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軸類零件范文1
[摘 要]偏心軸 鎳基合金 變形 位置度
中圖分類號：D415 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）13-0289-01
一、零件介紹
SS.050023是我最早接觸的偏心軸之一，2009年開始試制，2009年年底交付首件。首件得到了客戶的認可。隨后即投入批量生產。本文以該偏心軸為例，通過分析并解決在試制過程中出現的工藝問題。為后續偏心軸的試制提供寶貴經驗。
該偏心軸的毛坯為鎳合金ALL0Y718的棒料。零件總長965.962mm，最大外徑為Φ87.376mm，零件有一個 Φ31.75的偏心通孔，零件左端有位置度要求較高的偏心內孔，零件右端有位置度要求較高的偏心外圓，偏心距全部為8.89mm，在零件右端面有許多臺階孔，尺寸及位置度要求高，加工時要避開63mm的干涉距離。如下圖所示：
二、加工中存在的問題
該零件材料主要成分含鎳50-55%，含鉻17-21%，含錳2.8-3.3%等等，和其它鎳基合金的一樣，有優良的高溫強度、熱穩定性，硬度高，導熱系數低。
加工中主要存在的問題：
1.深孔鉆加工偏心內孔，進出口偏差較大。
2.圖紙要求所有未注外圓位置度為0.127，立加銑削槽時，粗加工完檢查中間外圓跳動超過0.4，變形導致所有位置度無法滿足要求。
3.偏心外圓位置度要求高，數車加工時無法檢查。
4.端面孔復雜，孔加工難度大，冷卻不充分，排屑不暢，刀具磨損較快，容易打刀。
三、偏心軸的工藝安排
先在零件兩端面各加工一個偏心孔，在臥式加工中心上鉆兩個偏心孔作為深孔鉆加工偏心孔的引導孔，孔口倒角作為頂尖孔。
然后在零件適當位置上組合工藝套，再用兩頂尖裝夾在車床上將工藝套車成偏心套，這樣就可以支撐該偏心套來加工偏心孔。
工藝套使用45#鋼，價格低廉，適合我們這種批量少價格昂貴的零件。為防止加工中偏心套松動導致偏心錯位，我們將偏心套配過盈0.1～0.15，加熱后組合在零件上，取下偏心套也很容易，在偏心套最薄處銑個開口就可以很方便的卸下來。
四、工藝流程
合理的工藝線路對零件的加工質量至關重要。偏心軸的工藝就是要控制零件的偏心距。
工藝編排，把容易引起零件彎曲變形的工序編排靠前位置。比如去除大余量的深孔鉆工序和四槽去大余量立加粗加工工序編排在兩端型面精加工前完成，最大限度的減小加工內應力影響零件后續精加工。
后續工序需檢查零件中間位置的跳動，監控零件變形情況，按零件變形情況，安排校正工序，較直變形零件。
減小零件加工中的人為因素，盡量用機器完成工序中的工作，易于保證零件加工精度。比如螺紋加工，改鉗工攻絲為加工中心螺紋銑削。
五、加工分析
1.深孔鉆削
正常的鉆削技術所加工的孔，其孔深一般不超過5倍直徑，而該偏心軸中心的偏心孔長徑比超過30，加工難度極大，而且只能從一頭加工偏心孔，如果兩頭加工則很難做到兩頭偏心孔同軸。任何孔深大于10倍直徑的孔都稱為深孔，深孔加工需要高壓的冷卻液和良好排屑系統。深孔加工排屑是難題，切屑越小越好排出。高壓力的切削液流經鉆頭與己鉆孔之間的外鉆管，鉆頭是中空的，切削液攜帶鐵屑進入鉆體，然后經鉆桿排出。
因鎳基高溫合金很難加工，刀具磨損嚴重，加工到一半深度就必須退刀更換刀片后再繼續加工?？讖奖仍酱螅椎耐S度越難以保證，加工出來的偏心孔出口偏差在0.5～1.6mm之間，超過最終圖紙要求，所以外圓必須留有余量，以內孔為基準修車外圓來滿足同軸度要求。
偏心軸是采取在臥式加工中心上找正己加工的偏心孔，修正外圓基準，保證零件偏心軸。
2.控制銑削變形
因為不對稱銑削，粗加工后零件中間彎曲變形0.2～0.5，必須進行校直后才能進行精加工。校直時支撐零件兩頭，找到中間外圓跳動最大處，根據百分表的顯示慢慢調整機床壓力。
采用合理有效的刀具和切削參數對控制銑削變形至關重要。
高溫合金是難加工的材料之一。其主要的切削特點為 ①切削力大，②切削溫度高，③加工硬化嚴重，④刀具易磨損。鎳基高溫合金ALLOY 718基體硬度約HRC37，切削后表面產生0.03毫米左右的硬化層，硬度增加到HRC47左右，硬化程度高達27%，加工硬化現象對刀具壽命有很大影響。
