轴承盖数控加工工艺及程序设计【优秀机械毕业设计论文】
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轴承盖数控加工工艺及程序设计【优秀机械毕业设计论文】,轴承,数控,加工,工艺,程序设计,优秀,优良,机械,毕业设计,论文
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毕 业 设 计（论 文） 设计题目： 轴承盖数控加工工艺及编程 专 业： 数控技术 班 级： 学 号： 姓 名： 指导老师： 起讫日期 年 月 日 年 月 日 摘 要 本篇毕业设计主要针对数控机床的加工及编程的介绍，对轴承盖零件进行工艺性分析，包括加工工艺的选择和制定，还包括各零件的程序的手工编制。 文章的主要内容为轴承盖零件的工艺分析和零件的手工程序编制。并在轴承盖零件的手工编程用到了 线插补下令 、 03 圆弧插补指令； 孔； 用子程序指令等。比如毛坯造出，机器加工处理，热处理，装配等都称之为工艺过程。在拟定工艺过程当中，要肯定轴承盖各工序的安设和该工步必要的工步，机床的进给量和该加工工序的机床，机床的主轴转速和切削速度跟切削的深度。 关键词 ： 轴承盖 手工编程，指令，数控加工，轴承盖工艺规程，定位误差，轴承盖加工余量 目 录 第一章 绪论 . 5 控机床的组成 . 6 第二章 加工和数控工艺知识 . 7 承盖零件分析 . 8 具、量具的选择 . 9 . 10 制加工工艺 . 10 . 11 . 11 . 11 . 12 120孔 . 12 130孔 . 12 孔 . 12 2- 26通孔 . 12 第三章 工件的手动编程 . 12 控编程的定义及分类 . 14 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 程原点的确定 . 21 件造型及加工 . 23 要加工工序程序清单 . 24 第四章 底面铣面夹具设计 . 24 . 25 . 26 . 27 . 28 . 错误 !未定义书签。 . 30 . 31 总结 . 32 参考文献 . 错误 !未定义书签。 致谢 . 34 第 一 章 绪论 控机床的组成 毕业 设计是我们在大学期间所学的专业知识， 数控机床的基本组成部分包括加工程序、数控装置、伺服驱动装置、机床主轴和其他辅助的装置。下面分别对各组成部分的基本工作过程进行简要的说明。 1）采用具有高硬度的、高抗震性及较小热变形的机床新结构。通常用提高结构系统的静刚度、增加阻尼、调整结构件质量和固有频率等方法来提高机床主机的刚度和抗震性，使机床主体能适应数控机床连续自动地进行切削加工的需要。采取改善机床结构布局、减少发热、控制温升及采用热位移补偿等措施，可减少热变形对机床主机的影响。 2）广泛采用高性能的主轴伺服驱动和进给伺服驱动装置，使数控机床的传动链缩短，简化了机床机械传动系统 的结构。 3）采用高传动效率、高精度、无间隙的传动装置和运动部件，如滚珠丝杠螺母副、塑料滑动导轨、直线滚动导轨、静压导轨等。数控机床辅助装置辅助装置是保证充分发挥数控机床功能所必需的配套装置，常用的辅助装置包括：气动、液压装置，排屑装置，冷却、润滑装置，回转工作台和数控分度头，防护，照明等各种辅助装置。 数控机床一般由控制 系统 、数控装置 系统 、 数控 伺服系统、测量反馈装置和机床主机组成，如图 1 1控制介质 控制介质是存贮数控加工所需要的全部动作和刀具相对于工作位置信息的媒介物，它记载着加工零件的加工 程序。常用的有穿孔带、穿孔卡片、磁带和磁盘等。 数控装置的基本组成框图如 图 1 图 1 程序编制的一般步骤： 图 1线框图中即为程序编制的内容及步骤。 图 1用于对坐标轴（或工作台）实际位置的测量， 7位坐标轴或执行机构的测量装置并反反馈到控制系统或伺服系统，形成全封闭控制。后者用以对驱动电机轴 位置检测并反馈到数控系统或伺服系统形成半闭环控制若不需要检测装置到形成开环控制。 开环系统简单，易于控制，但精度差，低速不平稳，变速扭矩小，一半用于倾覆在变化不太大或经济型数控机床上。 全闭环系统适用于具有传动部件精度高，性能稳定，使用过程温度差变化不大的高精度数控机床。 