四件套軸類零件的加工工藝與編程【說明書+CAD+UG】

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This design is for a typical complex axial parts, the parts of complex structural shapes, in order to guarantee the accuracy, must have a strict size requirement, and processing technology, the processing is difficult.This paper carefully tells the story of the components of the machining process, process analysis, programming and cutting parameters selection, etc. ? Key words: 4 times;Axial parts.Process design;Write a program 前 言 畢業(yè)設計，它是對我的一次鍛煉，我認為數(shù)控機床集計算機技術、自動控制、傳感測量、機械制造、網絡通信技術于一體，是一種典型的機電一體化產品。它的發(fā)展和運用，開創(chuàng)了制造業(yè)的新時代，改變了制造業(yè)的生產方式、產業(yè)結構、管理方式，使世界制造業(yè)的格局發(fā)生了巨大變化。 在制造業(yè)領域廣泛采用數(shù)控技術，有利于提高制造能力和水平，提高對動態(tài)市場的適應能力和競爭能力。大力發(fā)展以數(shù)控技術為核心的先進制造技術已成為各發(fā)達國家加速經濟發(fā)展，提高綜合國力的重要途徑。數(shù)控技術也是關系我國制造業(yè)發(fā)展和綜合國力提高的關鍵技術，盡快加速培養(yǎng)掌握數(shù)控技術的應用型人才已成為當務之急。 改革開放以來，由于引進了國外的數(shù)控系統(tǒng)與伺服系統(tǒng)的制造技術，我國制造業(yè)開始有了飛躍的發(fā)展，基本工業(yè)體系的建立也得到了保證，同時也為我國制造業(yè)的發(fā)展注入了長久活力，與發(fā)達家的差距正在逐步縮小?；诂F(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展，大批產業(yè)工人和技能工人也發(fā)展起來了，數(shù)控專業(yè)就是為了適應現(xiàn)代制造業(yè)而誕生的新興專業(yè)，作為一名數(shù)控專業(yè)的學生要想成為一名合格工人，就必須真正懂得數(shù)控與普通加工的差異，并掌握現(xiàn)代技術。 數(shù)控加工與普通機床加工的差異，在于數(shù)控加工具有自動化程度高，具有加工復雜形狀的能力，生產準備周期短，加工精度高，質量穩(wěn)定，生產效率高，易于建立計算機通信網絡的特點。當然，數(shù)控加工在某些方面也有不足之處，這就是數(shù)控機床價格昂貴，加工成本高，技術復雜，對工藝編程要求較高，加工中難以調整，維修困難等。 畢業(yè)設計在我大學生活和學習中占有極其重要的位置。它是對我?guī)啄陮W習的一次綜合的全方位的考核，尤其是對專業(yè)知識的一次鞏固和提高。同時畢業(yè)設計區(qū)別與課程設計的是側重于與實際的相連。在設計的制作過程中需要查閱大量資料，還要把所學知識與實踐緊密地聯(lián)系起來，它是走入工作崗位前的一次演練，是一次很好的鍛煉機會。因此，要格外重視設計，同時還要注意理論聯(lián)系實際。通過這次畢業(yè)設計我學到了很多東西，同時培養(yǎng)了解決實際問題的能力，為自己以后在工作中奠定了堅實的基礎。 畢業(yè)設計所涉及到的方面很多，而且內容也很多。例如:參數(shù)輸入方法，刀具補償?shù)姆椒?，坐標原點的設定方法，加工操作方法等等。這次的畢業(yè)設計正是檢驗我們在這幾年中是否真正學到了知識，是否真正學到了本領，是否真正學到了技能的一次絕好機會。這不僅是自我檢驗的機會，更是自我展示的機會，用我們所學過的東西去展示自我。 這次圓柱銷式超越離合器配合組件零件的加工工藝分析和數(shù)控編程畢業(yè)設計是我學生時代做的最后一次作業(yè)了，我會盡我最大的力把它做好，在此我深深感謝大學里教我的各位老師。 