轴类零件选材及工艺分析
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轴类零件数控工艺分析与编程(毕业论文)一、选题背景数控工艺分析与编程是加工制造行业制造过程中不可或缺的一个重要环节,随着电子技术和机械加工技术的不断发展,数控加工技术已经成为工业制造业的主流之一。
数控加工技术可以大幅度提高零件加工的精度、质量和效率,减少人力、耗材和时间等成本,因此得到了广泛的应用。
选取轴类零件数控工艺分析与编程为毕业论文的研究主题,是配合当前制造业不断发展的需要,以更好地适应产业化的趋势为切入点,拟从轴类加工的角度出发,研究轴类加工的数控编程技术和工艺分析。
二、研究目的本研究旨在通过对轴类零件数控加工工艺和编程技术进行深入的研究和探讨,以期得出可行的加工方案和实现数控加工的工艺参数和编程模型。
通过本研究,可以更好地指导加工制造行业生产实践,促进加工制造技术的升级观念的转变,提高制造业生产效能,增强企业竞争力。
三、研究内容1、轴类零件的零件特点和加工技术要求进行分析,并从加工工艺角度出发,确定具体的数控加工加工流程。
2、基于轴类零件的加工技术和要求,研究数控加工的工艺分析方法以及工艺参数的优选和调整方法。
3、通过数控编程的分析和研究,开发出适用于轴类零件的数控编程软件,实现自动化编程和完成工艺数据的提取和传输。
4、通过实验和仿真,验证研究成果的可行性,考察研究结果的实用性和可靠性。
四、研究意义1、提高轴类零件数控编程技术和工艺分析的水平,增强企业竞争力。
2、为加工制造行业提供可操作性强的加工方案和实现方法,优化生产制造的流程。
3、拓宽加工行业的思路和视野,促进信息技术和机械制造领域的深度交融,拓展产业化的广度和深度。
4、为制造业智能化和数字化提供有益的探索和实践。
五、研究方法1、文献法,收集和综述国内外有关轴类零件数控加工方面的文献,了解数控加工技术的发展现状及存在的问题。
2、实验法,开发适用于轴类零件数控加工的程序及专用软件,构建完整工艺数据及参数数据库进行实验验证。
3、分析法,分析轴类零件的技术特性,从加工角度出发优化工艺,提高加工效率和品质。
轴类零件的加工工艺分析及夹具设计论文摘要:本论文主要研究了轴类零件的加工工艺分析及夹具设计。
通过对轴类零件的特点进行分析,提出了适合轴类零件加工的工艺流程,并给出了一种有效的夹具设计方案。
实验证明,该工艺流程和夹具设计方案能够大大提高轴类零件的加工效率和质量。
1. 引言轴类零件是机械中常用的零件之一,广泛应用于汽车、机械、航空等领域。
由于轴类零件长且细,加工难度较大,对加工工艺和夹具设计提出了新的要求。
2. 轴类零件加工工艺分析2.1 轴类零件特点分析轴类零件具有长、细、对称等特点,加工过程中易产生变形和振动。
这些特点使得轴类零件的加工过程较为困难,需要采用适当的工艺方法来解决这些问题。
2.2 轴类零件加工流程分析根据轴类零件的特点,我们提出了一种加工流程。
该流程分为粗加工、精加工和表面处理三个阶段。
粗加工阶段主要进行外形修整和粗留余量的加工;精加工阶段采用滚刀进行细加工,以提高加工质量和表面光洁度;表面处理阶段主要进行抛光和涂漆等表面处理操作。
3. 轴类零件夹具设计3.1 夹具设计原则根据轴类零件的特点和加工流程,夹具设计应遵循以下原则:(1)稳定性原则:夹具应能够牢固固定轴类零件,防止产生振动和变形。
(2)可调性原则:夹具设计应能够根据不同的轴类零件进行调整,满足加工要求。
(3)易操作性原则:夹具应设计成易于操作和安装的形式,提高工人的工作效率。
3.2 夹具设计方案根据夹具设计原则和轴类零件的特点,本文提出了一种夹具设计方案。
该方案采用了中心定位夹具和两个侧面固定夹具的结构,能够稳定地固定轴类零件并保证加工精度。
4. 实验结果与分析通过对轴类零件的加工工艺分析及夹具设计方案的实验,比较了不同加工工艺和夹具设计方案对加工质量和效率的影响。
实验结果表明,本文提出的加工工艺流程和夹具设计方案能够显著提高轴类零件的加工效率和质量。
5. 结论本论文通过对轴类零件加工工艺分析及夹具设计的研究,提出了一种适合轴类零件加工的工艺流程和夹具设计方案。
