数控车加工工艺设计说明书.doc

湘潭大学函授毕业设计说明书题 目: 配流盘车床加工工艺流程 函 授 站： 湖南省机械工业技术学院 院 （系）： 机械技术系 专 业： 数控加工与维修 学 号： 姓 名： 姚超群 指导老师： 朱志军 完成日期： 2012 年 10月 15 日 目录1配流盘的用途及毛胚材料选择12确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量13数控车削加工工艺分析54定位基准分析75加工顺序安排76刀具及车床选择77 数控车工艺卡片78 刀具卡片89 工序卡片910加工程序10前言数控加工就是采用数控程序控制机床进行零件加工的一种加工方法，相对于普通机床加工，数控加工具有加工效率高、劳动强度低、加工精度高、柔性好等一系列优点。数控机床加工中，数控程序（数控加工程序）是不可缺少的一部分，数控机床之所以能加工出各种形状、不同尺寸和精度的零件，就是因为编程人员为它编制了不同的加工程序。编写数控加工程序的过程就是将加工零件的工艺过程、工艺参数（进给速度、主轴转速和背吃刀量等）、位移数据及开关命令（换刀、切削液开/关和工件装卸等）等信息用数控系统规定的功能代码和格式按加工顺序编写成加工程序单，并记录在信息载体上，再通过信息载体将数控加工程序输入机床数控装置，从而指挥数控机床按数控程序的内容加工出合格的零件。数控程序编写的如何，直接影响零件加工质量。 数控编程分手工编程和自动编程。手工编程是由人工完成刀具轨迹计算及加工程序的编制工作。当零件形状不十分复杂或加工程序不太长时，采用手工编程方便、经济。自动编程是利用计算机通过自动编程软件完成对刀具运动轨迹的计算、加工程序的生成及刀具加工轨迹的动态显示等。对于加工零件形状复杂，特别是涉及三维立体形状或刀具运动轨迹计算繁琐时，常采用自动编程。 在数控编程中，工艺分析和工艺设计是至观重要的，无论是手工编程还是自动编程，在加工前都要对所加工零件进行工艺分析，拟定加工方案，选择加工设备、刀具、夹具，确定切削用量，安排加工顺序，制定走刀路线等。在编程过程中，还要对一些工艺问题（如对刀点，换刀点，刀具补偿等）做相应处理。因此程序编制中的工艺分析和工艺设计是一项十分重要的工作。本书只有数控车的工艺、工序和刀具选择等，零件的夹具设计及部分工序由其他同学负责。1配流盘的用途及毛胚材料选择配油盘在液压马达中起高低压油路分配作用，它使马达中柱塞高压油作用时输出扭矩，低压油（回油）作用时把停止输出扭矩的柱塞腔中的高压油排出马达。配流盘在配流中主要受油压力冲击和振荡，为增强其强度和冲击韧度，和较好的组织，毛坯选用铸件，该配流盘的轮廓尺寸不大，采用砂型铸造手工造型方法铸造毛坯，选择HT200。HT200灰铸铁为珠光体机构，具有良好的铸造性、减震性、耐磨性和切削加工性能，并且强度较高，适合铸造承受压力及振动的部件。2确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量毛坯余量是指同一表面上毛坯尺寸与零件设计尺寸之差。零件表面的加工总余量不仅与表面各工序加工余量有关而且与毛坯的制造方法和精度有关。 铸件毛坯的尺寸公差、加工余量 铸件尺寸公差由高到低分为CT1-CT16共16个等级（GB/T 64141999）其公差带数值如下表2所示铸件尺寸公差一般对称分布如954.5（CT13）非对称分布需要在基本尺寸后面标注偏差如95+6 -3（CT13）。 成批和大量生产的铸件毛坯的公差等级按表3选取单件和小批生产的铸件毛坯的公差等级按表4选取。要求的铸件机械加工余量分10个等级（GB/T 64141999）如表5所示由小到大分别为A、B、C、D、E、F、G、H、J和K级,用代号RMA表示。铸件的机械加工余量等级主要与生产类型、铸造工艺方法、铸造公差等级和铸造材料有关。推荐用于各种铸造合金和铸造方法的RMA等级按表6选取。