花键套机械加工工艺规程及编程【优秀机械毕业设计论文】
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花键套机械加工工艺规程及编程【优秀机械毕业设计论文】,花键,机械,加工,工艺,规程,编程,优秀,优良,毕业设计,论文
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毕 业 设 计 设计题目： 花键套机械加工工艺 及编程 专 业： 机械设计与制造 班 级： 13 机械一 学 号： 姓 名： 指导老师： 起讫日期 2015年 9月 20日 2016年 5月 20 日 院毕业设计 花键套的工艺设计及编程 摘要 本文首先对 花键套 的零件进行分析，通过对 花键套 进行的研究和分析，描述了它的毛坯制造形式、机械加工余量、基准选择、工序尺寸和毛坯尺寸的确定，以及切削用量和工时的计算等相关内容。为了提高劳动 生产率，降低劳动强度，保证加工质量，与指导老协商后，觉得用编程比较合适。 在这次毕业设计中，根据课题所给的零件图、技术要求，通过查阅相关资料和书籍，了解和掌握了的机械加工工艺和编程的一般方法和步骤，并运用这些方法和步骤进行了 花键套 的机械加工工艺规程与编程设计。 关键词： 花键套 工序 工艺规程 编程 院毕业设计 花键套的工艺设计及编程 目 录 摘 要 第一章 前言 01 第二章 花键套 的结构 工艺性 分析 01 件的作用 03 件的 结构特点 分析 03 件的主要 技术要求 03 件加工工艺分析 03 第三章 花键套 加工工艺设计 05 定毛坯的制造形 式 07 面的选择 09 工阶段的划分 13 分准则 15 效处理 的安排 17 定工艺路线 20 工机床及刀具的选择 22 械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 23 定切削用量和工时计算 25 第四章 花键套 的编程 27 精车 内孔至尺寸 25 车、半精车 35 内孔至尺寸 31 第五章 结论 32 第六章 致谢 33 第七章 参考文献 34 院毕业设计 花键套的工艺设计及编程 第一章 前 言 本 次设计的题目是 花键套机械加工工艺规程及编程，本文 是通过分析 花键套 的性能特点，了解其工作原理等方面知识的基础之上完成的。通过对 花键套 的实际加工结合设计要求，我在分析零件主要功能和工艺分析的基础上设计 花键套 零件的加工工艺，并对 花键套的内表 面 和内孔 进行数控加工程序的编制。 在首件调试之前，首先要对 花键套 零件图样的几何形状、技术 要求、尺寸及工艺要求进行分析，明确加工的内容和要求，然后确定加工方案，根据 零件的工艺要求 合理选择机床并选择合理的刀具， 另外，在 编程之前 需要 设置合理的走刀路线以及选择合理的切削用量和计算工时。 通过本次毕业设计和学习，我能够对机械 设计与 制造有一个 全貌 的了解，能够掌握金属切削过程中的基本规律，并掌握有关机械加工的基本知识，能够选择零件的加工方法和机床、刀具、编程以及相关的加工参数，能够具备制定工艺规程的能力 。 院毕业设计 花键套的工艺设计及编程 院毕业设计 花键套的工艺设计及编程 第二章 花键套 的 结构工艺性分析 件的作用 本次设计所给的零件是 花键套 ， 和其他箱体类零件 类似，内部会安装有许多零件，例如轴承，轴承等 ，主要作用是 起到支撑 和 连接作用 ，所以需要有足够的刚度、抗振性和耐磨性， 花键套 是空心的，它的 左 端有 精度要求较高的内 孔，同时要求保证其圆度公差 以 花键套 加工质量对机床工作的精度和使用的寿命有很大影响。 图 示为 花键套的零件图和毛坯图 。 