基座數(shù)控加工工藝及編程設計

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江蘇工程職業(yè)技術學院畢業(yè)設計(論文) 基座數(shù)控加工工藝及編程 江蘇工程職業(yè)技術學院畢業(yè)設計(論文) 基座數(shù)控加工工藝及編程 班 級：數(shù)控一 專 業(yè)：數(shù)控技術 教 學 系：機 電 系 指 導 老 師：________ 完成時間：2014年__月__日至2014年__月__日 摘要 本文主要研究了基座的作用以及工藝編制及編程。首先分析了基座零件的工藝性，其次確定了其毛坯的制造形式，然后制定了基座零件的工藝過程設計，再次確定其機械加工余量及毛坯尺寸、設計毛坯圖，進行工序設計，最終進行編程。 基座零件的加工是通過數(shù)控機床進行加工的，數(shù)控技術是現(xiàn)在的機床的發(fā)展趨勢，降低了人們的勞動程度，提高了工作效率，現(xiàn)在各國都非常注重數(shù)控技術的應用，并不斷發(fā)展，以取得更高的勞動效率。 關鍵詞： 基座 編程 毛坯尺寸 工序 數(shù)控機床 目錄 前言 4 第1章緒論........................................................................................................................................5 1.1數(shù)控機床介紹......................................................................................................................6 1.2數(shù)控機床的組成..................................................................................................................8 1.3數(shù)控加工的介紹..................................................................................................................9 1.4數(shù)控編程的分類................................................................................................................10 第2章零件的分析 11 2.1零件作用 12 2.2零件的工藝性分析 12 2.3確定加工方案 13 2.4確定生產(chǎn)類型....................................................................................................................14 第3章確定毛坯制造形式 15 第4章確定零件的工藝過程 16 4.1基準的選擇 16 4.1.1粗基準的選擇 16 4.1.2精基準的選擇 17 4.2制定工藝路線 17 第5章確定機械加工余量，毛坯尺寸及毛坯圖 17 5.1確定機械加工余量 17 5.2確定毛坯尺寸 18 第6章工序設計 18 6.1夾具選擇 18 6.2刀具、量具的選擇 19 6.3機床選擇 19 第7章確定切削用量以及基本時間 19 7.1切削用量及基本時間的確定............................................................................................20 第8章零件的數(shù)控編程加工 21 8.1數(shù)控編程的定義及分類....................................................................................................22 8.1.1數(shù)控編程的定義.....................................................................................................22 8.1.2數(shù)控編程的分類.....................................................................................................22 8.2數(shù)控車程序的確定............................................................................................................23 