圆锥孔螺母套加工工艺规程制定.doc

摘要摘要 本设计题目为圆锥孔螺母套加工工艺规程制定 体现了车削加工工艺的设 计的要求和内容 在紧固作用上有一定的设计意义 通过对该零件车削加工工 艺设计 进一步加强了设计者对车削加工工艺设计的基础知识 使设计者在拟 定工工艺分析方案过程中圆锥孔螺母套加工工艺规程制定 关键词 圆锥孔螺母套 加工工艺 工艺规程制定 毕业设计 目录目录 摘要 1 前言 4 第一章 零件介绍 6 1 1 零件分析 6 第二章 加工工艺分析 8 2 2 材料性能分析 8 2 2 结构特点分析 8 2 3 尺寸及其精度分析 8 2 4 零件加工方法初定 9 第三章 零件坯料设计 10 3 1 毛坯材料的选择及要求 10 3 2 毛坯尺寸设计 10 3 3 毛坯下料设计 11 第四章 拟定加工路线 12 4 1 加工工艺流程 12 4 2 粗 精加工基准的选择 12 4 3 各加工阶段装备选择 13 4 3 1 夹具的选择 13 4 3 2 装夹方案 14 4 3 3 加工顺序及走刀路线 15 4 3 4 刀具的选择 15 4 3 5 切削用量的选择 18 第五章 数控加工程序设计 22 5 1 粗加工程序设计 22 5 2 精加工程序设计 26 第六章 结论 29 第七章第七章 致谢致谢 30 参考文献 31 前言前言 数控加工是我们学习中的重要部分 数控机床是数字控制机床 Computer numerical control machine tools 的简称 是一种装有程序控制系统的自动 化机床 该控制系统能够逻辑地处理具有编码或其他符号指令规定的程序 并 将其译码 从而使机床动作数控折弯并加工零件 从 20 实际中叶数控技术出现以来 数控机床给机械制造业带来了革命性的 变化 数控加工具有如下特点 加工柔性好 加工精度高 生产率高 减轻操 作者劳动强度 改善劳动条件 有利于生产管理的现代管理的现在化以及经济 效益的提高 数控机床是一种高度机电一体化上网产品 适应于多品种小批量 零件 结构较复杂 精度要求较高的零件 需要频繁改性的零件 价格昂贵不 允许报废的关键零件 要求精密复制较高的零件 需要缩短生产周期的急需零 件以及要求 100 检验的零件 数控机床的特点及应用范围使其成为国名经济和 国防建设发展的重要装备 数控车床的加工是我们学习的重要部分 本零件 螺母套 是数控加工的 典型代表 随着数控车床日异月新的发展 加工出来的零件越来越多样化 在 生活中也就占据着举足轻重的作用 螺母也被称为螺帽 是和螺栓或螺杆一起配套使用的一种紧固件 螺母内 侧有螺纹 可以与螺栓 螺杆连接 用以固定带有通孔的两个部件 螺母和螺 栓 螺杆的连接属于可拆卸连接 当把螺母从螺栓 螺杆上旋下后 两个被连 接的部件可分离 另外还有一种双线螺纹 与单螺纹相比就多了一个导程 起 紧固作用 螺母中最常见的是普通外六角螺母 这种螺母有 4mm 到 12mm 等几个 尺寸类型 可完成大部分的紧固工作 在普通六角螺母以外 防松螺母 锁紧 螺母 保险螺母 旋入螺母 圆螺母 环形螺母及蝶形螺母等 也都是螺母常 见的种类 螺母的应用广泛 所需要达到的质量标准也有很大差异 因此用来 制造螺母的材质很多 主要有碳钢 不锈钢 高强度钢和塑钢等几个种类 其 中碳钢螺母和不锈钢螺母较为常见 高强度钢螺母和塑钢螺母则多用于满足特 殊环境要求 目前 螺母在生产生活中的使用极为广泛 特别是机械设备制造必须使用 螺母 螺母属于标准化 通用化的产品 为了方便螺母的生产和使用 人们制 定出螺母的尺寸 螺纹及相关参数标准 常见的有国标 英标 美标 德标和 日标等 可见 随着经济的发展 数控零件的加工日益普及 我们应跟上时 代的步伐努力完善自我 第一章第一章零件介绍零件介绍 图 1 1 所示为锥孔螺母套零件 为单件小批量生产型品 根据零件工作环 境与性能给定的要求 此配合件材料为 45 号钢 该零件形状由内外圆柱面 圆 锥面 顺逆圆弧 内螺纹等组成 