第一章 零件的分析 1.1 零件的結構工藝性分析 零件1 零件2 零件3 零件4 UG三維裝配圖 零件的結構工藝性是指所設計的零件在能滿足使用要求的前提下制造的可行性和經濟性，即所設計的零件結構應便于成形，并且成本低，效率高。它的涉及面廣，因此有必要對零件進行結構工藝性分析，找出技術關鍵，以便在擬定工藝規(guī)程時采用適當?shù)墓ぷ鞔胧┘右员ＷC。 1.1.1 零件的形狀分析 此配合件較為復雜，從外形上看： 件一結構特點較為不算復雜，但是公差尺寸要求嚴格，表面粗糙度要求高，零件的偏心為加工的難點，極大的增加了工藝的難度，工序需安排的合理確當。 件二的外形較為怪異，內孔有20°的錐度，零件的右端有5mm深的端面槽，尺寸要求都較高，工序需安排的合理確當。 件三的端面呈圓弧型，有M30x2的內螺紋，工序需安排的合理確當。 件四φ36的外圓是偏心的，偏心距為1mm，20°的錐度面上油橢圓，長軸8mm短軸5mm，零件的右端還有怪異的螺紋，此螺紋對于刀具是一種挑戰(zhàn)。 1.1.2 零件的技術要求分析 零件圖紙上標注的技術要求： 1.零件加工表面上，不應有劃痕、擦傷等損傷零件表面的缺陷 2.未注倒角C1 3.圓弧過渡光滑 4.未注尺寸公差按GB01804-2000的要求 5.未注尺寸公差按IT12級控制 6.銳邊倒鈍 7.螺紋中徑都要求使用螺紋環(huán)規(guī)或塞規(guī) 1.2 零件的材料分析 零件材料的選用是非常重要的，選材不當制成的零件不能滿足使用要求，過早損傷和破壞產生不良影響或經濟效益差等。機械零件選材的一般原則是：首先滿足使用性能的要求，同時兼顧工藝性、經濟性和環(huán)保性。對于軸類零件的選材應具有以下幾點要求： 1.優(yōu)良的綜合力學性能，即要求有高的強度和韌性，以防止由于過載和沖擊而引起的變形和斷裂。 2.高的疲勞極限，防止疲勞斷裂。 3.良好的耐磨性。 4.在特殊條件工作時，還應有特殊要求。 本零件的材料是45號鋼，它屬于低淬透性合金調質鋼，其力學性能是： MPa, MPa, , , J。其化學成分是：碳含量0.37%～0.45%，鉻含量0.8%～1.1%，錳含量0.17%～0.37%，硫含量0.5%～0.8% ，其中碳含量過高、過低均不能滿足經調質后獲得良好綜合力學性能的要求，主加元素為鉻，在配以硫、錳等合金元素，其作用是提高淬透性，強化鐵素體和細化晶粒，因此，此鋼的熱處理變形小，廢品率低，因而降低了工藝成本。其熱處理特點是：當原始組織為珠光體時，預先熱處理可采用正火或退火處理;該類鋼最終熱處理均采用淬火后在500-650℃的高溫回火工藝，即調質處理工藝，調質處理可使材料具有良好的綜合力學性能。 第二章 毛坯的設計 2.1 確定零件的生產類型和生產綱領 生產類型是指企業(yè)（或車間，工段，班組，工作地）生產專業(yè)化程度的分類，一般分為大量生產，成批生產和單件生產三種類型。它可根據生產綱領和產品及零件的特征或工作地每月?lián)摰墓ば驍?shù)來具體劃分。 生產綱領是指在計劃期內應當生產的產品產量和進度計劃。計劃期常定為一年，所以生產綱領也稱年產量。 零件的生產綱領要計入備品和廢品的數(shù)量，其計算式為：N=Qn(1+α)(1+β) N—零件的年產量(件/年) Q—產品的年產量(臺/年) n—每臺產品中，該零件的數(shù)量(件/臺) α—備品的百分率 β—廢品的百分率 其中Q＝500 n＝1 α＝5% β＝2% 所以N=500(1+5%)(1+2%)=535.5 即536(件/年)由上所述，查《機械制造工藝學》中表1-3知該零件為中批生產。 2.2 確定零件毛坯的制造形式 毛坯是根據零件所要求的形狀,工藝尺寸等方面而制成的供進一步加工使用的生產對象。毛坯種類的選擇不僅影響著毛坯制造的工藝裝備及制造費用，對零件的機械加工工藝裝備及工具的消耗，工時定額計算有很大影響。 2.2.1 毛坯的種類 常用的毛坯種類有：鑄件、鍛件、型材、焊接件、冷壓件等。 1.鑄件:適用于形狀復雜的毛坯。 2.鍛件:適用與零件強度較高,形狀較簡單的零件。尺寸大的零件因受設備限制，故一般用自由鍛；中、小型零件可選模鍛；形狀復雜的剛質零件不宜用自由鍛。 3.型材：熱軋型材的尺寸較大、精度低，多用作一般零件的毛坯；冷軋型材尺寸較小、精度較高，多用于毛坯精度要求較高的中小零件，適用于自動機床加工。 4.焊接件:對于大件來說,焊接件簡單方便,特別是單件小批生產可大大縮短生產周期,但焊接后變形大,需經時效處理。 5.冷壓件：適用于形狀復雜的板料零件,大多用于中小零件的大批量生產。 2.2.2 毛坯種類的選擇 選擇毛坯種類需考慮的因素有以下幾點： 1.根據圖紙規(guī)定的材料及機械性能選擇毛坯。 2.根據零件的功能選擇毛坯。 3.