操作侧轴承座数控加工工艺及编程.docx

毕 业 设 计（论 文）设计题目：操作侧轴承座数控加工工艺及编程专 业：数控技术班 级：学 号：姓 名：指导老师：起讫日期年 月 日 年 月 日目 录第一章 绪论5 1.1 数控机床的组成6第二章 加工和数控工艺知识7 2.1 轴承盖零件分析8 2.2 刀具、量具的选择9 2.3确定毛坯的制作形式10 2.4 编制加工工艺13 2.5工艺规程的设计14 2.6确定切削用量及基本工时15 2.6.1夹持左端，粗车、半精车外圆以及右端面16 2.6.2掉头装夹，粗车、半精车外圆以及左端面17 2.6.3精车外圆，右端面至规定尺寸18 2.6.4掉头装夹，精车外圆，左端面至规定尺寸19 2.6.5钻中心孔21 2.6.6粗镗、90mm、75mm、22 2.6.7半精镗、至尺寸22 2.6.8钻、攻4-M8螺纹孔23 2.6.9粗铣10X45mm键槽、半精铣10X45mm键槽24 2.6.10钻、攻M4深9螺纹孔24第三章 工件的手动编程24 3.1 数控编程的定义及分类24 3.1.1数控编程的定义25 3.1.2数控编程的分类26 3.1.3编程方法的选择26 3.2 编程原点的确定27 3.3 零件造型及加工27 3.4 主要加工工序程序清单27总结28参考文献29致谢30第一章 绪论1.1数控机床的组成 毕业 数控机床的基本组成部分包括加工程序、数控装置、伺服驱动装置、机床主轴和其他辅助的装置。下面分别对各组成部分的基本工作过程进行简要的说明。1）采用具有高硬度的、高抗震性及较小热变形的机床新结构。通常用提高结构系统的静刚度、增加阻尼、调整结构件质量和固有频率等方法来提高机床主机的刚度和抗震性，使机床主体能适应数控机床连续自动地进行切削加工的需要。采取改善机床结构布局、减少发热、控制温升及采用热位移补偿等措施，可减少热变形对机床主机的影响。2）广泛采用高性能的主轴伺服驱动和进给伺服驱动装置，使数控机床的传动链缩短，简化了机床机械传动系统的结构。3）采用高传动效率、高精度、无间隙的传动装置和运动部件，如滚珠丝杠螺母副、塑料滑动导轨、直线滚动导轨、静压导轨等。数控机床辅助装置辅助装置是保证充分发挥数控机床功能所必需的配套装置，常用的辅助装置包括：气动、液压装置，排屑装置，冷却、润滑装置，回转工作台和数控分度头，防护，照明等各种辅助装置。 数控机床一般由控制系统、数控装置系统、数控伺服系统、测量反馈装置和机床主机组成，如图1-2：1控制介质控制介质是存贮数控加工所需要的全部动作和刀具相对于工作位置信息的媒介物，它记载着加工零件的加工程序。常用的有穿孔带、穿孔卡片、磁带和磁盘等。数控装置的基本组成框图如图1-3：图1-3数控装置的基本组成 程序编制的一般步骤：图1-4表示的零件图到成品的全过程，虚线框图中即为程序编制的内容及步骤。图1-4零件图到成品的全过程 用于对坐标轴（或工作台）实际位置的测量，7位坐标轴或执行机构的测量装置并反反馈到控制系统或伺服系统，形成全封闭控制。后者用以对驱动电机轴位置检测并反馈到数控系统或伺服系统形成半闭环控制若不需要检测装置到形成开环控制。 开环系统简单，易于控制，但精度差，低速不平稳，变速扭矩小，一半用于倾覆在变化不太大或经济型数控机床上。 全闭环系统适用于具有传动部件精度高，性能稳定，使用过程温度差变化不大的高精度数控机床。第二章加工和数控工艺知识2.1操作侧轴承座零件的分析 由零件图可知，该零件为锻造零件，采用模锻后，经过卧式带锯床下料后进行数控机床加工，然后通过镗床配合对应的夹具镗孔，最后在摇臂钻床配合对应的钻孔夹具钻、攻操作侧轴承座上面的各螺纹孔，最后进入钳工工序，进行去毛刺工序，最后进行电镀和检验入库工序。 