第二章加工和数控工艺知识 由零件图可知，该零件为铸造零件，采用先砂型铸造工件后，上下面及四周铣光后再进行正式上数控机床加工，材料为 件。 上下面与四周铣可以在普通铣床上完成 ，数控铣为后续粗精加工的工序。要求， 由于获得加工方法有铣 170 具的选择 由图样分析，该图样需要数铣的轮廓我们在铣轮廓时选用 20铣刀。 以选选择中心钻，选择 心钻头，接着钻孔选择28钻头，攻丝选择 具可选用 05径千分尺，游标深度卡尺等。 毛坯选择应考虑的因素： （ 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。铸 件的强度。压力浇注和压力浇注的铸件，金属型浇注的铸件，砂型浇注的铸件依次递减；钢质零件的铸造毛坯，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，多采用砂型铸造和自由锻造。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。 该零件的材料为铸铁，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，选择铸造中的翻砂铸造。其强度b=145度为 160 180 动加工上表面或者四周平面 安装 的内孔镗刀并对刀，设置刀具参数，粗镗孔，留 0. 外凸台轮廓和内凸台轮廓 1）粗铣上、下部轮廓面。 2）精铣上、下部轮廓面。 、攻 2 纹中间 及旁边 2- 26 孔。 1）安装 钻头，设定钻头参数，钻、攻中间 纹孔 2）安装 钻头，设定好主轴转速，扩孔至尺寸。 3）实测工件外轮廓尺寸，调整刀具参数，精铣至工艺要求。 定安装定位方案 选择工作台作为定位面，侧面作为夹紧平面，首先手动铣削底面，精加工到基准面后，再以机用平口钳定位，用百分表将机用平口钳的固定钳口侧面找正放平，然后在钳口处利用标准块垫平，一定要考虑垫铁与加工部位是否干涉，铣面时不要铣到凸台。 吃刀量 因素是多方面的，例如工件和刀具的原始不同轴。在允许的条件下，最好一次性切除余量，以提高加工效率，这里选择一次切除余量（即 轴转速 n 根据允许的切削速度 v 选取转速 D/1000 试验结果，得出刀具寿命 T（ 经验公式如下在获得刀具寿命经验公式。 90具切削速度 v 往往选择为 10钟 0 ，则主轴转速 1n m i n/i n/01000/1000 11 28 钻头速度 v 常选为 5 则主轴转速 2n m i n/i n/51000/1000 52 攻速度 v 常选为 28 则主轴转速 3n m i n/i n/21000/1000 43 这里选取 m i n ,/4003m i n ,/5202m i n ,/7001 给量 选择根据零件的加工工艺要求，进行工序的划分，不同的加工工序，其加工余量。当加工精度要求较高时，进给量应选择小一些，查表选取每齿进给 定进给速度 进给速度 根据每齿进给齿数的计算，与已知的速度的计算： 2,12,2,10 3311 m 00m 0m 其余刀具进给速度可查表计算 这里选取 01 f ，在实际使用中我们可以根据自身操作机床对计算的值适当的作些调整。 艺规程的设计 机械加工工艺规程是指在一定的加工条件下，确定一种较为合理的加工工艺，并将它以表格形式的技术文件呈现来指导生产的一类文件，同时也是规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件。机械加工 工艺过程的基本单元是工序。工序是由安装、工位、工步及走刀组成。 生产过程就是指将原材料转变为成品的全过程。包括原材料的运输、保管和准备、产品技术、生产准备、毛坯制造、零件的机械加工和材料热处理，部件和产品的装配、检验与调试、油漆包装、以及产品的销售和售后服务等等。 铣和精铣上平面 本工序为粗铣 和精铣上平 面，所选刀具为硬质合金端铣刀。铣刀直径 d=80度 L=60数 z=10。根据切削用量简明手册表 择铣刀的几何形状。由于加 工材料为 b=145度为 160 180件，有外皮。故选择0=8，0=+5。 已知铣削宽度e=155削深度 4pa 床为 立式铣床，工件装在虎口钳中。 （）确定每齿进给量 根据切削用量简明手册表 使用 床功率为 切削用量简明手册表 z / ，采用 单面 铣，故取 z / （）选择铣 刀磨钝标准以及刀具寿命 根据切削用量简明手册表 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 （）确定铣削速度削用量简明手册表 公式计算： 公式中 45 ,.2，.2， m =d=80,55,.3, 0245 1000c =80 据切削用量简明手册表 式铣床主轴转速表，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=1000 =160mm/ =10300235=z ( )检验机床功率 根据切削用量简明手册表 ea 00 ，z=10, m 35 ，近似 根据 立 式 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 /。 （ 本工时计算 根据切削用量简明手册 可知，有一下公式： fm 公式中 ， l=155据切削用量简明手册表 刀入切量及超切量 2 ，则 L=167 铣和精铣底平面 上道工序为粗铣精铣上平面，而 本工序为 已已经铣削过的上平面为定位基准， 粗铣 和精铣底平 面，所选刀具为硬质 合金端铣刀。铣刀直径 d=80度 L=60数 z=10。根据切削用量简明手册表 择铣刀的几何形状。由于加工材料为b=145度为 160 180件，有外皮。故选择0=8，0=+5。 已知铣削宽度e=155削深度 24pa 床为 立式铣床，工件装在虎口钳中。 （）确定每齿进给量 根据切削用量简明手册表 使用 床功率为 切削用量简明手册表 z / ，采用 单面 铣，故取 z / （）选择铣刀磨钝标准以及刀具寿命 根据切削用量简明手册表 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 （）确定铣削速度削用量简明手册 表 公式计算： 公式中 45 ,.2，.2， m =d=40,55,.3, 1000c=40 据切削用量简明手册表 式铣床主轴转速表，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=1000 = =z ( )检验机床功率 根据切削用量简明手册表 ea 00 ，z=10, m 35 ，近似 根据 立 式 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 /。 (本工时计算 根据切削用量简明 手册 可知，有一下公式： fm 公式中 ， l=155据切削用量简明手册表 刀入切量及超切量 2 ，则 L=167 120 孔 本工序为 粗镗 120孔的工序，根据实际工况，我们选择 式镗床 ， 刀具：硬质合金钢刀具 据 切削用量简明手册 查表可得： 切削深度进给量 f ：根据 实用机械工艺简明手册中 表 杆伸出长度取 200削深度为 因此确定进给量 切 削速度 V ：参照 实用机械工艺简明手册中 表 m 8/3.0 机床主轴转速 n ： m 181 0 0 01 0 0 0 0 n ，取 0 实际切削速度 V ： 0 0 0 00 工作台每分钟进给量m 8407.0 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2m i mj (本工时计算 根据切削用量简明手册 可知，有一下公式： 机动时间 1 m i mj 本工序为精镗 120 孔 的工序，根据 切削用量简明手册 查表可得 : 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 ; 实际切削速度 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 镗和精镗 130 孔 本工序为 粗镗 130孔的工序，根据实际工况，我们选择 式镗床 ， 刀具：硬质合金钢刀具 据 切削用量简明手册 查表可得： 切削深度 进给量 f ：根据 实用机械工艺简明手册中 表 杆伸出长度取 200削深度为 