编写轴类零件加工工艺.doc

泉州信息职业技术学院泉州信息职业技术学院 毕业设计 论文 题目 题目 编写轴类零件加工工艺 院 系 院 系 机电工程系 专专 业 业 机电设备维修与管理 届届 别 别 2012 届 学学 号 号 090017002 姓姓 名 名 张一新 指导老师 指导老师 魏贤平 泉州信息学院教务处印制泉州信息学院教务处印制 泉州信息职业技术学院 毕业设计 论文 任务书 09年级 机电工程系机电设备维修与管理专业 设计 论文 目 编写轴类零件加工工艺 学 生 姓 名张一新学 号090017022 起 迄 日 期20 11 年12 月20 日 20 12 年3月23 日 设 计 地 点泉州信息学院 指 导 教 师魏贤平 教研室主任魏贤平 院 系 领导高连库 2011 年 12 月 20 日 1 毕业设计 论文 的目的 通过这次毕业设计使我对以前所学的知识更加运筹帷幄 在进行初步系统回顾之 后 大脑形成一初步印象 各专业课之间相关联的知识也能很好的理解而且熟练的 操作技能来源我们平时对专业知识的掌握程度 2 毕业设计 论文 任务的内容和要求 包括原始数据 技术指标 工作要求等 内容 数控技术的概念及理论 轴类零件的工艺分析 加工方法及程序的编制 要求 1 独立完成所选课题的设计以论文 2 从摘要来简述该设计课题及论文的注意内容 3 论文要以设计内容为核心而开展 不能脱离设计主题 4 网上的书本和一些期刊 3 参考文献 徐嘉元主编 机械加工工艺基础 北京 机械工业出版社 1989 9 罗春华 刘海明 数控加工工艺简明教程 北京 北京理工大学出版社 2007 3 吴宗泽 罗圣国主编 机械设计课程设计手册 北京 高等教育出版社 1996 4 倪森寿 机械制造工艺与装备习题集和 课程设计指导书 北京 化学工业出版社 200 年 6 月 49 84 徐宏海 数控加工工艺 北京 化学工业出版社 2003 年 11 月 罗春华 数控加工工艺简明教程 北京理工大学出版社 2007 3 4 毕业设计 论文 进度计划 起 迄 日 期工作内容备注 2011 12 20 2011 12 21 12 28 2012 1 3 1 15 2012 1 16 2 10 2012 2 11 2 28 2012 3 23 获得毕业论文题目 向老师了解 轴类零件加工的相关知识 同时增加也上网了解轴类零件加工的知识 并整理出相关的材料做好写毕业论文前期 的准备的计划 根据之前所整理的材料 开始写论文 完成论文的提纲 并交给指导老师 进行 修改 对论文的理论部分进行总结 初步完成论 文 并交给指导老师修阅 完成该命题论 文的第三次修改 再次提交老师审阅 完成最后一次修改完成论文制作 教研室审核意见 主 任 年 月 日 摘要摘要 数控机床加工工艺与普通机床加工工艺在原则上基本相同 但数控加工的整个过 程是自动进行的 数控加工的工序内容比普通机床的加工的工序内容复杂 这是因为 数控机床价格昂贵 若只加工简单的工序 在经济上不合算 所以在数控机床上通常 安排较复杂的工序 甚至是在通用机床上难以完成的那些工序 数控机床加工程序的 编制比普通机床工艺规程编制复杂 这是因为在普通机床的加工工艺中不必考虑的问 题 如工序内工步的安排 对刀点 换刀点及走刀路线的确定等问题 在数控加工时 这一切都无例外地都变成了固定的程序内容 正由于这个特点 促使对加工程序的正 确性和合理性要求极高 不能有丝毫的差错 否则加工不出合格的零件 关键词关键词 轴类零件 数控车削 工艺设计轴类零件 数控车削 工艺设计 目录目录 第一章第一章 序言序言 一 数控技术的概念及理论 7 一 数控技术的概念 7 一 数控技术的基本理论 7 二 数控技术的发展方向 7 第二章第二章 方案分析与论证方案分析与论证 一 零件工艺分析 8 一 零件工艺分析 9 1 零件图分析 9 2 工艺分析 9 3 编程原点选择 9 二 选择零件毛坯 10 二 加工方法的选择 10 一 数控车削加工方法拟订 10 1 数控车削加工外圆回转体零件与端面加工方法的选择 10 2 数控车削加工内圆回转体加工方法的确定 11 3 数控车削加工螺纹加工方法的确定 11 三 机床与刀具的选择 11 一 机床的选择 11 1 SSCK20 500 数控车床的用途 11 2 SSCK20 500 数控车床布局 12 3 SSCK20 500 数控车床主要技术参数 12 二 刀具的选择 13 四 定位与夹紧方式的确定 15 一 定位与夹紧方式 15 五 加工顺序的安排 15 一 加工顺序的安排 15 六 确定走刀路线和工步顺序 16 一 确定加工顺序和走刀路线 16 1 工步顺序的确定 