毕业设计(论文)-调节盘的数控加工工艺的研究.doc

毕业设计用纸摘 要数控技术及装备是发展新兴高新技术产业和尖端工业（如信息技术及其产业、生物技术及其产业、航空、航天等国防工业产业）的使能技术和最基本的装备。制造技术和装备就是人类生产活动的最基本的生产资料，而数控技术又是当今先进制造技术和装备最核心的技术。当今世界各国制造业广泛采用数控技术，以提高制造能力和水平，提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力。此外世界上各工业发达国家还将数控技术及数控装备列为国家的战略物资，不仅采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业，而且在“高精尖”数控关键技术和装备方面对我国实行封锁和限制政策。总之，大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。本课题研究的是调节盘的数控加工工艺。本论文就是根据任务指导书对调节盘进行研究分析，先从零件的结构开始，了解零件的尺寸、公差、粗糙度，由这些选择合适的加工方案，拟定初步加工路线，选择合适的切削参数，最后编写程序。关键词：加工工艺、数控技术、调节盘。目 录摘 要1目 录2第一章 前言3第二章 零件图的分析52.1零件图尺寸分析：62.2形位公差分析：62.3表面粗糙度分析：72.4其它的技术要求：7第三章 零件图的工艺分析83.1坯料的选用：83.2定位基准：83.3初步拟定工艺路线：93.3.1确定零件主要加工表面的加工方案：93.3.2确定加工顺序：93.4加工工艺设备的选用113.4.1加工设备：113.4.2夹具的选用123.4.3刀具的选用123.5机械加工余量133.6切削参数：13第四章 具体加工方案16第五章 数控程序18第六章 结论23第一章 前言本论文研究的是调节盘的数控加工工艺。论文的开头首先介绍了数控发展的现状，对其进行了分析，以及对论文的加工内容进行简单说明。我们从目录中可以看到，论文一共分为六章内容。第一章前言，对这篇论文进行大概的介绍。第二章进行零件图的分析，零件的工程背景、零件的作用以及在装配体中所起的作用。根据零件图对零件进行尺寸、公差、表面粗糙度的分析。其他技术要求对零件的要求。第三章对零件的工艺分析。从毛坯的下料开始，毛坯的选用，简单说一下毛坯的制造形式、尺寸大小、毛坯的材料的选择。着手研究加工的定位基准，粗精加工基准，确定好基准为之后的加工带来方便。确定好这些后，就可以初步拟定工艺路线，这个时候就可以把整个加工思路大概展现出来 ，确定主要加工表面的加工方案，列出机加工顺序、热处理顺序、其他处理顺序，最后由专门的检验人员对其尺寸进行检验。整个过程从下料到机加工的粗加工，半精加工，热处理，精加工，检验入库，严格按照相关顺序进行生产。确定了初步加工方案后，开始选择合适的数控机床。本论文只要用到数控车床和普通铣床就可以了。选择合适的刀具，对照工序卡片，配置刀具。选用便于加工的夹具，如要设计专业夹具，请把设计理念展现出来，要确保设计的夹具简单实用，符合生产要求。分析机械加工余量和切削参数是加工中不可忽视的重要部分。确定好加工中每一刀的切削用量，主轴转速、进给量、切削速度，可以举例加以分析。第四章编写数控程序。编写的程序展现了加工的刀具路线和加工顺序。本论文编写的程序是华中数控系统的，因为华中数控系统在国内应用比较广泛，其成本低廉。 第五章进行对论文的总结。自我撰写论文的感受和体会，以及选择相关的参考资料，感谢那些对帮助我完成论文的人。最后附录部分，一张工艺卡片、一张工序卡片、一张刀具卡片。第二章 零件图的分析调节盘在现在社会应用越来越广泛，对它的研究有着重要意义。调节盘就是归结可调条件的控制装置，所起作用就是归结可调条件便于操作。 调节盘是从轴套中拆卸下来的，主要起轴向定位作用和调节速度的作用。