操作侧轴承座数控加工工艺及编程设计.pdf
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1、 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 江苏工程职业技术学院毕业设计(论文)操作侧轴承座数控加工工艺及编程 摘 要 本文主要研究了操作侧轴承座的作用以及工艺编制及编程。首先分析了操作侧轴承座零件的工艺性,其次确定了其毛坯的制造形式,然后制定了操作侧轴承座零件的工艺过程设计,再次确定其机械加工余量及毛坯尺寸、设计毛坯图,进行工序设计,最终进行编程。操作侧轴承座零件的加工是通过数控机床进行加工的,数控技术是现在的机床的发展趋势,降低了人们的劳动程度,提高了工作效率,现在各国都非常注重数
2、控技术的应用,并不断发展,以取得更高的劳动效率。关键词:操作侧轴承座 编程 毛坯尺寸 工序 数控机床 江苏工程职业技术学院毕业设计(论文)操作侧轴承座数控加工工艺及编程 目 录 1 绪论.5 1.1 数控机床的组成.6 2 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
3、.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30.21 2.6.6 粗镗100035.00、90mm、75mm、80035.00.22 2.6.7 半精镗100035.00、80035.00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 3 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.错误!未定义书签。3.1.2 数控编程的分类.错误!未定义书签。3.1.3 编程方法的选择.错误!未定义书签。3.2
4、编程原点的确定.27 3.3 零件造型及加工.27 江苏工程职业技术学院毕业设计(论文)操作侧轴承座数控加工工艺及编程 3.4 主要加工工序程序清单.27 致谢.30 参考文献.29 总结.28 江苏工程职业技术学院毕业设计(论文)操作侧轴承座数控加工工艺及编程 1绪论 1.1 数控机床的组成 毕业设计是我们在大学期间所学的专业知识,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
5、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
6、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。江苏工程职业技术学院毕业设计(论文)操作侧轴承座数控加工工艺及编程 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。
7、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。2 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 江苏工程职业技术学院毕业设计(论文)操作侧轴承座数控加工工艺及编程 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
8、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。100035.00、90mm、75mm、80035.00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麻花钻头8.6和游标卡尺,游标深度尺来加工和测量,键槽4010X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
9、,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
10、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1.3 1,选择锻造中的热锻。其强度b=145MPa,硬度为160 180HBS。江苏工程职业技术学院毕业设计(论文)操作侧轴承座数控加工工艺及编程 2.4 编制加工工艺 2.4.1 下料圆钢145mm 70mm 调整好卧式带锯床的尺寸,对锻件进行下料,下聊尺寸为145
11、mm 70mm。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30。安装中心孔钻头,钻中心孔30。2.4.7 粗镗100035.00、90mm、75mm、80035.00(其中100035.00、80035.00留余量半精镗,其它粗镗到尺寸)。通过卧式镗床加工粗镗
12、100035.00、90mm、75mm、80035.00,半精镗100035.00、80035.00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 江苏工程职业技术学院毕业设计(论文)操作侧轴承座数控加工工艺及编程 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
13、 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
14、们选择CK6141 型数控车床。刀具:硬质合金刀 量具:游标卡尺 (1)mmap5.1,走刀次数2m。(2)进给量rmmf/4.0。(3)车刀后刀面最大磨损限度取为mm4.1,硬质合金车刀寿命min60T。(4)确定切削速度 min)/(mfaTkCVvvyxpmvvC 根据表1.27,其中修正系数18.1vk,242vC,15.0vx,35.0vy,2.0m,所以:min)/(19.163889.156.285726.0063.1268.256.2854.05.16018.124235.015.02.0mVC;确定主轴转速:mmd70 min/6888.219151170)7014.3(17
15、.15110001000rdvn 按照CK6141 数控车床的转速,选择 min/710rn 则实际切削速度 min/1101000mdnV 2)基本时间的确定 江苏工程职业技术学院毕业设计(论文)操作侧轴承座数控加工工艺及编程 根据切削用量简明手册可知,有一下公式:fmvLt 公式中llL,l=30mm,根据切削用量简明手册表3.26,车刀入切量及超切量mmy12,则L=42mm。min18.023542mt 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)mma