16 2 走刀路线的确定 17 七 切削用量的选择 19 一 切削用量的选择 19 二 数控加工工艺卡片拟订 22 八 对刀点与换刀点的确定 24 一 对刀点 24 二 换刀点 24 九 高速切削技术 25 十 程序的编制 26 一 零件各结点尺寸计算就 26 二 程序的编制 27 第三章第三章 结论结论 设计小结 33 第四章第四章 致谢语致谢语 34 第五章第五章 参考文献参考文献 35 第一章第一章 序言序言 传统的机械加工都是用手工操作普通机床作业的 加工时用手摇动机械刀具切削 金属 靠眼睛用卡尺等工具测量产品的精度的 现代工业早已使用电脑数字化控制的 机床进行作业了 数控机床可以按照技术人员事先编好的程序自动对任何产品和零部 件直接进行加工了 这就是我们说的 数控加工 数控加工广泛应用在所有机械加工 的任何领域 更是模具加工的发展趋势和重要和必要的技术手段 一 数控技术的概念及理论一 数控技术的概念及理论 一 数控技术的概念 一 数控技术的概念 数控 英文名字 Numerical Control 简称 NC 技术是指用数字 文字和 符号组成的数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制的技术 也可以说成是 数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术 数控一般是采用 通用或专用计算机实现数字程序控制 因此数控也称为计算机数控 Computer Numerical Control 简称 CNC 国外一般都称为 CNC 它所控制的通常是位置 角度 速度等机械量和与机械能量流向有关的开关量 二二 数数控控技技术术的的基基本本理理论论 数控机床是按照事先编制好的加工程序 自动地对被加工零件进行加工 我 们把零件的加工工艺路线 工艺参数 刀具的运动轨迹 位移量 切削参数 主 轴转数 进给量 背吃刀量等 以及辅助功能 换刀 主轴正转 反转 切削液开 关等 按照数控机床规定的指令代码及程序格式编写成加工程序单 再把这程序 单中的内容记录在控制介质上 如穿孔纸带 磁带 磁盘 磁泡存储器 然后输 入到数控机床的数控装置中 从而指挥机床加工零件 二 数控技术的发展方向二 数控技术的发展方向 随着科学技术的发展 数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化 使制造业成为工业化的象征 而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大 他对 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 因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势 世界先进制造技术的兴起和 不断成熟 对数控加工技术提出了更高的要求 超高速切削 超精密加工等技术的应 用 对数控机床的各个组成部分提出了更高的性能指标当今的数控机床正在不断采用 最新技术成就 朝着高速化 高精度化 多功能化 智能化 系统化与高可靠性等方 向发展 第二章 方案分析与论证第二章 方案分析与论证 一 零件工艺分析一 零件工艺分析 一 零件工艺分析 一 零件工艺分析 1 1 零件图分析零件图分析 图 1 1 所示零件从结构图来看该零件包括内 外的加工 内表面主要是孔 外表 面由圆柱 圆锥 顺圆弧 逆圆弧及螺纹等表面组成 其中多个直径以及宽度尺寸有 较严的尺寸精度和表面粗糙度等要求 适合数控车削加工 球面 S 48 的尺寸公差还 兼有控制该球面形状 线轮廓 误差的作用 尺寸标注完整 轮廓描述清楚 零件材 料为 45 钢 该材料具有较高的强度以及较好的韧性 塑性 可在供应状态和正火状态 下使用 制照力学性能要求不高的零件 进行调质处理后 制造要求良好力学性能的 零件 无热处理和硬度要求 零件生产批量为单件小批量 2 2 工艺分析工艺分析 1 图样上给定的内孔直径 28 圆柱尺寸 35 42 和 52 宽度尺寸 4 和 3 取 中值作为编程的尺寸依据 其他尺寸皆取基本尺寸作为编程尺寸依据 2 52 的圆柱与 28 的孔有较高的同轴度要求 加工时必须以同一个定位基准进 行加工 3 28 的公差等级为 IT8 表面粗糙度 Ra 为 1 6 宜采用钻 扩进行加工以保证 尺寸和表面粗糙度的要求 4 在轮廓曲线上 有三处为圆弧 其中两处为既过象限又改变进给方向的轮廓曲 线 因此在加工时应进行机械间隙补偿 以保证轮廓曲线的准确性 5 零件中有比较大的圆弧需要进行加工 