8.2.1編程方法的選擇.....................................................................................................24 8.2.2編程原點的確定.....................................................................................................24 8.3主要加工工序程序清單....................................................................................................24 致 謝..........................................................................................................................................24 參考文獻 25 前言 　 數(shù)控技術的應用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，而且隨著數(shù)控技術的不斷發(fā)展和應用領域的擴大，他對國計民生的一些重要行業(yè)（汽車、輕工、醫(yī)療等）的發(fā)展起著越來越重要的作用，因為這些行業(yè)所需裝備的數(shù)字化已是現(xiàn)代發(fā)展的大趨勢。從目前世界上數(shù)控技術及其裝備發(fā)展的趨勢來看，其主要研究熱點有以下幾個方面： 　　 1、高速、高精加工技術及裝備的新趨勢 　　效率、質量是先進制造技術的主體。高速、高精加工技術可極大地提高效率，提高產(chǎn)品的質量和檔次，縮短生產(chǎn)周期和提高市場競爭能力。 　　 2、五軸聯(lián)動加工和復合加工機床快速發(fā)展 　　 采用5軸聯(lián)動對三維曲面零件的加工，可用刀具最佳幾何形狀進行切削，不僅光潔度高，而且效率也大幅度提高。 　　 3、智能化、開放式、網(wǎng)絡化成為當代數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢 　　目前開放式數(shù)控系統(tǒng)的體系結構規(guī)范、通信規(guī)范、配置規(guī)范、運行平臺、數(shù)控系統(tǒng)功能庫以及數(shù)控系統(tǒng)功能軟件開發(fā)工具等是當前研究的核心。 　　 　　 4、重視新技術標準、規(guī)范的建立 　　 （1）關于數(shù)控系統(tǒng)設計開發(fā)規(guī)范 　 開放式數(shù)控系統(tǒng)有更好的通用性、柔性、適應性、擴展性，美國、歐共體和日本等國紛紛實施戰(zhàn)略發(fā)展計劃，并進行開放式體系結構數(shù)控系統(tǒng)規(guī)范的研究和制定，世界3個最大的經(jīng)濟體在短期內進行了幾乎相同的科學計劃和規(guī)范的制定，預示了數(shù)控技術的一個新的變革時期的來臨。我國在2000年也開始進行中國的ONC數(shù)控系統(tǒng)的規(guī)范框架的研究和制定。 　　 （2）關于數(shù)控標準 　　 數(shù)控標準是制造業(yè)信息化發(fā)展的一種趨勢。數(shù)控技術誕生后的50年間的信息交換都是基于ISO6983標準，即采用G，M代碼描述如何加工，其本質特征是面向加工過程，顯然，他已越來越不能滿足現(xiàn)代數(shù)控技術高速發(fā)展的需要。為此，國際上正在研究和制定一種新的CNC系統(tǒng)標準ISO14649（STEP－NC)，其目的是提供一種不依賴于具體系統(tǒng)的中性機制，能夠描述產(chǎn)品整個生命周期內的統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型，從而實現(xiàn)整個制造過程，乃至各個工業(yè)領域產(chǎn)品信息的標準化。 第1章 緒論 1.1數(shù)控機床的介紹 數(shù)字控制（Numerical Control,簡稱NC）技術是近代發(fā)展起來的一種用數(shù)字化信息進行控制的自動控制技術，在機床領域具體指的是用數(shù)字化信號對機床運動及加工過程進行控制的一種方法。定義中的“機床”不僅指金屬切削機床，還包括其他各類機床，如線切割機床，三坐標測量機等。 數(shù)控系統(tǒng)（NC System）是指采用數(shù)字控制技術的控制系統(tǒng)。這種控制系統(tǒng)，能自動閱讀輸入載體上預先給定的數(shù)字值和指令，并將其譯碼，處理，從而自動的控制機床進給運動進行零件加工。裝備了數(shù)控系統(tǒng)的機床稱為數(shù)控機床。 