此零件的直径尺寸和轴向加工尺寸加工精度 较高 其给定的毛坯尺寸为 75mm 85mm 1 1 零件分析 零件加工为成品时其用途是要达到预期效果的 而往往因为各方面的原因 零件的精确度总会受到一定的影响 所以零件的正确性需要在各个因素约束下 才能达到 通过加工工艺的调整使零件在加工过程中达到要求的精度 是设计 内容中的一个重要部分 从整体上分析该零件 从总体上分析 该零件主要由内外圆柱面 圆锥面 顺逆圆弧 内螺纹等组成 有较高的尺寸精度 表面粗糙度和形位公差 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 零件材料为 45 号钢 不过从零件图样要求及材料来看 加工此零件的难度主要有三点 易受 技术要求 1 锐角倒钝 0 3 45 2 未注尺寸公差按 IT12 加工 3 未注倒角 1 45 4 材料 45 号钢 5 坯料尺寸 75 85 力变形 易受热变形 易振动变形 在切削力 特别是径向切削力 的作用下 容易产生振动和变形 影响工件的尺寸精度 形状 位置精度和表面粗糙度 为了保证加工精度 经分析 零件用一次定位加工完成 按照基准面先行 先主 后次 先孔后面 先粗加工后精加工的原则依次加工 第二章第二章 加工工艺分析加工工艺分析 2 1 材料性能分析 任何一个机械产品都是由零件或部件组成的 而零件或部件在使用时都是 承受外力的 金属材料在外力作用下所变现出来的性能叫力学性能 对于一个 零件来说 材料的力学性能是最重要的 因此我们重点讨论 材料的力学性能主要包括材料的弹性与刚性 塑性 强度 硬度 韧性 疲劳破坏和疲劳极限 零件采用的 45 号钢 属于优质碳素钢 一般来说 当碳钢的含碳量小于 0 9 时 随着钢中含碳量的增加 钢的强度和硬度上升 而塑性 韧性不断下 降 而 45 号钢属于中碳钢 含碳量为 0 45 因此它具有较高的强度和硬度 及较好的塑性与韧性 切削加工性能也较好 不容易产生切削变形 有了这些优质性能 就从基本上避免了我们在加工零件中所担心和注意事 项 从而保证加工精度和尺寸要求 2 2 结构特点分析 从图样看出该零件表面由内外圆柱面 圆锥面 顺圆弧 逆圆弧及内螺纹 等表面组成 零件图尺寸标注完整 轮廓描述清楚完整 其中多个直径尺寸和 轴向尺寸有较高的尺寸精度 表面粗糙度及形位公差 所以采用数控机床加工 仔细观察 该零件外表面由多个圆弧构成 内表面由螺纹 锥度 宽槽构成 还要钻孔 是个内表面较复杂的零件 如图所示它的最大直径为 70mm 长度为 76mm 属于直径较大而长度较短的零件 在加工完左端时需调头加工右端 所 以在加工时最要注意的就是装卡 便于加工时的定位和加紧 装卡次数要少 避免在加工时产生变形 保证平稳和同轴 零件的结构应尽量采用标准化数值 以便使用标准化刀具和量具 同时还 注意退刀和进刀 易于保证加工精度要求 减少加工面积及难加工表面等 所 以在选材时长度选用长度为 80mm 直径为 75mm 的圆钢 以便于保证加工精 度 2 3 尺寸及其精度分析 零件图上的尺寸标注应适应数控加工的特点 在数控加工零件图上 应以 同一基准标注尺寸或直接给出坐标尺寸 这种标注方法即便于编程 也便于尺 寸之间的相互协调 又有利于设计基准 工艺基准 测量基准和编程原点的统 一 零件设计人员在尺寸标注时 一般总是较多地考虑装配等使用特性 因而 常采用局部分散的编著方法 这样就给工序安排和数控加工带来诸多不便 该零件是以同一基准标注尺寸 采用的是整体的编著的方法 这样看上去 一抹了然 该零件在加工时虽分左右二端加工 不过从图形看加工尺寸分明 左端径向尺寸有 70mm 60mm 50mm 的外圆直径 及 36mm 的内螺 纹和 R1 的圆弧 轴向尺寸有 5mm 20mm 25mm 49mm 76mm 60mm 的外圆直径尺寸上下偏差为 0mm 0 025mm 另外内螺纹尺寸为 M 36 牙距为 2 轴向尺寸为 25mm 的上下偏差为 