冲头类零件范文（精选8篇）
冲头类零件 第1篇
1. 轴套压装机装配法
轴套压装机装配法是通过液压缸的拉力将轴套装配在座孔内的一种装配方法。轴套压装机主要由压装机具、液压缸和液压泵站等组成。其中液压缸和液压泵站为标准件,可从市场购得。
不同规格和不同装配技术要求的轴套,其压入的摩擦阻力不同,故压入力也不同。因此应先计算出轴套的轴向压装力,再对压装机具结构进行设计,最后选择适宜的液压缸和液压泵站。现以公称直径260mm、厚度100mm的某型号轴承装配为例,介绍采用轴套压装机装配法的实施步骤。
(1)计算轴向压装力
对该轴承进行压装时,轴承受力分布如图1所示。
由于轴套装配的压装力应大于压装时轴向摩擦阻力,故应先计算轴向摩擦阻力。滚动轴承外圈装配时,轴向摩擦阻力F1按下式计算:
F压装力F1轴向摩擦阻力p径向压力d配合面公称直径L配合面长度
式中:F1轴向摩擦阻力,kN;
d配合面公称直径,260 mm;
L配合面长度,100mm;
P径向压力,10.97MPa;
f摩擦系数,取值为0.1。
式中径向压力P的作用是保证轴承外套工作时不出现滑动。其值取决于装配时最大过盈量,还取决于包容件和被包容件的厚度、材料弹性系数及泊松比等,根据相关公式计算(从略)将其取值为10.97MPa。
为保证轴承套能够顺利压入,轴承外圈装配的压装力F应大于该轴套的轴向摩擦阻力F1,本文将压装力设定为120kN。
(2)设计压装机具
压装机具应根据所装配轴套的结构尺寸进行设计,其结构主要由导向套、锁紧机构和定位套等组成,如图2所示。导向套承受压装时的压力,并可保证轴承外圈进入工件座孔时不发生偏斜。锁紧机构用于将导向套与液压缸的活塞杆锁紧。定位套承受压装时的反作用力,用于保证工件座孔、轴承外圈以及导向套的同轴度。压装时,随着活塞杆的回缩,锁紧机构可通过导向套将轴承外圈压入工件座孔中。
(3)液压缸选型
现以前文所述滚动轴承外圈的装配为例,说明液压缸的选型方法。
首先,确定液压缸拉力。
根据前文计算的压装力120kN,确定液压缸的拉力取值为120kN。
其次,确定液压缸伸缩速度。
低速压装可保证轴承的压装质量,故活塞杆缩进速度取值为3～5mm/s。
再次,确定液压缸行程。
根据轴承配合面长度和压装机具结构,确定其行程为500mm。
最后,确定液压缸活塞与活塞杆直径。
依据压装力和液压系统额定压力(取一般液压缸及液压泵站的标定压力为32MPa),可计算出液压缸活塞及活塞杆的直径,将计算结果取整后,分别定为80mm、40mm。
(4)液压泵站选型
选择双流量液压泵站,在压装作业时采用高压小流量,在空程时采用低压大流量,根据活塞杆缩进速度活塞和活塞杆直径,计算出液压泵站输出流量值0.8～4L/min,此时对应活塞杆的移动速度分别为3.5～13mm/s。
2. 冷冻装配法
装配外径较大的薄壁轴套时,用轴套压装机装配容易造成轴套变形和损坏,此时可选择冷冻装配法,即先将轴套冷冻,使其收缩,再进行装配。采用冷冻装配法应先计算冷冻温度,再选择冷冻介质。现以直径为270mm某铜质薄型轴套为例,介绍冷冻装配法的计算方法。
(1)计算冷冻温度
用冷冻装配法装配轴套取决于环境温度、装配过盈量和工件配合参数(加工精度),冷冻温度可按下式计算:
式中:t冷冻温度,℃;
t0环境温度,10～35℃;
δmax装配过盈量,0.10～0.18mm;
Δ0工件配合参数,0.5～0.8mm;
d薄壁套直径,270mm;
α1材料的线膨涨系数,1710-6℃。
在允许偏差范围内,按照公式(2)计算出不同工件配合参数及装配过盈量的相应冷冻温度,其计算结果见附表。
由计算结果得知,冷冻温度要低于-96℃,方可顺利完成装配任务。
(2)选择冷冻介质
用于冷冻装配法的冷冻介质一般为干冰或液氮。这2种冷冻介质的最低冷冻温度不同,干冰的冷冻最低温度为-80℃,液氮的冷冻最低温度为-196℃。选用干冰作为冷冻介质,对零件加工精度要求较高,只适用于过盈量较小的零件装配。选用液氮作为冷冻介质,对零件加工精度要求较低,可适用于过盈量较大的零件装配。
轴类零件加工工艺分析 第2篇
轴类零件最常用的毛坯是圆钢料和锻件, 只有某些大型、结构复杂的轴, 才采用铸铁或铸钢件。常用的光轴毛坯一般采用热轧圆钢和冷却圆钢;当要求毛坯具有较高的机械性能时应采用锻件。对于阶梯轴, 当阶梯尺寸相差较大时, 为了节约原材料, 也常采用锻件。毛坯锻件有两种:自由锻件和模锻。
采用自由锻造方式设备简单, 容易投产, 但毛坯余量大, 精度比较差, 而且不能锻造形状复杂的毛坯, 一般多用于单件和中小批生产。机械修配和重型机械的毛坯零件多采用自由锻造。
模锻毛坯精度较高, 余量小, 可以锻造形状比较复杂的毛坯, 但模锻需要较大型设备, 而且需要制造形状复杂的耐热钢模具, 设备投资大, 生产准备时间长。因而只适用大批量生产。
2 轴类零件加工工艺特点
轴类零件常用的加工方法为车削和磨削, 当表面质量要求很高时, 还应增加光整加工。轴类零件的一般加工工艺特点如下:
2.1 轴类零件的预备加工。
