一套轴类连接零件加工工艺设计与编程54377.doc

宜宾职业技术学院宜宾职业技术学院 毕业设计毕业设计 一套轴类连接零件加工工艺设计与编程 系系 部部 现代制造工程系 专专 业业 名名 称称 数 控 技 术 班班 级级 数 控 1101 姓姓 名名 王 时 国 学学 号号 201012177 指指 导导 教教 师师 刘永兴讲师 20122012 年年 8 8 月月 2020 日日 宜宾职业技术学院 毕业论文毕业论文 设计设计 选题报告选题报告 姓名王时国性别男学号201012177系部制造系班级数控 1101 论文 设计 题目 一套轴类连接零件加工工艺设计与编程 课题来源社会实践课题类别设计 选做本课题的原因及条件分析 本课题能培养我们综合运用所学理论知识和专业技能的能力 以及车削连接零件创新设计和 应用开发的能力 提高我们的综合素质及创新意识 机械加工工艺的设计是产品质量 降低成本 是企业进行生产准备 计划调度 加工操作 生产安全 技术检测等的重要依据 而数控编程是数控加工准备阶段的主要内容之一 通常包括 分析零件图样 确定加工工艺过程 计算走刀轨迹 得出刀位数据 编写数控加工程序 校对程 序及首件试切等 通过两年多的在校学习 我已经初步具备了零件设计 数控编程 CAD CAM UG 应用 工艺设计 数控技术的开发与应用等方面的知识和能力 我相信在学校完善的数控设备及 优秀指导老师的帮助下我能很好的完成此次的课题 内容和要求 一 内容 轴类连接零件的加工工艺分析及数控编程 通过查阅文献资料 分析确定工艺设计内 容和编程的基本要求 并完成 轴类连接零件配合的工艺规程设计 工艺路线 工艺卡片 的制作和数控编程 轴类连接零件加工定位基准的选择 装夹方案的选择及设计装配图 撰写毕业设计说明书等 二 要求 1 按时独立完成毕业设计的各项工作 2 机械制图应遵循最新的国家标准 3 工艺方案合理 符合数控加工特点 4 毕业设计做到 设计有创新 分析处理科学 文字通顺 技术用语准确 符号统 一 编号齐全 书写工整规范 图表完备 整洁 正确 字数不少于 5000 字 指导 教师 意见 签章 年 月 日 系部毕业论文 设计 领导小组意见 签章 年 月 日 附表 2 宜宾职业技术学院 毕业论文 设计 指导教师成绩评定表毕业论文 设计 指导教师成绩评定表 学生 姓名 王时国 学生 学号 201012177 班级数控 1101 题目一套轴类连接零件加工工艺设计与编程 评价内容具 体 要 求分 值评 分 调查论证 能独立查阅文献和从事其他调研 有收集 加工各种信 息及获取新知识的能力 10 分析及实践 能力 理论分析与计算正确 有较强的实际动手能力 分析能 力和计算机应用能力 20 基础理论与 专业知识 能运用所学知识和技能去发现与解决实际问题 能对课 题进行理论分析 得出有价值的结论 20 论文 设计 写作质量 立论正确 论述充分 结论严谨合理 分析处理科学 文字通顺 技术用语准确 符号统一 编号齐全 书写 工整规范 图表完备 整洁 正确 论文有应用价值 设计结果达到要求 30 学习态度与 工作质量 按期圆满完成规定的任务 工作量饱满 难度较大 工 作努力 遵守纪律 工作作风严谨务实 10 创 新 有创新意识 对前人工作有改进或突破 或有独特见解 10 总分 指导 教师 评语 是否可以提交答辩是否 指导教师签字 年 月 日 附表 3 宜宾职业技术学院 毕业论文 设计 评阅教师成绩评定表毕业论文 设计 评阅教师成绩评定表 学生姓名王时国学生学号 201012177 班级数控 1101 题目一套轴类连接零件加工工艺设计与编程 评价内容具 体 要 求分值评分 文献综述 综述简练完整 有见解 有收集 加工各种信息及获取新 知识的能力 10 论文 设计 写作质量 立论正确 论述充分 结论严谨合理 实验正确 分析处 理科学 文字通顺 技术用语准确 符号统一 编号齐全 书写工整规范 图表完备 整洁 正确 论文结果有应用 价值 设计结果达到要求 70 工作量及 难度 工作量饱满 难度较大 10 创 新有创新意识 对前人工作有改进或突破 或有独特见解 10 总分 评阅 教师 评语 是否可以提交答辩是否 评阅教师签字 年 月 日 样张 4 宜宾职业技术学院 毕业论文 设计 答辩记录表毕业论文 设计 答辩记录表 学生姓名王时国学生学号 201012177 班级数控 1101 题 目一套轴类连接零件加工工艺设计与编程 答辩小组成员 姓 名职称工作单位备注 答辩中提出的主要问题及学生回答问题的简要情况 答辩小组代表签字 年 月 日 附表 5 宜宾职业技术学院 毕业论文 设计 答辩成绩评定表毕业论文 设计 答辩成绩评定表 学生姓名王时国学生学号 201012177 班级数控 1101 题 目一套轴类连接零件加工工艺设计与编程 姓名 答辩小组 成员 职称 评价内容具 体 要 求分值评分 报告内容 思路清晰 语言表达准确 概念清楚 论点正确 实验方法科 学 分析归纳合理 结论严谨 论文 设计 结果有应用价值 40 答 辩 回答问题有理论根据 基本概念清楚 主要问题回答准确 有 深度 30 创 新对前人工作有改进或突破 或有独特见解 10 综合素质 能合理运用挂图 幻灯 投影或计算机多媒体等辅助手段 用 普通话答辩 10 报告时间报告时间控制在要求的时间范围之内 10 答辩成绩 