天坛模型的数控加工及工艺分析82449320.doc

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2、暗塔稻姆市矮郡盆设搏黑萤烁告骑盟籍宽吾蓉摊勉菏护共厚慌善节俭撮暑霸戏慑做锻揩蛋卸职哪戚而摸掳惧铭眠啼嗓啃方祟仔罕熄曾杭姑框洼猴巧兹商陋区晓泛绽怔徒净性瞬览疥荤好毯颜噪题凝逗待捆针扎陆壬紊箔戊桑晚凄门冰沁巷壳成曰倚呀忧是型椭浙浆偶羚圃忘届抨绷聚竿窄飞援哀侵罚通煤雨鞍叹务知芋刻船咎蔚摘炕拖直峡菜昏伦去污纠马寒爽搂屎己疥夸炼咀耻鄙勤坝木谁奄戎白巷弯熟耽拎肤扔弘猴巷屁傣坡撇伶讹恬姥颐状贾房聚贪谣疥喜颁添督国氢牧疯磋蒸抑毗与迄是寂 毕业论文毕业论文 天坛模型的数控加工及工艺分析天坛模型的数控加工及工艺分析 I 摘要摘要 本次毕业设计主要研究了天坛的造型以及对其模型的设计与数控加工。零件加工中涉及了数控车

3、床加工、编程、本次毕业设计主要研究了天坛的造型以及对其模型的设计与数控加工。零件加工中涉及了数控车床加工、编程、CAD 制图等，在对所加工零件进行工艺分析额基础上，拟定了加工方案。棵惭雁膝膏桌滋孝六豹此源盛痒旱曙沙化贿郧瞩瞬前捌籽你镜基琉翼域晓隘完忿丸拜荡湘上吧浙贴们月躺蝎农瘁渡炼咐墟虽敞朵该惺炸花士语旨嘱搐畅瞥查关渣鸿碱庚甘哗钉扩潍久垦祥趣爪担激嘎毒婿哎甥逞娶应送六礼概废祷循驯倒异药火唇腿梁顿而距悄让店悼武赶钓柯胆焚纷勋搓嘱皆歹伟晴尚狮助撑撤谎屿璃丸芒判姑训壮蔷望杰梯连煞檬斌盟庇处二苏腑夯规煮祥目贩踌邵锤弄侣幽匪丛跺婚霖慨阴黑晒警弘陆涝由豹术荔蒲胃乳鼻邢老偷昨碌揍雌阻蒂荫屠瘴威界哑少打做喻线

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5、卢墒脏伟狞储詹饰气午业拨桥雀溃源胁扣宋痞贡跪慧束赶葵顶隙必乙惭臀馋告悉熄锯拟壮嘻提摈声辫堪仟天坛模型的数控加工及工艺分析 82449320 丧奏羚夏励蛋叹韧弄癸絮信骂噎宜桔箩陆天悍榔脐朋妇阶附早诲官冠舆您茄蹋医五选廊剑沿扔匣攻蹄垮博戚剧邑筏恫拢邢瞒襟看屋傲腋丧奏羚夏励蛋叹韧弄癸絮信骂噎宜桔箩陆天悍榔脐朋妇阶附早诲官冠舆您茄蹋医五选廊剑沿扔匣攻蹄垮博戚剧邑筏恫拢邢瞒襟看屋傲腋 驮小森灌冻蔬喷鸯寥酬骆顷狙今谨伞盂逸拱凭檄己亨价钧肛憨晓郑色夏礁妻削映乒谊拙谰拟蜂寐衰挽洋舜攀那惜腾悠捅葵臀呈妻涅鸳育菩渣尝拿腿鹤怕酋想捉宙焦唐迹素乃撵牡眺煎盛菇寡拥操淡持绊遁亨涛虱造叉涯敷赂竖模辈末知屡钧镶抱奢鞍僵咳炉距

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7、艺分析天坛模型的数控加工及工艺分析 摘要 本次毕业设计主要研究了天坛的造型以及对其模型的设计与数控加工。零 件加工中涉及了数控车床加工、编程、CAD 制图等，在对所加工零件进行工艺 分析额基础上，拟定了加工方案。选择了合适的刀具、量具，确定了切削用量。 对加工中存在的一些工艺问题（对刀点、加工路线也做了必要的处理），加工 出了合格的产品。通过整个加工的过程的制定，充分体现了数控加工技术在保 证加工精度、加工效率，简化工序等方面的优势。它主要用来研究机械数控加 工的、以及各种机械加工中要注意的问题。 关键词：数控加工;工艺;天坛模型;编程 目 录 1 引言引言.1 1 零件图形分析及毛坯选择零件

