套类零件的加工及工艺分析-机械制造与自动化毕业论文

唐山学院东校区唐山学院东校区 毕业设计(论文) 题题目：目：套类零件的加工及工艺分析 系系( (部部) )：专科教育部系 专业名称：专业名称：机械制造与自动化 姓姓名：名： 准考证号：准考证号： 班级名称：班级名称： 提交时间：提交时间： 摘摘要要 随着科学技术飞速发展和经济竞争的日趋激烈，机械产品的更新速度越来越快，数控 加工技术作为先进生产力的代表，在机械及相关行业领域发挥着重要的作用，机械制造的 竞争，其实质是数控技术的竞争。本次设计就是进行套类零件的数控加工工艺，对套类零 件的加工工艺分析，并绘制零件图。其中零件工艺规程的分析是此次论文的重点和难点。 关键词：关键词：套类零件； 加工；工艺分析 目目录录 一、套筒类零件的结构特点及工艺分析 1 1.1 轴承套加工工艺分析加工 1 1.2 液压缸加工工艺分析 2 二、套类零件的加工析 4 三、套类零件加工刀具的刃磨 4 3.1 麻花钻 5 四、套筒类零件加工中的主要工艺问题 5 五、套类零件数控车削工艺分析 6 5.1 零件图工艺分析 6 5.2 选择设备 7 5.3 确定零件的定位基准和装夹方式 7 5.4 确定加工顺序及进给路线7 5.5 刀具选择7 5.6 切削用量选择 8 5.7 数控加工工艺卡片拟订9 六、套类零件加工编程 9 毕业总结 13 致 谢 14 参考文献 15 1 套类零件的加工及工艺分析套类零件的加工及工艺分析 一、套筒类零件的结构特点及工艺分析一、套筒类零件的结构特点及工艺分析 套筒类零件的加工工艺根据其功用、结构形状、材料和热处理以及尺寸大小 的不同而异。就其结构形状来划分，大体可以分为短套筒和长套筒两大类。它们 在加工中，其装夹方法和加工方法都有很大的差别，以下分别予以介绍。 1.1 轴承套加工工艺分析加工轴承套加工工艺分析加工 如图 1-1 所示的轴承套，材料为 ZQSn6-6-3，每批数量为 200 件。 1.1 轴承套的技术条件和工艺分析 该轴承套属于短套筒， 材料为锡青图 1-1 轴承套简图铜。 其主要技术要求为： 34js7 外圆对22H7 孔的径向圆跳动公差为 0.01mm；左端面对22H7 孔轴线 的垂直度公差为 0.01mm。轴承套外圆为 IT7 级精度，采用精车可以满足要求； 内孔精度也为 IT7 级，采用铰孔可以满足要求。内孔的加工顺序为：钻孔车孔 铰孔。 由于外圆对内孔的径向圆跳动要求在 0.01mm 内，用软卡爪装夹无法保证。 因此精车外圆时应以内孔为定位基准，使轴承套在小锥度心轴上定位，用两顶尖 装夹。这样可使加工基准和测量基准一致，容易达到图纸要求。 车铰内孔时，应与端面在一次装夹中加工出，以保证端面与内孔轴线的垂直 度在 0.01mm 以内。 图 1-1 2 1.1.2 轴承套的加工工艺 表 11 为轴承套的加工工艺过程。粗车外圆时，可采取同时加工五件的方 法来提高生产率。 表 11 轴承套加工工艺过程 序 号 工序名称工序内容定位与夹紧 1备料棒料，按 5 件合一加工下料 2钻中心孔 车端面，钻中心孔 调头车另一端面，钻中心孔 三爪夹外圆 3粗车 车外圆42 长度为 6.5mm， 车外圆34Js7 为35mm，车空刀槽 20.5mm，取总长 40.5mm，车分割槽203mm，两端倒角 1.545，5 件同加工，尺寸均相同 中心孔 4钻钻孔22H7 至22mm 成单件软爪夹42mm 外圆 5车、铰 车端面，取总长 40mm 至尺寸 车内孔22H7 为22mm 车内槽2416mm 至尺寸 铰孔22H7 至尺寸 孔两端倒角 软爪夹42mm 外圆 6精车车34Js7(0.012)mm 至尺寸22H7 孔心轴 7钻钻径向油孔4mm34mm 外圆及端面 8检查 1.2 液压缸加工工艺分析液压缸加工工艺分析 液压缸为典型的长套筒零件， 与短套筒零件的加工方法和工件安装方式都有 较大的差别。 1.2.1 液压缸的技术条件和工艺分析 液压缸的材料一般有铸铁和无缝钢管两种。 图 1-2 所示为用无缝钢管材料的 液压缸。为保证活塞在液压缸内移动顺利，对该液压缸内孔有圆柱度要求，对内 孔轴线有直线度要求，内孔轴线与两端面间有垂直度要求，内孔轴线对两端支承 外圆（82h6）的轴线有同轴度要求。