答辩小组代表签字 年 月 日 附表 6 宜宾职业技术学院 毕业论文 设计 综合成绩评定表毕业论文 设计 综合成绩评定表 学生姓名王时国学生学号 201012177 班级数控 1101 题 目一套轴类连接零件加工工艺设计与编程 成绩权重得 分 指导教师评定成绩 30 评阅教师评定成绩 30 答辩成绩 40 毕业论文 设计 综合成绩 百分制 毕业论文 设计 答辩委员会 审定意见 主任签字 年 月 日 学院意见 年 月 日 注 综合成绩 指导教师评定成绩 30 评阅人评定成绩 30 答辩成绩 40 摘 要 随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大 数控加工技术对国计民生的 一些重要行业 IT 汽车 轻工 医疗等 的发展起着越来越重要的作用 因 为效率 质量是先进制造技术的主体 高速 高精加工技术可极大地提高效率 提高产品的质量和档次 缩短生产周期和提高市场竞争能力 而对于数控加工 无论是手工编程还是自动编程 在编程前都要对所加工的零件进行工艺分析 拟定加工方案 选择合适的刀具 确定切削用量 对一些工艺问题 如对刀点 加工路线等 也需做一些处理 并在加工过程掌握控制精度的方法 才能加工出 合格的产品 本文根据数控机床的特点 针对具体的零件 进行了工艺方案的分析 工 装方案的确定 刀具和切削用量的选择 确定加工顺序和加工路线 数控加工 程序编制 通过整个工艺的过程的制定 充分体现了数控设备在保证加工精度 加工效率 简化工序等方面的优势 关键词关键词 工艺设计 加工方案 进给路线 控制尺寸 目录目录 第一章第一章 引言引言 1 第二章第二章 零件工艺分析零件工艺分析 2 2 1 零件图的审查 2 2 1 1 零件图的完整性与正确性 2 2 1 2 零件的技术要求分析 3 2 1 3 零件的材料分析 3 2 1 4 合理的标注尺寸 3 2 2 确定加工方法 3 2 3 工艺设备的选择 3 2 3 1 机床的选择 3 2 3 2 量具及辅助用具的选择 3 2 4 零件的安装 3 2 5 选择夹具 3 2 6 刀具的选择 3 2 7 切削用量的选择 4 2 7 1 主轴转速的确定 4 2 7 2 进给速度的确定 5 2 7 3 背吃刀量得确定 5 2 8 对刀点与换刀点的确定 6 2 9 工序与工步的划分 6 2 10 加工路线的确定 6 第三章第三章 加工工序的设计加工工序的设计 7 3 1 零件一 7 3 1 2 工件的装夹方式 7 3 1 3 加工刀具卡片 3 1 4 切削用量计算 7 3 1 5 加工工艺过程卡片 8 3 1 6 加工程序 8 3 1 7 加工工序卡片 9 3 1 8 加工中的难点与解决方案 9 3 2 零件二 10 3 2 1 尺寸链的计算 10 3 2 3 工件的装夹方式 10 3 2 4 加工刀具卡片 10 3 2 5 切削用量计算 10 3 2 6 加工工艺过程卡片 11 3 2 7 加工程序 12 3 2 8 加工工序卡片 12 3 2 9 加工中的难点与解决方案 13 第四章第四章 注意事项注意事项 13 4 1 数控车操作注意事项 13 第五章第五章 成品自检数据成品自检数据 13 第第 1 1 章章 引引 言言 本设计说明书是根据 宜宾职业技术学院数控技术应用专业毕业设计指导 书 要求编写的 随着我国工业化进程的加速 产业结构的调整和升级 数控技术在现代企 业中得到了广泛的应用 使制造业朝着数字化的方向发展 本设计以熟练掌握 数控车床加工为主要目的 在认真分析零件工艺的基础上 综合运用 公差与 配合 机械制造基础 数控加工与编程 数控加工工艺 等专业知识 结合数控加工实际操作 按照机械加工工艺规程的内容 制定出的轴类连接零 件数控加工工艺说明书 本设计说明书包括零件的工艺设计 零件加工过程 加工注意事项 编程 加工路线等内容 并详细介绍零件工艺分析的内容 重点阐述了零件的加工过 程 认真分析和解释零件加工的程序的意义 本设计在编写过程中得到许多老师和同学的支持与帮助 刘永兴老师对本 设计进行认真的审阅 提出了许多宝贵的修改意见 在此并表示衷心的感谢 由于编者水平有限 设计中难免存在一些错误 恳请老师和同学批评指正 编 者 2012 年 08 月 20 日 第第 2 2 章章 零件工艺分析零件工艺分析 2 12 1 零件图的审查零件图的审查 零件一零件一 零件二零件二 2 1 12 1 1 零件图的完整性与正确性零件图的完整性与正确性 零件都是属于短轴类 图一零件长度为 71mm 从左到右依次为 有 2mm 的 45 倒角 R4 的圆弧 2mm 的 45 倒角 直径为 57 98mm 的圆柱面 长 20mm 的 14 锥面 长 12 5mm 直径为 36 的圆柱面 公称直径为 30mm 的普通外螺纹 并在其表面切出长 3 mm 深 1 5mm 的退刀槽 图二零件长度为 35mm 直径为 57 的 圆柱面 长为 13 直径为 36mm 的内孔 公称直径为 30mm 的普通内螺纹 长为 10mm 直径为 45mm 的圆柱面 直径为 20mm 的半圆弧 该零件视图正确 表达直 观 清楚 绘制符合国家标准 尺寸 公差 表面粗糙度以及技术要求的标注 齐全 合理 2 1 22 1 2 零件的技术要求分析零件的技术要求分析 分析零件图可知 14 锥面 58mm 