数控车床刀架电机支座加工基本工艺设计.doc

湖南三一工业职业技术学院
毕 业 设 计
题 目 刀具支架零件数控加工工艺设计
专 业 数控技术
年 级 15级数控班
学生姓名 张伟杰 学号
指引教师 教师姓名　
日 期 5月

诚信声明

本人所呈交毕业设计，是在导师指引下，独立进行工作所获得成果，所有数据、图片资料均真实可靠。除方案中已经注明引用内容外，本设计不包括任何其她人或集体已经刊登或撰写过作品或成果。对本毕业设计做出重要贡献个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本毕业设计知识产权归属于培养单位。本人完全意识到本声明法律成果由本人承担。

本人签名： 日期：10月

目　录-

第一章 概述 1
1.1 问题提出及意义 1
1.1.1 问题提出 1
1.1.2本设计意义 1
1.2 毕业设计目和内容 1
1.2.1 毕业设计目 1
1.2.2 毕业设计内容 1
第二章 刀具支架零件分析 2
2.1零件图 2
2.2产品实物图 3
2.3零件功能简介 3
2.4零件性能简介 3
2.5零件图分析 3
2.5.1零件尺寸精度分析 3
2.5.2零件表面质量分析 3
2.5.3零件几何公差分析 3
2.5.4零件尺寸标注及构造性分析 4
第三章 刀具支架零件加工设备选取 5
3.1XKA5032铣床设备概况 5
3.1.1 XKA5032设备功能 5
3.1.2 XKA5032设备构成及布局 5
3.1.3 XKA5032设备构造特点 5
3.2 XKA5032设备系统选用 5
3.2.1 FANUC系统 5
3.2.2 FANUC系统特点 5
第四章 刀具支架零件装夹方案拟定 6
4.1 夹具简介 6
4.1.1 夹具分类 6
4.1.2 夹具功能 6
4.2 刀具支架零件定位 6
4.2.1定位基准选取 6
4.2.2 刀具支架零件定位基准选取和零件定位方式拟定 6
4.3 刀具支架零件装夹方式拟定 6
第五章 刀具支架零件加工刀具选用 7
5.1 车(铣)刀简介 7
5.2 刀具构造类型选取 7
5.3 刀具材料选用 7
5.4 刀具角度选取 7
5.5刀具卡 7
第六章 刀具支架零件切削参数设定 8
6.1 切削用量选取原则 8
6.2 刀具支架零件切削参数拟定 8
第七章 刀具支架零件加工方案拟定 9
7.1工艺路线分析与制定 9
第八章 刀具支架零件编程 10
8.1 特定部位编程 10
结束语 11
致 谢 12
参照文献 13

第一章 概述
1.1 问题提出及意义
1.1.1 问题提出
刀(刃)具很少直接装在数控车床刀架上，它们之间普通用刀座(也称刀夹)作过渡。刀座构造重要取决于刀体形状、刀架外型和刀架对主轴配备方式这三个因素。刀座精度直接决定刀具加工精度。
1.1.2本设计意义
本次课程设计是对详细零件加工工艺设计及程序编制，它综合考查了咱们对零件工艺分析能力和数控编程指令理解，如能独立认真地完毕这次设计将对能力提高和知识掌握及灵活运用起到很大增进作用。
1.2 毕业设计目和内容
1.2.1 毕业设计目
咱们进行了三年系统数控工艺、编程和生产管理等方面基本知识学习，并在三一集团中进行了一年生产实践，完毕毕业设计目就要将三年专业所学理论知识和实践综合地进行应用和表述。
1.2.2 毕业设计内容
本毕业设计重要通过对刀具支架性能和铣削加工前某些工艺分析以及构造钢铣削加工中生产速度与质量提高所要注意某些工艺程序理解，通过实践成果与数据采集分析，得出适合构造钢铣削速度与质量提高工艺方案及改进办法。
第二章 刀具支架零件分析
2.1零件图
刀具支架零件图如图2-1所示。