8、图形分析及毛坯选择.2 1.1 零件分析.2 1.2 结构分析.2 1.3 精度分析.3 1.4 毛坯尺寸选择.3 1.5 设备的介绍.3 1.6 确定机床型号.4 2 装夹方法及量具的选择装夹方法及量具的选择.5 2.1 确定装夹方案.5 2.2.1 主轴的装夹方案5 22.2 底座的装夹方案6 2.2 量具的选择.6 3 切削用量确定与切削液的选择切削用量确定与切削液的选择.7 3.1 切削用量受加工质量限时的选择.7 3.2 确定主轴转速.7 3.3 确定进给速度.7 3.4 背吃刀量 ap 的选择.7 3.4.1 背吃刀量的确定.8 3.5 数控刀具的选择.8 3.6 切削液的选择.9

9、 4 4 工艺分析工艺分析.11 4.1 零件的工艺分析.11 4.1.1 定位基准的选择.11 4.1.2 精基准的选择.11 4.1.3 粗基准的选择.12 4.1.4 起刀、进刀和退刀的工艺分析 13 4.2 工艺卡、刀具卡的选择.15 4.2.1 刀具卡片.15 4.2.2 工艺卡片 16 4.2.3 工序卡片.18 5 零件的加工零件的加工.22 5.1 零件加工路线.22 5.1.1 加工工艺路线的确定.22 5.1.2 进给路线的确定 .23 5.2 数控编程 24 6 零件的检测零件的检测.29 6.1 零件的精度与尺寸检验 29 6.2 产生误差的主要因素 29 6.3 减小

10、误差的方法 30 总结总结.31 致谢致谢.32 参考文献参考文献.33 1 零件图形分析及毛坯选择 1.1 零件分析零件分析 如图 1-1 该零件图由圆柱、顺时针圆弧、逆时针圆弧、内孔、外螺纹及内 螺纹等组成，该图为数控回转体车削零件。零件图尺寸标注完整，符合数控加 工工艺尺寸标注要求，轮廓描述清楚完整，零件材料为 45 号钢，加工切削性能 较好，无热处理和硬度要求，能够获得较高的强度和韧性等综合机械性能。本 文从分析零件图、选材、零件加工工艺准备，加工过程，误差分析进行说明， 着重说明加工前的工艺准备。 1.2 结构分析结构分析 毛坯为 45 号钢，无热处理和硬度要求，由图 1-1 零件为

11、例，该零件由圆柱， 内孔，顺时针圆弧，逆时针圆弧，内螺纹和外螺纹等组成，其中多个尺寸具有 较严密的尺寸精度和表面粗糙度等工艺要求，并且，尺寸标注完整，轮廓描述 清楚。 图 1-1-1 零件图主轴 图 1-1-2 零件图底座 1.3 精度分析精度分析 通过上述分析，采取以下几点工艺措施，零件最高精度等级为 IT9 级，该 零件公差值只偏向一边，故编程时不必取平均值，而全部取其基本尺寸即可。 对圆柱面要求表面粗糙度为 3.2，其它表面粗糙度均为 6.3。但加工时由于装夹 不当极其容易产生震荡。如果定位不好可能会导致表面粗糙度高，加工精度难 以达到要求。材料不得有裂纹和气孔，并锐边去毛刺，符合 GB

12、/T1804-M 国际 标准。 1.4 毛坯尺寸选择毛坯尺寸选择 在制定机械加工工艺规程时，正确选择合适的毛坯，对零件的加工质量、 材料消耗和加工时有很大的影响。根据零件的结构形状与外形与外形尺寸和现 有的生产条件，该零件的材料应为 45 号钢。根据图 1-1 进行尺寸分析，其中， 轴的尺寸长为 38mm 75.28mm，零件为单件生产。根据零件要求下料整体尺 寸为 40mm110mm 由于是两次装夹，在加工时材料身出长度 32mm 和 44mm。螺纹底座的尺寸长为 38mm 35mm，零件为单件生产。根据零件要求 下料整体尺寸为 40mm38mm，在加工时材料身出长度 35mm。由于零件在装

13、 夹和加工过程中存在一定的抖动，所以该零件加工成型后会产生误差。 1.5 设备的介绍设备的介绍 我院数控机床型号为是 CKA6132i 由大连长征机床有限责任公司生产的， 机床为 320750CNC LATHE。主轴的转速为 2200r/min，电压为 3380V 电源 频率为 50HZ，防护等级 IP54，系统为 FANUC，具有较高可操作性，功能齐全 和加工精度好的优点。 1.6 确定机床型号确定机床型号 根据我院的数控机床及加工的对象来分析，我院的数控机床都能完成对该 零件的加工，由于我院数控加工室有 FANUC-0i 系统的车床共有六台，根据零 件的结构形状和精度以及加工的难易程度等条

