件套车削零件的加工工艺设计与编程.docx

件套车削零件的加工工艺设计与编程.docx

《件套车削零件的加工工艺设计与编程.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《件套车削零件的加工工艺设计与编程.docx（35页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

件套车削零件的加工工艺设计与编程

湖南三一工业职业技术学院

毕业设计

题目四件套车削零件的加工工艺设计与编程

专业数控技术

年级2010级制造1001-1002班

学生姓名学号

指导教师

日期

诚信声明

本人所呈交的毕业设计，是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，所有数据、图片资料均真实可靠。

除文中已经注明引用的内容外，毕业设计不包含任何其他人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。

对本毕业设计的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确的方式标明。

本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。

本人签名：

日期：

四件套车削零件的加工工艺设计与编程

曹艳萍

（湖南三一工业职业技术学院2010级制造1001-1002班）

摘要：

毕业设计是大学教育培养目标实现的重要阶段，是毕业前的综合学习阶段,是深化、拓宽、综合教和学的重要过程。

本课题结合数控专业培养目标，数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术，数控装备是以数控技术为代表的核心技术对传统制造产业和新兴制造业的渗透形成的机电一体化产品，即所谓的数字化装备。

本课程设计涉及到了螺纹、外圆、内孔、圆弧、偏心、槽的车削加工，其中进行了零件图的分析，说明了工件的定位、工序的确定、刀具的设计与选择以及工艺路线的制定方法等；然后编写加工程序，在车床上对程序进行模拟仿真加工。

实践是验证真理的唯一标准，作为学习者应注重理论同生产实践的结合，多深入生产实际，根据不同的现场灵活应用理论知识，以工艺基本理论为基，结合数控加工工序的特点，综合应用多方面的知识，以获得解决生产实践问题的最佳解决方案。

关键词：

数控技术工艺路线加工程序

CaoYanPing

（HunanSanyPolytechniccollegeManufacturingclass1001-1002,2010）

Abstract:

Graduationdesignisanimportantstageofbachelor'sdegreeeducationgoalrealization,isacomprehensivelearningstagebeforegraduation,isanimportantprocesstodeepen,expand,integratedteachingandlearning.ThistopiccombinedNCprofessionaltrainingobjectives,numericalcontroltechnologyisthemechanicalmovementandprocesscontroloftheuseofdigitalinformationtechnology,NCequipmentarepermeablecoretechnologytoNCtechnologyastherepresentativeofthetraditionalmanufacturingindustriesandemergingindustryformelectromechanicalintegrationproducts,theso-calledthedigitalequipment.

Thecurriculumdesigninvolvesturningthread,outercircle,innerhole,circular,eccentric,groove,whicharepartsoftheanalysis,descriptionoftheworkpiecepositioning,determinetheprocess,tooldesignandselectionandtheprocessofmakingmethod;andpreparationprocess,inthelathetoprocesssimulationprocessing.

Practiceistheonlystandardofthetruthoftheverification,aslearnersshouldpayattentiontocombiningtheorywithpractice,morein-depththeactualproduction,accordingtothedifferentfieldflexibleapplicationoftheoreticalknowledge,onthebasictheoryoftechnologyasthebasis,combinedwiththecharacteristicsofNCmachiningprocess,thecomprehensiveapplicationofmanyaspectsofknowledge,inordertoobtainthebestsolutiontosolvetheproblemofproductionpracticethe.

Keywords：

NumericalcontroltechniqueProcessrouteJobprogram

翻译结果重试

抱歉，系统响应超时，请稍后再试

∙支持中英、中日在线互译

∙支持网页翻译，在输入框输入网页地址即可

∙提供一键清空、复制功能、支持双语对照查看，使您体验更加流畅

第一章概述

1.1课题的来源

本课题来源于第五届湖南省数控技能大赛的样题，内容丰富、实践性强，包含了数控加工工艺基础、金属切削原理与刀具、数控车床夹具的介绍、数控加工工艺规程设计的理论内容；螺纹、内孔、槽、锥度、偏心、外圆等内容的设计加工。