除此之外还特别要求：内孔必须光洁无纵 向刻痕；若为铸铁材料时，则要求其组织紧密，不得有砂眼、针孔及疏松。 3 图 1-2 1.2.2 液压缸的加工工艺 表 12 为液压缸的加工工艺过程 序号工序名称工序内容定位与夹紧 1配料无缝钢管切断 2车 1车82mm 外圆到88mm 及 M88 1.5mm 螺纹（工艺用） 一夹一顶 2车端面及倒角三爪夹一端，中心架托88mm 处 3调头车82mm 外圆到84mm三一夹一顶 4车端面及倒角取总长 1686mm（留加工 余量 1mm） 三爪卡盘夹一端，搭中心架托 88mm 处 3深孔推镗 1半精推镗孔到68mm 一端用M881.5mm螺纹固定在夹 具中，另一端搭中心架 2精推镗孔到69.85mm 3 精铰 （浮动镗刀镗孔） 到700.02mm， 表面粗糙度值 Ra 为 2.5m 4滚压孔 用滚压头滚压孔至70mm,表面粗糙 度值 Ra 为 0.32m 一端用螺纹固定在夹具中,另一端 搭中心架 5车 1车去工艺螺纹，车82h6 到尺寸，割 R7 槽 软爪夹一端，以孔定位顶另一端 2镗内锥孔 130及车端面 软爪夹一端， 中心架托另一端(百分 表找正孔) 3调头，车82h6 到尺寸，割 R7 槽软爪夹一端，顶另一端 4镗内锥孔 130及车端面软爪夹一端，顶另一端 4 二、二、套类零件的加工套类零件的加工 由同一轴线的内孔和外圆为主要要素或加其他结构(如齿、 槽等)组成的零件 统称套类零件。 套类零件的车削上艺主要是指圆柱孔的加丁工艺， 其加工特点是： 孔加工在工件内部进行，观察、测量较困难，尤其是小孔、深孔的加工； 受孔径和孔深的限制，刀杆较细、较长，降低了刀杆的刚性； 排屑困难，切削液不易进入切削区； 薄壁工件受夹紧力、切削力的作用容易变形。本章只介绍一般套类零件的 车削。 套类零件的主要技术要求是： 孔和外圆的尺寸精度和表面粗糙度； 孔和外圆的形状精度，如圆度、圆柱度等； 孔与其他几何元素间的位置精度。如图 21 所示的轴承套，形状精度要 求有：30H7 孔的圆度公差为 001mm，45js6 外圆的圆度公差为 0005mm； 位置精度要求有：45js6 外圆对30H7 孔的轴线径向圆跳动公差为 001mm， 左端面对30H7 孔轴线的垂直度公差为 001mm，45js6 外圆的右端面对左端 面平行度公差为 001mm。 图 2-1 三、三、套类零件加工刀具的刃磨套类零件加工刀具的刃磨 刀具的刃磨是车工必须熟练掌握的基本功，车工刀具刃磨技术能大大影响工 件的加工质量与加工效率，因此，在课题练习前熟练而准确地掌握刀具刃磨技术 是必需的。下面我们介绍一下与套类零件基本刀具的刃磨相关的知识。 5 3.1 麻花钻麻花钻 一般的套类零件的加工通常是用钻头在实心的材料上钻孔，再经过扩孔或镗 孔来达到图纸的要求，钻头一般用高速钢材料制成。随着高速切削技术的发展， 镶嵌硬质合金的钻头也得到了广泛的应用。 3.1.1 麻花钻的组成(图 2-2) (1)柄部 麻花钻有直柄和锥柄两种，通常直径小于12mm 的麻花钻都作成直 柄的。 直径大于田 12mm 以上的通常作成锥柄的。 钻削时起传递转矩和钻头的夹 持定心作用。 (2)颈部 直径较大的钻头在颈部标注有商标、钻头直径和材料牌号等内容。 (3)工作部分 这是钻头的主要部分，由切削部分和导向部分组成，起切削 和导向作用。 3.1. 2 麻花钻工作部分的几何形状 麻花钻的切削部分可看做是正反的两把车刀， 所以它的几何角度的概念与车 刀基本相同，但也有其特殊性。 (1)螺旋槽 钻头的工作部分有两条螺旋槽，它的作用是构成切削刃、排出切 屑和通切削液。 (2)前刀面 指螺旋槽面。 (3)主后刀面 指钻顶的螺旋圆锥面。 (4)顶角 钻头两主切削刃之间的夹角。顶角大，主切削刃短，定心差，钻出 的孔容易扩大。但顶角大，前角也增大，切削省力些。顶角小，则反之。 四、套筒类零件加工中的主要工艺问题四、套筒类零件加工中的主要工艺问题 一般套筒类零件在机械加工中的主要工艺问题是保证内外圆的相互位置精 度（即保证内、外圆表面的同轴度以及轴线与端面的垂直度要求）和防止变形。 1保证相互位置精度 要保证内外圆表面间的同轴度以及轴线与端面的垂直度要求， 通常可采用下 6 列三种工艺方案： （1）在一次安装中加工内外圆表面与端面。