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1、机电学院毕业设计汽车轴套零件加工学生学号：学生姓名：导师姓名：班 级 机电（3+2） 1003 专业名称机电一体化论文提交FI期2012年5月15日 论文答辩日期2012年5月28日2012年5月15日摘要数控车床是目前使用最广泛的数控机床之一。数控车床主要用于加 工轴类、盘类等回转体零件。加工汽车轴套零件是通过数控加工程序的 运行，自动完成内外圆柱面、圆锥而、成形表面、螺纹和端而等工序的 切削加工，并能进行车槽、钻孔、扩孔、较孔等工作。数控车床零件加 工首先要看懂图纸，再对零件进行加工分析，怎么样选择毛胚，刀具， 夹盘，要确定切削用量，定位基准。做好这些准备先对刀，对刀对好再 编程序，再数控
2、的系统里输入程序，通过数控软件进行校对。正确就直 接到数控车床上进行加工。关键词：汽车轴套零件、加工工艺分析、数控编程6 一 6- 7- 8 一 8- 8一 9 一 9一 9一.91- n- n- 2-12- 2-12- 3-门-4二加工前的准备2零件三维图实体2.2设计方案23工序划分的主要原则2.4数控机床的选择2.5装夹方式和夹具的选择2.6刀具的选择2.7切削用量的选择确定进给速度确定主轴转速确宦背吃刀量三零件的加工工艺分析3零件图工艺分析3.1毛胚的选择确定装夹具方案3.2确左加工路线及进给路线3.3选择刀具3.4选择切削用量3.5计算螺纹尺寸3.6编制工艺文件四数控编程4零件鹵1翟
3、斥觅丽亲4.2零件图2程序见附录4.3程序编好导入数控机床，经校对正确，开始车零件 小结致谢参考文献附录引言数控机床是按照编制好的加工程序自动地对工件进行加工的 高效自动化设备，数控程序的质量是影响数控机床的加工质量和使 用效率的重要因素。装配工艺规程是规定产品或部件装配工艺规 程和操作方法等的工艺文件，是制订装配计划和技术准备,指导装 配工作和处理装配工作问题的重要依据。它对保证装配质量，提高 装配生产效率，降低成本和减轻工人劳动强度等都有积极的作用。这次毕业设计中，我的设计题目是：汽车轴套零件加工。我 先是设计出总体的设计方案，在进行工艺加工分析，在进行加工零 件。但由于设计的需要，我仔细
4、研究了零件图，但在设计过程屮， 因自己经验不足，遇到了很多实际问题，使我体会到了在现场实习 调研仅证明可不可以实干，而不能代表能不能干好。所以我积极与 设计指导老师、操作指导老师沟通，在各位老师的全力帮助、指导 下问题得到了全面解决，同时受到各位老师优良工作品质的影响， 培养出了我缓屮求稳、虚心求教、实事求是、一丝不苟的工作作风, 并树立了明确的生产观、经济观和全局观，为今后从事工作打下了 良好的基础。零件1二加工前的准备2.1零件三维图实体 PRT0004. PRT口 RIGKT'口 TOFZ7FR0M柴FRT_CSTS_DEF ®品旋转1»在此插入mcoz.PR
5、?零件2k £7 RIGHT -n ror r Z7 ?HIT im.CSYSJE? I&谕旅转1 冋號1 爲燃胭翻!663 k 9 5OA2.2设计方案在自动编程过程中，加工工艺决策是加工能否顺利完成的基础，必须依据零件的形状特点、 工件的材料、加工的精度要求、表而粗糙度要求，选择最佳的加工方法、合理划分加工阶段、选 择适宜的加工刀具、确左最优的切削用量、确定合理的毛坯尺寸与形状、确定合理的走刀路线， 最终达到满足加工要求、减少加工时间、降低加工费用的目的。 所以我们在加工进行过程中要 充分考虑以下4条：1数控车的规格、控制系统、机床精度、机床辅具；2毛坯尺寸大小、材料、材