调节盘零件图： 图1-1实体图：2.1零件图尺寸分析：该零件图运用了主视图和左视图表达了内部结构。左视图使用了两个相交的剖切平面剖开画出的全剖视图。该零件内部结构是由3个大小不一同轴孔构成。外形结构是由3个同轴圆柱体构成。在155mm圆上有6个11mm的光孔，在95mm的圆上分布着4个m8的螺纹孔，精度要求为8h。在126mm和110mm圆之间有6个1012径向槽。在外部结构130mm的圆上上偏差为+0.040mm，下偏差为-0.015mm，公差为0.015mm，公差等级为it5。在零件内部结构80mm的圆上上偏差为+0.046mm，下偏差为0，公差为0.046mm，公差等级为it8。2.2尺寸标注基准：轴向尺寸基准为左视图的左端面，以此为基准的尺寸有12mm,16mm,30mm,42mm。径向基准为该图轴心线，以此为基准的尺寸标注有60mm，80mm，126mm，180mm，130mm。2.3表面粗糙度分析：该图对表面粗糙度要求比较高。在110mm和126mm之间的端面的表面粗糙度为；180mm圆的端面的粗糙度也为；内孔80mm的内壁的粗糙度是；130mm的外圆面的粗糙度为，表面粗糙度要求较高，因为要与座体孔相配合，所以需要精加工。其余的粗糙度均在12.5。2.4其它的技术要求：（1）热处理。（2）除尖角和毛刺。第三章 零件图的工艺分析3.1坯料的选用：机械加工中常见的毛坯有铸件、锻件、型材、组合毛坯等。锻件的精度低，加工余量大，生产率不高。型材不能承受疲劳应力。所以该图毛坯的制造形式为铸件。该零件图的材料选用:灰口铸铁300，是经过变质处理的铸铁。 具体尺寸如下： 图1-23.2定位基准：该零件图的轴向定位基准为左视图的左端面。径向定位基准为左视图的轴心线。经过分析该零件图的轴向加工的粗基准为左视图的右端面，该面为非加工表面，容易保证与左端面的距离，能够保证有足够的余量，毛坯上加余量最小的表面，表面没有浇口、冒口或飞边等其他表面缺陷，以使工件定位，夹紧方便。径向加工的粗基准就是轴心线。精加工的轴向基准定为左视图的左端面，与加工表面的设计基准重合，遵循基准重合原则。径向基准定为左视图的轴心线，遵循基准统一原则。3.3初步拟定工艺路线：3.3.1确定零件主要加工表面的加工方案：“内孔80mm的内壁的粗糙度是3.2” 粗车半精车“外圆130mm的粗糙度是1.6” 粗车半精车精车“110mm和126mm之间环形端面粗糙度为3.2” 粗车半精车“180mm外圆端面的表面粗糙度为3.2” 粗车半精车3.3.2确定加工顺序：包括机加工顺序、热处理顺序、其他处理顺序及检验顺序等。（1）机加工顺序：加工顺序安排的原则：（1）基准先行。为后续加工提供精基准。 （2）先主后次。即以主要表面的加工方案为框架，适当穿插次要表面的加工。 （3）先粗后精。有利于保证加工精度。 （4）先面后孔。用平面定位加工孔，有利于安装平稳。a.检查毛坯质量(图1-2)，夹紧工件右端面，选好刀具。b.对右端面进行光一刀。c. 180的外圆面：粗车。d.倒角c2。e. 60的内孔：粗车。f. 80的内孔：粗车半精加工。g.掉头装夹。h.粗车左端面。i. 130的外圆面：粗车半精加工精加工。j.半精加工左端面。k180的端面：粗车半精车。l. 126外圆面：粗车。m.切槽。n. 铣6个径向槽（2）热处理的顺序： 在加工毛坯之前要进行表面淬火，提高毛坯强度和韧性，接着进行机加工，粗车端面，车内孔，倒角，切槽，在精加工之前，进行热处理（高频淬火+回火），减少内应力，防止工件变形和开裂，使工件获得强度和韧性的良好配合，以及较高的硬度和较好的耐磨性。（3）其它加工顺序：a.划线压紧工件后，找出零件的中心。划出6个11的光孔和4个精度比较高的m8的螺纹孔位置。b.钳工在加工刚件和塑性较大的材料及扩张量中等的条件下，钻螺纹底孔用钻头直径（mm）=螺纹大径d(mm)-螺距l（mm）；在加工铸铁和塑性较小的材料及的扩张量较小条件下，钻螺纹底孔用钻头直径钻（mm）=螺纹大经d（mm）-（1.051.1）螺距l（mm）。