毕业设计--定位轴和套筒的加工工艺及编程.doc

定位轴和套筒的加工工艺及编程XXXXXXXXX学院毕 业 设 计（论 文）题 目：定位轴和套筒的加工工艺及编程 系 别： 机电工程系 专 业： 机电一体化技术 班 级： XX机电XX班 学生姓名： XXX 指导教师： XXX 完成日期： 2010年3月10日 河南质量工程职业学院毕业设计任务书班级XX机电X班学生姓名XX指导教师XXX毕业设计题目定位轴和套筒的加工工艺及编程主要研究内容根据零件图写出加工工艺和加工程序主要技术指标或研究项目轴主要由外圆、球头以及台阶面组成,其中台阶面表面粗糙度要求较高;而定位轴的硬度要求较高。套筒主要有外圆、台面以及内螺纹孔组成,其中孔12H9的粗糙度要求为R3.2m,而其余要求R6.3m精度。基本 要求1、根据零件图你进行工艺分析1、 根据工艺分析写出加工工艺3、根据加工工艺编写零件的加工程序2、 画出部分零件图和装配图,并进行实物的组装。主要参考资料及文献1寇世瑶主编机械制图高等教育出版社2002.112杨彬主编数控车床加工工艺与编程中国劳动社会保障出版社2005.063马素玲主编机械制造基础中国轻工业出版社不详4罗学科 谢富春 徐宏海编著数控铣削加工化学工业出版社2005.065陈志雄 于小燕主编.数控编程技术科学出版社20056管殿柱主编AutoCAD机械制图2005.08摘要本设计包含了机械加工工艺、数控编程基本知识，以最优的加工方案、低廉的加工成本，加工出实用及性能良好的机械零件为思路，通本次加工工艺和数控编程从小零件入手，以达到最优的加工方案和数控程序。关键词： 零件 加工工艺 加工程序 AbstractThis design consists of a mechanical process technology, basic knowledge of CNC programming to the optimal processing scheme, low processing costs, processing a practical and good mechanical properties of parts for the idea, through this processing technology and CNC programming small parts start to optimal processing program and NC program.Key words： parts process processing17目录1定位轴和套筒的零件图及装配图21.1、定位轴和套筒是郑州市阀门集团公司的阀门零件。21.2、阀门局部机构装配图如图1-1所示。21.3、定位轴如图1-2所示。21.4、套筒如图1-3所示。22定位轴的加工工艺分析62.1零件图工艺分析62.2选择加工方法:72.3确定装夹方案:72.4确定加工顺序及走刀路线:72.5刀具选择:72.6切削用量的选择:82.7拟定数控车削加工工艺卡片:82.8编写加工程序103套筒加工工艺分析123.1零件图工艺分析123.2选择加工方法;133.3确定加工方案;133.4确定加工路线及走到路线;133.5刀具的选择;133.6切削用量的选择:143.7拟定数控车削加工工艺卡片:143.8编写加工程序15致谢17参考文献181定位轴和套筒的零件图及装配图1.1、定位轴和套筒是郑州市阀门集团公司的阀门零件。1.2、阀门局部机构装配图如图1-1所示。1.3、定位轴如图1-2所示。1.4、套筒如图1-3所示。2定位轴的加工工艺分析 2.1零件图工艺分析 a.尺寸分析由零件图可知此定位轴的表面由退刀槽、球头外圆及倒角构成。此定位轴整体尺寸是长为72mm，最大直径为16mm的细长轴类零件，由零件图可知从左到右依次为倒角、退刀槽、阶梯轴构成。倒角为c1 mm倒角，退刀槽为8.5 X5。啮合面是阶梯状的。b.技术要求根据零件图可以知道此零件的表面粗糙度要求对于12d9在Ra1.6,其它不作为重要表面的则要求在Ra6.3，根据对此零件的粗糙度要求我们对此零件的加工选择了车 半精车和精车加工方案。c.毛坯的选择 综合以上分析，根据零件的整体尺寸我们选择了长为80mm,直径为18mm的圆柱形棒料。