螺紋軸的加工與分析

1、西安工業(yè)大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文緒論隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，傳統(tǒng)的制造業(yè)開(kāi)始了根本性變革，各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家 投入巨資，對(duì)現(xiàn)代制造技術(shù)進(jìn)行研究開(kāi)發(fā)，提出了全新的制造模式。在現(xiàn)代制造系統(tǒng)中， 數(shù)控技術(shù)是關(guān)鍵技術(shù)，它集微電子計(jì)算機(jī)、信息處理、自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)控制等高新技術(shù) 于一體，具有高精度、高效率、柔性自動(dòng)化等特點(diǎn)，對(duì)制造業(yè)實(shí)現(xiàn)柔性自動(dòng)化、集體化、 智能化起著舉足輕重的作用。同時(shí)，市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率提出了越來(lái)越高的要 求。根據(jù)數(shù)控車削加工的工藝方法，安排工序的先后順序，確定刀具的選擇和切削用量 的選擇等設(shè)計(jì)。一般生產(chǎn)加工中，螺紋的加工方式多采用攻絲這種傳統(tǒng)工藝，隨著數(shù)控 技術(shù)的發(fā)展、

2、軟件的創(chuàng)新、控制精度的提高、三軸聯(lián)動(dòng)或多軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的產(chǎn)生及其 在生產(chǎn)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，相應(yīng)的先進(jìn)加工工藝一一螺紋銃削逐漸得以實(shí)現(xiàn)，具加工精度、 光潔度以及柔性是攻絲無(wú)法比擬的，另外其經(jīng)濟(jì)性在某種情況下也更優(yōu)于傳統(tǒng)工藝。良 好的結(jié)構(gòu)工藝性，可以使零件加工容易，節(jié)省工時(shí)和材料。而較差的零件零件工藝性， 會(huì)使加工困難，浪費(fèi)工時(shí)和材料，有時(shí)甚至無(wú)法加工。因此，零件各加工部位的結(jié)構(gòu)工 藝性應(yīng)符合數(shù)控加工的特點(diǎn)。71螺紋的簡(jiǎn)述1.1 螺紋的介紹螺紋的形成。一個(gè)與軸線共面的平面圖形（三角形、梯形等）沿圓柱面作螺旋運(yùn)動(dòng) 所生成的螺旋體，工程上稱之為螺紋。如圖 1.1。外螺紋內(nèi)螺紋圖1.1在圓柱或圓錐母體表面

3、上制出的螺旋線形的、具有特定截面的連續(xù)凸起部分。螺紋 按其母體形狀分為圓柱螺紋黑圓錐螺紋；按其在母體所處的位置分為外螺紋、內(nèi)螺紋（如 圖1.2,按其截面形狀（牙型）分為三角螺紋、矩形螺紋、梯形螺紋、鋸齒形螺紋及其 他特殊形螺紋，三角形螺紋主要用于連接，矩形、梯形和鋸齒形羅螺紋主要用于傳動(dòng)； 按螺旋線方向分為左旋螺紋和右旋螺紋，一般用右旋螺紋；按螺旋線的數(shù)量分為單線螺 紋和雙線螺紋及多線螺紋；連接用的多為單線螺紋，傳動(dòng)用的采用雙線或多線；按牙的 大小分為粗牙螺紋和細(xì)牙螺紋等，按適用場(chǎng)合和功能不同，可分為緊固螺紋、管螺紋、 傳動(dòng)螺紋、專用螺紋等。圖1.2外螺紋內(nèi)螺紋1.2 螺紋分類1、螺紋種類螺紋

4、按用途可分為聯(lián)接螺紋和傳動(dòng)螺紋兩類。常用標(biāo)準(zhǔn)螺紋的種類及用途可參看表1。表1常用螺紋的種類和標(biāo)注特征代號(hào)用途及說(shuō)明普通螺紋粗牙m(xù)最常用的一種聯(lián)接螺紋，直徑相 同時(shí)，細(xì)牙螺紋的螺距比粗牙螺 紋的螺距小，粗牙螺紋不注螺距細(xì)牙m(xù)管螺紋非螺紋密封g管道聯(lián)接中的常用螺紋，螺距及 牙型均較小，其尺寸代號(hào)以in為 單位，近似地等于管子的孔徑。螺紋的大徑應(yīng)從后關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中查 出，代號(hào)r表示圓錐外螺紋，rc 表示圓錐內(nèi)螺紋，rp表示圓柱內(nèi) 螺紋螺紋密封rc密封螺紋在f壓力下能保持管道聯(lián)接處內(nèi)外界的密封梯形螺紋tr常用的兩種傳動(dòng)螺紋，用于傳遞 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，梯形螺紋可傳遞雙 向動(dòng)力，鋸齒形螺紋用來(lái)傳遞單 向動(dòng)力鋸齒形螺

