CA6140车床主轴加工工艺及数控编程设计 【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 01339828或 11970985 I 摘 要 本篇毕业设计是 床主轴加工工艺及数控编程， 的车削加工以及 2- 直孔的钻、绞削加工和 加工等。一般化来讲，保证平面的加工精度相比较与保证孔系的加工精度，平面加工的精度相对来说还是比较容易的。该 床主轴零件通过数控机床对其进行车削 、镗削、钻、铰削加工，由于数控机床的加工精度比普通机床要高，生产加工效率要好，所以能够满足设计要求。 文章的重点在于对 加工工艺规程进行合理分析，对 床主轴进行加工工艺的规程设计，包括了 床主轴的数控加工，并且介绍了数控加工工艺及数控编程，以此 床主轴进行数控的加工工艺编制和数控编程的设计，经过实践证明，最终可以加工出合格的 床主轴零件。 关键词： 艺规程、普通编程、零件 买文档就送您 01339828或 11970985 录 摘要 . 错误 !未定义书签。 第一章 零 件结构工艺分析 . 错误 !未定义书签。 零件的分析 . 2 零件的作用 . 2 零件的工艺分析 . 4 零件的主要 技术 要求 . 5 内孔的精度及位置精度 . 6 外圆面的精度及位置精度 . 7 其他要求 . 8 第二章 工艺规程设计 . 9 选择定位基准 . 9 制定工艺路线 . 10 选择加工设备和工艺设备 . 11 机械加工余量、工序尺寸及公差的确定 . 11 第三章 确定切削用量及基本工时 . 12 工序 10：粗铣 A 面至尺寸 . 13 工序 20： 粗车左端 72、 75、 85 94外圆面 . 14 工序 30： 粗车左端 . 15 工序 40：粗车左端 内孔 . 16 工序 50：粗镗直径 24 的孔至直径 24，长度为 67错误 !未定义书签。 工序 60：粗车右端 D 处沟槽 . 错误 !未定义书签。 工序 70：精车左端 72、 75、 85 94、外圆面 . 17 工序 80：精车左端 A 处沟槽 . 17 工序 90：半精车右端 133、 圆面、 内孔 错误 !未定义书签。 序 100：精车右端 D 处沟槽 . 错误 !未定义书签。 序 110：粗镗、精镗 内孔 . 错误 !未定义书签。 序 120：粗镗、精镗 内孔 . 错误 !未定义书签。 序 130：铣 1010槽 . 19 序 140：铣 21 凹台 . 20 序 150：钻、铰 2- 直孔 . 21 序 160：钻、攻 11纹孔 . 错误 !未定义书签。 买文档就送您 01339828或 11970985 时间定额计算及生产安排 . 24 第四章 零件编程 . 25 半精车右端 内孔 . 26 粗镗、精镗 内孔 . 错误 !未定义书签。 钻、铰 2- 直孔 . 错误 !未定义书签。 第五章 加工仿真 . 30 结论 . 31 参考文献 . 32 致谢 . 33 买文档就送您 01339828或 11970985 1 第一章 零 件结构工艺分析 本文对 床主轴的零件进行分析，通过对 床主轴的研究和分析，描述了 床主轴的毛坯制造形式、机械加工余量、基准选择、工序尺寸和毛坯尺寸等的确定，以及切削用量和工时的计算等相关内容。为了提高劳动生产率，与指导老协商后，感觉用数控编程比较合适。 在这次毕业设计中，根据课题所给的零件图、技术要求，通过查阅相关资料和书籍，了解和掌握了的机械加工工艺和编程的一般方法和步骤，并运用这些方法和步骤进行了数控编程与仿真加工设计。整个设计得指导思想 “简便、效率高、非常经济”。 零件的分析 零件的作用 题目给出的零件是 床主轴。 床主轴主要是传递扭矩的作用，一个设备的正常运行离不开动力装置的执行以及一些传动零件，例如轴、轴承等一些传动零件和传动机构。故 床主轴零件的加工精度和表面光洁度影响着传动的精度和效率，可以说，一个加工精度高的 床主轴与加工精度的低的 床主轴相比，其传动效果很明显。 