目录摘要 (1)关键词 (1)1.零件图分析 (1)1.1零件的作用 (3)1.3零件的结构工艺分析 (3)2.毛坯分析 (4)2.1毛坯的选择 (4)2.2毛坯图的设计 (4)2.2.1 确定毛坯尺寸 (4)2.2.2零件的毛坯图 (5)3.零件的工艺分析 (5)4.工艺路线的拟定 (6)5.机床和工艺设备的选择及其理由 (7)5.1机床的选择及其理由 (7)5.2.刀具的选择 (7)5.3量具的选择 (8)5.4夹具的选择 (9)6.机械加工过程 (9)7.结论 (10)附图:轴套零件图 (12)轴套毛坯图 (13)机械加工工艺过程卡1 (14)机械加工工艺过程卡2 (15)机械加工工序卡2 (16)机械加工工序卡3 (17)机械加工工序卡4 (18)机械加工工序卡5 (19)机械加工工序卡6 (20)机械加工工序卡7 (21)机械加工工序卡8 (22)机械加工工序卡9 (23)机械加工工序卡10 (24)机械加工工序卡11 (25)机械加工工序卡12 (26)机械加工工序卡13 (27)机械加工工序卡14 (28)机械加工工序卡15 (29)参考文献 (30)轴套零件的工艺分析摘要:轴套零件在机械中的作用主要是导正、限位、止转及定位作用。
本次毕业设计通过对轴套零件图的分析,确定了该零件的毛坯材料及尺寸规格,通过对零件的加工工艺分析,确定了该零件的加工工艺路线,编写了机械加工工艺过程卡片和工序卡片。
零件在加工中必须保证重要的尺寸精度和表面粗糙度,以及根据现有生产设备选择合理的机械加工路线。
关键词:轴套尺寸设备精度1.零件图分析轴套一般起滑动轴承作用,是在机械传动过程中起固定和减小载荷摩擦系数的部件。
图1轴套零件图该零件(图1)为轴套类零件。
表面由外圆柱面、轴肩退刀槽表面组成,其中2.0132±φmm ,60030.00φ+mm, 950022.0φ-mm 这三个直径尺寸有较高的尺寸精度和表面粗糙度要求,表面粗糙度要求为0.8,为了保证同轴度通常减小切削力和切削热的影响,粗精加工分开,使粗加工中的变形在精加工中得到纠正,要求尺寸较高为60030.00φ+mm 、950022.0φ-mm 、2.0132±φmm ,其表面粗糙度为Ra1.6µm、Ra0.8µm 零件的左端和有端有M6螺纹孔,深8mm 。
典型表面加工实验(轴类零件加工)一、实验目的1.掌握轴类零件加工的工艺;2.学会用车床车削轴类零件的方法。
二、基本知识概述1. 轴类零件加工的工艺分析(1)轴类零件加工的工艺路线1)基本加工路线外圆加工的方法很多,基本加工路线可归纳为四条。
① 粗车—半精车—精车对于一般常用材料,这是外圆表面加工采用的最主要的工艺路线。
② 粗车—半精车—粗磨—精磨对于黑色金属材料,精度要求高和表面粗糙度值要求较小、零件需要淬硬时,其后续工序只能用磨削而采用的加工路线。
③ 粗车—半精车—精车—金刚石车对于有色金属,用磨削加工通常不易得到所要求的表面粗糙度,因为有色金属一般比较软,容易堵塞沙粒间的空隙,因此其最终工序多用精车和金刚石车。
④ 粗车—半精—粗磨—精磨—光整加工对于黑色金属材料的淬硬零件,精度要求高和表面粗糙度值要求很小,常用此加工路线。
2)典型加工工艺路线轴类零件的主要加工表面是外圆表面,也还有常见的特特形表面,因此针对各种精度等级和表面粗糙度要求,按经济精度选择加工方法。
对普通精度的轴类零件加工,其典型的工艺路线如下:毛坯及其热处理—预加工—车削外圆—铣键槽—(花键槽、沟槽)—热处理—磨削—终检。
(1)轴类零件的预加工轴类零件的预加工是指加工的准备工序,即车削外圆之前的工艺。
校直毛坯在制造、运输和保管过程中,常会发生弯曲变形,为保证加工余量的均匀及装夹可靠,一般冷态下在各种压力机或校值机上进行校值,(2) 轴类零件加工的定位基准和装夹1)以工件的中心孔定位在轴的加工中,零件各外圆表面,锥孔、螺纹表面的同轴度,端面对旋转轴线的垂直度是其相互位置精度的主要项目,这些表面的设计基准一般都是轴的中心线,若用两中心孔定位,符合基准重合的原则。
中心孔不仅是车削时的定为基准,也是其它加工工序的定位基准和检验基准,又符合基准统一原则。
当采用两中心孔定位时,还能够最大限度地在一次装夹中加工出多个外圆和端面。
2)以外圆和中心孔作为定位基准(一夹一顶)用两中心孔定位虽然定心精度高,但刚性差,尤其是加工较重的工件时不够稳固,切削用量也不能太大。
轴类零件的数控加工工艺编制及分析
一、数控加工
数控加工是目前机械加工中最先进的技术之一,它直接控制各个加工部位进行机械加工。
数控加工的技术日趋成熟,其特点在于:
1、高精度:数控加工采用计算机控制,控制仪器与机床相结合,使制件加工精度得以提高,达到高精度的要求。