5、紋b2、螺紋標(biāo)記的標(biāo)注當(dāng)螺紋精度要求較高時(shí)，除標(biāo)注螺紋代號(hào)外，還應(yīng)標(biāo)注螺紋公差帶代號(hào)和螺紋旋合長(zhǎng)度。螺紋標(biāo)記的標(biāo)注格式為： 螺紋代號(hào)+螺紋公差帶代號(hào)（中徑、頂徑）+旋合長(zhǎng)度例如；m36x3m代表普通三角形螺紋36代表公稱直徑3代表螺距1.3圓柱螺紋的主要幾何參數(shù)外徑（大徑），與外螺紋牙頂或內(nèi)螺紋牙底相重合的假想圓柱體直徑。螺紋的公稱直徑即大徑。內(nèi)徑（小徑），與外螺紋牙底或內(nèi)螺紋牙頂相重合的假想圓柱體直徑。中徑，母線通過(guò)牙型上凸起和溝槽兩者寬度相等的假想圓柱體直徑。螺距，相鄰牙在半徑線上對(duì)應(yīng)兩點(diǎn)間的軸向距離。導(dǎo)程，同一螺旋線上相鄰牙在中徑線上對(duì)應(yīng)兩點(diǎn)間的軸向距離。牙型角，螺紋牙型上相鄰兩牙側(cè)間的

6、夾角。螺紋開(kāi)角，中徑圓柱上螺旋線的切線與垂直于螺紋軸線的平面之間的夾角。工作高度，兩相配合螺紋牙型上相互重合部分在垂直于螺紋軸線方向上的距離等。螺紋的公稱直徑除管螺紋以管子內(nèi)徑為公稱直徑外，其余都以外徑為公稱直徑。螺紋已標(biāo)準(zhǔn)化，有米制（公制）和英制兩種。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)采用米制，中國(guó)也采用米制。一 p一圖1.3h =0.866pd2=d-0.6495 pd產(chǎn)d- 1.0825 pa =60d、d 內(nèi)、外螺紋大徑d2、d2內(nèi)、外螺紋中徑 d、di 內(nèi)、外螺紋小徑p螺距2三角螺紋的加工2.1 螺紋加工概念及加工工藝螺紋加工是在圓柱上加工出特殊形狀螺旋槽的過(guò)程，螺紋的常見(jiàn)的用途是連接緊 周、傳遞運(yùn)動(dòng)等。螺紋

7、常見(jiàn)的加工方法有：滾絲或螺紋成型、攻絲、銃削螺紋、車削螺 紋等。cnc車床可加工出高質(zhì)量的螺紋，本章主要用 cnc車床車削螺紋的工藝編程方 法。車削螺紋加工是在車床上，控制進(jìn)給運(yùn)動(dòng)與主軸旋轉(zhuǎn)同步，加工特殊形狀螺旋槽的 過(guò)程。螺紋形狀主要由切削刀具的形狀和安裝位置決定。螺紋導(dǎo)程由刀具進(jìn)給量決定。cnc編程加工最多的是普通螺紋，螺紋牙形為三角形，牙型角為 60 ,普通螺紋 分粗牙普通螺紋和細(xì)牙普通螺紋。 粗牙普通螺紋的螺距是標(biāo)準(zhǔn)螺距， 其代號(hào)用字母“m ” 及公稱直徑表示，如m16、m12等。細(xì)牙普通螺紋代號(hào)用字母“ m”及公稱直徑x螺距 表示,如 m24x1.5、m27x2 等。普通螺紋加工刀具

8、刀尖角通常為 60 ,螺紋車刀片的形狀跟螺紋牙型一樣，螺紋刀 切削不僅用于切削，而且使螺紋成型。螺紋車刀的種類、材質(zhì)較多，選擇時(shí)要根據(jù)被加工材料的種類合理選，材料的牌號(hào) 要根據(jù)不同的加工階段來(lái)確定。對(duì)于 45#圓鋼材質(zhì)，宜選用yt15硬質(zhì)合金車刀，該刀 具材料既適合于粗加工也適合于精加工，通用性較強(qiáng)，對(duì)數(shù)控車床加工螺紋而言是比較 適合的。另外，還需要考慮螺紋的形狀誤差與磨制的螺紋車刀的角度、對(duì)稱度。車削 45 鋼螺紋，刃傾角為10 ,主后角為6 ,副后角為4。，刀尖角為59 16,左右刃為 直線，而刀尖圓弧半徑則由公式 r=0.144p確定（其中p為螺距），刀尖圓角半徑很小在磨 制時(shí)要特別細(xì)心

