内外螺纹配合轴的工艺设计与编程加工毕业设计说明书.pdf
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1、2目录一、零件图一、零件图.4二、确定毛坯以及加工设备二、确定毛坯以及加工设备.5(一)毛坯简图(一)毛坯简图.5(二)设备选择(二)设备选择.5三、零件加工工艺过程分析三、零件加工工艺过程分析.6(一)分析零件图样(一)分析零件图样.61.零件图样.62.精度分析.63.形位公差分析.64.粗糙度要求.6(二)确定装夹方案、定位基准、编程原点、加工起点、换刀点(二)确定装夹方案、定位基准、编程原点、加工起点、换刀点.61.装夹方案.62.定位基准.63.编程原点.64.加工起点.75.换刀点.7(三)(三)制定加工方案及加工路线制定加工方案及加工路线.71.加工方案.72.加工路线.7(四)
2、(四)制定加工方案及加工路线制定加工方案及加工路线.91.数车常用刀具介绍(分类、用途).92.零件加工选用刀具图片.93.刀具卡.10(五)确定切削用量参数(五)确定切削用量参数.111.切削用量介绍.112.切削用量选择原则.113.切削用量的计算公式.114.切削用量确定.1135.切削用量一览表.12(六)加工工艺卡(六)加工工艺卡.13四、加工程序四、加工程序.16五、作品图片五、作品图片.22(一)作品成型图(一)作品成型图.22(二)作品分布成型图(二)作品分布成型图.22六、毕业设计总结六、毕业设计总结.23七、致谢七、致谢.24八、八、参考文献参考文献.25九、毕业设计诚信说
3、明九、毕业设计诚信说明.264一、零件图【2】图 1-1 零件图5图 2-2 CK6140S 卧式数控车床二、确定毛坯以及加工设备(一)毛坯简图一)毛坯简图根据零件图所示,该零件的毛坯为50135mm、5076mm 的 45 中碳圆钢,碳钢也就是碳素结构钢,这是按化学成分就行划分的,碳钢除以铁、碳为主要成分外,还含有少量的锰、硅、硫、磷等长存杂质元素,由于碳钢容易冶炼,价格低廉,性能可以满足一般工程机械、普通机械零件、工具及日常轻工业产品的使用要求,因此在工业上得到了广泛的应用。毛坯如图 2-1 所示。(二)设备选择(二)设备选择因为零件为回转体零件,需要进行多次装夹,所以选用 fanuc o
4、i t 系统,机床型号为 CK6140S,该机床选用传统的卧式车床布局,整体设计,密封性好,符合安全生产标准如图 2-2 所示AB图 2-1A 50135mmB5076mm6图 3-1三爪自定心卡盘三、零件加工工艺过程分析(一)分析零件图样1.零件图样此零件中包含内孔、螺纹、圆弧、直线、椭圆、退刀槽等结构,零件图尺寸标注完整、正确,加工部位清晰,材料为 45 钢。所以整个零件适用于在数控车床上加工。2.精度分析【3】根据标准公差表可知,圆柱面直径、达到了 IT7 级,、达到了 IT8 级,总长度的尺寸公差为0.02mm,其余尺寸的公差按 GB1800-2000M 检测。精度要求高。3.形位公差
5、分析【3】根据零件图所示,该零件中30 的内孔与 M30 的外螺纹、M30 的外螺纹和33的内孔有同轴度要求偏差为0.02。4.粗糙度要求【3】根据零件图所示,该零件46 的圆柱、30 的内孔、以及配合套的锥面表面粗糙度为 Ra1.6m,其余部分的表面粗糙度为 Ra3.2m。零件加工完成以后需去除加工过程中产生的毛刺和飞边。(二)确定装夹方案、定位基准、编程原点、加工起点、换刀点二)确定装夹方案、定位基准、编程原点、加工起点、换刀点【1 1】1.装夹方案因为零件为回转体零件,装夹方案选用三爪自定心卡盘夹紧外径,需要注意装夹力度和夹持长度,三爪自定心卡盘具有可以自动定心,夹持范围大,装夹速度快,
6、等特点。卡盘如 3-1 所示。2.定位基准定位基准是在工件加工过程中,用以确定工件在机床上或夹具中正确位置所采用的基准。定位基准包含精基准和粗基准,粗基准选择时尽量考虑加工各表面的余量,精基准选择时应考虑如何减少误差,进步定位精度。该零件中轴加工时粗基准选择毛坯外表面,精基准为加工后的46的圆柱。套加工时粗基准为毛坯的外表面,精基准为46 的圆柱。3.编程原点因为零件是回转体零件,编程原点选择工件的平完端面后的 Z 轴轴线上一7般与工件坐标系的原点重合,减少计算的尺寸。如图 3-2 所示。4.加工起点为了减少刀具走空刀层的路径,提高加工效率,所以加工起点设在 X52、Z2 的位置。如图 3-3