圆柱面 40mm 圆柱面和 57mm 圆柱 面 45 的圆柱面的表面粗糙度 Ra 为 1 6 m 其余表面粗糙度 Ra 为 3 2 m 普通外螺纹中径 顶径公差代号为 6g 普通内螺纹中径 顶径公差代 号为 6H 螺距为 2 其余尺寸公差等级在 IT7 IT10 之间 2 1 32 1 3 零件的材料分析零件的材料分析 毛坯材料为 45 强度 硬度 塑性等力学性能好 切削性能 热处理性 能等加工工艺性能好 便于加工 能够满足使用性能 图一毛坯下料为 60mm 90mm 图二毛坯下料为 60 90mm 2 1 42 1 4 合理的标注尺寸合理的标注尺寸 零件图上的重要尺寸直接标注 在加工时使工艺基准与设计基准互为基准 并符合尺寸链最短的原则 零件图上标注的尺寸便于用卡尺或样板测量 2 22 2 确定加工方法确定加工方法 经过分析零件的尺寸精度 几何形状精度 位置精度和表面粗糙度要求 确定如下加工方法 1 外圆表面 粗车 半精车 精车 2 外螺纹 在精车的外圆表面分数次进给加工 3 内螺纹 钻孔 粗镗 半精镗 精镗 在精镗表面分数次进 给加工 2 32 3 工艺设备的选择工艺设备的选择 2 3 1 机床的选择机床的选择 机床选择的原则 要保证加工零件的技术要求 加工出合格的产品 有利于提高生产率 尽可能降低生产成本 加工费用 根据毛坯的材料和类型 零件轮廓形状复杂程度 尺寸大小 加工精度 工件数量 生产条件等要求 选用 CJK6132 数控车床 2 3 22 3 2 量具及辅助用具的选择量具及辅助用具的选择 加工过程中所需量具有 游标卡尺 千分尺 百分表 表面粗糙度样板 辅助用具有 铜片 铜锤等 2 42 4 零件的安装零件的安装 在数控机床上加工零件时 安装零件要合理选择定位基准和夹紧方案 为 提高数控机床效率 确定定位基准与夹紧方案时应注意 1 力求设计 工艺与编程计算的基准统一 互为基准原则 2 减少装夹的次数 尽可能在两次定位装夹后 加工出全部待加工表面 互为基准原则 3 避免采用占机人工调整式加工方案 节约时间 以充分发挥数控机床 的效能 2 52 5 选择夹具选择夹具 夹具用来装夹被加工工件以完成加工过程 同时要保证被加工工件的定位 精度 并使装卸尽可能方便 快捷 数控加工的特点对夹具提出了两个基本要 求 一是要保证夹具的坐标方向与机床的坐标方向相对固定 二是要协调零件 和机床坐标系的尺寸关系 根据零件的尺寸 精度要求和生产条件 选择最常用的车床通用的三爪自 定心卡盘 三爪自定心卡盘可以自动定心 夹持范围大 不需要找正 但夹紧 力小 只适用于截面为圆形 三角形 六边形的轴类和盘类中小型零件 2 62 6 刀具的选择刀具的选择 数控加工中的刀具选择和切削用量确定是在人机交互状态下完成的要求编 程人员必须掌握刀具选择和切削用量确定的基本原则 在编程时充分考虑数控 加工的特点 能够正确选择刀刃具及切削用量 数控刀具有以下特点 刚性好 尤其是粗加工刀具 精度高 抗振及热 变形小 互换性好 便于快速换刀 寿命高 切削性能稳定 可靠 刀 具的尺寸便于调整 以减少换刀调整时间 刀具应能可靠地断屑或卷屑 以 利于切屑的排除 系列化 标准化 以利于编程和刀具管理 数控机床上用的刀具应满足安装调整方便 刚性好 精度高 耐用度好等 要求 数控车床兼作粗精车削 粗车时吃刀深 进给快 要求车刀有足够的强 度 能一次进给车去较多的余量 精车时要达到图样要求的尺寸精度和较小的 表面粗糙度 车去的余量较少 要求车刀锋利 切削刃平直光洁 必要时还可 磨出修光刃 为减少换刀时间 方便对刀 提高生产效率 便于实现机械加工 的标准化 在数控车削加工时 应尽量采用机夹刀和机夹片刀 机夹片刀常采 用可转位车刀 数控车削车刀常用的一般分成型车刀 尖形车刀 圆弧形车刀以及三类 成型车刀也称样板车刀 其加工零件的轮廓形状完全由车刀刀刃的形伏和尺寸 决定 数控车削加工中 常见的成型车刀有小半径圆弧车刀 非矩形车槽刀和 螺纹刀等 在数控加工中 应尽量少用或不用成型车刀 尖形车刀是以直线形 切削刃为特征的车刀 这类车刀的刀尖由直线形的主副切削刃构成 如 90 内 外圆车刀 左右端面车刀 切槽 切断 车刀及刀尖倒棱很小的各种外圆和内孔 车刀 尖形车刀几何参数 主要是几何角度 的选择方法与普通车削时基本相同 但应结合数控加工的特点 如加工路线 加工干涉等 进行全面的考虑 并应兼 顾刀尖本身的强度 刀片材质的选择主要依据被加工工件的材料 被加工表面的精度 表面质 量要求 切削载荷的大小以及切削过程有无冲击和振动 故加工此零件选择硬 质合金刀片 根据零件的外形结构 加工需要如下刀具 硬质合金端面车刀 硬质合金 60 外圆车刀 3mm 切槽刀 60 外螺纹刀 内孔镗刀 硬质合金 55 外圆尖刀 5mm 中心钻 28 5mm 标准麻花钻 硬质合金 60 内螺纹刀 80 内镗刀 R4 的成型刀 55 内镗刀 表表 2 2 6 6 数控加工刀具卡片数控加工刀具卡片 序号 刀具号刀具规格名称数量加工表面备注 1T01 60 端面车刀 1 平端面手动 2T02 60 外圆车刀 1 粗车零件左端外轮廓自动 3T03 55 外圆尖刀 1 精车零件左端外轮廓自动 4T04 3mm 外切槽刀 1 切槽 自动 5T05 60 外螺纹刀 1 加工外螺纹 自动 6T06 5mm 中心钻 1 钻中心孔 手动 7T07 