通过老师的细悉心指导，根据现场的条件灵活运用理论知识进行实际操作，基本掌握数控加工中的基本理论知识和实操

1.2课题意义

1、巩固所学过的知识，理解数控加工工艺的基本理论，以及加工的基本方法，增强对基础知识和基本方法的综合运用能力，增强对加工工艺的理解能力，提高编程能力，在实践中培养独立分析问题和解决问题的作风和能力。

2、使我们深入了解数控车床的加工工艺范围、特点、方式、及加工对象，掌握常用刀具的选用、夹具的使用等。

通过对数控技术的发展，极大地改变了人们的制造手段和方法，本文通过对数控车床及数控系统的介绍和典型车床零件的加工规程的分析从而进一步提高对数控车床的认识程度，并掌握车床零件加工的规程。

3、毕业设计主要是锻炼我们独立研究工作和开发创造的能力，兼顾所学知识的巩固、应用和扩大。

通过做毕业设计来综合基本理论、专业知识和基本技能的训练，从而提高实际操作能力和独立分析问题、解决问题的能力。

第二章零件分析

2.1零件的设计图

图2-1零件装配图

1、零件1：

图2-2底座

2、零件2：

图2-3基体

3、零件3：

图2-4芯轴

4、零件4

图2-5偏旋盖

2.2零件分析

由图样可知本课题的零件主要有外圆柱面、倒角、内孔、内外偏心、内外槽、内外螺纹等回旋表面组成。

外形结构复杂，内孔为圆柱阶梯孔结构，有多处截面形状为矩形相同结构。

2.3零件的加工要求

由图可知零件所有表面需要加工，分析图中尺寸标注，尺寸精度和形位精度都要求较高，其中薄壁和偏心的尺寸要求严格，为达到尺寸精度要求必须进行两次精加工保证尺寸。

零件多个表面有形状和位置精度要求，图中有较严的圆柱度、圆跳动和垂直度等形位公差，为达到以上的形位公差要求，必须采用合理的工件装夹方式。

第三章整体工艺方案设计

3.1机床的选择

本课题的加工只需用车床完成即可，根据学校现有的资源选择FANUC数控车床。

FANUC数控车床1956年创建于美国，由主机、数控装置、驱动装置、辅助装置组成。

图3-1数控车床

数控车床的特点：

1、加工精度高，具有稳定的加工质量；

2、可进行多坐标的联动，能加工形状复杂的零件；

3、加工零件改变时，一般只需要更改数控程序，可节省生产准备时间；

4、机床本身的精度高、刚性大,可选择有利的加工用量，生产率高（一般为普通机床的3~5倍）；

5、机床自动化程度高，可以减轻劳动强度；

3.2夹具的介绍

四件套的加工只需在数控车床是完成，用三爪卡盘装夹即可，三爪卡盘由卡盘体、活动卡爪和卡爪驱动机构组成。

三爪卡盘上三个卡爪导向部分的下面，有螺纹与碟形伞齿轮背面的平面螺纹相啮合，当用扳手通过四方孔转动小伞齿轮时，碟形齿轮转动，背面的平面螺纹同时带动三个卡爪向中心靠近或退出，用以夹紧不同直径的工件。

用在三个卡爪上换上三个反爪，用来安装直径较大的工件。

三爪卡盘的自行对中精确度为0.05-0.15mm。

用三爪卡盘夹持工件的精度受到卡盘制造精度和使用后磨损情况的影响。

3.3刀具的介绍

1、刀具的选择

90度外圆车刀、55度尖刀、3mm的外槽刀、Ø20的内孔刀、Ø25的内孔刀、3mm的内槽刀、60度内外螺纹刀，刀具的刀杆材料为45#钢，刀刃材料为硬质合金。

2、刀具的安装

车刀安装得正确与否，将直接影响切削能否顺利进行和工件的加工质量。

在这里，我们将重申安装车刀时应注意的事项：

1）车刀安装在刀架上，伸出量一般为刀杆高度的1~1.5倍。

伸出过长会使刀杆刚度变差，切削时容易产生振动，影响工件的表面粗糙度。

2）车刀垫铁要平整，数量要少，垫铁应与刀架对齐。

3）车刀刀尖应与工件轴线等高，否则会因基面和切削平面的位置发生变化，而改变车刀工作时的前角和后脚的数值。

4）车刀刀杆中心线应与进给方向垂直，否则会使主偏角和副偏角的数值发生变化。

3.4切削用量的选择

根据零件的加工要求，确定加工参数：

主轴转速：

硬质合金刀具材料在车削不锈钢件时主轴转度：

式中：

V—切削速度

D—零件直径

进给速度:

V=nf

式中：

——进给量mm/r

n——主轴的转数r/min

总结平时加工经验，确定切削参数表如表所示

刀具名称

加工内容

主轴转速（r/min）

进给速度（mm/min）

90度外圆车刀

加工端面

1000

150

内孔刀

加工所有的内孔

800

120

内、外槽刀

加工内槽和外槽

400

80

内、外螺纹刀

加工内外螺纹

720

1.5

55度外圆尖刀

加工外轮廓及端面弧

800

120

麻花钻

钻所有的孔

320

表3-2精加工切削参数

刀具名称

加工内容

主轴转速（r/min）

进给速度（mm/min）

90度外圆车刀

加工端面

1400

120

内孔刀

加工所有的内孔

1000

100

内、外槽刀

加工内槽和外槽

400

60

内、外螺纹刀

加工内外螺纹

720

1.5

刀具名称

加工内容

主轴转速（r/min）

进给速度（mm/min）

55度外圆尖刀

加工外轮廓及端面弧

1000

100

表3-1粗加工切削参数

该零件只需在数控车上加工，所以只需用三爪卡盘装夹即可，对于薄壁件需要设计专门的夹具，一个带有M58×1.5外螺纹的圆柱。

第四章零件图样的工艺分析与编程

4.1零件图样分析

由本课题零件图样分析，此零件图比较复杂。

需加工的内容很多，有内外轮廓需要加工，并且还有薄壁加工，工件材料是45#钢。

加工内容中有内外螺纹配、偏心配、锥配。

加工内容复杂，其中关键是加工薄壁—0.5mm厚，在加工过程中易变形和出现温度过高变蓝。

4.2毛坯的选择

由图样可知该零件只需用数控车加工即可，毛坯材料为45#钢，大小为：

Ø75×47、Ø75×57、Ø75×105、Ø75×55。

4.3零件图的工艺分析与编程

4.3.1芯轴的工艺分析与编程

芯轴的加工内容包括：

外圆、内孔、螺纹、槽、偏心，其中重点和难点是工序的安排和装夹，由于钻孔和加工螺纹时切削力大，容易夹坏已加工表面，所以安排在最前面，校偏心时需加上薄壁套避免敲坏已加工表面。

具体工艺如表4-1所示：

表4-1.芯轴的加工工序内容（走刀路线）

工序号

工序

名称

工序内容

（走刀路线）

切削用量

设备

T刀具

转速r/min

进给

速度mm/min

背吃刀量mm

1

平端面，定总长

夹毛坯面，平端面，刮一刀外圆，调头，定总长

90度外圆车刀

1000

150

1

数控车床

2

钻孔

钻左端的小孔，再调头，钻右端的孔

Φ10的麻花钻和Φ22的麻花钻

320

分别为5和11

数控车床

3

粗加

工孔

粗加工右端内孔

Φ20的内孔刀

800

120

1

数控车床

4

精加

工孔

精加工右端内孔

Φ20的内孔刀

1000

80

0.5

数控车床

5

粗加工

右端外轮廓

55度

尖刀

800

120

1.5

数控车床

6

精加工

右端外轮廓

55度

尖刀

1400

100

0.5

数控车床

7

手动

切槽

加工Φ41×4的槽

3mm的

槽刀

320

80

3

数控车床

8

加工

螺纹

加工M45×1.5的螺纹

60度螺纹刀

720

从1mm逐渐递减到0.3mm

数控车床

9

调头粗加工左端

加工左端的外圆

90度外圆车刀

1000

120

1.2

数控车床

10

精加工左端

加工左端外圆

90度外圆车刀

1400

100

0.5

数控车床

11

粗加工偏心

加工Φ30的偏心

90度外圆车刀

800

100

0.8

数控车床

12

精加工偏心

加工Φ30的偏心

90度外圆车刀

1000

80

0.2

数控车床

加工程序

（1）右端内孔：

O0001;