0 0 084 轴向尺寸为 49mm 的上下偏差为 0 02mm 表面粗糙度均为 1 6 右端径向尺寸有 50mm 的外圆柱面 36 内锥度大径 32 的内孔直 径和二个 R5 的圆弧 轴向尺寸有 15mm 20mm 25mm 30mm 32mm 的内孔直径上下偏差为 0mm 0 084mm 36mm 的内锥度锥度比为 1 5 表面粗糙等级均为 1 6 另外 图注标明左端 60mm 的外圆弧须与右端 32mm 的内孔同轴度 公 差为 0 025mm 从尺寸及加工精度看 零件的尺寸要求及精度要求较高 对于加工有一定 的难度 2 4 零件加工方法初定 由于该零件比较复杂 加工部位较多 因而采用二次装卡后完成粗精加工 的加工方案 手动钻中心孔后 粗 精镗内孔加工 接着粗 精加工右边外圆 然后调头粗 精加工左外圆 这种方法的粗定 能减少工件的夹紧次数 进而 能更好的保证零件的精度 减少受力变形这样进行数控加工时尽可能采用沿轴 向切削方式进行加工 以提高加工过程中工件与刀具的刚性 第三章第三章 零件坯料设计零件坯料设计 3 1 毛坯材料的选择及要求 毛坯是根据零件所要求的形状 工艺尺寸等方面而制成的供进一步加工使用 的生产对象 毛坯种类的选择不仅影响着毛坯制造的工艺装备及制造费用 对 零件的机械加工工艺装备及工具的消耗 工时定额计算有很大影响 锥孔螺母套也属于轴类零件 装轴承的轴颈和装传动零件的轴头处表面 一般是轴类零件的重要表面 其尺寸精度 形状精度 圆度 圆柱度等 位置 精度 同轴度 与端面的垂直度等 及表面粗糙度要求均高 是在制订轴类零 件机械加工工艺规程时 应着重考虑的因素 该零件采用的是 45 的钢 45 钢是轴类零件的常用材料 它的价格便宜 经调质 或者正火 后 可得到较好的切削性能 并且能够得到较高的强度和 韧性等综合机械性能 淬火后表面硬度可达 45 52HRC 在选料时我们不仅要考虑材料的性能还要考虑零件的尺寸 因此在选料时 我们应考虑零件的最大尺寸 本零件的最大直径为 70mm 最大长度尺寸为 76mm 因 此在选料时采用直径为 75mm 长度为 80mm 的钢加工 余量均为 4 5mm 3 2 毛坯尺寸设计 遵守节约材料的原则 基于使毛坯各加工面粗加工余量公差最小原则 零件最大直径尺寸只 70mm 最长尺寸只 76mm 应留有一定装夹余量 装 夹工件棒料时应使三抓自定心卡盘夹紧工件棒料 并有一定的夹持长度 棒料的伸出长度应考虑到加工长度及必要的安全距离等 按原则设计毛坯 尺寸在实践中是可行的 这需要我们在毛坯的模具制造及毛坯生产工艺及 检验中应尽量按原则生产毛坯 当然 有的毛坯生产工艺按原则是很困难 的 也未必非按原则不可 但我们应尽量按原则 以使尽量少的毛坯尺寸 影响粗加工余量以及非加工面与加工面之间的尺寸 按原则设计的毛坯 图与零件图的尺寸可比性较差 尺寸计算也较复杂 但和降低材料消耗 提高零件精度相比 这些代价是值得的 原则设计毛坯尺寸 一是可以减 少粗加工余量 二是可以提高非加工面与加工面之间的尺寸位置精度 这 个原则的推广应用对机械制造业降低材料消耗 提高产品质量有重要意义 根据零件图的尺寸来看 最大尺寸是 70mm 76mm 所以按照上述原则 选用 76 80 的毛坯 3 3 毛坯下料设计 我们选用的材料是 45 号钢 一般用锯切法就可以了 但下料还得考虑其加 工余量 质量要求 1 加工余量的确定 1 计算法 如果对影响加工余量的因素比较清楚 则采用计算法确定加工 余量比较准确 要弄清影响余量的因素 必须具备一定的测量手段 掌握必要 的统计分析资料 在掌握了各种误差因素大小的条件下 才能比较准确地计算 加工余量 2 查表法 此法主要以根据工厂的生产实践和实验研究积累的经验所制成 的表格为基础 并结合实际加工情况对数据加以修正 确定加工余量 这种方 法方便 迅速 在生产上应用较广泛 3 经验法 由一些有经验的工程技术人员或工人 根据经验确定加工余量 的大小 