2.2刀具、量具的选择 由图样分析，该图样需要车削的轮廓我们直接选择通过三爪定位卡盘夹持工件毛坯，在数控车床上面直接进行加工，我们选择外圆车刀以及游标卡尺作为测量工具。、90mm、75mm、孔，都是在镗床上面进行镗削加工的，我们选择内孔镗刀和内径千分尺作为加工刀具和量具。4-M8螺纹孔采用先钻孔后攻丝孔，我们选择摇臂钻床上面通过和游标卡尺，游标深度尺来加工和测量，我们选择8铣刀通过专用的铣槽夹具来实现，通过游标深度尺来进行测量。M4深9螺纹孔，我们选择在摇臂钻床上面，先钻底孔3.2，用M4丝攻攻牙来实现，同样选择游标深度尺来实现该螺纹孔的加工与测量。2.3确定毛坯的制作形式 毛坯选择应考虑的因素：（1）零件的力学性能 相同的材料采用不同的毛坯制造形式，其力学性能有所不同。铸件的强度。压力浇注和压力浇注的铸件，金属型浇注的铸件，砂型浇注的铸件依次递减；钢质零件的铸造毛坯，其力学性能高于钢质棒料和铸钢件。( 2) 零件的结构形状和外形轮廓 形状复杂、力学性能要求不高可采用锻钢件。形状复杂和壁薄的毛坯不宜采用金属型锻造。尺寸较大的毛坯，不宜采用模锻、压铸和精铸，多采用砂型铸造和自由锻造。外形复杂较小的零件宜采用精密的锻造方式，以免机械加工。其直径相差不大的阶梯轴宜采用棒料，相差较大时宜采用锻件。（3）生产纲领和生产批量 生产纲领大时宜采用高精度与高生产率的毛坯制造方式，生产纲领小时，宜采用设备投资小的毛坯制造方法。（4）现场生产条件和发展 应经过技术经济分析和论证。该零件的材料为45#钢，考虑到零件的形式及结构较为简单，所受的冲击力不大，且是大批生产，根据机械制造工艺设计简明手册表1.31，选择锻造中的热锻。其强度=145MPa，硬度为160180HBS。2.4编制加工工艺2.4.1 下料圆钢145mm70mm 调整好卧式带锯床的尺寸，对锻件进行下料，下聊尺寸为145mm70mm 。 2.4.2 夹持左端，粗车、半精车外圆以及右端面 利用三爪卡盘夹紧工件，粗车、半精车外圆。2.4.3 掉头装夹，粗车、半精车外圆以及左端面。 利用三爪卡盘调头夹紧工件，粗车、半精车外圆。2.4.4 精车外圆，右端面至规定尺寸。 通过三爪卡盘夹紧工件精车外圆及右端面至尺寸。2.4.5 掉头装夹，精车外圆，左端面至规定尺寸。 通过三爪卡盘夹紧工件精车外圆及右端面至尺寸2.4.6钻中心孔。 安装中心孔钻头，钻中心孔。2.4.7粗镗、90mm、75mm、（其中、留余量半精镗，其它粗镗到尺寸）。 通过卧式镗床加工粗镗、90mm、75mm、，半精镗、内孔。2.4.8钻、攻4-M8螺纹孔。 用6.8麻花钻头钻M8螺纹孔底孔，然后通过M8丝杆攻M8牙。2.4.9 粗铣10X45mm键槽、半精铣10X45mm键槽. 通过专用的铣槽夹具夹紧工件，粗铣、半精铣铣10X45键槽。2.4.10 钻、攻M4深9螺纹孔 用3.2麻花钻头钻M4螺纹孔底孔，然后通过M4丝杆攻M4牙。2.4.11去除毛刺、飞边2.4.12表面镀锌2.4.13验收、入库2.5 工艺规程的设计 机械加工工艺规程是指在一定的加工条件下，确定一种较为合理的加工工艺，并将它以表格形式的技术文件呈现来指导生产的一类文件，同时也是规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件。机械加工工艺过程的基本单元是工序。工序是由安装、工位、工步及走刀组成。 生产过程就是指将原材料转变为成品的全过程。包括原材料的运输、保管和准备、产品技术、生产准备、毛坯制造、零件的机械加工和材料热处理，部件和产品的装配、检验与调试、油漆包装、以及产品的销售和售后服务等等。 