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江苏工程职业技术学院毕业设计(论文) 自动车床电机固定座的工艺设计与编程周权 班 级： 11数控 专 业： 数控技术 教 学 院：机电工程学院 指 导 老 师： 施 永 辉 完成时间：2014年3月1日至2014年5月25日 江苏工程职业技术学院毕业设计（论文） 自动车床电机固定座的工艺设计与编程摘 要本文主要分析及研究了自动车床电机固定座的作用，以及工艺编制编程。我们首先计算了自动车床电机固定座零件的生产纲领，之后分析了零件作用以及工艺性要求，其次确定了其毛坯的制造形式，然后制定了自动车床电机固定座的工艺路线，紧接着确定其机械加工余量及毛坯尺寸、绘制毛坯图，进行工序设计，工时计算，最终进行编程与汇总。自动车床电机固定座的加工是通过数控铣床进行加工的，数控技术是当代机床发展的主要方向，降低了人力的需求，提高工作效率，大大加快经济发展速度。而且现在以数控技术为核心的现代化机械制造和应用，已经成为一个国家现代科技的重要准则。因此在制造生产中大量使用数控技术，都将是各国在近百年内，迈向世界工业王国行列过程中，所必须大力倡导及追求的指导方向。 关键词：工艺 编程 电机固定座 目录前言. 3 第1章确定生产类型. 4第2章零件的分析.5 2.1零件的作用.52.2零件的工艺性分析.62.3确定加工方案.6第3章确定毛坯制造形式.7第4章机械加工工艺路线拟定.84.1定位基准的选择.8 4.2制定工艺路线.9第5章确定加工余量和毛坯图.115.1确定加工余量.115.2确定毛坯尺寸以及毛坯图.13第6章确定加工设备及刀具量具.146.1机床选择.146.2刀具选择.14 6.3量具选择.14第7章确定切削用量及基本时间.157.1凸台（垂直）面切削用量及基本时间的确定.157.1.1切削用量计算.157.1.2基本工时计算.17 7.2 20H8切削用量及基本工时的确定.187.2.1切削用量计算.187.2.2基本工时计算.21 7.3M12螺纹孔切削用量及基本工时的确定227.3.1切削用量计算227.3.2基本工时计算.23 7.4M8螺纹孔切削用量及基本工时的确定237.4.1切削用量计算237.4.2基本工时计算.24 7.5M6螺纹孔切削用量及基本工时的确定.247.5.1切削用量计算.247.5.2基本工时计算.25第 8章零件编程.268.1铣削4个凸台面及2个垂直面.268.2铣削20H8内孔.288.3铣削M12螺纹孔.308.4铣削M8螺纹孔.31 8.5铣削M6螺纹孔.32致谢33参考文献34前言 世纪人类社会最伟大的科技成果是计算机的发明与应用，而在机械制造设备中计算机及控制技术的广泛应用，是世纪内制造业发展最重大的技术改革。自从年美国第台数控铣床问世至今已经历了几十个年头。而后随着数控技术的不断进步，现在已逐渐形成包括：车、铣、加工中心、镗等庞大的数控制造机械产业。如今数控车床每年全世界的产量有十几万台，其加工制造产值逾百亿美元。数控机床是制造产业实现自动化、柔性化、集成化生产的前提，其水平 高低与拥有量是衡量一个国家工业现代化的重要参数。数控机床产业被发达国家视为高竞争力的重要产品。数控机床已成为影响到国家的战略地位，和体现国家综合国力的指标性参数。 从目前世界上数控技术，及其装备发展的趋势来看，其主要研究方向有以下几点：高速、高精、高效化。机械制造技术的关键性能指标是指：速度、精度和效率。通常采用了高速芯片、 芯片、多控制的系统，以及带绝对式检测元件的高分辨率流动字符伺服系统等系统软件，与此同时采取了改善机床静动特性等有效措施，所以机床的高速、高精、高效化已经大大地提高。工艺的多样化。目的：减少工序，以缩短辅助时间为根本目的的多样加工；方法：正朝着多轴、多系列控制功能的方向发展；数控机床的工艺多样化路线：是指工件在一台机床上，通过全自动换刀在一次装夹后，c操作多工序的多表面工件的加工路线。 柔性化。柔性化包含个面：数控系统自带的柔性；群控系统兼顾的柔性。操作智能化。从计算机的出现到如今的发展，已经实现实时系统和人工智能的相互搭配。