毕业论文--球头配合件的数控车削加工工艺设计.doc

毕毕业业论论 题目题目球头配合件的数控车削加工工艺设计球头配合件的数控车削加工工艺设计 学生姓名学生姓名 学号学号 班班 级级 专专 业业 数控技术专业数控技术专业 分分 院院 工程技术分院工程技术分院 指导教师指导教师 20112011 年年 9 9 月月 1414 日日 长春职业技术学院毕业论文专用纸长春职业技术学院毕业论文专用纸 1 目录目录 摘要摘要 2 2 第第 1 1 章章 绪论绪论 2 2 1 11 1 数控车床的简介数控车床的简介 3 3 1 21 2 本课题设计内容本课题设计内容 3 3 第第 2 2 章章 球头配合件的数控车削工艺分析球头配合件的数控车削工艺分析 4 4 2 12 1 零件图的绘制零件图的绘制 4 4 2 22 2 零件图的分析零件图的分析 5 5 2 32 3 毛坯的选择毛坯的选择 7 7 2 42 4 数控设备的选择数控设备的选择 7 7 2 52 5 零件定位基准及装夹方式的确定零件定位基准及装夹方式的确定 8 8 2 62 6 刀具的确定刀具的确定 1111 2 72 7 加工余量的确定加工余量的确定 1212 2 82 8 切削用量的确定切削用量的确定 1313 2 92 9 数控加工工序的确定数控加工工序的确定 1515 2 102 10 工步顺序的确定工步顺序的确定 1616 2 112 11 重点工序的说明重点工序的说明 1717 2 122 12 工艺过程说明工艺过程说明 1717 第第 3 3 章章 数控加工工艺过程卡片的制定数控加工工艺过程卡片的制定 2222 第第 4 4 章章 编制数控加工程序编制数控加工程序 2424 总结与致谢总结与致谢 3030 参考文献参考文献 3232 摘要摘要 毕业设计是培养我们实际工作能力的最后一个重要实践性学习环节 他不但是对我们三年来学习与实践的一个很好的总结与考验 也是为以后 从事专业技术工作做个强而有力的铺垫 本次我的设计题目是球头配合件 通过对该零件的分析 需要对其进行 编程 钻孔 车削等数控加工 可以较高的满足零件的工艺要求 提高加 工质量和设计效率 从零件图入手分析其技术要求 确定了零件的定位基准以及装夹方式 进而进一步对数控加工工序 工步顺序 刀具及刀具对刀点换刀点 加工 余量 切削用量 背吃刀量 进给量 切削速度 的确定 得出完整的数 控加工工艺卡片 这样对数控车削又有了进一步的了解 拓展了自己的知 识面 对程序编制也有了进一步的提高 关键词 数控加工 工艺卡片 程序编制关键词 数控加工 工艺卡片 程序编制 长春职业技术学院毕业论文专用纸长春职业技术学院毕业论文专用纸 2 第第 1 1 章章 绪论绪论 1 11 1 数控车床的简介数控车床的简介 数控车床是目前使用最广泛的数控机床之一 数控车床主要用于加工 轴类 盘类等回转体零件 通过数控加工程序的运行 可自动完成内外圆柱面 圆锥面 成形表面 螺纹和端面等工序的切削加工 并能进行车槽 钻孔 扩 孔 铰孔等工作 车削中心可在一次装夹中完成更多的加工工序 提高加工精 度和生产效率 特别适合于复杂形状回转类零件的加工 由于这些零件的径向尺寸 无论是测量尺寸还是图纸尺寸 都是以直径 值来表示的 所以数控车床采用直径编程方式 即规定用绝对值编程时 X 为 直径值 用相对值编程时 则以刀具径向实际位移量的二倍值为编程值 对于 不同的数控车床 不同的数控系统 其编程基本上是相同的 个别有差异的地 方 要参照具体机床的用户手册或编程手册 1 21 2 本课题设计内容本课题设计内容 本次毕业设计主要针对球头配合件数控车削工艺进行设计 其中包括对 零件的工艺性进行分析 数控设备的选择 零件定位基准及装夹方式的确定 数控加工工序的确定 工步顺序的确定 刀具及刀具对刀点换刀点的确定 进 给量的确定 切削速度的确定等内容 最后根据以上内容得出数控加工工序卡 编制出加工程序 