毕业设计零件加工工艺设计.docx
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毕业设计零件加工工艺设计
前言
机械制造技术是今世科学进展的重要领域之一,是产品更新换代生产进展,市场竞争的重要手腕。
机械制造是国民经济的支柱产业,是其他各产业的基础和支柱。
各类产业的进展都依托制造业提供技术,高水平的专用和通用机械设备。
在猛烈的国际国内时常竞争中,各产业是不是有适应市场竞争能力,这要紧取决于其制造技术和制造水平。
在数控机床进展的低级时期,其机械结构与通用机床相较没有多大的转变,只是在自动变速,刀架和工作台自动转位和手柄操作等方面做些改变。
随着数控技术的进展,考虑到它的操纵方式和利用特点,才对机床的生产率,加工精度和寿命提出了更高的要求。
数控技术和数控装备是制造工业现代化的重要基础。
那个基础是不是牢固直接阻碍到一个国家的经济进展和综合国力,关系到一个国家的战略地位。
因此,世界上各工业发达国家均采取重大方法来进展自己的数控技术及其产业,均把先进的数操纵造技术列为国家高新关键技术和优先进展技术项目。
在我国,数控技术与装备的进展亦取得了高度重视,最近几年来取的了相当大的进步。
专门是在通用微机数控领域以PC平台为基础的国产数控系统,已经走在了世界前列。
可是,我国在数控技术研究和产业进展方面亦存在很多问题,专门是在技术创新能力,商品化进程,市场占有率等方面情形尤其突出。
在新世纪到来时,如何有效解决这些问题,使我国数控领域沿着可持续进展的道路,从整体上全面跨入世界先进行列,是咱们在国际竞争中有举足轻重的地位,将是数控研究开发部门和生产厂家所面临的重要任务,也是咱们发挥祖国对咱们培育的技术平台。
现在,数控系统愈来愈多而加工工艺的设定更是确信是不是是最合理,最有效的加工方式,合理工艺设定更是生产的提高或本钱降低的一个最重要的前提。
本毕业设计是咱们依照对数控车床的加工,工艺分析和操作的明白得而进行的,设计难度达到高级工考核标准,在设计进程中咱们系统的了解了整个数控加工进程。
由于体会不足和对专业知识的缺乏,缺点和错误所不免,还望列位教师悉心指正,并提出宝贵意见。
零件加工工艺设计的目的与意义
目的:
(1)通过零件加工工艺设计进一步把握零件加工的进程和每一步的加工要求,在设计进程中,充分利用在校所学内容,使之融会贯通,加深对所学内容的明白得和把握。
(2)设计进程中必需认真考虑加工三要素的设定,它们是加工中最重要的三个参数。
合理设置能够提高加工精度,缩短加工时刻,节约生产本钱。
通过设计能够更深一点地明白得并把握三要素的设定方式。
(3)设计中涉及了车断面、车外圆、车椭圆、镗孔、车内外螺纹等加工方式。
通过对如上经常使用加工方式的工艺设计,熟悉了这些加工方式的加工特点,工艺设计的方式。
(4)在这次设计进程中,确信会碰到各类各样的困难,这也能提高本人碰到问题解决问题的能力。
对尔后的工作和生活都大有利处。
意义:
(1)随着全国产业机械化的提高,相应的机械零件的加工精度要求也随之越发严格,对零件加工工艺进行合理设计能更好的在现有的加工条件下使加工精度得以最大化。
(2)在制造业要求“本钱最低化,利益最大化”的大前提下,零件加工工艺也有充分的必要性。
它能够缩短加工时刻,提高生产效率,降低原材料的报废率,从另一方面讲,也有效的降低了工人们的劳动强度。
零件加工的分析
一、零件图
件1(见附1)、件2(见附2)、件3(见附3)
二、工艺分析
1).机床参数
※数控车床要紧参数
型号
项目
Cy-k400
床身最大工件回转直径
φ400mm/500mm
拖板上最大工件回转直径
φ290mm
最大工件长度
750mm/1000mm/1900mm
下刀架最大回转直径
φ210mm
滑板最大行程(X)
250mm
快走移动
X轴4m/min,z轴8m/min
X/Z轴定位精度
X/Z轴重复定位精度
加工精度
IT6-IT7
加工工件表面粗糙度
μm
主轴转速范围
