机械工艺夹具毕业设计36减速箱箱体的数控加工工艺与编程.doc
机械工艺夹具毕业设计36减速箱箱体的数控加工工艺与编程
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机械毕业设计论文
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机械工艺夹具毕业设计36减速箱箱体的数控加工工艺与编程,机械毕业设计论文
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机床数控技术 课程设计说明书 题 目 减速箱箱体的数控加工工艺与编程 机械制造与自动化 专业 级 机制 班 姓 名 学号 指导老师 职称 讲师 nts目 录 一、设计课题 二、零件分析 三、确定毛坯制造方式 四、 工艺规程设计 五、数控加工程序设计 六、 设计小结 七、参考文献 nts一、 设计课题 设计说明及数据计算 备 注 设计课题： 减速箱箱体的数控加工工艺与编程 材 料： HT150 加工批量： 中批量 二 、 零件分析 设计说明及数据计算 备 注 1零件的作用 减速箱箱体是变速箱的一个主要零件，用于安装齿轮、轴等变速传递转矩零件， 内装有润滑油， 由课题所给零件图可看出，此减箱为二级减速箱，箱体内共装有 3 根齿轮轴和两对相互啮合齿轮，箱体壁上共分布有六个轴承孔用于安装轴承。 2零件的工艺分析 由设计课题可知，其材料为 HT150。该材料具有较高的强度、耐磨性、耐热性及减振性。 分析课题所给零件图，该零件上的主要加工面有 4 个。 nts（ 1）减速箱顶面 其尺寸为 100 320， 要求加工完成后其粗糙度为 3.2，考虑到数控机床的精度较高，只需粗铣即可满足要求。 （ 2）减速箱轴承孔及盖板侧面 其中盖板孔要求加工完成后其粗糙度为 3.2，轴承孔要求加工完成后其粗糙度为 1.6，故决定先对其进行精铣，然后再单独对轴承孔精铣。 （ 3）减速箱轴承孔侧面 轴承孔要求加工完成后其粗糙度为 1.6，故决定对轴承孔先进行粗铣，然后精铣。 （ 4） 减速箱侧凸台 要 求加工完成后其粗糙度为 6.4，仅需对凸台进行粗铣。 查数控机床技术资料中有关机床能达到的精度可知，上述加工要求是可以达到的，零件的结构工艺性也是可行的。 三 、 确定毛坯 及 制造方式 设计说明及数据计算 备 注 根据零件的材料 HT150 确定毛坯为铸件，其生产类型为中批生产。毛坯的铸造方法选用砂型机器造型。又由于箱体零件的内腔及 4 45， 35， 25 等孔均需铸出，故还应安放型芯。此外，为消除残余应力，铸造后应安排人工时效。 铸造时，需加工 平 面留 2mm 的加工余量， 孔内壁留 1.5mm 加工余量， 以满足加工要求，即铸件外形尺寸为 348mm 189.5mm 128mm。 四 、 工艺规程设计 设计说明及数据计算 备 注 1基准选择 首先以箱体底面为粗基准加工出箱体顶部，然后以加工完的箱体顶部为精基准进行加工。箱体底面为设计基准，以底面为粗基准加工出顶面后，以顶面为精基准可以保证箱体零件的重要孔的位置。 2制定工艺路线 根据各表面的加工要求及加工的位置、精度，根据先面后孔，先主要表面后次要表面和先精加工后精加工的原则，将顶面加工放在最前面，然后加工箱体侧凸台表面，最后加工箱 体侧面孔壁，先粗加工盖孔壁及轴承孔，后精加工轴承孔，拟定加工工艺路线如下： 序 号 工 序 内 容 铸造 nts 时效 10 粗铣箱体顶面 20 粗铣箱体侧面凸台 30 粗铣箱体盖板侧 2 58,2 45, 35 孔内壁 40 精铣箱体盖板侧 2 45, 35 轴承孔内壁 50 粗铣箱体侧 2 45, 25 轴承孔内壁 60 精铣箱体侧 2 45, 25 轴承孔内壁 70 检查 80 入库 3选择加设备及刀、夹、量具 由于生产类型为中批生产，具零件易于装夹，故加工设备使用 FANUC K650/1 卧式数控铣床，夹具使用通用夹具，工件在机床上的装卸换位采用人工完成。 加工箱体顶面。选择直径为 40 的硬质合金面铣刀，来回三次即可铣完。加工箱体侧面凸时选择直径为 20 的硬质合金端 铣刀，加工箱体侧面孔壁时选择 12 硬质合金三面刃铣刀。量具分别选择刀口形直尺及游标卡尺。 