9、裝夾外螺紋車刀時(shí)，刀尖應(yīng)與主軸線等高（可根據(jù)尾座頂尖高度檢查）。車刀刀尖角 的對(duì)稱中心線必須與工件軸線垂直，裝刀時(shí)可用樣板來(lái)對(duì)刀。一個(gè)螺紋的車削需要多次切削加工而成，每次切削逐漸增加螺紋深度，否則，刀具 壽命也比預(yù)期的短得多。為實(shí)現(xiàn)多次切削的目的，機(jī)床主軸必需恒定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，且必須 與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)保持同步，保證每次刀具切削開(kāi)始位置相同，保證每次切削深度都在螺紋圓 柱的同一位置上，最后一次走刀加工出適當(dāng)?shù)穆菁y尺寸、形狀、表面質(zhì)量和公差，并得 到合格的螺紋。圖2.1 螺紋加工路線如圖2.1 ,編程中，每次螺紋加工走刀至少有 4次基本運(yùn)動(dòng)（直螺紋）。運(yùn)動(dòng)：將刀具從起始位置 x向快速（g00方式）移動(dòng)至螺紋

10、計(jì)劃切削深度處。運(yùn)動(dòng)：加工螺紋一一軸向螺紋加工（進(jìn)給率等于螺距）。運(yùn)動(dòng)：刀具x向快速（g00方式）退刀至螺紋加工區(qū)域外的 x向位置。運(yùn)動(dòng)：快速（g00方式）返回至起始位置。（1）螺紋切削起始位置螺紋切削起始位置，既是螺紋加工的起點(diǎn)，又是最終返回點(diǎn)，必須定義在工件外， 但又必須靠近它。x軸方向每側(cè)比較合適的最小間隙大約為 2.5mni粗牙螺紋的間隙更 大一些。z軸方向的間隙需要一些特殊考慮。在螺紋刀接觸材料之前，其速度必須達(dá)到100% 編程進(jìn)給率。由于螺紋加工的進(jìn)給量等于螺紋導(dǎo)程，所以需要一定的時(shí)間達(dá)到編程進(jìn)給 率。如同汽車在達(dá)到正常行駛速度以前需要時(shí)間來(lái)加速一樣，螺紋刀在接觸材料前也必 須達(dá)到

11、指定的進(jìn)給率，確定前端安全間隙量時(shí)必須考慮加速的影響，故必須設(shè)置合理的 導(dǎo)入距離。導(dǎo)入距離一般為螺紋導(dǎo)程長(zhǎng)度的 34倍。同理，螺紋切削結(jié)束前，存在減 速問(wèn)題，故必須合理設(shè)置的導(dǎo)出距離。在某些情況下，由于沒(méi)有足夠空間而必須減小 z軸間隙，惟一的補(bǔ)救辦法就是降低 主軸轉(zhuǎn)速（r/min）不要降低進(jìn)給率。（2）從螺紋退刀為了避免損壞螺紋，刀具沿z軸運(yùn)動(dòng)到螺紋末端時(shí)，必須立即離開(kāi)工件，退刀運(yùn)動(dòng) 有兩種形式一一沿一根軸方向直線離開(kāi)（通常沿x軸），或沿兩根軸方向斜線離開(kāi)（沿xz 軸同時(shí)運(yùn)動(dòng)），如圖2.2所示。西安工業(yè)大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文(a)直線退出(b)斜線退出圖2.2 螺紋退刀通常如果刀具在

12、比較開(kāi)闊的地方結(jié)束加工，例如退刀槽或凹槽，那么可以使用直線 退出，車螺紋z向終點(diǎn)位置一般選在退刀槽的中點(diǎn)，使用快速運(yùn)動(dòng)g00指令編寫直線退出動(dòng)作，如果刀具結(jié)束加工的地方并不開(kāi)闊，那么最好選擇斜線退出，斜線退出運(yùn)動(dòng)可 以加工出更高質(zhì)量的螺紋，也能延長(zhǎng)螺紋刀片的使用壽命。斜線退出時(shí)，螺紋加工g代碼和進(jìn)給率必須有效。退出的長(zhǎng)度通常為導(dǎo)程，推薦使用的角度為45。，退出程序如下：(3)螺紋加工直徑和深度由于螺紋不能一次切削加工出所需深度，所以總深度必須分成一系列可操控的深 度，每次的深度取值，不僅要考慮螺紋直徑，還要考慮加工條件：刀具類型、材料以及 安裝的總體剛度。螺紋加工中隨著切削深度的增加，刀片上的