手动变速50~1600r/min
变频调速35~2500r/min
刀架形式
四工位电功刀架
刀具截面规格
25mm×25mm
尾座顶尖套筒直径
φ75mm
尾座顶尖套筒最大行程
1500mm
主轴头型号
OD-6
主电机规率
△7.5KW、△111KW
动力电源
三相四线交流电源50HZ1380V
数控系统
FANUC-OIMatcTC
主轴通孔直径
φ52mm
三爪卡盘及尖型
手动卡盘φ250mm
防护罩
半封闭单滑门
冷却泵型号
PM-12A110W
电机散热方式
轴流风机
2).刀具选择
※工量具预备通知单
序号
名称
规格
数量
备注
1
外径千分尺
1
2
内径千分尺
1
3
专用塞规
1
4
螺纹塞规
M24×-6g
1
5
游标卡尺
1
6
外圆车刀
1
7
外螺纹车刀
1
8
镗刀
1
孔径28mm长31mm
9
钻头
1
ф20mm
10
内切槽刀
1
11
内螺纹车刀
1
12
垫刀片若干、油石等
用于辅助
13
铜皮及其他辅助工具
14
材料45钢ф50×160(3件)
1
15
数控车床CYNCP400-500
1
16
数控系统FANUCOi
1
※数控加工刀具卡片
产品
代号
零件
名称
轴
零件
图号
SJXGJLX-01
程序号
工步号
刀具号
刀具
名称
数量
加工表面
备注
1
T01
粗、精外圆车刀
1
粗、精外轮廓面
2
T02
镗刀
1
加工内孔
3
T03
外切
槽刀
1
加工外槽8mm
4
T04
外螺
纹刀
1
加工外螺纹
5
T05
内切
槽刀
1
加工内槽4mm
6
T06
内螺
纹刀
1
加工内螺纹
7
T07
端面
车刀
1
车削端面
编制
审核
批准
3).切削用量的选择
在编程时,编程人员必需确信每道工序的切削用量.选择切削用量时,必然要充分考虑阻碍切削的各类因素,正确的选择切削条件,合理地确信切削用量,可有效地提高机械加工质量和产量.阻碍切削条件的因素有:
机床、工具、刀具及工件的刚性;切削速度、切削深度、切削进给率;工件精度及表面粗糙度;刀具预期寿命及最大生产率;切削液的种类、冷却方式;工件材料的硬度及热处置状况;工件数量,机床的寿命。
上述诸因素中以切削速度、切削深度、切削进给率为要紧因素。
其三者关系如下:
(具体数值见工序卡片)
①切削速度(Vc)
Vc=πdn/1000
d─切削刃上选定点处所对应的工件或刀具的回转直径
n─工件或刀具的转速
2进给量(f)
Vf=nf
Vf─车削时刀具与工件的相对运动速度
③背吃刀量(ap)
dw─待加工表面直径
dm─已加工表面直径
切削速度快慢直接阻碍切削效率。
假设切削速度过小,那么切削时刻会加长,刀具无法发挥其功能;假设切削速度太快,尽管能够缩短切削时刻,可是刀具容易产生高热,阻碍刀具寿命。
决定切削速度的因素很多,归纳起来有:
1)刀具材料。
刀具材料不同,许诺的最高切削速度也不同。
2)工件材料。
工件材料硬度高低会阻碍刀具切削速度,同一刀具加工硬材料时切削速度应降低,而加工较软材料时,切削速度能够提高。
3)刀具寿命。
刀具利历时刻(寿命)要求较长,那么应采纳较低的切削速度。
反之,可采纳较高的切削速度。
4)切削速度与进刀量。
切削速度与进刀量大,切削抗力也大,切削热会降低,故切削速度应降低。
5)刀具的形状。
刀具的形状,角度的大小、刃口的锋利程度都会阻碍切削速度的选取。
6)冷却液的选取。
机床刚性好、精度高可提高切削速度;反之,那么需降低切削速度。
※数控加工工序卡片
单位名称
无锡交
通学校
产品名称
零件名称
零件图号
螺纹配合零件
SJXGJLX-01
工序号
程序
编号
夹具名称
使用设备
车间
001
三爪卡盘
CK6140数控
车床
数控车间
工序号
工步内容(尺寸
单位)
刀具号
刀具
规格
主轴转速
(r/min)
进给速度(mm/min)
背吃刀量
/mm
1
加工件2左端端面
T07
端面车刀
500r/min
50
2
粗车件2左端外轮廓
T01
30°外圆刀
800r/min