6、料的热处理状态； 3对整体优势的夹紧采用手动式四爪夹盘:4使用的刀具已指定了品种和数虽:;2.3工序划分的主要原则1、保证加工质量;2、合理使用设备：3、先粗后精；4、先主后次；5、先基准后其他：6、尽量减少换刀次数：2.4数控机床的选择初步选用普通数控机床本机床适用于成批、小批及单件生产加工圆柱体。可采用轴向进给 （垂直进给）的方法加工岀圆柱体。本机床是采用手动径向进给的方法进行加工。本机床加工 圆柱体时机床调整及加工方法与加工圆柱体时一样。刀架采用快速电机和手动调整。根据用户 的特殊要求可配置西门子数控系统，完成圆柱体个形和钻孔的加工，还可以将机床加高、加长扩 展机床的加工范用。通过对加工
7、零件图纸进行分析后，最后确左采用加工中心对零件进行加工。2.5装夹方式和夹具的选择夹具的选择数控加工对夹具主要有两大要求：一是夹具应具有足够的精度和刚度：二是夹具应有可靠的 定位基准。选用夹具时，通常考虑以下几点：1、尽量选用可调整夹具、组合夹具及其它通用夹具，避免采用专用夹具，以缩短生产准备时间。2、在成批生产时才考虑采用专用夹具，并力求结构简单。3、装卸工件要迅速方便，以减少机床的停机时间。4、夹具在机床上安装要准确可靠，以保证工件在正确的位宜上加工。夹具的类型控车床上的夹具主要有两类：一类用于盘类或短轴类零件，工件毛坯装夹在带可调卡爪的 卡盘（三爪、四爪）中，由卡盘传动旋转：另一类用于轴
8、类零件，毛坯装在主轴顶尖和尾架顶尖 间，工件由主轴上的拨动卡盘传动旋转。工件装夹方法的选择数控机床上零件的安装方法与普通机床一样，要合理选择泄位基准和夹紧方案，注意以下两 点：1、力求设计、工艺与编程计算的基准统一，这样有利于编程时数值计算的简便性和精确性。2、尽量减少装夹次数，尽可能在一次泄位装夹后，加工出全部待加工表而。 综合以上分析可选用：平口钳。2.6刀具的选择选择数控刀具的原则刀具寿命与切削用量有密切关系。在制定切削用量时，应首先选择合理的刀具寿命，而合理 的刀具寿命则应根据优化的目标而疋。一般分最髙生产率刀具寿命和最低成本刀具寿命两种，前 者根据单件工时最少的目标确左，后者根据工序
9、成本最低的目标确定。27切削用量的选择确定进给速度进给速度是数控机床切削用量中的重要参数，主要根据零件的加工精度和表面粗糙度要 求以及刀具、工件的材料性质选取。最大进给速度受机床刚度和进给系统的性能限制。确左进给 速度的原则：当工件的质量要求能够得到保证时，为提高生产效率，可选择校高的进给速度。一 般在100 - 200mm/min范国内选取：在切断、加工深孔或用高速钢刀具加工时，宜选择较低的进 给速度，一般在20 - 50mm/min范围内选取；当加工精度，表而粗糙度要求高时，进给速度应选 小些，一般在20-50mm/min范围内选取：刀具空行程时，特別是远距离“回零”时，可以设圧 该机床数
10、控系统设泄的最髙进给速度。数控编程时，编程人员必须确泄每道工序的切削用量，并 以指令的形式写人程序中。切削用量包括主轴转速、背吃刀量及进给速度等。对于不同的加工方 法，需要选用不同的切削用量。切削用量的选择原则是:保证零件加工精度和表而粗糙度，充分 发挥刀具切削性能，保证合理的刀具耐用度，并充分发挥机床的性能，最大限度提高生产率，降 低成本。确定主轴转速n = 1000V /nd式中n主轴转速,r/min;v切削速度,m/mind工件待加工表面直径;mm计算的主轴转速n,最后要选取机床有的或较接近的转速。数控车削切削条件参考数11被切削材料 名称轻切削一般切削重切削背吃刀呈D. 5-1. 进给