因此出现目前广泛的现象：实时智能控制崭新的发展方向。 第1章确定生产类型生产纲领 是指车间的生产计划。内容包括产品本身，整年、季度或每月的产量。年生产纲领是包括：备用品和废品在内的产品总数。生产类型 企业（或车间、工段、班组、工作地）生产专业化程度的分类，其常常分为：单件生产、成批生产和大量生产。自动车床电机固定座生产类型的确定：已知该零件的年产量为台，其设备的备品率为，机械加工废品率为，现制定自动车床电机固定座的机械加工工艺规程。式中：为零件的年产量，件/年； 为产品的年产量，台/年； 为每台产品中所含该零件的数量，件/台； 为零件的备品百分率； 为零件的废品百分率。 代入数据，算得件/年 所以自动车床电机固定座零件的年产量为件，现已知该产品属于中型机械，根据机械制造工艺编制及实施表：生产类型与生产纲领的生产特点，可确定其生产类型为成批生产中的大批生产。第2章零件的分析2.1零件的作用1、底座四个螺纹孔起固定作用；2、两个垂直面与回转轴连接，起调节皮带轮的作用。 图2.1-1MY1525自动车床电机固定座零件图2.2零件的工艺性分析（1） 自动车床电机固定座主要加工表面是：上表面的4个凸台面和两个垂直面，其表面粗糙度均为；（2） 自动车床电机固定座的、螺纹孔加工粗糙度均为；（3） 内孔的加工粗糙度要求为。2.3确定加工方案 表2.3-1工艺加工路线加工内容表面粗糙度加工路线个凸台面粗铣 半精铣 精铣个垂直面粗铣 半精铣 精铣内螺纹孔钻 攻内螺纹孔钻 攻内螺纹孔钻 攻内孔钻 扩 铰 第3章确定毛坯制造形式 零件是由毛坯按照其技术要求经过各种加工而最后形成的。毛坯选择的正确与否，不仅影响制造进度，而且对制造成本也有着很大的影响。因此，正确地选择毛坯有着重大的经济效益。毛坯的选择原则如下：（1）被加工零件的结构形状及尺寸 被加工零件的结构形状是选择毛坯方案的主要依据，如外形复杂较小和尺寸较大的以铸件为好；（2）零件材料的工艺特性及零件对材料组织和性能的要求 铸铁和青铜不能锻造，只能选铸件，例如；（3）生产纲领的规格；（4） 现有生产条件 选择毛坯时，还要考虑现场毛坯制造的实际工艺水平、设备状况及外协的可能性和经济性。 该零件的材料为，考虑到零件的结构和形式较为简单，选择压铸中的低压铸造。其强度，硬度为。 第4章机械加工工艺路线拟定4.1定位基准的选择定位基准分为：粗基准和精基准。一般在工件加工的首道工序中，选用毛坯上未曾加工过的重要表面暂作定位基准，这个表面叫做粗基准。在之后的工序中，则使用此前已经加工过的表面作为定位基准，这个表面叫做精基准。1.粗基准的选择 粗基准的选择主要是确保不加工表面与加工表面之间的相互位置精度，因此选用零件上不加工表面或加工表面位置精度较高的表面作为粗基准。自动车床电机固定座选用的毛坯是铸件，已经达到未加工表面的精度要求。在加工4个凸台面、和螺纹孔时，选择两端侧面作为粗基准。2.精基准的选择 精基准的选择应从保证零件加工精度，特别是加工表面的相互位置精度来考虑，同时也要考虑到装夹方便、夹具结构简单。因此尽量采用基准（重合、统一）等原则。因此在加工2个垂直面、螺纹孔和内孔时，可选择已加工的凸台面和螺纹孔作为精基准。 4.2制定工艺路线方案一： 10 铸造 20 时效 30 粗铣固定座4个上端面至18.50.065 半精铣、精铣4个上端面至图纸要求 粗铣垂直面至14.50.055 半精铣、精铣垂直面至图纸要求 40 钻底孔至 50 攻内螺纹孔 60 钻内孔至 70 攻内螺纹孔 80 钻底孔至 90 攻内螺纹孔 100 钻20内孔至18 110 扩20内孔至19.8 120 铰20内孔至20H8() 130 去毛刺 140 检验方案二： 10 铸造 20 时效 30 粗铣固定座4个上端面至18.50.065 40 钻4XM8底孔至 50 攻M8内螺纹孔 60 半精铣、精铣4个上端面至图纸要求 70 钻M12内孔至 80 攻M12内螺纹孔 90 钻M6底孔至 100 攻M6内螺纹孔 110 粗铣16X57凸台表面至14.50.055 半精铣、精铣16X57凸台表面至图纸要求 120 钻20内孔至18 130 扩20内孔至19.8 140 铰20内孔至20H8() 150 去毛刺 160 检验对方案一和方案二进行比较，根据加工阶段的划分原则应尽量避免将加工工序打散，而是将零件的各个表面的加工集中在：少数几道工序里完成，采用多工步的工序加工，可减少装夹次数，提高零件精度要求，避免过多误差。