轴类配合件的工艺设计与加工.doc

宜宾职业技术学院宜宾职业技术学院 毕业设计 题目 轴类配合件的工艺设计与加工 系系 部部 机机 电电 技技 术术 系系 专专 业业 名名 称称 数数 控控 技技 术术 班班 级级 姓姓 名名 学学 号号 200611480200611480 指指 导导 教教 师师 20082008 年年 0404 月月 2525 日日 轴类配合件的工艺设计与加工 摘摘 要要 轴套零件主要用于工艺装备场合 由螺纹圆弧轴 内圆弧轴套 台阶螺帽 零件组成 介绍了各个零件从毛坯到成品的加工过程 使用 AutoCAD 软件绘制 了零件图形 对各个零件的毛坯的选择 定位基准的选择 加工余量的确定 刀具的选择 切削用量的选择 加工工艺 工艺路线等进行了分析 编制出了 数控加工刀具卡 加工工艺过程卡 数控加工工序卡 进行手工编程 并选择 数控机床加工出零件 通过检验 零件符合图纸要求 关键词关键词 轴套零件 工艺分析 数控加工 Typical of the shaft with processing Abstract Shaft with pieces of equipment for the occasion from thread arc axis within the arc bushings with nut parts On the various parts from the rough to the finished product processing the use of AutoCAD software components drawn graphics the various parts of the rough choice the choice of location benchmark Jiagongyuliang of identification tool of choice cutting the amount of choice processing technology Such as a line of analysis developed a tool NC cards card processing process the NC processing card for manual programming and choose to CNC machine tool parts through testing spare parts meet the requirements of the drawings Key words bushings parts process analysis NC I 目目录录 1 绪论 1 2 零件介绍 2 3 工艺设计 3 3 1 螺纹圆弧轴的工艺分析 3 3 1 1 轴的图样分析 3 3 1 2 毛坯的选择 3 3 1 3 定位基准的选择 4 3 1 4 确定装夹方案 4 3 1 5 确定加工顺序及进给路线 5 3 1 6 刀具的选择 5 3 1 7 加工余量的确定 6 3 1 8 切削用量的选择 6 3 1 9 填写工艺文件 9 3 2 内圆弧轴套的工艺分析 10 3 2 1 零件图样分析 10 3 2 2 毛坯选择 10 3 2 3 确定装夹方案 10 3 2 4 确定加工顺序及走刀路线 11 3 2 5 刀具的选择 11 3 2 6 确定切削用量 12 3 2 7 填写工艺文件 13 3 3 台阶螺帽的工艺分析 14 3 3 1 零件图样分析 14 3 3 2 毛坯选择 14 3 3 3 确定装夹方案及定位基准 14 3 3 4 确定加工工艺路线及加工余量 14 3 3 5 刀具的选择 15 3 3 6 切削用量的确定 15 II 3 3 7 填写工艺文件 16 3 4 设备的选择 18 3 5 夹具的选择 18 3 6 零件的加工 18 3 7 零件的装配 19 3 8 量具和切削液的选择 19 4 零件加工及加工程序的编制 21 结 论 26 致 谢 27 参考文献 28 附录 29 1 1 1绪论绪论 随着计算机 通信 电子 检测 控制和机械等各相关技术的发展 特别是 计算机控制在机床上的应用 数控技术和数控装备是制造工业现代化的重要基础 这个基础是否牢固直接影响到一个国家的经济发展和综合国力 关系到一个国家 的战略地位 因此 世界上各工业发达国家均采取重大措施来发展自己的数控技 术及其产业 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 