轴套零件的机械加工工艺规程及夹具设计

毕毕业业设设计计说说明明书书 课题课题 轴套零件的加工工艺规程及夹具设计轴套零件的加工工艺规程及夹具设计 专 业 班 级 姓 名 学 号 指导老师 陕西国防工业职业技术学院 二二 O 一一届毕业设计 论文 任务书一一届毕业设计 论文 任务书 专业 数控技术 班级 数控 姓名 学号 一 设计题目一 设计题目 附图 轴套 零件机械加工工艺规程制订及第 25 工序工艺装备设计 二 设计条件二 设计条件 l 零件图 2 生产批量 中批量生产 三 设计内容三 设计内容 1 零件图分析 l 零件图工艺性分析 结构工艺性及技术条件分析 2 绘制零件图 2 毛坯选择 1 毛坯类型 2 余量确定 3 毛坯图 3 机械加工工艺路线确定 1 加工方案分析及确定 2 基准的选择 3 绘制加工工艺流 程图 确定定位夹紧方案 4 工艺尺寸及其公差确定 1 基准重合时 工序尺寸关系图绘制 2 利用尺寸关系图 计算工序尺寸 3 基准不重合时 绘制尺寸链图 并计算工序尺寸 5 设备及其工艺装备确定 6 切削用量及工时定额确定 确定每道工序切削用量及工时定额 7 工艺文件制订 1 编写工艺设计说明书 2 填写工艺规程 工艺过程卡片和工序卡片 8 指定工序机床夹具设计 1 工序图分析 2 定位方案确定 3 定位误差计算 4 夹具总装图绘制 9 刀具 量具没计 绘制刀具量具工作图 10 某工序数控编程程序设计 四 上交资料四 上交资料 除资料 2 使用标准 A3 手写外 其余电子文稿指导教师审核后 打印上交 1 零件机械加工工艺规程制订设计说明书一份 按统一格式撰写 2 工艺文件一套 含工艺过程卡片 每一道工序的工序卡片 工序附图 3 机床夹具设计说明书一份 按统一格式撰写 4 夹具总装图一张 打印图纸 零件图两张以上 A4 图纸 5 刀量具设计说明书一份 按统一格式撰写 6 刀具工作图一张 A4 图纸 量具工作图一张 A4 图纸 7 数控编程程序说明书 五 起止日期 五 起止日期 2010 年 月 日一 2010 年 月 日 共 8 周 六 指导教师 六 指导教师 七 审核批准 七 审核批准 教研室主任 系主任 年 月 日 八 设计评语 八 设计评语 九 设计成绩 九 设计成绩 年 月 日 摘 要 本文主要介绍轴套零件的机械加工工艺过程 首先通过对该其零件图纸进行分析 再确定其加工工艺 选择合理的设备及工艺装备 并制定出合理的工艺路线 选择合理 的刀具 切削用量等 其次设计钻两斜孔的钻孔夹具 专用刀具 专用量具等 最终制 定并填写机械加工工艺卡片和机械加工工序卡片 关键词 轴套 机械加工 工艺路线 工艺装备 目 录 前 言 6 第一章 工艺设计说明书 7 1 零件图工艺性分析 7 1 1 零件图的完整性和正确性 7 1 2 零件技术要求分析 7 1 3 零件结构工艺性分析 8 2 毛坯的选择 8 2 1 毛坯类型 8 2 2 毛坯余量确定 8 2 3 毛坯 零件合图 8 3 机械加工工艺路线确定 9 3 1 加工方法的确定 10 3 2 加工顺序的安排 10 3 3 定位基准的选择 11 3 4 加工阶段的划分 11 3 5 主要机加工工序简图 11 4 工序尺寸及公差的确定 14 4 1 基准重合时的工序尺寸 14 4 2 基准不重合时的工序尺寸 15 5 设备及其工装的确定 15 5 1 机床及夹具的选用 15 5 2 刀具的选择 15 5 3 量具的选择 16 6 切削用量的确定 16 6 1 切削用量的选用原则 16 6 2 切削用量的选取方法 16 6 3 选择切削用量时应注意的几个问题 18 第二章 第 25 号工序夹具设计说明书 19 1 工序尺寸精度分析 19 2 定位方案确定 19 3 定位元件确定 19 4 定位误差分析 19 5 夹紧方案及元件确定 19 6 夹具总装草图 19 第三章 第 15 号工序刀具设计说明书 21 1 工序尺寸精度分析 21 2 刀具类型确定 21 3 刀具设计参数确定 21 4 刀具工作草图 21 第四章 第 20 号工序量具设计说明书 22 1 工序尺寸精度分析 22 2 量具类型确定 22 3 极限量具尺寸公差确定 22 4 极限量具公差带图 22 5 极限量具结构设计 23 第五章 第 15 20 号工序数控编程设计说明书 24 1 工序数控加工工艺分析 24 2 走刀路线确定 24 3 刀具及切削用量的选择 24 3 1 刀具的选择 24 3 2 切削用量的选择 25 4 编程原点的确定及数值计算 26 5 程序编写及程序说明 26 5 1 数控编程的定义 26 5 2 数控编程的分类 26 5 3 零件的加工程序清单 26 第六章 毕业设计体会 32 参考文献 33 致 谢 34 轴套零件的机械加工工艺规程 