11、倉.C6-0.3mr*)/r背吃刀ai-4mnt 迸给 S：0. 20. 5mni/r背吃刀S5-lSmnv 进给郵408tan/r优质炭素 结构钢10ft100-250150-25080-22045#60-23070-22080-180合金钢100-220100-23070-22070-22080-22080-220车削时的切削速度表12工件材料硬度/HBS高速钢车刀v/ (m/min)硬度合金车刀v/ (m/min)45#钢<22518426615022532512"36541203254256213675主轴转速应根据允许的切削速度和工件(或刀具)直径来选择。其讣算公式为
12、:n= 1 0 00 v/ n D式中:V切削速度，单位为m/m动，由刀具的耐用度决宦;n 一一主轴转速，单位为r/min, D工 件直径或刀具直径，单位为mm. II-算的主轴转速m最后要选取机床有的或较接近的转速。2.73 确定背吃刀量背吃刀量根据机床、工件和刀具的刚度来决左，在刚度允许的条件下，应尽可能使背吃刀量 等于工件的加工余量，这样可以减少走刀次数，提高生产效率。为了保证加工表而质量，可留少 量精加工余量，一般0.2 0.5m m,总之，切削用量的具体数值应根据机床性能、相关的手册并 结合实际经验用类比方法确定。同时，使主轴转速、切削深度及进给速度三者能相互适应，以形成最佳切削用量
13、。三、零件的加工工艺分析3.1零件图工艺分析根据零件图（附录图5-1）我们可以看出它是由两个零件装配而成的。那我们第一步就是要 先把两个零件用木棍数控车把它做出来，再把这两个零件装配成我们要的零件。那么我们首先来 看该零件是由圆柱、圆锥、孑L、圆弧及双线螺纹等表而组成。毛胚的选择从图（附录图5-1）我们可以看出，零件所要加工部位明确，几何元素之间关系描述淸楚完整，根据零件的实际尺寸与热处理的工艺性见（表格2-1）能我选择"75mm的45#钢作为毛胚。合金结构钢的热处理工艺性能2-1加烝温度冷却方式HBHRC硬度退火800-840炉冷小于等于1听正氏840-870小于等于22 6粹火8
14、20-850用盐木61回火Z / / /温度C硬度30047400395002960022确定装夹具方案根据零件图形我确左坯件轴线和左端而为定位基准。左端采用三爪自定心卡盘怎心夹紧、右端采用活动顶尖支承的装夹方式。3.2确定加工路线及进给路线加工顺序应该按照由粗车刀精车、由远到近（由左到右）的顺序原则确泄。即就是先从右刀 左进行粗车（留0.25mm精车余量）然后从右到左进行精车，最后在车削螺纹和孔。3.3选择刀具1、车选用硬质合金60°外圆车刀，副偏角不能太小，以防止与工件轮廉发生干涉，所以现在我 们取 Kr=35a .2、精车和车螺纹选用硬质合金60°外螺纹车刀。3、割断
15、而和槽我们选用厚度为5mm的硬质合金刀和2mm厚的硬质合金刀。4、钻头、内槽车刀、通孔车刀、盲孔车刀。3.4选择切削用量削速度v （m/min）可参照表3-1表3-1硬质合金外圆车刀切削速度参考值工件材料热处理状态ap=0. 32mmap二26mm&P二610mmf二0. 08 0. 3mmf二0. 30. 6mmf 二 0. 6 1mmV/ (m/ s)低碳钢热扎2. 333. 01.67 2.01. 171. 5易削钢中碳钢热扎2. 172. 671518310133调质1.67 2. 171. 171. 50. 831. 17合金结构钢热扎1.67 2. 171. 171. 50