在加工的過程中，增強零件裝夾鋼性和強有力的冷卻有效的減小銑削變形，還能延長刀具壽命。
3.端面孔加工
端面細長孔因為尺寸及位置度要求高，所以工藝編排在最后加工。
孔加工屬半封閉式加工，是軸類零件加工中難度最大的加工方式，主要難點表現在孔的直徑較小，孔徑較深，冷卻效果差，產生的切削熱和切屑難以及時排出，刀具磨損嚴重，并且軸端面在有凸臺，刀具伸出很長導致刀具的鋼性差，加工過程中讓刀嚴重磨損，影響孔的直徑和位置度。
通過加工中摸索，鉆削鎳基合金小深孔需關注以上幾點：
優先使用帶涂層的整體硬質合金刀具，帶涂層刀具可明顯延長刀具壽命。
增大鋒角可減少刃屑接觸長度，降低切削熱，改善鉆頭切削條件，高溫合金鉆頭的鋒角推薦135°～140°。
鉆小深孔時必須使用啄鉆，每啄鉆一次后將刀具完全退出零件表面，讓冷卻液充分冷卻鉆頭并沖走切屑。
刀具懸深太長，剛性太差時可將刀具做成階梯式刀具，在不干涉的情況下增大夾持部分的直徑。
盡量使用強力夾頭刀柄或液壓刀柄等高精度刀柄來裝夾刀具，這樣刀具的跳動小壽命長，加工的孔位置精度高。
鉆頭在切入工件時震動最大，導致鉆頭的橫刃磨損或崩刃，鉆頭壽命低。可調整切削參數，在切入工件的時候將進給降低到30%，等鉆頭進入工件3-5mm后再使用正常的進給。
長徑比超過10的小深孔可使用內冷鉆頭，這樣可充分冷卻削刃，使排屑變得更為順暢。
六、存在的問題及改進方向
軸類零件范文2
關鍵詞：工藝；加工方案；裝夾方案
當今數控機床正朝著以下幾個方向發展：高精度化、智能化、柔性化、集成化、復合化。軸作為機械加工中常見的典型零件之一，在機械中主要用于支承齒輪、帶輪、凸輪以及連桿等傳動件，以傳遞扭矩。軸按結構形式不同，可以分為階梯軸、錐度心軸、光軸、空心軸、曲軸、凸輪軸、偏心軸、各種絲杠等。其中階梯傳動軸應用較廣，其加工工藝能較全面地反映軸類零件的加工規律和共性。而軸類零件的精度要求較高，所以在車削時除了要保證尺寸精度和表面粗糙度外，還應保證其形狀和位置精度的要求。文章在對復雜軸類零件進行分析的基礎上，積極探討加工工藝過程，從而進一步提高企業的生產效率和利益。
工藝分析
1.零件1的主要加工部分包括四段圓柱外徑、一段圓錐外徑、兩段相切的外圓弧、一段橢圓外輪廓、一個外切槽、兩個圓柱內徑、一個公制內螺紋以及端面。外輪廓應通過粗、精車和切槽來完成，內輪廓應通過鉆孔、粗鏜、精鏜和車螺紋來完成。
2.零件2主要加工部分包括圓柱外徑、一段圓弧、螺紋端面以及一段圓錐內徑和圓柱內徑，外輪廓通過粗、精車來完成，內螺紋通過鉆孔、粗鏜、精鏜來完成。
3.對零件1和零件2的圓柱面配合，有輪廓光滑過渡和較高的跳動誤差要求。
制定加工工藝方案
1.為了便于后工序找正，工序一和工序二應選擇適當位置車出一道工藝槽，由于零件一的工藝槽的側面和底面對刀時都要用，所以將零件1的槽底面車圓，而零件2的工藝槽底面可以不用。
2.為保證外輪廓的尺寸精度和表面粗糙度要求，把兩件裝配在一起車曲線外輪廓時應分別使用粗精刀片來進行粗精加工。
3.首先確定加工工序與部位，此方案是兩個零件先各加工兩道工序，然后再裝配在一起，利用自制的輔助頂尖，加工共同的第五道工序。工藝流程見表：
確定裝夾方案
零件上比較精密的表面加工，常常是通過粗加工、半精加工、精加工逐步達到的。對這些表面僅僅根據質量要求選擇相應的最終加工方法是不夠的，還應正確的確定毛坯到最終成型的加工方案。
1.工序一 零件1左端裝夾要領
將工件裝夾緊固，先用T01刀具手動車端面1.5mm，把對出的值分別輸入的對應刀具補償相應位置。把1號刀的刀尖R0.4和刀具位置碼3輸入到刀補界面內，把1號刀刀補值改成0.1。執行程序至結束，停車后測量，如果大了，再運行精加工修車，再測量，直至尺寸合格后再卸工件。
2.工序二 零件2左端裝夾要領
將工件裝夾緊固，對出T01和T02刀的X和Z值，并將這兩個值分別輸入相應的刀具補償位置。使用手動方式完成麻花鉆鉆孔，之后運行程序。注意內孔鏜刀是否能車削外端面，在車完外、內徑，運行停止時，復位、退刀，測量外內徑，如外徑大，內徑小，再運行修車。如果第一遍運行時內徑刀未車到端面，在修車之前應修改內徑刀和Z向刀補值，直到車到端面為止。修車到外內經合格為止。
3.工序三 零件2右端裝夾要領