因此确定进给量 ; 切削速度 V ：参照 实用机械工艺简明手册中 表 m 8/3.0 机床主轴转速 n ： m 181 0 0 01 0 0 0 0 n ，取 0 实际切削速度 V ： 0 0 0 00 工作台每分钟进给量m 2408.0 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 (本工时计算 根据切削用量简明手册 可知，有一下公式： 机动时间 1 m mf 本工序为精镗 130 孔 的工序，根据 切削用量简明手册 查表可得 : 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 ; 实际切削速度 V ： 0 0 0 00 ; 工作台每分钟进给量m 2845.0 ; 被切削层长度 l ： 0 ; 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 ; 根据切削用量简明手册 可知，有以下公式： 机动时间1m mf 、攻 孔 本工序为钻、攻 知 工件材料 铸件 在这里， 机床的选用 : 选用摇臂钻床 率 P= 钻 头的选择 : 选用 28麻花钻 材料为高速钢 钻头基本参数为： 10 ； 30 ； 1)钻削进给量的选择 查机械制造工艺设计手册表 3 42有 f mm r 2)钻削速度的选择 查机械制造工艺设计手册表 3 42有 0 . 3 5 / 2 1 / m i nv m s m 所以 11 0 0 01 0 0 0 3)计算切削深度 42/282 4)钻削扭矩的计算 查机械制造工艺设计手册表 3 36 有 0M C m d xm 310 d f k 式中： 所以， 1 0 3 d f k 1 . 9 0 . 8 32 2 5 . 6 3 2 2 0 . 3 5 1 03 4 . 5 9 5)计算轴向力 查机械制造工艺设计手册表 3 36有 轴向力 . . d F K 式中 所以 ; 6 因零件材料为 50，查机械制造工艺设计手册表 3 36有 0 . 6 0 . 6150 0 . 9 41 9 0 1 9 0 所以，实际的切削扭矩和轴向力分别为： 3 4 . 5 9 0 . 9 4 3 2 . 5 2 9 1 0 . 9 4 5 2 5 5 . 5M N 6)计算切削功率 因为 3 0 4 / m i n 5 . 1 /n r r s 查机械制造工艺设计手册表 3 36有 3 5 . 1 32 1 0 2 3 . 1 4 3 5 . 6 5 1 0 1 1 所以，机床功率足够 ; 、扩 2- 26 通孔 本工序为钻、扩 2- 26通孔，根据实际工况，我们选择 机床： 合钻床 ，刀具我们选择 麻花钻、扩孔钻、铰刀 ； （ 1）钻定位孔 查机械制造工艺设计手册表 ，我们知道， 切削深度 进给量 f ：根据 实用机械工艺简明手册中 表 ； 切削速度 V ：参照 实用机械工艺简明手册中 表 机床主轴转速 n ： m i n/7 8 0 01 0 0 0 0 n ，取 00 实际切削速度 V ： 被切削层长度 l ： 7 刀具切出长度 2l ： 02 l 走刀次数为 1 根据切削用量简明手册 可知，有一下公式： 机动时间1m fn j（ 2）扩 26孔 查机械制造工艺设计手册表 ，我们知道， 切削深度给量 f ：根据 实用机械工艺简明手册中 表 通 孔 取 切削速度 V ：参照 实用机械工艺简明手册中 表 机床主轴转速 n ： m 8 0 01 0 0 0 0 n ，取 00 实际切削速度 V ： 被切削层长度 l ： 7 刀具切入长度 1l ： tg 126)21(2 01 刀具切出长度 2l ： 02 l 走刀次数为 1 根据切削用量简 明手册 可知，有一下公式： 机动时间2jt：m i fn 轴承盖的编程技术的发展自动编程与手工 控编程的定义 数控编程就是通过将图纸上面的信息利用程序的形式输入到数控机床加工系统 里面，然后通过机床自身配带的系统来执行操作者输入的指令，来按照预先编织的程序加工零件。 控编程的分类 手工编程时，操作者将图纸上面的信息利用程序的形式输入到数控机床加工系统里面，然 后通过机床自身配带的系统来执行操作者输入的指令，来按照预先编织的程序加工零件。 