數(shù)控機床（NC Machine Tools）又稱CNC機床，數(shù)字化信息實現(xiàn)機床控制的機電一體化產(chǎn)品。它能利用數(shù)字化信息（指令，代碼）對機床的進給運動和加工過程進行控制，即把刀具和工件之間的相對位置，機床電動機的啟動和停止，主軸變速，刀具的選擇，工件的夾緊松開，冷卻電動機的開關等各種操作和順序動作等信息用代碼化的數(shù)字信息送入數(shù)控裝置，經(jīng)過譯碼，運算，發(fā)出各種指令控制機床伺服系統(tǒng)或其他執(zhí)行元件，使機床自動加工出所需要的工件。 1.2數(shù)控機床的組成 1.2.1 計算機數(shù)控裝置（CNC裝置） 計算機數(shù)控裝置是計算機數(shù)控系統(tǒng)的核心。其主要作用是根據(jù)輸入的零件加工程序或操作命令進行相應的處理，然后輸出控制命令道相應的執(zhí)行部件（伺服單元，驅動裝置和PLC等），完成零件加工程序或操作所要求的工作。所有這些都是在CNC裝置的協(xié)調控制及合理組織下，使整個系統(tǒng)都有條不紊的工作。它主要由計算機系統(tǒng)，位置控制板，PLC接口板，通信接口板，擴展功能模塊以及相應的控制軟件等組成。 1.2.2 伺服單元，驅動裝置和監(jiān)測裝置 伺服單元和驅動裝置包括主軸伺服驅動裝置，主軸電動機，進給伺服驅動裝置及進給電動機。測量裝置是指位置和速度測量裝置，它實現(xiàn)主軸控制，進給速度閉環(huán)控制和進給位置閉環(huán)控制的必要裝置。主軸伺服系統(tǒng)的作用實現(xiàn)零件加工的切削運動 其控制量為速度，特點是能靈敏，準確地實現(xiàn)CNC裝置的位置和速度指令。 1.2.3 控制面板 控制面板又稱為操作面板，是操作人員與數(shù)控機床（系統(tǒng)）進行信息交換的工具。操作人員可以通過它對數(shù)控機床進行操作，編程，調試或對機床參數(shù)進行設定和修改，也可以通過它了解或查詢數(shù)控機床的運行狀態(tài)。它是數(shù)控機床的一個輸入輸出部件，主要由按鈕站，狀態(tài)燈，案件陣列（功能與計算機鍵盤一樣）和顯示器等部分組成。 1.2.4 控制介質與程序輸入輸出設備 控制介質是記錄零件加工程序的媒介，是人與機床建立聯(lián)系的介質。程序輸入輸出設備是CNC系統(tǒng)與外部設備進行信息交互的裝置，其作用是將記錄在控制介質上的零件加工程序輸入CNC系統(tǒng)，或將已調試好的零件加工程序通過輸出設備存放或記錄在相應的介質上。目前數(shù)控機床常用的控制介質和程序輸入輸出設備是磁盤和磁盤驅動器等 此外，現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)一般可以利用通信方式進行信息交換。這種方式是實現(xiàn)CAD（計算機輔助設計）/CAM（計算機輔助制造）的集成，F(xiàn)MS(柔性制造系統(tǒng)),CIMS(計算機集成制造系統(tǒng))的基本技術。目前在數(shù)控機床上常用的通信方式有： （1） 串行通信 （2） 自動控制專用接口 （3） 網(wǎng)絡技術 1.2.5 PLC（可編程序控制器），機床I/O（輸入/輸出）電路和裝置 PLC用于進行與邏輯運算、順序動作有關的I/O控制，它由硬件和軟件組成。機床I/O電路和裝置是用于實現(xiàn)I/O控制的執(zhí)行部件，由繼電器、電磁閥、行程開關、接觸器等組成的邏輯電路。它們共同完成以下任務： （1） 接受CNC的M、S、T指令，對其進行譯碼并轉換成對應的控制信號，控制輔助裝置完成機床的開關動作； （2） 接受操作面板和機床傳送來的I/O信號，送給CNC裝置，經(jīng)處理后，輸出給指令控制CNC系統(tǒng)的工作狀態(tài)和機床的動作。 1.2.6 機床本體 機床本體是數(shù)控系統(tǒng)的控制對象，是實現(xiàn)加工零件的執(zhí)行部件。它主要由主傳動部件（主軸、主傳動機構）、進給運動部件（工作臺、托板及相應的傳動機構）、支承件（立柱、床身等）以及特殊裝置、自動工件交換（APC）系統(tǒng)、自動刀具交換（ATC）系統(tǒng)和輔助裝置（如冷卻、潤滑、排屑、轉位和夾緊裝置等）組成。 1.3數(shù)控加工的介紹 1.3.1 數(shù)控加工過程 與傳統(tǒng)加工比較，數(shù)控加工與普通機床加工方法與內容上有許多相似之處，不同點主要表現(xiàn)在控制方式上。以機械加工為例，用普通機床加工零件時，工序的安排、機床運動的先后次序、走刀線路及有關切削參數(shù)的選擇等，都是由操作者自行考慮和確定的，而且是用手工操作方式來進行控制的。操作者總是根據(jù)零件和工序卡的要求，在加工過程中不斷改變刀具與工件的相對運動軌跡和加工參數(shù)（位置、速度等），使刀具對工件進行切削加工，從而得到所需要的合格零件。如果采用自動車床，仿形車床和仿形銑床加工，雖然也能達到對加工過程的自動控制目的，但其控制是通過預先配置的凸輪、擋塊及靠模來實現(xiàn)的。