下图即为 床主轴的零件图和毛坯图 : 买文档就送您 01339828或 11970985 2 图 1 床主轴零件图 图 2 床主轴毛坯图 零件的工艺分析 由 床主轴零件图可知， 床主轴的表面以及内孔都需要进行加工，此外还需要加工一个螺纹孔和键槽的加工。因此 可 将 其 分 为 三 组加工表面。它们相互间有一定的位置要求。现分析如下： （ 1）以 主视图 为主要加工面的加工表面，这组加工表面分别为 左端 72、 75、85、 94 外圆面的车削加工，其表面 粗糙度为 m 。 内孔的车削加工、镗削加工，其表面 粗糙度为 m 等。 （ 2）以左视图 为 主要加工面的加工表面，包括 2- 直孔的钻、铰削加工 ， 其加工表面 粗糙度为 11纹孔的钻、攻加工， 其加工表面 粗糙度为 零件的主要技术要求 由上面的分析可得， 床主轴零件的加工表面是外圆表面和孔系。因此，对 床主轴来说，加工中的主要问题是处理好孔和外圆面之间的关系。 内孔的精度及位置精度 以 内孔为主要加工面的表面粗糙度要求分别为： 内孔的表面粗糙度买文档就送您 01339828或 11970985 3 为 m ， 内孔的表面粗糙度为 外圆面的精度及位置精度 以 主视图 为主要加工表面， 外圆面 的车削 加工以及 1010槽的铣削加工 ，其中 外圆面 的 表面粗糙度要求为 m ， 1010槽的表面粗糙度为 其它要求 床主轴系加工方案，应该选择能够满足较为复杂类零件外圆表面加工的加工设备，例如数控机床。从加工精度和加工效率各方面考虑之外，还要考虑经济因素。依据零 件图我们确定 床主轴的加工工艺及加工路线，对于关键工序，我们应该在数控机床上面进行加工比较合适，例如数控车床、数控铣床等设备。 第二章 工艺规程设计 选择定位基准 粗基准选择毛坯的外圆表面， 精基准选择已经车削好的 的外圆面。 制定工艺路线 本次设计的零件是 床主轴的加工工艺，根据先面后孔原则，本次先以内孔定位加工 床主轴零件的各个 面，然后再是孔。后续工序安排应当遵循 粗 精 分 开 和 先 面 后 孔 的 原则。先粗加工平面，再粗加工孔 系 。对于 床主轴，需要精加工的是支承孔前后端的平面。按上述原则亦应 先 精 加 工 平 面 再 加工孔系，但在实际生产中 样 安 排 不 易 于 保 证 孔 和 端 面 相互垂直。加工工 序 完 成 以 后，将工件清洗 干 净。清洗后用压缩空气吹干净。保证零件内部杂质、铁屑、毛刺、砂粒 等残留量不大于 200 根据以上分析过程，现将 床主轴数控加工工艺路线确定如下： 工艺路线一： 1 粗车端面、外圆、打中心孔。 2 粗车左端 72、 75、 85 94 外圆面 3 粗车左端 A 处沟槽 4 粗车左端 内孔 5 粗车右端 133、 圆面、 60 内孔 买文档就送您 01339828或 11970985 4 6 粗车右端 D 处沟槽 7 精车左端 72、 75、 85 94、外圆面 8 精车左端 A 处沟槽 9 半精车右端 133、 圆面、 内孔 10 精车右端 D 处沟槽 11 粗镗、精镗 内孔 12 粗镗、精镗 内孔 13 铣 1010槽 14 铣 21 凹台 15 钻、铰 2- 直孔 16 钻、攻 11纹孔 17 终检 工艺路线二： 1 粗车端面、外圆、打中心孔。 2 粗车左端 72、 75、 85 94 外圆面 3 粗车左端 A 处沟槽 4 粗车左端 内孔 5 粗车右端 133、 圆面、 60 内孔 6 粗车右端 D 处沟槽 7 粗镗、精镗 内孔 8 粗镗、精镗 内孔 9 精车左端 72、 75、 85 94、外圆面 10 精车左端 A 处沟槽 11 半精车右端 133、 圆面、 内孔 精车右端 D 处沟槽 13 铣 1010槽 14 铣 21 凹台 15 钻、铰 2- 直孔 16 钻、攻 11纹孔 买文档就送您 01339828或 11970985 5 17 终检 工艺路线三： 1 粗车端面 、外圆、打中心孔。 