徐厚齐毕业设计方案.doc

盐城纺织职业技术学院

机电一体化 （毕业设计）

题目：支承套加工工艺分析及编程

班级：机电1012
姓名：徐厚齐

支承套加工工艺分析及编程
摘要

多年来，伴随计算机技术发展，数字控制技术已经广泛应用于工业控制各个领域，尤其是机械制造业中，一般机械正逐步被高效率、高精度、高自动化数控机械所替换 。现在对于数控加工，，不管是手工编程还是自动编程，在编程前全部要对所加工零件进行工艺分析，确定加工方案，选择适宜刀具，确定切削用量，对部分工艺问题（如对刀点、加工路线等）也需要部分处理。并在加工过程掌握控制精度方法，才能加工出合格产品。
本文关键依据数控机床加工过程特点，针对具体夹具零件，进行了加工工艺方案分析，装配方案确实定，刀具和切削用量选择，加工次序和加工路线和加工效率，简化工序等方面分析。

关键词： 机械 加工工艺 编程

Processing technology analysis and programming support sleeve
Summary
In recent years, with the development of computer technology, the digital control technology has been widely used in various fields of industrial control, especially in machinery manufacturing, general machinery are increasingly high-efficiency, high-precision, high automation CNC machinery replaced. CNC machining, both manual programming or automatic programming before programming to be parts of the processing process analysis to develop processing program, select the appropriate tool to determine the cutting parameters for some process issues (such as the knife point processing route) also requires some processing. Master to control the accuracy of the method, and in the process to processing qualified products.
In this paper, based on the characteristics of the CNC machining process for specific parts of the fixture were processing program analysis, assembly program determine the choice of cutting tools and cutting parameters, processing sequence and processing routes and processing efficiency, simplify processes, programming analysis analyzed.
Keywords： mechanical； Processing technology ； programming；

目录

摘要 2
Abstract 3
第一章 引 言 4
1.数控车削加工发展 6
2.数控技术发展趋势 ····················································· ························ ·
第二章 支撑套加工工艺方案分析
2.1 零件图
2.2零件图分析
2.3确定加工方法
2.4确定加工方案
第三章 工件装夹
3.1定位基准选择
3.2定位基准选择标准
3.3确定零件定位基准
3.4装夹方法选择
3.5数控车床常见装夹方法
3.6确定合理装夹方法
第四章 刀具及切削用量
4.1选择数控刀具标准
4.2选择数控车削用刀具
4.3设置刀点和换刀点
4.4确定切削用量
第五章 总结
参考文件

第一章 引 言
1.1数控车削加工发展
数控技术应用不仅给传统制造业带来了革命性改变，使制造业成为工业化象征，而且伴随数控技术不停发展和应用领域扩大，她对国计民生部分关键行业（it、汽车、轻工、医疗等）发展起着越来越关键作用，因为这些行业所需装备数字化已是现代发展大趋势。数控车床又称为CNC车床，即计算机数字控制车床，是现在中国使用量最大，覆盖面最广一个数控机床，约占数控机床总数25%。数控机床是集机械、电气、液压、气动、微电子和信息等多项技术为一体机电一体化产品。现在，数控技术正在发生根本性变革，由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。在集成化基础上，数控系统实现了超薄型、超小型化；在智能化基础上，综合了计算机、多媒体、模糊控制、神经网络等多学科技术，数控系统实现了高速、高精、高效控制，加工过程中能够自动修正、调整和赔偿各项参数，实现了在线诊疗和智能化故障处理；在网络化基础上，CAD/CAM和数控系统集成为一体，机床联网，实现了中央集中控制群控加工。
数控技术应用不仅给传统制造业带来了革命性改变,使制造业成为工业化象征,而且伴随数控技术不停发展和应用领域扩大,它对国计民生部分关键行业(IT、汽车、轻工、医疗等)发展起着越来越关键作用,因为这些行业所需装备数字化已是现代发展大趋势。