图2-1 零件图

工艺规定：
① 刀座支架严格按照图中工艺规定规定执行。
② 注意孔位位置度规定。保证表面粗糙度规定。
③ 刀座支架表面不得有毛刺，划痕，擦伤等损伤。
④ 未注公差按GB1804-M执行，未注锻造圆角为R＝3-5mm。
⑤ 经质保人员检查合格及生产报工后及时转下道工序。

2.2产品实物图
刀座支架零件实物图如图2-2所示。

图2-2 产品实物图
2.3零件功能简介
本零件用于数控车床主轴与刀具连接。
2.4零件性能简介
本零件是和刀具来配合起支撑或导向作用，刀具是装在主轴上面和主轴一起旋转，如果主轴和刀具支架”不同心，那么刀具和刀具支架也不会同心，刀具就会和支架发生干涉，或者支架主线就“支”不起刀具。因此必要保证刀具支架同轴度。
2.5零件图分析
2.5.1零件尺寸精度分析
刀具支架内圆Ф25公差级别为IT7级，采用基孔制。
止动扁面60、35公差级别为IT7级，公差值为3μm，采用基轴制
别的未注公差尺寸按GB/T1804-m进行控制。
2.5.2零件表面质量分析
零件采用HT200材料加工而成。
弹性模量：1.13~1.57×105MPa
剪切模量：0.45×105Mpa
泊松比：0.23~0.27
使用时能增长刀具支座抗外力性，及稳定导向性。
2.5.3零件几何公差分析
刀具支架内圆Ф25公差级别为IT7级，采用基孔制。
止动扁面60、35公差级别为IT7级，公差值为3μm，采用基轴制
2.5.4零件尺寸标注及构造性分析
本零件图为三个视图，两个剖视图。正视图为主轴和刀具联接重要视角，可见安装孔位及位置度规定，主剖视图标示支架内部孔状态.右视图辅助表达安装扁面及内部轴孔位置。

第三章 刀具支架零件加工设备选取
3.1 XKA5032设备概况

3.1.1XKA5032铣床设备功能
本机床用于中小批量生产和工具、维修，可用于铣削平面、梯面、斜面、沟槽及钻镗。配用分度头附件，可以加工螺旋槽和齿轮。
3.1.2 XKA5032铣床设备构成及布局
XKA5032立式铣床底座、机身、工作台、中滑座、升降滑座、主轴箱等重要构件均采用高强度材料锻造而成，并经人工时效解决，保证机床长期使用稳定性。3.1.3 XKA5032铣床设备构造特点
XKA5032立式铣床立铣头可在垂直平面内顺、逆回转调节 ±45°，拓展机床加工范畴；主轴轴承为圆锥滚子轴承，承载能力强，且主轴采用能耗制动，制动转矩大，停止迅速、可靠。
工作台X/Y/Z向有手动进给、机动进给和机动快进三种，进给速度能满足不同加工规定；迅速进给可使工件迅速到达加工位置，加工以便、快捷，缩短非加工时间。
3.2 XKA5032铣床设备系统选用
3.2.1 FANUC数控系统
FANUC公司为其CNC系统设计了如下几种工作方式，普通在机床操作面板上用回转式波段开关切换。
编辑（EDIT）方式手摇
进给或步进(HANDLE/INC)方式手动
持续进给(JOG)方式
存储器(自动)运营(MEM)方式
手动数据输入（MDI）方式
3.2.2 FANUC系统特点
日本FANUC公司数控系统具备高质量、高性能、全功能，合用于各种机床和生产机械特点，
在市场占有率远远超过其她数控系统
（1）系统在设计中大量采用模块化构造。这种构造易于拆装，各个控制板高度集成，使可靠性有很大提高，并且便于维修、更换。
（2）具备很强抵抗恶劣环境影响能力。其工作环境温度为0～45℃，相对湿度为75％。
（3）有较完善保护办法。FANUC对自身系统采用比较好保护电路。
（4）FANUC系统所配备系统软件具备比较齐全基本功能和选项功能。对于普通机床来说，基本功能完全能满足使用规定。
（5）提供大量丰富PMC信号和PMC功能指令。这些丰富信号和编程指令便于顾客编制机床侧PMC控制程序，并且增长了编程灵活性。
（6）具备很强DNC功能。系统提供串行RS232C传播接口，使通用计算机PC和机床之间数据传播能以便、可靠地进行，从而实现高速DNC操作。
（7）提供丰富维修报警和诊断功能。FANUC维修手册为顾客提供了大量报警信息，并且以不同类别进行分类。
本零件选用FANUC系统来进行外圆外轮廓，内孔内院精加工是不二选取。