为了不使加工过程中出现过切现象选择 较大副偏角的车刀进行加工 3 3 编程原点选择编程原点选择 零件在加工中需要二次掉头装夹 从图纸上进行尺寸坐标分析 应设置两个编程原点 两个工件坐标系的编程原点均应选在零件装夹后的右端面 精加工面 如图 1 2 所示 第一次装夹工件原点 第二次装夹工件原点 图 1 2 二 选择零件毛坯二 选择零件毛坯 该零件为 45 钢 生产类型为单件小批量生产 根据上述原始资料以及加工工艺 确定毛坯尺寸如下 该零件最大外圆直径为 52mm 查 机械制造工艺设计简明手册 以下简称 工 艺手册 表 2 2 得知毛坯直径应为 55mm 长度尺寸为 145 0 08 二 二 加工方法的选择加工方法的选择 一 一 数控车削加工方法拟订数控车削加工方法拟订 加工方法的选择原则是保证加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求 由于获得 同一级精度及表面粗糙度的加工方法一般有许多 因而在实际选择时 要结合零件的 形状 尺寸大小和热处理要求等全面考虑 1 1 数控车削加工外圆回转体零件与端面加工方法的选择数控车削加工外圆回转体零件与端面加工方法的选择 1 52 42 和 35 的尺寸精度等级为 IT7 并且 52 和 35 外圆柱表面粗糙度 Ra 为 1 6 参考 数控加工工艺简明教程 表 3 14 可知加工这些圆柱时宜采用粗车 半精车 精车三步加工 2 零件左端外圆尺寸精度以及表面粗糙度要求不高所以可以采用粗车 精车进行 加工以缩短工时 由于零件左端有螺纹需要加工并且螺纹精度要求较高 而为了达到螺 纹加工的精度要求所以在加工零件左端外圆时须将外圆尺寸加工为 29 8mm 3 对于圆锥面采用衡线速度进给切削 以保证圆锥尺寸精度 2 2 数控车削加工内圆回转体加工方法的确定数控车削加工内圆回转体加工方法的确定 28 00 04 盲孔 孔的精度要求在 IT8 IT9 之间 参考 数控加工工艺简明教程 表 3 16 获知宜采用钻 扩进行加工 以保证尺寸和表面粗糙度的要求 参考 工艺手册 表 2 3 9 以及 2 3 12 确定工序尺寸及余量为钻孔 26 0mm 扩 孔 27 8mm 2Z 1 8mm 铰孔 28 00 04 2Z 0 2mm 3 3 数控车削加工螺纹加工方法的确定数控车削加工螺纹加工方法的确定 由于该零件中螺纹加工精度要求较高 为了保证其螺距和牙深的精度故采用 G92 螺 纹加工指令进行加工 三 三 机床与刀具的选择机床与刀具的选择 一 一 机床的选择机床的选择 数控车床 其型号为 SSCK20 500 装配 FANUC OTC 系统 1 1 SSCK20 500SSCK20 500 数控车床的用途数控车床的用途 SSCK20 500 数控车床主要用于加工轴类零件和盘类零件的内外圆柱表面 圆锥面 螺纹表面 成形回转体表面 还可以进行钻孔 扩孔 铰孔 镗孔 镗孔和车端面 切 槽 倒角等加工 2 2 SSCK20 500SSCK20 500 数控车床布局数控车床布局 SSCK20 500 数控车床为两坐标联动控制的卧式车床 床身采用向后倾斜 45 使 刀具的调整及操作更为方便安全 导轨采用直线滚动导轨或镶钢导轨 因摩擦系数小 从而增加了耐磨性和精度的保持性 提高了刀架的快移速度并延长机床使用寿命 主轴 采用普通电动机 变频调速 主轴卡盘和尾座在结构设计上均采用液压控制 压力的大 小可分别用减压阀进行调整 倾斜滑板上安装有回转刀架 设有 6 个工位 滑板上分别 安装有 X 轴和 Z 轴的进给传动装置 根据用户的要求 主轴箱前端面上可以安装对刀仪 用于数控车床的对刀 3 3 SSCK20 500SSCK20 500 数控车床主要技术参数数控车床主要技术参数 机身上最大回转直径 400mm 夹盘直径 200mm 最大切削直径 200mm 最大切削长度 500mm 主轴转速范围24r min 2400r mm 连续无级 主轴直径 55mm 滑鞍最大纵向行程 550mm 滑板最大横向行程 200mm 快速移动速度 X 轴 6m min Z 轴 12m min 刀架工位数 6 工位 刀具规格车刀 20mm 20mm 工具孔直径 32mm 选刀方式顺时针方向 最小输入当量X 轴 直径 0 001mm Z 轴 0 001mm 尾坐套筒直径 70mm 尾座套筒最大行程 60mm 顶尖锥孔莫式 4 号 主电动机功率连续载荷 11kw 进给伺服电动机功率X 轴 AC0 6kw Z 轴 AC0 6kw 液压站电动机功率 1 1kw 切削液电动机功率 0 0125kw 机床外形尺寸 长 宽 高 2600mm 12400mm 