现代数控技术的发展日新月异 社会上对掌握数控技术的应用技能型人需求 越来越大 提倡培养技术型人才的基本理念更是符合当前国情的发展需求 为达 到这一目标 我们更要将理论知识和实际操作紧密联系起来 我现在的轴套零件的工艺设计与加工这个课题 它涉及的知识面非常广 基 本将我在大学几年所学的知识综合运用起来 本课题不但复习和巩固了所学的各 科知识 还学习了一些新知识 培养了综合运用能力 操作能力 以及初步的设 计能力 在整个工艺分析设计过程中 一方面培养了独立思考和分析问题 解决 问题的能力 一方面还培养了良好的操作技能 由于实用性强 理论问题论述条 理清晰 容易掌握 并根据理论联系到实际加工 对实例进行全面分析 具有示 范性 有利于理论实践操作 提高技能知识 2 2 2 零件介绍零件介绍 该轴套类零件主要用于工艺装备场合 它由螺纹圆弧轴 附图 1 内圆弧轴 套 附图 2 台阶螺帽 附图 3 零件组成 零件材料选用 45 钢 轴由圆柱面 逆圆弧 螺纹组成 加工容易 可由普通机床加工 也可选择数控车床来加工轴 以保证精度 轴套类零件由内 外圆柱面 内圆弧 螺母主要由台阶面 内螺纹 等组成 普通的车床难以加工 故选择数控机床加工 图 2 1 装配图 3 工艺设计 工艺设计 3 13 1 螺纹圆弧轴的工艺分析螺纹圆弧轴的工艺分析 3 1 13 1 1 零件图样分析零件图样分析 该零件表面由圆柱 逆圆弧及螺纹等表面组成 其中多个直径尺寸有较严的 尺寸精度和表面粗糙度要求 尺寸标注完整 轮廓描述清楚 根据零件图的公差等级为 IT8 IT10 表面粗糙度为 3 2 因其公差数m 值较小 所以在编程时不必取平均值 全部取基本尺寸 图 3 1 螺纹圆弧轴 3 1 23 1 2 毛坯的选择毛坯的选择 轴类零件的材料一般为碳素结构钢和合金结构钢两类 以中碳钢 45 钢应用 是多 该零件材料为 45 钢 轴类零件的常用毛坯是型才圆棒料和锻件 直径相 差不大的阶台轴常采用热轧或冷拉的圆棒料 此零件为阶梯轴 各台阶直径相差 不大 因此选择圆棒料 由于毛坯大小主要考虑加工余量 面及加工情况来选 择 所以毛坯大小定为 150mm 70mm 4 3 1 33 1 3 定位基准的选择定位基准的选择 定位基准是工件在定位时所依据的基准 它的选择原则是 尽量选择零件上 的设计基准作为定位基准 一次装夹就能够完成全部关键精度部位的加工 为了 保证加工表面与其设计基准间的相对位置精度 即同轴度 工件定位时应使加 工表面的设计基准相对机床占据一个正确的位置 粗基准的选择 在起始工序中 工件定位只能选择未经加工的毛坯表面 称为粗基准 粗基 准选择总的要求是为后续工序提供必要的定位基面 它的选择原则有 1 对于具有不加工表面的工件 为保证不加工表面之间的相对位置要求 一般选不加工表面为粗基准 2 对于具有较多加工表面的工件 粗基准的选择 应合理分配各加工表面 的加工余量 为保证第一项要求 粗基准应选择毛坯上加工余量最小的表面 为保证第二项要求 应选择那些重要表面为粗基准 应选择工件上那些加工表面较大 形状比较复杂 加工劳动量较大的表面为 粗基准 综上述 该零件的粗基准应选择为毛坯的左端面 精基准的选择 在最终工序和中间工序中 应采用已加工表面定位 这种定位基面称为精基 准 它的原则如下 1 应选择加工表面的设计基准为定位基准 2 定位基准的选择应便于工件的安装与加工 3 当工件以某一组精基准定位 可以比较方便地加工其他各表面时 应尽 可能在多数工序中采用此同一组精基准定位 这是 基准统一 原则 4 某些要求加工余量小而均匀的精加工工序 可选择加工表面本身作为定 位基准 根据精基准的选择原则 该零件的精基准为右端面为精基准 3 1 43 1 4 确定装夹方案确定装夹方案 在确定装夹方案时 要根据已选定的加工表面和定位基准来确定工件的定位 5 夹持方式 并选择合理的夹具 对于此轴类零件 轴心线为工艺基准 采用三爪卡盘夹紧 一次装夹完成粗 精加工 3 1 53 1 5 确定加工顺序及进给路线确定加工顺序及进给路线 加工顺序按由粗到精 由近到远 由右到左 的原则确定 即先从右到左进 行粗车 留 0 5mm 精车余量 再从右到左进行精车 然后粗 精车削螺纹 最 后切断 除了遵循加工顺序安排的一般原则 还应该注意 外圆表面加工顺序应为 先加工大直径外圆 然后再加工小直径外圆 以免 一开始就降低了工件的钢度 在数控加工中 刀具相对于工件的运动轨迹和方向的加工路线就是进给路线 