第四章 刀具支架零件装夹方案拟定
4.1 夹具简介
4.1.1 夹具分类
（1）通用夹具是指已经原则化，在一定范畴内可用于加工不同工件夹具。例如，车床上三爪卡盘和四爪卡盘、顶尖和鸡心夹头；铣床上平口钳、分度头和回转工作台等。它们有很大通用性，无需调节或稍加调节就可以用于装夹不同工件。此类夹具普通已经原则化。由专业工厂生产，作为机床附件供应给客户。
（2）专用夹具是指专为某一工件某道工序加工而专门设计夹具，具备构造紧凑，操作迅速、以便等长处。专用夹具普通由使用厂依照自行设计和制造，合用于产品固定且批量较大生产中。
（3）组合夹具是在机床夹具零部件原则化基本上，由一整套预先制造好，局有各种不同形状、不同规格尺寸原则化元件和合件，按照组合化原理，针对工件加工规定组装成各种专用夹具。夹具使用完毕后，可以拆卸，留待组装新夹具时使用。组合夹具使用范畴十分广泛。它最适合于品种多、产品变化快、新产品试制和单元规定。用组合夹具元件可以组转成各类机床夹具。数控机床和柔性制造单元浮现，更加推动了组合夹具技术进步，扩大了组合夹具应用范畴。
（4）拼装夹具是指按某一工件某道工序加工规定，由原则化、系列化夹具元。
本零件采用能用夹具四爪卡盘和分度头等通用夹具进行装夹
4.1.2 夹具功能
四爪卡盘全称是机床用手动四爪单动卡盘,是由一种盘体,四个丝杆,一付卡爪构成..工作时是用四个丝杠分别带动四爪,因而常用四爪单动卡盘没有自动定心作用.四爪单动卡盘卡爪只有一种整体爪. 这种卡盘四爪不能联运,需分别扳动，一种卡爪可单独移动合用于夹持偏心零件和不规则形状零件。
4.2 刀具支架零件定位
4.2.1定位基准选取
1、粗基准选取
有无加工表面要选取没加工便面为粗基准。如果所有表面都需要加工，根据其加工余留最小表面找正。且选用平坦光滑外面，让开浇口处。选平稳牢固表面为粗基准，同步，粗基准不能重复运用。
2、精基准选取
要对的于基准重叠准则，竭力选设计基准或装配基准作为定位基准。拟定基准同样准则。在大多工序中用同样定位基准。使定位基准和测量基准同样。选用精度高、装配平稳牢固表面为精基准。
4.2.2 刀座支架零件定位基准选取和零件定位方式拟定
（1）通过四爪卡盘装夹Ф60直径，粗铣Ф70底面留1mm加工量，此面做为后
序加工粗基准。
（2）以Ф70底面为基准，将刀座支架装夹在四爪卡盘上，夹紧。
（3）精铣80 h7Ф60上平面尺寸，精铣到尺寸规定，以上平面为基准，精镗内径Ф25 H7，保证表面光洁度以及尺寸公差。
（4）精铣60 h7扁面，保证表面粗糙度及尺寸公差。
（5）精铣 35 h7扁面，保证表面粗糙度及尺寸公差。
（6）精铣8-Ф6H 14孔(按未注公差14级进行)，保证孔径及孔位置度。
（7）上侧铣装置，精加工侧面Ф8孔，保证孔位置规定及孔径尺寸
（8）卸下工件，掉头以Ф60侧平面为基准装夹，精铣80 h7尺寸，保证尺寸精度及平面度。
第五章 刀具支架零件加工刀具选用
5.1 车(铣)刀简介
本零件制作过程选用了硬质合金端面铣刀，硬质合镗刀，φ6高速钢钻头，硬质合金立铣刀。
5.2 刀具构造类型选取
第一步铣外轮廓使用硬质合金端面铣刀，第二步精铣使用硬质合金端面铣刀精铣端面。
5.3 刀具材料选用
铣外轮廓选用硬质合金刀，钻孔选用高速钢钻头，镗孔使用硬质合金立铣刀精加工，保证内外表面光滑。
5.4 刀具角度选取
90°端面铣刀，118°钻头。
5.5刀具卡
表1 刀具支架零件刀具卡
刀具名称