1715mm 机床净质量 2300kg 二 刀具的选择 二 刀具的选择 将所选刀具参数填如表 3 1 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 应选择较大副偏角 必要时可以 作图检验 图 3 1 所示 为一圆弧面过渡到圆柱面时交点的切线与圆柱面的夹角 由图 可知在加工这一过渡表面时 k r最小为 560 同时 为了使粗加工时候能够切除更多的 毛坯余量参考图 3 2 确定粗加工刀具最小后角 k r 430 图 3 1 图 3 2 表 3 1 数控加工刀具卡 产品名称或代号零件名称零件图号 序号刀具号刀具规格名称数量加工表面刀尖半径备注 1T01 90 硬质合金外 圆车刀 1 车端面及粗车外轮廓 0 5 刀具后角 43 2T02 5 中心钻 1 钻 5mm 中心孔 3T03 25 钻头 1 钻孔 4T04 扩刀 1 扩孔 5T05 绞刀 1 绞刀 6T06 90 硬质合金外 圆车刀 1 半精车外轮廓 0 3 刀具后角为 56 7T07 93 硬质合金外 圆车刀 1 精车外轮廓 0 2 刀具后角为 56 8T08 宽度为 3mm 切槽 刀 1 切槽 9T09 60 外螺纹车刀 1 车 M30 螺纹 0 1 刀尖角为 59 30 四 四 定位与夹紧方式的确定定位与夹紧方式的确定 一 定位与夹紧方式 一 定位与夹紧方式 此工件必须分两次装夹 由于左端外表面为螺纹 不适于做装夹表面 所以第一次 装夹工件左端 加工右端 为了防止由于切削力的作用而产生轴向位移 必须在卡盘内 装一限位支撑 或者利用工件的台阶面进行限位 此处利用工件台阶面进行定位 使用 三爪自定心卡盘夹持 考虑到此工序需要加工的零件较长所以需要在右端面加一顶尖 采取一夹一顶的方式进行装夹 如图 4 1a 所示 第一次装夹完成 S 48 球面 R48 圆弧 R9 圆弧 R8 圆弧 35 外圆 52 外圆 圆锥面 槽 28 内孔 1X45 倒角的粗 精加工 第二次装夹如图 4 1b 所示 完成 30 外圆 螺纹 2X45 倒角 1X45 倒 角的粗精加工 图 4 1a 零件 的第 一次 装夹 图 4 1b 零件的第二次装夹 五 五 加工顺序的安排加工顺序的安排 一 加工顺序的安排 一 加工顺序的安排 按照加工内容确定加工顺序如下 第一次装夹时 第一步 装夹 55 圆柱表面 钻 5 中心孔 第二步 用顶尖顶紧工件右端面 粗车 S 48 球面 R9 外圆 R8 外圆 35 圆柱 圆锥面 52 圆柱 第三步 半精车外圆表面 第四步 钻 26 孔 第五步 扩孔至 27 8 第六步 铰孔至尺寸要求 第七步 精车外圆表面 调头装夹 第二次装夹时 第一步 粗车 30 外圆表面 加工 2X450和 1X450倒角 第二步 从左至右精车外圆表面 第三步 车削 M30X2 6g 螺纹 以上工艺过程详见表 7 1 数控加工工序卡 六 六 确定走刀路线和工步顺序确定走刀路线和工步顺序 一 一 确定加工顺序和走刀路线确定加工顺序和走刀路线 1 1 工步顺序的确定工步顺序的确定 在第一次装夹时 工步顺序的确定按照由内到外 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 可以先粗 半精 加工外圆各表面 考虑到粗加工刀具为了保证刀具的耐用度副角不宜过大 为了避免粗 加工时候刀具后刀面与零件发生干涉 使得零件报废 造成不必要的浪费从而确定如图 6 1 所示粗加工零件轮廓图 调整后尺寸如图所示 其它基本尺寸不变 再加工内孔各 表面至尺寸以及表面粗糙度要求 然后再进行外圆各表面的精加工 在第二次装夹时 结合零件的结构特征 首先对零件外圆进行粗 精加工再车 M30 2 6g 螺纹 图 6 1 2 2 走刀走刀路线的确定路线的确定 在数控加工中 刀具刀位点相对于工件运动轨迹称为走刀路线 编程时 走刀路线 的确定原则主要有以下几点 1 走刀路线应保证被加工零件的精度和表面粗糙度 且效率高 2 使数值计算简单 以减少编程工作量 3 应使走刀路线最短 这样既可减少程序段 又可减少空刀时间 4 此外 确定走刀路线时 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 还是多次走刀来完成加工等 由于该数控车床具有循环功能 只要编程正确 数控系统就会自动确定粗车以及螺 纹车削路线 因此 该零件的粗车以及螺纹车削路线不需要人为确定进给路线 我们 只要指定零件的精车路线 本工件的精车路线如图 6 2 所示 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 