夹具及数控编程设计 前 言 随着科学技术飞速发展和经济竞争的日趋激烈 机械产品的更新速度越来越快 数 控加工技术作为先进生产力的代表 在机械及相关行业领域发挥着重要的作用 机械制 造的竞争 其实质是数控技术的竞争 本次设计就是进行数控加工工艺设计织机导板零 件 侧重于设计该零件的数控加工夹具 主要设计内容有 完成该零件的工艺规程 包 括工艺过程卡 工序卡和数控刀具卡 和主要工序的工装设计 并绘制零件图 夹具图 用 G 代码编制该零件的数控加工程序 再则学习计算机辅助工艺设计 CAPP 相关知识 并编制其构架 限于编者的水平有限 对书中的不妥之处 敬请读者批评指正 第一章 工艺设计说明书 1 1 零件图工艺性分析零件图工艺性分析 如图 1 1 所示零件图 其生产规模为中批量生产 试根据零件图分析其加工工艺 图图 1 11 1 轴套零件图轴套零件图 1 11 1 零件图的完整性和正确性零件图的完整性和正确性 经审查 该零件视图准确 完整 表达直观清晰 符合国家标准 尺寸 公差以及技术要求的标 注齐全 合理 1 21 2 零件技术要求分析零件技术要求分析 零件的技术要求主要包括尺寸精度 形状精度 位置精度 表面粗糙度要求等 这些技术要求应 当是能够保证零件使用性能前提下的极限值 进行零件技术要求分析 主要是分析这些技术要求的合 理性 以及实现的可能性 重点分析重要表面和部位的加工精度和技术要求 为制定合理的加工方案 做好准备 同时通过分析以确定技术要求是否过于严格 因为过高的精度和过小的表面粗糙度要求会 使工艺过程变得复杂 加工难度大 增加不必要的成本 该零件的尺寸精度要求有 93精度等级为 IT6 106精度等级为 IT6 107精度 142 0 120 0 142 0 120 0 034 0 012 0 等级为 IT6 110精度等级 IT6 123精度等级为 IT6 其余精度等级为 IT10 形状精度有 034 0 012 0 039 0 014 0 107G6 的圆跳动为 0 03mm 位置精度 端面 A 对 167 的跳动允差 0 03mm 93G6 对 107G6 的跳动允 差 0 10mm 表面粗糙度 93表面粗糙度 Ra1 6um 107表面粗糙度 Ra1 6um 5 和 9 两斜 142 0 120 0 034 0 012 0 孔表面粗糙度 6 3 164 表面为不加工表面 其余表面粗糙度为 Ra3 2um 1 31 3 零件结构工艺性分析零件结构工艺性分析 该零件属于轴类零件 其结构特征主要由内外圆柱面 外槽 内槽 斜孔 端面孔等组成 其中 内外圆柱面 内外槽可在数控车床上加工 端面孔可在数控铣床上加工 斜孔在钻床上加工 2 2 毛坯的选择毛坯的选择 2 12 1 毛坯类型毛坯类型 1 铸件 铸件适用于形状较复杂的零件毛坯 其铸造方法有砂型铸造 精密铸造 金属型铸造 压力铸造 等 2 锻件 锻件适用于强度要求高 形状比较简单的零件毛坯 其锻造方法有自由锻和模锻两种 3 型材 型材有热轧和冷拉两种 热轧适用于尺寸较大 精度较低的毛坯 冷拉适用于尺寸较小 精度较 高的毛坯 4 焊接件 焊接件是根据需要将型材或钢板等焊接而成的毛坯件 5 冷冲压件 冷冲压件毛坯可以非常接近成品要求 在小型机械 仪表 轻工电子产品方面应用广泛 2 22 2 毛坯余量确定毛坯余量确定 毛坯图的尺寸都是在零件图尺寸的基础上 加减总加工余量得到毛坯尺寸 毛坯各面的设计基准 一般同零件图一致 笔者认为这种设计方法并不合理 这是因为从毛坯尺寸的作用来讲并不要求它和 零件图一致 对它提出的要求是 1 保证它在机械加工时有最均匀合理的粗加工余量 2 保证非加工 面与加工面有最准确的位置及尺寸 根据该零件的图纸要求 确定该零件毛坯材料为铸件 径向余量为单边 3mm 长度余量为 12mm 即总长为 145mm 毛坯尺寸如图 1 2 所示 2 32 3 毛坯毛坯 零件合图零件合图 有毛坯余量确定该零件的毛坯图如图 1 2 所示 图图 1 21 2 毛坯毛坯 零件合图零件合图 3 3 机械加工工艺路线确定机械加工工艺路线确定 05 下料 制造毛坯 10 热处理 正火 15 车 1 夹 212 外圆 车 167 外圆控制长度尺寸 20 下端面 镗内孔 107控制长度 034 0 012 0 尺 寸 22 内槽 2 调头夹 167 外圆 车上端面 镗内孔 93 内槽 142 0 120 0 20 铣 1 钻 3 9 中心孔 2 钻 3 9 底孔 8 5 3 铰 3 9 孔 4 铣 3 14 沉孔 25 钻 1 钻孔 10 2 钻斜孔 5 3 钻斜孔 9 30 热处理 局部淬火 35 磨削 磨内孔及槽 40 钳 去毛刺 45 检验 检验各尺寸 50 入库 3 13 1 加工方法的确定加工方法的确定 1 167 外圆 粗车 