸標注正確。 （ 2）完整 所標注的尺寸，應能完全確定物體形狀大小及相對位置，且不允許有遺漏和重復，用形體分析法去標注尺寸，可以達到完整的要求。 （ 3）清晰 為了保證所標注尺寸布置整齊、清晰醒目應注意以下幾點： ① 尺寸應盡量標注 在視圖外，與兩視圖有關的尺寸，最好注在兩視圖之間。 ② 定形、定位尺寸要盡量集中，并要集中注在反應形狀特征和位置特征明顯的視圖上。 ③ 直徑尺寸應盡量注在非圓的視圖上，圓弧半徑的尺寸要注在有圓弧投影的視圖上，且細虛線上盡量不要標注尺寸。 ④ 尺寸線與尺寸界線盡量不要相交。 標注尺寸的步驟 （ 1）形體分析。 （ 2）選擇尺寸標準。 （ 3）按形體分析法標注每個組成部分的定形尺寸。 （ 4）由尺寸基準出發標注確定個組成部分之間相對位置的尺寸。 （ 5） 標注總體尺寸。 （ 6）依次檢查三類尺寸，保證正確、完整、 清晰，注意尺寸間的協調。 合理選擇尺寸基準 尺寸基準分為設計基準和工藝基準，根據零件的結構和設計要求而確定的基準叫設計基準，任何零件的長、寬、高的方向尺寸，每個方向只能選擇一個設計基準；零件在加工過程中，為滿足加工和測量要求而確定的基準叫工藝基準。為了減小誤差，保證零件的設計要求，在選擇基準時最好使設計基準和工藝基準重合。 尺寸標注的注意事項 （ 1）直接標出功能尺寸 零件的功能尺寸又稱主要尺寸，是指影響機器規格性能、工作精度和零件在部件中的準確位置及有配合要求的尺寸，這些尺寸應該直數控車削加工工藝及零件加工程序編制 6 接標出，而不應有計算機得出。 （ 2）避免標注成封閉的尺寸鏈。 （ 3） 標注尺寸要盡量適應加工方法及加工過程。 （ 4）標注尺寸應符合使用的工具。 （ 5） 標注尺寸應考慮加工的可能性。 （ 6）應可能不標注不便于測量的尺寸。 （ 7）同一個工序的尺寸要集中。 讀零件圖 讀零件圖的目的 讀零件圖，就是根據零件圖想象零件的結構，弄清零件的基本概況，為制造零件做好準備工作，有時可以通過讀零件圖搞清楚零件在機器和部件中的作用。 讀零件圖的步驟 （ 1）讀標題欄 從標題欄中可以了解到零件的名稱，繪圖 比例等零件的一般情況，結合對全圖的瀏覽，可對零件有個初步的了解。明確這個零件屬于哪一類零件，在機器中大致起什么作用。從零件標題欄中可以看出，該零件是 數控車削 加工配合類零件，繪圖比例 1:1。 （ 2）讀各視圖 讀圖時，不應急于求成，將眼睛放在一個視圖上。要首先分析表達方案，弄清各視圖的關系，首先縱觀全圖，想象零件整體形狀 , 零件圖有兩個視圖，即主視圖。一個主視圖采用全剖視圖用平行于正面、通過 M24 螺紋內孔的軸線的單一剖切平面剖開；另一個則直接給出主視全圖。 （ 3）讀尺寸標注 讀尺寸標注，確定各部位結構尺 寸的大小和位置。讀尺寸時，應首先找出三個坐標方位的尺寸標準，然后，從基準出發，按形體分析法，找出組成各部分的定位尺寸、定位尺寸和總體尺寸；深入了解尺寸基準之間、尺寸和尺寸之間的關系。通過分析可以看出，零件長度方向的尺寸基準，是通過零件主體軸線的正平面，零件寬度方向的尺寸基準，是通過零件主體的側平面。然后再用形體分析法數控車削加工工藝及零件加工程序編制 7 分析三類尺寸。 （ 4）讀技術要求 讀技術要求時，全面掌握零件的質量指標。分析零件圖上所標注的表面粗糙度、極限配合與配合、形位公差、熱處理及表面等技術要求。 零件圖的概述 零件 圖分析 （ 1） 結構特點 本零件圖是為內、外螺紋配合零件，零件上有孔、槽、橢圓、螺紋、錐面等結構。 （ 2） 尺寸標注 回轉形零件主要有兩個方向的尺寸，即長、寬尺寸，以下分析它的尺寸基準、軸孔的定位尺寸和主要尺寸。 （ 3）尺寸基準 本零件為配合零件，根據螺紋的旋和關系來進行配合，零件在機械加工時可以先加工尺寸較大的那一件，然后以此件為基準配合較小件的加工。 （ 4）軸孔的位置尺寸 該零件的尺寸標注應特別注意各軸孔的位置尺寸以及軸孔之間的位置尺寸，因為這些尺寸的正確與否，將直接影響傳動軸的位置和傳動的準確性。 （ 5） 技術要求 本設計零件為配合件，其表面粗糙度值要小，有配合要求的尺寸應給出恰當的尺寸公差。 