列得刀具明细表如下： 加 工 位 置 所 用 刀 具 箱体顶面 40 的硬质合金面铣刀 箱体侧面凸台面 20 的硬质合金端 铣刀 箱体侧面孔壁 12 硬质合金三面刃铣刀 箱体侧面孔壁 12 硬质合金三面刃铣刀 4加工工艺设计 （ 1）减速箱顶面加工 铸造箱体时顶面留有 1mm 加工余量，查数控机床技术手册，零件顶面要求加工后粗糙度为 3.2，只需进行粗加工，查铣刀技术参数选用 40 的硬质合金面铣刀，整个加工过程走刀一次，主轴转速选择 1500r/min， 切削速度 V=120m/min， 进给量选取 0.4mm/z，背吃刀量 mmap 1。 （ 2）减速箱侧凸台面加工 铸造箱体时凸台面上留有 1mm 加工余量，查数控机床技术手册，零件表面要求加工后粗糙度为 6.4，只需进行粗加工，查铣刀技术参数选用 20 的硬质合金端铣刀，整个 加工过程走刀一次，主轴转速选择 1000r/min，切削速度 V=100m/min， 进给量选取0.4mm/z， 背吃刀量 mmap 1。 （ 3）减速箱侧盖板孔及轴承孔 加工 盖板孔壁要求加工后粗糙度为 3.2，所以只进行粗加工，轴承孔要求加工后粗糙度为 1.6，所以只对轴承孔进行精加工， 盖板孔切屑深度为 22mm，分为两次走刀，每次各切削 11mm，轴承孔走刀一次， 粗加工时各参数选取如下： 主轴转速选择 800r/min，切削速度 V=100m/min，进给量选取 0.3mm/z，背吃刀量 mmap 1。精加工时：主轴转速选择 1200r/min，切削速度 V=80m/min，进给量选取 0.15mm/z，背吃刀量 mmap 5.0。 （ 4） 减速箱侧轴承孔加工 轴承孔要求加工后粗糙度为 1.6，所以先对轴承孔进行粗加工，然后精加工，粗加刀具选择参考切削用量简明手册铣技术参数 nts工时各参数选取如下：主轴转速选择 800r/min，切削速度 V=100m/min，进给量选取0.3mm/z，背吃刀量 mmap 1。精加工时：主轴转速选择 1200r/min，切削速度V=80m/min，进给量选取 0.15mm/z，背吃刀量 mmap 5.0。 五 、 数控加工程序设计 设计说明及数据计算 备 注 1刀具轨迹 根据加工零件的形状尺寸及加工要求，计算加工所需各点坐标及走刀路线如刀具轨迹图所示，加工设备选择 FANUC K650/1 卧式数控铣床，夹具选择通用夹具。 每次加工前手动对刀，刀具位于 (0， 0)点上方与工件平面距离为 20mm。 2程序清单 （ 1）减速 箱顶面加工 刀具直径 40，刀具长度补 偿 为 H1，切削用量为 1mm，主轴转速为 S=1500，切削速度 F=120。 程序如下： N1 G92 X0 Y0 Z0 G17 G21； N2 G90 G00 Y-40； N3 G00 G43 H1 Z-21 M03 S1500； N4 G01 Y18 F120； N5 X320； N6 Y54； N7 X0； N8 Y90； N9 X320； N10 G00 Z0； N11 X0 Y0； N12 M05； N13 M30； nts （ 2）减速箱侧凸台面加工 刀具直径 20，刀具半径补偿为 D1，切削用量为 1mm，主轴转速为 S=1000，切削速度 F=100。 程序如下： N1 G92 X0 Y0 Z0 G17 G21； N2 G90 G00 Z-21 M03 S1000； N3 G01 X7.5 G41 D1 F100； N4 G02 X 7.5 Y0 I17.5； N5 G01 X58 Y20； N6 G02 X58 Y20 I12； N7 G00 Z0； N8 G00 X0 Y0； N9 M05； N10 M30； 轴承孔台及其它凸台面参考本程序进行加工。 （ 3）减速箱盖板孔及轴承孔加工 粗加工：刀具直径 12，刀具半径补偿为 D1，切削用量为 1mm，主轴转速为 S=800，切削速度 F=100， 盖板孔内壁共 22mm，分两次铣削，每次 11mm， 对于轴承孔还留有0.5mm 加工余量，用于精加工 .。 程序如下： N1 G92 X0 Y0 Z0 G17 G21； N2 G90 G00 X90 Y50； N3 G00 Z-31 M03 S800； N4 G01 X61 G41 D1 F100； N5 G02 I29； N6 G01 X90 Y50； N7 Z-42； N8 X61； ntsN9 G02 I29； N10 G01 X90 Y50； N11 Z-54； N12 X68； N13 G02 I22； N14 G00 Z0； N15 X180； N16 Z-54； N17 G01 X163 F100； N18 G02 I17； N19 G00 Z0； N20 X270； N21 Z-31； N22 G01 X241 F100； N23 G02 I29； N24 G01 X270； N25 Z-42； N26 X241； N27 G02 I29； N28 G01 X270； N29 Z-54； N30 X248； N31 G02 I22； N32 G00 Z0； N33 X0 Y0； N34 M05； N35 M30； 精加工：仅加工轴承孔，切削用量为 0.5mm，主轴转速为 S=1200，切削速度 F=80。 