因为数控车床具有粗精车循环和车螺纹循环的功能 只要正确使用编程指令 机 床数控系统就会自行确定其进给路线 根据该零件的公差等到级 IT8 IT10 和表面粗糙度为 3 2 确定外圆m 柱面加工方法为 粗车 精车 首先车端面 然后粗车外圆 20mm R19 圆弧 38mm 48mm 精车 至尺寸 然后切 4 2 的退刀槽 粗 精车螺纹 最后切断 3 1 63 1 6 刀具的选择刀具的选择 1 粗车及平端面选用 90 硬质合金右偏刀 为防止副后刀面与工件轮廓干 涉 副偏角不宜太小 选副偏角为 35 2 车螺纹选用硬质合金 60 外螺纹车刀 刀尖圆弧半径应小于轮廓最小圆 角半径 取 0 15 0 2mm r 3 切螺纹退刀槽及切断工件选用 4mm 切槽刀 将选定的刀具参数填入数控加工刀具卡片中 以便于编程和操作管理 表表 3 13 1 数控加工刀具卡片数控加工刀具卡片 产品名称或代号数控车工工艺分析 零件 名称 螺纹圆弧轴零件图号 序号刀具号刀具规格名称数量加工面刀具半径备注 6 1 T01 硬质合金 90 外圆车刀 车端面及粗车 轮廓 精车轮 廓 右偏刀 2T02 硬质合金 60 外螺纹车 刀 1 粗精车螺纹0 15 3T03 刃宽为 4mm 1 切槽 切断 编制曾伟审核廖璘志批准廖璘志共 1 页第 1 页 3 1 73 1 7 加工余量的确定加工余量的确定 加工余量是指加工过程中所切去的金属去厚度 加工余量的大小对于工件的 加工质量和生产率均有较大的影响 加工余量过大 不仅增加机械加工的劳动量 降低了生产率 而且增加原材料 设备 工具和电力消耗 若加工余量过小 则 既不能消除上工序的各种表面缺陷和误差 又不能补偿本工序加工时工件 的装 夹误差 甚至造成废品 因此 应当合理地确定加工余量 确定加工余量的基本 原则是 在保证加工质量的前提下越小越好 该零件表面的粗糙度值要求均为 Ra3 2 粗车后 留余量 0 5mm 精车完成 m 3 1 83 1 8 切削用量的选择切削用量的选择 切削用量的大小对切削力 切削功率 刀具磨损 加工质量和加工成本均有 显著影响 数控加工中选择切削用量时 就是在保证加工质量和刀具耐用度前提 下 充分发挥机床性能和刀具切削性能 使切削效率最高 加工成本最低 要达到高的生产率 应按背吃刀量 进给量 切削速度的顺序来选择切削用 量 即应首先考虑尽可能大的切削浓度背吃刀量 其次选用尽可能大的进给量 最后在保证刀具合理耐用度的条件下 选取尽可能大的切削速度 粗 精加工时切削用量的选择 1 粗加工时切削量的选择如下 首先尽可能大的背吃刀量 其次要根据机床动力和刚性的限制条件等 选 取尽可能大的进给量 最后根据刀具耐用度确定最佳的切削速度 2 精加工时切削用量的选择如下 首先根据粗加工后的余量确定背吃刀量 其次根据已加工表面的粗糙度要 7 求 选取较小的时给量 最后在保证刀具耐用度的前提下 尽可能选取较高的切 削速度 3 1 8 13 1 8 1 背吃刀量的确定背吃刀量的确定 背吃刀量的选择要根据机床 工件和刀具的刚度来决定 在刚度允许的情况 下 就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 因此轮廓粗车循环时选背吃刀量为 3mm 粗车循环时选背吃刀量为 0 25mm 螺纹粗车循环时选背吃刀量为 0 2mm 螺纹精车循环时选背吃刀量为 0 1mm 3 1 8 23 1 8 2 主轴转速的确定主轴转速的确定 1 车外圆时的主轴转速 车外圆时主轴转速应根据零件上被加工部位的直径 并按零件和刀具材料及 性质等条件所允许的切削速度来确定 切削速度是切削用量中对切削加工影响最大的因素 要综合考虑切削条件和 要求 选择适当的切削速度 当切削速度确定后 用度以下公式计算主轴转速 3 1 d v n c 1000 车圆弧和直线时 选粗车切削速度 90 m min 精车切削速度cV 120m min 然后利用公式 3 1 计算主轴转速 粗车工件直径 D 55mm 精cV 车工件直径取平均值 粗车 d v n c 1000 6014 3 901000 800 r min 精车 d v n c 1000 3014 3 1201000 1200 r min 2 车螺纹时主轴转速 8 在车削螺纹时 车床的主轴转速将受到螺纹的螺距 或导程 大小 驱动电 动机的升降频特性及螺纹插补运算速度等多种因素影响 大多数普通车床数控系 统车螺纹时的主轴转速为 kp n 1200 注 k 为保险系数 一般取 80 