图 6 2 a 图 6 2 b 说明 图 6 2 a 示为第一次装夹时外圆精车走刀路线 图中点 A 250 0 150 0 为换刀 点点 B 55 0 7 0 为精车起刀点 点 C 12 735 4 543 为切入点 为切了避免切入时损坏 工件故采取圆弧切切入 图 6 2 b 示为第二次装夹时外圆精车走刀线 图中 a 点为换刀 点 100 0 100 0 点 b 为精车起刀点 55 0 5 0 精车切入点 c 53 985 35 七 七 切削用量的选择切削用量的选择 一 一 切削用量的选择切削用量的选择 切削用量的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和每转进给量然后根据式 1 1 和 1 2 计算主轴转速与进给速 度 VC dn 1 000 1 1 n 1200 p k 1 2 式中 VC 切削速度 单位 m min d 切削刃上选定点处所对应的工件或刀具的回转直径 单位 mm n 工件的转速 单位为 r min P 被加工螺纹螺距 单位为 mm K 保险系数 一般为 80 计算过程如下 第一次装夹 钻孔 28 00 04mm 钻孔 26 1 背吃刀量 ap 13mm 2 进给量 根据 数控加工工艺简明教程 表 6 4 选用 f 0 4mm r 3 切削速度 根据 数控加工工艺简明教程 表 6 4 选用 Vc 20m min 4 主轴转速 由公式 1 1 得 20 3 14 26n 1 000 求得 n 245r min 经查表取 n 250r min 扩孔 27 8mm 1 背吃刀量 ap 18 9mm 2 进给量 根据 数控加工工艺简明教程 表 6 4 选用 f 0 4mm r 3 切削速度 根据 数控加工工艺简明教程 表 6 4 选用 Vc 20m min 4 主轴转速 由公式 1 1 得 20 3 14 27 8n 1 000 求得 n 229r min 经查表取 n 250r min 铰孔 28 00 04mm 1 背吃刀量 ap 14mm 2 进给量 根据 数控加工工艺简明教程 表 6 5 选用 f 0 5mm r 3 切削速度 根据 数控加工工艺简明教程 表 6 5 选用 Vc 4m min 4 主轴转速 由公式 1 1 得 4 3 14 28n 1 000 求得 n 45r min 经查表取 n 50r min 粗车外轮廓 1 进给量 查有关方面表得出 f 0 5mm r 半精车外轮廓 2 进给量 由于在粗车外轮廓时留了 1 1mm 的余量 考虑 到还 需 要对零件 进行精加工并取精加工余量为 0 25mm 半精车外轮廓进给量为 0 85mm 显然进给量过 大 综合加工效率方面问题考虑最后取进给量 f 0 85 2 0 425mm r 精车外轮廓 进给量 由于在半精车外轮廓时留了 0 25mm 的精加工余量 综合加工效率方面问 题考虑最后取进给量 f 0 25 2 0 125mm r 第二次装夹 车 30mm 外圆柱面 粗车时 1 背吃刀量 根据 数控加工工艺简明教程 表 4 1 选用 ap 5mm 2 进给量 根据 数控加工工艺简明教程 表 4 1 选用 f 0 5mm r 3 切削速度 根据 数控加工工艺简明教程 表 4 1 选用 Vc 100m min 精车时 1 背吃刀量 根据 数控加工工艺简明教程 表 4 1 选用 ap 0 25mm 2 进给量 根据 数控加工工艺简明教程 表 4 1 选用 f 0 2mm r 3 切削速度 根据 数控加工工艺简明教程 表 4 1 选用 Vc 140m min 4 主轴转速 由公式 1 1 得 140 3 14 30n 1 000 求得 n 1486r min 经查表取 n 1500r min 车螺纹 M30 2 6g 1 背吃刀量 见 切削用量手册 艾兴 肖诗纲编 机械工业出版社 1985 刀具寿命 T 60min 车削螺纹用 G92 循环指令 需进行 5 次切削 每次背吃刀量如下 第一次 ap 0 45mm 第二次 ap 0 3mm 第三次 ap 0 3mm 第四次 ap 0 2mm 第五次 ap 0 05mm 2 主轴转速 根据式 1 2 得 n 1200 2 0 8 求出 n 1000 因该数控车床具有循环功能 只要编程正确 数控系统就会自动确定螺纹车削路线 进给量以及切削速度以及车外圆时的主轴转速 因此 该零件的螺纹车削路线不需要人 为确定进给量和切削速度 外圆车削不需要给定每次进刀时的主轴转速 将计算结果填入表 7 1 中 注意 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 