程序如下： N1 G92 X0 Y0 Z0 G17 G21； N2 G90 G00 X90 Y50； N3 G00 Z-54 M03 S1200； N4 G01 G41 D1 X67.5 F80； N5 G02 I22.5； N6 G00 Z0； N7 X180； N8 Z-54； N9 G01 X162.5 F80； N10 G02 I17.5； N11 G00 Z0； N12 X270； N13 Z-54； N14 G01 X247.5 F80； N15 G02 I22.5； ntsN16 G00 Z0； N17 X0 Y0； N18 M05； N19 M30； （ 4）减速箱轴承孔加工 粗加工：刀具直径 12，刀具半径补偿为 D1，切削用量为 1mm，主轴转速为 S=800，切削速度 F=100，轴承孔留有 0.5mm 加工余量，用于精加工 .。 程序如下： N1 G92 X0 Y0 Z0 G17 G21； N2 G90 G00 X90 Y50； N3 G00 Z-32 M03 S800； N4 G01 G41 D1 X68 F100； N5 G02 I22； N6 G00 Z0； N7 X180； N8 Z-32； N9 G01 X168 F100； N10 G02 I12； N11 G00 Z0； N12 X270； N13 Z-32； N14 G01 X248 F100； N15 G02 I22； N16 G00 Z0； N17 G00 X0 Y0； N18 M05； N19 M30； 精加工：加工轴承孔，切削用量为 0.5mm，主轴转速为 S=1200，切削速度 F=80。 程序如下： ntsN1 G92 X0 Y0 Z0 G17 G21； N2 G90 G00 X90 Y50； N3 G00 Z-32 M03 S1200； N4 G01 G41 D1 X67.5 F80； N5 G02 I22.5； N6 G00 Z0； N7 X180； N8 Z-32； N9 G01 X167.5 F80； N10 G02 I12.5； N11 G00 Z0； N12 X270； N13 Z-32； N14 G01 X247.5 F80； N15 G02 I22.5； N16 G00 Z0； N17 G00 X0 Y0； N18 M05； N19 M30； 六 、 设计小结 这次 机床数控技术 设计课程设计，是我们第一次较全面的设计 工艺及加工 能力 的训练，通过这次训练，使得我们对数控机床加工 基础知识及 其它 学科之间的联系有了一个较为系统全面的认识，加深了对所学知识的理解和运用，将原来看来比较抽象的内容实现了具体化，初步掊养了我们理论联系实际的设计思想，训练了综合运用 所学知识 和相关课程的理论，结合生产实 际分析和解决工程实际问题的能力，巩固、加深和扩展了有关方面的知识。 通过制订 加工工艺 方案，合理选择 刀具及切削参数 ，正确计算 加工中所需坐标 ，以及较全面地考虑制造工艺、使用和维护等要求，之后进行 工艺分析 设计，达到了解和掌握机械零件、 数控机床 装置和 加工工艺 过程和方法，对如计算、绘图、熟练和运用设计资料（包括手册、图册、标准和规范等）以及使用经验数据、进行经验估算和处理数据等方面的能力进行了一次全面的训练。 因为本课程的主要目标是培养我们具有 数控加工编程 能力的技术基础课，因此通过课程设计的实践，使我们了解到 零件加工 的基本方法 、 工艺 基本内容和 加工的 一般程序，掌握了 加工中 常用的设计准则。针对课程设计中出现的问题查阅资料，大大扩展了我们的知识面，培养了我们在机械工业方面的兴趣及实际动手能力，对将来我们在机械方面的发展起了一个重要的作用。本次课程设计是我们对所学知识运用的一次尝试，是我们在 数控 知识学习方面的一次有意义的实践。 在本次课程设计中，我独立完成了自己的设计任务，通过这次设计，弄懂了一些以前书
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