按照先基面后其他（确定加工工序的重要原则），先主后次，先面后孔，先粗后精的原则，精度要求较高的各个主要表面除了进行粗加工、半精加工、精加工，还需要光整加工和超精密加工。在一套完整的工艺路线中，热处理也是必不可少的。热处理的目的不同，热处理的工序内容及其在工艺过程中所安排的位置也是不同的。方案一按照先面后孔及先粗后精的原则，并合理安排了热处理工序；而方案二则没有注意先面后孔的原则，而且工序相对比较分散，综上：优先选择方案一。第5章确定加工余量和毛坯图5.1确定加工余量表5.1-1 凸台面加工余量工序名称工序加工余量基本工序尺寸 加工精度等级工序尺寸公差精铣116H816半精铣1.517H917粗铣2.518.5H1118.5毛坯521表5.1-2 垂直面加工余量工序名称工序加工余量基本工序尺寸 加工精度等级工序尺寸公差精铣112H812半精铣1.513 H913粗铣2.514.5H1114.5毛坯517表5.1-3 20H8加工余量工序名称工序加工余量基本工序尺寸 加工精度等级工序尺寸公差铰0.220H820扩1.819.8H1019.8钻1818H1218表5.1-4 M12内螺纹加工余量工序名称工序加工余量基本工序尺寸 加工精度等级工序尺寸公差攻112H7M12-7H钻1111H1211表5.1-5 M8内螺纹加工余量工序名称工序加工余量基本工序尺寸 加工精度等级工序尺寸公差攻18H7M8-7H钻77H127表5.1-6 M6内螺纹加工余量工序名称工序加工余量基本工序尺寸 加工精度等级工序尺寸公差攻16H7M6-7H钻55H1255.2确定毛坯尺寸以及毛坯图毛坯的形状和尺寸基本上取决于零件的形状和尺寸。零件和毛坯的主要差别在于，在零件需要加工的表面上，加上一定的机械加工余量。在此之前我们已经确定了零件的加工余量，毛坯图绘制如下5.2-1： 图5.2-1 MY1525自动车床电机固定座毛坯图第6章确定加工设备及刀具量具6.1机床选择由于自动车床电机固定座采用铸件作为材料，而所需加工的只有平面、螺纹孔、通孔。考虑到加工成本，所选机床的性能广泛较好。而型数控铣床即可完成上述操作。 型数控铣床工作台最大纵向行程，工作台工作面积，主电动机功率，机床效率。表（切削用量简明手册）6.2刀具选择 一般在铣床上加工端面的工序，选用硬质合金铣刀。加工铸件类零件应选用YG或YT类硬质合金刀具，而粗铣、半精铣、精铣均可采用YG6。在加工孔类的工序时，则选用高速钢、硬质合金材质的钻头、扩孔钻、铰刀。 麻花钻头用于加工的孔，精度可达IT11IT13，加工表面粗糙度参数值为m。因此加工的内孔时，钻孔选用的直柄高速钢麻花钻，扩孔选用的直柄高速钢扩孔钻，铰孔时选用的硬质合金直柄机用铰刀即可完成本道工序。（切削用量简明手册）螺纹加工时，在攻螺纹前，、分别选用、的直柄阶梯麻花钻的钻头，之后分别使用、的长柄手用丝锥。根据表，加工铸铁时，前角 ，后角 。（机械加工工艺手册第2卷）6.3量具选择 在选择工序量具时，应该在被测零件精度要求下，结合零件的重量、形状、体积等外观情况，并全面衡量生产纲领、表面精度、测量方法、经济性等方面。 工序量具的选择方法主要有两种：其一根据工序量具的不确定度选择，其次选择依据是工序量具测量方法的极限误差范围。对于本次的零件端面而言，端面公差为，查表安全裕度，计量器具的不确定度允许值。查表，选用分度值0.001的外径千分尺。加工公差的内孔时，可以选用内径千分表。对于螺纹测量，通常可选用螺纹塞规及螺纹环规测量。