铸件的机械加工余量分单侧(单面)和双侧(双面),双侧加工余量与加工要求的关系如下图1单侧加工余量与加工要求的关系如下图2。图1 双侧加工余量与加工要求的关系 图2 单侧加工余量与加工要求的关系表2 铸件的尺寸公差带数值GB/T 6414-1999 mm表3 成批和大量生产的毛坯铸件的公差等级 mm方法公差等级CT铸件材料钢灰铸铁球墨铸铁可锻铸铁铜合金锌合金轻金属合金镍基合金钴合金砂型铸造手工造型11141114111411141013101391211141114砂型铸造机器造型和壳型81281281281281081079812812金属型铸造（重力铸造或低压铸造）8108108108107979压力铸造684647熔模铸造水玻璃79797958587979硅溶胶46464646464646注：1.表中所列出的公差等级是指在大批量生产下、且影响铸件尺寸精度的生产因素已得到充分改进时铸件通常能够达到的公差等级。2.本标准还适用于本表未列出的由铸造厂和采购方之间协议商定的工艺和材料。表4 单件和小批生产的毛坯铸件的公差等级 mm表5 要求的铸件机械加工余量RMA mm表6 毛坯铸件典型的机械加工余量等级按大批量，该毛胚公差等级为CT11-CT14，N视图面无配合要求，毛胚锻造粗糙度也能达到3.2，因此为了节约成本并提高生产效率，毛胚如下图。 N视图3数控车削加工工艺分析车床一般只适合加工各类回转体，何为回转体？在一个物体的两端假设两个点，而两点连成一线穿过物体，物体以此线为旋转中心，在旋转时它的每个部分旋转到固定一个位置时都是一样的形状，此为标准回转体，它的特点是中心线的两边为对称，所以回转体基本都是对称的。如图，该工件并非严格意义上的回转体工件外形既不是圆盘也不是圆柱体，但剥离来看，N视图中两个1 5/8-12UN-2B的螺纹孔是标准的回转体 从M视图看，但想加工的话，装夹中心分别有两个。孔的加工方法有钻、扩、铰、镗，对于直径小于30mm的无毛坯孔的孔加工，通常采用锪平端面打中心孔钻扩孔口倒角铰加工方案，对有同轴度要求的小孔，需采用锪平端面打中心孔钻半精镗孔口倒角精镗（或铰）加工方案。为提高孔的位置精度，在钻孔工步前需安排锪平端面和打中心孔工步。孔口倒角安排在半精加工之后、精加工之前，以防孔内产生毛刺。对于直径大于30mm的已铸出或锻出的毛坯孔的孔加工，一般采用粗镗半精镗孔口倒角精镗的加工方案。从零件图中标注来看所有螺纹孔都是美制螺纹，查表得到2-1 5/8-12UN-2B的螺纹孔的顶径为41.275mm，底径为38.9836mm（极限尺寸为39.442252mm），螺距为2.1167mm，加工孔时直径不能大于39.45mm，不能小于38.98mm。铸造毛胚时已有孔，所以我们采用上述孔加工方法最后一种。由于是美制螺纹标注，因此公差和编程不尽相同，不能互换，所以此内螺纹采用特定丝锥攻丝。从零件图上标注可以看出M视图中的整个零件底平面表面粗糙度有0.4Ra值不大于m=100表面状况=明显可见的刀痕加工方法=粗车、镗、刨、钻Ra值不大于m=25、50表面状况=明显可见的刀痕加工方法=粗车、镗、刨、钻Ra值不大于m=12.5表面状况=可见刀痕加工方法=粗车、刨、铣、钻Ra值不大于m=6.3表面状况=可见加工痕迹加工方法=车、镗、刨、钻、铣、锉、磨、粗铰、铣齿Ra值不大于m=3.2表面状况=微见加工痕迹加工方法=车、镗、刨、铣、刮12点/cm2、拉、磨、 锉、滚压、铣齿Ra值不大于m=1.6表面状况=看不清加工痕迹加工方法=车、镗、刨、铣、铰、拉、磨、滚压、刮12点/cm2铣齿Ra值不大于m=0.8表面状况=可辨加工痕迹的方向加工方法=车、镗、拉、磨、立铣、刮310点/cm2、滚压Ra值不大于m=0.4表面状况=微辨加工痕迹的方向加工方法=铰、磨、镗、拉、刮310点/cm2、滚压Ra值不大于m=0.2表面状况=不可辨加工痕迹的方向加工方法=布轮磨、磨、研磨、超级加工Ra值不大于m=0.1表面状况=暗光泽面加工方法=超级加工铰、磨、镗、拉、刮都能达到0.4的粗糙度，但此平面的平面度要求也很高，所以选择磨床加工。