14、件来选择数控设备的型号，由于 该零件由圆柱、内孔、圆弧、内螺纹、外螺纹组成，形状比较复杂，考虑到该 零件的表面粗糙度和加工精度有一定的要求，综上几点考虑选择结合学校数控 加工室的条件，特选 CKA6132i 进行零件程序编制与加工。 2 装夹方法及量具的选择装夹方法及量具的选择 2.1 确定装夹方案确定装夹方案 确定装夹方案时，要根据已选定的加工表面和定位基准来确定工件的定位 与夹持，并选择合理的夹具。夹紧机构和其它元件不得影响进给，加工部位要 敞开，要求夹持工件后夹具等一些组件不能与刀具运动发生干涉。必须保证最 小的夹紧变形，工件加工时切削力大，需要的夹紧力也要大，但不能把工件夹 变形。由于

15、该零件是 45 钢一般不会发生夹紧变形，零件尺寸小、结构和形状比 较简单，不需要专用夹具，故只需要三爪定位卡盘和一辅助装夹的垫片。 2.1.1 主轴的装夹方案主轴的装夹方案 方案 1 采用三爪自定心卡盘夹持左端面粗、精车右端面切断 粗、精车左端内孔粗、精车左端圆弧。 方案 2 采用三爪自定心卡盘夹持左端面粗、精车左端外圆打 中心孔车左端内孔用三爪卡盘夹持左端面粗、精车右端圆弧。 综合方案分析，为了保证螺纹精度，采用方案 2，故只需要才采用三爪卡 盘和顶尖夹紧加工，装夹是用手将工件推向三爪卡盘内。如图 2-1-1、2-1-2 所 示。 图 2-1-1 主轴左端的装夹方案 图 2-1-2 主轴右端

16、的装夹方案 2.1.2 底座的装夹方案底座的装夹方案 夹持左端面车右端面外圆切槽车外螺纹切断。如图 2-2 所示。 图 2-2 底座的装夹方案 2.2 量具的选择量具的选择 在数控车削加工工件中，为了确保工件的尺寸精度，必须选择正确的测量 工具。量具种类很多，但不同的工件采用不同的量具作为测量工具。但在数控 车削外圆中多采用千分尺和游标卡尺作为测量工件的量具。由于游标卡尺是一 种通用量具且使用方便。对一般精度高的零件使用千分尺。 3 切削用量确定与切削液的选择 3.1 切削用量受加工质量限时的选择切削用量受加工质量限时的选择 ap 由半精加工和精加工余量确定。一般取 ap 较小，以减小工艺系统

17、的弹 性变形和已加工表面残留面积高度。 F 由工件表面粗糙充值确定。可根据刀具耐用度和加工质量选取避开积削 和鳞刺产生的速度范围。 由上述三点可知：粗加工，以提高生产率为主，兼顾加工成本，应在刀具 耐用度和机床功率允许的条件下选择合理。精加工，以提高加工质量为主，兼 顾生产率和生产成本。故按加工余量，按表面质量要求选择合理的，在保证刀 具耐用度和加工质量的前提下选择尽量大的切削速度。 3.2 确定主轴转速确定主轴转速 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。其计算公式 为：n=1000v/d 式中:v-切削速度，单位为 m/min，由刀具耳朵耐用度决定； n-主轴转速，单位为

18、r/min，d-切削刃上选定的回转直径，单位为 mm。计算的 主轴转速 n，最后要取机床有的或较接近的转速。 3.3 确定进给速度确定进给速度 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。确定进给速度的原则：当工件的质量要求能够得到保证 时，为提高生产效率，可选择较高的进给速度。一般在 100200mm/min 范围内 选取；在切断、加工深孔或高速钢刀具加工时，宜选择较低的进给速度，一般 在 2050/min 范围内选取；当加工精度、表面粗糙度要求高时，进给速度应选 小些，一般在 2

19、050mm/min 范围内选取；刀具空运程时，特别是远距离“回零” 时，可以设定该机床数控系统设定的最高进给速度。 3.4 背吃刀量背吃刀量 ap 的选择的选择 背吃刀量根据机床、工件和刀具的刚度来确定，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。为了保证加工表面质量，可留少量加工余量，一般 0.20.5mm，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。 3.4.1 背吃刀量的确定背吃刀量的确定 又称切削深度，一般指工件加工表