这里攻m8的螺纹需要用6.7的钻头。c检验、入库 由专业的质检人员对其加工零件进行最后的检验，需要如下量具：螺纹规、游标卡尺、钢直尺、杠杆千分表、内径千分尺、外径千分尺。工艺路线：下料热处理粗车端面、内孔、外圆半精加工热处理精加工划线钳工去毛刺、清洁检验入库3.4加工工艺设备的选用3.4.1加工设备：htc2050数控车床。我选择htc2050机床，是因为该机床采用卧式刚性极好的整体铸铁床身，床身导轨向后倾斜45，适合高速强力切削，具有优良的可靠性及精度保持性，主轴精度高，刚性强，可实现无级调整及恒速切削，启动及迅速，各润滑点均可进行定量润滑，温升及热变形小，尾台套筒伸缩可参加程序控制。机床总体布局合理，排屑流畅，上下料方便，便于操作。卡盘直径210mm，床身上最大回转直径450mm, 最大加工直径260mm, 最大车削长度380mm, x轴最大行程150mm, z轴最大行程600mm。普通铣床xa5032 b1-400k,根据零件图的要求,有六个径向槽需要在铣床上加工。选择普通铣床是因为成本低，便于操作。而我选择这台机床是因为机床刚性好，能承载重负荷切削机床主轴电机功率高，变速范围广，充分发挥刀具效能，高速切削。3.4.2夹具的选用三爪卡盘。因为三爪卡盘的三爪运动距离相等，有自定心作用。轴套类零件用三爪卡盘装夹，更有稳定性。便于零件拆卸与装夹。3.4.3刀具的选用（1）90外圆车刀（硬质合金）粗车、半精车126mm端面，粗车、半精车180mm端面粗车180mm的外圆面，粗车126mm的外圆面粗车、半精车、精车130mm外圆面(2)45外圆车刀（硬质合金）倒角(3)90度内圆车刀（硬质合金）粗车60mm内孔，粗车80mm内孔（4）外切槽刀（硬质合金）切槽（5）镗刀（硬质合金）精镗80mm内孔（6）11mm和6.7mm钻头（硬质合金）钻孔11mm和6.7mm（7）m8丝锥（硬质合金）攻m8螺纹（8）立铣刀（硬质合金）铣1012mm径向槽3.5机械加工余量加工余量：是指加工过程中从加工表面切去的材料层厚度。主要分为：工序余量和加工总余量两种.工序名称 工序余量 所能达到精度等级 工序基本尺寸粗加工190mm外圆 10mm it12 180mm50mm内孔 10mm it12 60mm60mm内孔 19.5mm it12 80mm47mm端面 4.5mm it12 42mm15mm端面 2.5mm it12 12mm140mm外圆 8.5mm it12 130mm130mm外圆 4mm it12 126mm130mm（切槽） 4mm it12 126mm半精加工 79.5mm内孔 0.5mm it9 80mm 131.5mm外圆 1mm it9 130mm42.5mm端面 0.5mm it9 42mm 15.5mm端面 0.5mm it9 15mm 精加工130.5mm外圆 0.5mm it7 130mm 3.6切削参数：（1）切削用量的选用原则粗车时，应尽量保证较高的金属切除率和必要的刀具耐用度。选择切削用量时应首先选取尽可能大的背吃刀量ap，其次根据机床动力和刚性的限制条件，选取尽可能大的进给量f，最后根据刀具耐用度要求，确定合适的切削速度vc。增大背吃刀量ap可使走刀次数减少，增大进给量f有利于断屑。 精车时，对加工精度和表面粗糙度要求较高，加工余量不大且较均匀。选择精车的切削用量时，应着重考虑如何保证加工质量，并在此基础土尽量提高生产率。因此，精车时应选用较小（但不能太小）的背吃刀量和进给量，并选用性能高的刀具材料和合理的几何参数，以尽可能提高切削速度。 （2）切削用量的选取方法 a背吃刀量通过切削刃基点并垂直于工作平面的方向上测量的吃刀量。根据此定义，如在纵向车外圆时，其背吃刀量可按下式计算：a p = （ d w d m ） /2；式中 d w 工件待加工表面直径（ mm ）；dm 工件已加工表面直径（ mm ）。 