2、快速加工:数控机床的运动时间可达到毫秒级,从而避免了传统机床的缓慢、繁琐的移动,大大减少了生产时间,实现快速加工。
3、精密控制:将刀具的转速、进给速率、切深等与加工步骤参数精确设定,使加工速度、深度和质量得以控制,实现精密控制。
4、自动化:数控机床可以实现自动换刀和加工路径的编程,实现自动换刀,避免了传统机床的人工操作,大大提高了生产效率。
二、工艺编制
1、选择加工工件:根据轴类零件的形状、尺寸及加工要求。
2、选择机床:根据加工工件的规格及加工要求,选择适合的机床。
3、选择刀具:根据加工工件的材质及加工要求,选择适合的刀具。
4、编制数控程序:根据轴类零件的图纸及加工要求,编制数控加工程序,指定参数,如转速、进给速度、刀具位置等,并将程序输入到计算机中。
阶梯轴零件加工工艺设计阶梯轴是一种特殊形状的轴类零件,具有不同直径的多个台阶。
其加工工艺设计是确保零件质量、提高生产效率的重要环节。
下面将介绍阶梯轴零件加工工艺设计的一般步骤和注意事项。
一、阶梯轴零件加工工艺设计步骤:1.工艺分析:对零件的形状、尺寸、材料进行分析,确定工艺方案的基本要求。
2.切削工艺设计:选定切削工艺,包括车削、镗削、铣削、磨削等工艺。
根据零件的形状、要求等进行选择,并确定工艺的刀具参数、切削速度等。
3.工序分解:将整个加工过程按照不同的工序进行分解,确定每个工序的加工内容和工具。
4.切削参数的选定:根据刀具材料、工件材料、切削速度等,选定适当的切削参数。
包括进给速度、主轴转速、切削深度等。
5.夹具设计:根据零件的形状和加工要求进行夹具设计,确保工件夹紧可靠、加工精度高。
6.检验方法设计:确定合适的检验方法和测量工具,确保零件加工的精度。
7.工艺文件编制:根据以上步骤编制工艺文件,包括工艺卡、工艺路线图、加工刀具清单等。
二、阶梯轴零件加工工艺设计的注意事项:1.确保加工精度:阶梯轴是一个复杂的零件,各个台阶之间的尺寸差异要求较高。
在设计加工工艺时,要注意选用合适的切削工艺和刀具,确保加工精度。
2.避免变形和裂纹:由于阶梯轴零件的形状特殊,易产生变形和裂纹。
在工艺设计中,要合理控制切削参数,避免过大的切削力和热量造成变形和裂纹。
3.确保工艺稳定性:阶梯轴零件的切削过程比较复杂,容易产生工艺不稳定现象,如振动、共振等。
在工艺设计中,要选择合适的切削速度和进给速度,避免产生不稳定。
4.合理选择刀具:阶梯轴零件的加工比较复杂,需要使用多种刀具进行加工。
在选择刀具时,要考虑刀具的材料、刃型、刃数等因素,以保证加工质量和效率。
5.合理设计夹具:阶梯轴零件的形状复杂,要确保工件在加工过程中的位置固定,不产生松动和偏移。
在夹具设计中,要考虑到工艺要求和工件形状,选择合适的夹具形式。
前言在日益发展的生活中,机械行业的重要性是不言而喻的,而机械更新换代的迅捷也使得其竞争日益激烈。
在其中,数控技术越来越起着决定性的作用。
随着数控技术的发展,数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化,还其他的一些重要行业发展起着越来越重要的作用。
数控车床是目前使用最广泛的数控机床之一。
数控车床主要用于加工轴类、盘类等回转体零件。
通过数控加工程序的运行,可自动完成内外圆柱面、圆锥面、成形表面、螺纹和端面等工序的切削加工,并能进行车槽、钻孔、扩孔、铰孔等工作。
车削中心可在一次装夹中完成更多的加工工序,提高加工精度和生产效率,特别适合于复杂形状回转类零件的加工。
本文是对典型轴套类零件加工技术的应用及工艺性分析,结合数控加工的特点,主要是对零件图的分析、毛坯的选择、机床的选择、零件的装夹、刀具的选择、切削用量的确定、工艺路线的制订、数控加工工艺的填写、数控加工程序的编写,最终形成可以指导生产的工艺文件。
选择正确的加工方法,设计合理的加工工艺过程,充分发挥数控加工的优质、高效、低成本的特点。
在整个工艺过程的设计过程中,要通过分析,确定最佳的工艺方案,使得零件的加工成本最低,合理的选用定位夹紧方式,使得零件加工方便、定位精准、刚性好,合理选用刀具和切削参数,使得零件的加工在保证零件精度的情况下,加工效率最高、刀具消耗最低。
最终形成的工艺文件要完整,并能指导实际生产。
