变速器轴承外壳的数控工艺设计【毕业论文答辩资料】

毕业设计用纸 共 64 页 第 1 页 中文摘要 数控机床是机电一体化的典型产品，综合了计算机，自动控制，电机与拖动，电子和电力，自动检测，气液压及精密机械等方面的技术。数控机床的高精度、高效率及高柔性决定了发展数控机床是当前机械制造业技术改造的必由之路，是未来工厂自动化的基础。 变速器轴承外壳是汽车的重要零件。本次设计的主要内容为两部分：零件的机械工艺分析和数控加工。其中零件的机械工艺分析包括：零件的作用分析、工艺路线的分析、工序卡片和工艺过程卡片的填写；数控加工包括：三维造型、数控工序的编写和数控加工的 G 代码的生成。 关键词： 数控加工， 序，变速器轴承外壳 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 目 录 摘要 . 1 第一章 绪论 . 4 第二章 零件的分析 . 5 件的工艺分析 . 7 第三章 工序规程设计 . 7 坯制造形式的确定 . 7 面的选择 . 7 基准的选择 . 7 基准的选择 . 7 定工艺路线 . 7 艺方案一 . 7 艺方案二 . 9 终加工路线 . 9 械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 . 9 定切削 用量及基本工时 . 11 车右端面、孔 76 及其底平面 . 11 车零件左端面、 80 外圆、退刀槽及 80 的右垂直平面 . 19 孔 24 钻 纹孔及攻螺纹，锪平 36、 22 及、 面 . 30 车孔 761 45倒角及 倒角 . 39 车零件左端面、 80 外圆及 80 的右平面 . 43 、铰孔 24，扩孔 8，沉孔 90 . 47 平 19 及钻孔 5. 53 第四章 数控编程 . 57 维建模 . 57 控加工工序编制 . 57 控程序的生成 . 57 定加工轨迹 . 57 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 控程序 . 58 第五章 总结 . 62 参考文献 . 63 致谢 . 64 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 第一章 绪论 机械制造业就是制造具有一定形状和尺寸的零件或产品，并把它们装配成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其他行业的生产提供装备，这些行业的产品再被人们所使用。社会的各行各业使用的各式各样的机器、机械、仪器和工具等都是机械制造业的产品。因此，机械制造业在国民经济 中占有重要地位，是一个国家和一个地区发展的重要基础及有力支柱，尤其在发达国家它创造了 1/4的国民收入。在我国工业占国民经济比重的 45，是我国经济的战略重点。从某种意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。 随着科学技术的不断发展，对产品的制造精度要求越来越高，产品形状也越来越复杂，品种越来越多，且小批量占主导地位，这就更加要求加工设备不仅要精度高，而且要生产效率高，自动化程度高，工人操作简单，劳动强度低。自 20世纪 80年代发展到 21 世纪初，制造技术，特别是 自动化制造技术向着柔性化、集成化、智能化方向发展，并随着高精密数控机床的出现在超精密加工技术方面，其加工精度已进入纳米级，表面粗糙度已小于 m；在切削速度方面，国外车削钢最高已达到 915m/于不断出现的难加工材料、复杂型面、型腔以及微小深孔，通过特种加工方法逐步得以解决。 随着我国综合实力、机械制造业的不断发展壮大。目前，我国已形成品种繁多、门类齐全、布局合理的机械制造工业体系。许多科研机构、大专院校和企业研制出一大批成套技术装备和多种高精尖 产品，有些已接近或达到国家先进水平。通过对这些产品的研发，我国已建立了自己的人才培养和软件控制技术开发基地以及高精加工设备生产基地，从而使我国的国民经济综合实力和科学技术水平迅速提高。国防尖端的生产、“神州六号”载人飞船的成功发射与回收、人们生活用品的质量提高，有力地说明了我国要械业的发展状况。