在预备加工中有校直、切断、切端面和钻中心孔。钻中心孔时的注意点:中心孔应有足够大的尺寸和准确的锥角。因中心孔在加工过程中要承受零部件的重量和切削力, 因此尺寸过小和锥角不准确, 将会是中心孔和顶尖很快被磨损。两端中心孔应在同一轴心线上。中心孔和顶尖接触不良, 容易产生变形和磨损, 使加工的外圆产生圆度误差。
2.2 轴类零部件定位基准的选择。
轴类零件加工时, 一般采用两中心孔作为定位基准。在加工外圆时总是先加工轴的两端面和钻中心孔, 为后继加工工序作为定位基准的准备。轴类零件各外圆、锥孔、螺纹等表面的设计基准一般都是轴的中心线, 因此选择两中心孔定位是符合基准重合原则的, 加工时能达到较高的相互位置精度, 且工件装夹方便, 故两中心空定位方式应用最广泛。
在车削较长轴时, 常将轴一端装夹在卡盘中, 靠近尾座的另一端用中心孔顶住, 或用中心架托住, 这样工件的刚度要比用两中心孔定位时增加很多。但是, 用卡盘装卡方法关键的缺点是定心精度不高 (0.06~0.15mm) , 因此, 不能保证较高的相互位置精度。
2.3 外圆及细长轴的车削加工。
外圆车削是机械加工中最常见的加工方法, 其工艺范围广泛, 可以划分为荒车、粗车、半精车、精车等阶段。各个加工阶段主要根据毛坯制造精度和工件最终的精度要求来选择。对于每个具体工件来说, 不一定都要经过那些全部的加工阶段。
3 提高车削外圆生产率的措施
(1) 选用硬度高、耐磨性和热稳定性好的新材料刀具, 如陶瓷、金刚石、合金钢等刀片, 进行高速切屑。 (2) 采用机夹式车刀、多角形可转位车刀等, 以充分发挥硬质合金的作用, 缩短刃磨刀具和更换刀具的辅助时间。 (3) 采用多刀多刃切削, 在一次进给中同时车削几个不同的外圆表面, 可缩短机动时间和辅助时间, 也很大程度提高了生产效率。 (4) 应用强力切屑加大切削深度和进给量来提高切削效率。
4 外圆磨削加工
磨削是精加工外圆表面的主要方法。磨削加工可比较经济地达到精度IT6~IT8级和表面粗糙度Ra0.1~0.8μm。
磨削时影响磨削表面质量的主要工艺因素有:砂轮机的特性、磨削用量、冷却、砂轮的修整、加工时的振动等。砂轮的特性包括磨料、粒度、硬度、结合剂、组织及形状、尺寸等。
5 外圆表面的光整加工
外圆表面的光整加工是用来提高尺寸精度和表面光洁质量的加工方法。它包括研磨、超精加工、滚压、抛光和金属表面加工装置处理等。
5.1 研磨
研磨是一种简便的光整加工方法。研磨后工件的直径尺寸公差可达到0.001~0.003mm, 表面光洁度Ra0.006~0.1μm。因而过去工艺采用研磨作为加工最精密和最光洁零件的最终加工方法。研磨方法可分为手工研磨和机械研磨两种。手工研磨具使用时可用螺钉调节其间隙, 研磨具常用铸铁、铜、铝、软钢等比工件材料软些的材料制成。研磨时, 部分磨粒嵌入研具表面层, 部分磨粒悬浮于工件与研具之间, 磨粒就在工件表面上切去薄的一层金属, 主要是上道工序留下的粗糙的凸峰。此外研磨还有化学作用, 研磨剂能使被加工表面形成氧化层, 而氧化层易于被磨料除去, 因而加速了研磨过程。
研磨加工还能提高工件表面的几何形状精度, 圆柱体圆度精度可达0.1μm, 但不能提高工件表面间的同轴度等相互位置精度。
5.2 超精加工。
超精加工是用细粒度的磨具对工件施加很小的压力, 并作往复振动和慢速纵向进给运动, 以实现微量磨削的一种光整加工方法。其加工原理中有三中运动:工件的低速旋转运动 (6~30m/min) ;磨条的轴向进给运动 (0.2~1mm/工件没转) ;磨条的高速往复振动 (振动频率取500~1500次/min, 振幅1~3mm) 。由于这三种运动同时进行, 使得磨粒在工件表面上留下非常浅的痕迹并呈网纹轨迹。
超精加工中采用的磨条, 既要有切削作用, 又要有抛光作用, 因此所使用的磨条的磨粒都很细。但粒度过细会影响加工效率, 预加工时, 一般选用粒度W14~W20的磨条, 精加工时宜用W3.5~W10的磨条。当预加工和精加工合用一种磨条时, 则采用W10粒度的磨条。
5.3 滚压加工。
滚压加工是用滚压工具对金属坯料或工件施加压力, 是其生产塑性变形, 从而将坯料成形或滚光工件表面的加工方法。塑性变形可是表面金属晶体结构歪曲, 晶粒度为细长紧密, 晶界增多, 故金属表面得以强化, 也就是表面层产生残余压应力和冷作硬化现象, 使表面粗糙度降低, 强度和硬度有所提高, 从而提高了耐磨性和疲劳强度, 同时也提高了产品表面的加工质量。
5.4 抛光。
抛光是利用机械、化学或电化学的作用, 使工件获得光亮、平整表面的加工方法。抛光裁量可用氧化铬、氧化铁等, 涂在弹性轮上, 靠抛光膏的机械刮擦和化学作用去掉表面粗糙度的轮廓峰高, 使表面的光泽成镜面。抛光加工一般去不掉余量, 所以不能提高工件的尺寸精度。
5.5 金属表面加工装置。
毫克能金属表面加工装置是引进乌克兰军工科技研制的高精度设备, 它利用高频电磁脉冲原理对金属表面进行光整加工, 从而提高工件表面粗糙度。该装置多使用在立车、卧车等设备上, 通过设备车削加工使工件表面粗糙度达到Ra6.3m以上, 则可使用豪克能金属表面加工装置一次性提高粗糙度至Ra0.8m以上。如果通过精度高的装置及特殊工序可通过该装置提高工件表面粗糙度达到Ra0.1m以上, 使表面达到镜面要求。近几年该装置使用非常广泛, 操作简单、加工效率高, 同时通过该装置高频冲击工件表面也提高了表面的硬度, 从而提高了耐磨性和抗疲劳强度, 提高轴类零件的使用寿命。