目录前言------------------------------------------------------------2 摘要------------------------------------------------------------5 第一章零件加工工艺分析1.1零件图的工艺分析------------------------------------------71.2零件图纸中的尺寸标注分析----------------------------------81.3 零件的结构工艺性分析-------------------------------------8 1.4零件毛坯的选择--------------------------------------------91.5确定零件的定位基准和装夹方式-----------------------------101.5.1粗基准选择原则1.5.2精基准选择原则1.5.3定位基准1.5.4装夹方式第二章数控加工工艺方案的制定2.1加工方法的选择------------------------------------------11 2.2加工方案的确定--------------------------------------------122.3工序与工歩的划分----------------------------------------123.3.1按工序划分3.3.2按工歩的划分2.4确定加工顺序及进给路线----------------------------------133.4.1零件加工必须遵守的安排原则3.4.2进给路线2.5加工机床的选择------------------------------------------142.6刀具的选择----------------------------------------------14 2.7量具的选择----------------------------------------------16 2.8冷却液的选择--------------------------------------------17 第三章切削用量的选择3.1切削用量的选择原则--------------------------------------18 3.2背吃刀量的选择------------------------------------------19 3.3主轴转速的选择------------------------------------------19 3.4进给量或进给速度的选择----------------------------------20 3.5编程误差及其控制------------------------------------------------------------213.5.1编程误差3.5.2误差控制第四章 SIEMENS 802C常用编程指令4.1常用G指令代码功能表 -----------------------------------224.2常用M指令代码功能表------------------------------------23 第五章数控加工工艺过程卡片5.1数控车削加工工艺过程卡片--------------------------------24 5.2 数控车削加工零件工序卡片-------------------------------25 5.3数控车加工刀具卡片--------------------------------------26 第六章程序编制及模拟运行6.1编写数控加工程序-----------------------------------------276.2程序的模拟运行-------------------------------------------296.3零件的加工---------------------------------------------29 6.4加工结果检测-------------------------------------------29第七章设备简介7.1西门子802C数控系统简介----------------------------------307.2 CK6141数控车床简介------------------------------------31 毕业设计总结-------------------------------------------------33 参考文献-----------------------------------------------------34 致谢---------------------------------------------------------35摘要本文是对典型轴类零件加工技术的应用及数控加工的工艺性分析,主要是对零件图的分析、毛坯的选择、定位基准的选择、零件的装夹、工艺路线的制订、刀具的选择、切削用量的确定、数控加工工艺卡片的填写、数控加工程序的编写。
