套類零件加工工藝.doc

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唐山學院東校區(qū) 畢業(yè)設(shè)計(論文) 題 目： 套類零件的加工及工藝分析 系 (部)： ?？平逃肯? 專業(yè)名稱： 機械制造與自動化 姓 名： 準考證號： 班級名稱： 提交時間： 摘 要 隨著科學技術(shù)飛速發(fā)展和經(jīng)濟競爭的日趨激烈，機械產(chǎn)品的更新速度越來越快，數(shù)控加工技術(shù)作為先進生產(chǎn)力的代表，在機械及相關(guān)行業(yè)領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用，機械制造的競爭，其實質(zhì)是數(shù)控技術(shù)的競爭。本次設(shè)計就是進行套類零件的數(shù)控加工工藝，對套類零件的加工工藝分析，并繪制零件圖。其中零件工藝規(guī)程的分析是此次論文的重點和難點。 關(guān)鍵詞：套類零件； 加工；工藝分析 目 錄 一、套筒類零件的結(jié)構(gòu)特點及工藝分析………………………………………… 1 1.1軸承套加工工藝分析加工………………………………………………… 1 1.2液壓缸加工工藝分析……………………………………………………… 2 二、套類零件的加工析…………………………………………………………… 4 三、套類零件加工刀具的刃磨…………………………………………………… 4 　 3.1麻花鉆……………………………………………………………………… 5 四、套筒類零件加工中的主要工藝問題………………………………………… 5 五、套類零件數(shù)控車削工藝分析………………………………………………… 6 5.1零件圖工藝分析…………………………………………………………… 6 5.2選擇設(shè)備…………………………………………………………………… 7 5.3確定零件的定位基準和裝夾方式………………………………………… 7 5.4確定加工順序及進給路線…………………………………………………7 5.5刀具選擇……………………………………………………………………7 5.6切削用量選擇……………………………………………………………… 8 5.7數(shù)控加工工藝卡片擬訂……………………………………………………9 六、套類零件加工編程…………………………………………………………… 9 畢業(yè)總結(jié)…………………………………………………………………………… 13 致 謝……………………………………………………………………………… 14 參考文獻…………………………………………………………………………… 15 套類零件的加工及工藝分析 一、套筒類零件的結(jié)構(gòu)特點及工藝分析 套筒類零件的加工工藝根據(jù)其功用、結(jié)構(gòu)形狀、材料和熱處理以及尺寸大小的不同而異。就其結(jié)構(gòu)形狀來劃分，大體可以分為短套筒和長套筒兩大類。它們在加工中，其裝夾方法和加工方法都有很大的差別，以下分別予以介紹。 1.1 軸承套加工工藝分析加工 如圖1-1所示的軸承套，材料為ZQSn6-6-3，每批數(shù)量為200件。 1.1 軸承套的技術(shù)條件和工藝分析 該軸承套屬于短套筒，材料為錫青圖1-1軸承套簡圖銅。其主要技術(shù)要求為：Φ34js7外圓對Φ22H7孔的徑向圓跳動公差為0.01mm；左端面對Φ22H7孔軸線的垂直度公差為0.01mm。軸承套外圓為IT7級精度，采用精車可以滿足要求；內(nèi)孔精度也為IT7級，采用鉸孔可以滿足要求。內(nèi)孔的加工順序為：鉆孔－車孔－鉸孔。 由于外圓對內(nèi)孔的徑向圓跳動要求在0.01mm內(nèi)，用軟卡爪裝夾無法保證。因此精車外圓時應以內(nèi)孔為定位基準，使軸承套在小錐度心軸上定位，用兩頂尖裝夾。這樣可使加工基準和測量基準一致，容易達到圖紙要求。 