数控加工连接杆数控加工工艺设计及编程精编.docx
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数控加工连接杆数控加工工艺设计及编程精编
（数控加工）连接杆数控加工工艺设计及编程
学生毕业论文
题目：
连接杆数控加工工艺设计及编程
姓名
学号
系（部）机电工程系
专业数控技术及应用
指导教师
开题时间
完成时间
毕业设计任务说明书
壹、设计课题
连接杆数控加工工艺设计及编程
二、设计任务及要求
要求：
独立完成设计中的各项内容。
任务：
1、设计说明书壹份
2、设计零件的数控加工工艺
3、典型工序的工装设计
4、数控加工工序卡片
5、数控加工程序
6、用CAD/CAM软件绘制接合子轴的零件图
三、本课题的作用及意义
连接杆的作用是起连接俩个运动单元、传递很大的扭距力。
在动力的旋转带动下获得传动力矩，且能保证反向传动精度和轴向刚度。
由于连接杆精度等级较高，壹般为8级，在结构方面含平面、孔以及对称结构，因此，以连接杆为加工对象，通过分析其加工工艺且编写数控加程序，设计夹具，能够使设计者全面地了解数控加工工艺设计及编程的全过程，提高学生的理论知识和实践能力，为我国的数控技术的发展和工业中的发展培养人。
四、参考资料
1、《数控加工工艺和编程》
2、《机械零件课程设计》
3、CAD/CAM软件书籍
4、《机械零件设计手册》
5、《机械制造工艺学》等
前言
摘要9
第1章绪论10
1、数控加工工作原理10
2、数控编程及其发展11
2.1手工编程11
2.2自动编程11
第2章加工方案的拟定12
1、材料毛坯的选择12
1.1毛坯材料的选择12
1.2毛坯类型的选择12
2、机床的选用12
3、装备的选择13
3.1夹具的选择13
3.2量具的选择14
3.3切削液的选择15
3.4定位和夹紧15
4、切削用量的选择16
第3章零件的加工17
1、工艺分析17
3.4零件的功用分析17
3.4零件技术条件分析17
2、零件机械加工工艺过程卡片18
3、零件的加工工序卡片23
4、程序的编写30
5、铰链式钻模夹具图
6、零件图
7、立体图
设计总结38
参考文献39
谢辞40
连接杆加工工艺设计及编程
摘要：
连接杆加工技术的演变是壹个持续不断的过程，成功的解决方案取决于对许多要素细致且广泛的分析，例如零件的工艺分析、加工工艺过程、设备要求、毛坯的选择、精度的要求等等，没有壹个单壹的标准方案能够满足所有应用要求，所有方案都是根据不同的应用领域量身定制的。
连接杆需要经过几个不同的工序才能完成，锻件毛坯或铸件毛坯对加工工艺也有不同的要求。
制造商对工艺的满意度取决于他对连接杆单位生产成本、产量和投资成本的评估。
连接杆本身是机床－夹具－零件－刀具所构成的工艺系统中最薄弱的环节，零件的不稳定性总是会影响到最小工序时间和加工质量的壹致性。
这对开发和设计刀具、刀片以及相应的应用技术带来了很高的要求。
它意味着优化切削刃的分布以实现切削力平衡、优化提高针对不同类型表面的切削参数，从而使切削平顺而无振动等等。
关键词：
零件的工艺分析；机加工工艺路线确定；连接杆的加工工艺过程
第1章绪论
数控机床是按照事先编制好是数控程序自动地对工件进行加工的高效自动化设备。
数控程序除了能保证加工出符合图样要求的合格零件外，仍应该充分地发挥、利用数控机床的各种功能，使数控机床能安全、可靠、高效地工作。
1、数控加工的工作原理
数控加工就是将加工数据和工艺参数输入到机床，机床的控