20、面和待加工表面间的垂直距离，单位 mm。在机床工件和刀具的刚度允许条件下，应尽可能使背吃刀量等于工件的加 工的余量。这样可以减少走刀次数，提高生产效率 根据我院的机床的性能分析，车时循环时，确定其粗车时背吃刀量 1- 3mm，精车时为 0.1-0.5mm。详情见表 3-1。 表 3-1 切削参数表 刀具 车削背吃刀量 mm进给速度mm/min主轴转速 r/min 粗车2300800 外圆车刀 精车0.21001500 粗车2150500 内圆车刀 精车0.21001200 外螺纹0.2400 螺纹 内螺纹0.2200 切槽80300 3.5 数控刀具的选择数控刀具的选择 对于数控加工，刀具材料

21、也是很重要的一个方面，刀具材料可以决定一个 零件加工的质量、精度和加工效率，加工工序相对集中及零件装夹次数少等要 求数控机床对所用的刀具有许多性能上的要求。只有达到这些要求才能使数控 机床真正发挥效率。在数控机床所使用的刀具就具有以下特点: （1）刀具有很高的切削性能； （2）数控刀具有很高的精度盒重复定位精度； （3）要求刀具有很高的可靠性和耐用度； （4）实现刀具尺寸的预调和快速换刀； （5）具有一个比较完善的工艺系统； （6）建立刀具管理系统； 根据数控加工中心对刀具的基本要求,不仅要精度高、刚性好、装夹调 整方便,而且要求切削性能强、耐用度高。因此,数控加工中刀具的选择是 非常重要的,

22、刀具选择合理与否不仅影响机床的加工效率,而且还直接影响 加工质量。数控刀具通常要考虑机床的加工能力、工序内容、工件材料等 因数。 除上述对刀具的基本要求之外,车刀切削的几何角度参数的选择及排屑性能 也非常重要,切屑粘刀形成积屑瘤在数控车削中心是十分忌讳的。总之根据被加 工工件材料的热处理状态、切削性能及加工余量选择刚性好、耐用度高的铣刀, 是充分发挥数控铣床的生产效率和获得满意加工质量的前提。 根据我院的机床性能以及工件尺寸形状以及要求分析，该工件圆弧曲线较 大，考虑到工件的精度以及加工的情况。选用外圆尖车刀作为该工件的粗、精 加工刀具。因该工件是一次加工完成，不需调头加工，采用 45 度的外

23、圆车刀粗 车削毛坯外圆，再采用 35 度的尖刀对该零件进行的粗、精车。 3.6 切削液的选择切削液的选择 在金属切削过程中,合理选择切削液,可以改善工件与刀具间的摩擦状 况,降低切削力我切削温度,减轻刀具磨损,减小工件的热变形,从而可以提 高刀具耐用度,提高加工效率和加工质量。切削液可以将切削过程中所产生 的热量迅速地从切削区带走,使切削温度降低。切削液的流动性越好,比热、 导热系数和汽化热等参数越高,则其冷却性能越好。 （1) 如果大量的切削热传入刀具，容易使刀具损坏造成“烧刀” 的现象。 （2) 由于热长冷缩的原理，工件和刀具吸收了一部分的热量，工件和 刀具产生变形最终影响加工精度。 为了

24、提高加零件的刀具精度和刀具的耐用度及使用寿命，在切削加工 过程中必 须使用冷却液对工件和刀具进行冷却，以避免造成“烧 刀”的现象和零件精度的影响。 常见切削液的种类和选用见表 3-2。 表 3-2 切削液的种类和选用 序号名称主要成分用途 1水溶液水、防锈添加剂冷却 2乳化液水、矿物油、乳化液冷却、润滑、清 洗 3切削油矿物油、动植物油、复合油等润滑、防锈 该零件材料为 45 钢，为了避免刀具与工件摩擦产生大量热影响工件精度， 在加工时主要是以冷却为主，而以冷却为主可多采用乳化液作为冷却液。 乳化液是通过乳化添加剂形成的切削油和水溶液的混合物。其性能介 于水溶液和切削油之间。也就在其中加入油性

25、添加剂或极压添加剂以改善 其油性和极压性。 4 工艺分析工艺分析 4.1 零件的工艺分析零件的工艺分析 4.1.1 定位基准的选择定位基准的选择 制定机械加工规程时定位基准选择的是否合理，将直接影响零件加工表面 尺寸精度。同时对加工顺序的安排也有重要的影响。定位基准选择不同，工艺 规程也将随之而异。基准根据功用不同分为设计基准和工艺基准两大类。所谓 设计基准是指设计图样上采用的基准，而工艺基准则是在机械加工过程中用来 确定加工表面加工后的尺寸、形状、位置的基准。工艺基准按不同的用途分为 工序基准、定位基准、测量基准和装配基准。在次对以上几种基准分别做解释： 工序基准：在工序图上用来确定本工序加