1.2数控技术发展趋势
（一）高速、高精加工技术及装备新趋势。效率、质量是优异制造技术主体。高速、高精加工技术可极大地提升效率，提升产品质量和档次，缩短生产周期和提升市场竞争能力。伴随科学技术突飞猛进发展，机电产品更新换代速度加紧，对零件加工精度和表面质量要求也愈来愈高。为满足这个复杂多变市场需求，目前机床正向高速切削、干切削和准干切削方向发展，加工精度也在不停地提升。最近，一般级数控机床加工精度已由10μm提升到5μm，精密级加工中心则从3～5μm，提升到1～1.5μm，而且超精密加工精度已开始进入纳米级(0.01μm)。为了实现高速、高精加工，和之配套功效部件如电主轴、直线电机得到了快速发展，应用领域深入扩大。
（二）高可靠性。在可靠性方面，国外数控装置mtbf值已达6 000h以上，伺服系统mtbf值达成30000h以上，表现出很高可靠性。 数控机床可靠性是数控机床产品质量一项关键性指标。数控机床能否发挥其高性能、高精度和高效率，并取得良好效益，关键取决于其可靠性高低。
（三）功效复合化 功效复合化目标是深入提升机床生产效率，使用于非加工辅助时间减至最少。经过功效复合化，能够扩大机床使用范围、提升效率，实现一机多用、一机多能，即一台数控车床既能够实现车削功效，也能够实现铣削加工或在以铣为主机床上也能够实现磨削加工。
（四）智能化、开放式、网络化成为现代数控系统发展关键趋势
二十一世纪数控装备将是含有一定智能化系统，智能化内容包含在数控系统中各个方面：为追求加工效率和加工质量方面智能化，如加工过程自适应控制，工艺参数自动生成；为提升驱动性能及使用连接方便智能化，如前馈控制、电机参数自适应运算、自动识别负载自动选定模型、自整定等；简化编程、简化操作方面智能化，如智能化自动编程、智能化人机界面等；还有智能诊疗、智能监控方面内容、方便系统诊疗及维修等。
为处理传统数控系统封闭性和数控应用软件产业化生产存在问题。现在很多国家对开放式数控系统进行研究，数控系统开放化已经成为数控系统未来之路。所谓开放式数控系统就是数控系统开发能够在统一运行平台上，面向机床厂家和最终用户，经过改变、增加或剪裁结构对象（数控功效），形成系列化，并可方便地将用户特殊应用和技术诀窍集成到控制系统中，快速实现不一样品种、不一样档次开放式数控系统，形成含有鲜明个性名牌产品。现在开放式数控系统体系结构规范、通信规范、配置规范、运行平台、数控系统功效库和数控系统功效软件开发工具等是目前研究关键。

第二章 工艺方案分析
2.1 零件图

2.2零件加工工艺分析
（1）零件结构特点支承套零件图如上图所表示，为便于加工中心定位、装夹，100f9外圆、80尺寸两面、78尺寸上面均在前面工序中用一般机床完成。（2）关键加工内容:
1) 2-15H7孔
2)35H7孔
3)60×12沉孔
4) 2-11孔
5) 2-17×11沉孔
6) 2-M6-6H螺孔
2.3确定加工方法
零件表面加工是依据表面形成、加工精度和粗糙度要求选定最终加工方法。首先确定该表面最终精加工方法，在确定确保精加工准备工序加工方法，以这类推，然后分成几步阶段完成加工，即为确定加工方案。
图上多个精度较高尺寸，因其公差值较小，所以编程时有取平均值，而取其基础尺寸。
经过以上数据分析，考虑加工效率和加工经济性，最理想加工方法为车削，考虑该零件为大量加工，股加工设备采取数控车床。
依据加工零件外形和材料等条件，选择CA6140数控机床。
2.4确定加工方案
零件上比较精密表面加工，常常是经过粗加工、半精加工和精加工逐步达成。对这些表面仅仅依据质量要求选择对应最终加工方法是不够，还应正确确实定毛坯到最终成形加工方案。
 数控加工工艺分析及工序设计
（1）确定各加工表面加工方法依据各加工面精度要求和粗糙度要求，2-15H7孔采取钻-扩-铰孔，35H7孔采取钻-粗镗-半精镗-铰孔，2-11孔采取钻削，2-17×11沉孔加工方法为锪削，60×12沉孔加工方法为粗铣-精铣。  
（2）数控加工支承套工艺方案

