毕业设计固定螺杆的加工工艺分析.docx
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毕业设计固定螺杆的加工工艺分析
固定螺杆的加工工艺分析
【摘要】
本文将对固定螺杆进行详细的研究，研究内容包括加工工艺的编制，加工刀具的选择，数控程序的编制。
该文中运用了UGCADUG建模,文中主要涉及了固定螺杆的详细加工工艺，毛坯的合理选择,和毛坯的选择原理,固定螺杆加工过程中的余量选择和选择的原理。
本文对固定螺杆UGCAM上进行了详细的分析研究。
【关键词】：
加工工艺；数控编程；固定螺杆
引言
本文中的图纸源自本人实习期间的安徽蚌埠中集安瑞科压缩机有限公司，具有一定的代表性。
我在该公司实习了9个月，从普通车床的操作到多轴的应用操作，从刘波师傅那学了很多相关公司的知识和大学期间的知识的运用。
一、零件图的加工内容和工艺要求分析
（一）零件图
所加工的零件图如图1-1所示。
图1-1零件图
根据零件图，此零件的主要的加工内容和加工要求如下：
1．圆柱面φ25，长度10mm。
2．圆柱面φ18
，长度10mm。
3．圆柱面φ12，表面要求Ra1.6。
4．两端面总长保证40。
5．退刀槽3×φ10。
6．螺纹M12×1.25－6g。
（二）加工工艺路线
本文中的固定螺杆的加工明确按照加工基准面和先主后次,先粗后精的加工原则，因而按如下的加工工艺路线进行加工。
工序1：
用三爪卡盘装夹零件，伸出45mm，车端面。
工序2：
粗车固定螺杆的外圆Φ12、Φ18、Φ25的圆柱面，留余量0.3。
工序3：
精车固定螺杆的外圆Φ12、Φ18、Φ25的圆柱面，保证尺寸。
工序4：
切槽。
工序5：
粗车外螺纹。
工序6：
对外螺纹进行精加工。
工序7：
切断工件。
工序8：
去毛刺，测量工件尺寸。
工序9：
粗铣平面。
工序10：
精铣平面。
（三）确定毛坯尺寸
根据本文的加工余量，机械加工表面粗糙度要求大于等于1.6，分析本文的固定螺杆的大致尺寸，前后两边间距圆柱面φ25长度10mm，圆柱面φ18
长度10mm；圆柱面φ12表面要求Ra1.6。
因而保证固定螺杆加工过程中的前后间距40mm，根据毛坯的选择定律，因而确定毛坯的尺寸为长度60mm、直径为30的35号优质碳素结构钢。
二、固定螺杆的数控加工工艺编制
（一）数控加工工艺方案制定
由于本文中的固定螺杆的结构外形,和各个表面的技术要求的不同性，由外到内的由主到次的原则,用直径20外圆车刀，对零件的外形进行粗车,形成3个阶梯,留0.5mm余量。
根据尺寸精度对固定螺杆进行精车铣。
在铣加工方面注意固定螺杆的设计基准作为定位基准进行多次装夹，防止误差。
（二）确定装夹方案
该固定螺栓零件归类于短轴零件，加工工艺基准选择轴心线，用车床的自定心三爪卡盘装夹，装夹外圆φ25mm外圆左端，使工件伸出卡盘大于45mm，粗精加工一次性完成。
该固定螺杆的φ20的外圆端面有两对称平面.加工工艺基准选择对称圆直径,有CNC加工中心平口钳,装夹固定螺杆两端，对圆端面平面铣削，粗精加工一次性完成。
反向装夹，用平口钳如上装夹固定螺杆,注装夹过程中防止上平面与下平面不对称,形成零件误差,因而在装夹上以加工完成的上平面为基准,用平口钳装夹固定螺杆两端时注意保持加工的平面与CNC保持水平,经过多次对刀防止误差。
粗精加工一次性完成。
三、数控机床的选用
（一）选择数控车床
该数控卧式机床属于经济型的数控车床,该车床的导轨中运用了集中润滑系统的原理，机床是整体式,采用的是大致数控普车的排泄原理,机床换到的方式大致采用Z轴转塔的方式，该车床的换刀速度快而且精度高,因此本文的工件选择此类数控车床为加工车床。
图3-1CLK6140D数控车床
表3-1SLK6140D数控车床参数
中心高mm
205
最大回转直径mm
400
刀架最大回转行程mm
210
刀架最大回转行程mm
280
转速50HZ
25-1600转/分12级
刀杆截面尺寸mm
20x20
纵向进给量mm
0.04-2.16mm
顶尖套最大移动量mm
130mm
横向最大移动量mm
±10mm
电机kw
4.5
中心距mm
750
主机外形mm
2200x900x120
重量kg
1600
（二）选择加工中心
在加工固定螺杆的加工过程中，由于CK数控车床无法车铣复合,因而选择CNC加工中心来加工平面。
图3-2CNC加工中心
表3-2TLV—600CNC加工中心参数表
工作面积mm
1700*900
工作台最大荷重kg
2000
T型槽（槽*宽*中心距）mm
8*18*100
轴行程mm
1500
Y轴行程mm
800
Z轴行程mm
900
主轴鼻端至工作台面mm
120-900
主轴转速rpm
6000
刀具数量只
24
刀具交换方式
刀臂式
切削进给速度mm/min
1-8000
刀具规格BT-50
BT-50
四、刀具选择
T01选择90°外圆刀。