精度等级 IT12 表面粗糙度 Ra6 3um 精车 精度等级 IT10 表面粗 糙度 Ra3 2um 2 107内孔 粗车 精度等级 IT10 表面粗糙度 Ra6 3um 半精车 精度等级 IT8 表 034 0 012 0 面粗糙度 Ra3 2um 磨削 精度等级 IT6 表面粗糙度 Ra1 6um 3 93内孔 粗车 精度等级 IT10 表面粗糙度 Ra6 3um 半精车 精度等级 IT8 表 142 0 120 0 面粗糙度 Ra3 2um 磨削 精度等级 IT6 表面粗糙度 Ra1 6um 4 106槽 粗车 精度等级 IT10 表面粗糙度 Ra6 3um 半精车 精度等级 IT8 表面 142 0 120 0 粗糙度 Ra3 2um 磨削 精度等级 IT6 表面粗糙度 Ra1 6um 5 123槽 粗车 精度等级 IT10 表面粗糙度 Ra6 3um 半精车 精度等级 IT8 表面 039 0 014 0 粗糙度 Ra3 2um 磨削 精度等级 IT6 表面粗糙度 Ra1 6um 6 110槽 粗车 精度等级 IT10 表面粗糙度 Ra6 3um 半精车 精度等级 IT8 表面 034 0 012 0 粗糙度 Ra3 2um 磨削 精度等级 IT6 表面粗糙度 Ra1 6um 7 3 9 孔 钻中心孔 钻底孔 精度等级 IT12 表面粗糙度 Ra6 3um 铰孔 精度等级 IT10 表面粗糙度 Ra3 2um 8 10 孔 钻中心孔 钻底孔 精度等级 IT12 表面粗糙度 Ra6 3um 铰孔 精度等级 IT10 表面粗糙度 Ra3 2um 9 5 斜孔 钻中心孔 钻孔 精度等级 IT12 表面粗糙度 Ra6 3um 10 9 斜孔 钻中心孔 钻孔 精度等级 IT12 表面粗糙度 Ra6 3um 3 23 2 加工顺序的安排加工顺序的安排 工件的机械加工工艺路线中要经过切削加工 热处理和辅助工序 因此 当拟定工艺路线时要合 理 全面安排好切削加工 热处理和辅助工序的顺序 切削加工工序的安排原则 1 基准先行 选为精基准的表面 应先进行价格 以便为后续工序提供可靠的精基准 如轴类零 件的中心孔 箱体的地面或剖分面 齿轮的内孔和一端面等 都应安排在初始工序加工完成 2 先粗后精 各表面均应按照粗加工 半精加工 精加工的顺序依次进行 以便逐步提高加工精 度和降低表面粗糙度 3 先主后次 先加工主要表面 如定位基面 装配面 工作面 后加工次要表面 如自由表面 键槽 螺纹孔等 次要表面常穿插进行加工 一般安排在主要表面达到一定精度之后 最终精加工之 前 该零件的加工顺序应严格按照以上原则进行加工 3 33 3 定位基准的选择定位基准的选择 1 粗基准的选择 粗车时以 212 外圆和 212 上端面为粗基准 并加工出精基准 2 精基准的选择 精加工时以 167 外圆及 212 下端面为精基准 3 43 4 加工阶段的划分加工阶段的划分 零件加工时 往往不是依次加工完各个表面 而是将各表面的粗 精加工分开进行 为此 一般 都将整个工艺过程划分几个加工阶段 这就是在安排加工顺序时所应遵循的工艺过程划分阶段的原则 按加工性质和作用的不同 工艺过程可划分如下几个阶段 1 粗加工阶段 这阶段的主要作用是切去大部分加工余量 为半精加工提供定位基准 因此 主要是提高生产率问题 2 半精加工阶段 这阶段的作用是为零件主要表面的精加工作好准备 并完成一些次要表面 的加工 3 精加工阶段 对于零件上精度和表面粗糙度要求 精度在 IT7 级或以上 表面粗糙度在 Ra0 8 以下 的表面 还要安排精加工阶段 这阶段的主要任务是提高加工表面的各项精度和降低表 面粗糙度 3 53 5 主要机加工工序简图主要机加工工序简图 工序号工序内容工序简图 1 夹 212 外圆 车 167 外圆控 制长度尺寸 20 下端面 镗内孔 107 控制长度 034 0 012 0 尺寸 22 内槽 15 2 调头夹 167 外圆 车上端 面 镗内孔 93 内槽 142 0 120 0 20 1 钻 3 9 中心 孔 2 钻 3 9 底孔 8 5 3 铰 3 9 孔 4 铣 3 14 沉 孔 25 1 钻孔 1 2 钻斜孔 5 3 钻斜孔 9 4 4 工序尺寸及公差的确定工序尺寸及公差的确定 每道工序完成后应包子的尺寸成为该工序的工序尺寸 工件上的设计尺寸及其公差是经过各加工 工序后得到的 每道工序的工序尺寸都不相同 他们组不向设计尺寸接近 为了最终保证工件的设计 要求 各中间工序的工序尺寸及其公差需要计算确定 工序余量确定后 就可计算工序尺寸 工序尺寸及其公差的确定要根据工序基准或定位基准与设 计基准是否重合 采取不同的计算方法 4 14 1 基准重合时的工序尺寸基准重合时的工序尺寸 工序余量 单边 mm工序尺寸及公差 