总结
本分通过对轴类零件的加工工序和加工方法进行了分析和总结, 加工过程中对产品的质量控制和精度要求所采取的工艺方法进行总结。对目前大型轴类零件的加工提供参考和帮助, 在实际制造过程中因存在一定条件因素, 如材质、设备精度、产品要求、刀具选择、操作人员的技能等, 对提高产品质量和生产效率都有一定影响, 选择合理的加工工艺方法能适当的弥补不足。
摘要：本文介绍了轴类零件的加工工艺流程, 对每序的加工方法进行介绍和分析, 对于机械加工制造的流程控制及产品质量提高有很大帮助。现就其轴类零件加工工艺进行如下分析。
轴类零件的加工及工艺分析 第3篇
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。
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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。
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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
小型针、孔类零件的加工 第4篇
针、孔类零件广泛应用于汽车、通讯、电子及机床电器等, 是组成接插件的核心元件。
机床的选择
针、孔类零件多为细长轴类零件, 以选择走心类精密纵切自动车床为宜, 如数控纵切自动车床、单轴纵切自动车床 (凸轮控制) 。短轴多台阶零件也可选用横切车床。近年来我国的数控机床制造业发展迅速, 用户可根据自己的加工需要和经济能力选择合适的机床。
合理编排加工工序
针、孔类零件一般由针头 (圆头、锥头) 、针体、孔 (轴向孔、径向孔) 、槽 (外圆槽、端面环型槽、纵向等分槽) 、螺纹 (内螺纹、外螺纹) 、滚花 (外圆滚花、端面滚花) 、方 (对边、四方、六方及多边形) 等组成。合理的加工工艺及工序的安排是保证产出合格零件的先决条件, 将直接影响零件的质量和生产效率。零件的加工应本着如下原则进行:先加工精度要求高的尺寸、后加工精度要求低的;先打孔 (先打轴向孔, 后打径向孔) 、后车外圆;先车外圆、后切槽 (有纵向等分槽的先钻、镗孔, 后车外圆再铣槽) 。如果是双主轴车床, 则根据零件的特点将精度要求高、形状复杂的一端放在主轴上加工, 另一端放在副主轴上加工。在纵切类车床上加工零件时, 同一档长度尺寸不宜做多刀车削, 以防止将材料拉出导套而失去支撑, 故各外形尺寸应一次车削到位。
切削速度及进给量的选择
根据不同的材料选择相应的切削参数。进给量、切削速度及刀尖圆弧半径可根据零件的材料、表面粗糙度和精度的要求参照附表选择。
切削刀具的选择
1. 刀具种类的选择
刀具种类主要根据被加工表面的形状、尺寸、精度、加工方法、所用机床及要求的生产率等进行选择。主要有外圆刀、镗孔刀、螺纹刀、槽刀、成形刀以及切断刀等。
2. 刀具材料的选择
刀具材料主要根据工件材料、刀具形状和类型及加工要求等进行选择。它应具备以下几种性能:
(1) 高的硬度和耐磨性刀具材料要比工件材料硬度高, 常温硬度在62HRC以上;耐磨性表示抵抗磨损的能力, 它取决于组织中硬质点的硬度、数量和分布。
(2) 足够的强度和韧性为了承受切削中的压力冲击和韧性, 避免崩刀和折断, 刀具材料应具有足够的强度和韧性。
(3) 高耐热性刀具材料在高温下保持硬度、耐磨性、强度和韧性的能力。
(4) 良好的工艺性为了便于制造, 要求刀具材料有较好的可加工性, 如切削加工性、铸造性、锻造性和热处理性等。
(5) 良好的经济性。
目前, 生产中所用的刀具材料以高速钢和硬质合金居多。高速钢是一种加入较多钨、铬、钒等合金元素的高合金工具钢。这种材料有较高的热稳定性;有较高的强度、韧性、硬度和耐磨性;制造工艺简单, 容易磨成锋利的切削刃。可锻造, 是制造钻头、成形刀具、拉刀、齿轮刀具等的主要材料。硬质合金是由难熔金属化合物和金属粘结剂经粉末冶金法制成。它以切削性能优良被广泛用作刀具材料, 具有高耐磨性和高耐热性, 但抗弯强度低、冲击韧性差, 很少用于制造整体刀具。用于切削的硬质合金分为适于铸铁、非铁金属及合金、非金属材料。 (1) 钨钴类 (Y G) 硬质合金:钨钴类硬质合金适于铸铁、非铁金属及合金。常用牌号有YG3、YG6、Y G8等, 字母后面的数字表示含钴量的百分比, 含钴量愈高, 其承受冲击的性能就愈好。因此, YG8常用于粗加工, Y G6和Y G3常用于半精加工和精加工。 (2) 钨钴钛类 (Y T、Y W) 硬质合金:钨钴钛类硬质合金由碳化钨、碳化钛和钴组成, 加入碳化钛可以增加合金的耐磨性, 提高合金与塑性材料的粘结温度, 减少刀具磨损, 也可以提高硬度;但韧性差、较脆, 承受冲击的性能也较差, 一般用来加工塑性材料, 如各种钢材。常用牌号有Y T5、Y T15、Y T30等。字母后面数字是碳化钛含量的百分数, 碳化钛的含量愈高, 红硬性愈好;但钴的含量相应愈低, 韧性愈差, 愈不耐冲击, 所以Y T5常用于粗加工, YT15和YT30常用于半精加工和精加工。