2.6确定切削用量及基本工时 2.6.1夹持左端，粗车、半精车外圆以及右端面1)本工序为粗车外圆145及端面的工序，根据工况，我们选择CK6141型数控车床。 刀具：硬质合金刀 量具：游标卡尺 （1），走刀次数。 （2）进给量。 （3）车刀后刀面最大磨损限度取为，硬质合金车刀寿命。 （4）确定切削速度 根据表1.27，其中修正系数， ，所以：按照CK6141数控车床的转速，选择 则实际切削速度 2）基本时间的确定 根据切削用量简明手册可知，有一下公式： 公式中，l=30mm，根据切削用量简明手册表3.26，车刀入切量及超切量，则L=42mm。2.6.2掉头装夹，粗车、半精车外圆以及左端面 1)本工序为粗车外圆145及端面的工序，根据工况，我们选择CK6141 型数控车床。 刀具：硬质合金刀 量具：游标卡尺 （1），走刀次数。 （2）进给量。 （3）车刀后刀面最大磨损限度取为，硬质合金车刀寿命。 （4）确定切削速度 根据表1.27，其中修正系数， ，所以：按照CK6141数控车床的转速，选择 则实际切削速度 2）基本时间的确定 根据切削用量简明手册可知，有一下公式： 公式中，l=40mm，根据切削用量简明手册表3.26，铣刀入切量及超切量，则L=52mm。 2.6.3精车外圆，右端面至规定尺寸 车床：选用CA6140型卧式车床。 刀具：硬质合车刀 量具：游标卡尺硬质合金端车刀，2.6.4掉头装夹，精车外圆，左端面至规定尺寸车床：选用CA6140型卧式车床。 刀具：硬质合车刀 量具：游标卡尺硬质合金端车刀， 2.6.5钻中心孔30。 本工序为钻30中心孔工序，根据实际工况，我们选择30中心孔钻头，刀具：硬质合金钢刀具根据切削用量简明手册查表可得：切削深度：进给量：根据实用机械工艺简明手册中表2.4-66，刀杆伸出长度取200mm，切削深度为。因此确定进给量;切削速度：参照实用机械工艺简明手册中表2.4-66，取机床主轴转速：，取实际切削速度： 工作台每分钟进给量：被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度： 取行程次数：(II)基本工时计算 根据切削用量简明手册可知，有一下公式：机动时间：； 本工序为钻30孔 的工序，根据切削用量简明手册查表可得:切削深度：进给量：根据切削深度，再参照实用机械工艺简明手册中表2.4-66。因此确定进给量切削速度：参照实用机械工艺简明手册中表2.4-66，取机床主轴转速：，取;实际切削速度：;工作台每分钟进给量：;被切削层长度：;刀具切入长度：;刀具切出长度： 取;行程次数：; 根据切削用量简明手册可知，有以下公式： 机动时间：;2.6.6粗镗、90mm、75mm、1）本工序为粗镗、90mm、75mm、工序，根据实际工况，我们选择卧式镗床，刀具：硬质合金钢刀具YG15.根据切削用量简明手册查表可得：切削深度：进给量：根据实用机械工艺简明手册中表2.4-66，刀杆伸出长度取200mm，切削深度为。因此确定进给量;切削速度：参照实用机械工艺简明手册中表2.4-66，取机床主轴转速：，取实际切削速度： 工作台每分钟进给量：被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度： 取行程次数：基本工时计算 根据切削用量简明手册可知，有一下公式：机动时间：；2.6.7精镗、内孔。1）本工序为精镗、工序，根据实际工况，我们选择卧式镗床，刀具：硬质合金钢刀具YG15.根据切削用量简明手册查表可得：切削深度：进给量：根据实用机械工艺简明手册中表2.4-66，刀杆伸出长度取200mm，切削深度为。