13、切削載荷越來(lái)越大。對(duì)螺紋、刀具或兩 者的損壞可以通過(guò)保持刀片上的恒定切削載荷來(lái)避免。要保持恒定切削載荷，一種方法 是逐漸減少螺紋加工深度。每次切削深度的計(jì)算并不需要復(fù)雜的公式，但需要一些常識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。螺紋加工循環(huán) 在控制系統(tǒng)中建立了自動(dòng)計(jì)算切削深度的算法，手動(dòng)計(jì)算的邏輯是一樣的。有關(guān)螺紋加 工的一些數(shù)值可由下面列出經(jīng)驗(yàn)計(jì)算方法得到：外螺紋小徑二外圓直徑一2x牙高；螺紋牙高=0.5413p車三角形外螺紋時(shí)，由于受車刀擠壓會(huì)使螺紋大徑尺寸脹大，所以車螺紋前大徑一 股應(yīng)車得比基本尺寸小約0.1p。車削三角形內(nèi)螺紋時(shí)，內(nèi)孔直徑會(huì)縮小，所以車削內(nèi)螺 紋前的孔徑要比內(nèi)螺紋小徑略大些，可采用下列近似公式計(jì)算：

14、車外螺紋前外圓直徑=公稱直徑d 0.1p;車削塑性金屬的內(nèi)螺紋底孔直徑弋公稱直徑 d p車削脆性金屬的內(nèi)螺紋底孔直徑弋公稱直徑d - 1.05p（4）主軸轉(zhuǎn)速以及進(jìn)給率螺紋加工時(shí)將以特定的進(jìn)給量切削，進(jìn)給量與螺紋導(dǎo)程相同，cncs螺紋加工模式下控制主軸轉(zhuǎn)速與螺紋加工進(jìn)給同步運(yùn)行。螺紋加工是典型高進(jìn)給率加工，比如加工導(dǎo) 程為3 mm的螺紋，進(jìn)給量則是3mmzr。螺紋加工的主軸轉(zhuǎn)速直接使用恒定轉(zhuǎn)速（r/min ）編程，而絕不是恒線速度（css）, 這就意味著準(zhǔn)備功能g97必須與地址字s一起使用來(lái)指定每分鐘旋轉(zhuǎn)次數(shù)，例如“ g97 s500 m03,表示主軸轉(zhuǎn)速為500r/min。那么如果加工導(dǎo)程為

15、3mm勺螺紋，其進(jìn)給速度 計(jì)算如下：f= 700r/minx 3mmz r = 2100mm7 min為保證正確加工螺紋，在螺紋切削過(guò)程中，主軸速度倍率功能失效，進(jìn)給速度倍率無(wú)效。2.2 刀具的選擇、刃磨與安裝螺紋車刀的選擇主要考慮刀具、形狀和幾何角度等三個(gè)方面。當(dāng)高速車削時(shí)，應(yīng)選 用硬質(zhì)合金車刀。當(dāng)?shù)退佘囅鲿r(shí)，應(yīng)采用高速鋼車刀。車刀的幾何角度有三個(gè) 刀尖角；刀尖角應(yīng)等于螺紋的牙型角，一般為 60 前角；當(dāng)高速車削時(shí)，前角一般為 0 o 后角；當(dāng)螺距小時(shí)，倆切削刃相等。當(dāng)在螺距大時(shí)，左側(cè)為（35 ） +也， 右側(cè)為（35 ）山。刀尖角的刃磨比較困難，為保證磨出準(zhǔn)確的刀尖角，在刃磨時(shí)用螺紋角度樣

16、板測(cè)量 刀尖角。測(cè)量時(shí)，把刀尖角與樣板貼合，對(duì)準(zhǔn)光源，仔細(xì)觀察兩邊貼合的間隙，并以此 為依據(jù)進(jìn)行修磨。另外車刀磨損過(guò)大時(shí)會(huì)引起切削力增大，頂彎工件，出現(xiàn)啃刀現(xiàn)象。 此時(shí)應(yīng)對(duì)車刀加以修磨。車削螺紋時(shí)，為了保證牙形正確，對(duì)安裝螺紋車刀提出了嚴(yán)格的要求。安裝時(shí)刀尖高度必須對(duì)準(zhǔn)工件旋轉(zhuǎn)中心（可根據(jù)尾座頂針高度檢查），車刀安裝得過(guò) 高，則吃刀到一定深度時(shí)，車刀的后刀面頂住工件，增大摩擦力，甚至把工件頂彎，造 成啃刀；過(guò)低，則切屑不易排出，車刀徑向力的方向是工件中心，加上橫進(jìn)絲杠與螺母 間隙過(guò)大，致使吃刀深度不斷自動(dòng)徑向加深，從而把工件抬起，導(dǎo)致啃刀；車刀刀尖角 的中心線必須與工件嚴(yán)格垂直，裝刀時(shí)可用樣板