28 5mm 钻头 1 钻孔深度 22 5mm手动 8T08 60 外圆车刀 1 粗车零件右端外轮廓自动 9T09 55 外圆尖刀 1 精车零件右端外轮廓自动 10T10 80 内镗刀 1 粗镗内孔表面自动 11T11 55 内镗刀 1 精镗内孔表面自动 12T12 60 内螺纹刀 1 加工内螺纹自动 13T13 3mm 内切槽刀 1 切内槽自动 14T14 R4 成型刀 1 R4 圆弧自动 2 72 7 切削用量的选择切削用量的选择 数控编程时 必须确定每道工序的切削用量 并以指令的形式写入程序中 切削用量包括主轴转速 进给速度及背吃刀量等 切削用量的选择原则是 保 证零件加工精度和表面粗糙度 充分发挥刀具的切削性能 保证合理的刀具寿 命 充分发挥机床的性能 最大限度的提高生产率 降低成本 2 7 12 7 1 主轴转速的确定主轴转速的确定 1 车外圆时主轴转速 主轴转速应根据允许的切削速度和工件 或刀具 直径来选择 其计算公 式为 n 1000v d 其中 v 切削速度 m min 由刀具寿命决定 n 主轴转速 r min d 工件直径或刀具直径 mm 2 车螺纹时主轴的转速 在车削螺纹时 车床的主轴转速将受到螺纹的螺距 P 或导程 大小 驱 动电机的升降频特性 以及螺纹插补运算速度等多种因素影响 故对于不同的 数控系统 推荐不同的主轴转速选择范围 大多数经济型数控车床推荐车螺纹 时的主轴转速 n r min 为 n 1200 P k 式中 P 被加工螺纹螺距 k 保险系数 一般取为 80 主轴转速 n 最后要根据上述计算值 机床说明书而定 选取机床有的或较 接近计算值的转速 2 7 22 7 2 进给速度的确定进给速度的确定 进给速度是数控机床切削用量中的重要参数 主要根据零件的加工精度和 表面粗糙度要求以及刀具 工件的材料性质选取 最大进给速度受机床刚度和 进给系统的性能限制 确定进给速度的原则是 1 当工件的质量要求能得到保证时 为提高生产效率 可选择较高的进 给速度 一般在 100 200mm min 范围内选取 2 在切断 加工深孔或用高速钢刀具加工时 宜选择较低的进给速度 一般在 20 50mm min 范围内选取 3 当加工精度 表面粗糙度要求较高时 进给速度应选小一些 一般在 20 50mm min 范围内选取 4 当刀具空行程 特别是远距离 回零 时 可以设定该机床数控系统 设定的最高进给速度 2 7 32 7 3 背吃刀量的确定背吃刀量的确定 背吃刀量根据机床 工件和刀具的刚度来决定 在刚度允许的条件下 应 尽可能使背吃刀量等于工件的加工余量 这样可以减少走刀次数 提高生产效 率 为了保证加工表面质量 可以留少许加工余量 一般为 0 2 0 5mm 背吃刀量 切削深度 指 垂直于进给速度方向的切削层最大尺寸 一般指工件上已加工表面和待加工表面间的垂直距离 back engagement 对于圆柱体工件的切削加工 指是的已加工表面和待加工表面 的直径差的 1 2 即单边切削深度 在进给运动方向测量 把 每分钟进 给量 换算成 每转进给量 得到的是进刀量 切削用量的选择是否合理 对于能否充分发挥机床潜力与刀具的切削性能 实现优质 高产 低成本和安全操作具有很重要的作用 车削用量的具体选择 如下 粗车时 首先选择一个尽可能大的背吃刀量 其次选择一个较大的进给 量 最后确定一个合适的切削速度 精车时 加工精度和表面粗糙度要求较高 加工余量不大且均匀 因此选择较小的背吃刀量和进给量 如何确定加工时的切削速度 除了可参考 机械加工工艺 外 主要根据 实践经验进行确定 表表 2 7 3 数控车削用量推荐表数控车削用量推荐表 工件材料工件材料切削深度 mm 切削速度 m min 1 进给量 mm r 1 刀具材料 粗加工5 760 800 2 0 4 精加工0 2 0 3120 1500 1 0 2 YT 类 钻中心孔 500 800 钻孔 300 1 0 2 W18Cr4V 碳素钢 b 600Mpa 切断 宽度 5mm 70 1100 1 0 2YT 类 粗加工 50 700 2 0 4 精加工 70 1000 1 0 2 铸铁 200HBS 以下 切断 宽度 5mm 50 700 1 0 2 YG 类 此外 在安排粗 精车削用量时 应注意机床说明书给定的允许切削用量 范围 对于主轴采用交流变频调速的数控车床 由于主轴在低转速时扭矩降低 尤其应注意此时的切削用量选择 2 82 8 对刀点与换刀点的确定对刀点与换刀点的确定 工件装夹方式确定后 即可通过确定工件原点来确定工件坐标系 如果要 运行这一程序来加工工件 必须确定刀具在工件坐标系开始运动的起点 程序 起始点或起刀点一般通过对刀来确定 所以 该点又称为对刀点 在编制程序 时 要正确选择对刀点的位置 对刀点设置原则是 1 便于数值处理和简化程序编制 2 易于找正并在加工过程中便于查找 3 引起的加工误差小 对刀点可以设置在加工零件上 也可以设置在夹 具或机床上 尽可能设在零件的设计基准或工艺基准上 换刀点是指加工过程中需要换刀时刀具的相对位置点 换刀点往往设在工 件的外部 以能顺利的换刀 不碰撞工件和其他部件为准 本零件将对刀点设在装夹后右端面中心 换刀点设在离对刀点 x z 方向分 别为 100 100 的位置 2 92 9 工序与工步的划分工序与工步的划分 