图 花键套 零件图 院毕业设计 花键套的工艺设计及编程 图 花键套毛坯 图 件的 结构特点 分析 从零件图可知道，该零件为 锻造 零件，先采用 锻造 工 件后， 各外圆及端面采用普通车 床 加工 后再 对加工精度高的位置 进行 数控 机床 的 加工， 还用到了磨削加工。花键套 材料为 45 钢 。 花键套 零件的主要加工表面是 各外圆表面及内孔和内花键， 一般来说，保证平面的加工精度与保证孔系的加工精度相比，保证平面的加工精度比较容易。孔径加工都是选用专用钻夹具，夹紧方式一般选用手动夹紧，夹紧可靠。因此生产效率较高。能够满足设计要求。 件的主要技术要求 （ 1） 尺寸精度和形状精度 （ 2） 位置精度 （ 3） 表面粗糙度 件加工工艺分析 该零件属于轴类零件，它的主要表面需要加工，主要表面的精度等级和表 面粗糙度如下： （ 1） 外圆 、 外圆 、 内孔的 表面粗糙度 分别 为 ， 内孔的表面粗糙度为 ， 精度等级 分别 为 7 6 7 （ 2） 外圆表面粗糙度为 ，精度等级为 7 （ 3） 1034H 内花键 表面粗糙度为 ，精度等级为 7 院毕业设计 花键套的工艺设计及编程 第三章 花键套 加工工艺设计 定毛坯的制造形式 确定 毛坯 件的制作形式，主要应该从以下几个方面来考虑： （ 1）零件的力学性能 相同的材料采用不同的毛坯制造形式，其力学性能有所不同。 锻件 的强度。压力浇注和压力浇注的 锻件 ，金属型浇注的 锻件 ，砂型浇注的 锻件 依次递减；钢质零件的 锻造 毛坯，其力学性能高于钢质棒料和铸钢件。 ( 2) 零件的结构形状和外形轮廓 形状 复杂、力学性能要求不高可采用锻钢件。形状复杂和壁薄的毛坯不宜采用金属型 锻造 。尺寸较大的毛坯，不宜采用模锻、压铸和精铸，多采用砂型 锻造 和自由 锻造 。外形复杂较小的零件宜采用精密的 锻造 方式，以免机械加工。其直径相差不大的阶梯轴宜采用棒料，相差较大时宜采用 锻件 。 （ 3）生产纲领和生产批量 生产纲领大时宜采用高精度与高生产率的毛坯制造方式，生产纲领小时，宜采用设备投资小的毛坯制造方法。 （ 4）现场生产条件和发展 应经过技术经济分析和论证。 该零件的材料为 45，考虑到零件的形式及结构较为简单，所受的冲击力不大，且是大批生产，根据机械制造工艺设计简明手册表 1，选择 锻造 中的 锤上模锻锻造 。 面的选择 粗基准选择毛坯的 左端外圆表 面 ， 精基准选择 已经铣车好的左端外圆台阶面 。 工阶段的划分 分准则 1、粗加工阶段 （ 1） 花键套 毛坯 的 处理 需要锻造 毛坯和 退火时效处理，时效处理是为了 消除 锻造后残余的 应 力 （ 2）粗加工 先铣削上下及左右端面 主要目的：用大的 背吃刀量 切除大部分的 余量 ，只留下少量的 加工余量 ，方便精加工的进行 。同时还可以 及时 的发现毛坯 裂缝 、断裂 等 的毁坏和 缺陷。 2、半精加工阶段 （ 1） 半精加工 前 的时效 处理 时效 处理 院毕业设计 花键套的工艺设计及编程 （ 2）精加工前各个非重要的表面加工，铣 上下、左右端面 、倒角和 镗内孔 等。 （ 3）半精加工达到一定的经济精度，留下精加工的余量。 主要 目 的： 铣 出工 艺 基 准， 半精铣，精铣上下左右 端面 。 3、 精加工 阶段 （ 1）精加工 左右端面，精镗 H ，精车 60 内孔等 。 主要 目的 ：完成 各 个 加工表面 的加工，达到 图纸 规定的要求。 效处理 的安排 花键套 的 毛坯 锻造以 后， 需要 安排 正火 处理。 目的是 为了消除 锻造 残余的 应 力，以便 改善金属组织 ，降低 零件 的 硬 度， 改善 零件的 切削 加工性能。 在 粗 加工后半 精 加工之前，需要安排 调质 处理。