其他刀具材料:涂层刀具、陶瓷刀具、金刚石刀具和立方氮化硼刀具等。
3. 刀具角度的选择
车刀的主要角度有前角 (γ) 、后角 (α) 、主偏角 (κ) 、副偏角 (κ1) 和刃倾角 (λ) 。刀具角度的选择主要是前角、后角、主偏角和刃倾角的选择。
(1) 前角前角γ对切削的难易程度有很大影响。增大前角能使刀刃变得锋利, 使切削更为轻快, 并减小切削力和切削热。但前角过大, 刀刃和刀尖的强度下降, 刀具导热体积减少, 影响刀具使用寿命。前角的大小对表面粗糙度、排屑和断屑等也有一定影响。工件材料的强度、硬度低, 前角应选得大些, 反之小些;刀具材料韧性好 (如高速钢) , 前角可选得大些, 反之应选得小些 (如硬质合金) ;精加工时, 前角可选得大些。粗加工时应选得小些。
(2) 后角后角α的主要功用是减小后刀面与工件间的摩擦和后刀面的磨损, 其大小对刀具寿命和加工表面质量都有很大影响。一般切削厚度越大, 刀具后角越小;工件材料越软, 塑性越大, 后角越大。工艺系统刚性较差时, 应适当减小后角, 尺寸精度要求较高的刀具, 后角宜取小值。
(3) 主偏角主偏角κ的大小影响切削条件和刀具寿命。在工艺系统刚性很好时, 减小主偏角可提高刀具寿命、减小已加工表面粗糙度值, 所以κ宜取小值;在工件刚性较差时, 为避免工件的变形和振动, 应选用较大的主偏角。
(4) 副偏角副偏角κ1的作用是可减小副切削刃和副后刀面与工件已加工表面之间的摩擦, 防止切削振动。κ1的大小主要根据表面粗糙度的要求选取。
(5) 刃倾角刃倾角λ主要影响刀头的强度和切屑流动的方向。
切削液的选择
切削液大致可分为油基切削液和水基切削液, 主要作用是冷却、润滑、清洗和防锈等。油基切削液的润滑、防锈作用要优于水基切削液, 但冷却效果要差一些, 而水基切削液则相反。每种切削液都有各自的优缺点, 各有各的用途。因此在加工不同的金属材料时需要选用不同的切削液, 这样才能使切削液和刀具有效地结合到金属切削加工中。所以正确地选用切削液, 可以提高金属切削的生产率, 保证被加工零件的精度。
零件原材料的选择
锥台类零件成形工艺研究 第5篇
锥台类零件(图1)是在实际生产中常见的一种零件。当生产批量在100件左右时,由于该类锻件在自由锻制坯时存在的轴向推力,增加了锻造生产时的危险性。因此,大多回避直接塑性成形,而采用将直壁圆柱体锻件机加工出锥台的工艺方法。这一方法材料利用率低、生产率低、刀具消耗量大、制造成本高[1]。本文提出用切双肩的办法平衡制锥坯的轴向推力,然后用胎模锻锻出锥台,可减少后续的切削加工量、降低加工成本,还可节约原材料,提高生产效率。
为验证工艺方案的可行性,本文利用商业软件DEFORM-2D,对胎模锻终锻成形进行了模拟研究。
2 锥台类零件成形方案设计及分析
分析图1所示的零件,如果采用锻出阶梯轴再机加工出锥体时,材料利用率只有64.9%,当批量生产且材料昂贵时,会大大增加生产成本,因此,采用锻造成形是形势所迫。
实际生产中,许多工厂会采用自由锻成形锥台,但用来成形锥台部分的斜楔在轴向力作用下容易飞出,常常发生工伤事故。为了解决这一问题,我们采用切肩成形锥台部分、胎模锻最终成形的工艺方案。切肩成形锥台是一种轴向力自成平衡体系的成形过程,不会产生沿着轴向的推力,有利于安全生产。
图1所示锻件质量主要集中在大端和锥台部分,当切肩后小端部分高径比小于0.5(图2),小端拔长时容易产生折叠[3];同时在利用切刀成形锥台部分时,小端厚度较小容易造成小端部分沿着轴向方向发生变形。为此,采用了一料两件的设计方案。
以体积不变条件做为贯穿始终的工艺基本原理和计算基础,经过运算,一料两件时两小端圆柱体的高径比大于0.5,利于拔长。下料时应下双料。工艺流程(见表1):下料切双肩(锥台)拔长小端切断胎模锻。
3 相关参数设计
为了保证锻坯不发生失稳或双鼓,下料毛坯直径D0在选取时应遵守下式原则:
式中:D零件大端直径;
d零件小端直径。
拔长时小端高径比应≥0.5才不会出现折叠现象,同时大端部分高径比应<3,在胎模锻时才不会出现双鼓。
4 胎模锻数值模拟
为了验证方案的可行性,现用DEFORM-2D对胎模锻成形时进行仿真模拟[4,5],工件材料选用H13钢,胎模锻热锻温度为1150℃,摩擦因子取0.7。模拟结果如图3所示。
由图可见,模膛充填良好,小端与锥台接触的拐角处均已与模壁接触。可以认为,采用表1中的锥坯,可以达到较好的成形要求,是一种理想的成形方案。
5 结论
(1)当采用锻造出阶梯轴再机加工成形锥台部分的工艺方案的材料利用率不能接受时,可选用切肩成形锥台胎模锻终锻成形的工艺方案。
(2)切肩成形锥台是一种轴向力自成平衡体系的成形过程,不会产生沿着轴向的侧向力,有利于安全生产。
(3)当切肩处锥台的毛坯直径为D0时,是否能够成功使用这里提出的工艺方案,需按照公式0.6DD02d进行检验。拔长时小端高径比应≥0.5,不会出现折叠;同时大端高径比应<3,胎模锻时才不会出现双鼓。
参考文献
[1]付有余,孙女累.压力容器用大型锥形环锻件自由锻造新工艺[J].大型铸锻件,2010,(1):18-19.