mm表面粗糙度 Ra m 加工尺寸 粗半精精粗半精精粗半精精 107 034 0 012 0 20 50 15 106 106 7 107 034 0 012 0 6 33 21 6 110 034 0 012 0 1 350 15 109 7 110 034 0 012 0 3 21 6 123 039 0 014 0 80 15 122 7 123 039 0 014 0 3 21 6 工序余量 单边 mm工序尺寸及公差 mm表面粗糙度 Ra m 加工尺寸 粗半精精粗半精精粗半精精 93 142 0 120 0 2 50 350 15 92 92 7 93 142 0 120 0 6 33 21 6 106 142 0 120 0 6 350 15 105 7 106 142 0 120 0 3 21 6 4 24 2 基准不重合时的工序尺寸基准不重合时的工序尺寸 尺寸链图尺寸计算 L1 133 35 20 78 EI 0 0 0 21 0 21 ES 0 4 0 25 0 0 15 因此 L1 为 78 15 0 21 0 5 5 设备及其工装的确定设备及其工装的确定 5 15 1 机床及夹具的选用机床及夹具的选用 工序 15 该工序主要加工外圆 内孔及槽 在普通机床上很难完成且加工效率低 所以选择在数 控车床上加工 夹具选用三爪卡盘装夹 第二次装夹时需要选用软爪进行装夹 这样可以保证各表面 的跳动量 工序 20 该工序主要加工孔 选择在数控铣床上加工 夹具选用三爪卡盘装夹 卡爪用软爪 工序 25 该工序加工斜孔及直孔 10 选择在钻床上加工 夹具选用钻床专用夹具 5 25 2 刀具的选择刀具的选择 从零件图中分析 根据其加工特性 确定该零件的加工刀具如表 5 1 所示 表表 5 15 1 机械加工刀具卡片机械加工刀具卡片 刀具名称刀具材料刀具规格加工部位 外圆粗车刀 YT15 90 刀尖粗车外圆轮廓 端面 外圆精车刀 YT15 75 刀尖精车外圆轮廓 端面 粗镗刀 YT15 60 刀尖粗镗内孔 精镗刀 YT15 45 刀尖精镗内孔 内切槽刀 YT15 3mm 刀宽切内直槽 成型槽刀 内 YT15 专用刀具切内梯形槽 中心钻高速钢 2mm 钻中心孔 麻花钻硬质合金 8 5mm 钻 3 9 底孔 铰刀硬质合金 9 铰 3 9 孔 立铣刀硬质合金 14mm 铣沉孔 麻花钻硬质合金 9 5 钻 10 底孔 铰刀硬质合金 10 铰 10 孔 麻花钻硬质合金 5 钻斜孔 5 麻花钻硬质合金 9 钻斜孔 9 5 35 3 量具的选择量具的选择 该零件属于中批量生产 因此选用通用量具进行测量 外圆尺寸可直接采用游标卡尺测量 内孔 107和 93选用内径表进行测量 梯形槽底径选用内径卡爪进行测量 各孔选用专用量具进行 034 0 012 0 142 0 120 0 测量 具体请参见第三章量具设计说明书 6 6 切削用量的确定切削用量的确定 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 6 16 1 切削用量的选用原则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 6 26 2 切削用量的选取方法切削用量的选取方法 背吃刀量的选择 粗加工时 除留下精加工余量外 一次走刀尽可能切除全部余量 也可分多 次走刀 精加工的加工余量一般较小 可一次切除 在中等功率机床上 粗加工的背吃刀量可达 8 10mm 半精加工的背吃刀量取 0 5 5mm 精加工的背吃刀量取 0 2 1 5mm 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 f 可以按公式 f 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 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 在工厂的实际生产过程中 切削用量一般根据经验并通过查表的方式进行选取 常用硬质合金或 涂层硬质合金切削不同材料时的切削用量推荐值见表 1 表 2 为常用切削用量推荐表 供参考 表表 1 1 硬质合金刀具切削用量推荐表硬质合金刀具切削用量推荐表 粗 加 工精 加 工 刀具材料工件材料 切削速度 m min 进给量 mm r 背吃刀量 mm 切削速度 m min 进给量 mm r 背吃刀量 mm 碳钢 2200 232600 l0 4 低合金刚 1800 232200 l0 4 高合金钢 1200 231600 l0 4 铸铁 800 231200 l0 4 不锈钢 800 22600 l0 4 钛合金 400 21 51500 l0 4 灰铸铁 1200 221200 