90
1mm
3
精车件2左端外轮廓
T01
30°外圆刀
1000r/min
30
0.5mm
4
外切槽ф20×8
T03
宽4mm
600r/min
40
0.2mm
5
车外螺纹
T04
刀尖角30°
500r/min
60
0.3-0.5mm
6
加工件1左端面
T07
端面车刀
500r/min
50
7
粗车件1左端外轮廓
T01
30°外圆刀
800r/min
90
1mm
8
精车件1左端外轮廓
T01
30°外圆刀
1000r/min
30
0.5mm
9
加工件1右端面保证总长111
T07
端面车刀
500r/min
50
10
粗车件1右端内孔
T02
镗孔刀
600r/min
90
0.5mm
11
精车件1右端内孔
T02
镗孔刀
800r/min
30
0.1-0.3mm
12
切内沟槽
ф26×4
T05
内沟槽刀
600r/min
50
0.2
13
车内螺纹
T06
内螺纹刀
800r/min
60
0.3-0.4mm
14
件1与件2配合后加工件1右端面
T07
端面车刀
500r/min
50
15
粗车右端
外轮廓
T01
30°外圆刀
800r/min
90
1mm
16
精车右端
外轮廓
T01
30°外圆刀
1000r/min
30
0.5mm
17
加工件3右端面
T07
端面车刀
500r/min
50
18
粗加工右端内孔
T02
镗孔刀
600r/min
90
0.5mm
19
精加工右端内孔
T02
镗孔刀
800r/min
30
0.1-0.3mm
20
加工左端面保总长51
T07
端面车刀
500r/min
50
21
粗车左端
外轮廓
T01
30°外圆刀
800r/min
90
1mm
22
精车左端
外轮廓
T01
30°外圆刀
1000r/min
30
0.5mm
4).加工工艺
§零件分析
本工件选用的材料是45#钢,工件是3个彼此配合的工件。
该工件的精度要求高,结构上看已达到高级工的设计基准,该工件表面是由圆柱面、圆锥面、椭圆、圆弧组成;内表面那么由内螺纹、内沟槽、内圆柱、内圆锥面组成,结构形状复杂,适用于数控车削加工。
§工序的划分
依照该工件的零件结构可知,件一、件2与件3都需要进行两次装夹,其工序可分为:
件1:
先夹住右端伸出75mm长后,对左端(ф20、ф40圆柱、锥度、椭圆)进行加工,等左端加工好后,再掉头装夹,夹住ф40外圆的台阶,把总长车至尺寸要求后,加工内孔,待件2加工好后配合加工外表面。
件2:
先夹住右端伸出25mm长后,对左端(M24×1.5外螺纹,4×ф20外切槽)进行加工;右端待配合于件1上保证总长后进行加工外轮廓。
件3:
先夹住左端伸出30mm长后,加工内孔,待内孔加工好后,调头装夹,保证总长后再车削外轮廓。
§制定加工工艺
◆确信装夹方案:
本次加工采纳三爪自定心卡盘夹紧;
确信加工工序及进给线路;
确信加工顺序按先粗后精由内到外的原那么确信,而且再一次装夹中应尽可能可能加工出较多的工件表面。
◆加工步骤:
1.以毛坯2外圆表面作为装夹面,手动切削毛坯2端面进行对刀;
2.加工件2的外螺纹与外切槽;
3.以毛坯1外圆表面作为装夹表面,手动切削毛坯1的断面进行对刀;
4.加工件1左端的外轮廓;
5.调头装夹,夹于ф40,长25mm处,车削端面保证总长并进行对刀;
6.钻孔,加工内孔(内螺纹、内圆柱、内沟槽);
7.件1与件2采纳螺纹旋合,加工件2端面,保证件2总长;
8.组合加工球形外轮廓;
9.以毛坯3外圆表面作为装夹表面,手动车削端面并进行对刀;
10.加工件3左端面R20的圆弧与外表面;
11.切断刀切断于56mm处;
12.调头装夹,车削右端端面保证总长并进行对刀;
13.加工右端内孔(内圆锥、内圆柱)与件2进行试配,保证各项配合精度;
14.加工右端表面并同时完成右端轮廓外圆倒角;
15.拆除零件,去毛倒棱,自检自评分。
◆切削用量:
背吃刀量:
粗车时选择背吃刀量为1mm,精车时选择背吃刀量为。