[2]盛若川.锻造的种类[J].杭氧科技,2000(,4):53-5.
[3]孙绍华.模具设计中为避免锻件折叠应考虑的因素[J].轻合金加工技术,2007,35(4):29-34.
[4]张晓燕,许树勤,刘应忠,张宏亮,姚敏敏.耐腐蚀高颈法兰胎模锻造成形的数值模拟.锻压装备与制造技术,2009,44(2):69-71.
[5]张宏亮,许树勤,张晓燕,刘应忠.TA2管材平锥模热挤压成形过程的有限元模拟.锻压装备与制造技术,2009,44(6):88-91.
浅议壳类零件加工工艺 第6篇
壳类在机械设备中具有非常重要的作用, 它不仅可以支撑、包容和保护内部零件, 并且能够对内部零件起到定位和密封的作用。某设备的壳类零件如图1所示。
1 壳体零件加工工艺
1.1 零件分析
由图1的零件图可以看出, 该壳体类零件共包括两个加工表面。两个表面之间的加工有一定的要求。加工表面之一是准20的孔的中心线为轴线的外圆加工端面。该组圆端面的加工包括准50的端面和准90的外圆端面 (2个) , 以及准15的外圆面 (8个通孔) 。另外的一些加工表面包括准50的外圆端面, 准36 (上偏差0.16, 下偏差0) 的孔, 梯形孔 (1∶10) 以及退刀槽的加工。这些表面的粗糙度要求是:梯形孔的表面粗糙度为Ra1.6, 直径36的孔表面粗糙度要求为Ra6.3;其他表面的粗糙度为Ra12.5。该零件属于小批量生产, 对于壳类零件一般都是采用铸造的方式进行。选用金属模机器进行造型, 所作出的铸件不仅内部组织致密, 而且力学性能良好。
1.2 壳类零件加工工艺
由图1可知, 该零件的加工面主要是左右两部分平面, 在进行加工之前首先确定定位基准。该零件对于孔只要求了形状误差并没有位置公差的要求, 因此可以选用该孔的轴线作为定位的基准。首先对该孔进行粗加工及进行半精加工。采用心轴来实现该零件的定位和装夹。
根据壳体的零件图并结合已有的相关加工经验, 制定该零件的加工工艺路线。壳类零件通常都是采用铸造完成的, 因此首先进行毛坯的铸造。毛坯铸造完毕之后进行时效处理, 以达到去除铸件内部应力的目的。时效处理之后进行毛坯的加工划线, 再将划好线的毛坯装夹到车床上进行粗加工。首先粗车准50和90的外圆端面, 并对后者加工245°的倒角。其次, 粗车左侧准50的外圆端面并对ф90的左侧外圆端面进行加工、倒角245°。加工8-准15的孔。对顶面ф50的端面进行粗铣加工。由于ф36 mm的孔表面粗糙度要求较低, 因此需要使用镗床进行加工。采用镗床加工ф36 mm的孔和梯形孔。然后加工工件的螺纹孔, 首先, 加工底孔ф6.8 mm, 然后攻丝M8。加工完毕之后, 对工件进行去毛刺、清洗处理。并对零件进行检验, 合格之后入库。
2 壳类零件加工工艺分析
2.1 壳类零件的加工工序
对于壳类零件在制定加工工序时应保证所有加工的表面精度和粗糙度都能达到图纸的要求。鉴于同一精度的获取方法非常多, 因此在实际进行零件加工方法的确定时应该结合具体的实际加工设备、刀具等进行选择。对于尺寸较小的孔一般多采用铰孔的方式实现, 对于孔径比较大的孔应该选用镗削的方式进行加工。
一般来说, 壳类零件不仅加工质量要求较高, 其表面形状和精度要求一般也不太相同。根据壳类零件的各个表面的不同精度要求, 要选取相应的加工阶段实现加工的经济性。因此, 可将壳类零件的整个加工过程划分为粗加工阶段、半精加工阶段和精加工阶段。
1) 粗加工阶段。粗加工的生产目的是以较快的速度去除工件上的多余金属, 并且为后期的精加工做好准备, 所加工的表面能够作为后来精加工的基准。因此, 粗加工一般都采用大功率、大切削量的方式。由于粗加工过程中的切削力大, 所产生的切削热也非常多, 因此一般粗加工的精度比较低。
2) 半精加工阶段。半精加工是介于粗加工和精加工中间的一道工序。在某些零件的加工过程中不需要进行半精加工, 在粗加工之后可直接进行精加工。设置半精加工主要是对于那些不太重要的表面进行加工, 实现最佳的切削速度和经济性。
3) 精加工阶段。精加工是工件加工的最后一道工序, 精加工之后工件的大部分尺寸和表面精度要达到图纸的要求。因此在精加工时要根据图纸的要求选用具有一定精度的机床进行加工。精加工的目的是使工件的各个尺寸、表面质量等达到规定的要求。对于一些加工精度要求非常高的零件, 精加工还包括手工研磨等。
2.2 壳类零件加工装备及工艺装备分析