采用中等偏上的夾緊力，T01和T02的X向都可延用之前的對刀值。對出的T01、T02刀的Z向值，并將這兩個值分別輸入相應的刀具補償位置。運行程序，在車完內徑、端面和內倒角后停止時，復位、退刀、檢測這幾個尺寸。如不合適就修車，直到內、外徑合格為止。
4.工序四 零件1右端裝夾要領
應將工件裝夾緊固，將T01、T02、T03對刀，其中T01、T02刀只要對Z向即可，X向延用上工序留下的值。把對出的值分別輸入刀具補償的相應位置。把3號刀的刀尖R0.4mm和位置碼8輸入刀補頁面內，把T02、T03刀刀X向刀補值修改成-0.2。使用手動操作，用直徑23麻花鉆鉆孔，注意觀察內徑刀是否能車到外端面，在車完外、內徑停止時，復位、退刀、檢測這幾個尺寸。如不合適就修車，直到內、外徑合格為止。將程序轉到螺紋加工程序，切螺紋，運行結束后用塞規進行綜合檢測，如果塞規進不去就修車，直至檢驗合格為止。
5. 工序五 零件1和零件2配合加工要領
利用自制的輔助頂尖，用中等夾緊力裝夾工件，對應刀具號輸入相應補償值。運行一遍程序測量尺寸，如外徑大了就進行修車，直到尺寸合格為止。
軸類零件范文3
【中圖分類號】 F407.44【文獻標識碼】A【文章編號】1672-5158（2013）07-0250-02
前 言
隨著社會的發展，人們對產品的質量要求不斷提高，希望其產品輕巧、美觀、環保、節約原材料，所以薄壁零件被更多應用到產品中。因此，提高薄壁零件的加工質量，對滿足產品高品質的要求起著重要的作用。而該類零件的突出特征是零件的剛度低，精度高，在加工中容易產生變形，加工制造的難度大。因此對薄壁零件的加工進行深入的研究有著十分重要的意義。下面我們主要對軸類薄壁零件的加工作出分析研究。
一 、 薄壁零件的特性
薄壁零件的壁厚和零件的整體尺寸相比，很小。因而使零件本身剛性減弱，當受到外力的作用時容易引起變形。薄壁零件的工藝穩定性差。對于軸類薄壁零件，壁厚的大小對零件的加工質量影響很大。壁厚大的，剛度大。壁厚越小，零件的剛度越小，變形量越大。這是造成加工誤差的天然因素，也即內因。有時為滿足設計要求我們難以改變，那么我們就只能從構成加工誤差的外部因素加以分析。下面我們分析造成加工誤差的其他因素。
二、 薄壁零件加工誤差分析
由上述分析可知，薄壁零件的剛度低，是造成加工誤差的內部因素，構成加工誤差的外因，一方面，與機床本身的精度，刀具的性狀有關。另一方面，與零件所受外力有直接影響。
1、 切削力的影響
例如，在車床上或外圓磨床上加工長軸時，零件被裝卡在兩頂針之間。切削力Py，使零件發生彎曲變形。因而，在零件的全長范圍內，切去的金屬層厚度不均勻，在中間部分切去的金屬層最薄，形成腰鼓形誤差。（圖1）
對于壁厚不均勻的零件，當加工偏心外圓時，由于切削力的影響，就會在薄壁處出現內外表面塌陷（圖2-1），或外圓表面凸起的情況（圖2-2）。
1） 發生永久變形時產生誤差的情況；2） 發生彈性變形時產生誤差的情況
2、 夾緊力的影響
利用三爪卡盤夾持零件進行鏜孔時，零件的內孔，是當零件發生了彈性變形的情況下成形的（圖3），當取下零件后，由于彈性的恢復，加工好的內孔，就會向原夾緊力的相反方向伸長，造成圓度誤差。
3、 彈性變形與切削振動的影響
綜上分析，盡管各類零件的形狀結構不同，加工方法各異。但對影響加工誤差的原因，卻有一個共同點。這就是：外力引起的彈性變形，產生加工誤差。其誤差的大小，與零件發生彈性變形的程度有關。
切削過程中的彈性變形，是產生切削振動的重要根源。
切削振動，反回來又加劇薄壁零件的彈性變形。這種由變形引起振動，振動加劇變形的往返過程，是薄壁零件切削加工中的一個顯著特點，也是造成加工誤差的重要原因。
三、 改善薄壁零件切削加工的基本途徑
根據薄壁零件剛度低的特點，在制定加工方案時，常常把增加零件的有效剛度，選擇合理的夾緊方式，優選刀具幾何參數以及改變工藝方法等手段，當作重要的措施原則。
1、增加零件的有效剛度，提高零件在加工中抵抗變形的能力。