150 5 球墨铸铁 100 0 2 0 3 21200 150 5 硬质合金 或涂层硬质 合金 铝合金 16000 21 516000 l0 5 表表 2 2 常用切削用量推荐表常用切削用量推荐表 工件材料加工内容 背吃刀 ap mm 切削速度 vc m min 1 进给量 f mm r l 刀具材料 粗加工 5 7 60 800 2 0 4 粗加工 2 3 80 1200 2 0 4 碳素钢 b 600MPa 精加工 2 6 120 1500 1 0 2 YT 类 钻中心孔 500 800r m in 1 钻中心孔 钻孔 25 30钻孔 W18Cr4V 碳素钢 b 600MPa 切断 宽度 5mm 70 1100 1 0 2 切断 宽度 5mm YT 类 粗加工 50 700 2 0 4 精加工 70 1000 1 0 2 切断 宽度 5mm 50 700 1 0 2 铸铁 HBS 200 切断 宽度 5mm 50 700 1 0 2 切断 宽度 5mm YG 类 6 36 3 选择切削用量时应注意的几个问题选择切削用量时应注意的几个问题 主轴转速 应根据零件上被加工部位的直径 并按零件和刀具的材料及加工性质等条件所允许的 切削速度来确定 切削速度除了计算和查表选取外 还可根据实践经验确定 需要注意的是交流变频 调速数控车床低速输出力矩小 因而切削速度不能太低 根据切削速度可以计算出主轴转速 综上所述 该零件的切削用量选择见工序卡片 第二章 第 25 号工序夹具设计说明书 1 1 工序尺寸精度分析工序尺寸精度分析 该工序的主要内容为钻 10 直孔 9 斜孔 5 斜孔 其精度等级为 IT12 表面粗糙度为 6 3 分 别设计钻两斜孔的夹具 设计夹具的目的是为了能够有正确的位置加工两斜孔 并保证加工效率 2 2 定位方案确定定位方案确定 根据工件的加工要求 该工件必须限制工件的五个自由度 即 X 移动 X 转动 Z 转动 Y 移动 Y 转动 为了方便控制刀具的走刀位置 还应控制 Z 移动 因而六个自由度均被控制了 1 加工 5 孔时以 107 内孔 9 孔 167 下端面为定位基准 以 212 上端面限制 Z 移动 2 加工 9 孔时以 93 内孔 9 孔 零件上端面为定位基准 以 167 下端面限制 Z 移动 3 3 定位元件确定定位元件确定 1 加工 5 孔时的定位元件有定位板 在定位板上安装的有 107 的定位芯轴和 9 的定位销钉 2 加工 9 孔时的定位元件有定位板 在定位板上安装的有 93 的定位芯轴和 9 的定位销钉 4 4 定位误差分析定位误差分析 基准不重合误差 B 0 基准位移误差 Y 0 025mm D Y 0 025mm 所以 D 1 3T 满足要求 5 5 夹紧方案及元件确定夹紧方案及元件确定 1 加工 5 孔时 选用压板进行压紧 因此选用的压紧元件有压板 双头螺栓 带肩六角螺母 连接螺母 球头螺栓等 2 加工 9 孔时 选择用盖板压紧的方式进行压紧 所选用的压紧元件有 盖板 双头螺栓 带肩六角螺母 连接螺母 垫片等 6 6 夹具总装草图夹具总装草图 钻 5 孔夹具装配图 钻 9 孔夹具装配图 第三章 第 15 号工序刀具设计说明书 1 1 工序尺寸精度分析工序尺寸精度分析 该工序加工精度高 其中梯形槽的加工需要设计成型刀进行车削 其精度等级为 IT6 表面粗糙 度 1 6 2 2 刀具类型确定刀具类型确定 该刀具完成的是粗车 余量较大 零件材料为 45 钢 所选刀具属于成型车刀 3 3 刀具设计参数确定刀具设计参数确定 序号项目数据来源或公式计算采用值 1车刀外行 表 2 6 2 7可换刀片式 梯形槽刀 刀片材料 YT15 2 刀杆材料 45 钢 3几何角度表 2 8 2 9 s 00 o 15 o 6 r 60 r 15 4 4 刀具工作草图刀具工作草图 第四章 第 20 号工序量具设计说明书 1 1 工序尺寸精度分析工序尺寸精度分析 该工序测量 3 9 通孔 其中 3 9 的精度等级为 IT8 表面粗糙度为 Ra3 2um 2 2 量具类型确定量具类型确定 对于 3 9H8 孔用光滑塞规进行测量 量具的材料为 T10A 测量面的硬度为 HRC58 HRC65 3 3 极限量具尺寸公差确定极限量具尺寸公差确定 1 确定工作量规制造公差和位置要素值 因 9H8 的上偏差为 ES 0 042 下偏差 EI 0 02 尺寸为 9H8 的量规公差为 T 0 008mm Z 0 008mm 2 计算工作量规的极限偏差 9js8 孔用塞规 通规 上偏差 ES Z T 2 0 042 0 008 0 008 2 0 038mm 下偏差 ES Z T 2 0 042 0 008 0 008 2 0 03mm 止规 上偏差 EI T 0 028mm 下偏差 EI 