壳类零件加工工具的选择包括机床的选用、夹具的选用或者设计、加工刀具的选定等。进行壳类零件的加工所选用的机床加工范围应该与零件的外轮廓尺寸相匹配, 避免使零件外轮廓尺寸超过机床的最大加工尺寸, 并且确保能够实现工序加工中的精度要求。此外, 要根据壳类零件的生产批量选择相对应的机床进行加工生产。通常大批量壳类零件加工都采用专用的机床, 如专用钻床、镗床等。在端面加工、倒角及攻丝时, 一般都会使用通用机床进行加工。
机床夹具可确保工件的位置并且保证工件不会因为外力的作用发生位置的改变。夹具的主要作用是能够有效地保证工件的加工精度, 提高工件的加工效率, 充分发挥机床的加工性能。夹具的种类非常多, 一般分为通用夹具、专用夹具、组合工具等。根据夹具的动力源来进行分类可以将夹具分为气动、电动、液压等夹具。通常对于单件或者小批量的加工, 一般大多数使用通用夹具, 或者采用组合夹具来进行装夹。对于中批量或者大批量的生产一般采用专用夹具。壳体类零件多属于小批量生产, 应该尽量选用通用夹具。对于动力源应尽可能选用手动的方式实现驱动。
刀具是进行机械加工的重要工具之一, 通常刀具的选择应根据壳类零件的加工工序、尺寸、材料、精度、生产率和表面粗糙度等进行选择。与夹具相同的是刀具也应该尽可能地选用通用的刀具, 在必要时可以优先选用专用刀具进行加工。铣削表面时一般大多数是使用数控机床进行加工, 并且选用直柄立式铣刀。壳类零件一般都包括孔, 对于孔的加工采用镗削的方式, 根据孔的大小选取相对应的镗刀进行加工即可。
3 结语
本文主要针对壳类零件的加工工艺进行了分析, 以具体壳类零件的加工工艺进行阐述, 并在此基础上对壳类零件的加工工艺进行了分析。壳类零件的使用量非常大, 属于机械中常见的零件。对于壳类零件进行分析能够提高加工的效率和产品的合格率, 能够有效降低次品的产生。
摘要：壳类零件是机械零件中经常见到的一种零件。壳类零件在机械设备中主要起到支撑和包容其他零件的作用, 因此其受力情况和结构都相对比较复杂。文中对壳类零件的加工工艺进行分析, 对于提高壳类零件的质量以及机械设备整机的质量具有非常重要的意义。
关键词：壳类,零件,加工,工艺
参考文献
[1]钱书琨, 陶卫民.壳类零件工艺分析和模具设计[J].现代制造工程, 2002 (7) :33-34.
[2]燕超鹏, 秦孝文, 张红侠, 等.内燃机罩壳类零件加工工艺研究[J].柴油机, 2013 (4) :38-40.
盘类零件的加工工艺分析 第7篇
盘类零件是一种常见的机械零件, 在机械设备中主要起支承和连接作用。盘类零件主要由端面、内孔及外圆等组成, 通常盘类零件直径大于其轴向尺寸, 比如齿轮、法兰盘及轴承环等。盘类零件用于传递动力、转换方向或起轴向定位及密封等作用。为加强支承, 盘类零件上常设有凸台、凹坑等, 此外, 为与其它零件连接, 盘类零件上还常设有键槽和各种孔 (光孔、沉孔、螺纹孔等) 等结构。
1 法兰盘的结构工艺性分析
图1为法兰盘零件图, 是一个过渡联接零件, 多用于轴与其它部件的联接, 轴与法兰盘准20H7的孔相配合, 并通过键槽来传递扭矩, 准35、准34分别与不同孔径的部件相配合, 6-准7的通孔用于部件的紧固。
2 法兰盘的工艺规程设计
2.1 确定毛坯
法兰盘材料选用HT200, 考虑到铸造性能良好, 且为中批量生产, 采用砂型铸造加工, 毛坯铸造完毕后, 进行人工时效处理, 以消除毛坯内部的残余应力, 避免在机械加工过程中出现变形。
2.2 选择定位基准
由图1可知, 大部分尺寸和公差都以准20H7孔的中心线及其端面作为定位基准, 并依据基准统一和基准重合的工艺原则, 先加工出准20H7的中心孔及其端面, 以作为后续加工的精基准。根据粗基准的选择原则, 选取毛坯准35外圆端面作为粗基准, 在车床上选用三爪卡盘装夹工件, 以消除法兰盘毛坯件的自由度, 达到完全定位的目的。
2.3 法兰盘各加工表面及技术要求
1) φ62外圆面对尺寸精度要求不高, 表面粗糙度为Ra6.3。
2) φ35外圆面选用公差等级为IT6, 上偏差为0, 下偏差为-0.016 mm, 对φ20H7的同轴度要求为0.02 mm, 表面粗糙度为Ra0.8。
3) φ34外圆面选用公差等级为IT6, 上偏差为0, 下偏差为-0.016 mm, 对φ20H7的同轴度要求为0.02 mm, 表面粗糙度为Ra0.8。
