毕业设计（论文）-连接套数控加工工艺及编程（全套图纸）.doc

江苏工程职业技术学院毕业设计(论文) 连接套数控加工工艺及编程毕 业 设 计（论 文）设计题目：连接套数控加工工艺及编程专 业：机械设计与制造班 级：12机械二学 号：姓 名：指导老师：起讫日期2014年10月1日2015年5月20日摘 要本文主要研究了连接套的作用以及工艺编制及编程。首先分析了连接套筒零件的工艺，并确定制造空白表格，然后发展连接套筒零件的工艺设计，再确定加工余量与毛坯尺寸，毛坯图的设计 ，进行工序设计，最终进行编程。连接套零件的加工是通过数控机床进行加工的，数控技术是现在的机床的发展趋势，降低了人们的劳动程度，提高了工作效率，现在各国都非常注重数控技术的应用，并不断发展，以取得更高的劳动效率。 关键词： 连接套， 编程， 毛坯尺寸， 工序， 数控机床全套图纸，加153893706目 录摘 要21绪论42加工和数控工艺知识8 2.1 连接套零件分析9 2.2 刀具、量具的选择10 2.3 确定毛坯的制作方式11 2.4 编制加工工艺14 2.5 工艺规程的设计15 2.6 确定切削和基本工时量 16 2.6.1夹持左端面，粗车右端面、粗车台阶面至尺寸17 2.6.2掉头装夹，粗车左端面，粗车台阶面至尺寸18 2.6.3粗镗、半精镗80mm、62mm、70mm内孔19 2.6.4精镗两端内孔mm至尺寸20 2.6.5钻4-14孔22 2.6.6钻3-9，15深9沉孔233工件的手动编程25 3.1 数控编程的定义及分类25 3.1.1数控编程的定义26 3.1.2数控编程的分类27 3.1.3编程方法的选择27 3.2 编程原点的确定27 3.3 零件造型及加工27 3.4 主要加工工序程序清单27致 谢29参考文献30总 结311绪论连接套是连接机械设备中两个零件之间的过渡零件，一般的连接套类型有圆盘法兰形，台阶轴形式，方形等等。连接套的材料的强度和刚度的大小直接决定了机器的使用寿命的长短以及机械安全性能的提高。在生产实际中，哪怕视察结构形状最简单的零件，要制造它，也必须有它零件图。因此，零件图是制造和检查零件的依据，也是使用和维修中的主要技术文件之一。本文主要介绍了连接套零件的机械加工工艺规程的制订，加工精度以及表面处理的问题，主要是为了培养设计机械的能力，通过必须掌握的理论和技术，强调对学生工程实践能力的训练和培养。各种形状、材料、加工工艺（比方说铸造和冷挤压）、用途等等的工件加工工艺标准是不一样的。零件的加工工艺概括来说，工艺标准是制定一个零件的加工工艺合理性的前提，这个前提也就是工艺加工技术标准，其技术指标主要有：长度或直径（口径）尺寸及工差范围光洁度锥度（圆柱体）垂直度（方体）椭圆度不平度同心度（圆筒状）平行度（方体）想学好机加工工艺必须在牢记理论的基础上和实践相结合，熟悉车、铣、刨、磨、钻等床子的操作以及焊接和铸造的流程，有条件可进行实际操作。熟悉和了解加工工艺是设计工作的前提，是机械设计以及相关人员都必须掌握的一项基本技能，只有掌握了这项基本技能，才能充分了解在什么样的场合使用什么样的材料来制作连接套这个零件，并需要知道该如何对其进行加工，以及它的加工步骤是什么，是否需要热处理等等。所以，熟悉和精通连接套零件的加工工艺是非常重要的一件事情，只有熟悉，精通了，才能在理论与实践相结合的基础上对连接套零件制定出最合适的加工工艺路线，才能使设计制造的连接套零件满足不同公况的不同要求。2加工和数控工艺知识2.1连接套零件的分析 由零件图可知，该零件为锻造零件，采用模锻后，经过卧式带锯床下料后进行数控机床加工，然后通过镗床配合对应的夹具镗孔，最后在摇臂钻床配合对应的钻孔夹具钻、攻连接套上面的各螺纹孔，最后进入钳工工序，进行去毛刺工序，最后进行电镀和检验入库工序。2.2刀具、量具的选择 由图样分析，该图样需要车削的轮廓,我们直接选择通过三爪定位卡盘夹持工件毛坯，在数控车床上面直接进行加工，我们选择外圆车刀以及游标卡尺作为刀具和测量工具。、62mm、70mm孔，都是在镗床上面进行镗削加工的，其中的孔需要进行精镗工序。我们选择内孔镗刀和内径千分尺作为加工刀具和量具。4-14孔我们采用分度钻孔夹具，通过13.8麻花钻头钻孔，并用14扩孔钻进行扩孔。3-9直孔我们采用摇臂钻床上面通过9麻花钻头直接钻削加工，15深9沉孔我们选择13.8钻头先钻然后用15扩孔钻加工，我们选择游标卡尺，游标深度尺来测量。