M03S120T0101;（内孔刀）

M8;（开冷却液）

G00X100Z100;

X18Z2

/G71U1R1;

/G71P1Q2U-0.5F80;

N1G00X30S3;

G1Z0F0.1;（加工Φ30的内孔）

Z-25;

X24W-15;（加工锥度）

Z-61;

N2G1X18;

M05;

G00Z200；

M30;

（2）右端外圆：

O0002;

M03S1T0202;

G00X100Z100;

X72Z2;

/G73U15R10;（用G73加工较G71的好处是加工凹下去的部分）

/G73P1Q2U0.5F100;

N1G0X38S3;

G1X44.85Z-1.5;（倒角）

Z-10;

X41W-1;

Z-15;（加工槽）

X60;

W-10.5;

X66W-3;（加工锥度）

G02X66W-21R30;（加工凹下去的圆弧）

G1X60W-3;

W-15;

N2G1X72

M05;

G0X100Z100;

M30;

（3）螺纹：

O0003;

M03S1T0303;（螺纹刀）

M08;

G00X100Z100;

X48Z3;

G92X44Z-12F1.5;（加工螺纹）

X43.5;

X43.1;

X43;

X43;

G00X100Z100;

M30;

（4）左端外圆：

O0004;

M03S1T0404;（90度外圆车刀）

M08;

G00X100Z100;

X72Z2;

/G71U1R1;（加工左端阶梯轴）

/G71P1Q2U0.5F120;

N1G00X24S3;

G1Z-14F100;

X35;

Z-30;

X39;

G03X45W-3R3;

G01Z-36;

N2G1X72;

M05;

G00X100Z100;

M30;

（5）偏心：

O0005;

M03S1T0101;（90度外圆车刀）

G00X100Z100;

X40Z2;

/G71U10.8R1;（加工偏心）

/G71P1Q2U0.5F100;

N1G01X30S3F80;

Z-30;

N2G1X40;

M05;

G00X100Z100;

M30;

4.3.2底座的工艺分析与编程

底座的加工内容：

外圆、内孔、锥度、内外圆弧、端面圆弧、槽，其中重点与难点是端面圆弧的加工，现有的工量器具无法测量端面圆弧的尺寸，所以圆弧的大小不能很好的控制。

具体工艺如表4-2所示：

表4-2.底座的加工工序内容

工序号

工序名称

工序内容

（走刀路线）

切削用量

设备

T刀具

转速（r/min）

进给

速度（mm/min）

背吃刀量

（mm）

1

平端面，定总长

夹毛坯面，平端面，刮一刀外圆，调头，定总长

90度外圆车刀

1000

150

1

数控车床

2

钻孔

钻Φ22的通孔

Φ22的麻花钻

400

11

数控车床

3

粗加工孔

内孔

Φ20的内孔刀

1000

120

1

数控车床

4

精加工

内孔

Φ20的内孔刀

1400

100

0.5

数控车床

5

粗加工偏心

加工Φ30的偏心

Φ20的内孔刀

1000

100

0.8

数控车床

6

精加工偏心

加工Φ30的偏心

Φ20的内孔刀

1400

80

0.5

数控车床

7

手动

切槽

加工Φ34×4的内槽

3mm的

槽刀

320

80

3

数控车床

8

粗、精端面圆弧

加工左端端面圆弧

55度尖刀

1000

100

0.5

数控车床

9

粗加工

加工左端外圆

槽刀

720

80

3

数控车床

10

精加工

加工左端外圆和槽

槽刀

1000

70

3

数控车床

11

调头粗加工右端

加工右端的锥度和圆弧

90度外圆车刀

800

120

1.2

数控车床

12

精加工右端

加工右端的锥度和圆弧

90度外圆车刀

1000

100

0.5

数控车床

加工程序

（1）内孔：

O1001;