在数控机床上加工零件 工序可以比较集中 一次装夹应尽可能完成全部 工序 常用工序划分原则有 1 保证精度原则 数控加工要求工序应尽可能集中 通常粗 精加工在 一次装夹下完成 为减少热变形和切削力变形对工件的形状 位置精度 尺寸 精度和表面粗糙度的影响 应将粗 精加工分开进行 此时可用不同的机床或 不同的刀具进行加工 通常在一次安装中 不允许将零件的某一部分表面加工 完毕后 再加工零件的其他表面 对轴类或盘类零件 将待加工面先粗加工 留少量余量再精加工 以保证表面质量要求 对轴上有孔 螺纹加工的工件 应先加工表面而后加工孔 螺纹 2 提高生产效率的原则 在数控加工中 为减少换刀次数 节省换刀时 间 应在需用同一把刀加工的加工部位全部完成后 再换另一把刀来加工其他 部位 同时应尽量减少空行程 当用同一把刀加工工件的多个部位时 应以最 短的路线到达各加工部位 按照上述划分原则 综合零件一的工艺性 装夹一次为一个工序 换一次 刀为一个工步 故加工此零件划分两个工序 加工左端为第一道工序 有 5 个 工步 调头后加工为第二道工序 有 7 个工步 零件二加工右端为第一道工序 有 6 个工步 调头后加工我为第二道工序 有 5 个工步 2 102 10 加工路线的确定加工路线的确定 在数控加工中 刀具刀位点相对于工件的运动轨迹和方向称为加工路线 即刀具从对刀点开始运动起 直至结束 加工程序所经过的路径 包括切削加 工的路径及刀具引入 返回等非切削空行程 加工路线的确定原则主要有以下几点 1 应能保证零件的加工精度和表面粗糙度的要求 且效率高 2 应尽量缩短加工路线 既可以减少程序段 又可以减少刀具空程移动 时间 3 应使数值计算简单 以减少编程工作量 此外 确定加工路线时 还要考虑工件的加工余量和机床 刀具的刚度等 情况 确定是一次走刀 还是多次走刀完成加工 按照上述原则 确定如下加工路线 零件一 工序一 夹 60mm 毛坯 车左端面 粗车 58mm 外圆柱面 30mm 圆柱 R4 的圆弧面 精加工上述轮廓 切倒角 工序二 调头装夹车车右端面 粗车 14 锥面 36mm 的圆柱面 30mm 的圆柱 精加工上述轮廓 切倒角 切退刀槽 车 M30 2 外螺纹 零件二 工序一 夹 60mm 毛坯 车右端面 粗车 57mm 的圆柱 45 02mm 的圆柱 R20 的圆弧面 精加工上述轮廓 切倒角 工序二 钻 5mm 的中心钻 扩 36 1mm 沉孔 粗车内孔 精车内孔 车 M30 2 内螺纹 第第 3 3 章章 加工工序的设计加工工序的设计 经过零件的工艺分析 确定加工零件时采用调头加工 编程时尺寸公差取 中间值 编程所用尺寸说明 零件一 14 锥面小端的直径为 40mm 大段直径为 50 54mm 3 13 1 零件一零件一 3 1 13 1 1 确定工件坐标系确定工件坐标系 装夹毛坯 60mm 外圆 平端面 对刀 将工件原点设在右端面中心 此端 面为精加工表面 以后不再加工 换刀点选在离对刀点 x z 方向分别为 100 100 的位置 3 1 23 1 2 工件的装夹方式工件的装夹方式 用三爪自定心卡盘夹毛坯 60mm 外圆 探出 80mm 左右 车零件外圆至 57 98mm 处 3 1 33 1 3 加工刀具的选择加工刀具的选择 表表 3 3 1 1 3 3 加工刀具卡加工刀具卡 产品名称与代号零件名称零件一零件图号 01 序号刀具号刀具规格名称数量加工表面备注 1T01 硬质合金 60 端面车 刀 1 平端面 2T02 硬质合金 60 外圆车 刀 1 粗车外轮廓 3T03 硬质合金 55 外圆尖 刀 1 精车外轮廓 4T04 刀宽 3mm 切槽刀 1 切槽 5T05 60 外螺纹车刀 1 车外螺纹 6T06 R4 圆弧车刀 1 车圆弧 3 1 43 1 4 切削用量计算切削用量计算 根据 数控车削用量推荐表 选择合适的切削用量 1 车端面时选择主轴转速为 500r min 2 粗车外圆时 选取 Vc 120m min f 0 2mm r ap 2mm 粗加工时直 径为 60mm 则 主轴转速 n 1000Vc d 1000 120 3 14 60 r min 636r min 进给速度 F f n 0 2 636 mm min 127mm min 考虑刀具强度 机床刚度等实际情况 选择 n 600r min F 150mm min ap 2mm 3 精车外圆时 选取 Vc 150m min f 0 1mm r ap 0 2mm 精加工时 取直径 40mm 则 主轴转速 n 1000Vc d 1000 150 3 14 40 r min 1194r min 进给速度 F f n 0 1 1194mm min 119 4mm min 考虑刀具强度 机床刚度等实际情况 选取 n 1200r min F 100r min ap 0 2mm 4 车槽时 选择 Vc 70m min f 0 1mm r 车槽时直径为 27mm 则 主轴转速 n 1000Vc d 1000 70 3 14 27 r min 825r min 进给速度 F f n 0 1 825 mm min 82 5mm min 考虑刀具强度 机床刚度等实际情况 选取 n 800r min F 30r min 5 车螺纹时 主轴转速 n 1200 P k k 为安全系数 一般取 80 则 n 1200 