主轴转速:
粗车时主轴转速为800r/min,精车时主轴转速为1000r/min,车削螺纹时主轴转速为600r/min,切槽切断时采纳线速度进行切断。
进给量:
粗车时为提高切削效率,可选择较高的进给量mmmm/r,车削螺纹时进给量应等于螺纹导程。
§程序输入数控系统:
通过操作面板上的数据符号直接把程序输入到数控系统
§程序查验:
通过图形模拟显示刀具轨迹或用机床空运行来查验机床运动轨迹,检查刀具运动轨迹是不是复合加工要求。
可用单步执行程序的方式试切削工件,即按一次按钮执行一个程序段,发觉问题及时处置。
5)基点坐标
◆计算刀具轨迹点:
(件一)
W(0,0)
A(19,0)
B(20,-1)
C(20,-11)
D(26,-11)
E(28,-31)
F(38,-31)
G(40,-32)
H(40,-55)
I(44,-55)
J(44,-70)
(内孔)
W(0,0)
A(24,0)
B(2,-2)
C(18,-24)
D(26,-24)
(件二)
W(0,0)
A(20,0)
B(24,-2)
C(24,-12)
D(20,-12)
E(20,-20)
配合后加工
W(0,0)
A(32,-42)
B(32,-65)
(件三)
W(0,0)
A(28,0)
B(26,-20)
C(20,-20)
D(20,-31)
W(0,0)
A(38,0)
B(40,-1)
W(0,0)
A(40,-19)
◆螺纹每次进给量:
进给刀数(次)
进给量(mm)
1
2
3
4
5
三、程序单
㈠加工件二左端
O0001
N10
T0101
N20
S800M3
转速800r/min
N30
G0X52Z3
N40
外径粗车循环
N50
G71P60Q100U0.5W0F
N60
G0X20
快进到外径轮廓起刀点
N70
G1Z0F
粗加工外轮廓
N80
X23.85Z-2
N90
Z-20
N100
X52
N110
G0X200Z200
退刀
N120
M05
主轴停转
N130
M00
程序暂停
N140
T0101
N150
S1000M3
转速1000r/min
N160
G0X52Z3
N170
G70P60Q100F
外径精车循环
N180
G0X200Z200
退刀
N190
M05
主轴停转
N200
M00
程序暂停
N210
T0303
换切槽刀
N220
S600M3
转速600r/min
N230
G0X52Z2
N240
Z-20
进到切槽起点
N250
X20
车槽
N260
X30
退刀
N270
Z-16
进刀
N280
X20
N290
Z-20
N300
X30
退刀
N310
G0X200Z200
快速退刀
N320
M05
主轴停转
N330
M00
程序暂停
N340
T0404
换外螺纹刀(60°)
N350
S500M3
转速500r/min
N360
G0X30Z3
N370
G92X23.35Z-14F
螺纹循环
N380
N390
N400
N410
N420
G0X200Z200
退刀
N430
M30
程序停止
㈡加工件一左端
O0002
N10
T0101
换1号外圆车刀
N20
S800M3
转速800r/min
N30
G0X52Z3
N40
G73U16W0R10
粗车循环
N50
G73P60Q220U0.5W0F
N60
G0X18
快进外轮廓起刀点
N70
G1Z0F
N80
X20Z-1
N90
Z-11
N100
X26
N110
X28Z-31
N120
X38
N130
X40Z-32
N140
Z-55
N150
G02X44Z-57R2
倒圆角
N160
#100=0
加工椭圆
N170
#101=5*SIN[#100]+44
N180
#102=
N190
G1X#101Z#102
N200
#100=#100+1
N210
IF[#102GT-70]GOTO170
N220
G1X52
N230
G0X200Z200
退刀
N240