而在CNC機床上，傳統(tǒng)的人工操作均被數(shù)控系統(tǒng)的自動控制所取代。其工作過程是：首先要將被加工的零件圖上的幾何信息和工藝信息數(shù)字化，即將刀具與工件的相對運動軌跡、加工過程中主軸速度和進給速度的變換、冷卻液的開關、工件和刀具的交換等控制和操作，按規(guī)定的代碼和格式編成加工程序，然后將該程序送入數(shù)控系統(tǒng)。數(shù)控系統(tǒng)則按照程序的要求，先進行相應的運算、處理，然后發(fā)出控制命令，使各坐標軸、主軸以及輔助動作相互協(xié)調，實現(xiàn)刀具與工件的相對運動，自動完成零件的加工。 1.3.2 數(shù)控加工中的數(shù)據(jù)轉換過程 CNC系統(tǒng)的數(shù)據(jù)轉換過程如圖所示 成形運動 進給伺服系統(tǒng) 插補處理 刀補處理 譯碼 加工程序 切削運動、機床I/O裝置 PLC控制 （1） 譯碼 譯碼程序的主要功能就是將用文本格式（通常用ASCII碼）表達的零件加工程序，以程序段為單位轉換成刀補處理程序所需要的數(shù)據(jù)結構（格式），該數(shù)據(jù)結構用來描述一個程序段解釋后的數(shù)據(jù)信息。它主要包括：X、Y、Z等坐標值，進給速度，主軸轉速， G代碼，M代碼，刀具號，子程序處理和循環(huán)調用處理等數(shù)據(jù)或標志的存放順序和格式。 （2） 刀補處理（計算刀具中心軌跡） 為方便編程，零件加工程序通常是按零件輪廓或按工藝要求設計的進給路線編制的，而數(shù)控機床在加工過程中控制的是刀具中心（準確地說是刀位點）軌跡因此在加工前必須將編程軌跡變換成刀具中心的軌跡。刀補處理就是完成這種轉換的處理程序 （3） 插補計算 數(shù)控編程提供了刀具運動的起點、終點和運動軌跡，而刀具怎么從起點沿運動軌跡走向終點則由數(shù)控系統(tǒng)的插補裝置或插補軟件來控制。該程序以系統(tǒng)規(guī)定的插補周期定時運行，它將由各種線性（直線、圓弧等）組成的零件輪廓，按程序給定的進給速度F，實時計算出各個進給軸在內的位移指令（），并送給進給伺服系統(tǒng)，實現(xiàn)成形運動。 （4） PLC控制 CNC系統(tǒng)對機床的控制分為對各坐標軸的速度和位置的“軌跡控制”和對機床動作的“順序控制”或稱“邏輯控制”。后者是指在數(shù)控機床運行過程中，以CNC內部和機床各行程開關、傳感器、按鈕、繼電器、等開關信號狀態(tài)為條件，并按預先規(guī)定的邏輯關系對諸如主軸的起停、換向，刀具的更換，工件的夾緊、松開，液壓、冷卻、潤滑系統(tǒng)的運行等進行控制，PLC控制就是實現(xiàn)上述功能的模塊 通過所述，數(shù)控機床加工原理就是講預先編好的加工程序以數(shù)據(jù)的形式輸入數(shù)控系統(tǒng)，數(shù)控系統(tǒng)通過譯碼、刀補處理、插補計算等數(shù)據(jù)處理和PLC協(xié)調控制，最終實現(xiàn)零件的自動化加工。 1.4數(shù)控編程的分類 數(shù)控機床和普通機床不同，整個加工過程中不需要人的操作，而由程序來進行控制。在數(shù)控機床加工零件時，首先要分析零件圖樣的要求、確定合理的加工路線及工藝參數(shù)、計算刀具中心運動軌跡及其位置數(shù)據(jù)；然后然后把全部工藝過程以及其他輔助功能（主軸的正轉與反轉、切削液的開關、變速。換刀等）按運動順序，用規(guī)定的指令代碼及程序格式編制成數(shù)控加工程序，經(jīng)過調試后記錄在控制介質（或稱程序載體）上；最后輸入到數(shù)控機床的數(shù)控裝置中，以此控制數(shù)控機床完成工件的全部加工過程。因此，把從分析零件圖樣開始到獲得正確的程序載體為止的全部過程為零件加工程序的編制。 數(shù)控編程一般分為手工編程和自動編程兩種: 1）手工編程 手工編程是指程序編制的整個步驟幾乎全部是由人工完成的。對于幾何形狀不太復雜的零件，所需要的加工程序不長，計算也比較簡單，出錯機會較少，這時用手工編程即及時又經(jīng)濟，因而手工編程仍被廣泛的應用于形狀簡單的點位加工及平面輪廓加工中。但是工件輪廓復雜，特別是加工非圓弧曲線、曲面等平面，或工件加工程序較長時，使用手工編程將十分繁瑣、費時，而且容易出錯，常會出現(xiàn)手工編程工作跟不上數(shù)控機床的加工情況，影響數(shù)控機床的開動率。此時必須用自動編程的方法編制程序。 2）自動編程 自動編程有兩種：APT軟件編程和CAM軟件編程 APT軟件是利用計算機和相應的處理程序、后置處理程序對零件源程序進行處理，以得到加工程序的編程方法。在具體的編程過程中，除擬定工藝方案仍主要依靠人工進行外（有些自動編程系統(tǒng)能確定最佳的加工工藝參數(shù)），其余的工作，包括數(shù)值計算、編寫程序單、制作數(shù)控介質、程序檢驗等各項工作均有計算機自動完成。