不锈钢球形接头零件的数控工艺分析及CAM加工
不锈钢球形接头零件的数控工艺分析及CAM加工[20200123182201]
【摘要】
课题是关于典型球形接头的工艺分析、刀具选择及Mastercam X加工仿真，是根据图纸分析其工艺步骤，选择什么样的刀具，如何使用Mastercam X仿真，如何避免错误的产生。按照零件图纸精度要求加工出合格零件，并对零件自检数据进行分析，说明在加工过程中应注意的事项。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】工艺分析,MastercamX,加工仿真
引言 1
一、数控车削加工概述 2
（一）数控车床车削加工对象 2
（二）数控车削加工工艺的制定 2
二、不锈钢球形接头零件的加工工艺分析 2
（一）毛胚的选择 2
（二）球形接头的加工阶段划分 2
（三）基准的选择 2
（四）中心孔的加工 3
（五）机床的选用 3
（六）夹具介绍 4
三、不锈钢球形接头零件的刀具分析 4
（一）刀具材料的选择 5
（二）刀具的选择 5
四、不锈钢球形接头零件的CAM 7
五、程序 13
总结 16
参考文献 17
谢辞 18
附录 19
引言
随着生活的日益提升，空调在我们的生活中也越来越普及，球形接头是空调的一个部件，它与其他零件装配，构成一个单向阀，在空调中间起到密封的作用。单向阀的密封性是否良好，影响着整体空调的性能。因此，合理制定球形接头的加工工艺，保证加工质量显得很重要。
本课题对不锈钢球型接头零件进行加工工艺分析，然后根据加工工艺选择合适的刀具，最终使加工符合零件的尺寸精度。使用Mastercam X进行加工仿真，导出CAM程序。
Mastercam X是美国CNC Software公司研制与开发的CAD/CAM软件。Mastercam X包括四大模块：Design、Lathe、Mill和Wire其中：Design模块用于零件的造型；Lathe模块主要用于生成车削加工刀具路径；Mill模块主要用于生成铣削加工刀具路径；Wire模块主要用于生成线切割加工刀具路径。本课题中主要使用的是Lathe模块。
通过对零件的工艺分析与加工仿真，把现在学习的专业知识有了一个系统的应用，从而达到完善的作用，提高了知识应用水平，使我走上社会有了进一步的知识准备。
以下是对不锈钢球形接头的工艺分析、刀具选择以及Mastercam X加工仿真。
一、数控车削加工概述
数控车床是一种高效率的数控加工设备，它的效率高于普通机床的2～3倍。数控车床加工自动化程度高，控制功能强，加工精度高，生产效率高。选择机床时应根据加工零件的外形及精度要求来选择。
（一）数控车床车削加工对象
1．轮廓形状特别复杂或难以控制尺寸的回转体零件；
2．精度要求高的零件；
3．带特殊螺纹的回转体零件；
4．淬硬工件的加工。
（二）数控车削加工工艺的制定
1．零件图工艺分析及加工方案的确定；
2．工序的划分及安排；
3．工艺路线的确定；
4．工件装夹与夹具的选择；
5．刀具的选择及加工设备选择；
6．零件的加工及检测；
二、不锈钢球形接头零件的加工工艺分析
（一）毛坯的选择
根据技术要求，毛坯材料选择不锈钢303光亮棒（GB/T 1220-2007），长度27.5mm，直径Φ16mm的棒料。
（二）球形接头的加工阶段划分
结合分析整个球形接头的加工工艺过程，需要掉头加工。所以应先粗精加工完外形之后，再切断掉头钻孔、车孔、割槽、车螺纹。中间可适当穿插其他工序和铣平球形接头零件加工过程中的各加工工序和热处理工序会影响加工误差和内应力，因此要划分加工阶段。可以分成三个阶段：阶段一车削加，主要加工有螺纹的一端，把径向切削余量切削掉，加工到零件尺寸要求；阶段二铣削加工，主要铣两个台阶面；阶段三车削加工，主要车有球头面的一端，直至完成零件的所有要求。
阶段一车削加工，主要包括：①毛坯处理：毛坯备料、锻造；②粗加工：粗车零件外形；③精加工：精车外形，外割槽，加工螺纹，钻孔，镗孔；
阶段二铣削加工，主要包括：使用普通铣床铣零件两个平面
阶段三车削加工，主要包括：①粗加工：粗车外圆；②精加工: 精车外圆,保证外形尺寸公差和表面光洁度。
（三）基准的选择
根据基准重合原则和基准统一原则，轴类零件的加工基准采用中心孔定位，因为轴类零件个表面的的设计基准都是轴线。
（四）中心孔的加工