當刀具切入剛度低的零件時，由于工件發生彈性變形，即使一把鋒利的刀具，也會遇到來自工件方面的“以柔克剛”的反切削阻力。使工件與刀具的相對位移加大，切削振動加劇。在此情況下，必須提高零件的有效剛度，才能保證切削的順利進行。例如，1）對長徑比大的軸類零件，利用中心架和跟刀架，使有效長徑比變小，使有效剛度增大。改變由兩端頂起為一端用車頭夾持，一端用頂針支撐的方式，以及對精度高的長軸，兩端頂針孔必須經過研磨，獲得正確的錐孔及高的光潔度等方法，都是減少接觸變形，增大支承剛度的有效措施。2）對于薄壁筒零件欲增加其有效剛度，可以增加有效厚度著手，在零件受加持的部位，襯一足夠厚度的整圓襯圈，連同襯圈一起加緊零件，使薄壁受到支撐，避免夾緊處的應力集中，減少夾緊變形。
2、選擇合理的夾緊方式，消除或減少零件的夾緊變形。
1）在細長軸零件的加工中，由于零件的熱擴散性能差，切削熱會導致零件產生很大的線膨脹，加劇零件的彎曲變形和振動。若采用彈性夾頭和塑性液壓頂針并使用跟刀架，工件與卡爪間為線接觸，起萬向調節作用，可以減少零件的彎曲變形。同時采用反向走刀的切削方式，可提高加工質量。
由于零件很長，刀具由一段走到另一端，會因磨損過大而很快降低切削能力并帶來加工誤差。因此，在跟刀架的作用下，工件的剛度低，已不再成為矛盾的主要方面，而如何提高刀具的耐用度，則是能否完成這一切削過程的關鍵。于是，采用大走刀、小吃刀和低速切削的方法，常能收到滿意效果。
2）選擇軸向夾緊，改善工件的受力條件
當工件的內孔或外圓存在有圓度誤差時，不論夾持外圓或內孔，夾緊變形都是難以避免的。可實施軸向夾緊。對于薄壁筒類零件，實行軸向夾緊的優點在于，當圓筒形零件承受外力時，從力學的觀點分析，在互相垂直的軸向和徑向，零件承受的應力（δ）是不相等的。當軸向夾緊時零件許可承受的外力，比徑向夾緊時許可承受的外力大得多。因此，實施軸向夾緊，可以保證夾緊力的作用方向始終通過零件本身剛性最強的截面。
3、 改進工藝方法
對于一些薄壁環狀零件，像光學玻璃壓圈、隔圈、墊環等。都具有壁厚小，兩端面平行度高的特點，為避免第二次裝卡時產生夾緊變形，多采用一次裝卡的方法完成最終工序的加工。
4、 優選刀具幾何參數，提高切割能力
刀具幾何參數的合理選擇，是反映切削過程中多因素綜合效果的重要標志。各個幾何參數，包括切削角度、刀口形狀、刀刃形狀。在切削過程中都不是孤立的在起作用，而是互相影響、互相制約。選擇時除應遵循一般的切削規律，還應針對薄壁零件的工藝特征，側重于保持刀刃的鋒利和切削過程的穩定。例如，從降低切削力，減少切削變形，加強刀具的切割能力來看，應選擇大的前角和后角及小的刀尖角。為消除由于前后角的增大對刀刃強度的影響，可采用帶倒棱的刃口形式達到銳中求固的目的。
但從減少切削振動來看，往往采用較小的后角，以增大刀具后面與工件的接觸面積。限制振動的振幅，達到消振的目的。尤其當對薄壁筒零件進行車削加工時，在刀具的主、付刀面上，用油石劈出后角等于零到負五度的消振棱。有助于消除由于零件剛度小而產生的低頻振動。
為減小由于刀具的推擠作用產生的加工誤差。應采用大的主偏角（φ=75°～90°），使切削力的分布有利于防止零件受力變形，減小切削振動。為不使刀口強度過多的削弱，可在刀尖處做出局部的小主偏角φ，形成圓弧或直線的過渡刃。
刃傾角的作用主要是控制住刀刃強度和排屑方向。針對薄壁零件剛度小，切削力不大的情況，一般刃傾角取負值（刀尖高），既可以保護已加工表面不被流屑擦傷，又可降低切削分力Py引起的振動。
參考文獻
[1] 儀器制造工藝學 ——————————————北京工學院
軸類零件范文4
關鍵詞：ProModel；生產線；優化
中圖分類號：TG801 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2013）18-0028-02
本文以某一生產軸類零件的中小型企業為例，運用ProModel對該企業生產線進行建模與仿真，結合ECRS原理對生產線進行優化，為該企業提供生產線較平衡、成本較低的擴建方案。
1 軸類零件線生產現狀
某企業軸類零件生產線屬于單一品種、小批量生產。生產計劃是毛坯成批到達毛坯存放處，然后單個進行粗加工、半精加工、精加工、拋光、檢驗工序，檢驗合格后放入成品倉庫，否則重新進行拋光。隨著訂單量的增多，負責人發現即使由原來的一班制變成了兩班制也不能滿足需求，根據預測，該企業軸類零件年需求量為3 200個，為使生產線達到相應的生產能力且成本最低，負責人決定對該生產線進行擴建并尋求最佳的擴建方案。