1 0 4mm 较为合适 二 二 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 7 1 所示的数控加工工艺卡片 此表是数控加工程 序的主要依据和操作人员配合数控程序进行数控加工的指导性文件 主要内容包括 工 步顺序 工步内容 各工步所用的刀具及切削用量等 表 7 1 数控加工工序卡 产品名称或代号零件名称 材料零件图号 工厂数控加工工序卡 工序号程序编号夹具名夹具编号使用设备 专用夹具车间 工步号工步内容 刀 具 号 刀 具规格 mm 主 轴转速 r min 1 进给速 度 mm min 1 背吃 刀量 mm 备注 1 车削端面 0 1 255 23005 手动 2 钻 5 中心孔 2 52002 5 手动 3 粗车外表面 X 方向留 1 1mm 余量 0 1 25 254001005 自动 4 半精车外表面 X 向留 0 25mm 的精加工余量 0 6 25 255002003 自动 5 钻孔 0 3 262504013 自动 6 扩孔 0 4 27 82504013 9 自动 7 铰孔至尺寸要求 0 5 28502014 自动 8 精车外表面至尺寸要 求 0 7 25 25600300 0 25 自动 9 切槽 0 8 35001500 2 自动 10 调头装夹手动 11 粗车外表面 X 向留 0 25mm 的精加工余量 0 1 25 253001005 自动 12 精车外表面至尺 寸要求 0 7 25 256003000 25 自动 13 车削 M30X2 6g 螺 纹 0 9 25 25 1000150 自动 编制审核批准共 1第 1 页 八 八 对刀点与换刀点的确定对刀点与换刀点的确定 一 一 对刀点对刀点 对刀点 就是在数控机床上加工零件时 刀具相对于工件运动的起点 由于程 序段从该点开始执行 所以对刀点心也叫做 程序起点 或 起刀点 选择对刀点的 原则是 1 要便于数学处理和简化程序编制 2 在机床上找正容易 3 加工过程中检查方便 4 引起的加工误差小 对刀点可选在工件上 也可选在工件外面 如选在夹具上或机床上 但必须与零 件的定位基准有一定的尺寸联系 这样才能确定机床坐标系和工件坐标系的关系 为了提高加工精度 对刀点应尽量选在零件的设计基准或工艺基准上 如以孔定 位的工件 可选孔的中心作为对刀点 刀具的位置则以此孔来找正 使 刀位点 与 对刀点 重合 所谓 刀位点 是指车刀 镗刀的刀尖 钻头的钻尖 立铣刀 端 铣刀刀头底面的中心 球头铣刀的球头中心 零件安装时 工件坐标系要与机床坐标系有确定的尺寸关系 在工件坐标系设定 后 从对刀点开始的第一个程序段的坐标值 为对刀点在机床坐标系中的坐标值 对刀点既是程序的起点 也是程序的终点 因此在成批生产中要考虑对刀点的重 复精度 该精度可用对刀点相距机床原点的坐标值来校核 所谓 机床原点 是指机 床上一个固定不变的极限点 例如 对车床而言 是指车床主轴回转中心与车头卡盘 端面的交点 二 二 换刀点换刀点 由于在第一次装夹中需要加工的工件毛坯尺寸为 115X 55mm 为了避免换刀时发生 刀架与毛坯相撞以及考虑到刀具的空行程问题所以工序一换刀点选定为 100 0 200 0 在第二次装夹时需要加工的工件毛坯尺寸为 38X 55mm 同样为了避免换刀时发生 刀架与毛坯相撞以及考虑到刀具的空行程问题所以工序二换刀点选定为 100 0 100 0 九 高速切削技术九 高速切削技术 高速切削的切削速度比常规切削速度高 5 10 倍以上 高速切削加工技术体系是机 床 刀具 工件 加工工艺 切削过程监控 切削机理等诸多方面的有机集成 特点 切削力随着切削速度的提高而下降 切削产生的热量绝大部分被切屑带走 加工表面质量提高 在高速切削范围内 机床的激振频率远离工艺系统的固有频率范围 优点 1 有利于提高生产效率 2 有利于改善工件的加工精度和表面质量 3 有利于减少模具加工中的手工抛光 4 有利于减小工件变形 5 有利于使用小直径刀具 6 有利于加工薄壁零件和脆性材料 7 有利于加工较大零部件 应用 加工材料 适于高速切削加工的工件材料包括铝合金 钢 铸铁 铅 铜及铜合金 此外还 包括模具钢 钛合金 不锈钢 镍基合金 纤维增强合成树脂等难加工材料 应用范围 目前 高速切削加工技术主要应用于车削和铣削工艺 今后将涵盖所有的传统加工 范畴 从粗加工到精加工 从车削 铣削到镗削 钻削 拉削 铰削 攻丝 滚齿等 航空制造业 模具制造业 汽车制造业等行业均已积极采用高速切削加工技术 十 十 程序的编制程序的编制 一 一 零件各结点尺寸计算就零件各结点尺寸计算就 