2 80 r min 520r min 考虑刀具强度 机床刚度等实际加工情况 选取 n 400r min 3 1 53 1 5 加工工艺过程卡加工工艺过程卡 表表 3 3 1 1 5 5 零件一加工工艺过程卡零件一加工工艺过程卡 产品型号 单位 宜宾职业技术学院 产品名称零件一 材料牌 号 45 毛坯种类棒料 毛坯外 形尺寸 60 90 工序号工序号工序内容车间机床工艺装备 1 下料棒料 60 90 下料车 间 锯床 2 数车 夹一端车外圆至 30 倒角 2 45 48 2 R4 的圆弧 数控车 间 CJK6132 三爪卡盘 3 数车 调头装夹 平端面 保证总长至尺寸 保 证尺寸要求 车各外 圆 端面圆弧 锥度 保证外圆 58 和 36 锥度为 14 车槽 3 1 5 车螺纹 M30 2 数控车 间 CJK6132 三爪卡盘 4 去毛刺去毛刺 清理钳工室 5 检验按图样要求检验检验室 6 入库涂油入库库房 设计校对审核标准化会签 标记处数更改文件号 3 1 63 1 6 加工程序加工程序 0001 程序头 T0202 选择 2 号 80 菱形外圆车刀 建立工件坐标系 M03S600M07 主轴以 600r min 的速度正转 切削液开 G00X65Z5 将刀具定位在工件外表面 G71U2R2P10Q20X0 2Z0 1F150 外轮廓粗车循环并指定精车路线 N10 N20 G00X100 刀具移动到换刀点 Z100 T0303 换 3 号 55 菱形外圆车刀精车外轮廓 N10G42G00X26 定位刀具 S1200 精车外轮廓时主轴转速为 1200r min G01Z0F100 精车外轮廓时合成进给速度为 100mm min X30Z 2 Z 28 X39 2416 X46 985W 22 Z 82 N20X65 G40X100 取消刀补 刀具移动到换刀点 Z100 T0404 选择 4 号外切槽刀 S400 主轴转速为 400r min G00X55 定位刀具 Z 52 M98P0002L3 调用切槽的子程序 G00X100 刀具移动到换刀点 Z100 T0505 选择 5 号 60 外螺纹刀 S400 主轴转速为 400r min G00X35Z5 定位刀具 G82X29 1Z 23R 3E1F2 车第一刀 G82X28 5Z 23R 3E1F2 车第二刀 G82X27 9Z 23R 3E1F2 车第三刀 G82X27 5Z 23R 3E1F2 车第四刀 G82X27 4Z 23R 3E1F2 车第五刀 G82X27 4Z 23R 3E1F2 光整 GOOX100 退刀 Z100 M09 切削液关 M05 主轴停转 M30 主程序结束 0002 切槽子程序程序头 G91G00Z 5 015 移动刀具 G90G01X40F30 切槽 G04P4 X55 W 0 5 X40 G04P4 X55 M99 子程序结束 返回主程序 3 1 73 1 7 加工工序卡片加工工序卡片 表表 3 3 1 1 7 7 加工工艺过程卡加工工艺过程卡 工序号 程序 编 号 零件 图 号 零件 名 称 使用 设 备 产品 名 称 夹具 名 称 夹具 编 号 材料 1 20001 零件一 数控 车 床 三爪 卡盘 145 切削三要素 主轴 转 速 被吃 刀 量 进给 速 度 加工 内容 刀具号 刀具 名 称 刀具 规 格 mm r minmmmm min 加工 余 量 mm 备注 车端面 T01 45 端面 车刀 0 8500 300 手动 粗车外圆 T02 60 外圆 车刀 0 860021500 2 自动 精车外圆 T03 55 外圆 尖刀 0 812000 21000 自动 粗车外圆 T02 60 外圆 车刀 0 860021500 2 自动 精车外圆 T03 55 外圆 尖刀 0 812000 21000 自动 切槽 T04 外切槽刀 3400 300 自动 车螺纹 T05 60 外螺 纹刀 0 8400 0 自动 3 1 83 1 8 加工中的难点与解决方案加工中的难点与解决方案 1 螺纹切削说明 螺纹切削应注意在两端设置足够的升速进刀段和降速退刀段 以剔除两端 因变速而出现的非标准螺距的螺纹段 在螺纹切削过程中 进给速度修调功能和进给暂停功能无效 在螺纹加工过程中 不应该使用恒线速控制功能 从粗加工到精加工 主轴转速必须保持一致 否则螺距将发生变化 2 螺纹加工 当牙型较深 螺距较大时 可分数次进给 常用螺纹切削的进给次数 与背吃刀量参考 数控加工与编程 3 外圆车刀刀尖为圆弧 可以提高加工表面粗糙度 加工时采用这样的车刀车内 外圆和端面时 刀尖圆弧不影响加工尺寸和形状 但转角处的刀尖无法车出 并且在切削 锥面或圆弧面时 会造成过切或少切 因此 在加工时要采用刀尖半径补偿来消除误差 3 23 2 零件二零件二 3 2 13 2 1 尺寸链的计算尺寸链的计算 封闭环的基本尺寸等于所有增环基本尺寸减所有减环的基本尺寸 封闭环 的上偏差等于所有增环的上偏差减所有减环的下偏差 封闭环的下偏差等于所 有增环的下偏差减所有减环的上偏差 通过尺寸链的计算 算出零件右端长度为 43 0 12mm 3 2 23 2 2 确定工件坐标系确定工件坐标系 测量总长 计算端面车削长度 车 57mm 圆柱面 平端面 对刀 设置工 件原点 换刀点选在离对刀点 x z 