本轴采用45号钢。因为45号钢强度、韧性均好，正好吻合了此轴类零件的要求，所以我们选择45号刚作为加工此零件的材料.在选用45号钢后虽然他的强度和韧性已经达到了要求但是我们想让他发挥的更好一点我们还应该做一些技术要求，所以我们应对其进行一些调质处理使他本身具有的强度和韧性发挥的更好。选择45号碳素钢后为了使他的强度和韧性更加完美我们应该对其进行调质处理，那么我们应该怎样对其进行一些调质处理呢？调质处理有很多种经过综合分析此零件所要达到的技术要求我们选择了对其原材料的渗碳处理,经过渗碳处理以后他的承受冲击、交变载荷得到提高和降低了强烈的摩擦危害，他还可以使工件表面的硬度和耐磨性提高，但其心部仍然保持很好的韧性，而此轴正是需要这样的特性，所以我们在选用45号钢作为原料以后我们应该对其进行渗碳处理。经分析其渗碳的标准为渗碳层深度为0.52mm，渗碳层碳含量在0.8%1.0%为最佳，在经过渗碳处理后我们还可以再进行淬火和回火处理，这样才能使渗碳作用发挥到最好。d.基准选择 对于此轴类零件我们对其基准的应该怎样选择呢？从我们所学过的知识中可以了解到对于轴类零件的加工时基准的选择我们应该遵循“基准统一”“基准对称”原则，通过对此定位轴的分析又结合基准选择的原则我们应该选用他的中心轴线作为定位基准。(1) 以12d9加工面为定位面：粗加工16.5x27、外圆12.5x19.5、球头SR6.25。(2)以带球头的12d9加工圆柱面为定位面：粗加工12d9、10h9、倒角、切槽。(3)以12d9加工面为定位面：半精加工外圆到16.3x27、球头SR6.2、外圆12.3x19.5、(4) 以带球头的12d9加工圆柱面为定位面：半精加工外圆12.3x45.5、10.3x11.5和倒角(5) 以带球头的12d9圆柱面为定位面：精加工外圆12x46、外圆10x12、精车槽(6)以12d9加工面为定位面：精加工外圆12x20和SR6、台阶面和外圆16该零件主要由外圆、球头以及台阶面组成,其中台阶面表面粗糙度要求较高;而定位轴的硬度要求较高,则选用45号圆钢加工之后进行调质处理到HRC40HRC50。2.2选择加工方法:台阶面的粗糙度要求为Ra1.6m,可选择“粗车-半精车-精车”.2.3确定装夹方案: 该零件毛坯的外形比较规则,而长度一般,因此,采用三爪卡盘(故三爪卡盘中心定位).2.4确定加工顺序及走刀路线: 按照基面先行先面后孔,先粗后精的原则确定加工顺序.详见表2-2.定位轴数控加工工序卡片.2.5刀具选择: (1)零件外圆和端面采用外圆车刀. (2)槽采用切槽刀. 该零件加工所选刀具见表2-1定位轴数控加工道具卡片表2-1定位轴数控加工刀具卡片刀具号刀具规格名称数量加工内容主轴转速(r/min)进给速度(mm/r)备注T0190外圆车刀1粗车工件外圆轮廓5000.2T0293外圆车刀1精车工件外圆轮廓8000.1T03切槽刀1切退刀槽和另一槽4000.152.6切削用量的选择: 该零件材料切削性能较好,车外圆以及轮廓时留0.5mm半精加工余量，精加工余量0.3mm 选择主轴转速与进给速度时,先查切削用量手册,确定切削速度与每转的进给量,然后计算进给速度与主轴转速。根据被加工表面质量要求，刀具材料和工件材料，参考切削用量手册或有关资料选取切削速度与每转进给量，然后根据Vf=fn=nfz和n=1000Vc/3.14D计算主轴转速和进给速度，计算结果如下：粗车时主轴转速为500rmin，进给速度0.2mmr.精车时主轴转速为800 rmin，进给速度0.1 mmr.切槽时主轴转速为400 rmin，进给速度0.15 mmr.2.7拟定数控车削加工工艺卡片: 为了更好地指导编程和加工操作,把该零件的加工顺序、所用刀具和切削用量等参数编入表2-2所示的螺杆零件加工工序卡片中.