由经验法确定的加工余量往往偏大 这主要是因为主观上怕出废品的 缘故 2 毛坯设计 质量要求 零件的毛坯设计是否合理 对于零件加工的工艺性以及工件质量和精度都 有很大的影响 在毛坯设计中 首先考虑的是毛坯的形式 在决定毛坯形式时 主要考虑以下几个方面 1 材料的类别 在毛坯设计中规定材料类别 可以确定毛坯形式 材料多 为 45 钢材料 2 零件的类别和作用 数控车加工的零件 锥孔螺母套用于特殊形状的工 作结合面锁定 起紧固作用 3 根据零件的几何形状特征和尺寸关系 当零件的不同外形表面尺寸相差 较大时 为了节省原材料和减少机械加工工作量 而应该选择适当的毛坯形式 第四章第四章 拟定加工路线拟定加工路线 4 1 加工工艺流程 一个加工零件不只有一种加工方法 往往都是有好几种 然后再进行比较 根据零件图可以预定几种加工方案 在先打孔 镗孔的前提之下有以下几 种加工方案 方法一 先夹左边 平右端面 加工内孔锥面 然后粗 精车外圆 掉头 平端面 保证长度 加工内孔槽 加工内螺纹 粗 精车外圆 方法二 先夹右边 平左端面 加工内孔槽 加工内螺纹 粗 精车外圆 掉头平端面 保证长度 加工内孔锥面 粗 精外圆 方法三 先夹左边 平端面 加工内孔锥面 然后掉头平端面 加工内孔 槽 加工内螺纹 粗 精车外圆 掉头粗 精车外圆 方法四 先夹左边 平端面 加工内孔锥面 加工内孔槽 加工内螺纹 粗 精车外圆 掉头平端面 粗 精车外圆 以上四种方法都可以加工这个零件 第一种和第二种方案都是分两次装 夹 一次装夹中就加工完了要加工的 这样虽保证了精度 但因为此次设计的 锥孔螺母套属于薄壁零件 分两次加工内孔 容易受力变形 第三种方案装夹 次数太多 会影响同轴度 不能更好的保证零件加工精度 装夹次数多也会使 零件受力变形 然而第四种加工方案 只装夹了两次 内孔加工在一次装夹中 完成 既保证了同轴度 也保证了零件加工精度 从经济效益 零件精度来讲 第四种方案是其中最好的一种加工方法 但从实际的加工来看 通过分析应选 择第二种加工方案 4 2 粗 精加工基准的选择 1 粗基准选择 在选择粗基准时 一般遵循下列原则 1 保证相互位置要求原则 2 保证加工表面加工余量合理分配的原则 3 便于工件装夹原则 4 粗基准一 般不得重复使用的原则 5 为了保证所有加工表面有足够的加工余量 选用加 工余量小的表面作粗基准 不要用同一尺寸方向上 6 有非加工表面 应选 非加工表面作为粗基准 7 对所有表面都需加工的铸件轴 根据加工余量最小 表面找正 且选择平整光滑表面 让开浇口处 选牢固可靠表面为粗基准 同时 粗基准不可重复使用 本设计主要以左边外圆 中心孔为粗加工基准 2 精基准选择 选择精基准时要考虑的主要问题是如何保证设计技术要求的实现以及装夹 准确 可靠 方面 提高工件的加工精度 尽可能在多数工序中用同一个定位 基准 尽可能使定位基准与测量基准重合 选择精度高 安装稳定可靠表面为 精基准一般遵循下列原则 基准重合原则 统一基准原则 互为基准原则 自为基准原则 便于装夹原则 根据此零件的特点 采用了中心孔为定位基准 符合前述的基准重合及 基准统一原则 该零件先以外圆作为粗基准 车端面和钻中心孔 镗孔 加工 外圆时又以中心孔为精基准 此即为互为基准原则 使加工有一次比一次精度 更高的定位基准面 达到零件图上所规定的尺寸标准 4 3 各加工阶段装备选择 4 3 1 夹具的选择 选择夹具的基本原则 数控加工的特点对夹具提出了两个基本要求 一是要保证夹具的坐标方向 与机床的坐标方向相对固定 二是要协调零件和机床坐标系的尺寸关系 除此 之外还要考虑一下几点 当零件加工批量不大时 应尽量采用组合夹具 可调式夹具及其他通用夹 具 以缩短生产时间 节省生产费用 2 在成批量生产时才考虑采用专用夹具 并力求结构简单 3 零件的拆卸要快速 方便 可靠 以缩短机床的停顿时间 4 夹具上各零件应不妨碍机床对零件各表面的加工 即夹具要开敞 其定 位 夹紧机构元件不能影响加工中的走刀 