M03S1T0101;（内孔刀）

M8;

G00X100Z100;

X20Z2

/G71U1R1;（加工底座的通孔）

/G71P1Q2U-0.5F120;

N1G00X45S3;

G01Z-3F100;

G03X39W-3R3;

G01X28；

Z-24;

X24;

Z-43;

N2G1X20;

M05;

G00Z200;

M30;

（2）偏心：

O1002;

M03S1T0101;（内孔刀）

M8;

G00X100Z100;

X25Z2

/G71U1R1;

/G71P1Q2U-0.5F100;

N1G0X25S3;

G1Z-22F80;

N2G1X25;

M05;

G0Z200;

M30;

（3）端面圆弧;

O1003;

M3S1T0202;（55度尖刀）

G00X100Z100;

X68.5Z-5

G03X42.5Z5R6.5;（圆弧切入）

G0Z200;

M30;

（4）左端外圆：

O1004;

M3S1T0101;

G00X100Z100;

X75Z2;

/G73U7R8;（先加工槽再加工外圆）

/G73P1Q2U0.5F80;

N1G0X70S3;

Z-14;

G1X56F70;

W1;

X66W3;

Z2;

N2G1X75;

M05;

G0X100Z100;

M30;

（5）右端圆弧：

O1006;

M03S1T0101;（55度尖刀）

M8;

G00X100Z100;

X75Z2;

/G71U1R1;

/G71P1Q2U0.5F120;

N1G00X38S3;

G1Z0F100;（加工锥度）

X42Z-12;

X50;

G2X56W-5R13;（加工圆弧）

G3X66W-7R7;

G1Z-28;

N2G1X75;

M05;

G0X100Z100;

M30;

4.3.3基体的加工工艺分析与编程

基体加工的重点和难点是外槽和偏心，偏心配合的公差要求为2个丝，对于偏心的校正和尺寸控制都要求非常严格，稍有不慎就会导致配合不到位。

外槽的加工需要合理的给定切削用量和选择刀具。

具体工序如表4-3所示：

表4-3.基体的加工工序内容

工序号

工序

名称

工序内容

（走刀路线）

切削用量

设备

T刀具

转速（r/min）

进给

速度（mm/min）

背吃刀量（mm）

1

平端面，定总长

夹毛坯面，平端面，刮一刀外圆，调头，定总长

90度外圆车刀

1000

150

1

数控车床

2

钻孔

钻Φ22的通孔

Φ22的麻花钻

400

11

数控车床

3

粗加工孔

加工右端内孔

Φ20的内孔刀

1000

120

1

数控车床

4

精加工

加工右端内孔

Φ20的

内孔刀

1400

100

0.5

数控车床

5

手动切槽

加工Φ34×4的内槽

3mm的

槽刀

320

80

3

数控车床

6

粗加工偏心

加工Φ30的偏心

Φ20的

内孔刀

1000

100

0.8

数控车床

7

精加工偏心

加工Φ30的偏心

Φ20的

内孔刀

1400

80

0.5

数控车床

8

粗加工

加工右端外轮廓

外槽刀

800

100

3

数控车床

9

精加工

加工右端外轮廓

外槽刀

1000

80

3

数控车床

10

调头粗加工左端

加工左端内孔

Φ20的

内孔刀

1000

120

1

数控车床

11

精加工

加工左端内孔

Φ20的

内孔刀

1400

100

0.5

数控车床

12

粗加工

粗加工左端外轮廓

90度外圆车刀

1000

120

1.2

数控车床

13

精加工

精加工左端外轮廓

90度外圆车刀

1400

100

0.5

数控车床

加工程序

（1）右端内孔：

O2001;

M3S1T0101;（内孔刀）

M8;

G0X100Z100;

X20Z2;

/G71U1R1;

/G71P1Q2U-0.5F120;

N1G0X45S3;

G1Z-3F100;

G3X39W-3R3;

G1X25;

Z-24;

X24;

Z-52;

N2G1X20;

M5;

G0Z200;

M30;

（2）偏心：

O20