长春职业技术学院毕业论文专用纸长春职业技术学院毕业论文专用纸 3 第第 2 2 章章 球头配合件的数控车削工艺分析球头配合件的数控车削工艺分析 2 12 1 零件图的绘制零件图的绘制 主要用 AutoCAD 来绘制零件图 绘制零件图之前首先要熟悉软件的应用 以及一些注意事项 更要了解机械制图方面的知识 主要有以下步骤 1 画 图前的准备 应仔细观察零件 做到画前大致心中有数 2 确定图幅 根据 图形的大小和比例 选取图纸幅面 3 画图框和标题栏 4 布置图行位置进行 画图 5 标注尺寸 6 全面检查填写标题栏 在这些考虑好之后我完成了球 头配合件零件图与装配图 图形如下 1 零件图 长春职业技术学院毕业论文专用纸长春职业技术学院毕业论文专用纸 4 2 装配图 2 22 2 零件图的分析零件图的分析 长春职业技术学院毕业论文专用纸长春职业技术学院毕业论文专用纸 5 此次设计的是一个球头配合件 零件图主要采用主视图和剖视图完整的 表达零件 主要分析如下 尺寸单位为 mm 为了方便省略不写 1 加工分析 件 1 主要加工表面是长为 13 的 20 外圆 长为 17 锥度为 1 10 的锥面 长为 15 的 40 外圆 球半径为 24 的球面 次要加工表面为长 8 宽为 32 的槽 长为 20 的 M24 1 5 的螺纹 C2 的倒角及内退刀槽 件 2 主要加工表面是长为 17 锥度为 1 10 的锥面 长为 5 的 26 内圆柱 面 长为 7 的 20 内圆柱面 长为 29 的 40 外圆 件 3 主要加工表面是球半径为 24 的球面 次要加工表面为长 8 宽为 19 的槽 长为 20 的 M24 1 5 的螺纹 C2 的倒角 2 主要尺寸精度 件 1 直径为 20 和 48 的两处以及内螺纹 M24 总长度为 88 位置精 度以 20 的中心为基准 件 2 直径为 20 和 26 的两处 总长度为 29 位置精度以直径为 20mm 的中心为基准 件 3 直径为 48 和外螺纹 M24 总长度为 44 位置精度以 M24 的螺纹中 长春职业技术学院毕业论文专用纸长春职业技术学院毕业论文专用纸 6 心为基准 3 表面粗糙度 表面 Ra 最高为 1 6 看零件图可知该零件的下偏差均在 0 03 左右 因此 大致确定为该零件公差等级为 IT8 7 等级 精度等级为 h 级 因此应分为 3 个 加工阶段分别为粗车 半精车 精车就可达到图纸要求 2 32 3 毛坯的选择毛坯的选择 根据零件图确定该零件材料为 45 钢 其具有较高的强度 良好的切削性 一定的韧性和塑性 调质后可得到优良的综合力学性能 是应用广泛的一种钢 适用制造较高强度的运动零件如齿轮 另外考虑其加工方便性 我选择直径 为 59 5mm 长度为 175mm 的圆棒料进行加工 2 42 4 数控设备的选择数控设备的选择 在选择数控机床时应充分利用数控设备的功能 根据需要进行合理的开 发 以扩大数控机床的功能 满足产品的需要 然后 根据所选择的数控机床 进一步优化数控加工方案和工艺路线 根据需要适当调整工序的内容 我选择 CAK6140 数控机床 即可满足对工件加工精度的要求 另外在配备 一些专用量具以提高工件的加工质量 长春职业技术学院毕业论文专用纸长春职业技术学院毕业论文专用纸 7 2 52 5 零件定位基准及装夹方式的确定零件定位基准及装夹方式的确定 2 5 12 5 1 零件定位基准的确定零件定位基准的确定 定位基准可分为粗基准和精基准 若选择未加工的表面作为定位基准 这种基准被称为粗基准 若选择已加工的表面作为定位基准 这种基准被称为 精基准 1 精基准的选择 我选择精基准时 主要考虑保证加工精度和工件安装方便可靠 结合现 有设备 零件的加工要求及毛坯的质量 应以设计基准作为定位基准 这样设 计基准与定位基准重合满足基准重合原则 所以我选择以直径为 20mm 的端面 为基准 满足基准统一原则 2 粗基准的选择 选择粗基准时 