7、 所示。5.换刀点为了保证加工的安全及提高加工效率,所以换刀点设在 X80、Z80 的位置。如图 3-4 所示。(三)(三)制定加工方案及加工路线制定加工方案及加工路线【4 4】1.加工方案根据回转体的加工方法、加工精度和表面加工质量的要求,选择粗车半精车精车的加工方法,考虑零件的毛坯余量少,半精车可以省略,依旧可以满足零件图的技术要求。2.加工路线零件加工路线如图 3-53-9 所示加工零件图中轴的右端1(52,2)A(28,0)B(29.982,0)C(29.98,-16)D(33,-20)E(38.547,-42)F(40.547,图 3-5 零件轴右端加工图 3-3 加工起刀点图 3-
8、2 编程起点图 3-4 刀具换刀点8加工零件图中轴的左端加工零件图中轴的左端的内孔加工零件图中配合件的外轮廓加工零件图中配合件的内轮廓1(18,2)A(41.09,0)B(38.56,-2)C(33.019,-24)D(32.5,-24)E(28.38,-40)F(20,-40)图 3-9 配合件内轮廓加工1(52,2)A(38,0)B(39.987,-1)C(39.987,-23)D(44,-25)E(45.987,-26)F(45.987,-38)G(45.07,-57)H(38.12,-65.57)I(45.987,-76)图 3-6 零件轴左端加工图 3-8 配合件的外轮廓加工1(52
9、,2)A(0,0)B(45.987,-39)C(45.987,-71)1(18,2)A(32,0)B(30.019,-1)C(30.019,-21)D(20,-26)图 3-7 零件轴左端内孔加工9(四)刀具选择1.数车常用刀具介绍(分类、用途)数控车刀是金属切削加工中应用最广泛的一种刀具,车刀的分类有很多,按用途分为外圆车刀(用于加工形状不复杂的零件)、端面车刀(平端面)、切断车刀(切断工件)、螺纹车刀(切削螺纹)、内孔车刀(加工内孔)、仿形车刀(加工复杂的形状零件)、和切槽车刀(加工退刀槽以及深度不深的槽)。2.零件加工选用刀具图片加工中所选用刀具,如图 3-10 所示图 3-10 加工刀
10、具图片103.刀具卡表一 刀具卡表加工类型数控车削零 件 名称内 外 螺纹配合零 件 图号程 序号O1471、O1472、O1473、O1474序号刀具号刀具名称刀具型号规格数量加加工表面备注01T010193偏刀YT35 12020201外轮廓粗车02T020235尖刀YT35 12020201外轮廓精车03T030360螺纹刀YT35 12020201内外螺纹04T0404内孔刀YT356014141内孔05T05054mm 切槽刀YT35 1204201退刀槽06钻头实测1内孔11(五)确定切削用量参数【1】1.切削用量介绍切削用量是指切削速度 VC、进给量 f 及背车刀量 ap三个切削
11、要素。他们表示切削过程中切削运动的大小及刀具切入工件的程度。为保证零件的加工精度和表面质量,必须确定每一道工序的切削用量。2.切削用量选择原则粗车时切削用量的选择原则是:首先选择尽可能大的背吃刀量 ap,其次选择较大的进给量 f,最后确定一个合适的切削速度 Vc。粗车时切削用量的选择原则是:选用较小(但不能太小)的背吃刀量 ap,和进给量 f,并选用性能高的刀具材料和合理的刀具几何参数,以尽可能提高切削速度 VC。3.切削用量的计算公式车削加工时,主轴转速 n 应根据刀具的允许的切削参数 VC和工件直径 d 来选择,由公式可得,主轴转速计算公式进给量是切削用量中一个重要的参数,它的选择直接影响
12、到表面粗糙度和车削的效率,可以用公式(1)Vf=fn(3)式中,Vf每分钟进给量,mm/min。F每转的进给量,mm/r。粗车时一般取 f=0.30.8 mm/r,精车时常取 f=0.10.3 mm/r,切断时常取 f=0.050.2 mm/r。4.切削用量确定切削用量的选择应该按零件和刀具材料及性质等条件所允许的切削速度来确定。切削速度是切削用量中对切削加工影响最大的因素。可以根据公式粗加工选取主轴转速 500r/min,进给为 0.3mm/r,根据公式(1)计算切削速度min/5.7810005005014.31000cmmdnV1000cdnV(1)dVcn1000(2)12精加工选取主