min 32080 3 1200 rn 3 1 8 33 1 8 3 进给速度的确定进给速度的确定 进给速度是指切削单位时间内工件与进给方向相对位移 单位为 mm min 进给速度的大小直接影响表面粗糙度的值和车削效率 主要根据零件的加工精度 和表面粗糙度以及刀具 工件的材料性质参考用量手册选取 确定进给速度的原则 1 当工件的质量要求能够得到保证时 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 加工深孔时 宜选较低的进给速度 一般在 20 50mm min 范 围内选取 3 在加工精度 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 4 刀具空行程时 特别是远距离回零时 可以选择机床数控系统给定的最 高速度 一般根据零件的表面粗糙度 刀具及工件材料等因素 查阅切削用量手册选 取 每转进给量 进给速度的计算公式 3 2 fnvf 注 精车时常取 每转进给量 f 粗车时一般选取为 0 3 0 8 mm r 精车 时 0 1 0 3 mm r 切断常取 0 05 0 2 mm r 选择粗车 精车每转进给量分别为 0 4mm r 和 0 15mm r 再根据公式 3 2 粗车 fnvf 9 0 4 500 200 mm min 精车 fnvf 0 15 1200 180 mm min 3 1 93 1 9 填写工艺文件填写工艺文件 1 填写工艺过程卡 表表 3 23 2 数控加工工艺过程卡数控加工工艺过程卡 工序号工序名称工序内容设备及工装 1下料45 150mm 70mm弓锯机 2热处理正火 3车 粗车端面 外圆 各部分留 1 2 余量 数控车床 CK 6132A 4热处理调质 HBC197 220 5车 三爪卡盘装夹 精车端面各外圆 粗 精车螺纹 数控车床 CK 6132A 6钳去毛刺 7热处理表面淬火 HRC28 33 8检验手工 编制曾伟审核廖璘志批准廖璘志共 1 页 2 填写工序卡片 表表 3 33 3 数控加工工序卡片数控加工工序卡片 产品名称零件名称零件图号单位名称 螺纹圆弧轴 工序号程序编号夹具名称使用设备车间 O0001 三爪卡盘数控机床数控中心 工步号工步内容刀具号主轴转速进给速度背吃刀量备注 10 r min mm min mm 1 车端面 T01500 手动 2 粗车轮廓 T018002003 自动 3 精车轮廓 T0112001800 25 自动 4 粗车螺纹 T033209600 4 自动 5 精车螺纹 T033209600 1 自动 6 切断 T041503000 1 自动 编制曾伟审核廖璘志批准廖璘志共 1 页第 1 页 3 23 2 内圆弧轴套的工艺分析内圆弧轴套的工艺分析 3 2 13 2 1 零件图样分析零件图样分析 图 3 2 内圆弧轴套 该零件表面由内外圆柱面 内圆弧组成 其中多个直径尺寸与轴向尺寸有较 高的尺寸精度 表面粗糙和形位公差要求 零件图尺寸标注完整 符合数控加工 尺寸标注要求 轮廓描述清楚完整 根据零件图样 该零件图的内孔的公差等级为 IT7 它的表面粗糙度 3 2 零件图的外圆的公差等级为 IT7 IT8 表面粗糙度为 3 2 其余m m 的表面粗糙度为 6 4 由于他尺寸因公差值较小 因此编程时取基本尺寸即可 m 11 3 2 23 2 2 毛坯选择毛坯选择 套类零件的毛坯选择与零件的材料 结构及尺寸等因素有关 材料为 45 刚 毛坯大小主要考虑加工余量 夹持长度及加工情况来选择 所以毛坯大小定为 70mm 70mm 3 2 33 2 3 确定装夹方案确定装夹方案 定位基准是工件在定位时所依据的基准 在加工内孔时以外圆定位 用三爪 自动定心卡盘夹紧 加工外轮廓时 为保证同轴度要求和便于装夹 以坯件左端 面和轴心线为定位基准 3 2 43 2 4 确定加工顺序及走刀路线确定加工顺序及走刀路线 加工顺序的确定由内到外 由粗到精 由远到近的原则确定 在一次装夹中 尽可能加出多的工件表面 结合本零件的结构特征 可先粗 精车加工内孔各表 面 然后粗 精加工外轮廓表面 由于该零件为单件生产 走刀路线设计不必考 虑最短进给路线或最短空行程路线 外轮廓表面车削走刀路线可沿零件轮廓顺序 进行车削 根据该零件的内孔的公差等级和表面粗糙度 可以确定加工内孔的方法为 钻孔 镗孔 圆弧 外圆的加工方法为粗车 精车 首先车右端面 钻孔至 18mm 镗孔到 19 8mm 精车内孔到尺寸 加工 R19 内圆弧 