凸輪零件數(shù)控加工工藝過(guò)程及編程分析

關(guān)鍵詞：凸輪零件加工工藝數(shù)控程序1.前言1零件圖樣的分析圖1.1凸輪零件圖1.2表面粗糙度分析1.3材料和熱處理分析本零件毛坯材料為45鋼，45指的是鋼材的含碳量，此鋼屬于中碳結(jié)構(gòu)鋼。準(zhǔn)備。2.零件的工藝分析序的精定位基準(zhǔn)加工的工序，這樣便可以得到整個(gè)加工工藝過(guò)程順序的大致輪2.1.2確定凸輪零件的工藝路線孔和鉸孔)——銑輪廓(銑削凸輪輪廓)——清洗——檢查——2.2走刀路線的設(shè)計(jì)度為20mm,圖紙要求16mm,留有4mm余量。銑平面時(shí)可兩邊各銑削2mm,毛坯寬度為140mm×140mm,可采用較大直徑的面銑刀一次成型。走刀路圖2.1銑平面走刀示意圖圖2.2精鏜、鉸孔走刀示意圖圖2.3精鏜、鉸孔走刀示意圖2.3.1裝夾方式分析裝和裝夾，以方便輪廓的銑削。正好零件有4個(gè)通孔，將零件墊起，利用這4個(gè)通孔對(duì)凸輪輪廓進(jìn)行銑削。此時(shí)需要4個(gè)通孔底面正對(duì)4個(gè)螺紋孔進(jìn)行裝夾，2.3.2工件安裝和零點(diǎn)設(shè)定卡片的編制表2.1工件安裝和零點(diǎn)設(shè)定卡片零件圖號(hào)工序號(hào)零件名稱凸輪數(shù)控加工工件安裝和零點(diǎn)設(shè)定卡片裝夾次數(shù)2次X1虎鉗2工件編制審核批準(zhǔn)序號(hào)夾具名稱夾具圖號(hào)表2.2工件安裝和零點(diǎn)設(shè)定卡片零件圖號(hào)工序號(hào)零件名稱凸輪數(shù)控加工工件安裝和零點(diǎn)設(shè)定卡片裝夾次數(shù)2次第一次裝夾：先預(yù)鉆孔，接著鉆φ32、φ14的孔，中心鉆倒角，再鏜φ32的孔，最后鉸φ14的孔；第二次裝夾：對(duì)φ32、φ14的孔進(jìn)行倒角2螺桿3螺母編制審核批準(zhǔn)序號(hào)夾具名稱夾具圖號(hào)表2.3工件安裝和零點(diǎn)設(shè)定卡片零件圖號(hào)工序號(hào)零件名稱凸輪數(shù)控加工工件安裝和零點(diǎn)設(shè)定卡片裝夾次數(shù)1次ZXX只需一次裝夾，分粗銑凸輪輪廓和精銑凸輪輪廓1壓板2螺桿3螺母編制審核批準(zhǔn)序號(hào)夾具名稱夾具圖號(hào)2.4.2數(shù)控刀具卡片和明細(xì)表的制定表2.4數(shù)控刀具卡片零件圖號(hào)數(shù)控刀具卡片使用設(shè)備刀具號(hào)數(shù)控加工中心刀具編號(hào)換刀方式自動(dòng)程序編號(hào)序號(hào)編號(hào)刀具名稱規(guī)格數(shù)量備注刀具組成1面銑刀12中心鉆13麻花鉆14麻花鉆l5鏜刀16鉸刀17立銑刀1備注編制審核批注表2.5數(shù)控刀具明細(xì)表零件編號(hào)零件名稱材料數(shù)控刀具明細(xì)表程序編號(hào)車(chē)間使用設(shè)備凸輪45鋼機(jī)械數(shù)控加工中心刀號(hào)刀位號(hào)刀具名稱刀具刀補(bǔ)地址換刀方式加工部位設(shè)定設(shè)定直徑長(zhǎng)度φ160面銑刀面銑刀自動(dòng)凸輪平面φ160面銑刀面銑刀自動(dòng)另一側(cè)平面編制審核表2.6數(shù)控刀具明細(xì)表零件編號(hào)零件名稱材料數(shù)控刀具明細(xì)表程序編號(hào)車(chē)間使用設(shè)備凸輪45鋼機(jī)械數(shù)控加工中心刀號(hào)刀位號(hào)刀具名稱刀具刀補(bǔ)地址換刀方式加工部位設(shè)定補(bǔ)償設(shè)定直徑長(zhǎng)度φ16中心鉆中心鉆自動(dòng)所有孔φ29.5鉆頭麻花鉆自動(dòng)φ32孔φ12.7鉆頭麻花鉆自動(dòng)φ14孔φ30鏜刀鏜刀自動(dòng)φ32孔φ13鉸刀鉸刀自動(dòng)φ14孔編制審核表2.7數(shù)控刀具明細(xì)表零件編號(hào)零件名稱材料數(shù)控刀具明細(xì)表程序編號(hào)車(chē)間使用設(shè)備凸輪45鋼機(jī)械數(shù)控加工中心刀號(hào)刀位號(hào)刀具名稱刀具刀補(bǔ)地址換刀方式加工部位設(shè)定設(shè)定直徑長(zhǎng)度φ12立銑刀立銑刀自動(dòng)凸輪輪廓編制審核批準(zhǔn)2.5切削用量參數(shù)在切削過(guò)程中，如果能在同一時(shí)間內(nèi)切除較多的工件材料，就會(huì)有較高的生產(chǎn)效率?？梢?jiàn)較高的背吃刀量、進(jìn)給量、切削速度均能增加工件材料的切除量。但是，影響刀具使用壽命最顯著是切削速度，其次是進(jìn)給量，而背吃刀量的影響最小。所以，為了保證刀具較長(zhǎng)的使用壽命，應(yīng)當(dāng)優(yōu)先采用較大的吃刀量，其次是選擇較大的進(jìn)給量，最后才是選擇適宜的切削速度。2.5.1主軸轉(zhuǎn)速的確定主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)根據(jù)允許的切削速度和工件的(或刀具)的直徑來(lái)選擇，其計(jì)算v.為切削速度，單位為m/min由刀具的耐用度決定；n為主軸的轉(zhuǎn)速，單位為r/min;d為刀具的直徑，單位為mm。根據(jù)切削原理可知，切削速度的高低主要取決于被加工零件的精度、材料、刀具的材料和刀具耐用度等因素。從理論上講，切削速度的值越大越好，因?yàn)檫@不僅可以提高生產(chǎn)率，而且刀具等的限制，綜合考慮；選取粗、精銑輪廓，φ12的立銑刀進(jìn)行計(jì)算。粗銑時(shí)v.=30m/min,精銑時(shí)v.=67m/min。2.5.2進(jìn)給量的確定切削進(jìn)給量F是數(shù)控機(jī)床切削用量中的重要參數(shù)，主要根據(jù)零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料和性質(zhì)選取。最大進(jìn)給速度受機(jī)床剛度和進(jìn)給系統(tǒng)的性能限制。mm/min。它與銑刀轉(zhuǎn)速n、銑刀齒數(shù)z及每齒進(jìn)給量fz(mm/z)以銑輪廓為例，選取粗銑f=0,2mm/z,精銑時(shí)f=0.12mm/z。銑刀齒數(shù)z=32.5.3背吃刀量的確定為了保證加工表面質(zhì)量，粗加工(表面粗糙度值要求為Ra50到12.5mm)時(shí)，背吃刀量可達(dá)8-10mm,半精加工(表面粗糙度值要求為Ra6.3到3.2mm)時(shí)，背吃刀量可達(dá)0.5到2mm,精加工(表面粗糙度值要求為Ra1.6到0.8mm)時(shí)，背吃刀量為0.05到0.4mm。3.數(shù)值計(jì)算該凸輪加工的輪廓為8段圓弧組成，為該凸輪零件的最重要需要計(jì)算的部BC段圓弧的圓心0方程：HI段圓弧的圓心O?方程：此凸輪輪廓一共有8個(gè)點(diǎn)，通過(guò)計(jì)算，其坐標(biāo)點(diǎn)見(jiàn)表4.1所示。名稱XYBCDEFGHI參數(shù)(主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給量、吃刀深度等)以及輔助功能(換刀、主軸正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)、切削液開(kāi)/關(guān)等)編寫(xiě)成加工程序單，輸入到數(shù)控裝置表4.1數(shù)控加工工序卡片產(chǎn)品名稱或代號(hào)零件名稱零件圖號(hào)凸輪零件凸輪工序號(hào)程序編號(hào)夾具名稱夾具編號(hào)使用設(shè)備車