我主要考虑两个问题 一是保证加工面与不加工面之间 的相互位置精度要求 二是合理分配各加工面的加工余量 所以我选择较为平整光洁 加工面积较大的表面为粗基准即以该配合零 件的毛坯外圆为粗基准 长春职业技术学院毕业论文专用纸长春职业技术学院毕业论文专用纸 8 2 5 22 5 2 装夹方式的确定装夹方式的确定 根据零件的尺寸 精度要求和生产条件 我选择最适用的车床通用的三 爪自定心卡盘 三爪自定心卡盘可以自动定心 夹持范围大 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 数控夹具卡片 任务书编号 长春职业技术学院数控加工工件安装和原点设定卡片数控加工工件安装和原点设定卡片 第 1 页共 2 页 零件名称产品零件图号工序号数控设备名称数控设备型号数控设备编号 球头配合件数控车 CAK6140 序号夹具名称规格型号或编号数量装夹次数备 注 1 三爪卡盘 12 编制 王佳男 审核 编程 审核 批准 长春职业技术学院毕业论文专用纸长春职业技术学院毕业论文专用纸 9 2 62 6 刀具的确定刀具的确定 根据零件的结构 材料 余量以及表面粗糙度选取粗 精加工刀具为机夹 式刀具 具体刀类型为 90 度 35 度外圆车刀 内 外螺纹刀 镗刀 直径为 18mm 的麻花钻 内 外切槽刀 零件图号使用设备 CAk6140 刀具名称 数数 控控 刀刀 具具 卡卡 片片 共 1 页第 1 页 刀具编号 T01 T04 换刀方式程序编号 序号编号 型号 名称规格数量备注 1T01 内孔刀 1 硬质合金 2T02 外圆车刀90 度 35 度 2 硬质合金 3T03 内 外切槽刀 1 硬质合金 4T04 内 外螺纹刀60 度 1 硬质合金 T02 90 度 T02 35 度 T04 外 T03 外 T01 T04 T03 内 编制王佳男审核批准 长春职业技术学院毕业论文专用纸长春职业技术学院毕业论文专用纸 10 2 72 7 加工余量的确定加工余量的确定 因为该配合件的三个件中直径范围均在 30 50 的范围内 长度范围均 200 根据以上方法确定各零件加工余量为 粗车之后为半精车留 2 毫米的加工余量 半精车之后为精车留 0 5 毫米的 加工余量 长春职业技术学院毕业论文专用纸长春职业技术学院毕业论文专用纸 11 2 82 8 切削用量的确定切削用量的确定 数控机床加工的切削用量包括背吃刀量 ap 切削速度 Vc 和进给量 f 合理选择切削用量的原则是 粗加工时 以提高劳动生产率为主 选用较大的 切削量 半精加工和精加工时 选用较小的切削量 保证工件的加工质量 2 8 12 8 1 背吃刀量的选择背吃刀量的选择 由上表以及公式计算得 1 由于毛坯直径为 59 5 毫米 故 ap 59 5 51 5 2 4mm 2 半精车 ap 51 5 49 5 2 1mm 3 精车 ap 49 5 49 2 0 25mm 长春职业技术学院毕业论文专用纸长春职业技术学院毕业论文专用纸 12 2 8 22 8 2 进给量的选择进给量的选择 由上表和 2 8 1 可确定进给量为 1 粗车 f 0 5mm r 2 半精车 f 0 18mm r 3 精车 f 0 15mm r 长春职业技术学院毕业论文专用纸长春职业技术学院毕业论文专用纸 13 2 8 32 8 3 切削速度的选择切削速度的选择 由上表可确定切削速度为 1 粗车 Vc 125m min 2 半精车 Vc 165m min 3 精车 Vc 180m min 2 8 42 8 4 转速的确定转速的确定 由 2 8 3 及公式可分别确定转速 n 为 1 粗车 n 1000 125 3 14 51 5 773 取 800r min 2 半精车 n 1000 165 3 14 49 5 1062 取 1100r min 3 精车 n 1000 180 3 14 49 1169 取 1200r min 2 92 9 