成批零件的生产应用钻中心孔机床来加工中心孔，小批量则直接在数控车床上钻孔。球形接头直接在数控车床上钻孔，因为孔比较小需要加工一个切断一个，不然切削会在孔里堆积，不出屑，造成钻头断掉。数控车床钻孔同时能提高加工效率。
（五）机床的选用
图2-1 阶段一的机床选用宝鸡西力机床厂的20FA
图2-2 阶段三的机床选用宝鸡西力机床厂的40FA
20FA与40FA机床的系统均为FAUNC，不同的是：20FA机床比40FA小，能承载的回转体零件的直径与长度都比较小，所以在阶段一车削加工用40FA，阶段三车削加工用20FA。阶段二铣削加工时选用普通卧式铣床。
（六）夹具介绍
该零件应选择掉头加工，加工有螺纹的一端采用万能通用夹具三爪卡盘，加工球型一端的采用专用夹具。夹具如图2-3、图2-4、图2-5和图2-6所示。
图2-3 三爪卡盘 图2-4专用夹具部分
图2-5 专用夹具完全图 图2-6 专用夹具夹持工件图
三、不锈钢球形接头零件的刀具分析
图3-1 零件UG图
该零件的零件图如图3-1所示，其加工表面由圆柱面、曲面、外割槽、外螺纹、内孔、平面等组成。需要刀具有粗车外圆刀具、精车外圆刀具、割断刀具、钻头、中心钻、镗孔刀具、螺纹刀等刀具。因为工件是掉头装夹并且先加工有螺纹的一端，所以我先从有螺纹一端，选择刀具。
零件的加工要求是：
1.加工的螺纹表面不允许有磕碰和毛刺等缺陷；
2.锐边倒钝；
3.外表面粗糙度Ra≤0.8；
4.未注公差的线性和角度尺寸偏差安（GB/T1804-2000）m等级加工。
（一）刀具材料的选择
该零件材料为不锈钢303光亮棒（GB/T 1220-2007），是一种比较难切削的材料，加工的时候容易产生加工硬化严重，易产生边界磨损，切削处理困难，容易崩刀，并且热传导率低，塑性变形大，刀尖升温快，刀具易磨损，寿命低，而且易产生黏附现象。根据工艺性能和实用性能，因为是批量生产，所以粗加工选择PVD涂层的VP15TF材质的硬质合金，因为粗加工不要求表面质量多好，关键是用最短的时间去除更多的材料，所以选择VP15TF材质的硬质合金。而精加工要求的是表面质量好，切削速度一般即可，所以可以选择硬度稍微低点的PR930材质的硬质合金。
【摘要】
课题是关于典型球形接头的工艺分析、刀具选择及Mastercam X加工仿真，是根据图纸分析其工艺步骤，选择什么样的刀具，如何使用Mastercam X仿真，如何避免错误的产生。按照零件图纸精度要求加工出合格零件，并对零件自检数据进行分析，说明在加工过程中应注意的事项。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】工艺分析,MastercamX,加工仿真
引言 1
一、数控车削加工概述 2
（一）数控车床车削加工对象 2
（二）数控车削加工工艺的制定 2
二、不锈钢球形接头零件的加工工艺分析 2
（一）毛胚的选择 2
（二）球形接头的加工阶段划分 2
（三）基准的选择 2
（四）中心孔的加工 3
（五）机床的选用 3
（六）夹具介绍 4
三、不锈钢球形接头零件的刀具分析 4
（一）刀具材料的选择 5
（二）刀具的选择 5
四、不锈钢球形接头零件的CAM 7
五、程序 13
总结 16
参考文献 17
谢辞 18
附录 19
引言
随着生活的日益提升，空调在我们的生活中也越来越普及，球形接头是空调的一个部件，它与其他零件装配，构成一个单向阀，在空调中间起到密封的作用。单向阀的密封性是否良好，影响着整体空调的性能。因此，合理制定球形接头的加工工艺，保证加工质量显得很重要。
本课题对不锈钢球型接头零件进行加工工艺分析，然后根据加工工艺选择合适的刀具，最终使加工符合零件的尺寸精度。使用Mastercam X进行加工仿真，导出CAM程序。
Mastercam X是美国CNC Software公司研制与开发的CAD/CAM软件。Mastercam X包括四大模块：Design、Lathe、Mill和Wire其中：Design模块用于零件的造型；Lathe模块主要用于生成车削加工刀具路径；Mill模块主要用于生成铣削加工刀具路径；Wire模块主要用于生成线切割加工刀具路径。本课题中主要使用的是Lathe模块。
通过对零件的工艺分析与加工仿真，把现在学习的专业知识有了一个系统的应用，从而达到完善的作用，提高了知识应用水平，使我走上社会有了进一步的知识准备。