在计算零件各接点计算时可以采取比较直观便捷的画图法来计算出编程时各接点的 尺寸坐标值如图 11 1 所示 作图时应注意将零件精度高的基本尺寸换算为平均尺寸 图 11 1 图中点 A 0 18 735 为 S 48mm 的球面右端的起始点 点 B 35 0478 38 3841 为 S 48mm 的球与 R 9 的圆弧的交点 点 C 36 4522 44 35 为 R 8 的圆弧与 R 9 的圆 弧的交点 点 H 0 30 415 为钻头钻孔时刀尖点所处的位置 期于各点 D 41 758 65 E 45 3058 75 06 F 47 7638 82 03 G 50 2218 89 二 程序的编制 二 程序的编制 第一次装夹 O0001 N10 G54 G00 X100 Z200 设置换刀点 N20 T0101 粗加工外圆刀具 N30 M03 S400 N40 G42 G0 X60 Z5 加刀具补偿 N50 G73 P60 Q140 U1 1 W0 4 F0 25 粗加工循环 N60 G00 X18 735 Z0 N70 G03 X35 0478 Z 38 3841 R24F0 3 N80 G02 X36 4522 Z 44 35 R9 N90 G03 X41 758 Z 65 R8 N100 G01 Z 65 F0 2 N110 X37 687 N120 X52 Z 94 N130 Z 115 N140 X58 N150 G40 G00 X100 Z200 取消刀补 返回换刀点 N160 T0606 S500 外圆半精车刀 N170 G42 G00 X55 Z7 加刀具补偿 N180 G73 P190 Q260 U0 25 W0 1 F0 25 半精车循环 N190 G00 X12 735 Z4 5430 N200G03 X35 0478 Z 38 3841 R24F0 3 N210 G02 X36 4522 Z 44 35 R9 N220 G03 X34 885 Z 57 R8 N230 G01 Z 65 F0 2 N240 X37 687 N250 X52 Z 94 N260 Z 115 N270 X58 N280 G40 G00 X100 Z200 取消刀补 返回换刀点 N290 T0303 S250 钻头 N300 G00 X0 Z2 N310 G74 R1 钻孔循环 N320 G74 X0 Z 30 415 Q10 F0 4 N330 G00 X100 Z200 N340 T0404 S250 扩孔刀 N350 G00 X0 Z2 N360 G74 R1 扩孔循环 N370 G74 X0 Z 30 415 Q10 F0 4 N380 G00 X100 Z200 N390 T0505 S50 铰刀 G00 X0 Z2 N400 G74 R1 铰孔循环 N410 G74 Z 26 Q10 F0 5 N420 G00 X100 Z200 N430 T0707 S600 精车外圆刀具 N440 G42 G00 X55 Z5 N450 G70 P190 Q260 精车外圆 N460 G40 G00 X100 Z200 N470 T0808 S500 切槽刀具 N480 G00 X50 Z 75 06 N490 X47 切槽 N500 G01 X39 F0 2 N510 X50 N520 Z 82 03 N530 G01 X39 N540 X53 N550 G00 Z 89 N560 G01 X39 N570 X53 N580 X100 Z200 M30 第二次装夹 O002 N10 G54 G00 X100 Z100 N20 T0101 外圆粗车刀 N30 M03 S400 N40 G42 X60 Z5 N50 G71 U4 R1 粗车外圆循环 N60 G71 P70 Q140 U0 25 W0 1 F0 25 N70 G01 Z5 N80 G01 X 2 F0 2 N90 Z2 N100 G00 X22 N110 G01 X30 Z 2 N120 Z 33 N130 X49 985 N140 X53 985 Z 35 N150 G40 G00 X100 Z100 取消刀补 返回换刀点 N160 M30 N170 T0707 S600 外圆精车刀 N180 M03 S1500 精车外圆 N190 G41 G00 X53 985 Z 35 N200 G01 X49 985 Z 33 F0 2 N210 X29 8 N220 Z 2 N230 X21 8 Z2 N240 G40 G00 X100 Z100 取消刀补 返回换刀点 N250 T0909 螺纹车刀 N260 