17、來(lái)對(duì)刀（見(jiàn)圖 3）。如果車刀裝歪，就會(huì) 產(chǎn)生牙形歪斜（見(jiàn)圖4）;刀頭伸出不能太長(zhǎng)，一般為2025mm約刀桿厚度的1.5倍）。2.3 螺紋的車削方法螺紋的車削方法有(1)直進(jìn)法刀刃同時(shí)工作，排屑困難，切削力大，易“扎刀”；切削用量低；刀尖易磨損；操作簡(jiǎn)單；牙型精度較高、粗、精車可用同一把車刀(2)斜進(jìn)法單刀切削，排屑順利，切削力小，不易“扎刀”；牙型精度低，螺紋表面粗糙；可 選擇較大切削用量(3)左右進(jìn)刀法單刃切削，排屑順利，切削力小，不易“扎刀；可選擇較大切削用量；螺紋表面粗 糙度值較小在以下實(shí)例中我將采用直進(jìn)法。2.4 螺紋切削指令應(yīng)用螺紋切削單一固定循環(huán)g92(1)單一循環(huán)螺紋加工指令g9

18、2簡(jiǎn)介fanuc(統(tǒng)可用g92指令的一個(gè)程序段代替每一層螺紋切削的五個(gè)程序段，可避免 重復(fù)信息的書寫，方便編程。g92指令稱單一循環(huán)加工螺紋指令，如圖 2.3, g92螺紋加工程序段在加工過(guò)程中, 刀具運(yùn)動(dòng)軌跡為：/45斜線退出4 r/- - g92起點(diǎn):界八s-螺紋切i 2削起占螺紋切削終點(diǎn)匹八,圖2.3 g92螺紋切削路線首先：刀具沿x軸進(jìn)刀至螺紋計(jì)劃切削深度 x坐標(biāo)；第二步：沿z軸切削螺紋；第 三步：?jiǎn)?dòng)45倒角螺紋(斜線切出)；第四步：刀具沿x軸退刀至x初始坐標(biāo)；第四 步沿z軸退刀至z初始坐標(biāo)。在g92程序段里，須給出每一層切削動(dòng)作相關(guān)參數(shù)，必須確定螺紋刀的循環(huán)起點(diǎn)位9西安工業(yè)大學(xué)繼續(xù)

19、教育學(xué)院畢業(yè)(設(shè)計(jì))論文置，螺紋切削的終止點(diǎn)位置。(2)單一循環(huán)螺紋加工指令g92格式指令格式：g92 x(u)z(w)fr；格式說(shuō)明：x(u)、z(w)為螺紋切削終點(diǎn)處的坐標(biāo)；f為螺紋導(dǎo)程的大小，如果是單線螺紋，則為螺距的大小；45斜線螺紋切出距離在0.1 l至12.7 l之間指定，指定單位為0.1 l,可通過(guò) 系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行修改。(l為導(dǎo)程)r為圓錐螺紋切削參數(shù)。r值為零時(shí)，可省略不寫，螺紋為圓柱螺紋。11西安工業(yè)大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文3軸類零件（螺紋軸）的數(shù)控加工實(shí)例3.1 零件圖工藝分析3.1.1 零件的特征一、零件材料采用朔性材料45#鋼，根據(jù)圖紙下料尺寸為 70x112mm

20、二、零件特點(diǎn)該零件由多個(gè)階臺(tái)組成，屬于單向階臺(tái)軸，加工中先車大端再車小端，主要是為 了增加剛性，m34x3勺三角螺紋是論文中的敘述重點(diǎn)。3.1.2 機(jī)床選擇選用的是數(shù)控車床ck61403.1.3 裝夾方式根據(jù)下料尺寸和加工數(shù)量可采用一夾一頂裝夾或利用工藝階臺(tái)，一夾一頂能承受較大的切削力。3.1.4 刀具選擇為適應(yīng)數(shù)控機(jī)床加工精度高、加工效率、加工工序集中及零件裝夾次數(shù)少的要求， 數(shù)控刀具具有很高的切削效率.高精度.高重復(fù)定位精度.可靠度和耐用度。選擇刀具通 常要考慮（1）被加工工件的材料及性能（2）切削工藝的類別（3）被加工工件的幾何 形狀，零件精度，加工余量（4）被吃刀量，進(jìn)給速度，切削速度

21、考慮到以上因素故粗 車時(shí)，要選用強(qiáng)度高，耐用度高的刀具以滿足粗車時(shí)大吃刀量，大進(jìn)給量的要求.精車時(shí)要選用精度高，耐用度好的刀具以保證加工精度的要求.在本實(shí)例中。將采用硬質(zhì)合金，牙型角為 60的螺紋車刀，刀尖角等于牙型角。3.2 數(shù)值計(jì)算生活中，我們對(duì)幾何信息的認(rèn)知有多種方法，常用的有數(shù)形結(jié)合法（解析法）。但有時(shí)面對(duì)復(fù)雜的圖形，解析法會(huì)帶來(lái)繁重的數(shù)學(xué)計(jì)算。auto ca睇為一套專業(yè)的繪圖軟件，它強(qiáng)大的信息處理功能為圖形中繁雜點(diǎn)的計(jì)算帶來(lái)了可能。我們?cè)诓僮鹘缑嬷欣L制圖形后就可以打開(kāi)狀態(tài)欄中的捕捉、對(duì)象捕捉按鈕，在繪圖區(qū)捕捉相關(guān)的點(diǎn)。同時(shí)，在狀態(tài) 欄中就可以看到這些點(diǎn)的坐標(biāo)。3.3 工藝過(guò)程制定由于

