数控车床加工轴套零件毕业论文.docx

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数控车床加工轴套零件毕业论文

摘要...............……..........................................................................2

一、绪论……...............................................................................5

二、毕业设计任务.......................................................................6

三、二维图……...............................................................................7

四、三维图……...............................................................................8

五、零件的工艺分析……...............................................................11

六、选择设备……...........................................................................13

七、切削用量的确定……...............................................................15

八、刀具选择……...........................................................................17

九、数控加工工艺卡……...............................................................22

一十、零件粗精加工手工编程……...................................................24

一十一、刀具轨迹路径……...................................................................29

一十二、设计小结……...........................................................................39

一十三、参考文献……...........................................................................40

一、绪论

在车床上，利用工件的旋转运动和刀具的直线运动或曲线运动来改变毛坯的形状和尺寸，把它加工成符合图纸的要求。

车削加工是在车床上利用工件相对于刀具旋转对工件进行切削加工的方法。

车削加工的切削能主要由工件而不是刀具提供。

车削是最基本、最常见的切削加工方法，在生产中占有十分重要的地位。

车削适于加工回转表面，大部分具有回转表面的工件都可以用车削方法加工，如外圆柱面、外圆锥面、端面、沟槽、螺纹和回转成形面等，所用刀具主要是车刀。

在各类金属切削机床中，车床是应用最广泛的一类，约占机床总数的50%。

车床既可用车刀对工件进行车削加工，又可用钻头、铰刀、丝锥和滚花刀进行钻孔、铰孔、攻螺纹和滚花等操作。

按工艺特点、布局形式和结构特性等的不同，车床可以分为卧式车床、落地车床、立式车床、转塔车床以及仿形车床等，其中大部分为卧式车床。

数控车削加工是现代制造技术的典型代表，在制造业的各个领域如航天、汽车、模具、精密机械、家用电器等各个行业有着日益广泛的应用，已成为这些行业不可或缺的加工手段。

为了子数控机床上加工出合格的零件，首先需根据零件图纸的精度和计算要求等，分析确定零件的工艺过程、工艺参数等容，用规定的数控编程代码和格式编制出合适的数控加工程序。

编程必须注意具体的数控系统或机床，应该严格按机床编程手册中的规定进行程序编制。

但从数控加工容的本质上讲，各数控系统的各项指令都是应实际加工工艺要求而设定的。

关键词：

车削加工刀具零件的工艺过程工艺参数程序编制

二、数控专业毕业设计任务书

一、目的与要求：

1．培养学生综合运用所学职业基础知识、职业专业知识和职业技能，提高解决实际问题的能力，从而达到巩固、深化所学的知识与技能。

2．培养学生建立正确的科学思想，培养学生认真负责、实事求是的科学态度和严谨求实作风。

3．培养学生调查研究，收集资料，熟悉有关技术文件，运用国家标准、手册、资料等工具书进行机械零件设计或加工（如设计计算，数据处理，工程制图等）、编写技术文件等独立工作能力。