根据零件图知 选用通用夹具三抓卡盘即可 4 3 2 装夹方案 内孔加工时以外圆定位 用三抓自动定心卡盘夹紧 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改为基准 为此需要设计 一心轴装置 如图双点划线部分 用三抓卡盘夹持心轴左端 心轴右端留有中 心孔并用尾座顶紧以提高工艺系统的刚性 如图 4 1 4 3 3 加工顺序及走刀路线 加工顺序的确定按由内到外 有粗到精 由远到近的原则确定 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点 可先粗 精加工 内孔各表面 然后粗 精加工外轮廓表面 由于该零件为单件小批量生产 走 刀路线设计不必考虑最短空行程路线 外轮廓表面车削走刀路线可沿零件轮廓 顺序进行 如图 4 2 图 4 1 外轮廓车削心轴定位装夹方案 4 3 4 刀具的选择 在编制程序时 正确地选择数控刀具是很重要的 对数控刀具总的要求是 安装调整方便 刚性好 精度高 耐用度好 在此基础上综合考虑工件材料的 切削性能 机床的加工能力 数控加工工序的类型 切削用量以及与机床和数 控装置工作范围有关的诸多因素 1 影响数控刀具选择的因素 在选择刀具的类型和规格时 主要考虑以下因素的影响 1 生产性质 在这里生产性质指的是零件的批量大小 主要从加工成本上考虑对刀具选 择的影响 例如在大量生产时采用特殊刀具 可能是合算的 而在单件或小批 量生产时 选择标准刀具更适合一些 2 机床类型 完成该工序所用的数控机床对选择的刀具类型 钻 车刀或铣刀 的影响 在能够保证工件系统和刀具系统刚性好的条件下 允许采用高生产率的刀具 例如高速切削车刀和大进给量车刀 3 数控加工方案 图 4 2 外轮廓走刀路线 不同的数控加工方案可以采用不同类型的刀具 例如孔的加工可以用钻及 扩孔钻 也可用钻和镗刀来进行加工 4 工件的尺寸及外形 工件的尺寸及外形也影响刀具类型和规格的选择 例如特型表面要采用特 殊的刀具来加工 5 加工表面粗糙度 加工表面粗糙度影响刀具的结构形状和切削用量 6 加工精度 加工精度影响精加工刀具的类型和结构形状 例如孔的最后加工依据孔的 精度可用钻 扩孔钻 铰刀或镗刀来加工 7 工件材料 工件材料将决定刀具材料和切削部分几何参数的选择 刀具材料与工件的 加工精度 材料硬度等有关 由于数控机床具有加工精度高 加工效率高 加工工序集中和零件装夹次 数少的特点 对所使用的数控刀具提出了更高的要求 从刀具性能上讲 数控 刀具应高于普通机床所使用的刀具 选择数控刀具时 首先要应优先选用标准刀具 必要时才可选用各种高效 率的复合刀具及特殊的专用刀具 在选择标准数控刀具时 应结合实际情况 尽可能选用各种先进刀具 如可转位刀具 整体硬质合金刀具 陶瓷刀具等 在选择数控机床加工刀具时 还应考虑以下几方面的问题 1 数控刀具的类型 规格和精度等级应能够满足加工要求 刀具材料应 与工件材料相适应 2 切削性能好 为适应刀具在粗加工或对难加工材料的工件加工时能采 用大的背吃刀量和高进给量 刀具应具有能够承受高速切削和强力切削的性能 同时 同一批刀具在切削性能和刀具寿命方面一定要稳定 以便实现按刀具使 用寿命换刀或由数控系统对刀具寿命进行管理 3 精度高 为适应数控加工的高精度和自动换刀等要求 刀具必须具有 较高的精度 4 可靠性高 要保证数控加工中不会发生刀具意外损伤及潜在缺陷而影 响到加工的顺利进行 要求刀具及与之组合的附件必须具有很好的可靠性及较 强的适应性 5 耐用度高 数控加工的刀具 不论在粗加工或精加工中 都应具有比 普通机床加工所用刀具更高的耐用度 以尽量减少更换或修磨刀具及对刀的次 数 从而提高数控机床的加工效率和保证加工质量 6 断屑及排屑性能好 数控加工中 断屑和排屑不像普通机床加工那样 能及时由人工处理 切屑易缠绕在刀具和工件上 会损坏刀具和划伤工件已加 工表面 