M05
主轴停止
N250
M00
程序暂停
N260
T0101
N270
S1000M3
N280
G0X52Z3
N290
G70P60Q220F
精车循环
N300
G0X200Z200
退刀
N310
M30
程序停止
㈢调头加工件一右端内孔钻ф18的孔
O0003
N10
T0202
换镗孔刀
N20
S600M3
转速600r/min
N30
G0X17Z3
N40
内孔粗车循环
N50
G71P50Q100U-0.5W0F
N60
G0X24
进到内径循环起点
N70
G1Z0F
N80
X22.5Z-2
N90
Z-24
N100
X17
N110
G0X200Z200
退刀
N120
M05
主轴停止
N130
M00
程序暂停
N140
T0202
N150
S1000M3
转速1000r/min
N160
G0X17Z3
N170
G70P50Q100F
内径精车循环
N180
G0X200Z200
退刀
N190
M05
主轴停止
N200
M00
程序暂停
N210
T0404
换内螺纹刀
N220
S500M3
转速500r/min
N230
G0X20Z3
N240
G92X23.1Z-22F
螺纹循环
N250
N260
N270
N280
X24
N290
G0X200Z200
退刀
N300
M30
程序停止
㈣件一内螺纹与件二外螺纹配合后加工
O0004
N10
T0101
换外圆车刀
N20
S800M3
转速800r/min
N30
G0X52Z3
N40
G73U9W0R5
外轮廓粗车循环
N50
G73P60Q100U0.5W0F0.2
N60
G0X0
快进到外径轮廓起刀点
N70
G1Z0F
N80
G03X32Z-42R24
加工SR24的球体
N90
G1Z-65
N100
X50
N110
G0X200Z200
退刀
N120
M05
主轴停止
N130
M00
程序暂停
N140
T0101
N150
S1000M3
转速1000r/min
N160
G0X52Z3
N170
G70P60Q100F
外轮廓精车循环
N180
G0X200Z200
退刀
N190
M30
程序停止
㈤件三内孔钻ф18的孔
O0005
N10
T0202
换镗孔刀
N20
S600M3
转速600r/min
N30
G0X17Z2
N40
内径粗车循环
N50
G71P60Q110U-0.5W0F
N60
G0X28
加工内锥孔
N70
G1Z0F
N80
X26Z-20
N90
X20
N100
Z-31
N110
X17
N120
G0X200Z200
退刀
N130
M05
主轴停止
N140
M00
程序暂停
N150
T0202
N160
S1000M3
转速1000r/min
N170
G0X17Z2
N180
G70P60Q110F
内径精车循环
N190
G0X200Z200
退刀
N200
M05
主轴停止
N210
M00
程序暂停
N220
T0101
换外圆车刀
N230
S800M3
转速800r/min
N240
G0X52Z3
N250
外轮廓粗车循环
N260
G71P270Q310U0.5W0F
N270
G0X38
快进到外轮廓起刀点
N280
G1Z0F
N290
X40Z-1
N300
Z-35
N310
X52
N320
G0X200Z200
退刀
N330
M05
主轴停止
N340
M00
程序暂停
N350
T0101
精车外圆
N360
S1000M3
转速1000r/min
N370
G0X52Z3
N380
G70P270Q310F
外轮廓精车循环
N390
G0X200Z200
退刀
N400
M30
程序停止
㈥调头装夹,加工件三左端圆弧
O0006
N10
T0101
换外圆车刀
N20
S800M3
转速800
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