粗车外圆至 46mm 47mm 然后精车外圆 48 至尺寸 3 2 53 2 5 刀具的选择刀具的选择 1 车削端面选用 90 硬质合金端面车刀 车外轮廓 T01 2 4 中心钻 钻中心孔以利于钻削孔时刀具找正 T02 3 18mm 高速钢钻头 钻内孔 T03 4 19 8mm 镗孔刀 扩孔 T04 5 内圆车刀 车削 R19 内圆弧 T05 6 切断 T06 将所选刀具的参数填入数控加工刀具卡 表表 3 43 4 数控加工刀具卡片数控加工刀具卡片 产品名称或代号零件名称内圆弧轴套零件图号 序号刀具号刀具规格数量加工表面备注 12 1T011 车端面及粗精 车外轮廓 2T02 41 钻中心孔手动 3T03 181 钻孔 4T04 19 81 扩孔自动 5T051 车削内圆弧自动 6T0625 251 切断 编制曾伟审核廖璘志共 1 页第 1 页 3 2 63 2 6 确定切削用量确定切削用量 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 资料选取切削速度与每转进给量 然后根据公式 3 1 和公式 3 2 计算主轴 转速和进给速度 1 被吃刀量的选择 粗车外圆表面时选背吃刀量 3mm 精车背吃刀量 0 25mm 粗车内孔时背吃刀 量 1mm 精车内孔时背吃刀量 0 1mm 2 主轴转速的选择 粗车外圆时 取切削速度 90mm r 精车外圆时 切削速度取 120mm r 粗车 d v n c 1000 5514 3 901000 500 r min 精车 d v n c 1000 3014 3 1201000 1200 r min 3 进给速度的确定 根据在切断 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 根据公式 3 2 来计算进给速度 13 粗车时 f 一般选取为 0 3 0 8 mm r 精车时一般取 0 1 0 3 mm r 粗车 fnvf 0 5 500 250 mm min 精车 fnvf 0 2 1200 240 mm min 3 2 73 2 7 填写工艺文件填写工艺文件 1 填写工艺过程卡 表表 3 53 5 数控加工工艺过程卡数控加工工艺过程卡 工序号工序名称工序内容设备及工装 1下料45 70mm 70mm弓锯机 2热处理正火 3车 粗车端面 外圆 各部分留 1 2 余量 钻内孔 18mm 30mm 扩孔 19 8mm 30mm 数控车床 CK 6132A 4热处理调质 HBC197 220 5车 三爪卡盘装夹 精车端面各外圆 精车内圆弧 保证精度 数控车床 CK 6132A 6钳去毛刺 7热处理表面淬火 HRC28 33 8检验手工 编制曾伟审核廖璘志批准廖璘志共 1 页 2 填写工序卡 表表 3 63 6 数控加工工序卡片数控加工工序卡片 数控加工工序卡零件名称材料零件图号 内圆弧轴套 45 14 工序号程序编号使用设备夹具名称车间 O0002 数控车床 三爪自动定心卡 盘 数控车削中心 工步号工步内容刀具号 刀具规 格 mm 主轴转 速 r min 进给速度 mm min 背吃刀量 mm 1 车端面 T01500250 2 钻中心孔 T03 49502 3 钻孔 T04 1855040 4 镗孔 T05 19 8 5 车内圆弧 T0625 255000 2 6 切断工件 T0725 259502400 25 编制曾伟审核廖璘志批准廖璘志 共 1 页 第 1 页 3 33 3 台阶螺帽的工艺分析台阶螺帽的工艺分析 3 3 13 3 1 零件图样分析零件图样分析 图 3 3 台阶螺帽 该零件由内螺纹 外圆柱面等组成 其中的一些尺寸有表面粗糙度要求 零 件图尺寸标注完整 符合数控加工尺寸要求 外圆表面的公差等级为 IT9 内孔 15 的公差等级也为 IT9 表面粗糙度为 3 2 m 零件图样上的尺寸公差值较小 因此编程时不必取平均值 取基本尺寸即可 内孔加工完成 再加工螺纹 3 3 23 3 2 毛坯选择毛坯选择 零件的材料为 45 钢 在确定毛坯的形状和尺寸时应注意 要使加工时工件 安装稳 因此毛坯的大小为 60mm 70mm 3 3 33 3 3 确定装夹方案及定位基准确定装夹方案及定位基准 以工件的右端面及 48mm 为安装基准 内孔加工以外圆定位基准 以三爪 自动定心卡盘夹紧 伸出卡盘 40mm 3 3 43 3 4 确定加工工艺路线及加工余量确定加工工艺路线及加工余量 首先车端面 钻 4mm 的中心孔 