需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 第二章 零件的分析 零件为“跃进”牌汽车第二轴变速器轴承外壳，零件通过 80用凸缘上的 5孔连接变速箱上 80面压在装于第二轴上的轴承外圈上使之轴向固定。 24孔上支承 装于该零件 齿轮与第二轴端上的大斜齿轮啮合将运动传于里程表轴，使里程指针转动完成记数与指示的功能。 变速器轴承外壳共有 3组加工表面，现分述如下： 1、 76 这一组加工表面包括：右端面、 76、 76 底面及倒角。其中，主要加工表面为 76孔表面粗糙度为 度要求为 8级 ,因此需粗、精车才能达到要求。 2、以 80 这一组加工表面包括：左端面、 80圆及 80 右平面。这三个表面都是主要加工表面。其中表面粗糙度均为 圆精度要求为 8级、长度方向的精度要求为 12级，需要粗、精车才能达到要求。 3、以 24 这一组加工表面包括： 24 8 及锪平 22。其中，主要加工表面为 24 8 其表面粗糙度均为 度要求为 8 级和 10级。需要钻孔、扩孔、铰孔才能达到要求。 4、位置度要求： 左端面与 80右平面平行度要求为 24 端面 C 的垂直度要求为 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 图 2要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 第三章 设备的选定 坯制造形式的确定 零件材料为 虑该零件在实际运行中所受载荷较小，零件属成批或大批生产，零件外轮廓尺寸不大，零件内部有凹槽铸造时需采用活块，故可采用金属性铸造。 面的选择 基准的选择 按照有关粗基准的选择原则和考虑工件各加工表面的余量分配及不 需加工表面与加工表面的位置精度的要求，选用零件外圆弧轮廓作为粗准利用三爪卡盘进行装夹，以消除零件的四个自由度。在利用三爪卡盘进行装夹时零件的 重量存在一定的不对称，但考虑零件的尺寸较小不对称重量较少，故此零件在装夹时不需作配重处理。 基准的选择 精基准的选择主要应该考虑基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合的时候，应该进行尺寸换算。因此精加工基准在下面的工序中详细说明 。 定工艺路线 艺路线方案一 ： 工序 I 粗车零件左端面、 80 外圆、退刀槽及 80 的右垂直平面，以零件的外轮廓作为粗基准。选用 具为三爪卡盘。 工序 粗车右端面、孔 76及其底平面，以零件 80外圆及左端面为基准。选用 具为专用夹具。 工序 铣削 24 端面及 面到要求并保证 以零件 80 及左端面为基准，选用 式升降台铣床，夹具为专用夹具。 工序 钻孔 24、 8及锪平 22以零件左端面及 80的外圆作为基准。选用 具为专用夹具。， 工序 V 精车孔 761 45倒角及 倒角。以零件 80 外圆及左端面为基准。选用 夹具为专用夹具。 工序 车左端面、 80外圆、倒 45角及 80的右垂直平面到需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 要求并保证尺寸 以零件右端面及 76 孔为 基准。选用 具为专用夹具。 工序 扩、铰孔 24、锪平 22、扩孔 8、沉孔 90、钻螺纹孔及攻螺纹。以零件 80 外圆及左端面为基准。选用 钻床夹具为专用夹具。 工序 平 19及钻孔 5零件 80外圆及左端面为基准。选用具为专用夹具。 工序 终检 艺路线方案二： 工序 I 粗车右端面、孔 76 及其底平面。以零件的外轮廓作为粗基准。选用 具为三爪卡盘。 工序 车零件左端面、 80 外圆、退刀槽及 80 的右垂直平面。以零件 76内孔及右端面为基准。选用 具为专用夹具。 工序 铣削 24端面及 零件 80外圆及左端面为基准，选用 具为专用夹具。 工序 钻孔 24 以零件左端面及 80 的外圆作为基准。选用 床，夹具为专用夹具。 工序 V 精车孔 761 45倒角及 倒角。以零件 80 外圆及左端面为基准。选用 夹具为专用夹具。 工序 精车左端面、 80外圆、倒 45角及 80 的右垂直平面到要求并保证尺寸 以零件右端面及 76孔为基准。