0 02mm 4 4 极限量具公差带图极限量具公差带图 5 5 极限量具结构设计极限量具结构设计 第五章 第 15 20 号工序数控编程设计说明书 1 1 工序数控加工工艺分析工序数控加工工艺分析 工序 15 该工序主要为数控车削 车削外圆时的公差等级不高 内孔的精度要求较高 达到 IT6 车削时应保证精度为 IT8 9 表面粗糙度控制为 Ra3 2Um 留磨量 0 3mm 工序 20 该工序为数控铣削 加工的部位主要为孔 其精度等级不高 在数控铣床加工的目的是 为了提高加工效率和减少工人的劳动量 2 2 走刀路线确定走刀路线确定 1 夹 212 外圆 以 212 上端面定位 粗车下端面控总长 139 5 167 外圆至 168 控制长度 20 5 2 粗镗内孔 107至 106 控制长度 31 5 包括毛坯上端面尺寸 034 0 012 0 3 精镗内孔 107至 106 留磨量 0 3mm 034 0 012 0 4 切直槽 5 切梯形槽 6 精车外圆 167 及下端面至尺寸要求 7 切外槽 8 调头装夹 167 外圆 以 212 下端面定位 粗 精车零件上端面 9 粗 精镗内孔 93 留磨量 0 3mm 142 0 120 0 10 切梯形槽 11 换数控铣床加工 夹 167 外圆 以 167 外圆下端面定位 钻 3 9 中心孔 12 钻 3 9 底孔 8 5 13 铰 3 9 孔 14 铣 3 14 沉孔 3 3 刀具及切削用量的选择刀具及切削用量的选择 3 13 1 刀具的选择刀具的选择 该零件的数控加工中主要为车外圆 镗内孔 切内外槽以及铣床上钻孔 由于该零件属于中批量 生产 因此在刀具的选择时采取粗加工 精加工各一把车刀 具体的刀具选择情况表 5 1 所示 表表 5 15 1 数控加工刀具卡片数控加工刀具卡片 工序号刀具编号刀具名称刀具规格刀片材料加工表面 T0101 外圆粗车刀90 刀尖 YT15 粗车外圆及端面 T0202 外圆精车刀75 刀尖 YT15 精车外圆及端面 T0303 粗镗刀 60 YT15 粗镗内孔 T0404 精镗刀 45 YT15 精镗内孔 T0505 内切直槽刀宽 3mm YT15 切直槽 T0606 内梯形槽刀专用刀具 YT15 切梯形槽 15 T0707 外槽刀3mm 刀宽 YT15 切外槽 T01 中心钻 2mm 高速钢钻中心孔 T02 麻花钻 8 5mm 硬质合金钻 3 9 底孔 T03 铰刀 9 硬质合金铰 3 9 孔 20 T04 立铣刀 14 硬质合金铣 3 14 沉孔 3 23 2 切削用量的选择切削用量的选择 切削用量的合理选择直接影响到零件的表面质量以及加工效率 因此切削用量的选择是数控加工 工艺编制过程中不可缺少的一部分 根据经验及查表确定该零件在数控加工过程中的切削用量如表 5 2 所示 表表 5 25 2 数控加工切削用量表数控加工切削用量表 加工表面刀具号 主轴转速 r min 背吃刀量 mm 进给速度 mm min 粗车外轮廓及 端面 T01015002100 精车外轮廓 T02028000 580 粗镗内孔 T03034501 580 精镗内孔 T04047000 360 切直槽 T050535040 切梯形槽 T060640035 切外槽 T070735040 钻中心孔 T0112002120 钻 3 9 底孔 T028002100 铰 3 9 孔 T0330040 铣 3 14 沉孔 T041200100 4 4 编程原点的确定及数值计算编程原点的确定及数值计算 该零件为回转型零件 其编程原点可设置在零件的对称中心上 在数控车削时 选择零件的端面 中心为编程原点 在数控铣削时编程原点也可设置在端面中心上 5 5 程序编写及程序说明程序编写及程序说明 5 15 1 数控编程的定义数控编程的定义 编程是将加工零件的加工顺序 刀具运动轨迹的尺寸数据 工艺参数 主运动和进给运动速度 切削深度 以及辅助操作 换刀 主轴正反转 冷却液开关 刀具夹紧松开等 加工信息 用规定的 文字 数字 符号组成的代码 按一定格式编写成加工程序 5 25 2 数控编程的分类数控编程的分类 数控编程主要分为手工编程与自动编程 1 手工编程 整个程序的编制过程是由人工完成的 这要求编程人员不仅要熟悉数控代码及编 程规则 而且还必须具备有机械加工工艺知识和数值计算能力 对于点位加工或几何形状不太复杂的 零件 数控编程计算较简单 程序段不多 手工编程即可实现 2 自动编程 用计算机把人们输入的零件图纸信息改写成数控机床能执行的数控加工程序 就 是说数控编程的大部分工作有计算机来实现 5 35 3 零件的加工程序清单零件的加工程序清单 1 工序 15 的数控加工程序清单 第一次装夹时的程序清单 程序解释说明 O0001 程序号 T0101 