其目的是为了获得均匀细致的索氏体 组织，以提高零件综合 力 学性能，从而在表面 淬火 时获得均匀致密的 硬 度层。同时 索氏体 的金属结构经过加工后，表面粗糙度的数值会减小。 定工艺路线 一 锻造毛坯 100 二 夹一端，车端面，见平即可，车各外圆台阶面，见光 三 调头装夹，车端面，见平即可，车各外圆台阶面，见光 四 粗车各外圆 1半精车 96至尺寸 2半精车 留磨量 3车退刀槽 4半精车 外圆至尺寸 5半精车 内孔至尺寸 五 车 调头装夹，粗车各外圆 1半精车 56 外圆至尺寸 2车沟槽 3半精车 留磨量 4粗车、半精车 35 内孔至尺寸 院毕业设计 花键套的工艺设计及编程 六 夹 外圆面，插 1034H 内花键 七 以内花键定位，铣 10键槽 八 钻 6 九 精磨 外圆至尺寸 十 去除毛刺、飞边 十一 质检 十二 仓库 工机床及刀具的选择 机床的选择 床身式 普通 铣床 作台 950460 向行程 80 向行程 50 直行程 50 轴功率 轴转速 80000 r/轴锥度 轴端面至工作台距离 650150 轴中心至立柱距离 50 位精度 01.0 复定位精度 式镗床 量 2000 （ 主电机功率 11 （ 外形尺寸 138018203000 （ 加工精度 圆度 003.0 柱度 008.0 度 Ra m镗刀 转速 4 0 0 0/5 0 0 0/6 0 0 0 （ 最大 镗 削尺寸 400 （ 院毕业设计 花键套的工艺设计及编程 控制形式 人工 适用范围 通用 布局形式 卧式 安装形式 落地式 数控车床 量： 最大工件直径 长度： 50360 脉冲当量： z= x= 主轴转速（ r/无级调速、 300060 ； 主电动机功率： 5.5 外形尺寸： 70013801890 。 工作精度：圆度 005.0 柱度 00 面度 300:卧式摇臂钻床 量： 最大钻孔直径： 50 主轴转速（ r/ 16 级、 25 2000； 主电动机功率： 4 外形尺寸： 2500060655 万能外圆磨床 大工件直径 长度： 32000 主电动机功率： 粗糙度 /内 : 主轴转速： 2000r/ 切削速度： 进给量： 外形尺寸： 2720150060 刀具的选择 a) 粗 铣 端面、 倒角 ： 端面铣刀 ：硬质合金 铣刀 ， 101090612 00 、 rr 半精 铣 端面、 端面 ： 端面车刀，硬质合金铣刀 3590812 00 、 rr 9 锥柄加长麻花钻：总长 L=160金工具钢， 密度为 .7 g/ 院毕业设计 花键套的工艺设计及编程 度为 6663 械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 图 花键套 毛坯图 定切削用量和工时计算 1、夹一端，车端面，见平即可，车各外圆台阶面，见光 已知加工材料为 45，锻件，有外皮，机床为 数控 车床，工件装卡在三爪自定心卡 盘中。 院毕业设计 花键套的工艺设计及编程 （ 1）外圆 粗车。 1） 确定背吃刀量于粗加工单边余量为 在一次走刀内完成，故 ）确定进给量 f 。根据查切削用量简明手册得，刀杆尺寸为 516 ， 以及工件直径为 020 时 按 床说明书选择 确定的进给量尚需满足车床进给机构强度的要求，故需进行校验。 根据 床说明书，其进给机构允许的进给力 530。 当钢的强度 M 10680， ， ， 45 5 （预计）时，进给力为 820。 切削时.10.1 11.1由于切削时的进给力小于车床进给机构允许的进给力，故选 的进给量可用。 