选用 式车床，夹具为专用夹具。 工 序 扩、铰孔 24，锪平 22，钻、扩孔 8，沉孔 90到要求，钻 纹孔及攻螺纹。以零件 80 外圆及 C 面为基准。选用 床，夹具为专用夹具。 工序 锪平 19 及钻孔 5零件 80 外圆及左端面为基准。选用 具为专用夹具。 工序 终检 方案比较： 以上加工方案大致看来还合理，但通过仔细考虑零件的技术要求以需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 及可能采取的 加工手段之后就会发现仍有问题。主要表现在两端面的加工先后和加工孔 8 及基准的选择。 1、如果以外轮廓为粗基准、采用三爪卡盘夹持加工左端面及 80外圆右端平面，由于夹持工件过短加工时车刀容易加工到卡盘上造成卡盘的损坏，所以要以外轮廓为粗基准加工右端面。 2、图样规定： 8 24 的垂直度为 此可以看出因为 8 24面对端面 C 有垂直度的要求因此加工及测量都应以 样做可以保证设计 基准和工艺基准相重合。 终的加工路线 工序 I 粗车右端面、孔 76 及其底平面。以零件的外轮廓作为粗基准。选用 具为三爪卡盘。 工序 车零件左端面、 80 外圆、退刀槽及 80 的右垂直平面。以零件 76内孔及右端面为基准。选用 具为专用夹具。 工序 钻孔 24、 8、钻 纹孔及攻螺纹，锪平 36、 22 及、 80的外圆作为基准。选用 具为专用夹具。 工序 精车孔 761 45倒角及 倒角。以零件 80 外圆及左端面为基准。选用 夹具为专用夹具。 工序 V 精车零件左端面、 80 80 的右平面，以零件 76孔及右端面为基准。选用 具为专用夹具。 工序 扩、铰孔 24 8，沉孔 90到要求。以零件 80 外圆及 用 具为专用夹具。 工序 平 19 及钻孔 5零件 80 外圆及左端面为基准。选用 具为专用夹具。 工序 检 械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 变速器轴承外壳零件材料为 度为 200产类型为大批或成批生产，采用在金属型铸造。 各工序的加工余量及工序余量见附表 A； 根据其上述原始资料及加工工艺，分别 确定各加工表面的机械加工余需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 量、工序尺寸及毛坯尺寸如下： 表 76孔工序余量： 毛坯名义尺寸： 76 74 毛坯最大尺寸： 74+ 毛坯最小尺寸： 车最大尺寸： 粗车最小尺寸： 车后与零件图尺寸应符合： 76 80 毛坯名义尺寸： 80+2 82（ 毛坯最大尺寸： 82+ 毛坯最小尺寸： 车最大尺寸 : 80+ 粗车最小尺寸： 车后与零件图尺寸应符合，即 80 4 钻孔最大尺寸： 22+ 钻孔最小尺寸： 22 22 扩孔最大尺寸： 扩孔最小尺寸： 24 工尺 工 序 寸及公差 毛 坯 粗 车 精 车 加工 前极限尺寸 最大尺寸 小尺寸 工后极限尺寸 最大尺寸 小尺寸 工余量（双边） 2 最大 小 工公差（单边） 加工尺 工 序 寸及公差 毛 坯 粗 车 精 车 加 工 前 极限尺寸 最大尺寸 小尺寸 工后 极限尺寸 最大尺寸 80 最小尺寸 工余量（双边） 2 最大 小 工公差（单边） 要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 铰孔后与零件尺寸应符合，即： 24 定切削用量及基本工时： 右端面、 76 内孔及孔底平面 1、车右端面： 加工条件： 工件材料： 200,硬度 200 加工要求：粗车右端面 机床： 620 刀具：根据切削用量简明手册表 刀刀杆及刀片的选择：由于行选用 620床中心高度为 200表 20故选刀杆尺寸为 1625片厚度为（ 刀具材料：查表 材料为 车刀几何形状的选择 :查切削用量简明手册表 形 状：前角 0=6前刀面形状为卷屑槽带倒棱型 , 后角 0=6 (6 )主偏角 r=90 , 副偏角 r =10 (10 ), 刃角 s=, 刀尖圆弧半径 = 过度尺寸 过度刃偏角 5。 