毕业设计（论文）-外螺纹配合件的加工工艺分析与数控加工.doc

外螺纹配合件的加工工艺分析与数控加工系 部 : 精密制造工程系 学生姓名： 专业班级： 数 控11C3 学 号： 指导老师： 2012年4月25日声明本人所呈交的外螺纹配合件的加工工艺分析与数控加工，是我在指导老师和查阅相关著作独立进行分析研究取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本文不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。 作者签名： 日期：2012年4月1日 【摘要】 通过对企业中的外螺纹配合件进行加工工艺的分析、数控程序的编制以及在加工中心上进行实体的加工，使自己对产品整个工艺及加工流程有进一步的了解，并且也使自己的动手能力有了很大的提高。同时，为保证零件的加工精度和提高加工效率，对加工所使用的机床、夹具、刀具及切削参数的进行了合理的选择，将自己所学的理论知识和实际加工充分的联系起来。【关键词】：工艺分析 螺纹配合精度 刀具选择 数控加工目录引言 1一、外螺纹配合件加工数控设备2（一）广州数控简介2二、外螺纹配合件的工艺分析5（一）结构和材料分析 5（二）零件的加工方式与装夹5（三）零件加工工艺路线 6三、外螺纹配合件的工艺文件9（一）外螺纹配合件工艺分析9四、外螺纹配合件程序编制10五、外螺纹配合件产生误差的主要因素12结论13参考文献 14谢辞15 引言 本课题来源于扬州创德机械有限公司。2013年8月，我有幸进入扬州创德机械有限公司技术部实习，从事数控机床编程工作，在企业工程师精心指导和帮助下，结合学校所学的知识，终于完成了外螺纹配合件的设计，下面就外螺纹配合件的设计作如下阐述。一、外螺纹配合件加工数控设备(一)广州数控简介 广州数控机床是车铣复合的数控机床，能加工各种复杂的回转体零 件，它有自己独立的编程方法，也可以采用G指令编程，功能十分强大。适应于中、小型零件的高精度与高效率的加工和钻、铣、攻、镗的自动化加工，主要部件采用有限元分析进行优化，主要铸铁采用高强度铸铁金相组织稳定，经过时效、喷砂、回火等工艺确保机床长期使用精度的稳定性。图1-1 广州数控机床（二）广州数控机床的主要参数（见表1-1）：表1-1 项目单位规格主轴转速r/min1-5800X轴最长位移mm300Z轴最长位移mm540重复定位精度Xum1位置精度um2圆跳动um2托盘数个1表1-1二、外螺纹配合件的工艺分析 外螺纹配合件的三维模拟图和CAD图分别见图2-1和2-2图2-1 外螺纹配合件三维模拟图图2-2 外螺纹配合件CAD图（一）结构和材料分析该零件图3-2所示，零件是96mm60mm，所以，经过考虑，最终选择的零件毛坯为160mm62mm的45钢，它是由圆弧、圆柱面、螺纹、退刀槽、端面等连接而成，结构形状复杂，加工部位多，对槽的右端外螺纹尺寸精度，位置精度和形状精度要求高，这类零件有一定的加工难度，非常适合数控车床加工。 （二）零件的加工方式与装夹 这个零件从图纸上可以看出，对于加工装夹上还是比较好装夹的，为了使工序基准与定位基准重合，便于加工所有的需加工部位，将毛坯的任意端用三爪卡盘装夹固定就可以，利用这样一种简单的装夹方法，可以有效保证零件在加工中的定位，达到加工效果。（3） ZC-2003号零件加工的工艺路线在这个零件加工过程中，所需要的工序很少，对加工刀具形状的要求不是很高，只是在加工中注意到几个处圆弧，所以选用一把刀尖角为30度的硬质合金尖刀和一把硬质合金的5mm切断刀，就可以解决零件的加工，但因加工的材料是钢件，同时也得注意刃磨刀具。根据工步顺序和切削加工进给路线的确定原则，本工序具体的工步顺序，进给路线及所用刀具具体确定如下：粗车外表面 选用刀尖角为30度的硬质合金尖刀对外表面进行粗车，走刀路线及加工部位如图3-2所示。图3-2 粗车走刀路线由于粗车的外表面是通过递增且具有圆弧，加工零件的材料又是钢件。可以采用这把刀尖角为30度的硬质合金尖刀直接将工件车削成型，在编制加工程序的时候采用的是G71外圆循环加工指令，所以在进行这段加工的时候，走刀路线和一般的加工不同。加工步骤： 切端面-切圆弧-切外圆-切圆弧-切外圆-退刀-回到起点精车外表面 选用刀尖角为30度的硬质合金尖刀对零件进行精加工，其加工步骤及走刀路线如图2-3所示：图2-3 精加工走刀路线 切槽 选用刀尖宽度为5mm的切槽刀，加工部位及走到路线如图2-4所示：图2-4 切槽路线切螺纹 选用刀尖角度为60度的硬质合金材料的螺纹刀，在编制螺纹加工程序时，为了能使与内螺纹完全配合的得当，加工时应使外螺纹小于图纸尺寸的0.1mm0.2mm，其加工部位及走刀路线如图2-5所示：图2-5 切螺纹走刀路线切断 在精车削完毕后，将进行零件的切断，选用5mm切断刀，其走刀路线如图2-6所示：图2-6 切断走刀路线三、填写工艺文件（一）将选定的各工部所用刀具的刀具型号、刀片型号及刀剑圆弧半径等填入31数控加工刀具卡片中。