車鉸內(nèi)孔時，應與端面在一次裝夾中加工出，以保證端面與內(nèi)孔軸線的垂直度在0.01mm以內(nèi)。 圖1-1 1.1.2 軸承套的加工工藝 表1－1為軸承套的加工工藝過程。粗車外圓時，可采取同時加工五件的方法來提高生產(chǎn)率。 表1－1軸承套加工工藝過程 序號 工序名稱 工序內(nèi)容 定位與夾緊 1 備料 棒料，按5件合一加工下料 2 鉆中心孔 車端面，鉆中心孔 調(diào)頭車另一端面，鉆中心孔 三爪夾外圓 3 粗車 車外圓Ф42長度為6.5mm，車外圓Ф34Js7為Ф35mm，車空刀槽20.5mm，取總長40.5mm，車分割槽Ф203mm，兩端倒角1.545，5件同加工，尺寸均相同 中心孔 4 鉆 鉆孔Ф22H7至Ф22mm成單件 軟爪夾Ф42mm外圓 5 車、鉸 車端面，取總長40mm至尺寸 車內(nèi)孔Ф22H7為Ф22mm 車內(nèi)槽Ф2416mm至尺寸 鉸孔Ф22H7至尺寸 孔兩端倒角 軟爪夾Ф42mm外圓 6 精車 車Ф34Js7(0.012)mm至尺寸 Ф22H7孔心軸 7 鉆 鉆徑向油孔Ф4mm Ф34mm外圓及端面 8 檢查 1.2 液壓缸加工工藝分析 液壓缸為典型的長套筒零件，與短套筒零件的加工方法和工件安裝方式都有較大的差別。 1.2.1 液壓缸的技術(shù)條件和工藝分析 液壓缸的材料一般有鑄鐵和無縫鋼管兩種。圖1-2所示為用無縫鋼管材料的液壓缸。為保證活塞在液壓缸內(nèi)移動順利，對該液壓缸內(nèi)孔有圓柱度要求，對內(nèi)孔軸線有直線度要求，內(nèi)孔軸線與兩端面間有垂直度要求，內(nèi)孔軸線對兩端支承外圓（Φ82h6）的軸線有同軸度要求。除此之外還特別要求：內(nèi)孔必須光潔無縱向刻痕；若為鑄鐵材料時，則要求其組織緊密，不得有砂眼、針孔及疏松。 圖1-2 1.2.2 液壓缸的加工工藝 表1－2為液壓缸的加工工藝過程 序號 工序名稱 工序內(nèi)容 定位與夾緊 1 配料 無縫鋼管切斷 2 車 1．車Ф82mm外圓到Ф88mm及M881.5mm螺紋（工藝用） 一夾一頂 2．車端面及倒角 三爪夾一端，中心架托Ф88mm處 3．調(diào)頭車Ф82mm外圓到Ф84mm 三一夾一頂 4．車端面及倒角取總長1686mm（留加工余量1mm） 三爪卡盤夾一端，搭中心架托Ф88mm處 3 深孔推鏜 1．半精推鏜孔到Ф68mm 一端用M881.5mm螺紋固定在夾具中，另一端搭中心架 2．精推鏜孔到Ф69.85mm 3．精鉸（浮動鏜刀鏜孔）到Ф700.02mm，表面粗糙度值Ra為2.5μm 4 滾壓孔 用滾壓頭滾壓孔至Ф70mm,表面粗糙度值Ra為0.32μm 一端用螺紋固定在夾具中,另一端搭中心架 5 車 1．車去工藝螺紋，車Ф82h6到尺寸，割R7槽 軟爪夾一端，以孔定位頂另一端 2．鏜內(nèi)錐孔130′及車端面 軟爪夾一端，中心架托另一端(百分表找正孔) 3．調(diào)頭，車Ф82h6到尺寸，割R7槽 軟爪夾一端，頂另一端 4．鏜內(nèi)錐孔130′及車端面 軟爪夾一端，頂另一端 二、套類零件的加工 由同一軸線的內(nèi)孔和外圓為主要要素或加其他結(jié)構(gòu)(如齒、槽等)組成的零件統(tǒng)稱套類零件。套類零件的車削上藝主要是指圓柱孔的加丁工藝，其加工特點是： ①孔加工在工件內(nèi)部進行，觀察、測量較困難，尤其是小孔、深孔的加工； ②受孔徑和孔深的限制，刀桿較細、較長，降低了刀桿的剛性； ③排屑困難，切削液不易進入切削區(qū)； ④薄壁工件受夾緊力、切削力的作用容易變形。本章只介紹一般套類零件的車削。 套類零件的主要技術(shù)要求是： ①孔和外圓的尺寸精度和表面粗糙度； ②孔和外圓的形狀精度，如圓度、圓柱度等； ③孔與其他幾何元素間的位置精度。如圖2—1所示的軸承套，形狀精度要求有：φ30H7孔的圓度公差為0．01mm，φ45js6外圓的圓度公差為0．005mm；位置精度要求有：φ45js6外圓對φ30H7孔的軸線徑向圓跳動公差為0．01mm，左端面對φ30H7孔軸線的垂直度公差為0．