2 粗车左端 72、 75、 85 94 外圆面 3 粗车左端 A 处沟槽 4 粗车左端 内孔 5 粗车右端 133、 圆面、 60 内孔 6 粗车右端 D 处沟槽 7 精车左端 72、 75、 85 94、外圆面 8 精车左端 A 处沟槽 9 半精车右端 133、 圆面、 内孔 10 精车右端 D 处沟槽 11 铣 1010槽 12 铣 21 凹台 13 粗镗、精镗 内孔 14 粗镗、精镗 内孔 15 钻、铰 2- 直孔 16 钻、攻 11纹孔 17 终检 通 过 仔 细 考 虑，零件的技术要求及可能采取的加工 手段之后，就会发现仍有问题，由于 、 内孔面粗糙度达不到要求，综合选择方案一： 1 粗车端面、外圆、打中心孔。 2 粗车左端 72、 75、 85 94 外圆面 3 粗车左端 A 处沟槽 4 粗车左端 内孔 5 粗车右端 133、 圆面、 60 内孔 6 粗车右端 D 处沟槽 7 精车左端 72、 75、 85 94、外圆面 8 精车左端 A 处沟槽 9 半精车右端 133、 圆面、 内孔 10 精车右端 D 处沟槽 11 粗镗、精镗 内孔 买文档就送您 01339828或 11970985 6 12 粗镗、精镗 内孔 13 铣 1010槽 14 铣 21 凹台 15 钻、铰 2- 直孔 16 钻、攻 11纹孔 17 终检 选择加工设备和工艺设备 由图样分析，该图样需要车削各台阶外圆，镗内孔，钻孔，攻牙，铣键槽等，在这里我们在车削各台阶外圆时选用外圆车刀，镗刀，钻头，丝攻等等。而钻削加工时我们可以选用麻花钻头，量具可选用 0 75测量游标卡尺，外径千分尺，游标深度卡尺、螺纹塞规等。 机械加工余量 和工序尺寸以及公差的确定 (1)毛坯种类的选择 由于零件尺寸不大，结构比较复杂，因此我们采用 40作为毛坯的制作形式，从而提高劳动生产率，降低成本。 (2)确定毛坯的加工余量 根据毛坯制造方法采用的锻造，查取机械制造工艺设计简明手册表 床主轴”零件材料采用锻造。材料为 40度 200 240，生产类型为大批量生产，用锻造毛坯。 第三章 确定切削用量及基本工时 工序 10 粗车端面、外圆、打 中心孔 机床：数控车床 本工序为粗车端面、外圆、打中心孔的工序，确定背吃刀量于粗加工单边余量为 在一次走刀内完成，故 2）确定进给量 f 。根据查切削用量简明手册得，刀杆尺寸为 516 ， 以及工件直径为 020 时 床说明书选择 买文档就送您 01339828或 11970985 7 定的进给量尚需满足车床进给机构强度的要求，故需进行校验。 根据 床说明书，其进给机构允许的进给力 530 。 当钢的强度 10680 ， ， ， 45 5 （预计）时，进给力为 820 。 切削时 修正系数为 0.1 0.1， 11.1实际进给力为 f 由于切削时的进给力小于车床进给机构允许的进给力，故选 的进给量可用。 3）确定切削速度 当用 15质合金车刀加工 00630 钢料， ， ，切削速度 09 4）选 择车刀磨钝标准以及刀具寿命 根据查切削用量简明手册得，车刀后刀面最大磨损量取为 为车刀的材料为硬质合金，所以车刀的寿命 T=60 5）确定车削速度 每分钟进给量 根据切削用量简明手册表 公式计算： 10000 = 工序 20：粗车左端 72、 75、 85 94 外圆面 已知加工材料为 40，锻件，有外皮，机床为 数控车床，工件装卡在三爪自定心卡盘中。 （ 1）外圆 72 粗车。 1） 确定背吃刀量于粗加工单边余量为 在一次走刀内完成，故 文档就送您 01339828或 11970985 8 2）确定进给量 f 。根据查切削用量简明手册得，刀杆尺寸为 516 ， 以及工件直径为 020 时 按 床说明书选择 确定的进给量尚需满足车床进给机构强度的要求，故需进行校验。 根据 床说明书，其进给机构允许的进给力 530。 当 钢 的 强 度 10680， ， ， 455 （预计）时，进给力为 820 。 切削时.10.1 11.1由于切削时的进给力小于车床进给机构允许的进给力，故选 的进给量可用。 