由于90°对车刀的影响不大，加工外圆工件温度降低至室温时也不会影响零件的加工精度,工件的收缩量也只有在0.05mm很微弱的差上，不会影响加工余量的精度因而选择90°外圆刀而不使用其他外圆刀。
T02选择螺纹车刀。
由于本文中的加工固定螺杆的外螺纹需要用及螺纹刀，在螺纹刀上选择外螺纹刀，由于本文中固定螺杆的加工主要涉及到的只有外圆的螺纹因而没有用到内螺纹刀，螺纹刀是高速钢材料磨成的螺纹车刀，加工过程具有较好的韧性度及较好的精密度不会引起由于刀具的误差而形成的零件误差。
T03为切断刀。
加工毛坯选择了60mm的棒料，加工车床选用了自定心三爪卡盘，加工完成后需要对工件进行切削。
根据零件图纸和加工要求，需使用三把刀具：
外圆车刀T01、螺纹车刀T02、切断刀T03。
具体工艺卡见表4-1。
表4-1刀具卡
单位名称
产品名称或代号
零件名称
零件图号
螺杆加工工艺分析
固定螺杆
工序
程序编号
夹具名称
加工设备
O0001
自定心三爪卡盘
数控车床CK6140
序号
工步内容
刀具号
刀具规格（㎜）
转速（r/min）
进给速度㎜/r
背吃刀量（㎜）
备注
1
外圆车刀
T01
90°车刀
850
0.5
1
2
螺纹车刀
T02
500
0.3
0.5
3
切断刀
T03
宽5mm切刀刀
500
0.15
4
Φ20粗铣刀
T04
直径20平铣刀
1000
0.5
5
Φ10精铣刀
T05
直径10铣刀
1600
0.5
五、固定螺杆加工工艺卡
制定固定螺杆的加工工艺卡，见表5-1。
表5-1固定螺杆加工工艺卡
零件图号
固定螺杆加工工艺
机床型号
CLK6140D车床
零件名称
固定螺杆
TLV-600CNC
工艺内容
机床选用
转速
切削量
工序1
粗车精车φ25φ18φ12外圆端面
CLK6140D车床
800
0.4
工序2
粗精车M12螺纹
CLK6140D车床
800
0.4
工序3
粗精车外圆端面导角
CLK6140D车床
1000
0.12
工序4
切断
CLK6140D车床
300
0.1
工序5
粗精车圆柱端面
TLV-600CNC
1600
0.4
工序6
粗精车φ18上平面
TLV-600CNC
1600
0.4
六、UG建模
（一）固定螺杆UGNX建模
1．建立准基和基本毛坯
建立准基和基本毛坯如图6-1所示。
图6-1建立毛坯基准
2．拉伸
以图6-1上表面为基准建立新的基准建立新的圆柱，如图6-2所示。
图6-2拉伸形成三圆柱
3．建立螺纹
在图5-2的基础上建立螺纹，如图6-3所示。
图6-3建立螺纹
4．做平面
在5-3的基础上做出平面，如图6-4所示。
图6-4工件实体
（二）固定螺杆UGNX自动编程
铣平面，形成刀轨如图6-5。
图6-5形成刀轨
总结
根据本文的写作和固定螺杆的加工工艺过程中，出现了很多问题,在选择数控车床上，最初开始选择普车进行加工,加工后的固定螺杆的精确度较低。
在加工过程中，运用了CAM编程，在加工过程中第一次在人工编程上出现了多个错误，导致了加工过程中出现了多次误差，错误如下：
在编程及加工时没有补偿刀补，导致加工后的固定螺杆出现了较大的误差，在换刀过程中,由于没有准确的对刀，导致螺纹及外轮廓出现了明显偏差。
在本文的完成过程中及螺杆的制作过程中，对工件的初步装夹的也有具体要求，在装夹毛坯的过程中对零件的伸出长度有了明确的了解，数控技术是数控技术的重要组成部分，其降低了传统加工工艺的难度和人力投入成本，合理的加工工艺编制，加工程序的编制保证了产品的加工质量。
参考文献
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机械工业出版社,2005.
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机械工业出版社,2002.
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化学工业出版社,2004.
[9]郑红,等.数控加工编程与操作[M].北京:
北京大学出版社,2005.
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高等教育出版社,2003.
谢辞
本次的毕业设计，大学三年学习的知识得到了一次全面的综合运用，通过本次论文写作，把教学课堂上学到的知识从新巩固了一次，对实际生产加工有了深刻的认识。
数控编程加工给予我很大的兴趣，对今后在工作中工作都有很大的帮助，也坚定了以后从事数控技术的工作方向。
本次毕业设计能够顺利完成，特别感谢我的指导老师。
在毕业论文中也存在有不足的地方，希望老师们能够谅解，谢谢。
最后祝老师身体健康。
感谢安徽蚌埠中集安瑞科压缩机有限公司的大力支持，感谢企业指导老师。
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