22、每個(gè)零件結(jié)構(gòu)形狀不同，各表面的技術(shù)要求也有所不同，故加工時(shí)，其定位方 式則各有差異。一般加工外形時(shí)，以內(nèi)形定位；加工內(nèi)形時(shí)又以外形定位。因而可根據(jù) 定位方式的不同來(lái)劃分工序。考慮到零件的形狀不易裝夾，故先加工零件的左邊的部分，然后以左面的零件軸線 為定位基準(zhǔn)加工右面的部分。并且考慮到加工原則中的先近后遠(yuǎn)先粗后精制定加工工藝 如下：為減少換刀，對(duì)刀次數(shù)及減少輔助時(shí)間，選用 90外圓車刀進(jìn)行粗加工和精加工、 用切斷刀進(jìn)行切槽加工 調(diào)頭用三爪卡盤固定住左端 70外圓。留有5m求以防刀具與 夾具發(fā)生干涉并用活動(dòng)頂尖頂住工件右端，保證同軸度和精度并防止工件轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)搖晃不定。用90外圓車刀依次進(jìn)行粗精加工；

23、用刀寬為5mm勺切槽刀車退刀槽，用螺紋車道 粗、精加工m34x 3螺紋。3.4 確定加工順序及進(jìn)給路線該零件從棒料開(kāi)始加工，要進(jìn)行粗加工、精加工、切槽以及車螺紋加工等工步：a.粗車外圓b.精車循環(huán)c.切槽d.車螺紋（1）粗車循環(huán)粗車的主要任務(wù)是去除余量，可以用復(fù)合循環(huán)指令來(lái)設(shè)定。設(shè)計(jì)走刀路線時(shí)，應(yīng)設(shè) 定工件坐標(biāo)系xoz要求：畫出刀具形狀；標(biāo)注工件坐標(biāo)系；標(biāo)明進(jìn)刀點(diǎn)，起刀 點(diǎn)，每層切深，退刀量，精車余量 au, aw;畫出刀具運(yùn)動(dòng)軌跡，如圖所示。，起刀點(diǎn)（100, 200）為安全位置,進(jìn)刀點(diǎn)（72, 3）為接近工件點(diǎn)，切深ad=2,退刀量 e=0.2,精車余量 au=0.5、aw=0.2。x 進(jìn)

24、刀點(diǎn)(72,3)zw=0.5(100,200)起刀點(diǎn)粗車外圓走刀路線（2）精車精車外圓即在粗車基礎(chǔ)上車一刀即可，其走刀路線較為簡(jiǎn)單，主要需標(biāo)出關(guān)鍵點(diǎn)，畫出刀具軌跡，如圖所示，起刀點(diǎn)坐標(biāo)為（100, 100）,進(jìn)刀點(diǎn)（接近）坐標(biāo)為（0, 3）, 退刀點(diǎn)坐標(biāo)為（ 72,-85）,將每一走刀段都標(biāo)上序號(hào)，以便編程時(shí)一一對(duì)應(yīng)。要算出所 有基點(diǎn)坐標(biāo)，并標(biāo)在圖上。13)起刀點(diǎn) (100, 100) a(0,0) b(30,0) c(34,-2) d(34,-29) e(34,-41) f(34,-52) g(55,-60) h(55,-85)精車外圓走刀路線切槽切槽即在工件上切一個(gè)退刀槽，用切斷刀加工，刀

25、寬 5mm切槽時(shí)，只能x向進(jìn)退 刀，不能z向切削，否則易打刀（刀具折斷），當(dāng)?shù)秾挼扔诓蹖?，切槽刀只切一次；?dāng) 刀寬小于槽寬時(shí)，應(yīng)根據(jù)情況切多次，路線為先x向退刀，z向平移，再x向進(jìn)刀。如起刀點(diǎn)(100, 100)a (28,-24 )切槽走刀路線圖所示，起刀點(diǎn)坐標(biāo)（ 100, 100）,進(jìn)刀點(diǎn)坐標(biāo)為（36,-24）,基點(diǎn)a坐標(biāo)為（28,-24）：17（4）車螺紋車螺紋車刀走的軌跡是平行于 z軸的直線，只是進(jìn)給的速度為每轉(zhuǎn)進(jìn)給一個(gè)導(dǎo)程。如圖所示標(biāo)出了起刀點(diǎn)坐標(biāo)為（100, 100）,進(jìn)刀點(diǎn)坐標(biāo)為（36, 3）,終止點(diǎn)為坐標(biāo)為 （30,-21.5）及每層進(jìn)刀量xi、x2,（螺紋的外徑在車螺紋前應(yīng)加