工序
工步
加工内容
定位基准
工艺装备

1
钻Φ35H7孔，2-Φ17X11中心孔
A面，平面C，端面D
中心钻Φ3

2
钻Φ35H7孔至Φ31
同上
锥柄麻花钻Φ31

3
钻Φ35H7孔至Φ31
同上
锥柄麻花钻Φ31

4
锪2-Φ17
同上
锥柄埋头钻17X11

5
粗镗Φ35H7至Φ34
同上
粗镗刀Φ34
Ⅰ
6
粗铣Φ60X12至Φ59X11.5
同上
合金立铣刀Φ32T

7
精铣Φ60X12
同上
合金立铣刀Φ32T

8
半精镗Φ35H7孔至Φ34.85
同上
镗刀Φ34.85

9
钻2-M6-6H螺孔中心孔
同上

10
钻2-M6-6H底孔至Φ5
同上
直柄麻花钻Φ5

11
攻2-M6-6H螺纹
同上
机用丝锥,中锥M6

12
铰Φ35H7孔
同上

13
在Φ35H7孔中手动装入工艺堵
同上
专用工艺堵Ⅱ

14
钻2-Φ15H7孔中心孔
同上
中心钻Φ3

15
钻2-Φ15H7至Φ14
同上
锥柄麻花钻Φ14

16
扩2-Φ15H7至Φ14.85
同上
锥柄端刃扩孔钻Φ14.85

17
铰2-Φ15H7孔
同上
锥柄长刃铰刀Φ15AH7

第三章 工件装夹
3.1定位基准选择
在制订零件加工工艺规程时，正确选择工件定位基准有着十分中意义。定位基准选择好坏，不仅影响零件加工位置精度，而且对零件个表面加工次序也有很大影响。合理选择定位基准是确保零件加工精度前提，还能简化加工工序，提升加工效率。
3.2定位基准选择标准
1）基准重合标准。为了避免基准不重合误差，方便编程，应选择工序基准作为定位基准，尽可能使用工序基准，定位基准、编程原点三者统一。
2）便于装夹标准。所选定位基准应能确保定位正确、可靠，定位夹紧简单、易操作，敞开性好，能够加工尽可能多表面。
3）便于对刀标准。批量加工时在工件坐标系已经确定情况下，确保对刀可能性和方便性。
3.3确定零件定位基准
以左右端大端面为定位基准。
3.4装夹方法选择
为了确保工件在机床或夹具上正确定位不会再加工过程中被外力所破坏，选择正确装夹方法很关键。工件装夹不仅影响加工质量，而且对生产率，加工成本及操作安全全部有直接影响。
3.5数控车床常见装夹方法
1）在三爪自定心卡盘上装夹。三爪自定心卡盘三个爪是同时运动，能自动定心，通常不需要找正。该卡盘装夹工件方便、省时，但夹紧力小，适适用于装夹外形规则中、小型工件。
2）在两顶尖之间装夹。对于尺寸较大或加工工序较多轴类工件，为了确保每次装夹时装夹精度，可用两顶尖。该装夹方法适适用于多序加工或精加工。
3）用卡盘和顶尖装夹。当车削质量较大工件时要一端用卡盘夹住，另一端用后顶尖支撑。这种方法比较安全，能承受较大切削力，安装刚性好，轴向定位基准，应用较广泛。
4）用心轴装夹。当装夹面为螺纹时再做个和之配合螺纹进行装夹，叫心轴装夹。这种方法比较安全，能承受较大切削力，安装刚性好，轴向定位基准。
3.6确定合理装夹方法
装夹方法：先用三爪自定心卡盘夹住右端，加工左端达成工件精度要求；再工件调头，用三爪自定心卡盘夹住工件右端，在加工到工件精度要求。
第四章 刀具及切削用量
4.1选择数控刀具标准
在制订切削用量时，应首先选择合理刀具寿命，而合理刀具寿命则应依据优化目标而定。通常分最高生产率刀具寿命和最低成本刀具寿命两种，前者依据单件工时最少目标确定，后者依据工序成本最低目标确定。
选择刀具寿命时可考虑以下几点: 
1、依据刀具复杂程度、制造和磨刀成原来选择。复杂和精度高刀具寿命应选得比单刃刀具高些。 
2、对于机夹可转位刀具，因为换刀时间短，为了充足发挥其切削性能，提升生产效率，刀具寿命可选得低些，通常取15-30min。 
3、对于装刀、换刀和调刀比较复杂多刀机床、组合机床和自动化加工刀具，刀具寿命应选得高些，尤应确保刀具可靠性。 
4、车间内某一工序生产率限制了整个车间生产率提升时，该工序刀具寿命要选得低些；当某工序单位时间内所分担到全厂开支M较大时，刀具寿命也应选得低些。 
5、大件精加工时，为确保最少完成一次走刀，避免切削时中途换刀，刀具寿命应按零件精度和表面粗糙度来确定。
4.2选择数控车削用刀具