表2-2定位轴数控加工工艺卡片工序名称工艺要求工作者备注1下料18x80锯床452车车两端面3粗车工步工步内容刀具号1粗车外圆到16.5x27012粗车外圆12.5x19.5T013粗车球头SR6.25T014调头粗车外圆12.5x45.5T015粗车10.5x11.5和倒角C1T016换刀切槽8.5 x5T034半精车1半精车外圆到16.3x27T012半精车球头SR6.2T013半精车外圆12.3x19.5T014调头半精车外圆12.3x45.5015半精车10.3x11.5和倒角C1T015精车工步工步内容刀具号1精车外圆12x46T022精车外圆10x12T023精车槽8x5T034调头精车12x20和SR6T025精车台阶面和外圆16T026调质处理HRC40-HRC507检验2.8编写加工程序加工程序见表2-3 定位轴加工程序表2-3 程序 说明O0001;N10 G50 G00 X100.0 Z50.0;N20 M03 S500 F0.2 T0101 M08;N30 G00 X100.0 Z0;N40 G01 X-1.0;N50 G00 X100.0 Z50.0 T0100;N60 M05 M09;N70 M00;N80 M03 S500 F0.2 T0101 M08;N90 G00 X100.0 Z2.0;N90 G71 U2.0 R3.0;N100 G71 P110 Q200 U0.2 W0.3 F0.2;N110 G01 X0;N120 Z0;N130 G03 X12.5 Z-6.25 R6.25 F0.1;N140 G01 Z-19.5;N150 G01 X16.5 ;N160 Z27;N170 G01 X12.5;N180 Z45.5;N190 X100.0;N200 Z80.0; N210 M00;N220 M03 S500 F0.2 M08;N230 G01 X12.5 Z2.0;N240 G01 Z-45.5;N250 G00 X15.0 Z1.0;N260 G01 X8.5;N270 X10.5 Z-1.0;N280 Z-11.5;N290 G00 X100.0 Z50.0 T010 M09;N300 T0303 M08;N310 G00 X50.0 Z-8.0;N320 G01 X8.5;N330 Z-9.0;N340 G00 X100.0 Z50.0 T0300;N350 G00 S800 X8.0 Z1.0 T0202 F0.1;N360 G71 U2.0 R3.0;N370 G71 P380 Q460 U0.2 W0.3 F0.2;N380 G01 X0;N390 Z0;N400 G03 X12.0 Z-6.0 R6.0 F0.1;N410 G01 Z-20.0;N420 G01 X16.;N430 Z27;N440 G01 X12.0;N450 Z45.5; X100.0;N460 Z80.0; N470 M00;N480 G70 P 380 Q460 S800 T0202 M08 F0.1;N490 G00 X20.0 Z-8.0 T0303;N500 G01 X8.0;N510 Z-9.0;N520 G00 X100.0 Z50.0 T0300 M09;N530 M05;N540 M30; 程序开始 对刀主轴转动，选择刀具T01主轴暂停主轴转动，选择刀具T01加工轮廓退刀掉头换刀精加工3套筒加工工艺分析3.1零件图工艺分析 该零件主要有外圆、台面以及内螺纹孔组成,其中孔12H9的粗糙度要求为R1.6m,而其余要求R6.3m,又因本零件的耐磨性和硬度要求较高,则选用45号钢铸造制成。a.毛坯的选择. 综合以上分析，根据零件的整体尺寸我们选择了长为50mm,直径为30mm的圆柱形铸件。本零件采用45号钢。因为45号钢强度、韧性均好，正好吻合了此套筒类零件的要求，所以我们选择45号刚作为加工此零件的材料.在选用45号钢后虽然他的强度和韧性已经达到了要求但是我们想让他发挥的更好一点我们还应该做一些技术要求，所以我们应对其进行一些调质处理使他本身具有的强度和韧性发挥的更好。b.基准选择 对于此套筒类零件我们对其基准的应该怎样选择呢？从我们所学过的知识中可以了解到对于套筒类零件的加工时基准的选择我们应该遵循“基准统一”“基准对称”原则，通过对此套筒的分析又结合基准选择的原则我们应该选用他的中心轴线作为定位基准。(1)以端面为定位面：粗车外圆28.5、18.5。(2)以28.5为定位面：用3的中心钻钻中心孔、以12的钻头通孔、用内圆扩刀扩孔到17x36、 车螺纹M20x3。 (3) 以18d9为定位面：精车外圆到28。 (4) 以28为定位面：精加工外圆台阶面18x6.该零件主要由阶梯孔、台阶面及螺纹组成,其中台阶面表面粗糙度要求高;套筒的硬度要求较高,则选用45号圆钢加工之后进行调质处理到HRC40HRC50。3.2选择加工方法; (1)两端面和外圆精度要求较高,采用“粗车-半精车-精车”. (2)内螺纹的精度要求不高,采用“粗车”.3.3确定加工方案; 该零件毛坯的外形比较规则,且长度一般.因此,在加工外圆、台面以及内螺纹孔时三爪卡盘3.4确定加工路线及走到路线; 按照基面先行先面后孔,先粗后精的原则确定加工顺序.详见表3-2.套筒数控加工工序卡片.3.5刀具的选择; (1)零件外圆、两端面和台阶面采用外圆车刀,根据背吃刀量选择刀具的角度. (2)内螺纹孔的加工各工步的刀具直径根据加工余量和孔径确定. (3)螺纹刀采用60的螺纹刀. 该零件加工所选刀具详见表3-1落套零件数控加工刀具卡片.表3-1套筒零件数控加工刀具卡片刀具号刀具规格名称数量加工内容主轴转速(r/min)进给速度(mm/r)T0190外圆车刀1粗车工件外圆轮廓5000.2T0293外圆车刀1半精车工件外圆轮廓8000.1T033的中心钻1钻中心孔5000.1T0412的钻头1钻孔5000.1T05内圆扩刀1扩内圆5000.2T06螺纹车刀1车M20x3螺纹10083.6切削用量的选择: 该零件材料切削性能较好,车外圆以及轮廓时留0.5mm半精加工余量.选择主轴转速与进给速度时,先查切削用量手册,确定切削速度与每转的进给量,然后计算进给速度与主轴转速(计算过程从略).3.7拟定数控车削加工工艺卡片: 为了更好地指导编程和加工操作,把该零件的加工顺序、所用刀具和切削用量等参数编入表3-2所示的套筒零件加工工序卡片中.3-2套筒零件加工工艺卡片工序名 称工艺要求工作者备注1下料30x503车车两端面4数控车床加工工步工步内容刀具号1粗车外圆28.5T012粗车外圆18.5x5.5T013调头3的中心钻钻中心孔T034用10的钻头钻通孔T045用内圆扩刀扩内孔到17x36，T056精车外圆到28T027精车外圆台阶面18x6T025加工螺纹车螺纹M20x3螺纹至零件要求T066调质处理HRC40HRC507检验3.8编写加工程序加工程序见表3-33-3套筒加工程序表程序说明O0002;N10 G50 G00 X100.0 Z50.0;N20 M03 S500 F0.2 T0101 M08;N30 G00 X100.0 Z0;N40 G01 X-1.0;N50 G00 X100.0 Z50.0 T0100;N60 M05 M09;N70 M00;N80 M03 S500 F0.2 T0101 M08;N90 G00 X100.0 Z0;N100 G01 X-1.0;N110 X28.5;N120 Z-40.0;N130 G01 X18.5N140 Z-50.0;N150 G00 X100.0 Z50.0 T0100;N160 M05 M09;N170 M00;N180 T0303;N190 G00 X0 Z5.0 F0.1 M08;N200 G01 Z-5.0;N210 Z5.0;N220 G00 X100.0 Z50.0 T0300 M09;N230 T0404;N240 G00 X0 Z5.0 M08;N250 G01 Z-20.0;N260 Z-15.0;N270 Z-25.0;N280 Z-35.0;N290 Z-50.0;N300 Z5.0;N310 G00 X100.0 Z50.0 T0400 M09;N320 T0505;N330 G00 X17.0 Z5.0 M08 F0.1;N340 G01 Z-36.0;N350 Z5.0;N360 G00 X100.0 Z50.0 T0500;N370 M05 M09;N380 M00;N390 M03 S800 F0.1 T0202 M08;N400 G00 X18.0 Z5.0;N410 G01 Z-6.0;N420 X28.0 Z-50.0;N430 G00 X100.0 Z50.0 T0200;N440 M05 M09;N450 M00;N460 T0606;N470 M03 S100 M08;N480 G00 X2