数控加工工序的确定数控加工工序的确定 数控加工是机械加工的一种 因此与一般的机械加工工序的安排有一些 相识之处 数控加工与机械加工顺序的安排一般应遵循以下原则 1 上道工序的加工不能影响下道工序的定位与夹紧 2 以相同的安装方式或使用同一把刀具加工的程序 最好连续进行 以减 少重新定位或换刀所引起的误差 3 在同一次安装中 应先进行对工件刚性影响比较小的工序 确保工件在 足够刚性条件下逐步加工完毕 长春职业技术学院毕业论文专用纸长春职业技术学院毕业论文专用纸 14 因此我的加工方案为 1 加工件 2 内孔及外圆 2 加工件 3 左端螺纹和槽的部分 3 加工件 1 左端刨除右端球和槽的部分 4 加工件 1 右端内螺纹 5 将件 1 右端内螺纹与件 3 左端外螺纹进行配合 加工球头和槽的部分 2 102 10 工步顺序的确定工步顺序的确定 数控车工步的安排原则 先粗后精 先近后远 内外交叉 保证工件加工 刚度的要求 同一把刀能加工内容连续加工原则 1 粗车件 2 内孔留 1mm 的余量 半精车内孔为精车留 0 4mm 的余量 精车 外圆至标注尺寸以达到图纸要求 完成件 2 2 加工件 3 左端螺纹和槽的部分至标注尺寸 3 加工件 1 左端刨除右端球和槽的部分 先粗车留 1mm 的余量然后半精车 留 0 4mm 的余量 最后精车至标注尺寸 4 加工件 1 右端内螺纹至标注尺寸 5 将件 1 右端内螺纹与件 3 左端外螺纹进行配合 加工球头和槽的部分 达到图纸要求 长春职业技术学院毕业论文专用纸长春职业技术学院毕业论文专用纸 15 2 112 11 重点工序的说明重点工序的说明 由上述分析可知该零件的加工方法为 粗车 半精车 精车 1 粗车外圆 用大的切削用量切除大部分余量 把毛坯加工至接近工件的 最终形状和尺寸 只留下少量的加工余量 2 次阶段为半精加工 为了精加工做好准备 3 精车各外圆 把各表面都加工到图样规定的要求 2 122 12 工艺过程说明工艺过程说明 1 备料 圆棒料 50 175 到锯床锯下直径为 50 毫米 长度为 175 毫米的圆棒料 长春职业技术学院毕业论文专用纸长春职业技术学院毕业论文专用纸 16 2 粗车 半精车 精车 件 2 内孔 1 夹持长棒料 留出 34 毫米的长度 平右端端面 粗车件 2 内孔 在内表面 为半精加工留 1 毫米的余量 2 半精车件 2 内孔 为精车留 0 4 毫米的余量 3 精车件 2 内孔 达到图纸标注尺寸要求和表面粗糙度要求 3 粗车 半精车 精车 件 2 外圆 1 粗车件 2 外圆 为半精加工留 1 毫米的余量 2 半精加工件 2 为精加工留 0 4 毫米的余量 3 精车件 2 外圆 达到图纸标注尺寸以及表面粗糙度 4 用切槽刀切下件 2 此时件 2 长度为 30 毫米 夹持件 2 右端 平左端端面 保证总长 长春职业技术学院毕业论文专用纸长春职业技术学院毕业论文专用纸 17 4 车件 3 螺纹 1 平端面 2 加工件 3 螺纹和槽部分至标注尺寸 3 切下件 3 长度留 1 毫米余量 长春职业技术学院毕业论文专用纸长春职业技术学院毕业论文专用纸 18 5 粗车 半精车 精车 件 1 左端 1 夹持棒料右端 23 毫米 平端面 2 粗车件 1 除右端球和槽的部分 加工长度至 60 毫米 分别为半精加工留 1 毫米的余量 3 半精加工件 1 左端为精加工留 0 4 毫米的余量 4 精加工件 1 左端 达到图纸要求 6 配合与加工 1 夹持件 1 直径为 40 毫米的外圆 夹持长度为 15 毫米 平右端外圆 保 证总长 2 钻孔 加工内螺纹至标注尺寸 3 将件 3 的左端外螺纹与件 1 内螺纹相配合 4 粗加工球直径为 48 毫米的球与外部槽 为半精加工留 1 毫米的余量 5 半精加工球直径为 48 毫米的球与外部槽 为精加工留 0 4 毫米的余量 长春职业技术学院毕业论文专用纸长春职业技术学院毕业论文专用纸 19 6 精加工球头与槽至标注尺寸 