零件名称

零件图号
序号
刀具号
刀具规格名称
数量
加工表面
刀尖圆弧半径
1
1
硬质合金端面铣刀
1
端面
10mm
2
2
硬质合金镗刀
1
镗孔

3
3
φ6高速钢钻头
1
钻孔
6mm
4
4
硬质合金立铣刀
1
铣孔及平面
2mm

第六章 刀具支架零件切削参数设定
6.1 切削用量选取原则
粗铣时，应尽量保证较高金属切除率和必要刀具耐用度。选取切削用量时应一方面选用尽量大背吃刀量ap，另一方面依照机床动力和刚性限制条件，选用尽量大进给量f，最后依照刀具耐用度规定，拟定适当切削速度vc。增大背吃刀量ap可使走刀次数减少，增大进给量f有助于断屑。
精铣时，对加工精度和表面粗糙度规定较高，加工余量不大且较均匀。选取精铣切削用量时，应着重考虑如何保证加工质量，并在此基本土尽量提高生产率。因而，
精铣时应选用较小（但不能太小）背吃刀量和进给量，并选用性能高刀具材料和合理几何参数，以尽量提高切削速度。
6.2 刀具支架零件切削参数拟定
工步号
工 步 内 容
工 艺 装 备
主轴转速
(r/min)
切削速度
(m/min)
进给量
(mm/r)
切削深度
(mm)
进给次数
1
用游标卡尺检查所加工铸件与否符合加工余量规定
游标卡尺

2
通过四爪卡盘装夹Ф60
直径，粗铣Ф70底面留
1mm加工量。
硬质合金端面铣刀，游标卡尺
1000
75
0.1
2.5
1
3
精铣Ф70底面，表面粗糙度为3.2
硬质合金端面铣刀，游标卡尺
1000
75
0.1
2.5
1
4
用四爪卡盘夹住电机支座座两侧面，以Ф70底面为定位基准，粗铣上底面，余量为1mm
硬质合金端面铣刀，游标卡尺
1000
75
0.1
2
1
5
用游标卡尺测量所加工表面，再精铣上底面且粗糙度为1.6，达到尺寸规定
硬质合金端面铣刀，游标卡尺
1000
75
0.1
1
1
6
以Ф70底面为定位基准，粗镗内孔Ф25，余量为1mm
硬质合金镗刀，游标卡尺
1000
75
0.1
3
1
7
用游标卡尺测量加工表面，再精镗Ф25 H7内径，达到尺寸规定及表面粗糙度为0.8
硬质合金镗刀，内径千分尺
1000
75
0.1
1
1
8
粗铣60扁面，留量1MM，用游标卡尺测量
硬质合立铣刀，游标卡尺
1000
75
0.1
1
1
9
精铣60扁面，保证公差要示为h7并保证表面粗糙度为1.6
硬质合立铣刀，游标卡尺
1000
75
0.1
1
1
10
粗铣35扁面，留量1MM，用游标卡尺测量
硬质合立铣刀，游标卡尺
1000
75
0.1
1
1
11
精铣35扁面，保证公差要示为h7并保证表面粗糙度为1.6
硬质合立铣刀，游标卡尺
1000
75
0.1
1
1
12
精钻孔8-φ8+0.03，达到尺寸规定，并保证孔位置度
硬质合金内钻头，游标卡尺
1300
60
0.5
1
1
13
运用侧铣头精铣φ8+0.03，
保证孔位置规定