編程人員只需要根據(jù)圖樣的要求，使用數(shù)控語言編寫出零件加工的源程序，送入計算機，由計算機自動地進行數(shù)值計算、后置處理，編寫出零件加工程序單，并在屏幕模擬顯示加工過程，及時修改，將加工程序通過直接通信的方式送入數(shù)控機床，指揮機床工作。 CAM軟件是將加工零件以圖形的形式輸入計算機，有計算機自動進行數(shù)值計算、前置處理，在屏幕上形成加工軌跡，及時修改，再通過后置處理形成加工程序輸入數(shù)控機床進行加工。自動編程的出現(xiàn)使得一些計算繁瑣、手工編程困難、或手工無法編出的程序都能夠實現(xiàn)。 第2章零件的分析 2.1零件作用 利用基座可以整平測量設備和對中地面標志點。要想取得正確的測量成果，必須用螺栓將基座牢牢地固定在三腳架頭上，保證儀器正確、可靠地安裝在基座上。 三腳架和基座的穩(wěn)定性是測量數(shù)據(jù)可靠性的主要影響因素。保證測量精度的關鍵因素是測量儀器平臺的穩(wěn)定性。儀器的平臺不穩(wěn)定，測量數(shù)據(jù)就沒有可靠性可言。下圖所示即為基座的零件圖： 2.2零件的工藝性分析 （1） 基座主要有兩個加工表面，分別是左右兩個端面，其表面粗糙度均是6.3μm。 （2） 基座軸向中心線上面的外圓，∮102內孔，內孔以及∮94.8內孔有很高的粗糙度要求，其中外圓的表面粗糙度為Ra3.2，∮94.8內孔的粗糙度要求為Ra6.3μm,其余均為Ra1.8. （3） 基座Φ14深度1MM孔的粗糙度要求為Ra12.5μm.以及的孔的表面粗糙度為3.2μm。 （4） 基座端面上的8-∮11孔的表面粗糙度均為12.5μm.。 2.3確定加工方案 左 右 端 面 ：粗糙度6.3μm 粗車—半精車 內孔 ： 粗糙度1.6μm 粗鏜—半精鏜--精鏜 ∮102內孔 ： 粗糙度1.6μm 粗鏜—半精鏜--精鏜 ∮94.8內孔 ： 粗糙度6.3μm 粗鏜—半精鏜 ∮14深1mm孔： 粗糙度12.5μm 鉆—擴 孔 ： 粗糙度3.2μm 鉆—鉸 8-孔： 粗糙度12.5μm 鉆—擴 17.2MM鍵槽： 粗糙度6.3μm 粗銑—半精銑 去毛刺 鍍鋅 入庫 2.4確定生產(chǎn)類型 生產(chǎn)綱領 企業(yè)在計劃期限內應當生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量和進度計劃。年生產(chǎn)綱領是包括備用品和廢品在內的某些產(chǎn)品的產(chǎn)量。 生產(chǎn)類型 企業(yè)（或車間、工段、班組、工作地）生產(chǎn)專業(yè)化程度的分類，一般分為大量生產(chǎn)、成批生產(chǎn)和單件生產(chǎn)三種類型。 已知該零件的年產(chǎn)量為2000臺，其設備品率為10%，機械加工廢品率為1%，現(xiàn)制定基座的機械加工工藝規(guī)程。 =20001（1+10％+1％） =2220 基座零件的年產(chǎn)量為2220件，現(xiàn)已知該產(chǎn)品屬于中型機械，根據(jù)《機械制造工藝簡明手冊》表1.1—2生產(chǎn)類型與生產(chǎn)綱領的關系，可確定其生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)。 第3章確定毛坯制造形式 毛坯選擇應考慮的因素： （1）零件的力學性能 相同的材料采用不同的毛坯制造形式，其力學性能有所不同。鑄件的強度。壓力澆注和壓力澆注的鑄件，金屬型澆注的鑄件，砂型澆注的鑄件依次遞減；鋼質零件的鑄造毛坯，其力學性能高于鋼質棒料和鑄鋼件。 ( 2) 零件的結構形狀和外形輪廓 形狀復雜、力學性能要求不高可采用鍛鋼件。形狀復雜和壁薄的毛坯不宜采用金屬型鍛造。尺寸較大的毛坯，不宜采用模鍛、壓鑄和精鑄，多采用砂型鑄造和自由鍛造。外形復雜較小的零件宜采用精密的鍛造方式，以免機械加工。其直徑相差不大的階梯軸宜采用棒料，相差較大時宜采用鍛件。 （3）生產(chǎn)綱領和生產(chǎn)批量 生產(chǎn)綱領大時宜采用高精度與高生產(chǎn)率的毛坯制造方式，生產(chǎn)綱領小時，宜采用設備投資小的毛坯制造方法。 （4）現(xiàn)場生產(chǎn)條件和發(fā)展 應經(jīng)過技術經(jīng)濟分析和論證。 該零件的材料為45#，考慮到零件的形式及結構較為簡單，所受的沖擊力不大，且是大批生產(chǎn)，根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.3—1，選擇鍛造中的模鍛鍛造。其強度=145MPa，硬度為160—180HBS。 第4章確定零件的工藝過程 4.1基準的選擇 4.1.1粗基準的選擇 粗基準選擇的原則要保證工件的加工表面與不加工表面的位置要求，應以不加工表面作為粗基準，工件的某重要加工表面的加工余量均勻，加工表面有足夠的加工余量，所以選擇左右側面作為粗基準，其加工余量少，鍛造直接達到的表面粗糙度是12.5μm。 