2 仿真建模及優化
2.1 生產線優化改進原理
最優的擴建方式并不是單純的增加機床，而是在生產線平衡及生產成本最低的前提上增加機床設備。生產線平衡即各個工序的生產節拍基本一致，生產中等待時間很少，這時生產效率最高，生產線處于均衡生產狀態。要使成本最低，可以在生產能力滿足需求的基礎上，運用工業工程原理―ECRS（Eliminate，Combine，Rearrange，Simplify）四大原則，對生產線進行優化改進。
2.2 現行生產線問題分析
企業現行生產線加工流程及各工序加工時間（min）分布如圖1所示。據估算，90%軸類零件檢驗合格，10%軸類零件不合格需要重新拋光。
現用ProModel對生產線進行建模， 建模過程如下：
①Locations 在ProModel中為模型設置加工地點、臨時存放點和倉庫等，可以為每一個location定義相應的加工能力（cap.）、單位數量（units）等。本系統中設置的工位有“毛坯”、“粗加工”、“半精加工”、“精加工”、“拋光”、“檢驗”、“臨時存放區”、“成品”。“毛坯”區的加工能力設置為無限（inf），“臨時存放區”為5，其余為1。
②Entities設置被加工對象，在制造系統中為零部件，服務系統中一般為顧客。本系統中只需設置一種“零件”。
③PathNetworks 設置被加工零件在各工位的被搬運的運行路線，也是資源（resource）的運行路線，每條路線節點需要連接到對應的工位才有效。本系統中每類工位間設置一條路線，共7條。
④Resources相當于現實系統的叉車，員工等作為搬運被加工零件的載體。本系統中設置7位員工，分別設置在每條路線上。
⑤Arrivals可以設置零件到達該系統的規律。本系統假定待加工零件不缺貨，其到達規律為每分鐘到達“毛坯”一個。
⑥Processing 這是建模過程中較為復雜部分，需要進行部分的編程語言進行設置。
建模完成后平面如圖2所示。
工廠目前采用一班制工作，全年工作254 d，工人年時基數1 810 h。系統仿真時，將ProModel軟件的simulation選項下的options設置系統仿真時間為1 810 h，仿真結束后對主要工位的性能數據進行統計，如表1所示。
仿真結果中生產線年產量為1 570個。粗加工工序加工率較高，達到了86.41%，而其他工序加工率多數不到30%。導致零件在粗加工處等待很久，粗加工機床超負荷工作，而其它機床空閑率很高，生產線嚴重不平衡，粗加工為本生產線的瓶頸工序。年產量只有預測的49.06%?？梢猿醪綌喽ǎ捎谏a線不平衡和生產規模的限制，導致生產能力達不到要求。為使生產能力達到要求可以從粗加工和半精加工著手改進。
2.3 軸類生產線改進方案
由于軸類零件生產線上各工序都不可缺少，以及該企業工廠布局和技術水平的限制，對工序進行刪除（Eliminate）、重組（Rearrange）、簡化（Simplify）難以實現，所以改進方案主要從增加機床數量、對機床進行改造和對工序進行合并方面來考慮。
據估算購買一臺粗加工機床費用為8萬，一臺半精加工機床需10萬；改造一臺粗加工機床需1.5萬，改造后零件在粗加工機床加工時間所服從的分布從exp（60）min變為exp（50） min；合并拋光和檢驗可減少員工數量，合并后零件在拋光及檢驗工序的加工時間服從U（28，4） min分布；工人每小時工資為20元，即每個工人一年成本為36 200元。
根據ECRS原則和經濟性因素，針對瓶頸工序擬定了如下四種種改進方案。
方案一：增加2臺粗加工機床和1臺半精加工機床，成本為44.10萬元。
方案二：增加1臺半精加工機床和1臺粗加工機床并將2臺粗加工機床改造，成本為39.10萬元。
方案三：增加2臺粗加工機床和1臺半精加工機床并將拋光和檢驗工序合并，成本為40.48萬元。
方案四：增加1臺半精加工機床和1臺粗加工機床并將2臺粗加工機床改造，同時將拋光和檢驗工序合并，成本為35.48萬元。
將四種方案分別用ProModel軟件進行仿真，每種方案各個工序的機床性能如表2～表6所示。
用各工序加工率的標準差來初步定量判定生產線的平衡情況。如對于方案一的生產線，計算粗加工、半精加工、精加工、拋光和檢驗這5個工序加工率的標準差，其結果如表6所示。計算值越小，則生產線越平衡。