根據生產類型選擇毛坯。 4.根據具體生產條件選擇毛坯。 本次設計的零件選擇45鋼。 2.2.3 毛坯的形狀和尺寸的選擇 確定毛坯的形狀與尺寸的步驟是：首先選取毛坯加工余量和毛坯公差，其次將毛坯加工余量疊加在零件的相應加工表面上，從而計算出毛坯尺寸，最后標注毛坯尺寸與公差。其總的要求是：減少“肥頭大耳”，實現(xiàn)少屑或無屑加工。因此，毛坯形狀要力求接近成品形狀，以減少機械加工的勞動量。 本零件的大部分加工表面是回轉體表面，根據本零件的生產綱領，年生產數(shù)量，經濟價值及復雜程度，另外本零件為軸類零件，考慮其復雜程度，所以本零件毛坯為棒料。因為棒料的經濟性好，加工余量小，而且成本較低。根據本零件的結構特征和尺寸要求及考慮到經濟性。 所以材料長度和直接選擇：件一取φ45*30mm的棒料，件二取φ80*45mm的棒料，件三取φ45*80mm的棒料，件四取φ60*155mm的棒料，件五取φ65*42mm棒料。 第三章 零件工藝規(guī)程的設計 機械加工工藝規(guī)程是規(guī)定產品或零部件工藝過程和操作方法等的工藝文件,它是指導生產的主要技術文獻，是組織和管理生產的基本依據，是新建和擴建工廠或車間的基本資料，是進行技術交流的重要手段。 3.1 定位基準的選擇 在制訂零件的加工工藝規(guī)程時，正確地選擇工件的基準有著很重要的意義?；鶞蔬x擇的好壞不僅影響零件的加工位置精度，而且對零件各表面的加工順序也有很大的影響?；鶞视写只鶞逝c精基準之分。選擇定位基準時是從保證工件精度要求出發(fā)的，因而分析定位基準選擇的順序就應從精基準到粗基準。 3.1.1 精基準的選擇 1.基準重合原則:就是盡可能選用設計基準作為定位基準，這樣可以避免定位基準與設計基準不重合而引起定位誤差。 2.基準統(tǒng)一原則:位置精度要求較高的某些表面加工時盡可能選用同一定位基準，這樣有利于保證各加工表面的位置精度。 3 自為基準原則：當某些表面精加工要求加工余量小而均勻時，選擇加工表面本身作為定位基準，用于提高加工面本身的精度。 4 互為基準原則：為了使加工面間有較高的位置精度，又為了使其加工余量小而均勻采取此原則。 5.保證工件定位準確、夾緊可靠、操作方便的原則。 3.1.2 粗基準的選擇 粗基準選擇的要求應能保證加工面與非加工面之間的位置要求及合理分配加工表面的余量，同時，要為后續(xù)工序提供精基準。 1.為了保證加工面與非加工面之間的位置要求，應選非加工面作為粗基準。 2.合理分配各加工面的加工余量。 3.粗基準應避免重復使用，在同一尺寸方向上，通常只允許使用一次。 4.選作粗基準的表面應平整光潔，要避開鍛造飛邊和鑄造澆冒口，分型面，毛刺等缺陷，以保證定位準確、夾緊可靠。 由以上分析可知件采用兩種基準原則，一是基準重合原則，它是以零件的軸心線為定位基準也是設計基準，對零件的外圓、內孔、槽以及螺紋等表面進行切削加工；另一種是基準統(tǒng)一原則，它是多個加工表面都以一個基準作基準面加工定位的。 3.2 零件表面加工方法的選擇 零件表面的加工應根據這些表面的加工要求和零件的結構特點及材料性質等因素，而選用相應的加工方法。在選擇某一表面的加工方法時，一般總是首先選定它的最終加工方法，然后再逐一選定各有關前道工序的加工方法。加工方法選擇的原則如下： 1.所選加工方法應考慮每種加工方法的經濟加工精度范圍要與加工表面的精度要求和表面粗糙度要求相適應。 2.所選加工方法能夠確保加工面的幾何形狀精度,表面相互位置精度的要求。 3.所選加工方法要與零件材料的可加工性相適應。 4.加工方法要與生產類型相適應。 5.所選加工方法要與企業(yè)現(xiàn)有設備和工人技術水平相適應。 通過以上原則，零件各主要表面加工方法為： 1.各回轉表面，圓弧，槽及倒角：車削加工 2.M30X2外螺紋、M30X2內螺紋、異形螺紋：車削加工 3.內孔：鉆削加工 4.橢圓：車削加工 3.3 加工順序的安排 3.3.1 加工階段的劃分 工件的加工質量要求較高時，應劃分階段。一般分為粗加工、半精加工和精加工三個階段。 粗加工階段是從坯料上切除較多余量，所能達到的精度和表面質量都比較低的加工過程。半精加工階段是在粗加工和精加工之間進行的切削加工過程。精加工是從工件上切除較少余量，所能達到的精度和表面質量都比較高的加工過程。劃分加工階段的作用是： 1.避免毛坯內應力重新分布而影響獲得的加工精度。 2.避免粗加工時較大的夾緊力和切削力所引起的彈性變形和熱變形對精加工的影響。 3.粗精加工階段分開,可較及時地發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷,避免不必要的損失。 