二、选题：

学生在教师指导下，独立完成一项自选或给定的数控加工等方面的设计任务，编写出符合要求的设计说明、正确编制数控加工程序、绘制二维、三维图形。

三、题目要求：

加工所示零件，毛坯直径为140mm，长为240mm，材料为45号钢。

四、设计要求：

1.绘制零件的二维图、三维图、进行零件的工艺分析、选择设备、切削用量的确定、刀具选择、数控加工工艺卡、零件粗精加工手工编程、刀具轨迹路径、设计小结和参考文献。

五、设计进度

学生及时与指导教师联系，根据指导教师要求，安排设计进度。

六、毕业答辩

三、零件的二维图

二维零件图是由二维图形、符号、文字和数字等组成的图样，用来表示零件的结构形状、尺寸大小、技术要求的，同时是反映设计意图和加工要求以及可以进行交流经验的技术文件。

二维零件图形，能够清楚表达尺寸特征，但形状和结构需要空间想象能力进行重构。

二维零件图中二维图形的表达是重要的容。

下图即为本设计任务零件加工的二维图，用CAD绘图软件绘制，尺寸标注及倒角要求如下图1,图2所示。

图1零件二维图

图2零件二维图三视图

四、零件的三维图

运用SolidWorks软件绘制所加工零件的三维图，如图3所示。

SolidWorks是一款三维机械CAD软件，具有强大的功能、易用性和创新性。

本文以箱体零件的绘制过程介绍了运用Solidworks绘制零件图的方法及拉伸、切除、镜像等操作。

一、软件介绍

Solidworks是由美国SolidWorks公司开发的三维机械CAD软件，问世于1995年。

因其强大的功能、易用性和创新性，在于同类软件的竞争中逐步确立了市场地位。

SolidWorks提供了强大的基于特征的实体建模功能，用户可以通过拉伸特征、旋转特征、薄壁特征、抽壳、特征阵列以及打孔等操作实现产品的设计，方便地添加特征、更改特征以及将特征重新排列，对特征和草图进行动态修改，并通过拖拽等方式实现实时设计修改。

在进行装配设计时，可以直接参考其他零件并保持这种参考关系生成新零件可以动态装配体的所有运动，并对运动零部件进行动态的干涉检查和间隙检查，还可以应用智能零件技术自动完成重复设计，运用智能化装配技术完成自动捕捉并定义装配关系。

在进行工程图设计时，可以自动生成详细，准确的工程图样，且这种工程图样是全相关的，即在修改图样时，三维模型，各个视图，装配体都会自动进行更新。

SolidWorks还提供了功能强大的全相关的钣金设计和模具设计能力，以及开放的二次开发工具。

二、软件发展

经过一个学期的课程，我基本掌握了运用SolidWorks绘制零件图的方法。

学会了基准面的创建方法，拉伸和旋转特征建模方法，创建圆角、倒角等附加特征的方法，并了解了运用扫描和放样特征建模。

学习中，我体验到了SolidWorks这款软件功能的强大以及许多方便用户使用的设计。

SolidWorks绝对是机械3D建模的利器。

图3零件三维图

五、零件的工艺分析

一、套筒类零件的结构特点及工艺分析：

套筒类零件的加工工艺根据其功用、结构形状、材料和热处理以及尺寸大小的不同而异。

就其结构形状来划分，大体可以分为短套筒和长套筒两大类。

它们在加工中，其装夹方法和加工方法都有很大的差别，以下分别予以介绍。

（一）轴承套加工工艺分析加工

如前面所诉二维图图1所示的轴承套，材料为45号钢，每批数量为200件。

1．轴承套的技术条件和工艺分析

该轴承套属于短套筒，材料为45钢31－67轴承套简图铜。

其主要技术要求为：

保证外圆Φ

及外圆Φ

上下偏差，最好保证在中间围，其表面粗糙度Ra=1.6μm,其余表面粗糙度Ra=3.2μm。

由于零件上下对称，固两端一样。

倒角2×45°保证倒角度数，螺纹孔尺寸M80×3用塞规塞时T端全部塞到底端，Z端不能通过；加工零件所用材料为45钢，属于普通材料中的一般钢，所以相对加工性系数Kv取1.0-1.6之间即可；轴承套外圆为IT7级精度，采用精车可以满足要求；孔精度也为IT7级，采用铰孔可以满足要求；然后再用螺纹刀车螺纹。

孔的加工顺序为：

钻孔－攻螺纹孔。

车铰孔时，应与端面在一次装夹中加工出，以保证端面与孔轴线的垂直度。

综上所述采取以下几点工艺措施：

a.零件图样上带公差的尺寸因公差值较小，故编程时不必要采用平均值，而全部取基本尺寸即可。

b.在轴套配合加工时，为保证零件不产生变形，需设计一辅助心轴。

c.为便于装夹，提高定位精度，可可预先光一外圆刀，并钻好中心孔。

除表面外的其他表面均已加工，并符合尺寸与表面粗糙度值的要求，材料为45号钢。

包含了平面、倒角、圆柱面槽、钻孔、镗、切孔、攻螺纹。

2．轴承套的加工工艺

表51－1为轴承套的加工工艺过程。

粗车外圆时，可采取同时加工五件的方法来提高生产率。

表51－1轴承套加工工艺过程

序号

工序名称

工序容

定位与夹紧

备料

棒料，按5件合一加工下料

钻中心孔

车端面，钻中心孔

调头车另一端面，钻中心孔

三爪夹外圆

粗车

车外圆Ф

长度为230mm，车外圆Ф

为45mm，车端面槽Ф125mm，两端倒角2×45°，5件同加工，尺寸均相同

中心孔

钻孔

钻孔M80长度为108mm

软爪夹Ф140mm外圆

车、铰

车端面，取总长140mm至尺寸

车孔M80长度为108mm

车外槽Ф125mm至尺寸长度为6mm

铰孔M80至尺寸

轴套外两端倒角2×45°至尺寸

孔两端倒角

软爪夹Ф140mm外圆

精车

车Ф

mm至尺寸

Ф140mm孔心轴

攻丝

攻螺纹M80×3mm

Ф140mm外圆及端面

检查

六、选择设备

1、刀塔结构的选择

卧式刀塔，刀架的主要参数

（1）定位精度：

0.05mm;