切削用量： 吃刀深度 余量 切削用量简明手册表 质合金及高速钢车加工尺 工 序 寸及公差 钻 孔 扩 孔 铰 孔 加工前 极限尺寸 最大尺寸 小尺寸 22 工后 极限尺寸 最大尺寸 小尺寸 22 24 加工余量（双边） 22 最大 小 工公差（单边） 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 刀粗车外圆和端面进给量 f=r, 830削用量简明手册表 525立式钻床技术资料） f =mm/r 从以上三个进给量比较可以看出受限制的进给量是工艺要求其值为f =mm/r 根据 床说明书选择 f =r。由于加工通孔为避免孔即将钻穿 时钻头容易折断故宜在孔即将钻穿时停止自动进给而采用手动进给。 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 机床进给机构强度也可根据初步确定的进给量查出轴向力再进行比较来校验，查切削用量简明手册表 出钻孔时轴向力，当 f =r、 5630 N 轴向力修正系数 630 N，根据 床说明书机床进给机构强度允许的最大轴向力为 830 14m/削速度修正系数： m/ （ 3 dn v r/ （ 3 根据 床说明书可考虑 n=195 r/因所选转数较计算转速高会使刀具寿命下降故可将进给量降低一级，即取 f =r，也可 选较低转速 n=140 r/f =r，故比较两方案： 方案 1： f =r、 n=195 r/n*f =195*01.4 mm/案 2： f =r、 n=140 r/n*f =40=113.4 mm/方案 2 乘积较大、基本工时较少故第 2 方案较好此时 .6 m/f =r。 校验机床扭矩及功率： 根据切削用量简明手册表 f =r、 2 c 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 根据 40 r/ 削用量简明手册表 f =r、 2.6 m/W 根据 床说明书、 W，由于 床允许的轴向力为 8830N 查切削用量简明手册表 525 立式钻床技术资料） f =mm/r； 从以上三个进给量比较可以看出受限制的进给量是工艺要求其值为f =mm/r 根据 床说明书选择 f =r。由于加工通孔为避免孔即将钻穿时 钻头容易折断故宜在孔即将钻穿时停止自动进给而采用手动进给。 机床进给机构强度也可根据初步确定的进给量查出轴向力再进行比较来校验，查切削用量简明手册表 出钻孔时轴向力，当 f =r、 f=r 时 v= 锪平 22时： 0mm,f=v=s= 转速 n： 锪平 36 及 0 01 00 0 d （ 3 查切削用量简明手册表 525立式钻床技术资料，转速 95r/ 因此 v=22m/平 22 时： m rd （ 3 查切削用量简明手册表 525立式钻床技术资料，转速 92r/此 v=27 m/削工时的计算： 锪平 36端面 : 查机械加工工艺手册表 1l （ 3 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 1 因此 m 4l 1 锪平 查机械加工工艺手册表 1l （ 3 1 因此 m 2l 1 锪平 22 端面 : 查机械加工工艺手册表 削机动时间的计 算： 1l （ 3 1 因此 m 机床的选择：选用 钻头的选择：查金属切削机床夹具设计手册表 1得：加工 螺纹底孔的钻头为 查机械加工工艺手册孟少农主编（机械工业出版社出版）第二卷， 准高速钢麻花钻的直 径系列 (摘自 选择锥柄麻花钻 考查机械加工工艺手册孟少农主编（机械工业出版社出版）第二卷， 准高速钢麻花钻的全长和沟槽长度 (可得 : 62l 261 l 29；锋角 2 118；后角 14横刃斜角 45； 45。高速钢麻花 钻的直径公差 ,丝锥的选择：查机械加工工艺手册孟少农主编（机械工业出版社出版）第二卷表 d=6， p=9 ， L=66mm， ， ，方头 a=2 。 确定进给量 f： 钻底孔：参考机械加工工艺手册表 速钢钻头钻孔时的进给量，可以得到 f r/考机械加工工艺手册李洪主编（北京出版社出版），以取 f mm/r。 