制系统对输入信息进行运算和控制，且不断地向直接指挥机床运动的电动机功能部件—机床的伺服机构发送脉冲信号，伺服机构对脉冲信号进行转换和放大处理，然后又传动机构驱动数控机床，从而加工零件。
所以数控加工的关键是加工数据和工艺参数的获取，即数控编程。
2、数控编程及其发展
数控机床和普通机床不同，整个加工过程中不需要人的操作，而由程序来进行控制。
在数控机床上加工零件时，首先要分析零件图样的要求、确定合理的加工路线及工艺参数、计算刀具中心运动轨迹及其位置数据；然后把全部工艺过程以及其他辅助功能（主轴的正转和反转、切削液的开和关、变速、换刀等）按运动顺序，用规定的指令代码及程序格式编制成数控加工程序，经过调试后记录在控制介质（或称程序载体）上；最后输入到数控机床的数控装置中，以此控制数控机床完成工件的全部加工过程。
因此，把从分析零件图样开始到获得正确的程序载体为止的全过程称为零件加工程序的编制。
2.1手工编程
手工编程是指程序编制的整个步骤几乎全部是由人工来完成的。
对于几何形状不太复杂的零件，所需要的加工程序不长，计算也比较简单，出差机会较少，这时用手工编程既及时又经济，因而手工编程仍被广泛地应用于形状简单的点位加工及平面轮廓加工中。
可是工件轮廓复杂，特别是加工非圆弧曲线、曲面等表面，或工件加工程序较长时，使用手工编程将十分繁琐、费时，而且容易出错，常会出现手工编程工作跟不上数控机床加工的情况，影响数控机床的开动率。
此时必须用自动编制程序。
2.2自动编程
自动编程有俩种：
APT软件编程和CAM软件编程。
APT软件是利用计算机和相应的处理程序、后置处理程序对零件源程序进行处理，以得到加工程序的编程方法。
在具体的编程过程中，除拟定工艺方案仍主要依靠人工进行外（有些自动编程系统能自动确定最佳的加工工艺参数），其余的工作，包括数值计算、编写程序单、制作控制介质、程序检查等各项工作均由计算机自动完成。
编程人员只需要根据图样的要求，使用数控语言编写出零件加工的源程序，送入计算机，由计算机自动地进行数值计算、后置处理，编写出零件加工程序单，且在屏幕模拟显示加工过程，及时修改，将加工程序直接通过DNC的方式送入数控机床，指挥机床工作。
第2章加工方案的拟定
1、毛坯的选择
1.1毛坯材料的选择
轴类零件的毛坯通常用圆钢和锻件。
阶梯轴直径较大时，多采用锻件，以节省材料，阶梯轴直径较小时，可采用圆钢。
当需要毛坯有较高综合的机械性能时，应采用锻件。
由于连接杆阶梯轴直径较大，所以使用锻件。
连接杆的毛坯根据批量大小、尺寸、结构及材料品种来决定。
批量较大的小型曲轴，采用模锻;单件小批的中大型曲轴，采用模锻；本课题连接杆采用大批量生产，所以用模锻件。
2、机床的选择
因为连接杆是机械加工中的壹种常见轴类零件，首先应该选择数控车床加工，机床的型号选定为C6140、CK7150、摇臂钻床、4轴加工中心
CK7150车床高速性能好，工作未稳定可靠，定位精度和重复精度较高，适用于加工轴类，套类和盘类等精度要求较高的零件。
主要参数：
车床床身最大回转直径φ500mm
滑板上的最大回转直径φ350mm
最大车削直径φ400mm，最大车削长度1000mm
X轴最大行程220mm.Z轴最大行程1030mm
主轴转速范围40-3300r／min;刀架刀位数8
快速移动速度：
X轴16m／min,Z轴20（40）m／min
主电机功率15KW，定位精度X轴0.008mm,Z轴0.015mm
重复定位精度X轴0.006mm,Z轴0.008mm
配套数控系统为FANUC—OTC
3、装备的选择
3.1夹具选择
硬三爪卡盘、软三爪卡盘、短心轴、分度头、可卸式钻模夹具。
3.2刀具的选择