零件圖的尺寸與組成 本畢業設計的零件為配合件，如圖 1— 1 所示。毛坯尺寸為長 100mm，直徑60mm 和長 55mm,直徑為 45mm 的回轉零件，長 100mm,直徑為 60mm 的回轉零件它主要有圓弧、錐面、槽、內螺紋、及橢圓等組成。 M24 的孔為細牙普通內螺紋孔，公稱直徑為 24mm,螺距為 ,螺紋孔深度為 18mm，橢圓大徑為 40mm，小徑為 26 mm,并且橢圓的中心與錐面相接處偏移 1mm。長為 55mm,直徑為 45mm的回轉零件主要有圓柱面、圓弧面、槽以及外螺紋組成。 數控車削加工工藝及零件加工程序編制 8 零件圖上的技術要求 零件圖粗糙度 （ 1）表面粗糙度的基本概念 零件經過機械加工后的表面看似光滑平坦，但如果在顯微鏡下觀察，會發現許多不平的凸峰和凹谷。零件表面具有這種較小間距的峰和谷所組成的微觀幾何形狀特征，稱為表面粗糙度，表面粗糙度與加工方法、所用刀具以及材料等因素都有密切關系。 （ 2）表面粗糙度的評定參數 表面粗糙度的評定參數有輪廓算術平均參數 Ra 和輪廓最大高度 Rz 等，常用的主要評定參數是 Ra。一般來說，凡是零件上有配 合要求或有相對運動的表面，Ra值要小， Ra 值越小，表面質量要求越高，加工成本也越高。因此，在滿足使用要求前提下，盡可能選用較大的 Ra 值。 （ 3） 表面粗糙度的標注方法 ① 一般標注法 表面粗糙度符號、代號一般應標注在可見輪廓線、尺寸界線、指引線或他們的延長線上，符號的尖端必須從材料外指向表面。 ② 大部分表面要求相同標注法 當大部分表面具有相同的表面粗糙度要求時，對其中使用最多的一種符號統一注在圖樣的右上角，并加注“其余”兩字。當所有表面具有相同的表面粗糙度要求時，其符合可在圖樣的右上方統一標注，其大小 是圖中標注大小的 倍。 ③ 簡化標注 法 為了簡化標注方法，或者標注位置受到限制時，可以標注簡化代號，也可采用省略的注法，但必須在標題欄附近說明這些簡化代號及省略標注的意義。如中心孔、鍵槽、圓角、倒角的表面粗糙的可以采用簡化標注法。 （ 4）畢業設計零件圖的表面粗糙度 長 97mm，直徑為 46mm 零件圓柱表面粗糙度值為 m，其余表面粗糙度為 m；長 52mm，直徑為 24mm 零件圓柱表面粗糙度值為 m，其余表面粗糙度為 m，兩個零件加工精度都較高 。 數控車削加工工藝及零件加工程序編制 9 極限與配合 （ 1）基本概念 ① 在成批貨大量成產中，要求零件具有互換性，互換性是指從加工完的一批規格相同零件中任取一件，不經修配就能立即裝配到機器或部件上，并能保證使用要求。零件的這種性質成為互換性。零件具有互換性，不僅給機器的裝配、維修帶來方便，而且滿足生產各部門廣泛的協作要求，為大量生產、流水作業提供條件，從而縮短生產周期，提高勞動效率和經濟效益。 ② 尺寸公差 零件在制造的過程中，由于加工或測量等因素的影響，加工后一批零件的實際尺寸總存在一定的誤差。為了保證零件的互換性，必須將零件的實際尺寸控制在允許的變動范圍內，這個允許的尺寸 變動范圍稱為尺寸公差。 極限偏差：允許尺寸變化的兩個極限。實際尺寸應位于其中，也可達到極限尺寸。允許的最大尺寸稱為最大極限尺寸；允許的最小尺寸稱為最小極限尺寸。偏差是某一尺寸減去基本尺寸所得的代數差。 最大極限尺寸減去基本尺寸所得的代數差稱為上偏差，最小極限尺寸減去基本尺寸所得的代數差稱為下偏差。上下偏差統稱為極限偏差。實際尺寸減去基本尺寸所得的代數差稱為實際偏差。偏差可以為正、負或零值。 ③ 配合 基本尺寸相同的、相互結合的孔和軸公差帶之間的關系稱為配合。常見的配合制度有： a 基孔制 基本偏差為一定的孔 的公差帶，與不同基本偏差的軸的公差帶形成各種配合的一種制度。基孔制的孔稱為基準孔， GB/ 規定孔的下偏差為零，基本偏差代號為 H。 b 基軸制 基本偏差為一定的軸的公差帶，與不同基本偏差的孔的公差帶形成各種配合的一種制度。基軸制的軸稱為基準軸， GB/ 規定孔的下偏差為零，基本偏差代號為 h。 （ 2）零件圖中的極限與配合 本設計零件外形尺寸有極限偏差的要求，對配合也有一定的要求，采用的是基軸制。 