4.可以合理使用機床,使精密機床能較長期地保持其精度。 5.適應加工過程中安排熱處理的需要。 3.3.2 工序的合理組合 確定加工方法后，就要按生產類型、零件的結構特點、技術要求和機床設備等具體生產條件，確定工藝過程的工序數(shù)目。確定工序數(shù)目有兩種基本原則可供選擇： 1.工序集中 所謂工序集中,就是零件的加工集中在少數(shù)工序內完成,而每一工序的加工內容卻較多。其特點: 1).采用高效專用設備及工藝裝備,生產率高。 2).工件裝夾次數(shù)減少,易于保證表面間位置精度,還能減少工序間運輸量,縮短生產周期。 3).工序數(shù)目少,可減少機床數(shù)量,操作工人數(shù)和生產面積,還可簡化生產計劃和生產組織工作。 4).因采用。結構復雜的專用設備及工藝裝備,便投資大,調數(shù)和維修復雜,生產準備工作量大,轉換新產品比較費時。 2.工序分散 所謂工序分散就是將工件的加工分散在較多的工序內進行,每道工序的加工內容很少,最少時即每道工序僅一個簡單工步。其特點: 1).設備及工藝裝備比較簡單,調整和維修方便,工人容易掌握,生產準備工作量少,又易于平衡工序時間,易適應產品更換。 2).可采用最合理的切削用量,減少基本時間。 3).設備數(shù)量多,操作工人多,占用生產面積大。 從生產批量或設備等方面考慮，本零件屬于中批生產，雖然工序越集中，加工周期越短，加工的精度也高，但是，本零件部分加工在普通機床上無法加工，所以粗精加工必須在數(shù)控機床上一起完成，這樣雖提高了生產率，但同時也提高了成本，也沒有合理的使用機床，因此，此零件采用工序集中原則。 3.3.3 加工順序的確定 1．機械加工工序的安排原則 1).對于形狀復雜、尺寸較大的毛坯或尺寸偏差較大的毛坯,應首先安排劃線工序,為精基準加工提供找正基準。 2).按“先基面后其它”的順序,先加工精基準面。 3).在重要表面加工前,應對精基準進行修正。 4).按“先主后次，先粗后精”的順序，對精度要求較高的各主要表面進行粗加工、半精加工和精加工。 5).對于與主要表面后位置精度要求的次要表面,安排在主要表面加工之后加工。 6).對于易出現(xiàn)廢品的工序,精加工和光整加工可適當提前,一般情況主要表面的精加工和光整加工應放在最后階段進行。 2.熱處理工序安排的原則 調質的目的是為了提高工件的綜合力學性能，減少工件的變形或為以后的表面熱處理做好組織準備。因此，一般安排在粗加工后、精加工前進行，可以保證淬透性差的鋼種表面調質層（回火索氏體）的組織不被切削掉。 3.輔助工序安排的原則 1).中間檢驗一般安排在粗加工全部之后，精加工之前，送往外車間加工的前后，花費工時較多和重要工序的前后。 2).熒光檢驗、磁力探傷等特種檢驗，主要用于表面質量的檢驗，通常安排在精加工階段。熒光檢驗如用于檢驗毛坯的裂紋，則安排在加工前。 3).電鍍、涂層、發(fā)藍、氧化等表面處理工序，一般安排在工藝過程的最后進行。 從零件上比較精密表面加工，常常是通過粗加工、半精加工和精加工逐步達到的。對這些表面僅僅根據質量要求選擇相應的最終加工方法是不夠的，還應正確的確定毛坯到最終成形的加工方案。 件一加工方案： 00.下料 10.夾持零件左端伸出長22mm左右，鉆孔φ32mm 20. 粗、精車外圓柱面 30. 粗、精車內孔 40.切斷，保證總長 50.去毛刺 60.檢驗 件二加工方案： 00.下料 10.夾持棒料，鉆通孔φ32mm 20.粗車零件左端外圓（作為基準）精車φ390 -0.019mm內孔 30.掉頭夾持上道工序的基準圓柱面，粗精加工20°內孔及其端面槽 40.零件配合起來加工外圓 50.去毛刺 60.檢驗 件三加工方案： 00.下料 10.夾持棒料伸出長25mm，鉆通孔φ26mm 20.粗精車外圓 30.粗精車內孔 40.加工內螺紋 50.零件配合起來加工剩余部位 60.去毛刺 70.檢驗 件四加工方案： 00.下料 10. 夾持棒料，伸出80mm長，粗、精零件右端加工臺階外圓柱，至要求尺寸 20.加工φ280 -0.019mm槽 30.加工異形螺紋 40.掉頭夾持φ460 0.019外圓，加工零件的左端 50.去毛刺 60.檢驗 通過前面對定位基準的選擇，零件表面加工方法的選擇及加工順序的安排的分析說明，再結合本零件的結構特點及制定工藝路線的出發(fā)點：保證加工質量、提高生產率、降低成本，從而獲得最好的經濟性。 3.4 工藝的制定 3.4.1 工序基準的選擇 工序基準是在工藝圖上以標定被加工表面位置尺寸和位置精度的基準，所標定的位置尺寸和位置精度分別稱為工序尺寸和工序技術要求。