论文：双偏心孔螺纹薄壁套的造型和数控加工Word格式.doc

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4.2.1刀具的材料 14

4.2.2车刀种类与用途 15

4.3零件的装夹方式和定位基准 17

4.3.1装夹方法 17

4.3.2定位基准 18

4.3.3精基准与粗基准的选择原则 18

4.3.4基准的确定 19

4.4加工工艺路线的确定 20

4.4.1加工阶段的划分 20

4.4.2工序的划分 21

4.4.3加工顺序的安排及确定 21

4.4.5加工进给路线的确定 22

4.5工序加工余量的确定 24

4.6切削用量的选择 25

4.7数控加工工序卡和数控加工刀具卡 29

第5章梯形螺纹的车削 31

5.1梯形螺纹的标记 31

5.2梯形螺纹车刀的安装 31

5．3梯形螺纹的车削方法 32

小结 34

致谢 35

结束语 36

参考文献 37

附录 38

摘要

本文利用UG强大的建模和仿真加工功能，从双偏心孔螺纹薄壁套的造型和数控加工的理论与方法两方面进行了研究，编制了合理的工艺方案和加工程序，在数控加工中心加工，双偏心孔螺纹薄壁套整体加工质量满足了工业生产的需要，使用大型CAD/CAM软件对产品进行设计和数控加工是现代制造技术研究中不可缺少的重要内容，代表着制造业的发展方向和趋势。

数控加工是当前制造业领域的一个重要研究方向，依靠CAD/CAM强大的三维造型和加工功能方便快捷的进行设计和加工，真正的实现CAD／CAM一体化进程，保证了零件顺利设计制造，大大缩短了产品设计制造周期，提高了产品质量。

关键词：

数控加工；

建模技术；

CAD；

CAM；

绪论

毕业设计是我们对所学各课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练,因此,它在我们三年的大学生活中占有重要的地位。

就自己个人而言，我希望能通过这次毕业设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后打下一个良好的基础。

本设计书是根据数控加工综合设计的，数控机床已成为国家先进制造技术的基础设备，并关系到国家发展的战略地位，从20世纪中叶数控技术出现以来。

数控机床给机械制造带来了革命性的变化，数控加工具有自动化，高效率，适应性强，精度高等特点。

现代数控加工正向高速化，高精度化，高柔性化，高一体化和智能化方向发展。

本毕业设计内容主要是详叙如何对轴类进行工艺分析，大致包含了零件的分析、毛坯、工艺规程设计及加工程序的编制，另外还分了毕业设计小结、参考文献等版块。

数控加工工艺分析是数控专业教学体系中构成数控加工技术专业知识及专业技能的重要组成部分，通过毕业设计使我们更深了解了相关学科中的基本理论、基本知识，以及理论实践相结合，同时对本专业有了较完整的、系统的认识，从而达到巩固、扩大、深化所学知识的目的，培养和提高了综合分析问题和解决问题的能力，以及培养了科学的研究和创造能力。