刀具的选择是数控加工中重要的工艺内容之壹，它不仅影响机床的加工效率，而且直接影响加工质量。
编程时，选择刀具通常要考虑机床的加工能力、工序内容、工件材料等因素。
和传统的加工方法相比，数控加工对刀具的要求更高。
不仅要求精度高、刚度高，耐用度高，而且要求尺寸稳定、安装调整方便。
这就要求采用新型优质材料制造数控加工刀具，且优选刀具参数。
经过查表本加工的刀具如表格所示。
加工的刀具表格
序号
刀具编号
刀具规格名称
加工表面
1
T01
外圆车刀
粗精车外圆表面和端面
2
T02
25m麻花钻
钻孔
3
T03
3mm的面槽刀
加工端面槽mm
4
T04
内孔车刀
车孔
5
T05
4mm切槽刀
加工59mm的槽
6
T06
端面车刀
加工182的槽
7
D07
17mm钻头
钻定位孔4X17mm
8
T08
40mm端面铣刀
加工六面
9
T09
中心钻
钻中心孔
3.2量具的选择
根据上连接杆的尺寸规格，所需要的量具要游标卡尺、游标深度尺、内外径千分尺。
游标卡尺如图所示
游标深度卡尺如下图所示
3.3切削液的选择
切削液具有：
能及时而迅速的降低切削区的温度；润滑液能湿润到刀具和工件及切削之间，减少摩擦和粘结，降低切削阻力；使切屑或磨料粒子被冲洗而离开刀具和工件的加工区，以防它们相互粘结及粘附在工件，刀具和机床上妨碍；也有壹定的防锈性能，可部分取代工序间防锈。
根据零件技术要求，选择乳化液来作为冷却液。
3.4定位和夹紧
在粗车加工时，都用软三爪卡盘夹紧外圆，在精车时为了提高精度，先是精车右端的端面，由于连接杆精度要求较高的是mm的尺寸精度要求IT8，仍有mm和mm同轴度，所以在精车右端面后钻中心孔。
在精车右端面使采用壹夹壹顶的方法来保证他们的精度，在精车左端时，由于右端的外圆表面比较短，不利于夹紧，所以在精加工左端面时，用心轴和顶尖的方法来加工。
4、切削用量的选择
切削用量包括主轴转速（切削速度）、切削深度或宽度、进给速度（进给量）等。
切削用量的大小对切削力、切削功率、刀具磨损、加工质量和加工成本均有显著影响。
对于不同的加工方法，需选择不同的切削用量，且应编入程序单内。
合理选择切削用量的原则是：
粗加工时，壹般以提高生产率为主，但也考虑经经性和加工成本；半精加工和精加工时，应在保证加工质量的前提下．兼顾切削效率、经济性和加工成本。
具体数值应根据机床说明书、切削用量手册，且结合经验而定。
确定主轴转速时，先查切削用量手册，硬质合盒铣刀加工铸铁（190—260HB）时的切削速度为45壹90m∕min，取=70m∕min，然后根据铣刀直径计算主轴转速，且填入工序卡片中（若机床为有级调速，应选择和计算结果接近的转速）。
n＝1000／πD
确定进给速度时，根据铣刀齿数、主轴转速和切削用量手册中给出的每齿进给量，计算进给速度且填入工序卡片中。
==
背吃刀量的选择应根据加工余量确定。
粗加工时，壹次进给应尽可能切除全部余量。
在中等功率的机床上，背吃刀量可选8～10mm。
半精加工时，背吃刀量取为05～2mm。
精加工时，背吃刀量取为0.2～0.4。
经过查表本加工的切削用量参数如表格所示。
切削用量参数表格
刀具编号
加工内容
主轴转速S/（r/min）
进给量f/（mm/r）
背吃刀量/mm
T01
粗精车外圆表面和端面
800
0.25
1
T09
钻中心孔
800
T03
加工端面槽mm
600
0.2
1
T08
铣六方
500
0.1
1
T02
钻25mm的孔
500
0.15
1
D07
钻定位孔4X17mm
500
0.15
1
T04
车35mm25mm的孔
600
0.15