工序尺寸和工序技術要求的內容，在加工后應進行測量，測量所用的基準稱為測量基準，通常工序基準與測量基準重合。 對于設計基準尚未最后加工完畢的中間工序，應選各工序的定位基準作為工序基準和測量基準。 在各表面的最后精加工時，當定位基準與設計基準重合時，雖然工序基準和測量基準就應選用這個重合的基準；當所選定位基準未與設計基準重合時，在這兩種基準都能作為測量基準的情況下，工序基準的選擇應注意以下幾點： 1.選設計基準作為工序基準時，對工序尺寸的檢驗就是對設計尺寸的檢驗，有利于減少檢驗工作量。 2.當本工序中位置精度是由夾具保證而不需進行試切調整的情況，應使工序基準與設計基準重合。 3.對一次安裝下的加工出來的各個表面，各加工面之間的工序尺寸應選與設計尺寸一致。 本零件在加工時，其軸向尺寸是以零件的兩端作為工序基準，徑向尺寸是以零件的軸心線作為工序基準。它的工序基準與設計基準重合，為加工和檢測提供了方便。 3.4.2 機床的選擇 零件的加工精度很大程度上取決于所用機床，因此必須合理的選擇機床，對于單件小批量生產一般選擇通用機床；對于中批量則廣泛采用專用機床、數(shù)控機床和組合機床。 在選擇機床時應注意以下幾點： 1. 機床的加工尺寸范圍與零件外形尺寸相適應。 2. 機床精度與工件精度相適應。 3. 與現(xiàn)有加工條件相適應。 4. 機床的生產率應與工件的生產類型相適應。 本零件尺寸小、重量輕、屬中批生產，其毛坯是棒料，加工余量較大，為了合理的利用機床，故此零件在粗加工時選用普通機床，另外工件的某些部分在普通機床上很難加工出來，又因此次設計著重練習的是對數(shù)控機床的熟練程度，故精加工時選擇數(shù)控機床,根據現(xiàn)有的生產條件，選擇的機床型號是CAK6150教學型數(shù)控車床，XD-40A數(shù)控銑床。 3.4.3 工藝裝備的選擇 工藝裝備選擇的合理與否，將直接影響工件的加工精度、生產效率和經濟性。應根據生產類型、具體加工條件、工件結構特點和技術要求等選擇工藝裝備。 1.夾具的選擇： 本零件是小批量生產，技術要求不太高，故采用通用夾具即可完成，因專用夾具的專用性能強、成本高、不易轉變，不可長時間地使用，選用夾具時要保證夾具的坐標系方向相對固定，要協(xié)調零件和機床坐標系的尺寸關系：夾具上各零件應不妨礙機床對零件各表面的加工。 根據已確定的工件加工部位、定位基準和夾緊要求，數(shù)控車床多采用三爪自定心卡盤夾持工件；軸類工件還可采用尾座頂尖支持工件。由于數(shù)控車床主軸轉速極高，為便于工件夾緊，多采用液壓高速動力卡盤，因它在生產廠已通過了嚴格的平衡，具有高轉速(極限轉速可達4000～6000r／min)、高夾緊力(最大推拉力為2000～8000N)、高精度、調爪方便、通孔、使用壽命長等優(yōu)點。為減少細長軸加工時受力變形，提高加工精度，以及在加工帶孔軸類工件內孔時，可采用液壓自動定心中心架，定心精度可達0.03mm。 根據以上所述和現(xiàn)有生產條件,本零件車削時均采用三爪卡盤進行裝夾，銑削時采用萬能分度頭。 2.刀具的選擇 在選擇刀具方面,通常優(yōu)先用通用夾具,對于不同材料的零件,一般都有適合將其切削的刀具。刀具的選擇不僅影響機床的加工效率，而且直接影響加工質量，與傳統(tǒng)的加工方法相比，數(shù)控加工對刀具的要求更高，不僅要求精度高、剛性好、耐用度高，而且要求尺寸穩(wěn)定，安裝方便，這就要采用新型優(yōu)質材料制造數(shù)控教工刀具，并優(yōu)選刀具參數(shù)。在選用刀具時應考慮工序種類，生產率，經濟性，工件材料，生產批量，加工精度及表面粗糙度與所用機床的性能選用了標準刀具。刀具材料應當選擇高硬度、高耐磨性、高耐熱性的材料，并有足夠的強度和韌性，較好的工藝。 根據以上所述和現(xiàn)場加工條件，本零件選用YT類硬質合金刀具進行加工。 數(shù)控加工刀具卡片1 產品名稱或代號 四件套 零件名稱 組合件 零件圖號 零件一 序號 刀具號 刀具名稱規(guī)格 數(shù)量 加工表面 刀尖半徑/mm 備注 1 T0101 60°菱形外圓車刀 1 車外圓 0.4 2 T0202 φ32mm麻花鉆 1 鉆孔 3 T0303 內孔車刀 1 車內孔φ34+0.025 0 4 T0404 切斷刀 1 切斷保證總長 編制 審核 批準 共4頁 第1頁 數(shù)控加工刀具卡片2 產品名稱或代號 偏心錐套 零件名稱 組合件 零件圖號 零件二 序號 刀具號 刀具名稱規(guī)格 數(shù)量 加工表面 刀尖半徑/mm 備注 1 T0101 30°菱形外圓車刀 1 車外圓 0.4 2 T0202 φ32mm麻花鉆 