3）确定切削速度5质合金车刀加工 M 00630钢料， ， ，切削速度 09 4） 选择车刀磨钝标准以 及刀具寿命 根据查切削用量简明手册得， 车刀后刀面最大磨损量取为 为车刀的材料为硬质合金，所以车刀的寿命 T=60 院毕业设计 花键套的工艺设计及编程 5） 确定 车 削速度削用量简明手册表 公式计算： 10000= 端面，见平即可，车各外圆台阶面，见光 本工序为车端面，见平即可，车各外圆台阶面，见光， 已知加工材料为 45，锻件，有外皮，机床为 数控 车床，工件装卡在三爪自定心卡盘中。 （ 1）半精 车。 确定背吃刀量 由于 半精 加工单边余量为 在一次走刀内完成，故 2）确定进给量 f 。根据查切削用量简 明手册得，刀杆尺寸为 516 ， 以及工件直径为 020 时 按 床说明书选择 确定的进给量尚需满足车床进给机构强度的要求，故需进行校验。 根据 床说明书，其进给机 构允许的进给力 530。 当钢的强度 M 10680， ， ， 45 5 （预计）时，进给力为 820。 切削时.10.1 11.1 院毕业设计 花键套的工艺设计及编程 由于切削时的进给力小于车床进给机构允许的进给力，故选 的进给量可用。 3）确定切削速度5质合金车刀加工 M 00630钢料， ， ，切削速度 09 4） 选择车刀磨钝标准以及刀具寿命 根据查切削用量简明手册得， 车刀后刀面最大磨损量取为 为车刀的材料为硬质合金，所以车刀的寿命 T=60 5） 确定 车 削速度削用量简明手册表 公式计算： 10000= 已知加工材料为 45 钢，锻件，有外皮，机床为 数控 车床，工件装卡在三爪自定心卡盘中。 （ 1）外圆 96 粗车。 1） 确定背吃刀量于粗加工单边余量为 在一次走刀内完成，故 ）确定进给量 f 。根据查切削用量简明手册得，刀杆尺寸为 516 ， 以及工件直径为 020 时 按 床说明书选择 院毕业设计 花键套的工艺设计及编程 确定的进给量尚需满足车床进给机构强度的要求，故需进行校验。 根据 床说明书，其进给机构允许的进给力 530。 当钢的强度 M 10680， ， ， 45 5 （预计）时，进给力为 820。 切削时.10.1 11.1由于切削时的进给力小于车床进给机构允许的进给力，故选 的进给量可用。 3）确定切削速度5质合金车刀加工 M 00630钢料， ， ，切削速度 09 4） 选择车刀磨钝标准以及刀具寿命 根据查切削用量简明手册得， 车刀后刀面最大磨损量取为 为车刀的材料为硬质合金，所以车刀的寿命 T=60 5） 确定 车 削速度削用量简明手册表 公式计算： 10000= 100030075 本工时计算 本工序为铣 296深 65内平面 的工序， 所选刀具为硬质合金端铣刀。铣刀直径 d=60度 L=80数 z=10。根据 文献 12表 于加工材料为b=145度为 160 180锻件 ，有外皮。故选择0=8，0=+5。 已知铣削宽度e=13削深度 3.2床为 普通 立式铣床，工件装在虎 院毕业设计 花键套的工艺设计及编程 口钳中。 （） 确定每齿进给量 根据 文献 12表 使用 床功率为 文献 12表 z / ，采用对称铣，故取 z / （）选择铣刀磨钝标准以及刀具寿命 根据 文献 12表 表 刀后刀面最大磨损量取为 于铣刀的直径d=80铣刀的寿命 T=180 （）确定铣削速度献 12表 公式计算： 公式中 45 ,.2，.2， m =d=80,0,.3, 0245 1000c=80 据 文献 12 表 普通 铣床主轴转速表，选择 n=300r/向进给 量35mm/ 实际切削速度和每齿进给量分别为 10000=100030080= 院毕业设计 花键套的工艺设计及编程 =10300235=z ( )检验机床功率 根据 文献 12 表 当ea 00 ，z=10, m 35 ，近似 根据 普通 铣床说明书机床主轴允许的功率为， ， 故，因此选择切削用量采用，即 p ， m 35 f ， n=300r/cv m/z /。 