4.1.2精基準的選擇 精基準選擇的原則主要有基準重合，基準統(tǒng)一，自為基準，互為基準的原則，所以用已經(jīng)加工過的外圓面作為精基準，其經(jīng)過粗車達到的粗糙度為3.2μm，其要求的表面的粗糙度值較高。 4.2制定工藝路線 方案一： 工序一：鍛造 工序二：時效處理 工序三：粗車左右端面 工序四：半精車左右端面 工序五：粗鏜、半精鏜Φ94.8mm、Φ102mm、內孔，精鏜內孔。 工序六：鉆底孔Φ13.5mm，擴孔至Φ14mm；鉆底孔Φ13.5mm，鉸孔至mm.鉆底孔Φ10.5mm，擴孔鉆Φ11mm. 工序七：粗銑17.2mm鍵槽 工序八：半精銑17.2鍵槽 工序九：去毛刺 工序十：鍍鋅 工序十一：檢驗入庫 方案二： 工序一：鍛造 工序二：時效處理 工序三：粗車左右端面 工序四：半精車左右端面 工序五：粗鏜、半精鏜Φ94.8mm、Φ102mm、內孔，精鏜內孔。 工序六：粗銑17.2mm鍵槽 工序七：半精銑17.2鍵槽 工序八：鉆底孔Φ13.5mm，擴孔至Φ14mm；鉆底孔Φ13.5mm，鉸孔至mm.鉆底孔Φ10.5mm，擴孔鉆Φ11mm. 工序九：去毛刺 工序十：鍍鋅 工序十一：檢驗入庫 比較方案一和方案二，根據(jù)加工階段的劃分應該盡量的將工序集中，將零件的各個表面的加工集中在少數(shù)幾道工序里完成，每個工序的工步較多，有利于采用高效的專用設備和工藝裝備。應盡量將同一機床上加工的工序集中在一起，這樣有利于節(jié)省時間，提高效率。按照先基面后其他的順序，應先加工粗基準，在重要的加工面時應該對精基準面進行修正，按照先主后次，先粗后精的順序，先面后孔的原則，精度要求較高的各個主要表面進行粗加工、半精加工、精加工。對于和主要表面有位置要求的次要表面應該安排在主要加工表面之后，一般情況下精加工和光整階段的加工應放在最后的階段進行。 方案一按照先面后孔的原則，以及先粗后精的原則，方案二則沒有注意先面后孔的原則，所以選擇方案一。 第5章確定機械加工余量，毛坯尺寸及毛坯圖 5.1確定機械加工余量 低壓鍛造的機械加工余量的確定，確定時，根據(jù)估算的鍛件質量、加工精度以及形狀的復雜系數(shù)，可以查出除孔之外的內外表面的加工余量。孔的加工余量可以由表查出。 表5.1—1 左右表面的加工余量表 加工余量 經(jīng)濟精度等級 尺寸 表面粗糙度 磨削 0.2 H7 17.5 0.8μm 精銑 1.0 H8 17.7 1.6μm 粗銑 2.3 H9 18.7 3.2μm 毛坯 3.5 H10 21 6.3μm 表5.1—2 內孔的加工余量表 加工余量 經(jīng)濟精度等級 尺寸 表面粗糙度 磨削 0.5 H7 9 0.8μm 精車 1.0 H8 9.5 1.6μm 粗車 3.0 H9 10.5 3.2μm 毛坯 4.5 H10 13.5 6.3μm 表5.1—3 直孔加工余量表 加工余量 經(jīng)濟精度等級 尺寸 表面粗糙度 鉸孔 1.0 H8 17.5 3.2μm 鉆 2.5 H9 18.5 6.3μm 毛坯 3.5 H10 21 6.3μm 表5.1—4 外圓表面加工余量 加工余量 經(jīng)濟精度等級 尺寸 表面粗糙度 半精車 1.0 H8 50 3.2μm 粗車 2.5 H9 51 6.3μm 毛坯 3.5 H10 53.5 6.3μm 表5.1—5 鍵槽的加工余量 加工余量 經(jīng)濟精度等級 尺寸 表面粗糙度 精銑 0.25 H8 1.6μm 半精銑 0.75 H9 3.2μm 粗銑 1.0 H10 6.3μm 5.2確定毛坯尺寸 基座除了左右端面以及∮14孔的粗糙度均為6.3μm 之外，其余的加工表面的粗糙度均為3.2μm以及1.6 μm，因此毛坯的厚度尺寸是左右端面的加工余量的和，毛坯的長度和寬度的尺寸是四周相對的兩面的加工余量的和。把個直孔的粗糙度是12.5μm ，只需要進行鉆和擴孔兩個工序即可，Φ14孔只需要進行鉆孔和擴孔既可，孔只需要進行鉆和鉸孔兩道工序就行了。 第6章工序設計 6.1夾具選擇 基座是臺階軸類零件，主要在車床、鉆床、銑床上進行加工，所以采用虎口鉗。 6.2刀具、量具的選擇 1）粗車、半精車左右端面 考慮到工件的定位夾緊方案及夾具結構設計等問題，采用數(shù)控車床CA6140，參考文獻[1]表4.2-38（P161）。游標卡尺0-125/0.02mm 、通用夾具、外圓車刀。 2）粗鏜、半精鏜、精鏜Φ94.8mm、Φ102mm、內孔 考慮到工件的定位夾緊方案及夾具結構設計等問題，采用臥式鏜床T6113，參考文獻[1]表4.2-38（P161）。游標卡尺0-125/0.02mm 、鏜刀YG15X。 3）鉆擴絞端面上的∮14，孔，8-∮11孔。 考慮到工件的定位夾緊方案及夾具結構設計等問題，采用鉆床Z3050，參考文獻[1]表4.2-38（P161）。游標卡尺0-125/0.02mm 、麻花鉆頭φ13.5、擴孔鉆φ14，絞刀φ15. 4）粗銑、半精銑17.2mm鍵槽。 考慮到工件的定位夾緊方案及夾具結構設計等問題，采用銑床X5032，參考文獻[1]表4.2-38（P161）。