13、轴转速为 1000r/min,进给为 0.1mm/r,根据公式(1)计算切削速度加工螺纹退刀槽时主轴转速去 300mm/min,进给为 0.05mm/r。根据公式(1)计算切削速度加工螺纹时主轴转速去 300mm/min,进给为 1.5mm/r。根据公式(1)计算切削速度加工内孔时主轴转速去 300mm/min,进给为 0.3mm/r。根据公式(1)计算切削速度5.切削用量一览表表二 切削用量参数表加工性质及部位切削用量参数背吃刀量 mm进给速度 mm/r切削速度 mm/min主轴转速 r/min粗加工10.378.5500精加工0.50.11571000切槽40.0328.26300螺纹11
14、.528.26300内孔10.330300min/26.2810003003014.31000cmmdnVmin/26.2810003003014.31000cmmdnVmin/26.2810003003014.31000cmmdnVmin/157100010005014.31000cmmdnV13(六)加工工艺卡【4】表三 配和轴的加工工艺卡零件名称零件名称内外螺纹配合内外螺纹配合毛坯种类毛坯种类45#钢钢毛坯规格毛坯规格5080工工序序号号工序名称工序名称工步工步号号工序工步内容工序工步内容设备名称及型设备名称及型号号工艺装备工艺装备工艺简图工艺简图夹具夹具刀具刀具量具量具10下料下805
15、0 的圆钢。20装夹三爪卡盘装夹,校对工件,对刀。CK6140S三爪卡盘游标卡尺粗车右端1粗车零件的右端,留 0.5mm 精车余量,保证零件的外形正确。CK6140S三爪卡盘93偏刀游标卡尺精车右端2精车零件的右端,保证46、38.56 公差要求、尺寸、表面粗糙度的要求。CK6140S三爪卡盘35尖刀外 径 千 分尺切槽3切削螺纹退刀槽,保证定位尺寸。CK6140S三爪卡盘4mm 切刀游标卡尺切削螺纹4切削螺纹保证螺纹的小径、牙型。CK6140S三爪卡盘60螺纹刀螺纹环规掉头装夹5工件掉头,保证工件的同轴度要求。CK6140S三爪卡盘百分表粗车左端6粗车零件左端,留 0.5mm 精车余量,保证
16、零件的外形正确。CK6140S三爪卡盘93偏刀游标卡尺精车左端7精车左端,保证46 和40 公差要求,表面粗糙度要求。CK6140S三爪卡盘35尖刀外 径 千 分尺粗车内孔8粗车零件内孔,留 0.5mm 精车余量,保证内孔的形状正确。CK6140S三爪卡盘内孔刀游标卡尺14精车内孔9精车零件内孔,保证30 粗糙度要求,内孔表面粗糙度要求。CK6140S三爪卡盘内孔刀内 径 千 分尺30送检按图纸要求检查15表四 配和套的加工工艺卡零件名称零件名称内外螺纹配合内外螺纹配合毛坯种类毛坯种类45#钢钢毛坯规格毛坯规格5080工序工序号号工序名称工序名称工工步步号号工序工步内容工序工步内容设备名称及型
17、设备名称及型号号工艺装备工艺装备工艺简图工艺简图夹具夹具刀具刀具量具量具10下料下8050 的圆钢。20装夹三爪卡盘装夹,校对工件,对刀。CK6140S三爪卡盘游标卡尺粗车右端1粗车零件的右端,留 0.5mm 精车余量,保证零件的外形正确。CK6140S三爪卡盘93偏刀游标卡尺精车右端2精车零件的右端,保证46 公差要求、尺寸、表面粗糙度的要求。CK6140S三爪卡盘35尖刀外 径 千 分尺掉头装夹3工件掉头,保证工件的同轴度要求。CK6140S三爪卡盘百分表粗车内孔4粗车零件内孔,留 0.5mm 精车余量,保证内孔的形状正确。CK6140S三爪卡盘内孔刀游标卡尺精车内孔5精车零件内孔,保证3
18、0 粗糙度要求,内孔表面粗糙度要求。CK6140S三爪卡盘内孔刀内 径 千 分尺切削螺纹6切削螺纹保证螺纹的小径、牙型。CK6140S三爪卡盘60螺纹刀螺纹环规30送检按图纸要求检查16四、加工程序【1】表五 加工配和轴左端的程序O1471程序号M05 S500 T0101主轴正转速度 500,调用 1 号刀具G00 X52.Z2.快速定位到起刀点G73 U10.R10.调用仿形加工命令以及设定走刀次数G73 P10 Q20 U0.5 W0.F0.3确定仿形命令程序段,确定精车余量,及进给速度N10 G01 X28.直线插补到 X28 位置Z0.直线插补到 Z0 位置X29.825 Z-1.直
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