自动编程的原理是计算自动将图纸里面的信息数据自动改变成程序，然后按照程序里的步骤一步步地执行的过程。 程方法的选择 该零件的刀具轨迹路径主要由直线、圆弧组成，坐标点尺寸计算方便，故采用手工编程的方式编制其加工程序。 的确定该零件为规则的回转型零件其坐标原点可设在轴的两端面中心上这样方便编程坐标的计算。其坐标原点如图 图 标原点 件造型及加工 如 下图所示，轴承盖的建模如下，本课题选择铣削有精度要求，即 170 其中，轴承盖 的毛坯图 ,夹具体 以及 铣面夹具装配图如下图所示： 要加工工序程序清单 上平面 10 90 快速运动至换刀点 43 50. Z 轴进给量 5030 快速运动至 下刀点 1 2 设定参数 1 快速铣削 2 建立 削循环 1 快速运动至循环起点 建立 环 1 110 50. 再次进到 50120 换 5 号刀 91 0. 设定参数 28 主轴停止 30 程序结束 下平面 10 快速运动至换刀点 设定参数 建立 环 设定循环起点 主轴正转 快速运行至循环起点 设定参数 0 快速运动至换刀位置 5 换 5 号刀具 91 建立循环 130 运行循环 关切削液 30 程序停止 镗 120 内孔 速进刀至位置 100 粗镗 120内孔 16 退刀 速运动至换刀位置 4 换 3号刀 300 主轴正转，转速 300 0 速运动至下刀点 刀 100 速运动至换刀点 60内螺纹车刀） 换 4号刀 400 主轴正转，转速 400 19 速运动至循环起点 010060 100 建立 循环 1200 2 设定参数 100 速运动至换刀 位置 84外圆车刀） 换 5号刀 800 主轴正转，转速 800 54 速运动至循环起点 100 镗 120内孔 100 速运动至换刀位置 轴停止 削液关 序结束 镗 120 内孔 序号 90外圆车刀） 换 1号刀 500 主轴正转，转速 500 削液开 54 速运动至循环起点 2 建立 100 120 设定起终程序段，精车余量 00 向进刀 0 近工件 80 倒角 倒角 端面 端面 镗 120内孔 速运动至下一切削点 2 立 300 120 设定起终程序段，精车余量 00 速进刀 100 切削进刀 刀 纹底孔 28 孔的加工 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 0 100 子程序调用结束 的加工 10 换 头 90 0 100 600 08 81 30 10 钻 28 孔 100 换 攻 90 0 100 攻 60 08 81 20 钻 24孔 30 攻 纹 100 180 190 四 章 底面铣面夹具设计 位基准的选择 由零件图可知，根据基准重合、基准统一原则。在选址过程基准加工孔，应尽量选择一种粗定位程序，精铣两表面处理工艺和设计参考，作为定位基准参考。以及设计基准作为其定位基准。上平面和下平面两个平面铣好后的平面都可以作为定位基准，因此定位基准应选择选用下平面为定位基准，其中利用下平面上的 26 孔为定位孔。用夹紧装置压紧内孔凸台面，同时两个定位孔主要定位基面以限制工件的六个自由度。 为了提高加工效率，根据工序要求先采用底面作为基准面进行铣削加工；然后 采用 以粗、精铣好后的面为基准，加工其他几个面。 位元件的设计 下平面为定位基准，镗孔夹具体下平面为支撑，夹具体为一长方体板件，下平面两定位销孔为 15，则两定位销采用一圆柱销和一菱形销定位。 圆柱销为标准件，如下图 本次设计中圆柱销为 15 120 削力及夹紧力的计算 刀具材料： 面铣刀 400根据 参考文献 10，查表 1可得 :圆周切削分力公式：由表 1式（ 王光斗，王春福。机床夹具设计手册【 M】 得： 29490( p 式（ 取 175， 即 96.0 )( 由 参考文献 17金属切削刀具表 1 垂直切削力 ： )( （镗削） 式（ 背向力： )( 用类比法进行估算；（ 2）根据加工情况，确定出加工过程中对夹具最不利的瞬时状态，再将此时零件所受
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