甚至会发生伤人和设备事故 影响加工质量和机床的安全运行 所以 要求刀具具有较好的断屑和排屑性能 刀具的选择是数控加工工艺中的重要内容之一 不仅影响机床的加工效率 而且直接影响零件的加工质量 由于数控机床的主轴转速及范围远远高于普通 机床 而且主轴输出功率较大 因此与传统加工方法相比 对数控加工刀具的 提出了更高的要求 包括精度高 强度大 刚性好 耐用度高 而且要求尺寸 稳定 安装调整方便 这就要求刀具的结构合理 几何参数标准化 系列化 数控刀具是提高加工效率的先决条件之一 它的选用取决于被加工零件的几何 形状 材料状态 夹具和机床选用刀具的刚性 应考虑以下方面 1 根据零件材料的切削性能选择刀具 如车或铣高强度钢 钛合金 不 锈钢零件 建议选择耐磨性较好的可转位硬质合金刀具 2 根据零件的加工阶段选择刀具 即粗加工阶段以去除余量为主 应选 择刚性较好 精度较低的刀具 半精加工 精加工阶段以保证零件的加工精度 和产品质量为主 应选择耐用度高 精度较高的刀具 粗加工阶段所用刀具的 精度最低 而精加工阶段所用刀具的精度最高 如果粗 精加工选择相同的刀 具 建议粗加工时选用精加工淘汰下来的刀具 因为精加工淘汰的刀具磨损情 况大多为刃部轻微磨损 涂层磨损修光 继续使用会影响精加工的加工质量 但对粗加工的影响较小 3 根据加工区域的特点选择刀具和几何参数 在零件结构允许的情况下 应选用大直径 长径比值小的刀具 切削薄壁 超薄壁零件的过中心铣刀端刃 应有足够的向心角 以减少刀具和切削部位的切削力 根据上面的刀具选择和本零件的结构特点 可选用 1 车削端面选用 45 硬质合金端面车刀 2 4 中心钻 钻中心孔以利于钻削底孔时刀具找正 3 31 5 高速钢钻头 钻内孔底孔 4 粗 精镗内孔选用内孔镗刀 5 螺纹退刀槽加工选用 5mm 内槽刀 6 内螺纹切削选用 60 内螺纹车刀 7 选用 93 硬质合金右偏刀 副偏角选 35 自右到左车削外圆表面 将所选定的刀具参数填入表 2 1 数控加工刀具卡中 以便于编程和操作管 理 4 3 5 切削用量的选择 数控车削加工中的切削用量包括背吃刀量 ap 主轴转速 n 或切削速度 Vc 用于恒线速度切削 进给速度 Vf 或进给量 f 这些参数均应在机床给定 的允许范围内选取 切削用量的选用原则 1 切削用量的选用原则 粗车时 应尽量保证较高的金属切除率和必要的刀具耐用度 选择切削用 量时应首先选取尽可能大的背吃刀量 ap 其次根据机床动力和刚性的限制条件 选取尽可能大的进给量 f 最后根据刀具耐用度要求 确定合适的切削速度 Vc 增大背吃刀量 ap 可使走刀次数减少 增大进给量 f 有利于断屑 精车时 对加工精度和表面粗糙度要求较高 加工余量不大且较均匀 选 择精车的切削用量时 应着重考虑如何保证加工质量 并在此基础土尽量提高 生产率 因此 精车时应选用较小 但不能太小 的背吃刀量和进给量 并选 用性能高的刀具材料和合理的几何参数 以尽可能提高切削速度 2 切削用量的选取方法 1 背吃刀量的选择 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 1mm 0 4mm 较为合适 2 进给速度 进给量 的确定 粗加工时 由于对工件的表面质量没有太高的要求 这时主要根据机床进 给机构的强度和刚性 刀杆的强度和刚性 刀具材料 刀杆和工件尺寸以及已 选定的背吃刀量等因素来选取进给速度 精加工时 则按表面粗糙度要求 刀 具及工件材料等因素来选取进给速度 进给速度 Vf 可以按公式 Vf f n 计算 式中 f 表示每转进给量 粗车时一般取 0 3 0 8mm r 精车时常取 0 1 0 3mm r 切断时常取 0 05 0 2mm r 3 切削速度的确定 切削速度 Vc 可根据己经选定的背吃刀量 进给量及刀具耐用度进行选取 实际加工过程中 也可根据生产实践经验和查表的方法来选取 粗加工或工件 材料的加工性能较差时 宜选用较低的切削速度 