硬质合铣刀，游标卡尺
1000
60
0.5
1
1
14
掉头以Ф60侧平面为基准装夹，精铣80 h7尺寸，保证尺寸精度及平面度。
硬质合金端面铣刀，游标卡尺
1000
75
0.1
1
1

第七章 刀具支架零件加工方案拟定
7.1 工艺路线分析与制定
表2 刀具支架加工工艺卡
工序号
工序名称
工 序 内 容
车间
设 备
1
检查
外协毛坯检查
车间

2
铣削
通过四爪卡盘装夹Ф60直径，粗铣Ф70底面留1mm加工量。
车间
XKA5032铣床
3
铣削
精铣Ф70底面
车间
XKA5032铣床
4
铣削
用四爪卡盘夹住电机支座座两侧面，以Ф70底面为定位基准，粗铣上底面
车间
XKA5032铣床
5
铣削
精铣上底面保证粗糙度，达到尺寸规定
车间
XKA5032铣床
6
铣削
粗镗内孔Ф25，余量为1mm
车间
XKA5032铣床
7
铣削
精镗Ф25 H7内径，达到尺寸规定及表面粗糙度为0.8
车间
XKA5032铣床
8
铣削
粗铣60扁面，留量1MM
车间
XKA5032铣床
9
铣削
精铣60扁面，保证公差要示为h7并保证表面粗糙度为1.6
车间
XKA5032铣床
10
铣削
粗铣35扁面，留量1MM
车间
XKA5032铣床
11
铣削
精铣35扁面，保证公差要示为h7并保证表面粗糙度为1.6
车间
XKA5032铣床
11
钻削
精钻孔8-φ8+0.03，达到尺寸规定，并保证孔位置度
车间
XKA5032铣床
12
铣削
运用侧铣头精铣φ8+0.03，
保证孔位置规定
车间
XKA5032铣床
13
铣削
掉头以Ф60侧平面为基准装夹，精铣80 h7尺寸，保证尺寸精度及平面度。
车间
XKA5032铣床

第八章 刀具支架零件编程
8.1编程
程序内容
程序阐明
G90 G54 G00 X0 Y0
程序初始化，xy轴回绝对零点
G00 G90 X-15.996 Y-11.5 S4000 M03
刀具到起始点，主轴正转
Z74
开始下刀
Z45.775

G01 Z44.775 F1800 M08
开始切削，进给速度为1800mm/min
X-6.496

Y2.37

G02 X-0.94 Y6.495 I6.491 J-2.37

G01 X20.283

G03 X15.041 Y0.0 I1.436 J-6.522

G01 Y.0.06

Y-22.994

Y-23.