01mm，φ45js6外圓的右端面對左端面平行度公差為0．01mm。 圖2-1 三、套類零件加工刀具的刃磨 刀具的刃磨是車工必須熟練掌握的基本功，車工刀具刃磨技術(shù)能大大影響工件的加工質(zhì)量與加工效率，因此，在課題練習前熟練而準確地掌握刀具刃磨技術(shù)是必需的。下面我們介紹一下與套類零件基本刀具的刃磨相關(guān)的知識。 3.1 麻花鉆 一般的套類零件的加工通常是用鉆頭在實心的材料上鉆孔，再經(jīng)過擴孔或鏜孔來達到圖紙的要求，鉆頭一般用高速鋼材料制成。隨著高速切削技術(shù)的發(fā)展，鑲嵌硬質(zhì)合金的鉆頭也得到了廣泛的應用。 3.1.1 麻花鉆的組成(圖2-2) (1)柄部 麻花鉆有直柄和錐柄兩種，通常直徑小于Φ12mm的麻花鉆都作成直柄的。直徑大于田12mm以上的通常作成錐柄的。鉆削時起傳遞轉(zhuǎn)矩和鉆頭的夾持定心作用。 (2)頸部 直徑較大的鉆頭在頸部標注有商標、鉆頭直徑和材料牌號等內(nèi)容。 　 (3)工作部分 這是鉆頭的主要部分，由切削部分和導向部分組成，起切削和導向作用。 3.1. 2 麻花鉆工作部分的幾何形狀 　　麻花鉆的切削部分可看做是正反的兩把車刀，所以它的幾何角度的概念與車刀基本相同，但也有其特殊性。 (1)螺旋槽 鉆頭的工作部分有兩條螺旋槽，它的作用是構(gòu)成切削刃、排出切屑和通切削液。 　　(2)前刀面 指螺旋槽面。 　　(3)主后刀面 指鉆頂?shù)穆菪龍A錐面。 　　(4)頂角 鉆頭兩主切削刃之間的夾角。頂角大，主切削刃短，定心差，鉆出的孔容易擴大。但頂角大，前角也增大，切削省力些。頂角小，則反之。 四、套筒類零件加工中的主要工藝問題 一般套筒類零件在機械加工中的主要工藝問題是保證內(nèi)外圓的相互位置精度（即保證內(nèi)、外圓表面的同軸度以及軸線與端面的垂直度要求）和防止變形。 1．保證相互位置精度 要保證內(nèi)外圓表面間的同軸度以及軸線與端面的垂直度要求，通?？刹捎孟铝腥N工藝方案： （1）在一次安裝中加工內(nèi)外圓表面與端面。這種工藝方案由于消除了安裝誤差對加工精度的影響，因而能保證較高的相互位置精度。在這種情況下，影響零件內(nèi)外圓表面間的同軸度和孔軸線與端面的垂直度的主要因素是機床精度。該工藝方案一般用于零件結(jié)構(gòu)允許在一次安裝中，加工出全部有位置精度要求的表面的場合。為了便于裝夾工件，其毛坯往往采用多件組合的棒料，一般安排在自動車床或轉(zhuǎn)塔車床等工序較集中的機床上加工。圖31－3所示的襯套零件就是采用這一方案的典型零件。其加工工藝過程參見表31－3。 表4－1棒料毛坯的機械加工工藝過程 序號 工序內(nèi)容 定位基準 1 加工端面、粗加工外圓表面，粗加工孔，半精加工或精加工外圓、精加工孔、倒角、切斷(見圖31－70) 外圓表面、端面(定料用) 2 加工另一端面、倒角 外圓表面 3 鉆潤滑油孔 外圓表面 4 加工油槽 精加工外圓表面(如要求不高的襯套，該工序可由工序1中的精車代替) 外圓表面 五、套類零件數(shù)控車削工藝分析 如圖5-1為典型軸套類零件，該零件材料為45鋼，無熱處理和硬度要求，試對該零件進行數(shù)控車削工藝分析（單件小批量生產(chǎn)）。 5.1 零件圖工藝分析 該零件表面由內(nèi)外圓柱面、內(nèi)圓錐面、順圓弧、逆圓弧及外螺紋等表面組成，其中多個直徑尺寸與軸向尺寸有較高的尺寸精度和表面粗糙度要求。零件圖尺寸標注完整，符合數(shù)控加工尺寸標注要求；輪廓描述清楚完整；零件材料為45鋼，加工切削性能較好，無熱處理和硬度要求。 通過上述分析，采用以下幾點工藝措施。 ①對圖樣上帶公差的尺寸，因公差值較小，故編程時不必取平均值，而取基本尺寸即可。 ②左右端面均為多個尺寸的設(shè)計基準，相應工序加工前，應該先將左右端面車出來。 ③內(nèi)孔尺寸較小，鏜1：20錐孔與鏜φ32孔及150錐面時需掉頭裝夾。 圖5-1 軸承套零件 5.2 選擇設(shè)備 根據(jù)被加工零件的外形和材料等條件，選用CJK6240數(shù)控車床。 