2.3确定毛坯的制作形式 毛坯选择应考虑的因素：（1）零件的力学性能 相同的材料采用不同的毛坯制造形式，其力学性能有所不同。铸件的强度。压力浇注和压力浇注的铸件，金属型浇注的铸件，砂型浇注的铸件依次递减；钢质零件的铸造毛坯，其力学性能高于钢质棒料和铸钢件。( 2) 零件的结构形状和外形轮廓 形状复杂、力学性能要求不高可采用锻钢件。形状复杂和壁薄的毛坯不宜采用金属型锻造。尺寸较大的毛坯，不宜采用模锻、压铸和精铸，多采用砂型铸造和自由锻造。外形复杂较小的零件宜采用精密的锻造方式，以免机械加工。其直径相差不大的阶梯轴宜采用棒料，相差较大时宜采用锻件。（3）生产纲领和生产批量 生产纲领大时宜采用高精度与高生产率的毛坯制造方式，生产纲领小时，宜采用设备投资小的毛坯制造方法。（4）现场生产条件和发展 应经过技术经济分析和论证。该零件的材料为HT150，考虑到零件的形式及结构较为简单，所受的冲击力不大，且是大批生产，根据机械制造工艺设计简明手册表1.31，选择锻造中的热锻。其强度=160MPa，硬度为180210HBS。2.4编制加工工艺2.4.1 铸造毛坯175mm257mm 利用压力机锻造连接套零件毛坯尺寸为175mm257mm 。 2.4.2 夹持左端面，粗车右端面、粗车台阶面至尺寸 利用三爪卡盘夹紧工件，粗车右端面，粗车台阶面。2.4.3 掉头装夹，粗车左端面，粗车台阶面至尺寸。 利用三爪卡盘调头夹紧工件，粗车、半精车外圆。 2.4.4 粗镗、半精镗80mm、62mm、70mm内孔。 通过镗孔夹具夹紧工件，粗镗、精镗80mm、62mm、70mm内孔，其中留余量。2.4.5 精镗两端内孔mm至尺寸。 通过镗孔夹具夹紧工件，精镗至尺寸。2.4.6钻4-14孔。 安装分度钻孔夹具，钻4-直孔。2.4.7钻3-9，15深9沉。 安装分度钻孔夹具，在摇臂钻床上面钻3-9直孔，以及15深9直孔。2.4.8去除毛刺、飞边。2.4.9表面镀锌。2.4.10验收、入库。2.5 工艺规程的设计 机械加工工艺规程是指在一定的加工条件下，确定一种较为合理的加工工艺，并将它以表格形式的技术文件呈现来指导生产的一类文件，同时也是规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件。机械加工工艺过程的基本单元是工序。工序是由安装、工位、工步及走刀组成。 生产过程就是指将原材料转变为成品的全过程。包括原材料的运输、保管和准备、产品技术、生产准备、毛坯制造、零件的机械加工和材料热处理，部件和产品的装配、检验与调试、油漆包装、以及产品的销售和售后服务等等。 2.6确定切削用量及基本工时 2.6.1夹持左端面，粗车右端面、粗车台阶面至尺寸1)本工序为粗车外圆100及端面、台阶面的工序，根据工况，我们选择CK6141型数控车床。 刀具：硬质合金刀 量具：游标卡尺 （1），走刀次数。 （2）进给量。 （3）车刀后刀面最大磨损限度取为，硬质合金车刀寿命。 （4）确定切削速度 根据表1.27，其中修正系数， ，所以：；确定主轴转速：按照CK6141数控车床的转速，选择 则实际切削速度 2）基本时间的确定 根据切削用量简明手册可知，有一下公式： 公式中，l=230mm，根据切削用量简明手册表3.26，车刀入切量及超切量，则L=242mm。2.6.2掉头装夹，粗车左端面，粗车台阶面至尺寸 1)本工序为粗车外圆170及端面的工序，根据工况，我们选择CK6141 型数控车床。 刀具：硬质合金刀 量具：游标卡尺 （1），走刀次数。 （2）进给量。 （3）车刀后刀面最大磨损限度取为，硬质合金车刀寿命。 （4）确定切削速度 根据表1.27，其中修正系数， ，所以：；确定主轴转速：按照CK6141数控车床的转速，选择 则实际切削速度 2）基本时间的确定 根据切削用量简明手册可知，有一下公式： 公式中，l=21mm，根据切削用量简明手册表3.26，铣刀入切量及超切量，则L=33mm。 2.6.3粗镗、半精镗80mm、62mm、70mm内孔 1）本工序为粗镗80mm、62mm、70mm工序，根据实际工况，我们选择卧式镗床，刀具：硬质合金钢刀具YG15.根据切削用量简明手册查表可得：切削深度：进给量：根据实用机械工艺简明手册中表2.4-66，刀杆伸出长度取200mm，切削深度为。因此确定进给量;切削速度：参照实用机械工艺简明手册中表2.4-66，取机床主轴转速：，取实际切削速度： 工作台每分钟进给量：被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度： 取行程次数：基本工时计算 根据切削用量简明手册可知，有一下公式：机动时间：；2.6.4精镗两端内孔mm至尺寸。