2） 基本工时计算 fm 公式中 ， l=140据 文献 12 表 称安装铣刀入切量及超切量2 ，则 L=152 m 查 机械制造工艺设计简明手册表 27可知 8 这里取 3 （ 1）铣削每齿进给量的选择 查机械制造工艺设计手册表 3 28 3 29可知 这里取 2） 、铣削速度的选择 查 机械制造工艺设计手册表 3 30可知 0 . 4 5 / 2 7 / m i nv m s m 所以： 1 0 0 0 1 0 0 0 2 7 1 4 3 / m i 1 4 6 0 （ 3）计算切削时间 由于是粗铣，故整个铣刀盘不必铣过整个工件 查机械制造工艺、金属切削机床设计指导表 5 可知： 院毕业设计 花键套的工艺设计及编程 1212. . 0 . 3 2 0 1 4 3 8 6 015801 3 1 3251565a z nL l l ll a D 所以， 1 . 8 4 m i （ 4）计算铣削力 查机械 制造工艺设计手册表 3 25 有 ： 0 . 8 3 0 . 6 5 0 . 8 309 . 8 1z z e f F a a d a z 式中： 所以， 0 . 8 3 0 . 6 5 0 . 8 309 . 8 1z z e f F a a d a z0 . 8 3 0 . 6 5 0 . 8 39 . 8 1 3 0 3 0 . 2 6 0 1 . 5 2 0250 N （ 1）、铣削进宽度的选择 查 机械制造工艺设计简明手册表 27可知 2 这里取 2）、铣削每齿进给量的选择 院毕业设计 花键套的工艺设计及编程 查机械制造工艺设计手册表 3 28 3 29可知 （ 3）、铣削速度的选择 查 机械制造工艺设计手册表 3 30 可知 0 . 6 / 3 6 / m i nv m s m 所以： 1 0 0 0 1 0 0 0 3 6 1 9 0 / m i 1 4 6 0 （ 4）、 计算切削时间 查机械制造工艺、金属切削机床设计指导表 5 可知： 1212. . 0 . 2 5 2 0 1 9 2 9 6 015901 3 7251580a z nL l l ll a D 所以， 1590 1 . 6 5 m i 查 机械制造工艺设计简明手册表 27可知 8 这里取 3 （ 1）铣削每齿进给量的选择 查机械制造工艺设计手册表 3 28 3 29可知 这里取 3） 、铣削速度的选择 查 机械制造工艺设计手册表 3 30可知 0 . 4 5 / 2 7 / m i nv m s m 所以： 1 0 0 0 1 0 0 0 2 7 1 4 3 / m i 1 4 6 0 （ 3）计算切削时间 由于是粗铣，故整个铣刀盘不必铣过整个工件 院毕业设计 花键套的工艺设计及编程 查机械制造工艺、金属切削机床设计指导表 5 可知： 1212. . 0 . 3 2 0 1 4 3 8 6 015801 3 1 3251565a z nL l l ll a D 所以， 1 . 8 4 m i （ 4）计算铣削力 查机械制造工艺设计手册表 3 25 有 ： 0 . 8 3 0 . 6 5 0 . 8 309 . 8 1z z e f F a a d a z 式中： 所以， 0 . 8 3 0 . 6 5 0 . 8 309 . 8 1z z e f F a a d a z0 . 8 3 0 . 6 5 0 . 8 39 . 8 1 3 0 3 0 . 2 6 0 1 . 5 2 0250 N 夹 外圆面，插 1034H 内花键 本工序为用插床插内花键工序，已知内花键深度 33， 确定的进给量尚需满足 插 床进给机构强度的要求，故需进行校验。 根据 床说明书，其进给机构允许的进给力 000 。 