7 检验配合 长春职业技术学院毕业论文专用纸长春职业技术学院毕业论文专用纸 20 第第 3 3 章章 数控加工工艺过程卡片的制定数控加工工艺过程卡片的制定 产品 型号 零 部 件 图号 共 1 页 长春职业技术 学院 数控加工工艺过程卡 片 产品 名称 球头配合件 零 部 件 名称 第 1 页 材料牌号 45 钢 毛坯种 类 圆棒料 毛坯外 形尺寸 59 5 175 每毛 坯件 数 3 每 台 件 数 3 备 注 工时 工序号 工序名称工序内容车间工段设 备工艺装备 准终单件 1 下料棒料锯割锯床长度尺 42 2 粗车内 孔 1 夹持圆棒料有 效长度 平右端端面 2 钻长为 30 的 18 孔 3 粗车内 孔 为半精加工留 2 的余量 数控车间车工 CAK6140 游标卡尺 深度千分尺 内孔刀 钻头 2018 3 半精车 半精车件 2 内孔 为 精加工留 0 5 的余量 数控车间车工 CAK6140 游标卡尺 深度千分尺 内孔刀 86 4 精车 精车件 2 内孔至图纸 标注尺寸 数控车间车工 CAK6140 游标卡尺 深度千分尺 内孔刀 42 5 粗车外 圆 粗车件 2 外圆并相应 倒角 留 2 的余量 数控车间车工 CAK6140 游标卡尺 外径千分尺 外圆粗车刀 53 6 半精车 半精车件 2 外圆 留 0 5 的余量 数控车间车工 CAK6140 游标卡尺 外径千分尺 外圆精车刀 31 7 精车 精车件 2 外圆至图纸 标注尺寸 数控车间车工 CAK6140 游标卡尺 外径千分尺 外圆精车刀 31 8 切断 用切断刀切下件 2 总长为 30 数控车间车工 CAK6140 游标卡尺 外切槽刀 31 9 平端面 夹持件 2 右端 平左 端端面至图纸标注尺 寸 此时完成件 2 数控车间车工 CAK6140 游标卡尺 外圆精车刀 21 10 粗车 半精车 精车外 圆 1 平棒料右端端面 粗车件 3 左端外圆及 槽 总长为 20 留 2 的余量 2 半精 车外圆及槽 留 0 5 的余量 3 精车外圆 至标注尺寸 数控车间车工 CAK6140 游标卡尺 外径千分尺 外圆粗 精车刀 1513 长春职业技术学院毕业论文专用纸长春职业技术学院毕业论文专用纸 21 11 车螺纹 及切断 1 车 M24 1 5 的外 螺纹 长为 12 2 用切槽刀切下件 3 总长为 45 数控车间车工 CAK6140 游标卡尺 外径千分尺 外螺纹刀 环规 止规 108 12 粗车 半精车 精车 件 1 外 圆 1 夹持棒料有效长 度 平棒料右端端面 2 粗车件 1 左端外 圆 为半精加工留 2 的余量 3 半精加 工件 1 左端 为精加 工留 0 5 的余量 3 精车件 1 至图纸 标注尺寸 数控车间车工 CAK6140 游标卡尺 外径千分尺 外圆粗 精车刀 1816 13 钻孔 夹持件 1 44 长为 15 的外圆 平右端 端面保证总长 88 钻长为 30 18 的 孔 数控车间车工 CAK6140 游标卡尺 18 钻头 53 14 粗车 半精车 精车件 1 内孔 1 粗车件 1 内孔 为半精车留 2 的余量 2 半精车件 1 内孔 为精车留 0 5 的余量 3 精车件 1 内孔 达到图纸要求 数控车间车工 CAK6140 游标卡尺 内径千分尺 内孔刀 108 15 加工内 部槽 加工件 1 内孔内部槽 只标注尺寸 数控车间车工 CAK6140 深度千分尺 内切槽刀 53 16 车内螺 纹 车件 1 右端内孔螺纹 达到图纸要求 数控车间车工 CAK6140 游标卡尺 内螺纹刀 75 17 配合加 工 1 将件 3 左端外螺 纹与件 1 内螺纹配合 2 粗车件 1 右端球 与槽 为半精车留 2 的余量 半精车球与 槽 留 0 5 的余量 3 精车至标注尺寸 数控车间车工 CAK6140 游标卡尺 外径千分尺 外圆精车刀 2018 18 去毛刺去除三个零件毛刺钳工工作台锉 19 配合与 检验 