支架零件的数控加工工艺设计及程序设计

1、浙江交通职业技术学院题目支架零件的数控加工工艺及程序设计专业数控技术姓名奕宇峰班级114101学号H摘要随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，数控加工技术对 国计民生的一些重要行业（ IT 、汽车、轻工、医疗等）的发展起着越 来越重要的作用，因为效率和质量是先进制造技术的主体。高速、高 精加工技术可极大提高效率， 提高产品的质量和档次， 缩短生产周期 和提高市场竞争能力。 而对于数控加工， 无论是手工编程还是自动编 程，在编程前都要对所加工的零件进行工艺分析，拟定加工方案，选 择合适的刀具，确定切屑用量，对一些工艺问题（如对刀点、加工路 线等）也需要做一些处理， 并在加工过程掌握控制精度的方

2、法，才能 加工出合格的产品。本文根据数控机床的特点。 针对具体的零件， 进行了工艺方案的分析， 工装方案的确定，刀具和切屑用量的选择， 确定加工顺序和加工路线， 数控加工程序编制。 通过整个工艺的过程的制定， 充分体现了数控设 备在保证加工精度、加工效率、简化工序等方面的优势。关键词 工艺分析 加工方案 进给路线 控制尺寸ABSTRACTWith the continu ous developme nt of nu merical con trol tech no logy and applicati on in the field of expa nding, nc machi ning t

3、ech no logy to the n ati onal economy and people's livelihood some importa nt in dustry (IT, automobile, light in dustry, medical, etc.) is play ing a more and more importa nt role in the developme nt, because the efficie ncy and quality are the main body of adva need manu facturi ng tech no log

4、y. High speed, high precisi on machi ning tech no logy can greatly improve efficie ncy, improve the quality and grade of products, shorte n producti on cycle and improve the market competition ability. For the numerical control processing, whether manual program ming or automatic program ming, befor

5、e will be made of parts manu factured by tech no logy an alysis, drafting process ing scheme, choos ing the right tool, determ ine the cutt ing dosage, for some process problems (such as the cutt ing point, process ing route, etc.) also n eed to do some process ing, and master the methods of con tro

6、l accuracy in machi ning process, to work out qualified products.In this paper, based on the characteristics of nc machine tools. For specific parts of the process of an alysis, the scheme determ in ati on of tooli ng, dosage of tool and chip selecti on, determ ine the process ing order and process

7、ing route, the nc mach iningprogram ming. Through the whole process of develop ing process, fully embodies the nc equipme nt in the guara ntee machi ning accuracy, efficie ncy, simplify the procedure of adva ntage.KEY WORDStech no logy an alysis,process ing scheme,feed line, con trol the size目录一、零件工

8、艺分析 6二、零件加工工艺设计 71 定位基准的选择 72 零件表面加工方法的选择 73 制定工艺路线 8三、程序设计 91 选择加工设备与工艺装备 92确定工序尺寸（工序区） 9四、确定切削用量及基本时间 101 切削用量的计算 102 基本时间 tm 的计算 103 辅助时间 tf 的计算 114 其他时间的计算 11五、夹具 121 定位方案与夹紧机构 122 导向装置与夹具与机床连接元件 123夹具体 12六、参考文献 15七、致谢 16、零件工艺分析通过对该零件图的重新绘制， 知原图样的视图正确、 完整， 尺寸、公差及技术要求齐全。 该零件需要加工的表面均需切削加工， 各表面的加工精

9、度和表面粗糙度都不难获得。 以下是 支架需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求：1. 通孔$ 20H7，粗糙度为1.6，此孔为加工其他孔的基准。2. 孔$ 7/ $ 14，粗糙度为12.5。3. 孔$6，粗糙度为 3.2。4. M 面，粗糙度为 6.35.S 面，粗糙度为 6.3 。6.T 面，粗糙度为 6.3 。5. R 面，粗糙度为 6.3 。6. N 面，粗糙度为 6.3根据各加工方法的经济精度及一般机床所能达到的位置精度，该零件没有很难加工的表面，上述各表面的技术要求采用常规加工工艺均可以保证。二、零件加工工艺设计1. 定位基准的选择粗基准的选择： 按有关基准的选择原则， 即当零件有

10、不加工表面时， 应以这些不加工表 面作粗基准； 若零件有若干不加工表面时， 则应以与加工表面要求相对位置精度高的不加工 表面作粗基准。现以零件的侧面为主要的定位粗基准。精基准的选择： 考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便， 依据 “基准重合”原则和 “基准统一”原则，选择以圆柱体的 20H7孔为精基准。2. 零件表面加工方法的选择(1) R端面公差等级为IT10，表面粗糙度为 Ra6.3，需进行粗铳。(2) 30外圆面为未注公差尺寸，根据 GB1800-79规定起公差等级按IT14， 需进行粗铣。(3) N端面为未注公差尺寸，根据 GB 1800-79规定起公差等级按IT14，需进行 粗铣。

11、(4) T端面公差等级按IT10，表面粗糙度为Ra6.3，粗铳即可。(5) M端面公差等级按IT10，表面粗糙度为Ra6.3，粗铳即可。6) S 端面 公差等级为IT10，表面粗糙度为Ra6.3，粗铳即可。(7) 20H7通孔，公差等级为IT7，表面粗糙度为 Ra1.6，需钻、精扩、精铰。(7)6H7孔，公差等级为IT7，表面粗糙度为 Ra3.2，需钻、精扩、精铰。(8) 3-7通孔 公差等级为IT10，表面粗糙度为 Ra12.5，需钻即可。(9) 3-14沉头孔 公差等级为IT10，表面粗糙度为 Ra12.5，需钻即可。3. 制定工艺路线工序I:粗铳M面。工序n：粗铳N面。工序川:粗铣R面。

