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零件結(jié)構(gòu)分析:
由圖我們可知,本零件上由圓柱面、內(nèi)孔、內(nèi)圓錐面、圓弧面、溝槽、和螺紋等部分組成。零件車削加工成形輪廓的結(jié)構(gòu)形狀較復雜、需兩頭加工,零件的加工精度和表面質(zhì)量要求都很高。
該零件重要的徑向加工部位有Ф54-0.039 0mm圓柱段(表面粗糙度Rɑ=1.6µm)與R45的圓弧相連接、Ф40-0.033 0圓柱段、Ф22+0.021 0的內(nèi)孔和半徑R25的內(nèi)孔。
零件符合數(shù)控加工尺寸標注要求,輪廓描述清楚完整,零件材料為45號鋼,毛胚為ф60mm*110mm。
2.2 零件技術(shù)要求分析
小批量生產(chǎn)條件編程,不準用砂布和銼刀修飾平面,這是對平面高精度的要求,未注公差尺寸按GB1804-M,熱處理,調(diào)質(zhì)處理,HRC25-35,未注粗糙度部分光潔度按Ra6.3,毛胚尺寸Ф60mm*110mm。
2.3 零件毛坯、材料的分析
⑴ 材料的分析
該軸零件加工中,刀具與工件之間的切削力較大。工件材料的可切削性能。強度、硬度、塑性、提供冷切削加工、機械性能都跟工件的材料有關(guān)。所以選擇45鋼為該軸類零件的材料。45鋼的化學成分中含C0.42%~0.50%,Si0.17%~0.37%,Mn0.50~0.80%,P ≤0.035%,S≤0.035%,Cr≤0.25%,N≤0.25%,Cu≤0.25%.45鋼在進行冷加工時硬度要求,熱軋鋼,壓痕直徑不小于3.9,布氏硬度不小于241HB,退火鋼壓痕直徑不小于4.4,布氏硬度不小于187HB,45鋼的機械性能:δs≥335Mpa,δb≥600Mpa,∮≥40%,Ak≥47J。45鋼相對切削性硬質(zhì)合金刀具1.0,高速鋼刀具1.0,45鋼經(jīng)濟合理對加工刀具的要求也合理,45鋼用途廣泛,主要是用來制造汽輪機、壓縮機,泵的運動零件制造齒輪、軸活塞銷等零件。根據(jù)以上數(shù)據(jù)適合該軸的加工。
⑵ 毛坯的分析
軸類零件的毛坯有棒料、鍛件和鑄件三種。
鍛件:適用與零件強度較高,形狀較簡單的零件。尺寸大的零件因受設備限制,故一般用自由鍛;中、小型零件可選模鍛;形狀復雜的剛質(zhì)零件不宜用自由鍛
,適用于形狀復雜的毛坯。
鋼質(zhì)零件的鍛造毛坯,其力學性能高于鋼質(zhì)棒料和鑄鋼件。根據(jù)該軸零件的結(jié)構(gòu)形狀和外輪廓尺寸,所以采用鍛件。
本零件的毛坯宜采用鍛件,由棒料鋸割,模鍛毛坯至Φ60X110mm,使鋼材經(jīng)過鍛壓,獲得均勻的纖維組織,提高其力學性能,同時也提高零件與毛坯的比重,減少材料消耗。
2.4 零件設備的選擇
對于機床,每一類機床都有不同的精度、功能等,其工藝范圍、技術(shù)規(guī)格、加工精度、生產(chǎn)率及自動化程度都不同。為了正確地為每一道工序合理選擇機床,充分發(fā)揮機床的性能優(yōu)勢,需要考慮以下幾點:
⑴ 機床的類型應與工序加工內(nèi)容相適應。
⑵ 機床的主要規(guī)格尺寸應與工件的外形尺寸和加工表面的相關(guān)尺寸適應。
⑶ 機床的精度與工序要求的加工精度相適應,原則上粗加工工序應選用精度低的機床,精度要求高的精加工工序則相應選用精度高的機床。在一定的精度范圍內(nèi)不能偏移太多,機床精度過低,不能保證加工精度;機床精度過高,會增加零件制造成本。
應根據(jù)零件的規(guī)格尺寸、加工精度、所需要的功能層次等要求合理選擇機床。
2.4.1機床的類型
數(shù)控車床能對軸類或盤類等回轉(zhuǎn)體零件自動地完成內(nèi)外圓柱面、圓錐表面、圓弧面等工序的切削加工,并能進行切槽、鉆、擴等的工作。根據(jù)零件的工藝要求,可以選擇經(jīng)濟型數(shù)控車床,一般采用步進電動機形式半閉環(huán)伺服系統(tǒng)。此類車床機構(gòu)簡單,價格相對較低,這類車床設置三爪自定心卡盤、普通尾座或數(shù)控液壓尾座,適合車削較長的軸類零件。根據(jù)主軸的配置的要求選擇臥式數(shù)控車床。數(shù)控車床具有加工精度高,能做直線和圓弧插補,數(shù)控車床剛性良好,制造和對刀精度高,能方便和精確地進行人工補償和自動補償,能夠加工尺寸精度要求較高的零件。能加工輪廓形狀特別復雜的表面和尺寸難于控制的回轉(zhuǎn)體,而且能比較方便的車削錐面和內(nèi)外圓柱面螺紋,能夠保持加工精度,提高生產(chǎn)效率。所以對加工時非常有利的。
根據(jù)多用軸零件的結(jié)構(gòu)、規(guī)格、精度等,選擇車削中心會造成一定的功能浪費,故選擇經(jīng)濟型數(shù)控車床,所以選擇SSCK20/500數(shù)控車床。