從表6可以看出生產線平衡情況從好到差的分別是方案一、方案四、方案二、方案三。將四種方案產量、成本和生產線平衡情況匯總如表7所示。
四種方案的年產量都符合要求，綜合生產線平衡和成本這兩個因素，方案四最優，即該企業可以增加1臺半精加工機床和1臺粗加工機床并將2臺粗加工機床改造，同時將拋光和檢驗工序合并。
3 結 語
企業在生產線擴建時不應盲目增加機器設備，綜合考慮生產線平衡和經濟性原則，并且要對這兩方面進行權衡，以選擇相對最優的擴建方案。本文利用promodel軟件對某企業軸類零件生產線系統進行建模與仿真，并且結合ECRS原則對現行生產線進行分析和改進，為該企業生產線擴建提供了理論參考。從而驗證了ECRS原則和ProMdel仿真的實用性。
參考文獻：
[1] 朱瓊.基于仿真技術的生產線平衡優化研究與應用[J].工業工程與管理，2008，（2）.
軸類零件范文5
關鍵詞：數控編程；仿真加工；加工工序要
Abstract: The numerical control technology is the mainstream of modern processing technology, numerical control technology application has brought the revolutionary change for the traditional manufacturing industry, causes the manufacturing industry to become a symbol of industrialization, but also expands unceasingly along with the development of numerical control technology and application field of beneficial to the people's livelihood, he some important sectors (IT, automobiles, light industry, medical and so on) a more and more important role in the development of computer aided simulation processing, programming and entities to efficient verification, shortens the product processing cycle, to ensure product quality. Based on the shaft parts as an example, the processing procedure of using CAM technology to complete parts rough machining, finishing, truncation, accordingly, the final output processing code and verify, improve processing efficiency.
Key words: NC programming; machining simulation; machining process
中圖分類號：TG659文獻標識碼：A 文章編號：2095-2104（2013）
隨著數控加工在機械制造業中的廣泛應用，對數控相關技術人員的需求日益增加，數控操作者的大量培訓便成為迫切的問題。在傳統的操作培訓中，數控編程和操作的有效培訓必須在實際機床上進行，這既占用了設備加工時間，又具有風險，培訓中的誤操作經常會導致昂貴設備的損壞[1]。隨著計算機技術的發展，尤其是虛擬現實技術和理念的發展，產生了可以模擬實際設備加工環境及其工作狀態的計算機仿真軟件，采用計算機仿真加工進行數控程序正確性檢驗直觀、快速、成本較低，有助于縮短產品生產周期、降低成本、提高質量，在減輕編程人員工作量的同時又能提高數控機床的使用率[2]。