G03 X20.283 Y-29.495 I6.677 J0.27

G01 X-0.94

G02 X-6.496 Y-23.237 I0.89 J6.495

G01 Y-11.5

X5.04

Y-5.05

X8.041

Y-22.495

X5.04

Y-11.5

X-15.996

Z45.775

G00 Z74

X91.996

Z45.775

G01 Z44.775

X82.496

Y-23.237

G02 X76.094 Y-29.495 I-6.491 J2.37

G01 X55.717

G03 X60.959 Y-23 I-1.436 J6.522

G01 Y-22.994

Y-0.06

Y0.0

G03 X55.717 Y6.495 I-6.677 J-0.27

G01 X55.416 Y5.127

G02 X59.559 Y-0.06 I-1.134 J-5.154

G01 Y-22.994

G02 X54.37 Y-28.25 I-5.278 J0.21G01 X21.63

G02 X16.441 Y-22.994 I0.88 J5.277

G01 Y-0.06

G02 X21.63 Y5.25 I5.278 J-0.21

G01 X54.37

G02 X55.416 Y5.127 I-0.88 J-5.277

G01 X55.717 Y6.495

X76.094

G02 X82.496 Y2.37 I-0.89 J-6.495

G01 Y-11.5

X75.496

Y-22.495

X67.959

Y-5.05

X75.496

Y-11.5

X91.996

Z45.775

G00 Z74

X-15.996

Z36.55

G01 Z35.55

X-6.496

Y2.37

G02 X-0.94 Y6.496 I6.492 J-2.37

G01 X17.595

G03 X12.358 Y-0.01 I1.442 J-6.522

G01 Y-0.06

Z18.1
抬刀
G00 Z74

G91 Z150.
抬刀
M05
主轴停转
M09
关闭切削液
M30
程序结束
表3 刀具支架零件程序卡

结束语
在本设计中生产过程中，我深深地体会到一种看似简朴机制，并不像咱们想象中那么简朴，它是东西也考虑了诸多。为了提高产品功能，应当先充分理解，并实现构造分析功能，考虑什么样构造能实现功能，什么样构造更加合理，简朴有效。仔细分析，然后做出恰当改进，不断创新，努力实现按照类似理解最先进功能，以最低成本构造。最后，依照各某些构造设计，它应当考虑到部件，材料成本等问题解决。
在设计过程中，教师给我指引，好建议，我学到了诸多。同窗之间，互相研究，互相协助，互相学习，让我意识到有价值团队，理解团队精神重要性。设计是最后一次在学校回答我，我也把它作为我走向社会第一步。

致 谢
本设计编写工作是在我导师XX精心指引和悉心关怀下完毕，在设计编写过程中遇到了无数困难和障碍，都在同窗和教师协助下度过了。在此向协助和指引过我各位教师表达最衷心感谢！感谢这篇设计所涉及到各位学者。本文引用了数位学者研究文献，如果没有各位学者研究成果协助和启发，我将很难完毕本篇设计写作。感谢我同窗和朋友，在我进行设计过程中予以我了诸多素材，还在设计撰写和排版等过程中提供热情协助。由于我学术水平有限，方案设计难免有局限性之处，恳请各位教师和学友批评和指正！衷心地感谢在百忙之中评阅本设计和参加答辩各位专家、教师。

参照文献
[1]徐嘉元曾家驹.机械制造工艺学[M].北京：机械工业出版社，1997
[2]齐世恩.机械制造工艺学[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1989
[3]上海市金属切削技术协会.金属切削手册.第2版。上海：上海科学技术出版社，1989
[4]机械加工工艺装备设计手册编委会.机械加工工艺装备设计手册。北京：机械工业出版社1998.6
[5]陈宏钧.实用机械加工工艺手册.北京：机械工业出版社，.1
[6]邹青.机械制造技术基本设计指引教程[M].北京：机械工业出版社，.8
[7]陈明.机械制造工艺学[M].北京：机械工业出版社，.5
[8]金属机械加工工艺人员手册修订组.金属机械加工工艺人员手册。上海：上海科学技术出版社，1979.1
[9]甘永立.几何量公差与检测[M].上海：上海科学技术出版社，.7
[10].哈尔滨工业大学编委会.机械制造工艺学[M].上海：上海科学技术出版社，1979
[11].赵长发.机械制造工艺学[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，
[12]吉卫喜.机械制造技术[M].北京：机械工业出版社，