（2）重复定位精度:

土0.002mm;

（3）适用机床：

C6140;

（4）多齿盘直径：

φ175（72齿左右）;

（5）刀架工位数：

四工位;

（6）定位控制元件：

霍尔元件;

（7）电机的选用：

电机的转速与设计刀架的回转速度有关.先预定为1500\min

（8）刀座尺寸：

200*192刀盘尺寸：

200*110

该结构刀具的安装数量较多，适宜加工一般性轴套类零件。

另外在转位方式上有电动和液压两种方式。

CK6180电动刀塔换刀快捷并且故障低、维修方便，但价格略高。

由于数控立车的投资比较大，在选择时，要广泛调研，结合加工工件特点及成本投入综合考虑。

在选择数控系统时，应根据加工工件的复杂程度、工厂的应用习惯综合进行考虑。

目前国产控制系统在一般加工应用中也很成熟和稳定。

2、机床结构的选择

（1）卧式“简易数控车床”。

这种机床采用平床身的布局，机床的制造工艺性好，便于导轨面的加工。

水平床身配上水平放置的刀架，可提高刀架的运动精度。

但是水平床身由于下部空间小，故排屑困难。

从结构尺寸上看，刀架水平放置使滑板横向尺寸较长，从而加大了机床宽度方向的结构尺寸。

该设备的主要特点是具备两轴联动功能并且设备价格便宜。

但是之所以称其为“简易数控车床”是因为它的主轴不能无级调速、刀架装刀数量较少、快移速度慢、无自动排屑机构，床身整体结构比数控卧式车床的刚性差、加工精度低。

但是该设备经过多年改进，技术成熟、运转稳定，加工精度可达IT7～IT8，可用于零件的粗加工、半精加工和简单的型面加工。

（2）卧式数控车床。

这类机床结构一般有斜床身结构和平床身斜滑板结构两种布局。

导轨倾斜的角度小，排屑不便；倾斜角度大，导轨的导向性及受力情况差。

其倾斜角度的大小还直接影响机床外形尺寸高度与宽度的比例。

综合考虑以上因素，中小规格的数控车床，其床身的倾斜度以60°为宜。

其中平床身斜滑板结构。

一方面具有水平床身工艺性好的特点，另一方面机床又具有斜床身结构宽度方向的尺寸小、排屑方便、机床占地面积小，外形美观，容易实现封闭式保护等优点。

这两种布局形式被中、小型数控车床所普遍采用。

在选择时，整体斜床身结构的刚性略高于平床身斜滑板结构，设备价格也略高一些。

当存在重切削加工容时最好选用整体斜床身结构。

卧式数控车床比较适宜轴类零件及直径较小（<φ300mm）重量较轻（<10kg）的轴套类零件的加工。

（3）立式数控车床。

与卧式数控车床最大的区别是主轴与水平方向垂直，适宜直径较大、较重的盘类、螺杆铣轮毂类工件，数控螺杆铣工件装卸方便、定位可靠，便于组成加工自动线。

另外德国埃马克公司研制的倒置式数控车，CK6180是对传统结构的一种革新，它更有利于组成自动线，平声数控车床实现自动上下料。

但是此类设备价格较高，一般轿车用的盘类零件由于批量大、直径小比较适宜选用。

综上所诉，宜选择卧式数控车床CK6180卧式刀架。

七、切削用量的确定

切削用量是切削时各运动参数的总称，包括切削速度、进给量和背吃刀量（切削深度）。

与某一工序的切削用量有密切关系的刀具寿命（见金属切削原理），一般分为该工序单件成本最低的经济寿命和最大生产率寿命两类。

按前者选择的切削用量称为最低成本切削用量，这是通常使用的；按后者选择的切削用量称为最大生产率切削用量，一般在生产任务紧迫时使用。