1 傳動軸二維圖繪制
利用MsaterCAM軟件中的直線、倒角、鏡像等命令繪制曲面軸的二維圖形，如圖1所示。
圖1 曲面軸二維圖
2 設定原材料屬性及裝夾
在MasterCAM中選擇數控車床，單擊材料設置按鈕，設置加工群組屬性。首先設定原材料外徑尺寸，再在工件設置對話框中設置卡盤參數，最后設置原材料裝夾的相關參數。本文研究的傳動軸零件采用通用三角卡盤裝夾，能夠滿足要求。
3 粗車
打開 [Machine Type]/[Lathe]命令，串選車削外形。選擇外圓車刀【T0101 R0.8 OD ROUGH RIGHT】為車削刀具，設置粗車車削參數如車削進給速度、主軸轉速，噴油冷卻功能、起刀點和停刀點的坐標、削背吃刀、 x（z）方向預留量等，如圖2所示。產生刀具路徑如圖3。
粗車階段主要是切除大部分加工余量,使毛坯在形狀和尺寸上接近零件成品，數控編程時，需要在x，z方向預留0.3mm的加工余量。刀具選用時一般優先采用標準刀具，刀具的類型、規格和精度等級應符合加工要求,刀具材料應與零件材料相適應。確定走刀路線應考慮確保加工質量,盡可能地縮短走刀路線、少換刀并少走空刀。利用數控仿真可以達到很好的效果。
圖2 粗車工藝參數 圖3 粗車加工路徑
4 精車
選擇精車車削命令，單擊串連選擇按鈕，確定精車外形。選擇外圓車刀【T0202 R0.397 OD FINISH RIGHT】，設置車削進給速度為“0.3min/rev”，主軸轉速為“1000r/min”，啟動噴油冷卻功能，設置起刀點坐標“X25.0，Z20.0”。 選擇精車車削參數選項卡【Finish parameters】精車車削背吃刀量為“0.15”，精車車削次數為“2”，設置x，z方向預留量均為“0.0”，在導引入/引出對話框中設置導引入參數，產生精車刀具路徑。
精車的目的是使各主要表面達到圖紙規定的質量要求，其關鍵是工藝參數的設置。其中，背吃刀量根據機床、工件和刀具的剛度來決定，在剛度允許的條件下，應盡可能使背吃刀量等于工件的加工余量，這樣可以減少走刀次數，提高生產效率。為保證本傳動軸零件的精加工精度，設計進行兩次車削。
5 車槽
選擇車槽命令，定義凹槽對話框，選擇凹槽右上角點作為起點定義凹槽位置。選擇外圓車槽刀【T1818 R0.1 W3 OD GROOVE CENTER】，設置刀號、刀座號、刀補號均為“3”，并設置車削速度、主軸轉速、起刀點坐標和刀具停留點坐標。設置凹槽深度為“3.0”，寬度為“4.0”。選擇車槽加工參數選項卡，設置凹槽車削次數為“1”，預留量為“0.0”。重復以上步驟，設置凹槽深度和寬度，完成軸上的切槽加工。車槽加工參數設計如圖4所示。
圖4 車槽加工工藝參數
6 車削端面
打開[Machine Type]/[Lathe face toolpath]命令，選擇外圓車端面刀【T0101 R0.8 ROUGH FACE RIGHT】，設置車削進給速度、主軸轉速、起刀點坐標和停刀點坐標，設計車端面加工參數，輸入車削長度及其他車削參數，如圖5所示，產生端面車削加工路徑。
圖5 端面車削加工工藝參數 圖6 仿真加工的三維圖
7 自動生成NC代碼及傳輸程序
利用Mastercam系統的后處理功能，將設計的粗車、精車、切槽、端面車削等車削加工工藝進行實體仿真，結果如圖6所示。檢查加工過程沒有干涉和撞刀等缺陷，說明程序可用。利用軟件后處理系統生成NC代碼如圖7所示。利用網絡、U盤等傳輸到數控加工設備的控制器內，控制機床完成零件的加工。
圖7NC代碼
8 總結
對于軸類零件，可以利用CAM軟件編制加工程序并進行驗證。文中介紹了利用Mastercam 軟件對曲面軸進行數控仿真加工，同時生成了數控加工代碼，也可為其他零件的數控仿真加工提供參考。
參考文獻
軸類零件范文6
1.數控車床車削軸類零件時產生錐度的原因
1.1床身不水平，使床身導軌與主軸的軸線不平行。
機床四角及床身中部地腳螺栓、調整墊鐵松動，導致導軌面水平直線度及垂直面內的傾斜度嚴重超標。使得主軸軸線與導軌不平行，出現大小頭現象。
1.2床身導軌磨損。
由于導軌磨損不均勻，使車刀走刀軌跡與工件軸線不平行。
1.3主軸與軸承間隙太大，影響工件加工精度。
1.4車削前，未找正后頂尖與主軸軸線同軸，出現偏移量。