3）确定切削速度5质合金车刀加工 00630钢料， ，切削速度 09 4） 选择车刀磨钝标准以及刀具寿命 根据查切削用量简明手册得， 车刀后刀面最大磨损量取为 为车刀的材料为硬质合金，所以车刀的寿命 T=60 5） 确定车削速度削用量简明手册表 公式计算： 10000= 工序 30： 粗车左端 A 处沟槽 本工序为粗车粗车左端 A 处沟槽的工序，已知加工材料为 40，锻件，有外皮，机床为 数控车床，工件装卡在三爪自定心卡盘中。 （ 1） 粗车左端 1） 确定背吃刀量于精加工单边余量为 在一次走刀内完成，故 买文档就送您 01339828或 11970985 9 2）确定进给量 f 。根据查切削用量简明手册得，刀杆尺寸为 516 ， 以及工件直径为 020 时 按 床说明书选择 确定的进给量尚需满足车床进给机构强度的要求，故需进行校验。 根据 床说明书，其进给机构允许的进给力 530。 当 钢 的 强 度 10680， ， ， 455 （预计）时，进给力为 820 。 切削时.10.1 11.1由于切削时的进给力小于车床进给机构允许的进给力，故选 的进给量可用。 3）确定切削速度5质合金车刀加工 M P 00630钢料， ，切削速度 09 4） 选择车刀磨钝标准以及刀具寿命 根据查切削用量简明手册得， 车刀后刀面最大磨损量取为 为车刀的材料为硬质合金，所以车刀的寿命 T=60 5） 确定车削速度削用量简明手册表 公式计算： 10000= 100030075 买文档就送您 01339828或 11970985 10 基本工时计算 根据一下公式，可得： 机动T = m 9*0* 工序 40 粗车左端 内孔 本工序为 粗车左端 内孔 的工序，已知加工材料为 40，锻件，有外皮，机床为 数控车床，工件装卡在三爪自定心卡盘中。 （ 1） 粗车左端 内孔 1） 确定背吃刀量于半精加工单边余量为 在一次走刀内完成，故 2）确定进给量 f 。根据查切削用量简明手册得，刀杆尺寸为 516 ， 以及工件直径为020 时 按 床说明书选择 确定的进给量尚需满足车床进给机构强度的要求，故需进行校 验。 根据 床说明书，其进给机构允许的进给力 530。 当 钢 的 强 度 10680， ， ， 455 （预计）时，进给力为 820 。 切削时.10.1 11.1由于切削时的进给力小于车床进给机构允许的进给力，故选 的进给量可用。 3）确定切削速度5质合金车刀加工 00630钢料， ， ，买文档就送您 01339828或 11970985 11 切削速度 09 4） 选择车刀磨钝标准以及刀具寿命 根据查切削用量简明手册得， 车刀后刀面最大磨损量取为 为车刀的材料为硬质合金，所以车刀的寿命 T=60 5） 确定车削速度削用量简明手册表 公式计算： 10000= 100030075 基本工时计算 根据一下公式，可得： 机动T=m 9*0* 工序 110：粗镗、精镗 内孔 机床： 式镗床 刀具：硬质合金钢刀具 1)粗镗 52 孔 通过查表可知，镗孔深度为 2 ； 查表可知，由于刀杆伸出长度为 切削深度为 所以我们可以知道，镗刀的进给量 ； 切削速度 V ：通过查找相关设计手册和规范，可知： m 5/25.0 由表可知，机床主轴转速的计算公式为： m 151 0 0 01 0 0 0 0 n ，有0 于是就有机床的切削速度： = 3 6 / m i n 0 . 6 /6 0 / m i m m 买文档就送您 01339828或 11970985 12 计算每分钟进给量： m 6606.0 切削的长度 l 的计算： 9 计算刀具的切入长度 1l ： 2(1 计算刀具的切出长度 2l ： 32 有 2 计算行程次数： 1i 计算机动时间： m i mj 工序 130 钻、铰 2- 直孔 工件材料为 40铁。孔的直径为 8面粗糙度 工机床为数控铣床， 确定进给量 f 根据 参考文献 7表 28查出 0 . 2 5 0 . 3 1 /f m m r表，由于孔深度比0/ 3 / 1 2 0 . 2 5， ，故 ( 0 . 2 5 0 . 3 1 ) 1 . 0 0 . 2 5 0 . 