1）本工序为精镗工序，根据实际工况，我们选择卧式镗床，刀具：硬质合金钢刀具YG15.根据切削用量简明手册查表可得：切削深度：进给量：根据实用机械工艺简明手册中表2.4-66，刀杆伸出长度取200mm，切削深度为。因此确定进给量;切削速度：参照实用机械工艺简明手册中表2.4-66，取机床主轴转速：，取实际切削速度： 工作台每分钟进给量：被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度： 取行程次数：基本工时计算 根据切削用量简明手册可知，有一下公式：机动时间：；2.6.5钻4-14孔 本工序为钻4-14孔，已知工件材料HT150，锻件在这里，机床的选用: 选用摇臂钻床Z35，功率P=1.5kw； 钻头的选择: 选用13.8麻花钻,14麻花钻头 材料为高速钢 钻头基本参数为：；1)钻削进给量的选择查机械制造工艺设计手册表342有 2)钻削速度的选择 查机械制造工艺设计手册表342有 所以3)计算切削深度 4)钻削扭矩的计算 查机械制造工艺设计手册表336有 式中： 所以， 5)计算轴向力 查机械制造工艺设计手册表336有 轴向力 式中 所以 因零件材料为HB=150，查机械制造工艺设计手册表336有 所以，实际的切削扭矩和轴向力分别为：6)计算切削功率 因为查机械制造工艺设计手册表336有 所以，机床功率足够;2.6.6钻3-9，15深9沉孔。 本工序为钻3-9，15深9沉孔。已知工件材料HT150，锻件在这里，机床的选用: 选用摇臂钻床Z35，功率P=1.5kw； 钻头的选择: 选用9麻花钻直接钻孔，13.8麻花钻头，15扩口钻，材料为高速钢 钻头基本参数为：；1)钻削进给量的选择查机械制造工艺设计手册表342有 2)钻削速度的选择 查机械制造工艺设计手册表342有 所以3)计算切削深度 4)钻削扭矩的计算 查机械制造工艺设计手册表336有 式中： 所以， 5)计算轴向力 查机械制造工艺设计手册表336有 轴向力 式中 所以 因零件材料为HB=150，查机械制造工艺设计手册表336有 所以，实际的切削扭矩和轴向力分别为：6)计算切削功率 因为查机械制造工艺设计手册表336有所以，机床功率足够;3工件的手动编程3.1数控编程的定义及分类3.1.1数控编程的定义 数控编程就是通过将图纸上面的信息利用程序的形式输入到数控机床加工系统里面，然后通过机床自身配带的系统来执行操作者输入的指令，来按照预先编织的程序加工零件。3.1.2数控编程的分类 手工编程时，操作者将图纸上面的信息利用程序的形式输入到数控机床加工系统里面，然后通过机床自身配带的系统来执行操作者输入的指令，来按照预先编织的程序加工零件。 自动编程的原理是计算自动将图纸里面的信息数据自动改变成程序，然后按照程序里的步骤一步步地执行的过程。3.1.3编程方法的选择该零件的刀具轨迹路径主要由直线、圆弧组成，坐标点尺寸计算方便，故采用手工编程的方式编制其加工程序。3.2编程原点的确定的确定该零件为规则的回转型零件其坐标原点可设在轴的两端面中心上这样方便编程坐标的计算。其坐标原点如图2.1所示。图3.1 坐标原点3.3 零件造型及加工 如下图所示，连接套的零件图如下：图3.2 连接套零件图其中，连接套的毛坯图如下图所示：图3.3连接套毛坯图3.4 主要加工工序程序清单3.4.1 粗车右端面外圆100及端面O0100程序解释说明O0001程序号T0101（90外圆车刀）换1号刀M03 S500主轴正转，转速500M08切削液开G00 X55 Z2快速运动至切削起点G90 X53 Z-112 F120粗车外圆至103mm X52.2 Z-112粗车外圆至100mmG00 X100 Z100快速运动至换刀位置T0202（84外圆车刀）换2号刀M03 S800主轴正转，转速800G00 X51.99 Z2快速运动至切削起点G01 Z-112 F80粗车外圆至141mmX53 退刀G00 X100 Z100快速运动至换刀位置T0303（5mm槽刀）换3号槽刀M03 S350主轴正转，转速350G00 X54 Z-72快速运动至切削位置G01 X34.7 F30切槽G00 X100径向退刀Z100轴向退刀T0404（70外圆车刀）换4号刀M03 S500主轴正转，转速500G00 