数控车削传动轴的分析介绍

本任务为传动轴零件,主要涉及台阶、梯形螺纹、外径沟槽、倒圆角等加工内容,工件毛坯为ϕ50mm 的棒料,材料为2Al2,如图3-2-1所示。根据零件图纸要求,规划合理的刀具路线,编制加工程序,对零件进行仿真加工和实际加工,并对任务进行检测评价。

图3-2-1　传动轴

1.能理解G76指令的编程格式及参数含义,能使用该指令进行正确编程。

2.会对梯形螺纹的相关参数进行计算。

3.能够正确进行梯形螺纹的测量。

1)图纸引导

零件上Tr36×3的含义是_______________________________________________,符号的含义为___________________________________________________________。

2)测量引导

梯形螺纹的测量方法有哪几种? 写出三针测量和单针测量的测量公式,并对其参数进行说明。

3)刀具引导

根据零件特点,请列出本零件加工时所需的刀具。

4)梯形螺纹参数引导

分别写出梯形螺纹的大径、中径、小径及牙高的计算公式。

5)编程指令引导

查阅资料,写出G76的指令格式及参数含义,并画出指令走刀路线简图。

1)刀具调整卡

根据图纸要求,填写传动轴刀具调整卡,见表3-2-1。

表3-2-1　传动轴刀具调整卡

2)数控加工工序卡

根据图纸要求,填写传动轴加工工序卡,见表3-2-2。

表3-2-2　传动轴加工工序卡

3)数控加工参考程序

根据图纸分析,编制零件加工程序,见表3-2-3、表3-2-4。

表3-2-3　传动轴加工程序(右端)

续表

续表

表3-2-4　传动轴加工程序(左端)

续表

4)模拟加工

①打开仿真软件,回机床参考点。

②输入程序并进行调试。

③根据图纸和程序的要求,安装刀具及工件。

④进行对刀。

⑤仿真加工。在仿真加工过程中,对加工中出现的程序问题进行修改,以确保在实际加工中程序的正确性。

5)实际加工

按照表3-2-5的操作引导,对传动轴进行加工。

表3-2-5　传动轴加工操作引导流程表

续表

完成零件的加工后,对零件进行清洗和去毛刺工作,并对其进行测量,再将测量结果填入表3-2-6中。

表3-2-6　传动轴检测评分表

续表

通过本零件的加工,你对学习及加工过程有何体会,请进行总结,并将体会与感悟填入表3-2-7中。

表3-2-7　传动轴加工总结表

1)梯形螺纹的尺寸计算

梯形螺纹分为公制和英制两种。国家标准规定公制梯形螺纹的牙型角为30°,如图3-2-2所示。梯形螺纹的代号用字母“Tr”及公称直径×螺距表示,单位均为mm。左旋螺纹需在尺寸规格之后加注“LH”,右旋则不注出,如Tr36×6等。

图3-2-2　梯形螺纹的牙型(www.xing528.com)

梯形螺纹的基本要素名称、代号及计算公式见表3-2-8。

表3-2-8　梯形螺纹的基本要素名称、代号及计算公式

2)梯形螺纹中径的测量

梯形螺纹的中径在梯形螺纹工作过程中起着非常重要的作用,因此,在加工梯形螺纹时对其尺寸保证就显得非常重要。对梯形螺纹中径的测量一般采用三针测量法和单针测量法。

(1)三针测量法

用三针测量螺纹中径的方法,称为三针测量法。测量时,在螺纹凹槽内放置具有同样直径dD 的3根量针,如图3-2-3所示;用适当的量具(如公法线千分尺等)来测量尺寸M(见图3-2-4)的大小,以验证所加工的螺纹中径是否正确。三针测量时,M 值和中径d2 的计算公式见表3-2-9。

图3-2-3　三针测量法

表3-2-9　三针测量螺纹时,M 值和中径d2 的计算公式

三针量法检测梯形螺纹的测量步骤如下:

①根据图纸中梯形螺纹的M 值选择合适规格的公法线千分尺。

②擦净零件的被测表面和量具的测量面,按图示将3针放入螺旋槽中,用公法线千分尺测量值记录读数。

③重复步骤②,在螺纹的不同截面、不同方向多次测量,逐次记录数据。

④判断零件的合格性。

图3-2-4　三针测量法检测零件

图3-2-5　单针测量法

(2)单针测量法

采用单针测量的方法,其特点是只需用一根量针,另一侧利用螺纹大径作基准(见图3-2-5),用千分尺测出螺纹大径与量针顶点之间的距离A。但是,在测量之前首先精确测出螺纹大径的实际尺寸d0,千分尺的读数值A 可计算为

式中　d0——螺纹大径的实际尺寸;

M——用三针测量时的千分尺读数。

3)相关功能指令

螺纹复合循环指令(G76)如下:

指令格式:

G76　P(m)(r)(a)　Q(Δdmin)　R(d);

G76　X(U)__　Z(W)__　R(i)　P(k)　Q(Δd)　F(L);

其中:

m——精加工重复次数,可以01～99次,用两位数表示;

r——螺纹尾部倒角量(斜向退刀),其值的大小可设置为(0.0～9.9)L,系数应为0.1的整倍数,用00～99的两位整数表示,其中L 为导程;

a——刀尖角(螺纹牙型角)。可选择80°,60°,55°,30°,29°,0°这6种中的一种,用两位整数表示;

Δdmin——切削时的最小背吃刀量(半径值),单位:mm,当切削深度小于该极限值时,背吃刀量锁定在该值;

d——精加工余量,半径值,单位:mm;

X(U),Z(W)——终点坐标;

i——螺纹部分半径差,单位:μm;

k——螺纹的牙深,用半径值指定,单位:μm;

Δd——第一次切深,半径值,单位:μm;

L——螺纹导程,单位:mm。

指令说明:

G76指令是斜进式切削,因为单侧刃加工,刀具负载较小,排屑容易,并且切削深度为递减式,故一般用在大螺距螺纹加工。G76指令的进刀路线和吃刀分配如图3-2-6所示。

图3-2-6　G76指令走刀路线

编程实例:已知毛坯为ϕ45mm 的圆棒料,采用G76指令对图3-2-7进行螺纹程序编制。

参考程序如下:

图3-2-7　G76螺纹加工实例

一、理论训练

1.试计算梯形螺纹Tr36×6-7e 的小径、中径及牙型高度,并写出计算过程。

2.用三针测量法对梯形螺纹Tr40×7进行测量,使用ϕ3.5mm 的量针,试计算千分尺的读数M 值;如果在加工过程中测得螺纹大径的实际尺寸为ϕ39.83mm,求单针测量时千分尺的读数A 值。

3.写出G76指令的指令格式及参数含义,并绘制其走刀路线。

4.需要多次自动循环的螺纹加工,应选择(　)指令。

A.G76　B.G92　C.G32　D.G33

5.下列(　)不是螺纹加工指令。

A.G76　B.G92　C.G32　D.G90

二、技能训练

1.已知ϕ50的圆棒料,材料为2Al2,对如图3-2-8所示的梯形螺纹进行编程。

2.已知ϕ50的圆棒料,材料为2Al2,如图3-2-9所示。制订加工工艺方案,编写加工程序,完成各项加工准备工作,在数控车床上对其加工,并进行检测与质量分析。

图3-2-8　零件图(一)

图3-2-9　零件图(二)