(chē)間虎鉗數(shù)控加工中心機(jī)械工步號(hào)工步內(nèi)容加工面刀具號(hào)刀具規(guī)格主軸轉(zhuǎn)速進(jìn)給速度切削深度備注虎鉗夾住銑削一側(cè)平面，一側(cè)平面φ160面銑刀虎鉗夾住銑削另一側(cè)平另一側(cè)平面φ160面銑刀編制審核批準(zhǔn)表4.2數(shù)控加工工序卡片產(chǎn)品名稱或代號(hào)零件名稱零件圖號(hào)凸輪零件凸輪工序號(hào)程序編號(hào)夾具名稱夾具編號(hào)使用設(shè)備車(chē)間壓板數(shù)控加工中心機(jī)械工步號(hào)工步內(nèi)容加工面刀具號(hào)刀具規(guī)格主軸轉(zhuǎn)速進(jìn)給速度切削深度備注中心鉆預(yù)鉆孔預(yù)鉆孔φ16中心鉆鉆中32的通孔，預(yù)留一定精鏜余量φ32通孔φ31.5鉆頭鉆中14的通孔，預(yù)留一定鉸孔余量4×φ14通孔Φ13.7鉆頭倒角所有通孔φ16中心鉆φ32通孔φ32鏜刀鉸4×φ14通孔φ14通孔φ14鉸刀編制審核批準(zhǔn)表4.3數(shù)控加工工序卡片產(chǎn)品名稱或代號(hào)零件名稱零件圖號(hào)凸輪零件凸輪工序號(hào)程序編號(hào)夾具名稱夾具編號(hào)使用設(shè)備車(chē)間工裝壓裝數(shù)控加工中心機(jī)械工步號(hào)工步內(nèi)容加工面刀具號(hào)刀具規(guī)格主軸轉(zhuǎn)速進(jìn)給速度切削深度備注粗銑凸輪輪廓，預(yù)留少量余量凸輪輪廓φ12立銑刀凸輪輪廓φ12立銑刀編制審核批準(zhǔn)4.2.3準(zhǔn)備功能 循環(huán))等。4.2.4刀具功能程序名：00001(銑平面)程序段號(hào)程序內(nèi)容程序段解釋調(diào)1號(hào)刀刀具快速定位在(160,0)建立刀補(bǔ)主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速650r/min切削液開(kāi)刀具快速到安全點(diǎn)刀具降到0面對(duì)面進(jìn)行切削至(-160,0)主軸抬主軸停止關(guān)切削液程序暫停表4.5加工程序清單程序名：00002(預(yù)鉆孔)程序段號(hào)程序內(nèi)容程序段解釋調(diào)2號(hào)刀刀具快速定位在(0,0)建立刀補(bǔ)主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速1500r/min切削液開(kāi)刀具移至(32.5,0)鉆孔刀具移至(0,32.5)鉆孔刀具移至(-32.5,0)鉆孔刀具移至(0,-32.5)鉆孔取消全部循環(huán)代碼主軸停止關(guān)切削液程序暫停表4.6加工程序清單程序名：00003(鉆φ32孔)程序段號(hào)程序內(nèi)容程序段解釋調(diào)3號(hào)刀刀具快速定位在(0,0)建立刀補(bǔ)主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速250r/min切削液開(kāi)設(shè)定下降距離取消全部循環(huán)代碼主軸停止關(guān)切削液程序暫停表4.7加工程序清單程序名：00004(鉆4×φ14孔)程序段號(hào)程序內(nèi)容程序段解釋調(diào)4號(hào)刀刀具快速定位在(0,0)建立刀補(bǔ)主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速650r/min切削液開(kāi)設(shè)定下降距離刀具移至(32.5,0)加工刀具移至(0,32.5)加工刀具移至(-32.5,0)加工刀具移至(0,-32.5)加工取消全部循環(huán)代碼主軸停止關(guān)切削液程序暫停表4.8加工程序清單程序名：00005(倒角)程序段號(