X54 Z-71快速运动至循环起点G73 U8.5 W0.5 R7建立G73外圆车削循环G73 P100 Q200 U0.2 W0.2 F100设定起终程序段、精加工余量N100 G01 X34.7 F120径向进刀 Z-72轴向进刀 G03 X44.592 Z-101.31 R25车圆弧R11 G02 X52 Z-111 R7车圆弧R11N200 G01 X53退刀M03 S750主轴正转，转速750G70 P100 Q200粗车外圆至规定尺寸G00 X100 Z100快速运动至换刀位置M05主轴停止M09切削液关M30程序结束3.4.2调头装夹，粗车外圆170至端面。O0200程序解释说明O0001程序号T0101（90外圆车刀）换1号刀M03 S500主轴正转，转速500M08切削液开G00 X90 Z2快速运动至切削起点G90 X85 Z-78 F120粗车外圆至173mm X83 Z0粗车外圆至170mmG00 X100 Z100快速运动至换刀位置T0202（84外圆车刀）换2号刀M03 S800主轴正转，转速800G00 X83 Z2快速运动至切削起点X56 退刀G00 X100 Z100快速运动至换刀位置T0303（4mm槽刀）换3号槽刀M03 S350主轴正转，转速350G00 X46 Z44快速运动至切削位置G01 X40 F30切槽G00 X100径向退刀Z100轴向退刀T0404（70外圆车刀）换4号刀M03 S800主轴正转，转速800G00 X58 Z2快速运动至切削起点G01 Z-3 F80半精车外圆至170mmX56 退刀G00 X100 Z100快速运动至换刀位置M03 S800主轴正转，转速800G00 X45 Z2快速运动至切削起点N200 G01 X46退刀G00 X100 Z100快速运动至换刀位置M05主轴停止M09切削液关M30程序结束3.4.3 粗镗62mm内孔Z2X21.4快速进刀至位置G01 Z-20 F100粗镗 62内孔G00 X16 退刀Z100X100快速运动至换刀位置T0303（4mm内槽刀）换3号刀M03 S300主轴正转，转速300G00 X0Z-20快速运动至下刀点X0退刀G00 Z100X100快速运动至换刀点T0404（60内螺纹车刀）换4号刀M03 S400主轴正转，转速400G00 X19 Z2快速运动至循环起点G76 P010060 Q100 R100建立G76镗削循环G76 X23.4 Z-18 P1200 Q500 F2设定参数G00 X100 Z100快速运动至换刀位置T0505（84外圆车刀）换5号刀M03 S800主轴正转，转速800G00 X54 Z2快速运动至循环起点G70 P100 Q200粗镗62内孔G00 X100 Z100快速运动至换刀位置M05主轴停止M09切削液关M30程序结束3.4.4 粗镗70mm内孔Z2X21.4快速进刀至位置G01 Z-20 F100粗镗 70内孔G00 X1 退刀Z100X100快速运动至换刀位置T0303（4mm内槽刀）换3号刀M03 S300主轴正转，转速300G00 X0Z-20快速运动至下刀点X0退刀G00 Z100X100快速运动至换刀点T0404（60内螺纹车刀）换4号刀M03 S400主轴正转，转速400G00 X19 Z2快速运动至循环起点G76 P010060 Q100 R100建立G76镗削循环G76 X23.4 Z-18 P1200 Q500 F2设定参数G00 X100 Z100快速运动至换刀位置T0505（84外圆车刀）换5号刀M03 S800主轴正转，转速800G00 X54 Z2快速运动至循环起点G70 P100 Q200粗镗70内孔G00 X100 Z100快速运动至换刀位置M05主轴停止M09切削液关M30程序结束3.4.5 精镗两端mm内孔Z2X21.4快速进刀至位置G01 Z-20 F100精镗内孔G00 X16 退刀Z100X100快速运动至换刀位置T0303（4mm内槽刀）换3号刀M03 S300主轴正转，转速300G00 X0Z-20快速运动至下刀点X0退刀G00 Z100X100快速运动至换刀点T0404换4号刀M03 S400主轴正转，转速400G00 X19 Z2快速运动至循环起点G76 P010060 Q100 R100建立G76镗削循环G76 X23.4 Z-18 P1200 Q500 F2设定参数G00 X100