精加工或刀具材料 工件材 料的切削性能较好时 宜选用较高的切削速度 切削速度 Vc 确定后 可根据刀 具或工件直径 D 按公式 n l000Vc D 来确定主轴转速 n r min 刀具卡与工艺卡如下表 表 2 1 数控加工刀具卡 产品名称或代号零件名称零件图号程序编号 工步号刀具号刀具规格名称数量加工表面刀尖半径 mm 备注 1T01 45 硬质合金端面车刀 1 车端面 0 5 2T02 4 中心钻 1 钻 4mm 中心孔 3T03 31 5 高速钢钻头 1 钻孔 4T04 镗刀 1 镗孔及镗内孔锥面 0 4 5T05 5mm 内槽车刀 1 切 5mm 螺纹退刀槽 0 4 6T06 内螺纹车刀 1 车内螺纹及螺纹孔倒角 0 3 7T07 93 硬质合金右偏刀 1 自右到左车削外圆表面 0 2 编制审核批准共一页第 1 页 表 2 2 数控加工工序卡 数控加工工序卡产品名称或代号零件名称零件图号 工艺序号程序编号夹具名称夹具编号使用设备车间 三抓卡盘数控车床 工步号工步内容刀具号刀具规格主轴转速进给速度背吃刀量备注 1平端面T0125 254001手动 2钻中心孔T02 46002手动 3钻孔T03 31 530015 75手动 4粗镗通孔至尺寸 31 9mmT0420 204000 20 2自动 5精镗通孔至尺寸 32 00 033T0420 206000 10 1自动 6粗镗螺纹底孔至尺寸 34mmT0420 204000 20 5自动 7精镗螺纹底孔至尺寸 34 2mmT0420 206000 10 1自动 8切 5mm 内孔退刀槽T0516 163000 05自动 9 34 2mm 孔边倒角 2 45 T0616 164000 1自动 10粗车内孔螺纹T0616 164002 00 4自动 11精车内孔螺纹T0616 166002 00 1自动 12粗车外圆至尺寸 70 5mmT0725 254000 21自动 13精车外圆至尺寸 70mmT0725 259000 10 5自动 14掉头车另一端面 保证长度尺 寸 76mm T0125 25400自动 15粗镗内孔斜面T0420 204000 20 8自动 16精镗内孔斜面T0420 204000 10 2自动 17粗车外圆至尺寸 70 5mmT0825 254000 21自动 18精车外圆至尺寸 70mmT0825 259000 10 5自动 编制审核批准共一页第 1 页 第五章第五章 数控加工程序设计数控加工程序设计 5 1 粗加工程序设计 程序清单 O0001 左端内孔程序 程序号 N1M03S50010404 主轴正转 转速为 500r min 换 4 号镗刀 N2 G00 X19 5 Z2 快速移到孔外侧 N3 G71 U1 5 R1 内轮廓粗车循环 给定加工参数 N4 G71 P10 Q20 U 0 5 W0 1 F0 3 从循环起刀点以 0 3mm r 进给移动 到轮廓起始点 N10 N20 为循环部 分 N5 N10 G00 X38 快速进刀 N6 G01 Z0 F0 1 起始点 N7 X36 Z 2 车削 32mm 的镗孔 N8 N20 X19 5 抬刀至 X19 5 N9 G00 Z100 沿轴向快速退刀 N10 X100 沿径向快速退刀 N11 M05 主轴停止 N12 M00 程序暂停 N13 M03 S600T0404 主轴重新启动 转速 600r min N14 G00 X19 5 Z2 快速定位 N15 G70 P10 Q20 从 N10 N20 对镗孔进行精加工 N16 G00 Z100 刀具沿轴向快退 N17 X100 刀具沿径向快退 N18M05 主轴停止 N19 M03 S400 T0505 主轴正转 转速 400r min 换 5 号 内槽刀 N20 G00 X34 Z 25 快速移动到切槽起点 N21 G75 R0 1 指定径向退刀量 0 1mm N22G75 X40 Z 24 P500 Q3000 