16、p5.1,走刀次数2m。(2)进给量rmmf/4.0。(3)车刀后刀面最大磨损限度取为mm4.1,硬质合金车刀寿命min60T。(4)确定切削速度 min)/(mfaTkCVvvyxpmvvC 根据表1.27,其中修正系数18.1vk,100vC,15.0vx,35.0vy,2.0m,所以:min)/(6.73889.156.285726.0063.1268.256.28535.04.015.05.12.06018.1100mCV;确定主轴转速:mmd90 min/5008.219151170)7014.3(6.7310001000rdvn 按照CK6141 数控车床的转速,选择 min/50
17、0rn 则实际切削速度 min/1101000mdnV 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:fmvLt 公式中llL,l=40mm,根据切削用量简明手册表3.26,铣刀入切量及超切量mmy12,则L=52mm。min22.023552mt 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 江苏工程职业技术学院毕业设计(论文)操作侧轴承座数控加工工艺及编程 (1)mmap1,走刀次数3m。(2)进给量rmmf/3.0。(3)车刀后刀面最大磨损限度取为mm0.1,硬质合金端车刀寿命min60T。(4)确定切削速度 m
18、in)/(mfaTkCVyxpmC 根据表1.27,其中18.1vk,242vC,15.0vx,35.0vy,2.0m,所以:min)/(67.149375.156.285726.01268.256.2854.016018.124235.015.02.0mVC 确定主轴转速:mmd70 min/6818.219149670)7014.3(67.14910001000rdvn 取标准转速 min/900rn 则实际切削速度min/1561000mdnV 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(1)mmap1,走刀次数
19、4m。(2)进给量rmmf/3.0。(3)车刀后刀面最大磨损限度取为mm5.1,硬质合金端车刀寿命min50T。(4)确定切削速度 min)/(mfaTkCVyxpmC 根据表1.27,其中18.1vk,242vC,15.0vx,35.0vy,3.0m,所以:min)/(67.149375.156.285726.01268.256.28535.04.015.012.06018.122mCV 确定主轴转速:mmd80 min/6818.219149670)7014.3(67.14910001000rdvn 取标准转速 min/800rn 则实际切削速度min/1231000mdnV 江苏工程职业
20、技术学院毕业设计(论文)操作侧轴承座数控加工工艺及编程 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pa:mmpa3 进给量f: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mm3。因此确定进给量rmmf/8.0;切 削 速度V:参 照实用机械工艺简明手册中表2.4-66,取m i n/18/3.0msmV 机床主轴转速n:min/2.4811914.318100010000rdVn,取min/40rn 实际切削速度V:smndV/25.06010
21、004011914.310000 工作台每分钟进给量mf:min/32408.0mmfnmf 被切削层长度l:mml19 刀具切入长度1l:mmtgrtgkpal4.63302)32(1 刀具切出长度2l:mml532 取mml32 行程次数i:1i(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1 jt:min73.013634.518211mfllljt;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pa:mmap1 进给量f:根据切削深度mmap1,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rmmf/5.0 江苏工程职业技术学院毕业
22、设计(论文)操作侧轴承座数控加工工艺及编程 切 削 速度V:参 照实用机械工艺简明手册中表2.4-66,取m i n/21/35.0msmV 机床主轴转速n:min/6.838014.321100010000rdVn,取min/84rn;实际切削速度V:smndV/35.0601000848014.310000;工作台每分钟进给量mf:min/42845.0mmfnmf;被切削层长度l:mml 40;刀具切入长度1l:mmtgrtgkpal7.22301)32(1;刀具切出长度2l:mml532 取mml42;行程次数i:1i;根据切削用量简明手册可知,有以下公式:机动时间1 jt:min47
23、.116.3344.540211mfllljt;2.6.6 粗镗100035.00、90mm、75mm、80035.00 1)本工序为粗镗100035.00、90mm、75mm、80035.00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pa:mmpa3 进给量f: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mm3。因此确定进给量rmmf/8.0;切 削 速度V:参 照实用机械工艺简明手册中表2.4-66,取m i n/18/3.0msmV 机床主轴转速n:min/2.4811914.318100
24、010000rdVn,取min/40rn 实际切削速度V:smndV/25.06010004011914.310000 江苏工程职业技术学院毕业设计(论文)操作侧轴承座数控加工工艺及编程 工作台每分钟进给量mf:min/32408.0mmfnmf 被切削层长度l:mml19 刀具切入长度1l:mmtgrtgkpal4.63302)32(1 刀具切出长度2l:mml532 取mml32 行程次数i:1i 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1 jt:min73.013634.518211mfllljt;2.6.7 精镗100035.00、80035.00内孔。1)本工序为
25、精镗100035.00、80035.00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pa:mmpa3 进给量f: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mm3。因此确定进给量rmmf/8.0;切 削 速度V:参 照实用机械工艺简明手册中表2.4-66,取m i n/18/3.0msmV 机床主轴转速n:min/2.4811914.318100010000rdVn,取min/40rn 实际切削速度V:smndV/25.06010004011914.310000 工作台每分钟进给量mf:min/3
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