4) φ20内孔选用公差等级为IT7, 上偏差为0.021 mm, 下偏差为0, 表面粗糙度为Ra1.6。
5) 宽度为34 mm的左右两端面的表面粗糙度为Ra6.3。
6) 宽度为10 mm的准62外圆两侧面对φ20H7的垂直度公差要求为0.02 mm, 表面粗糙度为Ra1.6。
7) 6-φ7对尺寸精度要求不高, 表面粗糙度为Ra6.3。
8) 长度为22.6mm键槽选用公差等级为IT11, 上偏差为0.013 mm, 下偏差为0, 表面粗糙度为Ra6.3。
3 法兰盘的机械加工工艺路线
拟定法兰盘加工工艺路线首先确定好各表面的加工方法及加工方案, 前提应保证零件的加工质量、生产效率等方面的要求, 并结合相关加工经验, 先加工基准面, 划分好加工阶段, 加工先粗后精。根据各加工表面的加工精度和表面粗糙度要求, 参考机械加工工艺手册, 依据加工顺序的安排, 制订出该零件的加工工艺方案:
3) 首先进行切槽, 对φ62的两侧面进行精车, 保证其表面粗糙度为Ra0.8。
4) 划出6个通孔轮廓线, 钻出6-φ7孔。
6) 利用插床插削尺寸为22.6 mm的键槽, 确保其表面粗糙度为Ra6.3。
7) 加工完毕后, 对法兰盘零件进行发蓝处理, 之后检验入库。
4 法兰盘零件加工装备及工艺装备分析
法兰盘零件的加工工艺装备包括机床设备、装夹夹具、加工刀具及量具和辅具等。进行法兰盘零件的加工所选用机床设备的加工范围应该与零件的外部轮廓尺寸相适应, 机床的精度应保证与工序加工中的精度相适应, 另外依据法兰盘零件生产批量的不同选择相适应的机床设备。一般对于加工精度要求较高、工步内容较多、复杂工序的法兰盘零件应考虑选择专用的机床设备进行加工, 比如专用镗床、钻床等。在进行端面或者倒角时通常会使用通用的机床设备。
机床夹具是工件在机床上进行切削过程中, 保证工件的位置并且确保工件不因外力的作用而发生位置改变。夹具的主要作用是确保工件的加工精度, 以提高工件的加工效率。对法兰盘的装夹有下述装夹方案:1) 三爪自定心卡盘安装。采用三爪自定心卡盘装夹外圆时, 为保证定位的可靠性, 通常采用反爪装夹方法 (限制了工件的5个自由度) ;在对内孔进行装夹时, 利用三爪卡盘离心力的作用完成对法兰盘零件的定位和夹紧。2) 专用夹具安装。利用外圆作径向定位基准时, 选用定位环作为定位件;若用内孔作径向定位基准时, 则选用定位销作为其定位件, 依据法兰盘零件形状特点及加工部位、要求等, 选取径向或端面夹紧。该装夹方法适用于中批量或大批量生产的法兰盘零件。
刀具是机械加工的重要工具, 通常来说刀具的选择应依据法兰盘零件的加工工序、尺寸以及表面粗糙度等进行选择。在单件小批量的生产时, 尽量选用标准刀具, 选用合理的刀具是确保法兰盘零件质量和提高切削效率的重要条件。对于法兰盘零件的孔采用镗削的方式, 依据孔大小选取相适应的镗刀进行加工。
5 法兰盘零件加工工艺原则
1) 先粗后精。先进行粗加工, 中间进行半精加工, 最后进行精加工。
2) 先主后次。先对装配基面和工作表面等主要平面进行加工, 后安排对键槽、螺纹孔等次要平面的加工, 考虑到次要平面的加工工作量较小, 通常将其安排在主要表面的半精加工与精加工之间进行。
3) 先面后孔。对于法兰盘零件先加工用来定位的平面和孔的端面, 然后再对孔进行加工, 这样有助于保证工件定位装夹的稳定性, 确保孔和平面的位置精度。
4) 先加工基面。先加工出用作精基准的表面, 因此, 第一道工序通常是安排定位面的粗加工和半精加工, 然后以精准面为定位加工其它各表面。
6 结语
本文分析了盘类零件的加工工艺, 并对某法兰盘零件的加工工艺进行了具体阐述。盘类零件是机器或部件中常见的零件, 对于该类零件进行分析能够确保加工的质量和精度, 减小不合格产品的产生。
摘要：盘类零件是由多个端面、深孔、曲面及外轮廓组合成的结构相对复杂的零件, 在机械设备中主要起支承和连接作用。文中对盘类零件的加工工艺进行了分析, 对于提高盘类零件的加工质量及实用效率具有十分重要的意义。
关键词：盘类零件,加工,工艺分析
参考文献
[1]钟华燕.航空薄壁法兰盘类零件高效铣削加工工艺研究[J].煤炭技术, 2013 (8) :37-39.
[2]曾太阳.复杂薄壁盘类零件数控高速加工工艺与编程[J].模具制造, 2009 (8) :93-97.