數控車削加工工藝及零件加工程序編制 10 形狀和位置公差 （ 1）形狀和位置公差的基本概念 在實際加工中，經過加工的零件，不但 會產生尺寸誤差，而且會產生形狀和位置誤差。由于零件的表面形狀和相對位置的誤差過大會影響機器的性能，因此對精度要求高的零件，除了尺寸精度外，還應控制形狀和位置的誤差。對形狀和位置誤差的控制是通過形狀和位置公差來實現的。 （ 2）形位公差和尺寸公差的關系 同一個被測要素上，既有尺寸公差又有形位公差時，確定尺寸公差和形位公差之間相互關系的原則，稱為公差原則。分為獨立原則和相關要求。 ① 獨立原則 獨立原則是指圖樣中給定的尺寸公差和形位公差相互無關，各自獨立，分別滿足要求的公差原則，在標注時不需要附加任何表示相互關系 的符號。 ② 相關要求 相關要求是指圖樣中給定的尺寸公差和形位公差相互關系，包括包容要求，最大實體要求，最小實體要求和可逆要求。 零件圖的重點和難點 本設計零件圖重點在于零件圖中橢圓，內外螺紋配合的的加工，對于橢圓應采用宏程序進行編程，兩工件之間的配合和尺寸公差的要求也是零件的難點之一。 本設計零件圖的難點在于如何把握好車削螺紋的粗加工尺寸以及宏程序的正確編制。 數控車削加工工藝及零件加工程序編制 11 第 2 章 機床的選擇 數控車床簡介 數控車床是目前使用最廣泛的數控機床之一，能夠加工軸類、盤類等回轉體類零件。目前已迅速 發展起來的數控車削中心、可在一次裝夾中完成更多的加工工序，提高了加工精度和生產效率。 數控車床的結構組成 數控車床的結構除車床基礎部件外，有下列部分組成 : （ 1） 主傳動系統。 （ 2） 進給系統。 （ 3） 實現工件回轉、定位的裝置和附件。 （ 4） 實現某些部件功能和輔助功能的系統和裝置，如液壓、氣動、潤滑、冷卻等系統和排屑、防護等裝置。 （ 5） 刀架。 （ 6） 特殊功能裝置 如刀具破損監控、精度檢測和監控裝置。 （ 7） 為完成自動化控制功能的各種反饋信號裝置及元件。 基礎元件指床身、底座、主軸、滑座 、工作臺等，它是整臺車床的基礎和框架。 畢業設計所選數控車床的結構布局及功能特點 畢業設計所選機床為 CAK6140型臥式數控車床， 主要技術參數見表 23所示。該機床配置 FANUC0iMC數控系統，具有兩坐標聯動功能。機床有機身、主軸箱及主傳動系統、工作臺及進給系統，以及電柜、冷卻、潤滑、操作等輔助裝置組成。該機床具有良好的剛性；主軸的變速范圍廣，低轉矩較大，可進行強力高速 切削；各軸的伺服電機經彈性聯軸器直接驅動滾絲絲杠，可實現無間隙傳動。 數控車削加工工藝及零件加工程序編制 12 表 23 CAK6140 型臥式數控車床的主 要技術參數 名稱 規格 名稱 規格 工作臺尺寸 /mm 480x1000 主軸電機功率 /KW X向行程 /mm 220 主軸轉速范圍 /r/min 202021 Z向行程 /mm 1000 快速進給速度mm/min 15000 床身上最大工件回轉直徑 /mm 400 定位精度 /mm 工作臺最大承受量/Kg 500 重復定位精度 /mm 選擇 CAK6140 型臥式數控車床的 原因 （ 1）進給傳動機構簡單 數控機床的進給傳動機構是滾珠絲杠副，伺服電動機與滾珠絲杠直接連接，傳 動機構簡單。滾珠絲杠副通過預緊可消除反向間隙，傳動精度高，運動平穩 。 （ 2）具有高度的柔性，適用性強。 （ 3）加工精度高，質量穩定。 （ 4）生產效率高。 （ 5）零件的加工尺寸在機床加工參數范圍內。 刀具選擇 刀具的選擇是數控加工工序設計的重要內容之一，它不僅影響機床的加工效率，而且直接影響加工質量。另外，數控機床的主軸比普通機床高 1到 2倍，且主軸輸出功率大，因此，與傳統加工方法相比，數控加工對刀具的要求更高，不僅要求精度高、強度大、剛度好、耐用性高，而且要求尺寸穩定、安裝調整方便，這就要求采用新型優 質材料制造數控加工刀具，并合理選擇刀具結構、幾何參數。 刀具的選擇應考慮工件材質，加工輪廓類型，機床允許的切削用量和剛性以及刀具耐用性等因素。一般情況下應優先選擇標準刀具，必要時也可采用各種高生產效率的復合刀具