这种工艺方案由于消除了安装 误差对加工精度的影响，因而能保证较高的相互位置精度。在这种情况下，影响 零件内外圆表面间的同轴度和孔轴线与端面的垂直度的主要因素是机床精度。 该 工艺方案一般用于零件结构允许在一次安装中， 加工出全部有位置精度要求的表 面的场合。为了便于装夹工件，其毛坯往往采用多件组合的棒料，一般安排在自 动车床或转塔车床等工序较集中的机床上加工。 图 313 所示的衬套零件就是采 用这一方案的典型零件。其加工工艺过程参见表 313。 表 41 棒料毛坯的机械加工工艺过程 序号工序内容定位基准 1 加工端面、粗加工外圆表面，粗加工孔，半精加工或精加工 外圆、精加工孔、倒角、切断(见图 3170) 外圆表面、端面(定料 用) 2加工另一端面、倒角外圆表面 3钻润滑油孔外圆表面 4 加工油槽 精加工外圆表面(如要求不高的衬套，该工序可由工序 1 中的 精车代替) 外圆表面 五、五、套类零件数控车削工艺分析套类零件数控车削工艺分析 如图 5-1 为典型轴套类零件，该零件材料为 45 钢，无热处理和硬度要求， 试对该零件进行数控车削工艺分析（单件小批量生产） 。 5.1 零件图工艺分析零件图工艺分析 该零件表面由内外圆柱面、 内圆锥面、 顺圆弧、 逆圆弧及外螺纹等表面组成， 其中多个直径尺寸与轴向尺寸有较高的尺寸精度和表面粗糙度要求。 零件图尺寸 标注完整，符合数控加工尺寸标注要求；轮廓描述清楚完整；零件材料为 45 钢， 加工切削性能较好，无热处理和硬度要求。 通过上述分析，采用以下几点工艺措施。 对图样上带公差的尺寸，因公差值较小，故编程时不必取平均值，而取基 本尺寸即可。 左右端面均为多个尺寸的设计基准，相应工序加工前，应该先将左右端面 车出来。 内孔尺寸较小，镗 1：20 锥孔与镗32 孔及 150 锥面时需掉头装夹。 7 图图 5-5-1 1 轴承套零件轴承套零件 5.2 选择设备选择设备 根据被加工零件的外形和材料等条件，选用 CJK6240 数控车床。 5.3 确定零件的定位基准和装夹方式确定零件的定位基准和装夹方式 内孔加工 定位基准：内孔加工时以外圆定位； 装夹方式：用三爪自动定心卡盘夹紧。 外轮廓加工 定位基准：确定零件轴线为定位基准； 装夹方式：加工外轮廓时，为保证一次安装加工出全部外轮廓，需要设一圆 锥心轴装置（见图 5-2 双点划线部分） ，用三爪卡盘夹持心轴左端，心轴右端留 有中心孔并用尾座顶尖顶紧以提高工艺系统的刚性。 5.4 确定加工顺序及进给路线确定加工顺序及进给路线 加工顺序的确定按由内到外、由粗到精、由近到远的原则确定，在一次装夹 中尽可能加工出较多的工件表面。 结合本零件的结构特征， 可先加工内孔各表面， 然后加工外轮廓表面。由于该零件为单件小批量生产，走刀路线设计不必考虑最 短进给路线或最短空行程路线， 外轮廓表面车削走刀路线可沿零件轮廓顺序进行 （见图 5-3） 。 5.5 刀具选择刀具选择 将所选定的刀具参数填入表 5-11 轴承套数控加工刀具卡片中， 以便于编程和 操作管理。注意：车削外轮廓时，为防止副后刀面与工件表面发生干涉，应选择 8 较大的副偏角，必要时可作图检验。本例中选 =55 。 图 5-2 外轮廓车削装夹方案 图 5-3 外轮廓加工走刀路线 表表 5-1 轴承套数控加工刀具卡片轴承套数控加工刀具卡片 5.65.6 切削用量选择切削用量选择 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， 然后利用公式 v c=dn/1000 和 vf = nf， 计算主 轴转速与进给速度（计算过程略） ，计算结果填入表 5-15 工序卡中。 9 背吃刀量的选择因粗、精加工而有所不同。粗加工时，在工艺系统刚性和机 床功率允许的情况下，尽可能取较大的背吃刀量，以减少进给次数；精加工时， 为保证零件表面粗糙度要求，背吃刀量一般取 0.10.4 较为合适。 5.75.7 数控加工工艺卡片拟订数控加工工艺卡片拟订 将前面分析的各项内容综合成表 5-12 所示的数控加工工艺卡片。 