钻 18mm 的孔 镗 20mm 孔 粗精加工 外轮廓 车 38mm 的台阶 车 48mm 的台阶 车内螺纹 最后切断 外轮廓在粗加工之后留 0 5mm 的精车余量 螺纹粗加工后留 0 1mm 的精车余 量 粗车内孔后留 1mm 的精车余量 保证总长 17mm 3 3 53 3 5 刀具的选择刀具的选择 1 根据加工要求选用 90 的偏刀粗精车外圆 车端面 车台阶 r T01 2 选用 4mm 的中心钻钻中心孔 T02 3 选用 18mm 的高速钢钻头 钻内孔 T03 4 选用 20mm 的镗孔刀 扩内孔 T04 5 内螺纹切削选用 60 内螺纹车刀 T05 6 切断选用 4mm 的切断刀 T06 将所选刀具的参数填入数控加工刀具卡 表表 3 73 7 数控加工刀具卡片数控加工刀具卡片 产品名称或代号零件名称台阶螺帽零件图号 序号刀具号刀具规格数量加工表面备注 1T011 车端面及粗精 车外轮廓 2T02 41 钻中心孔手动 16 3T03 181 钻孔 4T04 201 扩孔自动 5T051 车内螺纹自动 6T0625 251 切断 编制曾伟审核廖璘志共 1 页第 1 页 3 3 63 3 6 切削用量的确定切削用量的确定 1 背吃刀量的确定 根据机床 工件和刀具的刚度来决定 在刚度允许的条件下 应尽可能使切 削深度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 在粗加工外轮廓时的背吃刀量为 3mm 精加工外轮廓时的背吃刀量 0 25mm 车内孔时的背吃刀量 1 5mm 粗车螺纹时的背吃刀量 0 2mm 精车螺纹时的背吃 刀量为 0 1mm 2 主轴转速的确定 主轴转速应根据允许的切削速度和工件直径来选择 根据公式 3 1 可以 计算主轴转速 在粗加工时 切削深度为 3mm 因此它的切削速度为 90m min 精加工时 切削深度为 0 25mm 它的切削速度为 120m min 粗加工时 d v n c 1000 1000 90 3 14 55 500 r min 精加工时 d v n c 1000 1000 120 3 14 33 1200 r min 车螺纹时 根据 kp n 1200 注 k 为保险系数 一般取 80 计算得车螺纹时的主轴转速为 320r min 3 进给速度的确定 17 根据公式 3 2 可以计算出进给速度 在粗加工时 切削深度为 3mm 因此它的进给量为 0 4mm r 在精加工时 切削深度为 0 25mm 它的进给量为 0 2mm r 粗加工时 fnvf 0 4 500 200 mm min 精加工时 fnvf 0 2 1200 240 mm min 在钻中心孔时的切削速度为 500 800r min 钻孔时的切削速度为 30m min 进给量为 0 2mm r 3 3 73 3 7 填写工艺文件填写工艺文件 1 填写工艺过程卡 表表 3 83 8 数控加工工艺过程卡数控加工工艺过程卡 工序号工序名称工序内容设备及工装 1下料45 60mm 70mm弓锯机 2热处理正火 3车 粗车端面 外圆 各部分留 1 2 余量 钻内孔 18mm 17mm 扩孔 20mm 17mm 数控车床 CK 6132A 4热处理调质 HBC197 220 5车 三爪卡盘装夹 精车端面各外圆 粗 精车内螺纹 保证精度 数控车床 CK 6132A 6钳去毛刺 7热处理表面淬火 HRC28 33 8检验手工 编制曾伟审核廖璘志批准廖璘志共 1 页 18 2 填写工艺卡 表表 3 93 9 数控加工工艺卡片数控加工工艺卡片 数控加工工艺卡片产品名称零件名称台阶螺帽材料 45 工序号程序名称夹具名称夹具编号使用设备车间零件图号 O0003 三爪自动 定心卡盘 数控机床数控车削 中心 工步号工步内容刀具号 刀具规格 mm 主轴转速 r min 进给速度 mm min 背吃刀量 mm 备注 1 车端面 T013201 自动 2 钻中心孔 T02 49502 手动 4 粗车外轮廓 T015002003 自动 5 精车外轮廓 T0112002400 25 自动 3 钻孔 T03 1830060 手动 4 扩孔 T04 20 7 粗车内孔螺 纹 T053200 2 自动 8 精车内孔螺 纹 T053200 1 自动 9 切 断 T0625 252500 1 自动 编制曾伟审核廖璘志批准廖璘志共 1 页第 1 页 3 53 5 设备的选择设备的选择 由于该零件属于轴类零件 适合用数控车床加工 根据学校的设备选择 