12、工序W:钻 - 精扩 - 铰孔至 ?20H7,工序V:粗铣T面。工序粗铣S面。工序业粗铣-半精铣 ?6 相贯孔。工序町钻孔3- ?7、 3- ?14。工序区:清洗。工序X:终检。三、程序设计1. 选择加工设备与工艺装备工序号设备工艺 装备工序I立式铳床X51高速钢套式面铳刀，游标卡尺，专用夹具工序n立式铳床X51高速钢套式面铳刀，游标卡尺，专用夹具工序川立式铳床X51高速钢套式面铳刀，游标卡尺，专用夹具工序WZ550莫氏直柄麻花钻，扩孔钻，铰刀，卡尺，塞规工序V立式铳床X51直柄键槽铳刀，游标卡尺工序w立式铳床X51高速钢套式面铳刀，游标卡尺，专用夹具工序四立式铳床X51圆柱形铳刀，卡尺工序忸

13、Z550莫氏直柄麻花钻，游标卡 尺工序区清洗机工序X塞规，百分表，卡尺等2. 确定工序尺寸（工序以）钻=18.6mm查表可依次确定各工步尺寸的加工精度等级为，精铰：IT9 ;钻：IT12 ;根据上述结果，再由表可查得， 20mml的孔精铰余量 Z精铰=0.2mm；钻孔余量Z查标准公 差数值表可确定各工步的公差值分别为，精铰：0.030mm；钻：0.120mm。综上所述，该工序各工步的工序尺寸及公差分别为，精铰：20+0.0300mm；钻孔：18+0.1200mm.四、确定切削用量及基本时间1 切削用量的计算(1)钻孔工步被吃刀量的确定取 ap=5.8mm。进给量的确定由表，选取该工步的每转进给

14、量f=0.4mm/r 。切削速度的计算由表，按工件材料为HT200 的条件选取，切削速度v 可取为25m/min。由公式n=1000v/ n d可求得该工序钻头转速n=265r/min,参照表所列 Z550型立钻床的主轴转速，取转速 n=351/min. 再将此转速代入公式，可求出该工序的实际钻削速度 v=n n d/1000=33.06m/mi n.(2) 精铰工步背吃刀量的确定取 ap=0.10mm。进给量的确定由表，选取该工步的每转进给量f=0.40mm/r 。切削速度的计算由表，切削速度v可取为4m/min。由公式n=1000v/ n d可求得该工序铰刀转速n=42.4 r/min,参

15、照表所列Z550型立式钻床的主轴转速，取转速 n=47r/min.再将此转速代入公式，可求出该工序的实际切削速度v=n n d/1000=4.42m/min.2 基本时间 t m 的计算(1)钻孔工步 根据表，钻孔的基本时间可由公式 tj =L/fn=(l+l 1+l 2)/fn 求得。式中I=53mm;l 2=1mm;h=(D/2) x cotkr+(1 2)= (15mm/2)x cot54 ° +1mm=11.89mm;f=0.4mm/r;n= 351r/min.将上述结果代入公式，则该工序的基本时间tj =(53mm+1mm+11.89mm)/(0.4mm/rx351r/mi

16、n)=0.46min=28.1s。(2) 精铰工步 根据表，可由公式 tj=L/fn=(l+l 1+l2)/fn 求得该工序的基本时间。|1、2 由表按 kr=15 °、ap=(D-d)/2=(30mm-29.8mm)/2=0.10mm 的条件查得 l 1=0.37mm;l 2=15mm 而 l=53mm；f=0.4mm/r;n=47r/min. 将上述结果代入公式， 则该工序基本时间 tj=(53mm+0.37mm+15m)m/( 0.4mm/rx 47r/min ) =3.63min=218s 。3辅助时间tf的计算根据第五章第二节所述，辅助时间 tf与基本时间tj之间的关系为t

17、f =(0.150.2), 可取tf =0.15 tj，则各工序的辅助时间分别为：钻孔工步的辅助时间：tf =0.15 28.1 - 3.2精铰孔工步的辅助时间：tf =0.15 218 = 32.7。4其他时间的计算除了作业时间以外，每道工序的单件时间还包括布置工作的时间、休息与生理需要时间和准备与终结时间。由于右端盖的生产类型为大批生产，分摊到每个工件上的准备与终结时间甚微，可忽略不计；布置工作的时间tb是作业时间的2%-7%，休息与生理需要时间tx 是作业时间的2% -4%，本工件均取3%则各工序的其他时间(tb ' tx )可按关系式(3%+3% x( tj tf)计算，分别为

18、：钻孔工步的其他时间：tb tx=6%( 3.2 28 .1 5.1。 精铰孔工步的其他时间：tb tx=6%( 32.1 218 ) = 15 .04五、夹具1. 定位方案与夹紧机构工件以R端面为定位基准，采用平面，L型块组合定位方案，在定位平面定位，其中平面限制2个自由度、L行块限制4个自由度，共限制了六个自由度，所有六个自由度都被限 制了。根据生产率要求，运用手动夹紧可以满足。采用一般的螺旋夹紧机构，通过旋转螺母实 现对工件表面夹紧。夹紧力主要作用是防止工件在切削力的作用下产生震动。由于夹紧力与钻孔时产生的力方向垂直，所以需要对夹紧力进行计算。应用下面的公式进行计算：Fj =KFL/(fiH L)其中：fi-摩擦系数只在夹紧机构有足够刚性才考虑。K 安全系数，精加工时取1.52。F切屑力。F 二 S其中：Kf-切屑条件修正系数。A单位切屑面积。2. 导向装置与夹具与机床连接元件采用钻套作为导向装置，选用JB/T 8