游標卡尺0-125/0.02mm 、通用夾具、面銑刀 6.3機床選擇 （1）工序20到40是粗車和半精車。用的是外圓車刀，切斷車刀，應選用臥式車床?？紤]到本零件屬于成批生產(chǎn)，所以選用的機床使用范圍較為廣泛為宜，故常常選用的是CA6140型數(shù)控車床能滿足加工要求 （《切削用量簡明手冊》表3.30） （2）工序50是鏜床加工，包括粗鏜、半精鏜、精鏜。從加工要求以及尺寸大小考慮，選用的是T6133型臥式鏜床（《機械加工工藝手冊》表7.2—3） （3）工序60是鉆削。加工要求的精度較高，表面粗糙度參數(shù)值較小，且尺寸不大，加工余量較小選用較為精密的鉆床才能滿足要求。故選用的是搖臂鉆床 （《機械制造工藝設計簡明手冊》表4.2—32） （4）工序70是粗銑、精銑17.2mm的鍵槽，考慮到孔的直徑均不是很大，可采用專用的分度夾具在銑床上進行加工，可選用X5032型立式銑床 （《切削用量簡明手冊》表2.36） 第7章確定切削用量以及基本時間 切削用量一般包括切削深度、經(jīng)濟量以及切削速度三個部分。其確定的方法是首先確定切削深度、進給量，再確定切削速度。 7.1切削用量以及基本時間的確定 本次設計所需數(shù)據(jù)和計算公式均從《機床夾具設計手冊》和《切削用量簡明手冊》中查閱。 工序一：車端面，打中心孔。 工序二：車削加工。 （一）粗車右端外圓 車床：選用CA6140型臥式車床。 刀具：硬質合金刀 量具：游標卡尺 （1），走刀次數(shù)。 （2）進給量。 （3）車刀后刀面最大磨損限度取為，硬質合金車刀壽命。 （4）確定切削速度 根據(jù)表1.27，其中修正系數(shù)，，，， ，所以： ； 確定主軸轉速： 按照C620-1車床的轉速，選擇 則實際切削速度 （二）粗車左端外圓。 車床：選用CA6140型臥式車床。 刀具：硬質合金刀 量具：游標卡尺 （1），走刀次數(shù)。 （2）進給量。 （3）車刀后刀面最大磨損限度取為，硬質合金端車刀壽命。 （4）確定切削速度 根據(jù)表1.27，其中修正系數(shù)，，，， ，所以： ； 確定主軸轉速： 按照C620-1車床的轉速，選擇 則實際切削速度 （三）半精車右端外圓 車床：選用CA6140型臥式車床。 刀具：硬質合金車刀 量具：游標卡尺 （1），走刀次數(shù)。 （2）進給量。 （3）車刀后刀面最大磨損限度取為，硬質合金車刀壽命。 （4）確定切削速度 根據(jù)表1.27，其中，，，，，所以： 確定主軸轉速： 取標準轉速 則實際切削速度 （四）半精車左端外圓 車床：選用CA6140型臥式車床。 刀具：硬質合車刀 量具：游標卡尺 （1），走刀次數(shù)。 （2）進給量。 （3）車刀后刀面最大磨損限度取為，硬質合金端車刀壽命。 （4）確定切削速度 根據(jù)表1.27，其中，，，，，所以： 確定主軸轉速： 取標準轉速 則實際切削速度 第 8章零件的數(shù)控編程加工 8.1數(shù)控編程的定義及分類 8.1.1數(shù)控編程的定義 編程是將加工零件的加工順序、刀具運動軌跡的尺寸數(shù)據(jù)、工藝參數(shù)（主運動和進給運動速度、切削深度）以及輔助操作（換刀、主軸正反轉、冷卻液開關、刀具夾緊松開等）加工信息，用規(guī)定的文字、數(shù)字、符號組成的代碼，按一定格式編寫成加工程序。 8.1.2數(shù)控編程的分類 數(shù)控編程又可分為手工編程和自動編程兩類。 手工編程時，整個程序的編制過程是由人工完成的。這要求編程人員不僅要熟悉數(shù)控代碼及編程規(guī)則，而且還必須具備有機械加工工藝知識和數(shù)值計算能力。對于點位加工或幾何形狀不太復雜的零件，數(shù)控編程計算較簡單，程序段不多，手工編程即可實現(xiàn)。 自動編程是用計算機把人們輸入的零件圖紙信息改寫成數(shù)控機床能執(zhí)行的數(shù)控加工程序，就是說數(shù)控編程的大部分工作有計算機來實現(xiàn)。 8.2數(shù)控車程序的確定 8.2.1編程方法的確定 該零件的刀具軌跡路徑主要由直線、圓弧組成，坐標點尺寸計算方便，故采用手工編程的方式編制其加工程序。 8.2.2編程原點的確定 該零件為規(guī)則的回轉型零件，其坐標原點可設在軸的兩端面中心上，這樣方便編程坐標的計算。其坐標原點如圖8.1所示。 