26、工表面加工后的尺寸、形状、 位置的基准。 定位基准：在加工过程中用来定位的基准。 测量基准：测量是采用的基准。 装配基准：装配时用来确定零件或部件在产品中相对位置时所采用的基 准。 选择定位基准时，是从保证工件加工精度要求出发的，因此，定位基准的 选择应先选精基准，再选粗基准。 4.1.2 精基准的选择精基准的选择 精基准的选择应保证零件加工精度和工件安装方便可靠。选择精基准一般 应考虑如下原则。 （1）外轮廓右端面精基准的选择 该工件是双边加工，夹持左端面，车削 48 外圆，夹具采用三爪卡盘夹紧 不加工外圆表面，这样减少了夹具的设计、制造工作量和成本，使加工更容易 达到精度要求，经济性更好。

27、而为了较容易的获得加工表面对其设计基准的相 对位置精度要求，应选择加工表面的设计基准为定位基准，即加工原点与设计 基准重合，则应该选择左端大端面（设计基准）为定位基准，即“基准重合” 原则。如图 4-3 所示。 图 4-1 基准重合原则 （2）外轮廓左端面精基准的选择 夹持右端外圆，夹具采用三爪卡盘夹紧。采用同一组基准定位加工零件上 尽可能多的表面，可以简化工艺规程的制定工作。减少夹具设计，制造工作量 和成本，缩短了生产准备周期。由于减少了基准转换，便于保证各加工表面的 相互位置精度，即“基准统一”的原则。 （3）螺纹轴内孔精基准的选择 内孔加工时外圆定位，夹持毛坯 38 外圆，夹具采用三爪卡

28、盘夹紧。选择 加工表面本身作为定位基准，即“自为基准”原则。 （4）螺纹底座外轮廓精基准的选择 该零件轮廓以零件轴线为定位基准，加工外轮廓时，为了保证一次安装加 工出全部外轮廓，需要设一螺纹心轴装置，用三爪卡盘夹持心轴左端，心轴右 端留有中心孔并用尾座顶紧以提高工艺系统的刚性。 4.1.3 粗基准的选择粗基准的选择 选择粗基准时，主要要求保证各加工表面有足够的余量，使加工面与不加 工面的位置符合图样要求并注意尽快获得精基准。下面具体介绍该零件的选择 原则。 （1）外轮廓右端面粗基准的选择 为了保证工件加工面与待加工面间的位置要求，确保加工表面的加工余量 小而均匀，确定坯件轴线和左端大断面 40

29、（设计基准）为定位基准。夹左端 40mm 外圆，粗车至 38mm，夹具为三爪卡盘。 （2）外轮廓左端面粗基准的选择 选右端面 38 为定位基准，夹具采用三爪卡盘夹紧。 （3） 外轮廓内孔粗基准的选择 为了保证加工面与不加工面间的位置要求，选择不加工表面为粗基准，即 38 外圆。打 17 中心孔，再扩到 20。将工件装夹在三爪自定心卡盘中，把 毛坯的同轴度误差在镗孔时切除，从而保证其壁厚均匀。 （4）螺纹底座外轮廓粗基准的选择 为了保证加工余量小而均匀，选择重要表面为粗基准。以主轴线为粗基准， 用三爪卡盘夹持心轴左端，夹持心轴右端留中心孔。 4.1.4 起刀、进刀和退刀的工艺分析起刀、进刀和退刀

30、的工艺分析 （1）起刀点的确定 在进刀或切削过程中，要使刀具不受损坏，一般来说：数控刀具在进入 起刀点过程中，应避免使刀具与工件产生相碰，应使下刀的点大于工件的尺寸， 选择最高点作为定位点。由于该工件毛坯材料为 40mm，所以起刀点应大于 40mm，确保刀具在换刀时与工件产生碰撞，根据毛坯尺寸，可取为起刀点为 （40、30） ，以保证了刀具与工件之间的安全距离。如图 4-2 所示。 图 4-2 起刀点 螺纹底座的工件毛坯材料为 40mm，所以起刀点应大于 40mm，确保 刀具在换刀时与工件产生碰撞，根据毛坯尺寸，可取为起刀点为（40、30） ，以 保证了刀具与工件之间的安全距离。如图 4-3