尾座中心與機床主軸中心不一致，在這種情況下，如果說采用一夾一頂或兩頂尖支撐工件進行加工的話，就會產生偏移量，從而形成錐度。
1.5尾座套筒與尾座內孔之間的間隙大。
尾座套筒長期使用，磨損嚴重。造成尾座套筒與尾座內孔之間的間隙越來越大，在進行一夾一頂或兩頂尖支撐工件進行加工時，會發生偏擺，不但會形成錐度，連外圓表面的圓柱度也無法保證。
1.6采用活動頂尖支撐時，活動頂尖本身的徑向間隙大。
活動頂尖本身存在軸承徑向間隙，對于一般精度的工件來說，可以滿足精度要求。若工件精度要求較高，那么由于活動頂尖的跳動不但使加工的外圓圓度超差，而且會形成錐度。
1.7車刀剛性不足，加工過程中發生讓刀。
若加工過程中發生讓刀，會導致尾座方向直徑尺寸小于卡盤方向直徑尺寸。
1.8車刀幾何角度不科學。
在機床完好的情況下，受刀具幾何角度的影響，產生的徑向切削力Fy大，加工后切削變形大，工件也會形成錐度。
2.消除意外錐度的方法
2.1從機床方面考慮。
2.1.1、檢驗測量機床精度，校正主軸軸線跟床身導軌的平行度。
若發現機床四角及床身中部地腳螺栓、調整墊鐵有松動，那么導軌面水平直線度及垂直面內的傾斜度將嚴重超標，甚至呈扭曲狀，不但會讓車削的外圓產生錐度，還會影響其他精度。出現這種情況，必須調整機床四角及床身中部地腳螺栓及墊鐵，重新校正床身導軌面水平直線度及垂直面內的傾斜度符合要求，并緊固地腳螺釘。
2.1.2車削前，找正后頂尖，使之與主軸軸線同軸。
當發現工件有錐度存在后，先測量錐度數值，然后根據錐度數值的大小，確定尾座的移動方向和尾座的移動距離。再進行試切削，重新測量工件兩端的尺寸，檢測是否消除了錐度。如果未達到圖紙的尺寸要求，則必須再調整尾座，繼續進行試切、測量，直到符合圖紙的尺寸要求為止。
我們通常采用“緊釘頂”調整尾座偏移法：工件的兩端直徑在中滑板進給量一致的情況下，如發生+Z方向的直徑大于-Z方向的直徑尺寸。操作者站在尾座后方，松開左手緊頂絲，旋壓右手方位的緊頂絲，使頂尖向車刀方向調移?？捎么帕Ρ碜皆趯к壝嫔匣蛑谢迳?，百分表觸頭壓在尾座的套筒側母線上，調整的移動量是直徑差的一般即可。如發生+Z方向的直徑小于-Z方向的直徑，調整方法相反。
2.1.3更換新的尾座套筒。
若尾座套筒長期使用，磨損嚴重。再進行使用，就不僅是產生錐度了，還會出現更多的問題。只有更換新的套筒。
2.1.4如果導軌磨損嚴重或出現一些我們無法解決的問題時，只能報修機床，在此不進行詳細討論。
2.2從頂尖考慮。
在需要一夾一頂或兩頂尖進行支撐工件時，很多情況下我們都采用活動頂尖作為后頂尖。活動頂尖又稱回轉頂尖，這種頂尖將頂尖與中心孔的滑動摩擦變成頂尖內部軸承的滾動摩擦，而頂尖與中心孔間無相對運動，故能承受很高的轉速，但是它的定心精度和剛性稍差。
對于精度要求較高的零件來說，一般的回轉頂尖已無法滿足要求，那么這時可采用重型高精度回轉頂尖。
重型高精度回轉頂尖適用于低速重負荷加工。采用多種軸承組合，能承受較大載荷，心軸使用合金鋼，經熱處理后，具備高剛性和高耐磨性。前端有防塵密封，防止切削液和灰塵進入軸承，延長了頂尖的使用壽命。
2.3從車刀考慮。
2.3.1選擇刀具時，要選擇剛性好、易緊固的使用。
車刀的長度盡量短、刀桿盡量大、裝夾盡量牢固；在同樣的條件下，進刀量愈小加工出的工件誤差越小。
2.3.2合理選擇車刀幾何角度。
在金屬切削時，切削力主要來源于被加工材料在發生彈性和塑性變形時的抗力和刀具與切屑及工件表面之間的摩擦作用。根據切削力產生的作用效果的不同，可將切削力分解成三個相互垂直方向的分力。它們分別是：主切削力Fz，軸向進給抗力Fx和徑向切深抗力Fy。在這里，加工時會讓工件形成錐度的是Fy，因為Fy過大，加工后切削變形大，工件就會形成錐度。
根據加工性質的不同，材料的不同，車刀應選取不同的幾何角度。在車刀的幾何角度中，對Fy影響最大的是主偏角Kr。主偏角Kr的改變，使得切削面積的形狀和切削分力Fxy的作用方向改變，從而使切削力隨之變化。主偏角Kr增大，切削厚度隨之增大，切削變厚，切削層的變形減小，因此主切削力隨之減小，使Fy減小，Fx增大，有利于減輕工件的變形和系統的振動。因此，加工時我們往往采用較大主偏角的車刀切削軸類零件，尤其是加工細長軸。