5.3 確定零件的定位基準和裝夾方式 ①內(nèi)孔加工 定位基準：內(nèi)孔加工時以外圓定位； 裝夾方式：用三爪自動定心卡盤夾緊。 ②外輪廓加工 定位基準：確定零件軸線為定位基準； 裝夾方式：加工外輪廓時，為保證一次安裝加工出全部外輪廓，需要設(shè)一圓錐心軸裝置（見圖5-2雙點劃線部分），用三爪卡盤夾持心軸左端，心軸右端留有中心孔并用尾座頂尖頂緊以提高工藝系統(tǒng)的剛性。 5.4 確定加工順序及進給路線 加工順序的確定按由內(nèi)到外、由粗到精、由近到遠的原則確定，在一次裝夾中盡可能加工出較多的工件表面。結(jié)合本零件的結(jié)構(gòu)特征，可先加工內(nèi)孔各表面，然后加工外輪廓表面。由于該零件為單件小批量生產(chǎn)，走刀路線設(shè)計不必考慮最短進給路線或最短空行程路線，外輪廓表面車削走刀路線可沿零件輪廓順序進行（見圖5-3）。 5.5 刀具選擇 將所選定的刀具參數(shù)填入表5-11軸承套數(shù)控加工刀具卡片中，以便于編程和操作管理。注意：車削外輪廓時，為防止副后刀面與工件表面發(fā)生干涉，應選擇較大的副偏角，必要時可作圖檢驗。本例中選κ =55 。 圖5-2 外輪廓車削裝夾方案 圖5-3 外輪廓加工走刀路線 表5-1 軸承套數(shù)控加工刀具卡片 5.6 切削用量選擇 根據(jù)被加工表面質(zhì)量要求、刀具材料和工件材料，參考切削用量手冊或有關(guān)資料選取切削速度與每轉(zhuǎn)進給量，然后利用公式v c=πdn/1000和vf = nf，計算主軸轉(zhuǎn)速與進給速度（計算過程略），計算結(jié)果填入表5-15工序卡中。 背吃刀量的選擇因粗、精加工而有所不同。粗加工時，在工藝系統(tǒng)剛性和機床功率允許的情況下，盡可能取較大的背吃刀量，以減少進給次數(shù)；精加工時，為保證零件表面粗糙度要求，背吃刀量一般取0.1～0.4㎜較為合適。 5.7 數(shù)控加工工藝卡片擬訂 將前面分析的各項內(nèi)容綜合成表5-12所示的數(shù)控加工工藝卡片。 表5-2 軸承套數(shù)控加工工藝卡片 六、套類零件加工編程 O0904 N001 G00 G97 S500 T0101 N002 M03 N003 M08 N004 G00x58z2 N005 G01z-2F50 N006 x25 N007 x5 N008 x0 N009 G00x100z100 N010 G00x58z0 N011 G71U1R1P016Q024x0.5z0.1F100 N012 G00x100z100 N013 M05 N014 M00 N015 G00 G97 S800 T0101 N016 G00x58z0 N017 G01x26F80 N018 z-2 N019 G01x30W-2F70 N020 G01z-35F100 N021 x50F70 N022 x52z-36F70 N023 z-53F100 N024 x41.75z-84F70 N025 G00x100 N026 z100 N027 M05 N028 M00 N029 G00 G97 S600 T0202 N030 M03 N031 M08 N032 G00z0 N033 x29.8 N034 G01z-27F70 N035 x32F120 N036 z0 N037 G82x29.2z-27F2 N038 G82x28.8z-27F2 N039 G82x28.4z-27F2 N040 G82x28.2z-27F2 N041 G82x28.0z-27F2 N042 G82x28.0z-27F2 N043 G00x100z100 N043 M05 N044 M00 N045 G00 G97 S600 T0303 N046 M03 N047 M08 N048 G00x53z-33 N049 G01x52F100 N050 z-61 N051 x39F70 N052 x52F120 N053 z-65 N054 x39F70 N055 x52F120 N056 