hào)程序內(nèi)容程序段解釋調(diào)2號(hào)刀刀具快速定位在(0,0)建立刀補(bǔ)主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速680r/min切削液開(kāi)設(shè)定下降距離，當(dāng)前位置不動(dòng)作刀具移至(32.5,0)加工刀具移至(0,32.5)加工刀具移至(-32.5,0)加工刀具移至(0,-32.5)加工取消全部循環(huán)代碼移動(dòng)到(0,0)設(shè)定下降距離開(kāi)始刀具補(bǔ)償圓周切削倒角取消補(bǔ)償?shù)毒呖焖俚桨踩c(diǎn)主軸停止關(guān)切削液程序暫停表4.9加工程序清單程序名：00006(鏜φ32孔)程序段號(hào)程序內(nèi)容程序段解釋調(diào)5號(hào)刀刀具快速定位在(0,0)建立刀補(bǔ)主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速800r/min切削液開(kāi)設(shè)定下降距離取消全部循環(huán)代碼主軸停止關(guān)切削液程序暫停表4.10加工程序清單程序名：00007(鉸4×φ14孔)程序段號(hào)程序內(nèi)容程序段解釋調(diào)6號(hào)刀刀具快速定位在(0,0)建立刀補(bǔ)主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速300r/min切削液開(kāi)設(shè)定下降距離刀具移至(32.5,0)加工刀具移至(0,32.5)加工刀具移至(-32.5,0)加工刀具移至(0,-32.5)加工取消全部循環(huán)代碼主軸停止關(guān)切削液程序暫停表4.11加工程序清單程序名：00008(粗銑凸輪輪廓)程序段號(hào)程序內(nèi)容程序段解釋調(diào)7號(hào)刀刀具快速定位建立刀補(bǔ)主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速800r/min切削液開(kāi)快速上抬直線插補(bǔ)開(kāi)始刀具補(bǔ)償切削從起始位到G點(diǎn)圓弧切削GF段圓弧切削FE段圓弧切削ED段圓弧切削DC段圓弧切削CB段圓弧切削BI段圓弧切削IH段圓弧切削H點(diǎn)到起始點(diǎn)段圓弧刀具快速定位上抬主軸停止關(guān)切削液程序暫停表4.12加工程序清單程序名：00009(精銑凸輪輪廓)程序段號(hào)程序內(nèi)容程序段解釋調(diào)7號(hào)刀刀具快速定位建立刀補(bǔ)切削液開(kāi)快速上抬直線插補(bǔ)開(kāi)始刀具補(bǔ)償切削從起始位到G點(diǎn)圓弧切削GF段圓弧切削FE段圓弧切削ED段圓弧切削DC段圓弧切削CB段圓弧切削BI段圓弧切削IH段圓弧切削H點(diǎn)到起始點(diǎn)段圓弧刀具快速定位上抬主軸停止關(guān)切削液程序結(jié)束的應(yīng)用為凸輪的設(shè)計(jì)和加工提供了較大的方便，能很好地保證凸輪的設(shè)計(jì)要求和加工質(zhì)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我對(duì)以往學(xué)習(xí)過(guò)的知識(shí)進(jìn)行了再學(xué)習(xí)和鞏固。其中涉及到多門(mén)專業(yè)[5]劉亞文.機(jī)械制造實(shí)習(xí)南京大學(xué)出版社2008.8[6]王凡.實(shí)用機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)機(jī)械工業(yè)出版社2008.5[8]徐覲主編.《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》(