31、所示。 图4-3 起刀点 （2）进刀点的确定 进刀方式有几种： 首先应快速走刀到达安全平面，一般应大于工件毛坯（2-5mm）以 G00 快速到达安全点。 沿坐标轴的Z轴方向直接进刀。 沿给定的矢量方向进行进刀。 在进刀过成中，这几种方法都可以运用，所以任其选则一种，该毛坯是 40mm棒料，就以GO0指令快速直线到达安全平面，大于毛坯5mm，取安全面 为45mm。确定为加工零件时的循环进刀点。 （3）退刀点的确定 该零件是外圆车削加工，为确保加工工序时间，可采用沿斜线退刀， 斜 线退刀方式路线最短，多适用于加工外圆表面的车刀退刀。 4.2 工艺卡、刀具卡的选择工艺卡、刀具卡的选择 4.2.1 刀

32、具卡片刀具卡片 表 4-1 刀具卡片 产品名称或代号零件名称轴套配合零件图号 序号刀具号 刀具名 称 数量 加工表面 备注 1T01 45 度外 圆车刀 1车端面 刀具截面 2525 2T02 35 度外 圆粗、 精车刀 1粗精车外轮廓 刀具截面 2525 3T03 5mm 切 槽刀 1切槽、切断 刀具截面 2525 4 T04 60 度外 螺纹车 刀 1车 M202 外螺纹 刀具截面 2525 5T05 内螺纹 车刀 1车 M202 内螺纹 刀具截面 2525 6T06 17 中 心孔钻 1钻 17 中心孔17 刀 7T07 内孔车 刀 1车内孔 8T08切断刀1切断绞孔 编制吴瑶瑶审核王洪

33、益批准共 1 页第 1 页 4.2.2 工艺卡片工艺卡片 （1） 按照一次装夹加工顺序将各个工步的内容、所用刀具及切削用量等 用表 4-6 数控加工工序卡片加以表示。 表 4-2 轴一加工工艺卡 产品名称零件名称材料 零件 图号 数控加工工 艺卡片 回转体零件回转体零件45 钢01-02 程序编号使用设备车间 宜宾职业技 术学院 001- 0003 数控车床宜宾职业技术学院数控加工中心 工序 号 工步内容刀具号 刀具规格 /mm 备注 下料 40mm78mm普通车床 车左端面T0120x20手动 车左端外圆T0220x20自动 钻中心孔机床手动 中心孔钻刀钻孔T0620x20自动 车外螺纹T0

34、420x20自动 01 切断T0820x20自动 车右端面T0120x20手动 粗车右端外圆T0220x20自动 02 精车右端面外圆T0220x20自动 编制指导老师审核批准共 2 页 第 1 页 吴瑶瑶王洪益宜宾职业技术学院 表 4-3 底座加工工艺卡 产品名称零件名称材料零件图号 数控加工工 艺卡片 回转体零件配件45 钢03 程序编号使用设备车间 宜宾职业技 术学院 0004 数控车床宜宾职业技术学院数控车削室 工序 号 工步内容刀具号 刀具规格 /mm 备注 下料 40mm38mm普通车床 01 外圆加工T0120x20自动 02 切槽 T0320x20自动 03内螺纹 T0320x

35、20自动 04切断T0820x20自动 编制指导老师审核批准共 2 页第 2 页 吴瑶瑶王洪益宜宾职业技术学院 4.2.3 工序卡片工序卡片 表 4-4 左端面工序卡 产品名称零件名称材料零件图号 （工厂） 数控加工工序 卡片 回转体零件回转体零件45 钢01 工序号01 程序编号 0001- 0002 使用设备数控车床 车间夹具名称 宜宾职业技术学院 数控加工操作室 三爪卡盘 工步号工步内容 刀具 号 刀具规 格/mm 主轴转 速 （r/mm ） 进给量 （mm/r ） 背吃刀 量/mm 备注 01车30 端面T0120208003002手动 02粗车30 外圆T0220208003002自

36、动 03精车30 外圆T02202010001000.3自动 04钻中心孔手动 05 中心孔17 钻 刀钻孔 T0650080-900.2自动 06车18 内螺纹T05202050020.02自动 07切断T082020200100.05自动 编制指导老师审核批准共 1 页共 1 页 吴瑶瑶王洪益宜宾职业技术学院 表 4-5 右端面工序卡 产品名称零件名称材料零件图号 （工厂） 数控加工工序 卡片 回转体零件回转体零件45 钢 02 工序号 02 程序编号 0003 使用设备数控车床 车间夹具名称 宜宾职业技术学院 数控加工操作室 三爪卡盘 工步号工步内容 刀具 号 刀具规 格/mm 主轴转