CK 6132A 数控车床加工 3 63 6 夹具的选择夹具的选择 机床夹具的功能有 有定位 夹紧 对刀 导向的作用 其在机械加工中起保证加工精度 提高劳动生产率 降低生产成本和扩大机 床工艺范围 要充分发挥数控车床的加工功效 工件的装夹必须快速 定位必须 准确 数控车床对工件的装夹要求 首先应具有可靠的加紧力 以防止在加工过 19 程中工件松动 其次应具有较高的定位精度 并便于迅速和方便的安装工件 选 择三爪卡盘 安装方法以工件外圆定位 用三爪卡盘夹紧工件左端 加工工件右 端 本零件的加工因是回转体零件 均采用三爪卡盘装夹 如图 图 3 4 三爪卡盘 3 73 7 零件加工零件加工 3 7 13 7 1 回机床零点回机床零点 开机首先检验机床主轴是否能正常的运转 检查各辅助功能是否正常 然后 将各坐标轴回到机床零点 3 7 23 7 2 建立工件坐标系建立工件坐标系 将夹具找正后 装夹工件 所谓建立工件坐标系就是将刀具在机床中具有正 确的位置关系 该工件采用试切对刀法 3 7 33 7 3 程序检验程序检验 将程序传入机床后进行相应的修改 在将机床处于单段运行状态 检验刀具 在机床中运行的位置是否正确 3 7 43 7 4 自动运行自动运行 自动运行后 调节转速和进给量 让刀具拥有合适的切削参数 并且注意冷 却液及其他辅助功能的正常运行 3 83 8 零件装配零件装配 机械装配是产品制造的最后阶段 装配过程中不是将合格零件简单地连接起 来 而是通过一系列工艺措施 才能最终达到产品质量要求 在装配前用清洗剂清除零件表面的防锈油 灰尘 切屑等污物 防止装配时 20 划伤 磨损配合表面 装配时 首先将内圆弧轴套装到轴上 然后再将螺母旋在螺纹轴上拧紧 内 圆弧轴套套上去后 与轴之间会存在 0 2 0 4mm 的间隙 轴与锥形轴套之间采 用基轴制配合 在装配螺纹件通常采用各种扳手拧紧 拧紧力矩应适当 太大则 可能扭断螺纹件 3 93 9 量具和切削液的选择量具和切削液的选择 零件的几何参数的测量包括 长度 角度 表面粗糙度及形位公差 用来测量零件长度的有 钢直尺 用来测量长度的一种最常用的简单量具 游标卡尺 可以用来测量内 外尺寸 孔距 高度和深度 千分尺 这类量具是一种较为精密的量具 可以用来测量外圆直径 长度 厚度 测量螺纹的有 用螺纹千分尺测量 在测量杆上安装了适用于不同螺纹开形和不同螺距的 成对配套的测量头 测量内螺纹采用螺纹塞规 塞规用来控制内螺纹小径的极限尺寸 测量表面粗糙度采用比较法 将零件表面与表面粗糙度样块比较 用目测或 手摸判断被加工表面粗糙度 用比较法评定表面粗糙度虽然不精确 但由于器具 简单 使用方便 迅速 切削液的作用 有冷却 润滑 清洗和排屑作用 在加工零件时采用合成切 削液 这种切削液是以水为主要成分 加入适量的水溶性防锈添加剂制成 也可 加入适量的表面活性剂和油性添加剂 使其具有一定的润滑性能 俗称水溶液 由于水有良好的流动性 导热率和比热都比没大得多 可以吸收大量的热 21 4 4 零件加工程序的编制零件加工程序的编制 1 1 螺纹圆弧轴的加工程序螺纹圆弧轴的加工程序 O0001 程序名 N10 G54 G00 X100 Z100 G98 建立工件坐标系 N20 T0101 换 1 号刀选择 1 号刀补 N30 M03 S800 主轴正转 转速为 800r min N40 G00 X30 Z10 定位 粗车外轮廓 N50 G73 U10 W10 R5 粗车循环 N60 G73 P70 Q150 U 0 2 W0 1 F100 S1200 T0101 粗车循环 N70 G00 X0 Z0 快速移动到端面 N80 G01 X16 F50 粗车循环 N90 X20 Z 2 粗车循环 N100 Z 21 粗车循环 N110 G03 X38 Z 59 R19 车 19 圆弧 N120 G01 X38 Z 80 粗车循环 N130 X48 粗车循环 N140 Z 100 粗车循环 N150 G00 X30 Z10 粗车循环 N160 G70 P70 Q150 粗车循环 N170 G00 X100 Z100 快速退刀 N180 T0303 换 3 号切槽刀 选择 3 号刀补 N190 M03 S800 主轴正转 转速为 800r min N200 G00 Z 35 快速定位 22 N210 G01 X16 F100 切槽 N220 X100 返回 N230 G00 Z100 快速移动到 X100 Z100 N240 T0202 