F0 1 指定槽底 槽宽及加工参数 N23 G00 Z100 切槽完毕 沿轴向快速退刀 N24 X100 沿径向快速退刀 N25M05 主轴停止 N26 M03 S600 T0606 主轴正转 转速为 600r mm 换 6 号 螺纹刀 N27 G00 X34 Z2 快速到达循环起点 N28 G92 X36 9 Z 21 F2 切削螺纹第一次 N29 X37 5 切削螺纹第二次 N30 X38 9 切削螺纹第三次 N31 X38 6 切削螺纹第四次 N32 X38 4 切削螺纹第五次 N33 G00X100 沿径向快速退出 N34 Z100 沿轴向快速退出 N35 M05 主轴停转 N36 M30 程序停止 O0002 车左端外圆 程序号 N1 M03 S400 T0707 主轴正转 转速 500r min 换 7 外圆 车刀 N2 G00 X77 Z2 快速到达端面径向外 N3 G71 U1 5 R1 粗车循环 给定加工参数 N4 G71 P10 Q20 U0 5 W0 3 F0 2 N10 N20 为循环部分 N5 N10 G00 X47 从循环起刀点以 0 2mm r 进给移动 到轮廓起始点 N6 G01 Z0 F0 1 N7 X50 Z 1 5 车削倒角 N8 Z 5 车削 50mm 的圆柱 N9 X58 车削台阶 N10 X60 Z 6 车削倒角 N11 Z 48 车削 mm 的圆柱 N12 G02 X62 Z 49 R1 车削圆角 N13 G01 X68 车削 60 的圆柱 N14 G03 X70 Z 50 R1 车削圆角 N15 G01 X70 Z 51 车削 70mm 的圆柱 在加工零件左 端部分时不再加工此圆柱 N16 G00 X100 沿径向退刀 N17 Z100 沿轴向退刀 N18 M05 主轴停转 N19 M30 程序结束 N20 M03 S900 T0707 主轴正转 转速 900r min 换 7 外圆 车刀 N21 G00 X77 Z2 快速到达端面径向外 N22 G70 P10 Q20 精加工左端外圆 N23 G00 X100 沿径向退刀 N24 Z100 沿轴向退刀 N25 M05 主轴停止 N26 M30 程序结束 5 2 精加工程序设计 O0003 右端内孔程序 程序号 N1 M03 S500 T0404 主轴正转 转速为 500r mm 换 4 号 镗刀 N2 G00 X19 5 Z2 快速移到孔外侧 N3 G71 U1 R1 内轮廓粗车循环 给定加工参数 N4 G71 P30 Q40 U 0 5 W0 1 F0 3 从循环起刀点以 0 3mm r 进给移动 到轮廓起始点 N30 N40 为循环部 分 N5 N30 G00 X36 快速进刀 N6 G01 Z0 F0 1 起始点 N7 X32 Z 20 车削 32mm 的镗孔 N8 N40 X19 5 抬刀至 X19 5 N9 G00 Z100 沿轴向快速退刀 N10 X100 沿径向快速退刀 N11 M05 主轴停止 N12 M00 程序暂停 N13 M03 S600 T0404 主轴重新启动 转速 600r min N14 G00 X19 5 Z2 快速定位 N15 G70 P30 Q40 从 N30 N40 对镗孔进行精加工 N16 G00 Z100 刀具沿轴向快退 N17 X100 刀具沿径向快退 N18 M05 主轴停止 N19 M30 程序结束 O0004 加工右端外圆 程序号 N1 M03 S400 T0707 主轴正转 转速 400r min 换 7 号 外圆刀 N2 G00 X77 Z2 快速到达端面径向外 N3 G71 U1 5 R1 粗车循环 给定加工参数 N4 G71 P50 Q60 U0 5 W0 3 F0 2 N50 N60 为循环部分 N5 N50 G00 X47 从循环起刀点以 0 2mm r 进给移动 到轮廓起始点 N6G01 Z0 F0 1 N7 X50 Z 1