本毕业设计内容主要是如何工艺分析典型的轴类零件，基本含概了我们所学到的所有专业知识。

我以严谨务实的认真态度进行了此次设计的编写，但由于知识水平与实际经验有限，在设计中难免会出现一些错误、缺点和疏漏，诚请位评审老师能给于批评和指正。

第1章零件的图样分析

1.1零件的尺寸要求

如图1-1所示：

图1-1

1.2零件的图样分析

1.2.1零件的形状及主要加工表面的尺寸

该零件表面有圆柱、梯形螺纹及槽等表面组成。

含有内孔加工，内孔中有莫氏3号锥孔及内槽构成。

其中多个直径尺寸有较严格的尺寸精度和表面粗糙度等要求；

圆柱表面和内孔表面的直径尺寸精度要求严格，而轴肩与轴颈的长度精度要求较为严格。

1.2.2零件的形位公差分析

加工精度要求：

左端对中心线的跳动为0.05mm，左端面上有2处1×

15°

的倒角、梯形螺纹两牙的夹角为30°

，左端两内孔的偏心距为（14±

0.02）mm。

1.2.3零件表面粗糙度分析

表面粗糙度是保证零件表面微观精度的重要要求，也是合理选择数控车床、刀具及确定切削用量的依据。

从零件图样可知：

外槽、内槽及内孔的粗糙度为Ra1.6um,其余的粗糙度Ra3.2um。

1.2.4零件的设计基准

该零件的中心线是各外圆和内孔的设计基准，也是圆柱面的跳动误差的设计基准。

螺纹左端面是轴肩右端面和圆柱右端面的设计基准，而圆柱右端面则是梯形螺纹设计基准。

第2章毛坯的选择

2.1毛坯的种类

常用的毛坯种类有铸件、锻件、压制件、冲压件、焊接件、型材和板材等。

（1）铸件：

适用于形状复杂的毛坯，薄壁零件不可用砂型铸造，尺寸大的铸件宜用砂型铸造，中、小型零件可用较先进的铸造方法。

铸件材料有铸铁、铸钢及铜、铝等有色金属。

（2）锻件：

适用于零件强度较高、形状较简单的零件。

（3）型材：

型材有热轧和冷轧两种。

热轧型材的尺寸较大，精度低，多用作一般零件的毛坯；

冷轧型材尺寸较小，精度较高，多用于毛坯精度要求较高的中、小零件，适用于自动机床加工。

（4）焊接件：

是根据需要将型材或钢板等焊接而成的毛坯件，对于大件来说，焊接件简单、方便，但焊接后变形大，需经时效处理。

（5）冷冲压件：

可以非常接近成品要求，在小型机械、仪表、轻工电子产品方面应用广泛。

但因冲压模具昂贵仅用于大批大量生产。

适用于形状复杂的板料零件，多用于中、小尺寸零件的大批量生产。

2.2毛坯种类确定

由于轴类零件的毛坯一般选择钢材，而且力学性能较低，则毛坯种类选择型材。

型材是具有一定的几何形状断面的轧制材料，型材按其截面形状分类有圆钢、方钢、角钢、线材以及各种异型钢等，这些材料按一定的长度切断即可成为零件的毛坯。

根据零件的图形看出选形状类型为圆钢的最为合适。

2.3毛坯尺寸及形状选择

选择毛坯形状和尺寸总的要求是：

减少“肥头大耳”，实现少屑或无屑加工。

毛坯形状要力求接近成品形状，减少机械加工的劳动量。

在采用数控加工时其加工表面应有较充分的余量，根据图纸所规定的尺寸，毛坯尺寸选φ70mm×

100mm为最佳。

第3章车床的选择

选择机床时主要考虑以下因素：

（1）机床规格应与工件的外形尺寸相适应，即大件用大机床，小件用小机床。

（2）机床精度应与工件加工精度要求相适应。

机床精度过低，不能保证加工精度；

机床精度过高，又会增加工件的制造成本，应根据工件的精度要求合理选择。

（3）机床的生产效率应与工件的生产类型相适应。

单件小批生产用通用设备或数控机床，大批大量生产应选高效专用设备。

（4）与现有的条件相适应。

要根据现有设备及设备负荷状况、外协条件等确定机床，避免“闭门造车”。

3.1车床的主要分类

车床是主要用车刀对旋转的工件进行车削加工的机床。

在车床上还可用钻头、扩孔钻、铰刀、丝锥、板牙和滚花工具等进行相应的加工。

车床主要用于加工轴、盘、套和其他具有回转表面的工件，是机械制造和修配工厂中使用最广的一类机床。