换 2 号螺纹刀 选择 2 号刀补 N250 G00 X30 Z5 定位 螺纹循环点 N260 G92 X19 8 Z 33 F1 5 螺纹循环 N270 X19 6 螺纹循环 N280 X19 4 螺纹循环 N290 X19 2 螺纹循环 N300 X19 0 螺纹循环 N310 X18 8 螺纹循环 N320 X18 6 螺纹循环 N330 X18 4 螺纹循环 N340 X18 2 螺纹循环 N350 X18 2 精车螺纹 N360 G00 X80 快速退回到 X80 N370 X100 Z100 快速返回到 X100 Z100 N380 T0303 换 3 号切槽刀 选择 3 号刀补 N390 M03 S800 主轴正转 转速为 800r min N400 G00 Z 94 快速定位 N410 G01 X2 F100 切断 N420 G00 X100 快速移到 X100 N430 Z100 快速移到 Z100 N440 M30 程序结束并返回到程序头 N450 M05 主轴停止 2 2 内圆弧轴套的加工程序内圆弧轴套的加工程序 O0002 程序名 N10 G54 G00 X100 Z100 G98 建立工件坐标系 N20 M03 S500 T0101 主轴正转 转速为 500r min 选 1 号刀 1 号刀补 23 N30 G00 X100 Z5 快速定位 N40 G01 X0 Z0 F100 定位到中心 N50 X48 车端面 N60 Z 35 加工外表面 N70 G00 X100 快速移动到 X100 N80 Z100 快速移动到 Z100 N90 T0303 换 3 号钻孔刀 选择 3 号刀补 N100 M03 S500 主轴正转 转速为 500r min N110 G00 X0 Z10 快速定位到 X0 Z10 N120 G01 Z 35 F100 钻孔至 Z 35 N130 Z10 退刀 N140 G00 X100 快速移动到 X100 N150 Z100 快速移动到 Z100 N160 T0404 换 4 号镗孔刀 选择 4 号刀补 N170 M03 S1000 主轴正转 转速为 1000r min N180 G00 X0 Z10 快速定位到 X0 Z10 N190 G01 Z 35 F100 镗孔至 Z 35 N200 Z10 退刀 N210 G00 X100 Z100 快速移动到 X100 Z100 N220 T0505 换 5 号内圆车刀 选择 5 号刀补 N230 M03 S800 主轴正转 转速为 800r min N240 G00 X0 Z10 快速定位到 X0 Z10 N250 G01 X38 Z0 F100 接近工件表面 N260 G02 X20 Z 16 R19 加工 R19 内圆弧 N270 G01 Z10 F100 退刀 N280 G00 X100 Z100 快速移动到 X100 Z100 N290 T0606 换 6 号切槽刀 选择 6 号刀补 N300 G00 Z 34 快速定位到 Z 34 N310 G01 X2 F100 切断 24 N320 G00 X100 快速移动到 X100 N330 Z100 快速移动到 Z100 N340 M30 程序结束并返回到程序头 N350 M05 主轴停止 3 3 螺母的加工程序螺母的加工程序 O0003 程序名 N10 G54 G00 X100 Z100 G98 建立工件坐标系 N20 M03 S800 T0101 主轴正转 转速为 800r min 选 1 号刀 1 号刀补 N30 G00 X30 Z10 快速定位至 X30 Z10 N40 G73 U10 W10 R5 粗车外轮廓循环 N50 G73 P60 Q110 U0 2 W0 2 F100 S1000 T0101 粗车外轮廓循环 N60 G00 X0 Z0 粗车外轮廓循环 N70 G01 X38 Z0 F50 粗车外轮廓循环 N80 Z 5 粗车外轮廓循环 N90 X48 粗车外轮廓循环 N100 Z 20 粗车外轮廓循环 N110 G00 X100 Z10 快速移到循环点 N115 G70 P60 Q110 精车外轮廓 N120 G00 X100 Z100 快速移到换刀点 N130 T0303 换 3 号钻孔刀 选择 3 号刀补 N140 M03 S800 主轴正转 转速为 800r min N150 G00 X0 Z10 快速移到 X0 Z10 N160 G01 Z 20 F100 钻孔至 Z 20