外圆粗车刀 换 1 号刀 M03 S500 主轴正转 转速为 500 M08 切削液开 G00 X175 Z4 快速运动至切削起点 G01 X99 F120 平端面 Z4 5 退刀 G00 X175 退刀 Z2 快速运动至第二次切削起点 G01 X99 F120 第二刀 G00 Z4 G00 X175 退至循环起点 G71 U1 R1 F120 建立车削循环 G71 P100 Q200 U0 3 W0 3 给定精车起终点 精加工余量 N100 G00 X99 精车轨迹第一段程序 G01 Z0 F80 靠近工件 X151 平端面 X167 Z 4 63 倒角 Z 35 车外圆 N200 X213 平端面 G00 X200 Z100 快速运动至换刀点 T0303 粗镗刀 换 3 号刀 M03 S450 主轴正转 转速为 450 G00 X99 Z2 快速运动至切削起点 G90 G01 X104 Z 110 5 F100 粗镗内孔第一刀 X106 粗镗内孔第二刀 G00 X200 Z100 退至换刀点 T0404 精镗刀 换 4 号刀 M03 S700 主轴正转 转速为 700 G00 X109 Z2 快速运动至切削起点 G01 Z0 F100 靠近工件 X106 7 Z 1 3 F80 倒角 Z 111 精镗内孔 X85 镗端面 G00 Z100 Z 向退刀 X200 退至换刀点 T0505 切直槽刀 换 5 号刀 M03 S350 主轴正转 转速为 350 G00 X105 Z 9 快速运动至切削起点 G01 X110 02 F35 切槽 X105 F50 退刀 G00 Z 109 快速运动至第二个切槽点 G01 X110 02 F35 切槽 X105 退刀 Z 111 快速运动至第三个切槽点 X110 02 F35 切槽 X105 退刀 G00 Z100 Z 向退刀 X200 退至换刀点 T0606 梯形槽刀 换 6 号刀 M03 S400 主轴正转 转速为 400 G00 X105 Z 47 快速运动至切槽点 G01 X122 7 F35 切槽 留磨量 0 3mm X105 F50 退刀 G00 Z100 Z 向退刀 X200 退至换刀点 T0202 外圆精车刀 换 2 号刀 M03 S800 主轴正转 转速为 800 G00 X175 Z2 快速运动至循环起点 G70 P100 Q200 精车外轮廓 G00 X200 Z100 快速运动至换刀点 T0707 外切槽刀 换 7 号刀 M03 S350 主轴正转 转速为 350 G00 X213 Z 35 快速运动至切槽点 G01 X166 F50 切槽 X213 F100 退刀 G00 Z100 退至换刀点 M30 程序结束 第二次装夹时的程序清单 程序解释说明 O0002 程序号 T0101 外圆粗车刀 换 1 号刀 M03 S500 主轴正转 转速为 500 M08 切削液开 G00 X175 Z4 快速运动至切削起点 G01 X85 F120 粗车端面 G00 Z4 5 退刀 X175 Z2 快速运动至第二个切削点 G01 X85 F120 粗车端面 G00 Z2 5 退刀 X175 Z0 5 快速运动至第 3 个切削点 G01 X85 F120 粗车端面 G00 Z100 X200 快速运动至换刀点 T0202 外圆精车刀 换 2 号刀 M03 S800 主轴正转 转速为 800 G00 X175 Z0 快速运动至精车位置 G01 X85 F80 精车端面 G00 Z100 Z 向退刀 X200 快速运动至换刀位置 T0303 粗镗刀 换 3 号刀 M03 S450 主轴正转 转速为 450 G00 X85 Z2 快速运动至切削起点 G90 G01 X90 Z 25 F80 粗镗内孔 X92 第二刀 G00 X200 Z100 快速运动至换刀点 T0404 精镗刀 换 4 号刀 M03 S700 主轴正转 转速为 700 G00 X92 7 Z2 快速运动至切削起点 G01 Z 25 F60 精镗内孔 留磨量 0 3mm X90 F100 退刀 G00 Z100 X200 快速运动至换刀点 T0606 梯形槽刀 换 6 号刀 M03 S400 主轴正转 转速为 400 G00 X91 Z 14 快速运动至切削起点 G01 X105 7 F35 切槽 留磨量 0 3mm X91 F100 退刀 G00 Z100 Z 向退刀 X200 退至换刀点 M30 程序结束 2 工序 20 的加工程序清单 程序解释说明 T01 M06 中心钻 换 1 号刀 M01 选择停 G90 G00 G54 X92 Y0 M03 S1200 建立工件坐标系 主轴正转 转速为 1200 G43 H1 Z20 M08 调用刀具长度补偿 切削液开 G98 