攻螺纹： f=p=1定切削速度 n： 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 钻底孔切削速度 v：查机械加工工艺手册表 190钻孔得切削速度、轴向力、扭矩记功率，可得 v 17.5 m/考机械加工工艺手册孟少农主编（机械工业出版社出版）第二卷， 、扩、铰孔条件改变时切削速度修正系数，可得： 则： （ 3 则： v （ 3 主轴转速 n： n000 r/ （ 3 查切削用量简明手册表 式钻床得主轴转速及进给量，可得与 1071.8 r/的有 950 r/ 1100 r/ 1100 r/ :实际切削速度： 181 00 0 0 01 00 0 实 m/ （ 3 攻螺纹切削速度 v：查查机械加工工艺手册表 单轴普通钻床攻螺纹的切削速度表： v=101m/轴转速 n： n000 5846111000 r/ （ 3 参 考切削用量简明手册表 式钻床主轴转速，可得：与 584r/45 r/ 680 r/ 545 r/取 680 r/速度太大。 则：实际切削速度：10 00 654 510 00 实 10.3 m/ （ 3 计算切削时间： 钻孔：查机械加工工艺手册表 、扩、铰孔的加工机动时间计算公式： （ 3 其中： 2/co 15削盲孔时： 1l 0 螺纹：参考机械加工工艺手册表 可得 : 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 11(（ 3 其中： 1l 11攻盲孔是 2l 00r/取回程转速为： 600r/ i)60 0154 51(1 1112 车孔 761 45倒角及 倒角： 精车 76内孔及 加工条件： 工件材料： 200,硬度 200 加工要求：精车 76内孔 机床： 620 刀具：根据切削用量简明手册表 刀刀杆及刀片的选择：由于行选用 620床中心高度为 200表 20故选刀杆尺寸为 1625片厚度为（ 刀具材料查表 质合金的应用范围分类和用途分组选刀具材料为 6. 车刀几何形状的选择 :查切削用量简明手册表 刀切削部分的几何形状：前角 0=6前刀面形状为卷屑槽带倒棱型 , 后角 0=8 (6 ),主偏角 r=92 , 副偏角 r =6 , 刃角 s=0 , 刀 尖 圆 弧 半 径 =过度尺寸过度刃偏角 46 切削用量： 吃刀深度 切削用量简明手册表 质合金外圆车刀半精车的进给量 f=r，按 620f=r. 切削速度 c： 后刀面最大磨损限度为 质合金车刀的车刀寿命为 60切削用量简明手册表 硬质合金粗车铸铁端面。 硬质合金粗车铸铁端面，寿命指数 m=正系数为 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 切削速度的计算：查切削用量简明手册表 削速度计算公式，注：内表面加工时用外圆加工的切削速度乘系数 0.9 vm vc yp x （ 3 其中： v 158, v 0.4,m=0.2,f=r, 切削用量简明手册表 切削用量简明手册表 60 c 58 w 1000 = （ 3 查切削用量简明手册表 20式车床技术 资料：与 近的有 230r/05r/取 305r/ 1 0 0 0 3 0 0 0 n c 72m/ 切削用时的计算 : 查机械加工工艺手册 得： t j （ 3 （ 3 3)32(2(1 （ 3 532 单件小批生产时的试切附加长度，查机械加工工艺手册表 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 所以： m t 45倒角： 加工条件： 工件材料： 200,硬度 200 加工要求： 1 45倒角 机床： 620 刀具：根据切削用量简明手册表 刀刀杆及刀片的选择：由于行选用620床中心高度为 200表 20故选刀杆尺寸为 1625片厚度为（ 刀具材料查表 质合金的应用范围分类和用途分组选刀具材料为 6. 车刀几何形状的选择 :查切削用量简明手册表 刀切削部分的几何形状 ：前角 0=6前刀面形状为卷屑槽带倒棱型 , 后角 0=8 (6 ),主偏角 r=45 , 副偏角 r =6 , 刃角 s=0 , 刀 尖 圆 弧 半 径 =过度尺寸过度刃偏角 46 切削用量： 吃刀深度 切削用量简明手册表 质合金外圆车刀半精车进给量 f=r，按