1 鉆通孔 3 T0303 內孔車刀 1 車內孔 0.4 4 T0404 端面槽車刀 1 加工端面槽 0.4 5 T0505 外圓切刀 1 加工外槽 0.4 6 編制 審核 批準 共4頁 第2頁 數(shù)控加工刀具卡片3 產品名稱或代號 偏心錐套 零件名稱 組合件 零件圖號 零件二 序號 刀具號 刀具名稱規(guī)格 數(shù)量 加工表面 刀尖半徑/mm 備注 1 T0101 30°菱形外圓車刀 1 車外圓 0.4 2 T0202 φ26mm麻花鉆 1 鉆通孔 3 T0303 內孔車刀 1 車內孔 0.4 4 T0404 內螺紋 1 加工內螺紋 0.4 5 T0505 外圓切刀 1 加工外槽 0.4 編制 審核 批準 共4頁 第3頁 數(shù)控加工刀具卡片4 產品名稱或代號 偏心錐套 零件名稱 組合件 零件圖號 零件二 序號 刀具號 刀具名稱規(guī)格 數(shù)量 加工表面 刀尖半徑/mm 備注 1 T0101 30°菱形外圓車刀 1 車外圓 0.4 2 T0202 3mm切槽刀 1 車槽 0.4 3 T0303 異形螺紋車刀 1 螺紋 編制 審核 批準 共4頁 第4頁 3．量具的選擇 量具的選擇主要是根據生產類型和檢測的精度來選擇，一般選用通用量具，對于尺寸精度要求較高，檢測不方便的選用專用量具，為了在機械加工過程中保證零件的加工尺寸精度和提高測量效率的要求，需要恰當合理地選擇相應的各種通用及專用量具。此零件需選用的專用量具有： M30x2——螺紋環(huán)規(guī)、螺紋塞規(guī) 其它尺寸選用0-50mm外徑千分尺、0-50mm內徑千分尺、0-150mm游標卡尺即可。 3.4.4 切削用量的確定 切削用量的合理選擇,是指在保證加工質量的前提下,充分利用刀具和機床的性能,獲得高生產效率和低加工成本的切削用量三要素的最佳組合。 1.粗加工時切削用量的選擇 粗加工時精度與表面粗糙度要求不高，毛坯余量較大，因此選擇粗加工用量時，要盡可能保證較高的單位時間、金屬切除量和必要的刀具耐用度，以提高生產率和降低成本。先考慮選擇一個盡可能大的背吃刀量；其次選擇一個較大的進給量f；最后確定一個適合的切削速度v。根據上述原則，選擇粗加工切削用量，對于提高生產率、減少刀具消耗、降低加工成本是比較有利的。 1）切削深度的選擇：應根據零件的加工余量和由夾具、機床、刀具和工件所組成的工藝系統(tǒng)的剛性來確定。 2）進給量f的選擇：限制進給量，提高的因素主要是切削力。 3）切削速度v的選擇：主要受刀具耐用度和機床功率的限制。 2.精加工時切削用量的選擇 精加工時的加工精度和表面質量要求較高，加工余量要小且均勻，因此選擇精加工切削用量時，應著重考慮如何保證加工質量，并在此基礎上盡量提高生產率。精加工時應選擇較小的背吃刀量和進給量f，以保證加工精度和表面質量，同時滿足生產率的要求。 1）切削深度的選擇：應根據精加工留下的余量來確定。 2）進給量f的選擇：限制進給量，提高的主要因素是表面粗糙度。 3）切削速度v的選擇：切削速度提高時，切削變形減小，切削力也有所減小，也不易產生積屑瘤和毛刺。 第四章 數(shù)控加工程序的編制 4.1 數(shù)控加工的特點 1.采用數(shù)控機床加工零件可以提高加工精度，穩(wěn)定產品的質量。 2.數(shù)控機床可以完成普通機床難以完成，或根本不能加工的復雜曲面的零件加工。 3.采用數(shù)控機床在生產效率上，可以比普通機床提高2～3倍，尤其對某些復雜零件的加工，生產效率可提高十倍甚至幾十倍。 4.可以實現(xiàn)一機多用。 5.采用數(shù)控機床有利于向計算機控制與管理方面發(fā)展，為實現(xiàn)生產過程自動化創(chuàng)造條件。 4.2 數(shù)控編程方法及特點 4.2.1 數(shù)控編程的分類 數(shù)控編程一般分為兩種：一種是手工編程，另一種是自動編程。 手工編程是由分析零件圖，確定工藝過程，數(shù)值計算，編寫零件加工程序單，程序的輸入和檢驗都是由工人完成的。特點：對于加工形狀簡單的零件，計算比較簡單，程序不是很多，采用手工編程（仍被廣泛應用）較容易完成，而且經濟，及時，因此在點位加工及直線與圓弧組成的輪廓加工中，手工編程仍廣泛應用，但對于形狀復雜的零件，特別是具有非圓曲線，列表曲線的零件，用手工編程就有一定的困難，出錯的機率增大，有的無法編程序。 自動編程：用計算機編制數(shù)控加工程序的過程。特點：計算機自動識圖編程，編程準確，不易出錯，安排走刀路線合理，從而使加工準確。 本組合配套零件的加工采用手動編程來完成，除了件一要加工R15偏心曲面用自動編程外。 