G00 X32 Z2 N270 G92 X29 1 Z 25 F2 加工螺纹循环 N280 X28 5 N290 X27 9 N300 X27 5 N310 X27 4 N320 G00 X100 Z100 N330 M30 第三章结论第三章结论 设计小结 设计小结 在开始做毕业设计前 我认真阅读了毕业设计指导书 对零件图进行仔细 的分析 从而在设计前有一个清晰的思路 也为我的设计打下了基础 使我的 开题报告能顺利的完成 开题报告完成后 接着开始进行正文的撰写 设计也 就正式开始了 首先我们对零件进行了工艺分析 如毛坯尺寸大小的确定和材 料的确定 选择合适的加工方案法 拟定加工方案 选择合适的夹具 刀具与 切削用量的确定等 在工艺分析上 让我们巩固了在大一大二时学的机械制造 机械制图 机械设计 公差与配合 CAD 绘图等专业课程 是我更好把各专业课 相结合起来去完成毕业设计 随着毕业设计做完 也将意味我的大学生活即将 结束 但在这段时间里面我觉得自己是努力并快乐的 在繁忙的的日子里面 曾经为解决技术上的问题 而去翻我所学专业的书籍 经过这段时间我真正体 会了很多 也感到了很多 在两年的大学生活里 我觉得大多数人对本专业的认识还是不够 在大二期 末学院曾为我们组织了两个星期的基地实习 为了更深入的理解并掌握大学的 专业知识 加强专业技能 我选择的毕业设计课程是 轴类零件加工 通过次 此的分析 需要对刀具的切削参数进行计算等方面的问题给予考虑 这些方面 的知识都需要我们去复习以前的知识 在对以前学的知识进行初步系统回顾之 后 大脑形成一初步的印象 各专业课之间相关联的知识也能很好的理解 在这次毕业设计中 给我最大的体会就是熟练的操作技能来源我们平时对 专业知识的掌握程度 比如 我们想加快编程速度 除了对各编程指令的熟练 掌握外 还得需要你必须掌握零件的工艺方面的知识 对夹具刀具切削用量参 数的设定我们必须清楚 第四章 致谢语第四章 致谢语 致谢致谢 经过了一个月的学习和努力 我终于完成了毕业设计 从开始思考论 文题目到系统的实现 再到论文设计的完成 每走一步对我来说都是新的 尝试与挑战 这也是我在大学期间独立完成的最大的项目 在这段时间里 我学到了很多知识也有很多感受 我开始了独立的学习和试验 查看相关 的资料和书籍 让自己头脑中模糊的概念逐渐清晰 使自己非常稚嫩作品 一步步完善起来 每一次改进都是我学习的收获 每一次试验的成功都会 让我兴奋好一段时间 最后 我要特别感谢魏贤平老师 是他们在我毕业的最后关头给了我 们巨大的帮助与鼓励 使我能够顺利完成毕业设计 在此表示衷心的感激 魏 老师认真负责的工作态度 严谨的治学精神和深厚的理论水平都使我收益 匪浅 他无论在理论上还是在实践中 都给与我很大的帮助 使我得到不 少的提高这对于我以后的工作和学习都有一种巨大的帮助 感谢他耐心的 辅导 本设计能够顺利的完成 也归功于各位任课老师的认真负责 使我 能够很好的掌握和运用专业知识 并在设计中得以体现 同时我在网上也 搜集了不少资料 才使我的毕业论文工作顺利完成 在此向学院机电工程 系的全体老师表示由衷的谢意 三年的大学生活就快走入尾声 我们的校园生活就要划上句号 心中 是无尽的难舍与眷恋 从这里走出 对我的人生来说 将是踏上一个新的 征程 要把所学的知识应用到实际工作中去 即将结束再次学习的生活 相信等待我的是一片充满机遇 风险与快乐的土地 也相信我和同仁们的 事业必将如涅磐之凤 浴火之凰 第五章 参考文献第五章 参考文献 参考文献 参考文献 1 徐嘉元主编 机械加工工艺基础 北京 机械工业出版社 1989 9 2 吴宗泽 罗圣国主编 机械设计课程设计手册 北京 高等教育出版社 1996 4 3 赵家齐 机械制造工艺学课程设计指导书 北京 机械工业出版社 2000 10 4 罗春华 刘海明 数控加工工艺简明教程 北京 北京理工大学出版社 2007 3 5 倪森寿 机械制造工艺与装备习题集和 课程设计指导书 北京 化学工业出 版社 2003 6 49 84 6 李益民 机械制造工艺设计简明手册 北京 机械工业出版社 1993 6 7 徐宏海 数控加工工艺 北京 化学工业出版社 2003 11 8 罗春华 数控加工工艺简明教程 北京理工大学出版社 2007 3 袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿 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薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