表表 5-2 轴承套数控加工工艺卡片轴承套数控加工工艺卡片 六、套类零件加工编程六、套类零件加工编程 O0904 N001 G00 G97 S500 T0101 N002 M03 N003 M08 N004 G00x58z2 N005 G01z-2F50 N006x25 N007x5 N008x0 N009 G00x100z100 N010 G00x58z0 N011 G71U1R1P016Q024x0.5z0.1F100 N012 G00x100z100 N013 M05 N014 M00 N015 G00 G97 S800 T0101 N016 G00x58z0 N017 G01x26F80 10 N018z-2 N019 G01x30W-2F70 N020 G01z-35F100 N021x50F70 N022x52z-36F70 N023z-53F100 N024x41.75z-84F70 N025 G00x100 N026z100 N027 M05 N028 M00 N029 G00 G97 S600 T0202 N030 M03 N031 M08 N032 G00z0 N033x29.8 N034 G01z-27F70 N035x32F120 N036z0 N037 G82x29.2z-27F2 N038 G82x28.8z-27F2 N039 G82x28.4z-27F2 N040 G82x28.2z-27F2 N041 G82x28.0z-27F2 N042 G82x28.0z-27F2 N043 G00x100z100 N043 M05 N044 M00 N045 G00 G97 S600 T0303 N046 M03 N047 M08 N048 G00x53z-33 N049 G01x52F100 N050z-61 11 N051x39F70 N052x52F120 N053z-65 N054x39F70 N055x52F120 N056z-69 N057x39F70 N058x52F120 N059 G00x100 N060z100 N061 M05 N062 M00 N063 G00 G97 S600 T0101 N064 M03 N065 M08 N066 G00x57z2 N067 G01z-3F120 N068x20F100 N069x5F70 N070x0F50 N071 G00x100z100 N072 M05 N073 M00 N074 G00 G97 S600 T0404 N075 M03 N076 M08 N077 G00x57z2 N078 G71U1R1P084Q089x0.5z0.1F100 N079 M05 N080 M00 N081 G00 G97 S600 T0404 N082 M03 N083 M08 N084 G00x57z2 12 N085 G01x37.47z2F120 N086 G03x35.08z-31.38R24F100 N087 G02x36.46z-44.33R9F100 N088 G03x35z-57R8F100 N089 G01x35z-65F120 N090x42F100 N091 G00x100 N092z100 N093 M05 N094 M00 N095 G00 G97 S600 T0105 N096 M03 N097 M08 N098 G00x26z2 N099 G71U1R1P103Q108x0.5z0.1F80 N100 G00z100 N101x100 N102 M05 N103 M00 N104 G00x30z3 N105 G01z0 N106x28z-1 N107z-26 N108 G01x26 N109z3 N110 G00x100z100 N111 M05 N112 M30 13 毕业总结：毕业总结： 在大学的最后一个学期，我过得既充实又繁忙.从选题的那天起，我就开始 了我的毕业设计。在毕业设计的这段时间里，我有很多的感触，它带给我的价值 是巨大的，这将对我的以后工作产生重要的影响。通过这次的设计，对套类零件 有了更深刻的了解，基本掌握了类类零件的加工工艺规程及确定加工路线的方 法，通过对零件深刻的分析，使得加工出的零件与之技术要求十分紊合，达到了 设计所规定的要求。更重要的是对我们所学习的专业知