1.粗车外圆时每一刀取2 mm。 2.半精车外圆时取1mm。 3.精车外表面时取0.5 mm。 4.粗车内孔每一刀取2 mm。 5.半精车内孔时取1mm。 6.精镗孔取0.5 mm。b.进给量 f 工件或刀具每转一周时，刀具与工件在进给运动方向上的相对位移量。 进给速度 v f 是指切削刃上选定点相对工件进给运动的瞬时速度。v f=fn；式中: v f 进给速度（ mm/s ）；n 主轴转速（ r/s ）；f 进给量（ mm ）。 c.切削速度v=dn/1000=3.14d=直径n=转速例如：加工126的端面。v=3.141266001000237d.主轴转速粗车外圆面、端面的主轴转速为600 r/min半精车外圆面、端面主轴转速为1000 r/min精车外圆面主轴转速为1100 r/min粗车内孔主轴转速为600 r/min半精车内孔主轴转速为1000 r/min切槽时主轴转速为500 r/min铣槽时主轴转速为600 r/minb.进给速度 进给速度的原则是当工件的质量要求能得到保证时，可选择较高的进给速度，切断加工深孔和精车时选择较低的进给速度，进给速度应与主轴转速及背吃刀量相适应，根据主轴转速与背吃刀量的选择，可确定进给速度。进给速度 v f 是指切削刃上选定点相对工件进给运动的瞬时速度。v f=fn；式中: v f 进给速度（ mm/s ）；n 主轴转速（ r/s ）；f 进给量（ mm ）。 1粗车镗内外圆表面时的进给速度 vf=600r/min x 0.2mm/r=120mm/min。 2. 精车外圆时的进给速度 vf=1100r/min x 0.1mm/r=110mm/min。 3. 精镗内孔时的进给速度 vf=800r/min x 0.1mm/r=80mm/min。第四章 具体加工方案1下料，选好毛坯。2对毛坯进行预备热处理，提高毛坯强度和韧性。3把毛坯装夹在三爪卡盘里，伸进长度20mm即可。4选好刀具，对刀。5利用90外圆车刀对190mm的端面先光一刀，作为轴向粗基准。6粗车190mm的外圆面，尺寸达到180mm。7利用45外圆车刀进行c2的倒角。8用90内圆车刀粗车50mm内孔，尺寸直至60mm。9继续利用内圆车刀粗车60mm的内孔，尺寸达到79.5mm，换镗刀进行半精加工 ，直至达到零件图要求。10拆工件，掉头装夹。11用90外圆车刀粗车端面，尺寸达到42.5mm。12粗车140mm外圆面，尺寸达到131.5mm，半精加工尺寸达到130.5mm。13半精加工左端面。14粗车130mm外圆面，尺寸达到126mm。15粗车180mm的左端面，尺寸达到30.5mm，再半精加工，直至尺寸达到30mm。16换切槽刀，对刀。17切2mm深的凹槽。18进行热处理（高频淬火+回火）19精加工130mm外圆端面。18.划线。在划线之前，先得把工件放到划线台，压紧工件后才可以。v型台，工件放在这上面。这是压工件所需的压板。这是压板的连接形式。压紧工件后，找出零件的中心。划出6个11的光孔和4个精度比较高的m8的螺纹孔位置。19钳工。钻611光孔、钻46.7通孔、攻m8的螺纹。20铣工铣6个径向槽。第五章 数控程序ocxcx%1g90g94g21g36g40t0101m3s600g0x97z2g1z0f80x-0.1g0x100z100m5m0m3s800m8gox97z2g71u1.5r0.5p100q200x0.3z0.1f150n100g1x95z0z-14n200x97g0x100z100m5m0t0202m3s1100m8g0x97z2g1x95f100z-2m9m5m0t0303m3s600m8g0x23z2g71u1.5r0.5p100q100x-0.3z0.1f150n100g1x25f80z0z-14n200x23gox100z100m5m0t0303m3s600m8g0x23z2g71u1.5r0.5p100q100x-0.3z0.1f150n100g1x25f80z0z-14n200x23gox100z100m9m5m0t0404m3s1100m8gox58z2g76r3.z-100.q0.2f90n$ $ o8 |* zx79.5x80g0x100z100m9m5m0t0101m3s600m8g0x72z2g1z-2f80x-0.1z0x72z-4x-0.1z-2x72z-4.5x-0.1z-4x72g0x100z100m9m5m0m3s1000m8gox72z2g1z-0.5f80x-0.1z2x72g0x100z100m9m5m0m3s600m8g0x72z2g71u1.5r0.5p100q100x0.3z0.1f150n100g1x70f80z0z-30n200x72g0x100z100m9m5mom3s800g0x70z2g70 p100 q100 f100g0 x100 z100m5m9m0t0505mss450m8gox67z-27g1x63f50x67g0x100z100m9m5m0t0101m8m3s600g0x67z2g71u1.5r0.5p100q100x0.3z0.1f150n100g1x65f80z0z-16n200x67g0x100z100m5m30第六章 结论设计小结：通过此次毕业设计，使自己对所学的专业有了一个系统的认识，深入的了解各门课程的相互联系，增加了自己的设计能力，特别是对数控的加工工艺有了进一步的认识，对数控机床的工作原理及刀具都有了很大的了解，增加了自己对专业知识应用的信心，增加了自己的思考能力，懂得了自己还是要不断学习才能与时俱进，不断提高。这次设计在画图方面有了很大的提高，还学会了用其他的画图软件，最重要的是又重新复习了以前学过的知识，把以前学过的东西又一次的印入了脑海里，并且更进一步的了解了课外知识。还有，在此次毕业设计的过程中我们一起共同努力，因此才能很好的完成此次毕业设计。总之，这次毕业设计和毕业论文还算成功，也见到了自己的成果，理清了零件的头绪，为我在以后的工作中有了 一定的借鉴，致谢：经过4个月的忙碌和工作，本次毕业设计已经接近尾声，作为一个专科生的毕业设计，由于经验的匮乏，难免有许多考虑不周全的地方，如果没有导师的督促指导，以及一起工作的同学们的支持，想要完成这个设计是难以想象的。 在这里首先要感谢我的指导老师xx。她平日里工作繁多，但在我做毕业设计的每个阶段，从外出实习到查阅资料，设计草案的确定和修改，中期检查，后期详细设计等整个过程中都给予了我悉心的指导。每次老师都能细心地纠正图纸中的错误。除了敬佩xx老师的专业水平外，她的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。 其次要感谢和我一起作毕业设计的同学，他们在本次设计中勤奋工作，克服了许多困难来完成此次毕业设计。如果没有他们的努力工作，此次设计的完成将变得非常困难。还要感谢xx师傅，他指导了我加工工艺等方面知识。然后还要感谢大学两年来所有的老师，为我们打下机械专业知识的基础；同时还要感谢所有的同学们，正是因为有了你们的支持和鼓励。此次毕业设计才会顺利完成。最后感谢常州轻工职业技术学院三年来对我的大力栽培。参考文献1 华东升 机械制造基础 中国劳动社会保障出版社 2006 2 兰建设 机械制造工艺与夹具 机械工业出版社 2007.43. 钱可强 机械制图 高等教育出版社 2007.53. 马占永 机械加工工艺设计实用手册航空工业出版社 20034. 李国举 数控车床编程与操作基本功 人民邮电出版 2009.6.1 5. 彭林中 张宏 机械切削工艺参数速算手册 化学工业出版社 20106. 张孟玮 曾斌 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