以下是对不锈钢球形接头的工艺分析、刀具选择以及Mastercam X加工仿真。
一、数控车削加工概述
数控车床是一种高效率的数控加工设备，它的效率高于普通机床的2～3倍。数控车床加工自动化程度高，控制功能强，加工精度高，生产效率高。选择机床时应根据加工零件的外形及精度要求来选择。
（一）数控车床车削加工对象
1．轮廓形状特别复杂或难以控制尺寸的回转体零件；
2．精度要求高的零件；
3．带特殊螺纹的回转体零件；
4．淬硬工件的加工。
（二）数控车削加工工艺的制定
1．零件图工艺分析及加工方案的确定；
2．工序的划分及安排；
3．工艺路线的确定；
4．工件装夹与夹具的选择；
5．刀具的选择及加工设备选择；
6．零件的加工及检测；
二、不锈钢球形接头零件的加工工艺分析
（一）毛坯的选择
根据技术要求，毛坯材料选择不锈钢303光亮棒（GB/T 1220-2007），长度27.5mm，直径Φ16mm的棒料。
（二）球形接头的加工阶段划分
结合分析整个球形接头的加工工艺过程，需要掉头加工。所以应先粗精加工完外形之后，再切断掉头钻孔、车孔、割槽、车螺纹。中间可适当穿插其他工序和铣平球形接头零件加工过程中的各加工工序和热处理工序会影响加工误差和内应力，因此要划分加工阶段。可以分成三个阶段：阶段一车削加，主要加工有螺纹的一端，把径向切削余量切削掉，加工到零件尺寸要求；阶段二铣削加工，主要铣两个台阶面；阶段三车削加工，主要车有球头面的一端，直至完成零件的所有要求。
阶段一车削加工，主要包括：①毛坯处理：毛坯备料、锻造；②粗加工：粗车零件外形；③精加工：精车外形，外割槽，加工螺纹，钻孔，镗孔；
阶段二铣削加工，主要包括：使用普通铣床铣零件两个平面
阶段三车削加工，主要包括：①粗加工：粗车外圆；②精加工: 精车外圆,保证外形尺寸公差和表面光洁度。
（三）基准的选择
根据基准重合原则和基准统一原则，轴类零件的加工基准采用中心孔定位，因为轴类零件个表面的的设计基准都是轴线。
（四）中心孔的加工
成批零件的生产应用钻中心孔机床来加工中心孔，小批量则直接在数控车床上钻孔。球形接头直接在数控车床上钻孔，因为孔比较小需要加工一个切断一个，不然切削会在孔里堆积，不出屑，造成钻头断掉。数控车床钻孔同时能提高加工效率。
（五）机床的选用
图2-1 阶段一的机床选用宝鸡西力机床厂的20FA
图2-2 阶段三的机床选用宝鸡西力机床厂的40FA
20FA与40FA机床的系统均为FAUNC，不同的是：20FA机床比40FA小，能承载的回转体零件的直径与长度都比较小，所以在阶段一车削加工用40FA，阶段三车削加工用20FA。阶段二铣削加工时选用普通卧式铣床。
（六）夹具介绍
该零件应选择掉头加工，加工有螺纹的一端采用万能通用夹具三爪卡盘，加工球型一端的采用专用夹具。夹具如图2-3、图2-4、图2-5和图2-6所示。
图2-3 三爪卡盘 图2-4专用夹具部分
图2-5 专用夹具完全图 图2-6 专用夹具夹持工件图
三、不锈钢球形接头零件的刀具分析
图3-1 零件UG图
该零件的零件图如图3-1所示，其加工表面由圆柱面、曲面、外割槽、外螺纹、内孔、平面等组成。需要刀具有粗车外圆刀具、精车外圆刀具、割断刀具、钻头、中心钻、镗孔刀具、螺纹刀等刀具。因为工件是掉头装夹并且先加工有螺纹的一端，所以我先从有螺纹一端，选择刀具。
零件的加工要求是：
1.加工的螺纹表面不允许有磕碰和毛刺等缺陷；
2.锐边倒钝；
3.外表面粗糙度Ra≤0.8；
4.未注公差的线性和角度尺寸偏差安（GB/T1804-2000）m等级加工。
（一）刀具材料的选择
该零件材料为不锈钢303光亮棒（GB/T 1220-2007），是一种比较难切削的材料，加工的时候容易产生加工硬化严重，易产生边界磨损，切削处理困难，容易崩刀，并且热传导率低，塑性变形大，刀尖升温快，刀具易磨损，寿命低，而且易产生黏附现象。根据工艺性能和实用性能，因为是批量生产，所以粗加工选择PVD涂层的VP15TF材质的硬质合金，因为粗加工不要求表面质量多好，关键是用最短的时间去除更多的材料，所以选择VP15TF材质的硬质合金。而精加工要求的是表面质量好，切削速度一般即可，所以可以选择硬度稍微低点的PR930材质的硬质合金。
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