3 1 /f m m r 表。查式钻床说明书，取 0 /f m m r 。 根据 参考文献 7表 28头强度所允许是进给量 1 /f m m r 。由于机床进给机构允许的轴向力m a x 15690由机床说明书查出），根据 参考文献 7表 28许的进给量 1 f m m r 。 由于所选进给量 f 远小于 f 及 f ，故所选 f 可用。 确定切削速度 v 、轴向力 F、转矩 T 及切削功率8插入法得： 1 7 / m ， 4732 5 1 T N M表 ， 由于实际加工条件与上表所给条件 不完全相同，故应对所的结论进行修正。 由 参考文献 7表 28， ，故 1 7 / m i n 0 . 8 8 0 . 7 5 1 1 . 2 2 ( / m i n )v m m 表 01000 1 0 0 0 1 1 . 2 2 / m i n 2 9 8 / m i m m 表查 床说明书，取 195 / m 。实际切削速度为 0 1 2 1 9 5 / m i n 7 . 3 5 / m i 0 0 1 0 0 0dn m m 买文档就送您 01339828或 11970985 13 由参考文献 7表 281 M ，故 4 7 3 2 1 . 0 4 7 3 2 ( )F N N 5 1 . 6 9 1 . 0 5 1 . 6 9T N m N m 校验机床功率 切削功率/)m M n n k 表（ 1 . 2 5 ( 1 9 5 / 2 9 8 ) 1 . 0 0 . 8 2k W k W 机床有效功率 4 . 5 0 . 8 1 3 . 6 5E E k W k W P 故选择的钻削用量可用。即 0 12d 0 /f m m r ， 195 / m ， 7 / m 相应地 4732， 5 1 T N m， 工序 130：铣 1010槽 本工序为铣 1010槽的工序 ,我们选择机床：数控铣床 率P=11具：选用高速钢圆镶齿三面刃外 圆车刀 查 查相关资料可得 39，刀具数据如下： d=20 20z 2251)铣削进宽度的选择 根据实际工况，我们通过查相关资料可得 27可知 2 这里取 )选择进给量 经查表可知 3)选择速 度 经查表可知： 0 . 6 / 3 6 / m i nv m s m 所以： 1 0 0 0 1 0 0 0 3 6 1 9 0 / m i 1 4 6 0 4)计算切削时间 买文档就送您 01339828或 11970985 14 查相关计算切削时间的资料 可知： 1212. . 0 . 2 5 2 0 1 9 2 9 6 015901 3 7251580a z nL l l ll a D 所以， 1590 1 . 6 5 m i 5)计算铣削力 根据实际工况，我们通过机械制造工艺设计简明手册有 ： 0 . 8 3 0 . 6 5 0 . 8 309 . 8 1z z e f F a a d a z 式中： 所以， 0 . 8 3 0 . 6 5 0 . 8 309 . 8 1z z e f F a a d a z0 . 8 3 0 . 6 5 0 . 8 39 . 8 1 3 0 1 . 5 0 . 2 5 6 0 0 . 5 2 09 3 . 9 N 6)校核机床功率 查相关计算切削时间的资料有 . 9 3 . 9 3 6 3 . 3 8 1 31 0 0 0 1 0 0 0k w k w 所以，机床的功率足够 工序 70：粗铣零件的上端面至尺寸 机床：数控铣床 本工序为粗铣下端面的工序，所选刀具为硬质合金 端外圆车刀。外圆车刀直径买文档就送您 01339828或 11970985 15 d=80度 L=60数 z=10。根据文献 12表 于加工材料为 40b=140度为 160 180件，有外皮。故选择0=8，0=+5。 已知铣削宽度e=13削深度 3.2床为数控铣床，工件装在虎口钳中。 （）确定每齿进给量 根据 文献 12表 使用 床功率为 文献 12表 z / ，采用对称铣，故取 z / （）选择外圆车刀磨钝标准以及刀具寿命 根据 文献 12表 表 圆车刀后刀面最大磨损量取为 于外圆车刀的直径 d=80外圆车刀的寿命 T=180 （）确定铣削速度献 12表 公式计算： 公式中 40.2，.2， m =d=80,0,.3, 0245 1000c=80 据文献 12 表 控铣床主轴转速表，选择 n=300r/向进给量35mm/ 实际切削速度和每齿进给量分别为 10000=100030080=文档就送您 01339828或 11970985 16 =10300235=z ( )检验机床功率 根据文献 12 表 当ea 00 ，z=10, m 35 ，近似 根据数控铣床说明书机床主轴允许的功率为， ， 故，因此选择切削用量采用，即 p ， m 35 f ， n=300r/cv m/z /。 2） 基本工时计算 fm 公式中 ， l=140据文献 12 表 称安装外圆车刀入切量及超切量 2 ，则 L=152 m 工序 110：粗镗、半精镗、精镗至 机床： 刀具：硬质合金钢刀具 1)粗、精镗 孔 粗镗 孔 通过查表可知，镗孔深度为 ； 查表可知，由于刀杆伸出长度为 切削深度为 所以我们可以知道，镗刀的进给量 ； 切削速度 V ：通过查找相关设计手册和规范，可知： m 5/25.0 由表可知，机床主轴转速的计算公式为： m 151 0 0 01 0 0 0 0 n ，有0 买文档就送您 01339828或 11970985 17 于是就有机床的切削速度： = 3 6 / m i n 0 . 6 /6 0 / m i m m 计算每分钟进给量： m 6606.0 切削的长度 9 计算刀具的切入长度 1l ： 2(1 计算刀具的切出长度 2l ： 32 有 2 计算行程次数： 1i 计算机动时间： m mj f 孔 通过查表可知，镗孔深度为 0 ； 查表可知，由于刀杆伸出长度为 切削深度为 于是就有：镗刀的进给量 ； 切削速度 V ：通过查找相关手册可知 m 5/25.0 由表可知，机床主轴转速的计算公式为： m 151 0 0 01 0 0 0 0 n ，有0 于是就有机床的切削速度： 0 0 0 00 = 3 6 / m i n 0 . 6 /6 0 / m i m m 计算每分钟进给量： m 6606.0 切削的长度 3 计算刀具的切入长度 1l ：k 2302)32(1 计算刀具的切出长度 2l ： 32 有 2 计算行程次数： 1i 买文档就送您 01339828或 11970985 18 计算机动时间 ：m mf 50：钻 4， 8 的孔 机床：数控铣床。 刀具：根据参照参考文献 3表 9 选高速钢锥柄麻花钻头。 切削深度4pa 给量 f ：根据相关资料，查 3表 38，取 。 切削速度 V ：参照参考文献 3表 41，取 V m s 。 机床主轴转速 n ： 1 0 0 0 1 0 0 0 0 . 4 8 6 0 5 3 9 . 5 3 / m i 1 4 9 ， 按照参考文献 3表 31，取 630 / m 所以实际切削速度 v ： 3 . 1 4 9 6 3 0 0 . 5 6 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0m s 切削工时 被切削层长度 l ： 42l 刀具切入长度 1l ： 1 17( 1 2 ) 1 2 0 1 5 . 9 622c t g k c t g m m m m 刀具切出长度 2l ： 12 取 2 走刀次数为 1 机动时间14 2 6 3 0 . 2 5 m i 3 3 6 3 0 工序 11:粗铣、半精铣 6机床： 床 刀具：硬质合金钢刀具 削深度进给量 f ：根据实际工况，我们通过实用机械工艺简明手册中 杆伸出长度取 切削深度为 因此确定进给量 切削速度 V ：由实用机械工艺简明手册中，可以知道 4取m i n/15/25.0 机床主轴转速 n ： m 151 0 0 01 0 0 0 0 n ，取 0 实际切削速度 V ： 买文档就送您 01339828或 119709