G81 Z 80 R 76 F120 建立钻孔循环 X0 Y92 钻第二个孔 X0 Y 92 钻第三个孔 G80 G00 Z150 取消钻孔循环 抬刀 T02 M06 麻花钻 8 5 换 2 号刀 M01 选择停 G90 G00 G54 X92 Y0 M03 S800 建立工件坐标系 G43 H2 Z20 M08 调用刀具长度补偿 切削液开 G98 G83 Z 100 R 96 F100 建立深孔啄钻循环 X0 Y92 钻第二个孔 X0 Y 92 钻第三个孔 G80 G00 Z150 取消循环 抬刀 T03 M06 9 铰刀 换 3 号刀 M01 选择停 G90 G00 G54 X92 Y0 M03 S300 建立工件坐标系 G43 H3 Z20 M08 调用刀具补偿 切削液开 G98 G81 Z 100 R 96 F40 建立钻孔循环 X0 Y92 铰第二个孔 X0 Y 92 铰第三个孔 G80 G00 Z150 取消循环 T03 M06 立铣刀 换 4 号刀 M01 选择停 G90 G00 G54 X92 Y0 M03 S1200 建立工件坐标系 G43 H4 Z20 M08 调用刀具补偿 切削液开 G98 G81 Z 84 R 76 F100 建立钻孔循环 X0 Y92 铣第二个孔 X0 Y 92 铣第三个孔 G80 G00 Z150 取消循环 抬刀 M05 主轴停止 M09 切削液关 M30 程序结束 第六章 毕业设计体会 这次的数控编程及工艺分析使我感受到开放性实验使学生从被动的接受老师灌输的实验知识 而 不能灵活运用的情况转变为自主得学习与实验相关的知识 真正的做实验的主人 在设计本次实验的 过程中 我感到自己的思维和能力都得到了极大的提高 因为需要自己查阅有关的资料和文献 自己 设计实验方案 自己动手做一切与实验有关的工作 也正因为如此 我感到自己学到了真本领 这样 自己用心做一个实验比听老师讲或只是按老师给的方案做十个实验的效果都要好 在这样的实验教学 过程中 不仅学生的动手能力加强了 思维开阔了 更为可贵的是 学生在实验中可以提出各种不同 的实验方案 并且可以在老师的指导下对实验提出改进的建议 充分发挥出了他们的才能和创新意识 整个实验成果上看 基本完成了毕业设计初期对于实验系统考察学生各方面能力的要求 也突出 重点强调学生熟练掌握数控加工 因为是第一次参与设计这样的实验系统 难免存在这样或是那样的 问题 比如任务书和审批表做的还是不够完善 在编程方面还有待于提高 希望各位老师不吝指教 使我能够在以后的学习 工作过程中吸取经验和教训 参考文献 1 林其骏 机床数控系统 中国科学技术出版社 1991 3 2 吴明友 数控机床加工技术 东南大学出版社 2000 6 3 刘雄伟 数控机床与编程培训教程 机械工业出版社 2001 5 4 王季秩 曲家骐 执行电动 1999 10 5 郭培全 数控机床与编程与应用 机械工业出版社 2000 9 6 严爱珍 机床数控原理与系统 机械工业出版社 1998 8 7 孙竹 数控机床编程与操作 机械工业出版社 1996 4 8 陶永华等 新型 PID 控制及其应用 机械工业出版社 1998 9 9 陈伯时 陈敏逊 交流调速系统 机械工业出版社 1998 4 致 谢 本人在毕业课题的设计中 学习了不少的新知识 体会到了学习的重要性 同时 感谢学校具远 瞻的规划与教育 给予我们良好的学习环境 并提供给我们对学业及个人生涯发展的多元信息 帮助 我们成长 感谢院系领导对我的关怀和重视 使我得以发挥自己的特长 找到人生的价值 感谢三年来陪伴我们学习与生活的恩师 感谢您们对我精心的教育 感谢您们没使我的学习变成 劳作而成为一种快乐 感谢您们让我明白自身的价值 感谢您们帮助我发现了自己的专长 而且让 我把事情做得更好 感谢您们容忍我的任性与错误 不仅教会了我知识 更教会了我如何做事 如何 做人 特别感谢恩师的谆谆教导 他的悉心指导与斧正 对于论文 架构之启迪 及其内容的细心斟酌 与指导 倍极辛劳 最后感谢三年来陪伴我一起的同学们 伙伴们 所有的欢笑和泪水 成功和失败 骄傲和苦恼 我们曾一起分享 那是我们青春中最灿烂的一页 最辉煌的回忆 而回忆中的每个人 都是栩栩如生 这些都将是我一生的财富 三年时间虽然短暂 但它必将在我的记忆里永恒 产品型号零件图号 机械加工工艺过程卡片机械加工工艺过程卡片 产品名称零件名称轴套第 1 页共 1 页 材 料 牌 号45 钢毛 坯 种 类铸件毛坯外形尺寸每毛坯件数每 台 件 数 1 备 注 工 时 工 序 号 工 名 序 称 工 序 内 容 车间 工 段 设 备工 艺 装 备 准终 单件 05 铸铸造毛坯铸造车间 10 热处理 正火热处理热处理车间 1 夹 212 外圆 车 167 外圆控制长度尺寸 20 下