方向分别为 100 100 的位置 3 2 33 2 3 工件的装夹方式工件的装夹方式 用三爪自定心卡盘夹毛坯 60mm 外圆 探出 80mm 左右 车零件外圆至 57 00mm 处 3 2 43 2 4 加工刀具选择加工刀具选择 表表 3 3 2 2 4 4 加工刀具卡加工刀具卡 产品名称与代号零件名称零件二零件图号 02 序号刀具号刀具规格名称数量加工表面备注 1T01 硬质合金 60 端面车 刀 1 平端面 2T02 硬质合金 60 外圆车 刀 1 粗车外轮廓 3T03 硬质合金 55 外圆尖 刀 1 精车外轮廓 4T04 5mm 中心钻 1 钻中心孔 5T05 28 5mm 钻头 1 深度为 22 5mm 6T06 80 内圆车刀 1 粗车内孔 7T07 55 内圆车刀 1 精车内孔 8T08 60 内螺纹刀 1 车内螺纹 9T09 3mm 内切槽刀 1 车退刀槽 3 2 53 2 5 切削用量计算切削用量计算 根据 数控车削用量推荐表 选择合适的切削用量 1 用端面车刀手动车端面时 主轴转速为 500r min 2 打中心孔时主轴转速选取 400r min 3 粗 精车外轮廓时 切削用量的选择与车左端时相同 粗车时 主 轴转速为 600r min 进给速度为 150mm min 背吃刀量为 2mm 精车时 主轴 转速为 1200r min 进给速度为 100mm min 背吃刀量为 0 2mm 4 钻孔时主轴转速选取 400r min 5 粗镗孔时 选取 Vc 80m min f 0 2 ap 1mm 加工时直径为 22mm 则 主轴转速 n 1000Vc d 1000 80 3 14 22 r min 1158r min 进给速度 F f n 0 2 1158 mm min 231mm min 考 虑刀具强度 机床刚度等实际加工情况 选择 n 600r min F 150mm min ap 1mm 6 精镗孔时 选取 Vc 120m min f 0 1mm r ap 0 2mm 精加工时取 直径 27mm 则 主轴转速 n 1000Vc d 1000 120 3 14 27 r min 1415r min 进给速度 F f n 0 1 1415 mm min 141mm min 考虑 刀具强度 机床刚度等实际情况 选择 n 1000r min F 80mm min ap 0 2mm 7 车内螺纹时 主轴转速 n 1200 P k k 为安全系数 一般取 80 则 n 1200 2 80 r min 520r min 考虑刀具强度 机床刚度等实 际情况 选取 n 400r min 3 2 63 2 6 工艺路线工艺路线 表表 3 3 2 2 6 6 零件二加工工艺过程卡零件二加工工艺过程卡 产品型号 单位 宜宾职业技术学院 产品名称零件二 材料牌 号 45 毛坯种类棒料 毛坯外 形尺寸 60 90 工序号工序号工序内容车间机床工艺装备 1 下料棒料 60 90下料车间锯床 2 数车 平端面 保证总长至 尺寸 车各外圆 R20 的圆弧 保证外圆 45 和 57 车槽 3 1 5 车倒角 数控车间 CJK613 2 三爪卡盘 3 数车 打中心孔 钻 28 5mm 深度为 22 5mm 的孔 数控车间 CJK613 2 三爪卡盘 4 数车 调头装夹 粗精镗内 孔 扩 36 01 沉孔 精镗 30 车退刀槽 车内螺纹 车倒角 数控车间 CJK613 2 三爪卡盘 5 去毛刺去毛刺 清理钳工室 6 检验按图样要求检验检验室 7 入库涂油入库库房 设计校对审核标准化会签 标记处数更改文件号 2 2 72 2 7 加工程序加工程序 0003 程序头 T0808 选择 8 号 45 外圆车刀 建立工件坐标系 M03S600M07 主轴以 600r min 的速度正转 切削液开 G00X65Z5 刀具定位 G71U2R2P10Q20E0 2F150 外轮廓粗车循环指定精加工路线 N10 Q20 G00X100 刀具移动到换刀点 Z100 T0909 换 9 号 30 外圆尖刀 N10G42G00X35 985 刀具定位 并加刀补 S1200 精加工时主轴转速为 1200r min G01Z 7 3726F100 精加工合成进给速度为 100mm min G02X40 4444Z 13 6580R10 G03X35Z 49 2289R26 G01Z 63 N20X65 G40G00X100 取消刀补 并退刀 Z100 M05 主轴停转 M30 程序结束 0004 程序头 T1010 选择 10 号 80 内镗刀 M03S600M07 粗镗时主轴转速为 600r min G00X18Z5 刀具定位 G71U2R2P30Q40X 0 2Z0 1F150 内孔粗车循环指定精加工路线 N10 N20 G00X100 刀具移动到换刀点 Z100 T1111 换 11 号 55 内镗刀 N30G41G00X31 402 刀具定位 加刀补 S1000 精镗时主轴转速为 1000r min G01Z0F100 精镗时合成进给速度为 100mm min X27 402Z 2 Z 32 N40X18 G40G00Z100 取消刀补并退刀 X100 T1212 选择 12 号 60 内螺纹刀 S400 主轴转速为 400r min G00X23Z5 刀具定位 G82X28 