薄壁盘类零件变形控制 第8篇
关键词：回流器盖板,钛合金,变形控制
1 绪论
航空发动机是飞机的心脏, 有了适用的航空发动机, 才实现了真正有动力、可操纵的载人航空飞行。随着航空发动机的更新换代, 推动了军民用航空器一代一代的向前发展。推重比作为航空发动机更新换代的重要指标, 因此减小零件的重量成为航空发动机发展道路上的重要工作, 因此发动机中的薄壁零件越来越多, 加工难度也越来越大。钛合金以其比强度高、机械性能及抗蚀性良好而成为飞机及发动机理想的制造材料。
某型机的回流器盖板是典型的薄壁盘类零件, 材料为钛合金。回流器盖板的最大外廓尺寸420mm, 内、外壁壁厚为2mm, 外壁和内壁的两端为圆弧状 (流道面) , 在加工过程中无法装夹定位, 而其要求配合面的平面度为0.05mm, 且平行为0.02mm, 由于零件外壁和内壁的两端均为圆弧状, 没法定位和夹紧, 因此解决该零件的定位和夹紧以及如何减小定位和夹紧变形是该零件加工的主要难点。另外在零件壁薄加工时刀具和切削参数的选择也将影响零件的变形, 影响其精度。
为最大程度上控制薄板变形, 拟制造专用的工艺装备, 对零件装夹定位及其夹具结构技术的研究、加工参数对控制薄壁件变形技术研究、加工过程中控制残余应力的技术研究、加工过程中形位公差控制技术研究。加工编程时合理选择刀具和加工顺序, 确定合适切削参数, 减少切削变形。根据实际加工情况调整切削参数, 摸索参数变化对变形的影响, 找出合理切削参数, 减少切削变形。
2 典型薄壁件结构分析
回流器盖板直径φ420, 壁厚为2mm, 零件配合面在φ192~φ411范围内达到要求平面度为0.05, 是典型的薄壁件, 结构异性件。
3 航空发动机材料分析
航空航天产业为国防工业和制造业最重要的组成部分之一, 随着现代飞机、航天器性能要求的不断提高, 为了减轻重量, 增加机动性和增加有效载荷和航程, 航空航天零件材料在不断变革, 在航空发动机和飞机结构件中钛合金、高温合金、复合材料的含量逐渐占据了主导地位。而盘类零件主要是钛合金。
3.1 钛合金的性能特点
3.1.1 比强度高
钛合金的密度仅为钢的60%左右, 但强度却高于钢, 比强度 (强度/密度) 是现代工程结构金属材料中最高的, 适于做飞行器的零部件。资料介绍, 自20世纪60年代中期起, 美国将其81%的钛合金用于航空工业, 其中40%用于发动机构件, 36%用于飞机骨架, 甚至飞机的蒙皮、紧固件及起落架等也使用钛合金, 大大提高了飞机的飞行性能。
3.1.2 热强性好
往钛合金中加入合金强化元素后, 大大提高了钛合金的热稳定性和高温强度。如在300-350℃下, 其强度为铝合金强度的3-4倍。
3.1.3 耐蚀性好
钛合金表面能生成致密坚固的氧化膜, 故耐蚀性能比不锈钢还好。如:在19%HCl+10mg/l Na OH条件下使用的反应器导管, 不锈钢只能用5个月, 而钛合金则可用8年之久。
3.1.4 化学活性大
钛的化学活性大, 能与空气中的氧、氮、氢、一氧化碳、二氧化碳、水蒸气、氨气等产生强烈化学反应, 生成硬化层或脆性层, 使得脆性加大, 塑性下降。
3.1.5 导热性能差、弹性模量小
钛合金的导热系数仅为钢的1/4、铝的1/14;弹性模量为钢的1/2, 刚性差、变形大, 不宜制作细长杆和薄壁件。
3.2 切削加工性特点
3.2.1 切削温度高
钛合金的导热系数低, 切削温度可比切削45号钢时高出数百度以上。
3.2.2 弹性变形大
钛合金的弹性模量低, 加工时容易产生变形, 使已加工表面产生回弹, 与刀具后刀面剧烈摩擦、粘附、粘结磨损等。
3.2.3 切削应力大
由于切屑与前刀面的接触长度短, 所以接触面积上的切削应力大大增加, 刀尖、切削刃容易磨损。
3.2.4 加工硬化严重
钛合金的化学活性大, 容易与大气中的多种元素产生化学反应, 形成硬而脆的外皮;同时切削过程中的塑性变形也会造成表面硬化。
3.2.5 粘刀现象严重
钛合金的化学活性大, 与刀具亲和力大, 造成粘结磨损和扩散磨损, 产生严重的粘刀现象和积屑瘤。
4 薄壁件变形控制技术
4.1 工艺路线的研究
经过对回流器盖板的零件结构和加工难点的分析, 为减小应力变形, 在粗加工和半精车后分别增加低温消除应力工序;为了保证最终精度, 在精加工之前增加了车基准工序, 保证了精加工的定位精度。
4.2 装夹方式的研究
最后两道精车工序和车基准工序是是否能够保证最终的精度要求的关键, 这四道工序的装夹方式起到很重要的作用。切削钛合金时吃刀抗力较大, 故工艺系统需保证有足够的刚度。由于钛合金易变形, 所以切削夹紧力不能大, 特别是在某些精加工工序时, 一定要掌握好零件的夹紧力度。
4.3 刀具的选择和切削参数的研究
要想有效车削钛合金, 必须针对其切削加工特点, 首先要正确选择刀具材料的种类和牌号, 再确定刀具的合理几何参数, 优化切削用量并选用性能好的切削液及有效的浇注方式。
4.3.1 刀具的选择
(1) 正确选择刀具材料
车削钛合金时必须选用耐热性好、抗弯强度高、导热性能好、抗粘结抗扩散、抗氧化磨损性能好的刀具材料。
车削多选用硬质合金刀具, 以不含Ti C的K类硬质合金为宜, 细晶粒和超细晶粒的硬质合金更好。
尽可能使用硬质合金刀具, 如钨钴类硬质合金与钛合金化学亲和力小、导热性好、强度也较高。低速下断续切削时可选用耐冲击的超细晶粒硬质合金, 成形和复杂刀具可用高温性能好的高速钢。
(2) 选择合理的刀具几何参数
根据钛合金塑性不大、刀-屑接触长度较短, 宜选较小前角;由于钛合金弹性模量小, 应取较大后角, 以减小摩擦, 一般大于15°;为增强刀尖的散热性能, 主偏角宜取小些, 主偏角小于45°为好。刀尖采用圆弧过渡刃以提高强度, 避免尖角烧损和崩刃。保持刀刃锋利, 以保证排屑流畅, 避免粘屑崩刃。
4.3.2 切削参数的研究
切削温度高是切削钛合金的显著特点, 必须优化切削用量以降低切削温度, 其中重要的是确定最佳的切削速度。钛合金切削速度宜低, 以免切削温度过高;进给量适中, 过大易烧刀, 过小则因刀刃在加工硬化层中工作而磨损过快;切削深度可较大, 使刀尖在硬化层以下工作, 有利于提高刀具耐用度。加工时须加冷却液充分冷却。
由于零件为盘类薄壁件, 零件轴向刚性很弱, 径向刚性比较强, 所以要沿着零件径向走刀, 使切削力的方向是沿着零件的径向。
为了得到最优化的切削参数, 做了大量的工艺试验:
最终确定精车切削参数为:
5 结束语