第7章确定切削用量及基本时间7.1凸台（垂直）面切削用量及基本时间的确定7.1.1切削用量计算粗铣：1、 选择刀具1）由铣削工件的尺寸决定选用的YG6镶螺旋形刀片，表9.4-2（机械加工工艺手册）， 2、 选择切削用量1）决定铣削深度 铣削深度由工序决定，因为每次的铣削深度不大，故均可以一次性走完，则粗、半精、精铣削时依次为2.5mm、1.5mm、1mm.2） 决定每齿进给量 根据表9.4-4，当铣削宽度=12mm时，铣刀每齿进给量=0.100.05mm/z，取=0.10mm/z，所以=z=0.5mm/r3) 选择铣刀磨钝标准及刀具寿命 根据表9.4-6，粗铣与精铣铸铁时，后刀面最大磨损限度为0.30.5mm，根据表9.4-7，选用=40mm的硬质合金立铣刀，其耐用度T=120min。4）决定切削速度和每分钟进给量 查资料得，粗齿立铣刀的齿数为34个，螺旋角大些；细齿立铣刀的齿数为58个，螺旋角小些。由于所采用刀具为细齿，Z=5。 铣削速度计算公式： 查表9.4-8得： =40，=0.7，=0.3，=0.2，=0.5，=0.3，m=0.25，式中为切削速度修正系数，且 查表9.4-11得： =1.12，=1.0，=0.8，=1.2，=1.0（粗加工时为1.0，精加工时为0.8），=1.25（铣削余量较小时，=3045），则分别为：。 所以 则 所以n=266r/min，=133mm/min 根据型数控铣床说明书，选择： =235r/min，=118mm/min 这时实际切削速度为： 半精铣时，即为1.5， 所以=140mm/min 根据型数控铣床说明书，选择： =300r/min，=150mm/min 这时实际切削速度为： 精铣时，即为1 ， 所以=151mm/min 根据型数控铣床说明书，选择： =335r/min，=175mm/min 这时实际切削速度为： 5）检验机床功率 铣削功率计算公式 查表9.4-10得 =569，=1.0，=0.8，=0.9，=0，=0.9，=2.2， 代入求得=1.4 因为 所以采用切削用量可以采用7.1.2计算基本工时 式中，=97mm。，则 粗铣时：半精铣时：精铣时： 7.2 20H8孔切削用量及基本时间的确定7.2.1切削用量计算钻孔1、选择刀具1）由工序决定麻花钻尺寸为，结合实际选用高速钢直柄麻花钻 钻头几何形状为（表2.1及表2.2）：双锥、修磨横刃， ，（切削用量简明手册）2、选择切削用量1）决定进给量 由，当加工材料为铸铁，硬度小于，钻头直径为18时，进给量f为。 2）决定钻头磨钝标准及寿命 由表，当时，后刀面的最大磨损限度为，寿命3）决定切削速度 由中公式计算： 查表2.30得： =11.1，=0.25，=0，=0.4，m=0.125， 式中为切削速度修正系数，且 查表2.31得： =1.16，=1.0，=1.0，=1.0，=1.0 ，则=1.16 所以 则 根据型数控铣床说明书，选择： =300r/min， 这时实际切削速度为：扩孔1、选择刀具1）选用高速钢扩孔钻 扩孔钻几何形状为（表2.5）： ，（切削用量简明手册）2、选择切削用量1）决定进给量 查，当加工材料为铸铁，硬度小于，扩孔钻直径小于20时，进给量f为。 2）决定钻头磨钝标准及寿命 由表，当时，后刀面的最大磨损限度值为，寿命3）决定切削速度 依据中的公式计算： 查表2.30得： =18.8，=0.2，=0.1，=0.4，m=0.125， 式中为切削速度修正系数，且 查表2.31得： =1.16，=1.0，=1.0，=1.0，=1.0 ，则=1.16 所以 则 根据型数控铣床说明书，选择： =235r/min， 这时实际切削速度为：铰孔1、选择刀具1）选用高速钢铰刀 铰刀几何形状为（表2.6）： ，（切削用量简明手册）2、选择切削用量1）决定进给量 由查得：当加工材料为铸铁，硬度小于，扩孔钻直径小于20时，进给量f为。 2）决定钻头磨钝标准及寿命 查表，当时，后刀面的最大磨损限度值为，寿命3）决定切削速度 由中的计算公式： 查表2.30得： =15.6，=0.2，=0.1，=0.5，m=0.3， 式中为切削速度修正系数，且 查表2.31得： =1.16，=1.0，=1.0，=1.0，=1.0 ，则=1.16 所以 则 根据型数控铣床说明书，选择： =75r/min， 这时实际切削速度为： 7.2.2计算基本工时 式中，=106mm。