302Z 25R 3E 1F2 车第一刀 G82X28 902Z 25R 3E 1F2 车第二刀 G82X29 502Z 25R 3E 1F2 车第三刀 G82X29 902Z 25R 3E 1F2 车第四刀 G82X30Z 25R 3E 1F2 车第五刀 G82X30Z 25R 3E 1F2 光整 G00X100 退刀 Z100 M09 切削液关 M05 主轴停转 M30 程序结束 3 2 8 加工工序卡片加工工序卡片 3 2 93 2 9 加工中的难点与解决方案加工中的难点与解决方案 1 在左端加工之前 应测量剩余毛坯的长度 保证所需要的尺寸 63 0 12mm 工序号 程序 编号 零件 图 号 零件 名 称 使用 设 备 产品 名 称 夹具 名称 夹具 编 号 材料 1 2 0002 零件二 数控 车 床 三爪 卡盘245 切削三要素 主轴 转 速 被吃 刀 量 进给 速度加工 内容 刀具 号 刀具 名 称 刀具 规 格 mm r minmmmm min 加工 余 量 mm 备注 车端面T01 60 端面 车刀 0 8500 300手动 粗车 外圆T03 60 外圆 车刀 0 860021500 2自动 精车 外圆T04 55 外圆 尖刀 0 812000 21000自动 钻中 心孔T02中心钻5400 手动 钻孔T05 标准 麻 花钻 28 5400 0手动 粗镗孔T06 80 内镗 刀 0 860011500 2自动 精镗孔T07 55 内镗 刀 0 810000 21000自动 槽刀T08切内槽3400300自动 车内 螺纹T09 60 内螺 车刀 0 8400 0自动 2 用三爪卡盘夹已加工表面 47mm 外圆时 为保护已加工表面精度 应加垫铜片 夹紧后应用百分表测量同轴度 用铜锤轻轻敲打校正 3 加工圆弧面和圆球面时 为保证尺寸 形状等技术要求 不产生过切 或少切现象 在编程时 应考虑刀具半径补偿 4 钻孔时 尺寸不易保证 在钻孔时 当钻头接触工件时记下刻度值 计算出孔深所需刻度 根据计算值手动进给钻孔 5 加工螺纹时应分数次进给 参考 数控加工与编程 表 2 2 选择螺纹 切削的进给次数与背吃刀量 3 3 0 3 0 公差与配合公差与配合 螺纹连接是一种广泛使用的可拆卸的固定连接 具有结构简单 连接可 靠 装拆方便等优点 要区分不同的螺纹 就要掌握说明螺纹特点的一些参数 以广泛应用的 圆柱普通螺纹为例 螺纹的主要参数如下 1 大径 d 外径 D 与外螺 纹牙顶相重合的假想圆柱面直径 亦称公称直径 2 小径 内径 d1 D1 与外螺纹牙底相重合的假想圆柱面直径 在强度计算中作危险剖面的计算 直径 3 中径 d2 在轴向剖面内牙厚与牙间宽相等处的假想圆柱面的 直径 近似等于螺纹的平均直径 d2 0 5 d d1 4 螺距 P 相邻两牙在 中径圆柱面的母线上对应两点间的轴向距离 5 导程 S 同一螺旋线 上相邻两牙在中径圆柱面的母线上的对应两点间的轴向距离 6 线数 n 螺纹螺旋线数目 一般为便于制造 n 4 螺距 导程 线数之间关系 L nP 7 螺旋升角 在中径圆柱面上螺旋线的切线与垂直于螺旋线轴线的平 面的夹角 8 牙型角 螺纹轴向平面内螺纹牙型两侧边的夹角 牙型斜 角 指螺纹牙型的侧边与螺纹轴线的垂直平面的夹角 对称牙型 牙型角大 自锁性能好 而且牙根厚 强度高 故多用于联接 常用的有 普通螺纹 英制螺纹和圆柱管螺纹 1 普通螺纹 国家标准中 把牙型角 60 的三角形米制螺纹称为普通螺纹 大径 d 为公称直径 同一公称直径可 以有多种螺距的螺纹 其中螺距最大的称为粗牙螺纹 其余都称为细牙螺纹 粗牙螺纹应用最广 细牙螺纹的小径大 升角小 因而自锁性能好 强度高 但不耐磨 易滑扣 适用于薄壁零件 受动载荷的联接和微调机构的调整 第第 4 章章 注意事项注意事项 4 14 1 数控车床操作注意事项数控车床操作注意事项 1 程序输入阶段 程序输入时应正确 避免字母 数字和符号的输入错误 程序输入应符合系统格式 2 零件加工阶段 检查数控系统是否已回参考点 安装车刀 确认车刀安装的刀位和程序中编程所需的刀号一致 对刀 车刀对刀完毕后 应确认对刀的正确性 确认精车刀对刀的精确性 加工前仔细检查和确认是否符合自动加工运行模式 在数控车间操作机床时要注意安全 严格按照 数控机床设备安全操作规 程 要求操作 第第 5 5 章章 成品自检数据成品自检数据 零件的加工质量包括加工精度和表面质量 加工精度是指实际零件的形状 尺寸和理想零件的形状 尺寸相符合的程 度 其中加工精度有尺寸精度 形状精度和位置精度 尺寸精度是指实际零件 的尺寸和理想零件的尺寸相符合的程度 常用游标卡尺 百分尺等来检验 零 件的形状精度是指同一表面的实际形状与理想形状相符合的程度 形状精度通 常用直尺 百分表 轮廓测量仪等来检验 位置精度是指零件点 线 面的实 际位置与理想位置相符合的程度 位置精度常用游标卡尺 百分表 直角尺等 来检验 表面质量的指标有表面粗糙度 表面加工硬化的程度 残余应力的性质和 大小 表面质量的主要指标是表面粗糙度 表面粗糙度用表面粗糙度样板测量 经测量 零件图一总长为 71 01mm M30 2 6g 所在圆柱面长度为 18mm 实际槽宽为 3mm 57 98mm 圆柱面实际测量为 57 97mm 35 98mm 圆柱面 实际测量