4.2.2 編程零點及坐標系的選擇 1.所選的編程原點及坐標系應使程序編制簡單。 2.編程原點應選在容易找正，并在加工過程中便于檢查的位置。 3.引起的加工誤差小。 一般回轉體零件的編程零點選在其加工面的回轉軸線與端面交點處。 4.2.3 對刀點的選擇 對刀點是指在數(shù)控機床上加工零件時，刀具相對零件運動的起始點。對刀點應選擇在對刀方便、編程簡單的地方。對于采用增量編程坐標系統(tǒng)的數(shù)控機床，對刀點可選擇在零件孔的中心上，夾具上的專用對刀孔上或兩垂直平面（定位基面）的交線（即工件零點）上，但所選的對刀點必須與零件定位基面有一定的坐標尺寸關系，這樣才能確定機床坐標系與工件坐標系的關系。對于采用絕對編程坐標系統(tǒng)的數(shù)控機床，對刀點可選在機床坐標系的機床零點上或距機床零點有確定坐標尺寸關系的點上。因為數(shù)控裝置可用指令控制自動返回參考點，不需要人工對刀，但在裝夾零件時，工件坐標系與機床坐標系必須要有確定的尺寸關系。 4.3 數(shù)控加工程序的內容 下面對件一件二的程序舉例說明： 件一加工程序1: 順序號 程序內容 程序說明 O0001 程序名 N10 M03S200T0101 主軸啟動定義刀號 N20 G0X0Z3 快速定位 N30 G01Z-25F50 直線插補 N40 G0Z100 退刀 N50 M03S1000T0202 換刀 N60 G0X45Z1 直線插補 N70 G71U1R1 外圓車削循環(huán) N80 G71P1Q2U0.5W0.1F200 外圓車削循環(huán) N90 N1G01X36F180 直線插補 N100 Z0 直線插補 N110 X34W-1 倒角 N120 Z-20 直線插補 N130 N2U-1 直線插補 N140 G0Z100 退刀 N150 X100 退刀 N160 M30S800T0303 換刀 N170 G0X40Z1 快速定位 N180 G0Z-22 快速定位 N190 G01X33F50 直線插補 N200 G0X100 退刀 N210 Z100 退刀 N220 M30 程序結束 件二加工程序1: 順序號 程序內容 程序說明 O0004 程序名 N10 M03S250T0101 主軸啟動定義刀號 N20 G0X0Z5 快速定位 N30 G01Z-45F50 直線插補 N40 G0Z100 退刀 N50 X100 退刀 N60 M03S1000T0202 換刀 N70 G0X80Z1 快速定位 N80 G71U1R1 外圓車削循環(huán) N90 G71P1Q2U0.5W0.1F200 外圓車削循環(huán) N100 N1G01X74F180 直線插補 N110 Z0 直線插補 N120 X76W-1 倒角 N130 Z-7 直線插補 N140 N2X1 直線插補 N150 G0X100 退刀 N160 Z100 退刀 N170 M03S1000T0303 換刀 N180 G0X32Z1 直線插補 N190 G71U1R1 外圓車削循環(huán) N200 G71P3Q4U0.5W0.1F200 外圓車削循環(huán) N210 N3G01X46.6 直線插補 N220 Z0 直線插補 N100 X36Z-30 直線插補 N110 N4W1 直線插補 N120 G0Z100 快速定位 N130 X1000 快速定位 N140 M30 程序結束 件二加工程序2: 順序號 程序內容 程序說明 O0010 程序名 N10 M03S1000T0101 主軸啟動定義刀號 N20 G0X80Z1 快速定位 N30 G71U1R1 外圓車削循環(huán) N40 G71P1Q2U0.5W0.1F200 外圓車削循環(huán) N50 N1G01X51 直線插補 N60 Z0 直線插補 N70 Z-2 倒角 N80 G03X66W-6R6 直線插補 N90 G01Z-8 直線插補 N100 X76 精車循環(huán) N110 G02X68Z-31.5R45 快速退刀 N120 G03X76Z-35R5 換刀 N130 N2G01U1 快速定位 N140 G0X100Z100 快速定位 N150 M03S800T0303 直線插補 N160 G0X80Z1 直線插補 N170 Z-8 換刀 N180 G01X54F50 快速定位 N190 G0X100 外圓車削循環(huán) N200 Z100 外圓車削循環(huán) N210 M03S1000T0404 直線插補 N220 G0X32Z1 直線插補 N230 G71U1R1 倒角 N240 G71P3Q4U0.5W0.1F200 直線插補 N250 N3G01X41F180 直線插補 N260 Z0 倒角 N270 X39W-1 直線插補 N280 Z-10 直線插補 N290 N2X30 精車循環(huán) N300 G0Z100 快速退刀 N310 M30 退刀 總 結 在首次加工過程中不要一味追求復雜輪廓的工件，幻想把所有的程序都用上，這樣往往不易獲得成功。