  数控车削车刀常见通常分成型车刀、尖形车刀、圆弧形车刀和三类。成型车刀也称样板车刀，其加工零件轮廓形状完全由车刀刀刃形伏和尺寸决定。数控车削加工中，常见成型车刀有小半径圆弧车刀、非矩形车槽刀和螺纹刀等。在数控加工中，应尽可能少用或不用成型车刀。尖形车刀是以直线形切削刃为特征车刀。这类车刀刀尖由直线形主副切削刃组成，如900内外圆车刀、左右端面车刀、切槽(切断)车刀及刀尖倒棱很小多种外圆和内孔车刀。尖形车刀几何参数(关键是几何角度)选择方法和一般车削时基础相同，但应结合数控加工特点(如加工路线、加工干涉等)进行全方面考虑，并应兼顾刀尖本身强度。
二是圆弧形车刀。圆弧形车刀是以一圆度或线轮廓度误差很小圆弧形切削刃为特征车刀。该车刀圆弧刃每一点全部是圆弧形车刀刀尖，应此，刀位点不在圆弧上，而在该圆弧圆心上。圆弧形车刀能够用于车削内外表面，尤其适合于车削多种光滑连接(凹形)成型面。选择车刀圆弧半径时应考虑两点车刀切削刃圆弧半径应小于或等于零件凹形轮廓上最小曲率半径，以免发生加工干浅该半径不宜选择太小，不然不仅制造困难，还会因刀尖强度太弱或刀体散热能力差而造成车刀损坏。
4.3设置刀点和换刀点
工件装夹方法在机床确定后，经过确定工件原点来确定了工件坐标系，加工程序中各运动轴代码控制刀具作相对位移。比如：某程序开始第一个程序段为N0010 G90 G00 X100 Z20 ，是指刀具快速移动到工件坐标下 X=100mm Z=20mm处。到底刀具从什么位置开始移动到上述位置呢?所以在程序实施一开始，必需确定刀具在工件坐标系下开始运动位置，这一位置即为程序实施时刀具相对于工件运动起点，所以称程序起始点或起刀点。此起始点通常经过对刀来确定，所以，该点又称对刀点。
　　在编制程序时，要正确选择对刀点位置。对刀点设置标准是：
　　1)便于数值处理和简化程序编制。
　　2)易于找正并在加工过程中便于检验。
　　3)引发加工误差小。
对刀点能够设置在加工零件上，也能够设置在夹具上或机床上，为了提升零件加工精度，对刀点应尽可能设置在零件设计基准或工艺基准上。例：以外圆或孔定位零件，能够取外圆或孔中心和端面交点作为对刀点。
4.4确定切削用量
切削用量包含切削速度、背吃刀量或侧吃刀量及进给速度等。对于不一样加工方法，需要选择不一样切削用量。切削用量选择标准是：确保零件加工精度和表面粗糙度，充足发挥刀具切削性能，确保合理刀具耐用度并充足发挥机床性能，最大程度地提升生产率，降低成本。
（1）切削速度确实定 铣削切削速度和刀具耐用度T、每齿进给量fz、背吃刀量ap、侧吃刀量ae和铣刀齿数Z成反比，和铣刀直径d成正比。其中原因是fz、ap、ae、Z增大时，使同时工作齿数增多，刀刃负荷和切削热增加，加紧刀具磨损，所以刀具耐用度限制了切削速度提升。假如加大铣刀直径则能够改善散热条件，对应提升切削速度。下表列出了铣削切削速度参考值。
（2）进给速度确实定 进给速度F是数控机床切削用量中关键参数，关键依据零件加工精度和表面粗糙度要求和刀具、工件材料性质选择。最大进给速度受机床刚度和进给系统性能限制。在轮廓加工中，在靠近拐角处应合适降低进给量，以克服因为惯性或工艺系统变形在轮廓拐角处造成“超程”或“欠程”现象。
（3）背吃刀量（或侧吃刀量）确实定 在确保加工表面质量加工质量前提下，背吃刀量(ap)应据机床、工件和刀具刚度来决定，在刚度许可条件下，应尽可能使背吃刀量等于工件加工余量，这么能够降低走刀次数，提升生产效率.

第五章 总结
经过做这次小设计，更深刻地了解了夹具方面知识。而所设计铣床夹具，在够满足精度要求下，因为一次走刀过程能有两个工步，大大提升了效率。另外，工件夹紧采取液压弹簧装置，装夹稳定拆卸快速。不过感觉还有不尽理想地方，比如工件从第一工位到第二工位时要换向翻转。而且工位二安装要考虑到定位销和键槽正确定位，这个过程相对效率不高。
从总看，本铣床夹具能够满足要求，达成了设计要求

参考文件
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[2] 张普礼.机械加工工艺装备.东南大学出版社，.3
[3] 刘守勇等.机械制造工艺和机床夹具.机械工业出版社，1994.7
[4] 徐发仁.机床夹具设计.重庆大学出版社，1996.7
[5] 白成轩.机床夹具设计新原理.机械工业出版社，1997.7
[6] 韦彦成.金属切削机床结构和设计.国防工业出版社，1991
[7] 柯明扬.机械制造工艺学.北京航天航空大学出版社，1995
[8] 武良臣.灵敏夹具设计理论及应用 煤炭工业出版社，
[9]融亦鸣.计算机辅助夹具设计 机械出版社，