那么在车床上就要预留出加工余量。磨平面加工余量mm平面长度零件厚度630零件厚度3050零件厚度50第一种经热处理或未经热处理零件的终磨,宽度200,平面长度1000.30.50.5第一种经热处理或未经热处理零件的终磨,宽度200,平面长度1002500.30.50.5第一种经热处理或未经热处理零件的终磨,宽度200,平面长度2504000.50.50.5第一种经热处理或未经热处理零件的终磨,宽度200400,平面长度1000.30.50.5第一种经热处理或未经热处理零件的终磨,宽度200400,平面长度1002500.50.50.5第一种经热处理或未经热处理零件的终磨,宽度200400,平面长度2504000.50.50.5第二种热处理后粗磨,宽度200,平面长度1000.20.30.3第二种热处理后粗磨,宽度200,平面长度1002500.20.30.3第二种热处理后粗磨,宽度200,平面长度2504000.30.30.3第二种热处理后粗磨,宽度200400,平面长度1000.20.30.3第二种热处理后粗磨,宽度200400,平面长度1002500.30.30.3第二种热处理后粗磨,宽度200400,平面长度2504000.30.30.3第二种热处理后半精磨,宽度200,平面长度1000.10.20.2第二种热处理后半精磨,宽度200,平面长度1002500.10.20.2第二种热处理后半精磨,宽度200,平面长度2504000.20.20.2第二种热处理后半精磨,宽度200400,平面长度1000.10.20.2第二种热处理后半精磨,宽度200400,平面长度1002500.20.20.2第二种热处理后半精磨,宽度200400,平面长度2504000.20.20.2根据要求预留量为0.3mm。直径为30mm的盲孔精度等级为IT7，其所在B平面要求和A平面的垂直度较高（0.025mm）。铰孔尺寸精度高，但位置精度不高，而镗孔有较高的位置精度，而且精镗孔的尺寸精度可达IT8IT7，表面粗糙度Ra值1.60.8m。在镗孔前可以先用顶角为120度的麻花钻将孔底钻出（底面不留余量）。然后半精镗、精镗（0.2mm）。 4定位基准分析定位基准有粗基准和精基准两种，用未加工过的毛坯表面作为定位基准称为粗基准，用已加工过的表面作为定位基准称为精基准。除第一道工序采用粗基准外，其余工序都应使用精基准。选择定位基准要遵循基准重合原则，即力求设计基准、工艺基准和编程原点统一，这样做可以减少基准不重合产生的误差和数控编程中的计算量，并且能有效的减少装夹次数。粗基准的选择原则 选择要求保证工件上某重要表面的加工余量均匀且重要面为基准。为了保证加工面与不加工面间的位置要求，应选不加工面为基准。粗基准要求：平整光滑，有一定面积，定位可靠、夹紧方便。粗基准在同一方向上只能使用一次。对于具有较多加工表面的工件，选择粗基准时，应保证各主要表面都有足够的加工余量。根据以上这些原则，选定M视图方向的底面为粗基准面。相应的以互为基准原则选定N视图方向上两较大直径螺纹端面为精基准。 5加工顺序安排先粗后精 当加工零件精度要求较高时都要经过粗加工、半精加工、精加工。如果精度要求更高，还包括光整加工几个阶段。 基准面先行原则 用作精基准的表面应先加工，任何零件的加工过程总是先对定位基准进行粗加工和精加工，例如轴类零件总是先加工中心孔，再以中心孔为精基准加工外圆和端面，箱体类零件总是先加工定位用的平面及两个定位孔，再以平面和定位孔为精基准加工孔系和其它平面。 先面后孔 对于箱体、支架等零件，平面尺寸轮廓较大，用平面定位比较稳定，而孔的深度尺寸又是以平面为基准，故应先加工平面，然后加工孔。 