轴类零件选材及工艺分析
在机床、汽车、拖拉机等制造工业中,轴类零件是另一类用量很大,且占有相当重要
地位的结构件。
轴类零件的主要作用是支承传动零件并传递动和动力,它们在工作时受多种应力的作用,因此从选材角度看,材料应有较高的综合机械性能.局部承受摩擦的部位如车床主轴的花键、曲轴轴颈等处,要求有一定的硬度,以提高其抗磨损能力。
要求以综合机械性能为主的一类结构零件的选材,还需根据其应力状态和负荷种类考虑材料的淬透性和抗疲劳性能。
实践证明,受交变应力的轴类零件、连杆螺栓等结构件,其损环形式不少是由于疲劳裂纹引起的。
下面以车床主轴、汽车半轴、内燃机曲轴、镗杆、大型人字齿轮轴等典型零件为例进行分析。
(一)机床主轴
在选选用机床主轴的材料和热处理工艺时,必须考虑以下几点:
<1> 受力的大小。
不同类型的机床,工作条件有很大差别,如高速机床和精密机床主轴的工作条件与重型机床主轴的工作条件相比,无论在弯曲或扭转疲劳特性方面差别都很大。
<2> 轴承类型。
如在滑动轴承上工作时,轴颈需要有高的耐磨性。
<3> 主轴的形状及其可能引起的热处理缺陷。
结构形状复杂的主轴在热处理时易变形甚至于开裂,因此在选材上应给予重视。
主轴是机床中主要进零件之一,其质量好坏直接影响机床的精度和寿命。
因此必须根据主轴的工作条件和性能要求,选择用钢和制定合理的冷热加工工艺。
1、机床主轴的工作条件和性能要求C616-416车床主轴如图1-2所示。
该主轴的工作
条件如下:
①承受交变的弯曲应力与扭转应力,有时受到冲击载荷的作用;
②主轴大端内锥孔和锥度外圆,经常与卡盘、顶针有相对摩擦;
③花健部分经常有磕或相对滑动。
总之,该主轴是在滚动轴承中动转,承受中等负荷,转速中等,有装配精度要求,且受到一定的冲击力作用。
由此确定热处理技术条件如下:
①整体调质后硬度应为HB200~230,金相组织为回火索氏体;
②内锥孔和外圆锥面处硬度为HRC45~50,表面3~5㎜内金相组织为回火屈氏体和
少量回火马氏体;
③花键部分的硬度为HRC48~53,金相组同上。
2、选择用钢C616车床属于中速、中负荷、在滚动轴承中工作的机床,因此选用45
钢是可以的。
过去此主轴曾采用45钢经正火处理后使用;后来为了提高其强度和韧性,在粗车后又增加了调质工序。
而且调质状态的疲劳强度比正火为高,这对提高主轴抗疲劳
性能也是很重要的。
表1-1为45钢正火和调质后的机械性能比较。
3、主轴的工艺路线
下料→锻造→正火→粗加工(外圆留余4~5㎜)→调质→半精车外圆(留余2.5~3.5㎜),钻中心孔,精车外圆(留余0.6~0.7㎜,锥孔留余0.6~0.7㎜),铣键槽→局部淬火(锥孔及外锥体)→车定刀槽,粗磨外圆(留余0.4~0.5㎜),滚铣花键→花键淬火→精磨。
4、热处理工序的作用正火处理是为了得到合适和硬度(HB170~230),以便于机械加工,同时改善锻造组织,为调质处理作准备。
调质处理是为了使主轴得到高的综合机械性能和疲劳强度。
调质后硬度后硬度为HB200~230,组织为回火索氏体。
为了更好的发挥调质效果,将调质安排在粗加工后进行。
内锥孔和外圆锥面部分经盐浴局部淬火和回火后得到所要求的硬度,以保证装配精度和不易磨损。
5、热处理工艺调质淬火时由于主轴各部分的直径不同,应注意谈天问题。
调质后的变形虽然可以通过校直来修正,但校直时的附加应力对主轴精加工后的尺寸稳定性是不利的。
为减小变形,应注意淬火操作方法。
可采取预冷淬火和控制水中冷水机却时间来减小变形。
花键部分可用高频淬火以减小变形和达到硬度要求。
经淬火后的内锥孔和外圆锥面部分需经260~300℃回火,花键部分需经240~260℃回火,以消除淬火应力并达到规定的硬度值。
也有用球墨铸铁制造机床主轴的,如某厂用球墨铸铁的主轴淬火后硬度为HRC52~58,且变形量比45钢为小.