院毕业设计 花键套的工艺设计及编程 切削深度 进给量 f ：根据切削深 度，再参照 实用机械工艺简明手册中 表 此确定进给量 ; 切削速度 V ：参照 实用机械工艺简明手册中 表 m 1/35.0 机床主轴转速 n ： m 211 0 0 01 0 0 0 0 n ，取 4 实际 插 削速度 V ： 0 0 0 00 工作台每分钟进给量m 被切削层长度 l ： 9 刀具切入长度 1l ： 2(1 刀具切出长度 2l ： 32 取 2 行程次数 i ： 1i 机动时间1m i mj 由于切削时的进给力小于 插床 进给机构允许的进给力，故选 的进给量可用。 3）确定切削速度X 钨钢插齿 刀加工 M 00630钢料， 0， ，切削速度 0 4） 选择 插齿 刀磨钝标准以及刀具寿命 根据查切削用量简明手册得， 插齿 刀后刀面最大磨损量取为 1为 插齿刀的材料为 钨钢 ，所以车刀的寿命 T=90 5） 确定 插 削速度 每分钟进给量X 学院毕业设计 花键套的工艺设计及编程 根据切削用量简明手册表 公式计算： 0001010*100 r/第四章 花键套 的编程 控加工对刀 键套 2. Z 向对刀： 在 操作面板 上通过 点动 或 手轮方式 驱动刀架沿 x 向对工件最右端面进行 试切 加工，加工完毕后沿 x 向退刀， 然后 将数值 0z 输入控制面板，然后按下 操作面板 上的测量即可完成此刀具的 z 向对刀。 3. X 向对刀： 在 操作面板 上 通过点动或手轮方式驱动刀架沿 z 向对工件外圆进行加工，在加工出足够测量的圆柱段后 再 沿 z 向退刀， 用游标卡尺测量所加工圆柱的直径即 X 向 的 坐标数值 ，并 输入数控系统 的控制面板，然后点击测量 即可完成此刀 具的 x 向对刀。 刀 操作，可以保证车刀的刀尖 圆弧 的中心置于工件的加工起 始 点。但是因为有 误差的存在， 还 必须 要 经过 首件试切 后的 测量尺寸 ，经过 x 向和 z 向的尺寸做出 相应 的 调整 ， 最终 确定 工件 的 加工起点 。 工程序编制 精车 内孔至尺寸 院毕业设计 花键套的工艺设计及编程 图 程原点的示意图 03 /主轴转动转速500r/00 200 52 院毕业设计 花键套的工艺设计及编程 1 71 20 10 01 40 43 20 70 20 100 0202 30 71 71 20 10 36 0 20 院毕业设计 花键套的工艺设计及编程 10 05 粗车、半精车 35 内孔至尺寸 54 94 设定加工参数 03 换 刀 03 00 0 设定退刀点 10 01 250 第一刀下刀量 98 调用 子程序 250 第二刀下刀量 98 调用 子程序 200 00 120 02 子程序 40 10 定位在刀具半径中心 第一次下刀 0 10 圆弧插补加工 40 第二次下刀 0 10 圆弧插补加工 60 0 100 子程序调用结束 院毕业设计 花键套的工艺设计及编程 第五章 结论 时间过得真快啊，转眼间三年时间都过去了，在这三年中，我学到了许多专业知识，就拿这次的毕业设计来说吧，我查阅了机械制造工艺编制及实施，机床夹具设计，使我充分掌握了机床的设计方法和步骤，更重要的复习所学专业的知识，以前总认为学这些专业知识没用，那是我太天真了，当这次的毕业设计，它帮了我不少的忙，特别是机械制造工艺编制及实施这课对我的毕业设计帮助特别大，都怪上课没认真听讲，导致做毕业设计时要问比我学的好的同学，通过这次做毕 业设计让我认识到学习不是个坏事，是为了自己的，还有学习这些知识精通的话对我们找个好工作有大大的帮助，总之我除了感谢我的老师和帮助过我的同学外更要感谢自己的。 院毕业设
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