26、工到比公稱直徑小0.2 mm,即小 33.8 mm）。3)斗起刀點(diǎn)(100, 100)3.5 切削用量選擇切削用量是切削速度，背吃刀量和進(jìn)給量的總稱。對(duì)于不同的加工方法需要選擇不 同的切削用量。粗加工時(shí)一般以加工效率為主通常選擇較大的背吃刀量和進(jìn)給量，采用較小的切削速度.精加工時(shí)通常選擇較小的背吃刀量和進(jìn)給量采用較高的切削速度，對(duì)于原材料45#,粗加工時(shí)ap取3 nm , vf取800m/min , f取0.4mm/r;精加工時(shí)ap取 0.25 mm , vf 取 1000m/min , f 取 0.2 mm/r 0對(duì)于牙型較深，螺距較大時(shí)，可分?jǐn)?shù)次進(jìn)給，粗車時(shí)采用較大的切削深度，逐次減 小進(jìn)

27、給量。3.6 編程按該機(jī)床規(guī)定的指令代碼和程序段格式，把加工零件的全部工藝過(guò)程編寫成程序清 單。該工件的加工程序如下：附：根據(jù)上述工藝分析所編制的加工程序，系統(tǒng)為 fanuc-0to0001 （程序段號(hào)）m03 s500 t0101g00 x72 z2g71 u2 r0.2g71 p10 q20 u0.5 w0.2 r0.1n10 g00 z0x30g01 x34 z-2 f.01x-52x55 z-65n20 z-85g00 x72g00 x100 z100t0202g00 x0 z2g01 z0x30x33.8 z-2z-24x30 z-29g03 x34 z-41 r12g01 x34

28、z-52x55 z-65z-80x72g00 x100 z100t0303 s300g00 x35 z-24g01 x28x35g00 x100 z100t0404g00 x36 z3g92 x33.1 z-22 f3x32.5x31.9x31.3x30.9x30.5x30.2x30g00 x100 z100m30西安工業(yè)大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)(設(shè)計(jì))論文4結(jié)果分析4.1 車削螺紋的質(zhì)量分析廢品種類產(chǎn)生原因預(yù)防方法尺寸不止確(1)車削外螺紋前的直徑不對(duì)(2)車削內(nèi)螺紋前的孔徑不對(duì)(3)車刀刀失磨損(4)螺紋二車刀切深過(guò)大或過(guò)小(1)根據(jù)計(jì)算尺寸4削外圓(2)根據(jù)計(jì)算尺寸車削內(nèi)孔(3)經(jīng)常檢查車刀

29、并及時(shí)修磨(4)車削時(shí)嚴(yán)格掌握螺紋切入深度螺距超差(1)車床調(diào)整手柄扳錯(cuò)(2)配換齒輪掛錯(cuò)或計(jì)算錯(cuò)誤逐項(xiàng)檢查，改正錯(cuò)誤螺距周期性誤 差超差(1)車床主軸或車床絲杠軸向竄(2)配換齒輪間隙不當(dāng)(3)配換齒輪磨損，齒形有毛刺(4)主軸、絲杠或掛輪軸軸頸徑向跳動(dòng)太大(5)中心孔圓度超差，孔深太淺或與頂尖接觸不良(6)工件彎曲變形(1)調(diào)整車床主軸和絲杠，消除軸 向竄動(dòng)(2)調(diào)整配換齒輪嚙合間隙，其值 控制在0.10. 15mm范圍內(nèi)(3)妥善保管配換齒輪，用前檢查、 清洗、去毛刺(4)按技術(shù)要求調(diào)整主軸、絲杠和 配換齒輪軸軸頸跳動(dòng)量(5)中心孔錐曲和標(biāo)準(zhǔn)頂尖接觸面 不小于85%活動(dòng)頂尖/、要太尖，以

30、 免和l,孔底部相碰；兩端中心孔要 研磨，使其同軸(6)合理安排工藝路線，減小切削用 量，充分冷卻螺距積累誤差 超差(1)車床導(dǎo)軌對(duì)工件軸線的平行 度超差或?qū)к壍闹本€度超差(2)工件軸線對(duì)車床絲杠軸線的平行度超差(3)絲杠副磨損超差(4)環(huán)境溫度變化太大(5)切削熱、摩擦熱使工件件氏，測(cè)量時(shí)縮短(6)刀具磨損太嚴(yán)重(7)頂尖頂力太大，使二件艾形(1)調(diào)整尾座使上件軸線和導(dǎo)軌平行 或刮研車床導(dǎo)軌，使直線度合格(2)調(diào)整絲杠或車床尾座使工件軸線 和絲杠平行(3)更換新的絲杠副(4)工作地要保持溫度在規(guī)定范圍內(nèi)(5)合理選擇切削用址和切削液，切 削時(shí)加大切削液流量和壓力(6)選用耐磨性強(qiáng)的刀具材料，