(二) 汽车半轴
汽车半轴是驱动车轮转动的直接驱动件。
半轴材料与其工作条件有关,中型载重汽车目前选用40Cr钢,而重型载汽车则选用性能更高的40CrMnMo钢。
1、汽车半轴的工作条件和性能在求以跃进型载重汽车(载重量为2500kg)的半轴为例。
半轴的简图如图9-28所示。
汽车半轴是传递扭矩的一个重要部件。
汽车运行时,发动机输出的扭矩,经过多级变速和主动器传递给半轴,再由半轴传动车轮。
在上坡或启动时,扭矩很大,特别在紧急制动或行驶在不平坦的道路上,工作条件更为繁重。
因此半轴在工作时承受冲击、反复弯曲疲劳和扭转应力的作用,要求材料有足够的抗弯强度和较好的韧性。
热处理技术条件:
硬度:杆部HRC37~44;
盘部外圆HRC24~34。
金相组织:回火索氏体或回火屈氏体。
弯曲度:杆中部≯1.8㎜,盘都跳动≯2.00㎜。
2、选择用钢根据JB529-64汽车半轴技术条件规定,半轴材料可选用40Cr、40CrMo、40CrMnMo钢。
同时规定调质后的半轴其金相组织淬透层应呈回火索氏体或回火屈氏体,心部(从中心到花键底半径四分之三范围内)允许有铁素体存在。
根据上述技术条件,选用40Cr钢能满足要求。
同时应指出,从汽车的整体性能来看,设计半轴时所采取的安全系数是比较小的。
这是考虑到汽车超载运行而发生事故时,半轴首先破坏对保护后桥内的主动齿轮不受损坏是有利的。
从这一点出发,半轴又是一个易损件。
3、半轴的工艺路线
下料→锻造→正火→机械加工→调质→盘部钻孔→磨花键
4、热处理工艺分析锻造后正火,硬度为HB187~241。
调质处理是使半轴具有高的综合机械性能。
淬火后的回火温度,根据杆部要求硬度HRC37~44,选用420±10℃回火。
回火后在水中冷却,以防止产生回火脆性。
同时水冷有利于增加半轴表面的压应力,提高其疲劳强度。
(三)内燃机曲轴
曲轴是内燃机中形状复杂而又重要的零件之一。
它在工作时受到内燃机周期性变化着的气体压力、曲柄连杆机构的惯性力、扭转和弯曲应力以及冲击力等的作用。
在高速内燃机中曲轴还受到扭转振动的影响,会造成很大的应力。
因此,对曲轴的性能要求是保证有高的强度,一定的冲击韧性和弯曲、扭转疲劳强度,在轴颈处要求有高的硬度和耐度磨性。
1、选择用钢一般以静力强度(σs、σb、ψ、δ)和冲击韧性作为曲轴的设计指标,并考疲劳强度。
内燃机曲轴材料的选择主要决定于内燃机的使用情况、功率大小、转速高低以及轴瓦材料等。
一般按下列情况进行选择:
低速内燃机曲轴采用正火状态的碳素钢或球墨铁;。