z-69 N057 x39F70 N058 x52F120 N059 G00x100 N060 z100 N061 M05 N062 M00 N063 G00 G97 S600 T0101 N064 M03 N065 M08 N066 G00x57z2 N067 G01z-3F120 N068 x20F100 N069 x5F70 N070 x0F50 N071 G00x100z100 N072 M05 N073 M00 N074 G00 G97 S600 T0404 N075 M03 N076 M08 N077 G00x57z2 N078 G71U1R1P084Q089x0.5z0.1F100 N079 M05 N080 M00 N081 G00 G97 S600 T0404 N082 M03 N083 M08 N084 G00x57z2 N085 G01x37.47z2F120 N086 G03x35.08z-31.38R24F100 N087 G02x36.46z-44.33R9F100 N088 G03x35z-57R8F100 N089 G01x35z-65F120 N090 x42F100 N091 G00x100 N092 z100 N093 M05 N094 M00 N095 G00 G97 S600 T0105 N096 M03 N097 M08 N098 G00x26z2 N099 G71U1R1P103Q108x0.5z0.1F80 N100 G00z100 N101 x100 N102 M05 N103 M00 N104 G00x30z3 N105 G01z0 N106 x28z-1 N107 z-26 N108 G01x26 N109 z3 N110 G00x100z100 N111 M05 N112 M30 畢業(yè)總結(jié)： 在大學的最后一個學期，我過得既充實又繁忙.從選題的那天起，我就開始了我的畢業(yè)設(shè)計。在畢業(yè)設(shè)計的這段時間里，我有很多的感觸，它帶給我的價值是巨大的，這將對我的以后工作產(chǎn)生重要的影響。通過這次的設(shè)計，對套類零件有了更深刻的了解，基本掌握了類類零件的加工工藝規(guī)程及確定加工路線的方法，通過對零件深刻的分析，使得加工出的零件與之技術(shù)要求十分紊合，達到了設(shè)計所規(guī)定的要求。更重要的是對我們所學習的專業(yè)知識有了更清楚的認識，是我不知不覺的喜歡上了我們的專業(yè)。在這里我也深刻的知道，我在實踐方面是很不夠的，這將在以后的工作中慢慢去領(lǐng)悟、學習。 致 謝 短暫的三年大學生活很快就要結(jié)束了，我曾多么憧憬美好的學生時代，如今當自己臨近畢業(yè)時，我又留戀已經(jīng)流逝的三年學生生涯。 本文是在指導老師悉心指導和親切關(guān)懷下，并且在實習期間得到數(shù)控工廠有關(guān)領(lǐng)導的幫助，經(jīng)過不斷的學習和修改完成的。 老師嚴謹?shù)膶W風，淵博的學識，謙遜的為人，豐富的實踐經(jīng)驗，高瞻遠矚、敏銳的科學眼光，將是我永遠學習的楷模；老師樂觀、正直、樸實的生活態(tài)度，令我深深敬佩。老師的諄諄教誨，將使我終生受益。在此，謹致以衷心的感謝和崇高的敬意。 再次真誠地感謝所有在我兩年讀書期間幫助過我的老師、同學和朋友，祝大家一生平安！ 參考文獻 [1] 胡應寬,何勝元; 套類零件機加工工藝分析 [J];汽車科技; 1999年 [2]吳瑞明,周曉軍,雷良育; 液壓缸密封工藝分析 [J];機床與液壓; 2003年 [3]付偉,王磊,王麗; 關(guān)節(jié)軸承的工藝改進 [J];煤礦機械; 2000年 [4]李亞平; 利用普通磨床加工高精度大型薄壁零件的方法 [J];機械設(shè)計與制造工程; 1995年 [5]晏初宏主編.數(shù)控加工工藝與編程.北京：化學工業(yè)出版社，2004. 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