表3-1数控加工道具卡片产品名称代号零件名称螺纹配合件零件图号1程序编制O0001工步号刀具号刀具名称刀具型号刀片型号刀片牌号刀具半径/mm备注1T01机夹可转位车刀PCGC12525-09QCCMT097308GC4350.42T02机夹可转位车刀PCGC12525-09QCCMT097308GC4350.23T03切槽刀（宽为5mm）PCGC12525-09QCCMT097308GC4350.24T04车螺纹PCGC12525-09QCCMT097308GC4350.2（二）按加工顺序将各工步的加工内容、所用刀具及 用量等填入表32数控加工工序卡片中。零件名称外螺纹配合件数控加工工艺卡片产品名称零件名称材料零件图号螺纹配合螺纹配合（件一）45钢01工序号程序编号夹具编号使用设备车间100001001(三爪卡盘)CJK6032A创德机械有限公司工步号工步内容刀具号刀具规格/mm主轴转速（r/min）进给速度mm/min背吃刀量/mm备注01粗车外表面T0108000.2-0.25 0.2-0.251.502精车外表面T02015000.10.103切槽T030200-3000.1-0.1504螺纹刀T043200-4000.05-0.105切断T030200-3000.1表32数控加工工序卡四、程序编制O0001程序注明T0101M03S500选择1号粗车刀，主轴正转，转速500mmminG71U1R1G71P10Q40U0.5W0直径方向余量0.5长度方向无余量G00X62Z2快速移动到毛坯外圆直径距端面2mm处N10G00X0X轴移动到圆弧起点G01Z0F80Z轴移动到圆弧起点G03X24Z-12R12车R12圆弧Z-36车外圆24x36G00X28移动到倒角起点G01X30Z-37倒角c1x45Z-71车外圆30x71GOOX40快速退刀Z-81车外圆40x81GO2X60Z-91R10车圆弧R10N40Z-96车外圆60x96G00X100Z100快速移动到换到点T0202M03S1000选择2号精车刀，主轴正转，转速1000mmminGOOX62Z2快速移动到毛坯外圆直径距端面2mm处G70P10Q40精车各加工表面G00X100Z100快速移动到换到点T0303M03S400选择3号切槽刀，主轴正转，转速400mmminG00X62Z2快速移动到毛坯外圆直径距端面2mm处G00Z-71快速移动到槽口处G01X26切槽至直径26处G00X62快速移动到安全位置G00X100Z100快速移动到换到点T0404M03S500选择4号螺纹刀，主轴正转，转速500mmminG00X32Z-69F2快速移动到螺纹起点X29车螺纹至直径29X28.5车螺纹至直径28.5X28.25车螺纹至直径28.25X28车螺纹至直径28X27.75车螺纹至直径27.75X27.5车螺纹至直径27.5X27.4车螺纹至直径27.4X27.4清除杂物G00X100Z100快速移动到换到点M05主轴停M30程序结束五、零件产生误差的主要因素 （一）零件出现误差或粗糙度值偏大与刀具，夹具的误差及工件的定位误差有关，机床主轴或因为刀具的装夹不当引起的径向或端面的圆跳动等因素，都会使工件产生误差。 （二）夹紧力对加工精度也有影响，工件在加紧时，由于工件的刚度较低加紧的作用力或方向不当，均可造成定位端面不垂直。 （三）切削用量对加工精度的影响，从零件的表面质量分析，这与合理选择切削用量很有关系，选择较大的切削速度V适量减小进给量f。 通过对零件的系统分析得知，零件表面粗糙度值，尺寸精度基本得到保证。之所以出现这些问题与安排加工的工艺过程，刀具的质量，机床的定位，零件的装夹、定位基准的选择以及自己的操作技术水平也有关系。可以通过合理的选择刀具的几何参数，合理的选择切削用量，从而提高零件的加工精度。结论转眼大学三年的生活就要结束了，大学是人生当中的一个转折点，经过大学三年的生活，我变的更加成熟更加睿智，大学生活培养了我的互助合作的能力，锻炼了我的意志，也陶冶了我的情操。大学这三年是充实的三年，我想这在我以后的工作生活中，一定是一笔宝贵的财富，我会美美地珍藏着。 通过这次毕业设计，我学会很多东西，也真正体会到了设计和加工的乐趣，同时也培养了我的自主学习，独立思考问题的能力，也重新巩固了以前的各科专业知识。我相信，我在这次毕业设计中所学到的知识和技能对我以后的帮助肯定很大。在这之中我也体会到团队合作，团队精神的重要性，在我今后的工作中也会起到很大的作用。参考文献1 李立.机械工程基础.机械工业出版社.2005年9月第一版2 熊光华.数控机床. 机械工业出版社.2007年7月第一版3 顾京/数控机床加工程序编制.机械工业出版社.2007年2月第三版4 赵长旭.数控加工工艺.西安电子科技大学出版社.2006年1月第一版5 李春雷.数控机床控制技术与系统.机械工业出版社.2006年6月第一版6 苏建修.机械制造基础.机械工业出版社.2006年3月第二版7 刘力.机械制图.高等教育出版社.2004年7月第二版8 钱东东.使用数控编程与操作.北京大学出版社.2007年12月第一版9 欧阳全会.AUTOCAD机械绘图基础教程与实训. 2007年8月第一版10 石皋莲 UGNXCAD应用案例教程 2010年11月第一版11 李杨 公差配合与技术测量 2010年1月第一版谢辞 本论文是在梁胜龙老师的精心指导下完成的。感谢梁老师在设计的选题、方案的确定和设计的进行整