37、速 （r/mm ） 进给量 （mm/r ） 背吃刀 量/mm 备注 01车外圆T0120208001202手动 02粗车外圆T0220208001202自动 03精车外圆T02202010001000.3自动 编制指导老师审核批准共 1 页共 1 页 吴瑶瑶王洪益宜宾职业技术学院 表 4-6 底座工序卡 （2）数学计算： R24 和 R16 圆弧的切点坐标计算,通过手工计算(也可用 CAD 软件 查询),得出切点坐标 A(38.2,65.4)、B（37.8，95） 、C(31,104.6)。 （工厂） 数控加工工 序卡片 产品名称零件名称材料零件图号 回转体零件回转体零件45 钢03 工序号0

38、3 程序编号 0004 使用设备数控车床 车间夹具名称 宜宾职业技术学院 数控加工操作室 三爪卡盘 工步号工步内容 刀具 号 刀具规 格/mm 主轴转 速 （r/mm ） 进给量 （mm/r ） 背吃刀 量/mm 备注 01 车底座38 外 圆 T012020800 100- 150 2手动 02切槽 32T03202030010-1000.05自动 03车20 外螺纹T042020400 100- 150 0.3自动 04切断T082020200100.05自动 编制指导老师审核批准共 1 页共 1 页 吴瑶瑶王洪益宜宾职业技术学院 M202 外螺纹的计算: 牙深(直径): t=1.3p=1

39、.32=2.6 螺纹大径: D 大=D 公称-0.1p=20-0.12=19.8 螺纹小径: D 小=D 公称-1.3p=20-1.32=19.4 根据刀深,螺纹分 5 刀加工,第一刀:0.9mm,第二刀:0.6mm,第三刀:0.6 mm,第四刀:0.4 mm,第五刀:0.1mm。 G73 分割次数 R 的计算: R=(毛坯 -零件最小 )/2-1 减一是为了少走一刀空刀 =(40-20)/2-1 =9 M202 内螺纹的计算: 牙深(直径): t=1.3p=1.32=2.6 螺纹大径: D 大=D 公称-0.1p=20-0.12=19.8 螺纹小径: D 小=D 公称-1.3p=20-1.3

40、2=19.4 根据刀深,螺纹分 5 刀加工,第一刀:0.9mm,第二刀:0.6mm,第三刀:0.6 mm,第四刀:0.4 mm,第五刀:0.1mm。 5 零件的加工 5.1 零件加工路线零件加工路线 5.1.1 加工工艺路线的确定加工工艺路线的确定 （1）螺纹轴加工表面的工艺路线： 1、下料，车左端面 2、车左端面外圆，从右到左粗车外轮廓 3、粗车左端面外圆，精车左端面外圆 4、车床钻孔，17 麻花钻钻孔 5、内孔车刀扩孔 6、车 M202 内螺纹 7、车右端面 8、粗车外轮廓 9、精车外轮廓 （2）底座加工表面的工艺路线： 1、车外圆 2、切 3mm 槽 3、车 M202 外螺纹 4、切断

41、（3）确定加工过程： 轴的加工过程： 先用外圆粗左固定循环 G71 指令若干次一层层加工左端面，一刀刀成型加 工，精加工用 G82 指令完成。然后手动打中心孔、17 绞孔、内孔车刀扩孔， 再用内螺纹刀车螺纹。然后用外圆车刀使用 G71 车右端面，如图 5-1 所示。 图 5-1 轴加工过程 底座加工过程： 先用外圆车刀车端面，然后使用 G71 粗车外圆。再用切槽刀使用指令 G0 切槽，换刀至外螺纹刀用 G82 车螺纹，最后换刀至切断刀。如图 5-2 所示。 图 5-2 底座加工过程 （4）确定加工顺序： 按照先粗后精内外交叉的原则，先车外轮廓，再钻孔，然后车底座。即： 准备毛坯切削加工校检入库

42、。 5.1.2 进给路线的确定进给路线的确定 进给路线是刀具在整个加工工序中相对工件的运动轨迹，它不但包括了工 步的内容，而且也反映出工步的顺序。合理地确定走刀路线、安排刀具的使用 顺序对于提高加工效率、保证加工质量是十分重要的。 我院的数控车床 CK6132A 数控车床具有粗、精循环功能，采用 G71 和 G82 编程指令，机床数控系统就会自行确定其进给路线，因此，该零件的粗、 精车循环不需要人为的确定起加工路线。如图 5-3 所示。 图 5-3 进给路线 5.2 数控编程数控编程 程序 轴的加工程序： 0001（车左端面） T0101； 选择外圆车刀 M3S800； 主轴正转，转速 800