因此确定进给量;切削速度：参照实用机械工艺简明手册中表2.4-66，取机床主轴转速：，取实际切削速度： 工作台每分钟进给量：被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度： 取行程次数：基本工时计算 根据切削用量简明手册可知，有一下公式：机动时间：；2.6.8钻、攻4-M8螺孔 本工序为钻、攻M8螺孔，已知工件材料45#，锻件在这里，机床的选用: 选用摇臂钻床Z35，功率P=1.5kw； 钻头的选择: 选用6.8麻花钻 材料为高速钢 钻头基本参数为：；1)钻削进给量的选择查机械制造工艺设计手册表342有 2)钻削速度的选择 查机械制造工艺设计手册表342有 所以3)计算切削深度 4)钻削扭矩的计算 查机械制造工艺设计手册表336有 式中： 所以， 5)计算轴向力 查机械制造工艺设计手册表336有 轴向力 式中 所以 因零件材料为HB=150，查机械制造工艺设计手册表336有 所以，实际的切削扭矩和轴向力分别为：6)计算切削功率 因为查机械制造工艺设计手册表336有 所以，机床功率足够;2.6.9粗铣10X45mm键槽、半精铣10X45mm键槽。 机床的选择：数控铣床 XK7132 P=13kw 刀具：选用高速钢圆镶齿三面刃铣刀 查 机械制造工艺设计简明手册3.139，刀具数据如下：d=16 1)铣削进宽度的选择查机械制造工艺设计简明手册表3.127可知12 这里取1.52)铣削每齿进给量的选择查机械制造工艺设计手册表328 329可知 0.25 3)铣削速度的选择查机械制造工艺设计手册表330可知所以：4)计算切削时间 查机械制造工艺、金属切削机床设计指导表1.415 可知： 所以，5)计算铣削力 查机械制造工艺设计手册表325有 ：式中： 所以， 6)校核机床功率 查切削用量简明手册表3.28有 所以，机床的功率足够2.6.10钻、攻M4深9螺纹孔 本工序为钻、攻M4螺孔，已知工件材料45#，锻件在这里，机床的选用: 选用摇臂钻床Z35，功率P=1.5kw； 钻头的选择: 选用3.5麻花钻 材料为高速钢 钻头基本参数为：；1)钻削进给量的选择查机械制造工艺设计手册表342有 2)钻削速度的选择 查机械制造工艺设计手册表342有 所以3)计算切削深度 4)钻削扭矩的计算 查机械制造工艺设计手册表336有 式中： 所以， 5)计算轴向力 查机械制造工艺设计手册表336有 轴向力 式中 所以 因零件材料为HB=150，查机械制造工艺设计手册表336有 所以，实际的切削扭矩和轴向力分别为：6)计算切削功率 因为查机械制造工艺设计手册表336有 所以，机床功率足够;第三章 工件的手动编程3.1数控编程的定义及分类3.1.1数控编程的定义 数控编程就是通过将图纸上面的信息利用程序的形式输入到数控机床加工系统里面，然后通过机床自身配带的系统来执行操作者输入的指令，来按照预先编织的程序加工零件。3.1.2数控编程的分类 手工编程时，操作者将图纸上面的信息利用程序的形式输入到数控机床加工系统里面，然后通过机床自身配带的系统来执行操作者输入的指令，来按照预先编织的程序加工零件。 自动编程的原理是计算自动将图纸里面的信息数据自动改变成程序，然后按照程序里的步骤一步步地执行的过程。3.1.3编程方法的选择该零件的刀具轨迹路径主要由直线、圆弧组成，坐标点尺寸计算方便，故采用手工编程的方式编制其加工程序。3.2编程原点的确定的确定该零件为规则的回转型零件其坐标原点可设在轴的两端面中心上这样方便编程坐标的计算。其坐标原点如图3.1所示。图3.1 坐标原点3.3 零件造型及加工 如下图所示，操作侧轴承座的零件图如下：其中，操作侧轴承座的毛坯图如下图所示：3.4 主要加工工序程序清单3.4.1 粗车外圆145及端面O0100程序解释说明O0001程序号T0101（90外圆车刀）换1号刀