卡盘式数控车床这类车床没有尾座，适合车削盘类（含短轴类）零件。

卧式数控车床又分为数控水平导轨卧式车床和数控倾斜导轨卧式车床。

其倾斜导轨结构可以使车床具有更大的刚性，并易于排除切屑。

夹紧方式多为电动或液动控制，卡盘结构多具有可调卡爪或不淬火卡爪（即软卡爪）。

3.2车床的主要参数

表3.1CK6140数控机床的主要技术参数

项目

技术参数

加工范围

车床上的最大回转直径/mm

Φ400

床鞍上的最大回转直径/mm

Φ180

最大车削直径/mm

Φ240

最大工件长度/mm

1000

最大车削长度/mm

800

主轴

主轴通孔直径/mm

Φ52

主轴头形式（r/min）

ISO702/ⅡNo.6

主轴转速（r/min）

36-2000

高速（r/min）

17-2000

中速（r/min）

95-1200

低速（r/min）

36-420

主轴电动机功率/KW

5.5（变频）

尾座

套筒直径/mm

Φ55

套筒行程（手动）/mm

120

尾座套筒锥孔

120MTNo.4

刀架

快速移动速度（m/min）

3/6

刀位数

4

刀方尺寸/mm

20х20

X向行程/mm

200

Z向行程/mm

机床定位精度

X/mm

0.030

Z/mm

0.040

机床重复定位精度

0.012

0.016

根据被加工的零件外形、长度、和材料等条件，故选用CK6140卧式数控车床。

第4章零件的工艺规程设计

4.1夹具及量具的选择

在机械加工过程中，为了保证加工精度，固定工件使之占有确定位置，以接受加工或检测的工艺装备统称为机床夹具，简称夹具。

例如，车床上使用的三爪自定心卡盘。

4.1.1夹具的选择

为保证加工精度，在数控机床上加工零件时，必须先使工件在机床上占据一个正确的位置，即定位，然后将其夹紧。

这种定位与夹紧的过程称为工件的装夹。

用于装夹工件的工艺装备就是机床夹具。

车床主要用于加工内外圆柱面、圆锥面、回转成形面、螺纹及端平面等。

上述各表面都是绕车床主轴轴心的旋转而形成的，根据这一加工特点和夹具在车床上安装的位置，将车床夹具分为两种基本类型：

一类是安装在车床主轴上的夹具，这类夹具和车床主轴相连接并带动工件一起随主轴旋转，除了三爪自定心卡盘、四爪单动卡盘、顶尖等通用夹具或其他机床附件外，往往根据加工的需要设计出各种心轴或其他专用夹具；

另一类是安装在滑板或床身上的夹具

（1）三爪自定心卡盘是车床上最常用的自定心夹具。

它夹持工件一般不需要找正，装夹速度较快。

是一种常用的自动定心夹具，装夹方便，应用较广，但它夹紧力较小，不便于夹持外形不规则的工件，一般适用于装夹轴类、盘套类零件。

（2）四爪单动卡盘其四个爪都可单独移动，安装工件时需找正，夹紧力大，适用于外形不规则、非圆柱体、偏心、有孔距要求（孔距不能太大）及位置与尺寸精度要求高的零件。

四爪单动卡盘装夹操作须知：

a.应根据工件被装夹出的尺寸调整卡爪，使其相对两爪的距离略大于工件直径即可。

b.工件被夹持部分不宜太长，一般以10-15mm为宜。

c.为了工件表面被夹伤和找正工件时方便装夹位置应垫0.5mm以上的铜皮。

d.在装夹大型、不规则工件时，应在工件与导轨面之间垫放防护木板，以防工件掉下，损坏机床表面。

用四爪单动卡盘找正偏心工件（单件或少量）比三爪自动定心卡盘方便，而且精度高，尤其在双重偏心工件加工中更能显示出优势。

一般情况下，工件的偏心距在4.5mm范围以内时，直接用百分表按上述找正办法即可完成找正工作。

根据零件图尺寸要求，工件偏心距为4±

0.06mm。

（3）花盘与其他车床附件一起使用，适用于外形不规则、偏心及需要端面定位夹紧的工件。

（4）心轴常用心轴有圆柱心轴、圆锥心轴和共花键心轴。

圆柱心轴主要用于套筒和盘类零件的装夹；

圆锥心轴（小锥度心轴）的定心精度高，但工件的轴向位移误差加大，多用于以孔为定位基准的工件；

花键心轴用于以