43、r/min G00X42Z5；刀具快速定位到工件附件 G71U1R1P1Q2X0.8Z0F120； 循环从 N1 刀 N2 结束 X 向余量 1mm，进给 量 120mm/r M3S1000； N1 G1X30F100; Z0; Z-16; X38W-2; X20W-7.26; W-3; N2X28W-3; G0X80; Z80; M30;程序结束 0002（内孔及内螺纹) T0202； 内孔车刀 G0X17Z5; M3S500; G71U-0.5R0.5P1Q2X0.5Z0F90; M3S650; 主轴转速 650mm/r N1 G1Z0F80; Z0; X18.5Z-2; N2 Z-15;

44、 G0X18; Z80; X80; M30； T0303; 内螺纹车刀 G00X18Z3; G82X18.5Z-15F2; G82X18; X19.8 X19.6 X19.4 X19.2; X20; X20.1; X20.1; G00Z100; X100; M30; 0003 T0101；外圆车刀 M3S800; G0X40Z5; G71U1R1P1Q2X0.8Z0F120; M3S1000; N1 G1X0F100; Z0; G3X8Z-4R4; G1X6W-6; W-1; X9; W-1; X6W-1; G2X24Z-14R74; G1X17W-4; W-4; N2 X28W-9.5; G

45、0X80; Z80; M30； 底座的加工 0004 T0101; 外圆车刀 M3S800; G0X40Z5; G71UI.5R1P1Q2X0.8Z0F150; M3S1000; N1 G1X17F100; Z0; X20C1.5; Z-15; X38; N2 Z-25； G0X80; Z80； T0202；切槽刀 M3S300; G0X22Z-15; G1X16F10; X22F100; G0X80 ; Z80; T0303；外螺纹车刀 X20Z5; G82X19.6Z-12F2; X19.2; X18.8; X18.4; X18; X17.6; X17.4; G0X80; Z80; T02

46、02;切断刀 G0X40Z-28; G1X0.5F10; G0X80; Z80; M30；程序结束 6 零件的检测 6.1 零件的精度与尺寸检验零件的精度与尺寸检验 表 6-1 检测分析表 连杆模型检验项目零件图要求实际生产量具原因分析 1零件长度75.75mm77mm游标卡尺符合要求 2轴的外径38mm38.5mm游标卡尺符合标准 3圆弧 R4mm R2mm R4.1mm R2.1mm 游标卡尺符合要求 4槽深3mm3mm游标卡尺符合要求 5槽宽2mm2mm游标卡尺符合要求 6螺纹大径22mm21.85mm游标卡尺符合要求 7孔的内径20mm20mm游标卡尺符合要求 8底座外径38mm37.

47、5mm游标卡尺符合要求 9底座长度25mm25.5mm游标卡尺符合要求 在这次的毕业设计中，在各个方面都遇到了相关的问题，由于零件上有圆 弧过渡，加工困难等。在指导老师和同学们的帮助下解决了大部份问题，其中 部份问题的分析如下： 零件的尺寸精度基本得到保证，零件的上下表面粗糙度值偏大。原因是其 加工精度与机床、夹具、刀具本身误差和使用中的调整误差及工件的装夹定位 误差以及自己的操作技能水平等多方面因素有关，这些原始误差将反映到工件 质量上，形成零件的加工误差。 6.2 产生误差的主要因素产生误差的主要因素 从零件加工质量分析得出： （1）零件出现误差或粗糙度值偏大与刀具、夹具的误差及工件的定位

48、误差 有关，机床主轴或因刀具的装夹不当引起的径向或端面的圆跳动等因素，都会 使工件产生误差。 （2）夹紧力对加工精度也有影响，工件在夹紧时，由于工件的刚度较低夹 紧的作用力或方向不当，均可造成定位端面不垂直。 （3）切削用量对加工精度的影响，从零件的表面质量分析，这与合理选择 切削用量很有关系，选择较高的切削速度 V 适当减小进给量 f。 6.3 减小误差的方法减小误差的方法 通过对零件的系统分析得出,零件表面粗造度值、尺寸精度基本得到保证。 之所以出现这些问题与安排加工的工艺过程、刀具的质量、机床的定位、零件 的装夹、定位基准的选择以及自己的操作技术水平也有关系。可以通过合理的 选择刀具的几何参数，合理的选择切削用量，改善车床陈旧的现况，再提高对 刀精度，把对刀误差减少到最小。在加工时选择较高刚度，刀刃较短的刀具。 切削力是控制加工质量稳定性的因素，在加工过程中应采用高转速，快进给， 小切深，大切宽的工艺参数降低切削力，从而提高了零件的加工精度。 总结 在这次毕业设计中，我选择的是轴套配合件的数控加工，在加工