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零件結構分析:
由圖我們可知,本零件上由圓柱面、內孔、內圓錐面、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構形狀較復雜、需兩頭加工,零件的加工精度和表面質量要求都很高。
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的內孔和半徑R25的內孔。
零件符合數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 零件技術要求分析
小批量生產條件編程,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,調質處理,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。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鋼相對切削性硬質合金刀具1.0,高速鋼刀具1.0,45鋼經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。根據以上數據適合該軸的加工。
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;形狀復雜的剛質零件不宜用自由鍛
,適用于形狀復雜的毛坯。
鋼質零件的鍛造毛坯,其力學性能高于鋼質棒料和鑄鋼件。根據該軸零件的結構形狀和外輪廓尺寸,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、技術規格、加工精度、生產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,充分發揮機床的性能優勢,需要考慮以下幾點:
⑴ 機床的類型應與工序加工內容相適應。
⑵ 機床的主要規格尺寸應與工件的外形尺寸和加工表面的相關尺寸適應。
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。
應根據零件的規格尺寸、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
數控車床能對軸類或盤類等回轉體零件自動地完成內外圓柱面、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。根據零件的工藝要求,可以選擇經濟型數控車床,一般采用步進電動機形式半閉環伺服系統。此類車床機構簡單,價格相對較低,這類車床設置三爪自定心卡盤、普通尾座或數控液壓尾座,適合車削較長的軸類零件。根據主軸的配置的要求選擇臥式數控車床。數控車床具有加工精度高,能做直線和圓弧插補,數控車床剛性良好,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體,而且能比較方便的車削錐面和內外圓柱面螺紋,能夠保持加工精度,提高生產效率。所以對加工時非常有利的。
根據多用軸零件的結構、規格、精度等,選擇車削中心會造成一定的功能浪費,故選擇經濟型數控車床,所以選擇SSCK20/500數控車床。