将零件按装配图配合 检查是否满足图纸要 求 数控车间车工 CAK6140 游标卡尺 53 编制 日期 审核 日期 会签 日 期 批准 日期 长春职业技术学院毕业论文专用纸长春职业技术学院毕业论文专用纸 22 标 记 处 记 更改文 件号 签 字 日 期 标 记 处记 更改文件 号 签字 日 期 第第 4 4 章章 编制数控加工程序编制数控加工程序 加工程序说明 件 2 内孔 O1 1 T0101 M03S600 G00X18Z3 G71U1R1P1Q2X 0 4Z0 1F100 G00Z100 M05 M00 T0101 M03S600 G00X26Z3 N1G00X28G41 G01Z0F100 G01X26Z 17 Z 22 X20 Z 29 N2X18 G00Z100 X100G40 M05 内孔 刀具 内孔刀 粗加工主轴转速 600 切削速度 52 752 精加工主轴转速 800 切削速度 70 336 长春职业技术学院毕业论文专用纸长春职业技术学院毕业论文专用纸 28 M00 T0202 M03S800 G00X60Z3 G71U2R1P1Q2X0 5Z0 1F120 G00X100Z100 M05 M00 T0202 M03S1200 G00X60Z3 N1G00X36G42 G01Z1F100 G01X40Z 1 Z 28 X38Z 29 Z 35 N2X60 G00X100Z100G40 M30 件 3 左端外圆 O2 2 T0202 M03S800 G00X60Z3 G71U2R1P1Q2X0 5Z0 1F120 G00X100Z100 M05 外圆 刀具 外圆车刀 粗加工主轴转速 800 切削速度 125 精加工主轴转速 1200 切削速度 180 外圆 刀具 外圆车刀 粗加工主轴转速 800 切削速度 125 精加工主轴转速 1200 切削速度 180 长春职业技术学院毕业论文专用纸长春职业技术学院毕业论文专用纸 29 M00 T0202 M03S1200 G00X60Z3 N1G00X18G42 G01Z1F150 X23 85Z 1 Z 12 X19 Z 20 N2X60 G00X100Z100G40 M05 M00 T0404 M03S600 G00X26Z3 G76C2A60X22 05Z 14U0 1V0 1K0 0175Q0 4F1 5 G00X100Z100 M30 件 1 左端外圆 O3 3 T0202 M03S800 G00X60Z3 G71U2R1P1Q2X0 5Z0 1F120 G00X100Z100 M05 外圆 刀具 外圆车刀 粗加工主轴转速 800 切削速度 125 精加工主轴转速 1200 切削速度 180 长春职业技术学院毕业论文专用纸长春职业技术学院毕业论文专用纸 30 M00 T0202 M03S1200 G00X52Z3 N1G00X16G42 G01Z1F100 G01X20Z 1 Z 13 X26 X28Z 30 X40C1 Z 45 X49C2 Z 61 N2X60 G00X100Z100G40 M30 件 1 右端内孔及螺纹 O4 4 T0101 M03S600 G00X18Z3 G71U1R1P1Q2X 0 4Z0 1F100 G00Z100 X100 T0101 M03S800 G00X18Z3 内孔 刀具 内孔刀 粗加工主轴转速 600 切削速度 52 752 精加工主轴转速 800 切削速度 70 336 长春职业技术学院毕业论文专用纸长春职业技术学院毕业论文专用纸 31 N1G00X27 5G41 G01Z0 5F100 X22 5Z 2 Z 30 N2X18 G00Z100 X100G40 M05 M00 T0303 M03S600 G00X18Z3 Z 23 G01X26F40 G04P3 X18F200 Z 25 X26F40 G04P3 X18F200 G00Z100 X100 M05 M00 T