1
T06
车端面槽
500
0.1
3
第三章零件的加工
1、零件的工艺分析
1.1零件的功用分析
连接杆的作用是起连接俩个运动单元、传递很大的扭距力。
在动力的旋转带动下获得传动力矩，且能保证反向传动精度和轴向刚度。
由于连接杆精度等级较高，壹般为8级，在结构方面含平面、孔以及对称结构，因此，以连接杆为加工对象，通过分析其加工工艺且编写数控加程序。
1.2零件技术条件分析
1）连接杆是为支撑传动零件，传动扭矩，承受载荷，以及保证装在主轴上的工件或刀具具有壹定的回转精度。
同轴外圆的公差等级IT8，其表面粗糙度Ra3.2μm。
2）台阶孔的公差等级达到了IT8。
3）以A为基准的的外圆和左端面的垂直度要求为0.04mm。
4）以B为基准的右端面和左端面的平行度要求为0.04mm。
5）以A为基准的的外圆和右端面的垂直度要求为0.04mm。
6）以A为基准的的外圆和的同轴度为φ0.05mm。
7）以A为基准的的外圆和4Xφ17的位置度为0.3mm。
8）另外此零件有多处倒角和倒圆角，分别位于工件俩端以及孔内。
9）5度的锥面的要求和基准A同轴，同轴度误差小于0.03mm。
10）锐边到钝，表面镀锌0.008-0.012mm。
零件机械加工工艺过程卡片
工厂名
机械加工工艺过程卡片
产品型号
零件图号
产品名称
零件名称
连接杆
共
5
页
第
1
页
材料牌号
毛坯种类
模锻件
毛坯外形尺寸
257mm和83mm
每毛坯可制作数
1
每台件数
1
备注
1
工序号
工序名称
工序内容
车间
定位
夹紧
工艺装备
工时
准终
单件
1
下料
模锻余量为4mm
2
热处理
正火
3
车
车右端面见平
外圆
三爪卡盘
C6140
10S
4
钻孔
钻2５mm的孔、倒内角
外圆
三爪卡盘
C6140
6min
5
车
车外圆mm，车台阶mm、mm，倒角
外圆
三爪卡盘
C6140
1min
6
车
车端面mm的槽
外圆
三爪卡盘
C6140
28S
零件机械加工工艺过程卡片
工厂名
机械加工工艺过程卡片
产品型号
零件图号
产品名称
零件名称
连接杆
共
5
页
第
2
页
材料牌号
毛坯种类
模锻件
毛坯外形尺寸
257mm和83mm
每毛坯可制作数
1
每台件数
1
备注
1
工序号
工序名称
工序内容
车间
定位
夹紧
工艺装备
工时
准终
单件
5
车
车右端面定长、车外圆79.5mm
外圆
软三爪卡盘
CK7150
2min
6
粗车
车35mm的内孔尺寸
外圆
软三爪卡盘、
CK7150
1min
7
粗车
车外圆59.5mm
外圆
软三爪卡盘、顶尖
CK7150
2min
8
粗车
车端面槽179mm的尺寸
外圆
软三爪卡
盘、顶尖
CK7150
1min
零件机械加工工艺过程卡片
工厂名
机械加工工艺过程卡片
产品型号
零件图号
产品名称
零件名称
连接杆
共
5
页
第
3
页
材料牌号
毛坯种类
模锻件
毛坯外形尺寸
257mm和83mm
每毛坯可制作数
1
每台件数
1
备注
1
工序号
工序名称
工序内容
车间
定位
夹紧
工艺装备
工时
准终
单件
９
精车
车mm的台阶孔且倒角
CK7150
40S
1０
精车
车外圆，精车端面到合格尺寸且倒直角、圆角
外圆
软三爪卡盘、顶尖
CK7150
3min
零件机械加工工艺过程卡片
工厂名
机械加工工艺过程卡片
产品型号
零件图号
产品名称
零件名称
连接杆
共
5
页
第
4
页
材料牌号
毛坯种类
模锻件
毛坯外形尺寸
257mm和83mm
每毛坯可制作数
1
每台件数
1
备注
1
工序号
工序名称
工序内容
车间