31、提高 刃磨質(zhì)量(7)車削過(guò)程中經(jīng)常調(diào)整尾座頂尖壓 力螺紋中徑幾何 形狀超差(1)中心空質(zhì)量低(2)車床主軸圓柱度超差(3)工件外圓圓柱度超差和跟刀架孔配合太松(4)刀具磨損大(1)提高中心孔質(zhì)量，研或磨削中 心孔，保證圓度和接觸精度，兩端中 心孔要同軸(2)修理主軸，使其符合要求(3)提高工件外圓精度，減少配合間隙(4)提高力具耐磨性，降低切削用 量，充分冷卻螺紋牙型表面 粗糙度值達(dá)不 到要求(1)刀具刃口質(zhì)量差(2)精車時(shí)進(jìn)給量太小產(chǎn)生刮擠現(xiàn)象(3)切削速度選擇不當(dāng)(4)切削液的潤(rùn)滑性不佳(5)車床振動(dòng)大(6)刀具前、后角太小(7)工件切削性能差(8)切屑刮傷已加，向(1)降低各刃磨面的表面

32、粗糙度 值，提高力刃鋒利程度，刃口不得有 毛刺、缺口(2)使切屑厚度大于刀刃的圓角半 徑(3)合理選擇切削速度，避免積屑 瘤的產(chǎn)生(4)選用有極性添加劑的切削液， 或采用動(dòng)(植)物油極化處理，以提高 油膜的抗壓強(qiáng)度(5)調(diào)整車床各部位間隙，采用彈 性刀桿，硬質(zhì)合金車刀刀尖適當(dāng)裝 高，車床安裝在單獨(dú)基礎(chǔ)上，有防振 溝(6)適當(dāng)增加刀具的前、后角(7)車削螺紋前增加熱處理調(diào)質(zhì)工序(8)改為直進(jìn)法“扎刀”或“打 刀”(1)刀桿剛性差(2)車刀裝夾高度不當(dāng)(3)進(jìn)給量太大(4)進(jìn)力方式不當(dāng)(5)機(jī)床各部件間隙太大(6)車萬(wàn)前角太大，徑向切削分力將車刀推向切削面(7)工件剛性差(1)刀頭伸出刀架的長(zhǎng)度應(yīng)

33、大于 1.5倍的刀桿高度，米用彈性刀桿， 內(nèi)螺紋車刀刀桿選較硬的材料，并淬 火至 35 45hrc(2)車刀刀尖應(yīng)對(duì)準(zhǔn)工件軸線，硬 質(zhì)合金車刀高速二車削螺紋時(shí)，刀尖應(yīng) 略高于軸線；高速鋼車刀低速車削螺 紋時(shí)，刀尖應(yīng)略彳氐于工件軸線(3)減小進(jìn)給量(4)改直進(jìn)法為斜進(jìn)法或左右進(jìn)刀法(5)調(diào)整車床各部件間隙，特別是減 小車床主軸和溜板間隙(6)減小車力前角(7)采用跟刀架支持工件，并用左右 進(jìn)刀法切削，減小進(jìn)給量螺紋“亂扣”車床絲杠螺距值不是工件螺距值 的整倍數(shù)時(shí)，返回行程提起了開(kāi)合當(dāng)車床絲杠螺距不是工件螺距整倍 數(shù)時(shí)，返回行程打反車，不得提起開(kāi) 合螺母4.2 零件的精度與尺寸檢驗(yàn)零件的加工質(zhì)量對(duì)其工作性能和使用壽命有著較大的影響，現(xiàn)對(duì)其加工后零件質(zhì)量 分析：零件的尺寸精度基本得到保證，零件的上下表面粗糙度值偏大。原因是其加工精度 與機(jī)床、夾具、刀具本身誤差和使用中的調(diào)整誤差及工件的裝夾定位誤差以及操作技能 水平等多方面因素有關(guān)，這些原始誤差將反映到工件質(zhì)量上，形成零件的加工誤差。4.3 產(chǎn)生誤差的主要因素從零件加工質(zhì)量分析得出：(1)零件出現(xiàn)誤差或粗糙度值偏大與刀具、夾具的誤差及工件的定位誤差有關(guān)， 機(jī)床主軸或因刀具的裝夾不當(dāng)引起的徑向或端面的圓跳動(dòng)等因