圖8.1 坐標原點 8.3主要加工工序程序清單 8.3.1工序20的加工程序清單 程序 解釋說明 O0001 程序號 T0101（90外圓車刀） 換1號刀 M03 S500 主軸正轉，轉速500 M08 切削液開 G00 X55 Z2 快速運動至切削起點 G90 X53 Z-112 F120 粗車外圓至Ф155mm X52.2 Z-112 粗車外圓至Ф155mm G00 X100 Z100 快速運動至換刀位置 T0202（84外圓車刀） 換2號刀 M03 S800 主軸正轉，轉速800 G00 X51.99 Z2 快速運動至切削起點 G01 Z-112 F80 半精車外圓至Ф150mm X53 退刀 G00 X100 Z100 快速運動至換刀位置 T0303（5mm槽刀） 換3號槽刀 M03 S350 主軸正轉，轉速350 G00 X54 Z-72 快速運動至切削位置 G01 X34.7 F30 切槽 G00 X100 徑向退刀 Z100 軸向退刀 T0404（70外圓車刀） 換4號刀 M03 S500 主軸正轉，轉速500 G00 X54 Z-71 快速運動至循環(huán)起點 G73 U8.5 W0.5 R7 建立G73外圓車削循環(huán) G73 P100 Q200 U0.2 W0.2 F100 設定起終程序段、精加工余量 N100 G01 X34.7 F120 徑向進刀 Z-72 軸向進刀 G03 X44.592 Z-101.31 R25 車圓弧R11 G02 X52 Z-111 R7 車圓弧R11 N200 G01 X53 退刀 M03 S750 主軸正轉，轉速750 G70 P100 Q200 精車圓弧面 G00 X100 Z100 快速運動至換刀位置 M05 主軸停止 M09 切削液關 M30 程序結束 8.3.2工序50的加工程序清單 程序 解釋說明 O0003 程序號 T0101（90外圓車刀） 換1號刀 M03 S500 主軸正轉，轉速500 M08 切削液開 G00 X54 Z2 快速運動至循環(huán)起點 G71 U1 R1 建立G71車削循環(huán) G71 P100 Q200 U0.5 W0.5 F120 設定起終程序段，精加工余量 N100 G00 X0 快速進刀 G01 Z0 F80 靠近工件 X33 平端面 X35 Z-1 倒角 Z-15 車外圓 G02 X45 Z-20 R5 倒圓角 G01 X47.99 平端面 X51.99 W-2 倒角 N200 X54 退刀 G00 X100 Z100 快速運動至換刀點 M00 程序暫停，用尾座鉆頭鉆孔 T0202（60鏜刀） 換2號刀 M03 S400 主軸正轉，轉速400 M08 切削液開 G00 X19.8 Z2 快速運動切削起點 G01 Z-30.5 F100 粗鏜內孔 G00 X16 退刀 Z2 退刀 X20.01 進刀至精鏜位置 M03 S750 主軸正轉，轉速750 G01 Z-30.5 F50 精鏜內孔 G00 X16 退刀 Z2 X21.4 快速進刀至螺紋小徑位置 G01 Z-20 F100 鏜孔底徑 G00 X16 退刀 Z100 X100 快速運動至換刀位置 T0303（4mm內槽刀） 換3號刀 M03 S300 主軸正轉，轉速300 G00 X0 Z-20 快速運動至下刀點 G01 X24 F30 切內槽 X0 退刀 G00 Z100 X100 快速運動至換刀點 T0404（60內螺紋車刀） 換4號刀 M03 S400 主軸正轉，轉速400 G00 X19 Z2 快速運動至循環(huán)起點 G76 P010060 Q100 R100 建立G76螺紋車削循環(huán) G76 X23.4 Z-18 P1200 Q500 F2 設定參數(shù) G00 X100 Z100 快速運動至換刀位置 T0505（84外圓車刀） 換5號刀 M03 S800 主軸正轉，轉速800 G00 X54 Z2 快速運動至循環(huán)起點 G70 P100 Q200 精車外輪廓 G00 X100 Z100 快速運動至換刀位置 M05 主軸停止 M09 切削液關 M30 程序結束 致 謝 三年的校園生活轉眼流逝，對于今天的我來說，在成長中給予我?guī)椭拿恳粋€人都功不可沒。在校的這三年時間里很感謝老師對我的淳淳教誨，也很感謝校領導給我的機會，讓我在學習之外，積累了更多的經(jīng)驗，給我的校園生活增添了更多色彩。必須全面強調我們的基礎知識、基本能力和基本素質，而且專業(yè)面要寬，以適應技術進步與市場的不斷變化。只有全方位的拓展自己的知識面，在實踐中與理論相結合，才能為社會貢獻自己的一份力量。 我這次的設計把我們所學的機械制造工藝學運用到設計之中來。還有編程，在設計中遇到的困難，老師給予了幫助，對此我真的很感謝我的這些老師。我想老師們的教誨將使我一生受用！ 參考文獻 1.李益民主編，機械制造工藝設計簡明手冊，北京：機械工業(yè)出版社，1993年 2.孫本緒，熊萬武編，機械加工余量手冊，北京：國防工業(yè)出版社，1999年 3.劉占斌，黃東編，常用金屬切削刀具的選用，北京：化學工業(yè)出版社，2010年 4.余英良主編，數(shù)控銑削加工實訓及案例解析，北京：化學工業(yè)出版社，2007年 5.顧京主編，數(shù)控加工編程及操作，北京：高等教育出版社，2002年 6.吳拓主編，機械制造工藝與機床夾具課程設計指導書，北京：機械工業(yè)出版社，2004年 7.孟少農主編，機械加工工藝手冊，北京：機械工業(yè)出版社，1991年 8.艾興，肖詩綱編，切削用量簡明手冊，北京：機械出版社，1991年 9.陳旭東主編，機床夾具設計，北京：清華大學出版社，2010年 10.劉登平主編，機械制造工藝及機床設計，北京：北京理工大學出版社，2008年