先内后外 即先加工内型腔，后加工外表面。先主后次 即先加工主要表面，然后加工次要表面。毛胚没有销孔，但此零件夹具需要利用销孔定位（杨鹏同学设计），因此在车床加工前需先钻销孔（王小军同学负责） 6刀具及车床选择毛胚是灰铸铁，车刀刀具择YG硬质合金90车刀，由于，因为直柄麻花钻传递不了太大的力所以扩30的孔的麻花钻选择顶角为12028的锥柄麻花钻，镗刀选择单刃精镗刀和粗镗刀，扩43的毛胚预留孔选择39的锥柄麻花钻，螺纹用专用的1 5/8-12UN-2B丝锥。根据零件的精度和对车床的强度来看，GSK980GB符合要求，因此选择GSK980GB。 7 数控车工艺卡片省机械技师学院机械加工工艺过程卡片产品名称M-PVB29-RS-11-C-10产品型号PVB20-(362023)12002共3页零件名称配流盘零件图号A1第1页材料牌号HT200毛胚种类铸件毛胚外形尺寸200x200每毛胚件数每台件数备注工序号工序名称工序内容车间加工数设备夹具刀具量具工时定额名称名称名称准终单件1铸铸造毛胚2热人工时效3钻钻销孔机加车间6钻床钻模麻花钻游标卡尺45 车粗、精车N基准面数控车床1数控车床数控夹具90度车刀游标卡尺车粗、半精车M基准面数控车床1数控车床数控夹具90度车刀游标卡尺6钻扩30的孔数控车床1数控车床数控夹具麻花钻游标卡尺和内径千分尺镗半精镗30的孔数控车床1数控车床数控夹具镗刀游标卡尺和内径千分尺车30的孔倒角数控车床1数控车床数控夹具90度车刀游标卡尺镗精镗30的孔数控车床1数控车床数控夹具镗刀内径千分尺 7钻扩43的毛胚预留孔数控车床2数控车床数控夹具麻花钻游标卡尺和内测千分尺攻丝攻1 5/8-12UN-2B螺纹数控车床2数控车床数控夹具1 5/8-12UN-2B丝锥游标卡尺和内测千分尺6检验按图样的要求检验1检验检测率检测标准检验工具及方法审批标记更改文件号标记更改文件号时期2012年 月 日编制姚超群会签存档 8 刀具卡片产品名称或代号M-PVB29-RS-11-C-10零件名称配流盘零件图号A1序号刀具号刀具规格名称数量加工表面备注1T01YG8N硬质合金90车刀1M、N面粗加工2T02YG6X硬质合金90车刀1M面半精加工，N面精加工3T03单刃粗镗刀130孔粗镗和倒角4T04单刃精镗刀130孔精镗5T0528的锥柄麻花钻121.1毛胚孔扩孔6T0638的锥柄麻花钻137的毛胚孔扩孔编制姚超群审核批量共1页第1页 9 工序卡片单位省机械技师学院产品名称或代号零件名称零件图号M-PVB29-RS-11-C-10配流盘A4车 间使用设备数控实训中心GSK890GB工艺序号程序编号4Y01夹具名称夹具编号数控夹具工步号工步作业内容刀具规格刀具号主轴转量进给量背吃刀量量具备注1粗车N端面YG8NT01550r/min0.3mm/r2.4mm2精车N面TG6XT02800r/min0.12mm/r0.8mm单位省机械技师学院产品名称或代号零件名称零件图号M-PVB29-RS-11-C-10配流盘A4车 间使用设备数控实训中心工艺序号程序编号5Y02夹具名称夹具编号数控夹具工步号工步作业内容刀具规格刀具号主轴转量进给量背吃刀量量 具备注1M面粗车YG8NT01550r/min0.3mm/r2.2mm2M面半精车留磨床余量YG6XT02800r/min0.15mm/r0.7mm3扩21.2的毛胚孔至2828锥柄麻花钻T05300r/min手动3.4mm4粗镗28的孔并倒角1mm单刃粗镗刀T03550r/min0.3mm/r0.95mm5精镗30的孔单刃精镗刀T04700r/min0.12mm/r0.1mm单位省机械技师学院产品名称或代号零件名称零件图号M-PVB29-RS-11-C-10配流盘A4车 间使用设备数控实训中心工艺序号程序编号6夹具名称夹具编号数控夹具工步号工步作业内容刀具规格刀具号主轴转量进给量背吃