而應選定幾個有代表性表面的工件來練習，亦可在此基礎上不斷變換練習。通過實例實訓，能夠按零件圖擬定工藝方案、選擇刀具、編程并加工出實訓工件，從而達到舉一反三的目的，獲得事半功倍的效果。老師的輔導與分析，讓我能綜合運用所學過的理論知識和方法，正確地制定一個零件的機械加工工藝規(guī)程，從而保證零件的加工質量、生產率和經濟性；能較熟練地使用有關的手冊，圖表資料及技術參考書，也能夠較熟練應用工藝計算的方法，正確地進行工藝計算，熟練掌握一般零件的數(shù)控編程方法，機床的操作以及零件的數(shù)控加工。 在畢業(yè)設計規(guī)定的時間內，我做了大量的調查和研究，收集了較大的技術資料。閱讀了大量的專業(yè)文獻，并將它們應用到了畢業(yè)設計當中，并在設計中進行了廣泛的比例分析，研究和指導老師的耐心幫助下逐漸得到了解決，我學到了許多課本上沒有學到的知識，把課本上的理論知識比較充分的運用到實踐中，增強了對理論知識的理解和比較全面的掌握。在綜合訓練中驗證了自己所學到的專業(yè)知識，從而把理性的認識與感性的認識有機的結合起來，加深了對基礎知識的掌握和對自己即將從事的工作進一步認識。 這次的綜合訓練學習，從總體上鍛煉了自己動手動腦能力，提高了業(yè)務技能，從而把數(shù)控和機制工藝的知識結合起來；更有效地提高對數(shù)控專業(yè)的知識；更有效地提高對數(shù)控專業(yè)的認識和理解。由于經驗欠缺，不妥之處，懇請各位老師海涵并與予指正，以便于我以后更好的學習和工作，感謝老師給予我的指導。 致 謝 本人在畢業(yè)課題的設計中，學習了不少的新知識，體會到了學習的重要性，同時。感謝學校的規(guī)劃與教育，給與我們良好的學習環(huán)境，并提供給我們對學業(yè)及個人生涯的多元信息幫助我們成長。 感謝系領導對我們的關懷和重視，使我得以發(fā)揮自己的特長，找到人生的價值。感謝三年來陪伴我學習與生活的恩師；感謝您們對我精心的教育；感謝您們沒使我的學習變成勞作而成為一種快樂；感謝您們讓我找到自生的價值；感謝您們幫助我發(fā)展了自己的專長，而且讓我把事情做得更好。感謝您們容忍我的任性與錯誤，不僅教會了我知識，更教會了我如何做事、如何做人。 特別感謝恩師細心教導，他的悉心指導與我輔正，對于論文，架構啟迪，及其內容的細心斟酌與指導，倍及辛苦。這次畢業(yè)設計在我自己的努力和老師的辛勤指導下，經過一系列的工作終于完成了。通過此次設計使我感悟到了畢業(yè)設計的重要性和必要性，為我們能夠更好地邁入工作崗位做了充分的準備，是我由學生向技術人員轉變的重要過渡，所以我十分重視學校給我提供的這次學習和鍛煉的機會。 最后感謝這幾年年來陪伴我一起的同學們、伙伴們，所有的歡笑與淚水、成功和失敗、驕傲與苦惱，我們曾一起分享：那是我們青春中最燦爛的一頁，最輝煌的回憶，而回憶中的每個人：都栩栩如生，這些都是我們一生的財富。四年時間雖然短暫，但她必將在我們的記憶里永恒。 27 參考文獻 [1] 黃衛(wèi). 數(shù)控加工實訓教程[M]. 北京：高等教育出版社，2012 [2] 尚廣慶. 數(shù)控加工工藝及編程[M]. 上海：上海交通大學出版社，2007 [3] 寧濤，余強. Pro/E機械設計基礎教程[M]. 北京：清華大學出版社，2006 [4] 駱江鋒. SolidWorks2006基礎教程[M]. 北京：人民郵電出版社，2007 [5] 高長根等. MasterCAM X3實體設計與數(shù)控加工項目案例解析[M]. 北京：清華大學出版社，2010 [6] Ed. Frank Kreith. Modern Manufacturing. Boca Raton: CRC Press LLC, 1999 [7]吳楊著《現(xiàn)代機床夾具設計》［Ｍ］化學工業(yè)出版社，2008年1月 [8]艾興、肖詩鋼著《切削用量手冊》［Ｍ］機械工業(yè)出版社，2007年1月 [9] 董玉紅. 數(shù)控技術. 北京：高等教育出版社，2004. [10] 羅 輯. 數(shù)控加工工藝及刀具. 重慶：重慶大學出版社，2006. [11] 田春霞. 數(shù)控加工工藝. 北京：機械工業(yè)出版社，2006.