查表2.29：，所以 ，钻孔时： 扩孔时： 铰孔时： 7.3 M12螺纹孔切削用量及基本时间的确定7.3.1切削用量计算1、选择刀具1）由工序决定麻花钻尺寸为，选用高速钢麻花钻 钻头几何形状为（表2.1及表2.2）：标准， ，（切削用量简明手册）2、选择切削用量1）决定进给量 根据查得：当零件材料为铸铁，硬度小于，钻头直径为11时，进给量f为。 2）决定钻头磨钝标准及寿命 由表，当时，后刀面的最大磨损限度值为，寿命3）决定切削速度 根据中的计算公式： 查表2.30得： =11.1，=0.25，=0，=0.4，m=0.125， 式中为切削速度修正系数，且 查表2.31得： =1.16，=1.0，=0.84，=1.0，=1.0 ，则=0.97 所以 则 根据型数控铣床说明书，选择： =375r/min， 这时实际切削速度为：7.3.2计算基本工时式中，=16mm。查表2.29，则， 7.4 M8螺纹孔切削用量及基本时间的确定7.4.1切削用量计算1、选择刀具1）由工序决定麻花钻尺寸为，选用高速钢麻花钻 钻头几何形状为（表2.1及表2.2）：标准，（切削用量简明手册）2、选择切削用量1）决定进给量 由可知：当零件材料为铸铁，硬度小于，钻头直径为7时，进给量f为。 2）决定钻头磨钝标准及寿命 由表，当时，后刀面的最大磨损限度为，寿命3）决定切削速度 根据中的计算公式： 查表2.30得： =11.1，=0.25，=0，=0.4，m=0.125， 式中为切削速度修正系数，且 查表2.31得： =1.16，=1.0，=0.84，=1.0，=1.0 ，则=0.97 所以 则 根据型数控铣床说明书，选择： =600r/min， 这时实际切削速度为： 7.4.2计算基本工时式中，=16mm。查表2.29：，所以， 7.5 M6螺纹孔切削用量及基本时间的确定7.5.1切削用量计算1、选择刀具1）由工序决定麻花钻尺寸为，选用高速钢麻花钻 钻头几何形状为（表2.1及表2.2）：标准，（切削用量简明手册）2、选择切削用量1）决定进给量 根据获知：当加工材料为铸铁，硬度小于，钻头直径为5时，进给量f为。 2）决定钻头磨钝标准及寿命 由表，当时，后刀面的最大磨损限度为，寿命3）决定切削速度 依照中的计算公式： 查表2.30得： =9.5，=0.25，=0，=0.55，m=0.125， 式中为切削速度修正系数，且 查表2.31得： =1.16，=1.0，=0.84，=1.0，=1.0 ，则=0.97 所以 则 根据型数控铣床说明书，选择： =1180r/min， 这时实际切削速度为： 7.5.2计算基本工时式中，=8mm。查表2.29：，所以 ， 第8章 零件编程8.1铣削4个凸台面及2个垂直面 图8.1-1铣面加工坐标系加工刀具：40立铣刀35O0001 M3 S300 G54 G0 Z60 X-50 Y0 Z25 G1 Z 18.5 F200 G1 X210 G1 Y12 G1 X-20 G1 Y24 G1 X210 G1 Y36 G1 X-20 G0 Z20 S400 X-50 Y0 G1 Z17 F150 /程序段名/主轴启动 粗铣端面转速 /进入加工坐标系/到达X、Y坐标起始点 /快速接近加工表面/到达Z坐标起始点 /切入轮廓/切削轮廓 /切削轮廓 /切削轮廓 /切削轮廓 /切削轮廓 /切削轮廓 /Z坐标退刀/半精铣端面转速/到达X、Y坐标起始点 /到达Z坐标起始点 G1 X210 G1 Y12 G1 X-20 G1 Y24 G1 X210 G1 Y36 G1 X-20 G0 Z20 S600 X-50 Y0 G1 Z16 F100 G1 X210 G1 Y12 G1 X-20 G1 Y24 G1 X210 G1 Y36 G1 X-20 G0 Z60 S300 G0 X-30 Y177.5 Z40 G1 Z32 F200 G1 X210 S400 G1 X210 Y179 F150 G1 X-30 Y179 S600 G1 X-30 Y180 F100 G1 X210 Y180 G0 Z100 M5 M30 /切入轮廓/切削轮廓 /切削轮廓 /切削轮廓 /切削轮廓 /切削轮廓 /切削轮廓 /Z坐标退刀 /精铣端面转速/到达X、Y坐标起始点 /到达Z坐标起始点 /切入轮廓/切削轮廓 /切削轮廓 /切削轮廓