16、. 831. 17调质1331830. 831. 170. 671.01、粗车循环时的背吃到两，确左为Ap=3mm;精车时Ap=0.25mm。2、主轴转速车直线和圆弧轮廓时的主轴转速查表取粗车的切削速度Vc=90m/min,精车的切削速度Vc=120m/min,根据坯件宜径（精车时平均直径）,利用n = 1000V / nd讣算并结合机床说明书选恥 粗车时的主轴转速n=400r/min：精车时的主轴转速n= 727 r/min.车螺纹时的主轴转速也时用n = 1000V /nd计算，取主轴转速n= 625 r/mino3、进给速度先选取进给量，然后用公式v=nf H-算。粗车时，选取进给量f=
17、0.4mm/r,精车时，选取进给量f=0.15mm/r,计算得:粗车时给速度Vf=160mm/min；精车时给速度Vf=300mm/mino3.5计算螺纹尺寸d二D-2P(0 55-0. 65)式中d为螺纹小径，单位mm D为螺纹大径，单位mm英中P为螺距d=32-2x2x0. 6=29. 6mm3.6编制工艺文件数控加工工序卡片和数控加工刀具卡片见附录四数控编程4.1零件图1程序见附录其余苇/未注倒角C125 ±0.033X120820+00oo4018 045.32A>13.15/ 6/7=47T2零件1平而图4.2零件图2程序见附录4.3程序编好导入数控机床，经校对正确，
18、开始车零件数控加工零件程序顺序如下材料45#数控加工顺序零件2车圆柱车圆弧车圆台车内槽车圆柱车圆台车外槽车螺纹小结几个月的毕业设讣设计在紧张而又繁忙中结束了，这次的毕业设计让我对数控技术又有了更 深的认识。需要我们运用多学科的理论、知识与技能，分析和解决工程问题。通过这次毕业设计 我的收获不小，使我对该零件的加工过程有了全方而了解，及对它的工艺安排也有了比较淸晰的 思路，我想以后再碰到相似的零件加工我就不会再感到陌生了，至少我有过这次数经历。我有信 心把它做好,更能很好的掌握和了解对零件加工工艺的分析很深入，我这次是做数控设计，所以它 帮助我发现了在数控上的不足。例如在什么误差内的零件才是最完
19、美的、切削用量的选择、刀具 的选择。不过在老师的指导和自己的努力下，我顺利的克服了这些问题并完成了课程设汁的任务 和要求，使自己得到更进一步的发展，这样就让我对数控技术有了更一步的了解。毕业设计虽已 结朿，但我们钻研的精神不能结朿。为把自己培养成对社会有用的人才而不断努力。经过这几个月来的毕业设计，我对资料的搜集、分类整理能力得到了提高，文字组织能力得 到了锻炼，这对我以后的工作和学习是很有好处的。同时，做毕业设计使我的思维更严谨，也培 养了我一丝不苟的工作作风，并使我对以前的所学的又有点遗忘的知识复习了一颯，对这些知识 有了更加深刻的理解。我相信只要自己想做就没有什么做不了的事情。致谢毕业论
20、文是在导师的细心帮助下完成的。指导老师渊博的专业知识，严谨的治学态度, 精益求精的工作作风，朴实无华、平易近人的人格魅力对我影响深远。不仅使我树立了远大 的学术目标、掌握了基本的制作方法，还使我明白了许多待人接物与为人处事的道理。本论 文从选题到完成，每一步都是在指导老师的指导下完成的，倾注了指导老师大量的心血。在 此，谨向指导老师表示崇髙的敬意和衷心的感谢。参考文献1张京辉.机械设计基础四安电子科技大学出版社，20082苏建修.机械制造基础（第二版）北京：机械工业出版社，2006320084200752005620087刘魁敏.计算机绘图（第二版）北京：机械工业出版社，20078陈仪先、梅顺齐主编机械制造基础：上册北京：中国水利水电岀版社，2005附录