定位
夹紧
工艺装备
工时
准终
单件
1１
铣削
铣六方
心轴
分度头、顶尖
加工
中心
10min
1２
钻孔
钻4X17mm的孔
钻模夹具
摇臂
钻床
8min
零件机械加工工艺过程卡片
工厂名
机械加工工艺过程卡片
产品型号
零件图号
产品名称
零件名称
连接杆
共
5
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5
页
材料牌号
毛坯种类
模锻件
毛坯外形尺寸
257mm和83mm
每毛坯可制作数
1
每台件数
1
备注
1
工序号
工序名称
工序内容
车间
定位
夹紧
工艺装备
工时
准终
单件
1３
钳
去毛刺
虎钳
锉刀
1４
检验
按图纸要求检查
1５
镀锌
按图只要求镀壹层0.008-0.012的锌
１６
入库
机械加工工序卡片
产品型号
零件图号
产品名称
零件名称
连接杆
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页
车间
工序号
工序名称
材料牌号
1
检验
45号钢
毛坯种类
毛坯外形尺寸
每毛坯可制件数
文件编号
模锻件
HNXX-SK5-34
设备名称
设备型号
设备编号
工序工时（分）
夹具编号
夹具名称
切削液
工步号
工步内容
工艺装备
主轴转速
切削速度
进给量
被吃刀量
进给次数
工步工时
r/min
m/min
mm/r
mm
机动
辅助
1
检验：
对毛坯进行综合检查，是否合乎图纸工艺要求
多次
2
3
4
5
设计（日期）
校对（日期）
审核（日期）
标准化（日期）
会签（日期）
机械加工工序卡片
产品型号
零件图号
产品名称
零件名称
连接杆
共
页
第
页
车间
工序号
工序名称
材料牌号
2
车
45号钢
毛坯种类
毛坯外形尺寸
每毛坯可制件数
文件编号
模锻件
HNXX-SK5-34
设备名称
设备型号
设备编号
工序工时（分）
C6140
40min
夹具编号
夹具名称
切削液
工步号
工步内容
工艺装备
主轴转速
切削速度
进给量
被吃刀量
进给次数
工步工时
r/min
m/min
mm/r
mm
机动
辅助
1
车右端面
C6140
600
60
0.25
2
多次
2
打中心孔
C6140
800
60
0.1
1
3
钻２５mm的孔
C6140
600
60
0.1
1
4
车台阶倒角、倒内孔角、切槽
C6140
800
50
0.25
1
设计（日期）
校对（日期）
审核（日期）
标准化（日期）
会签（日期）
机械加工工序卡片
产品型号
零件图号
产品名称
零件名称
连接杆
共
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第
页
车间
工序号
工序名称
材料牌号
3
车
45号钢
毛坯种类
毛坯外形尺寸
每毛坯可制件数
文件编号
模锻件
HNXX-SK5-34
设备名称
设备型号
设备编号
工序工时（分）
CK7150
60
夹具编号
夹具名称
切削液
工步号
工步内容
工艺装备
主轴转速
切削速度
进给量
被吃刀量
进给次数
工步工时
r/min
m/min
mm/r
mm
机动
辅助
1
调头、车端面定长
CK7150
600
60
0.2
2
多次
2
车34.5mm的内孔
600
60
0.2
2
3
车外圆79mm和59mm的尺寸且倒角
500
60
0.25
2
4
采用端面车刀车端面宽槽
500
60
0.25
3
5
车孔到合格尺寸且倒角、车外圆和端面到合格尺寸且倒角
500
40
0.2
1
设计（日期）
校对（日期）
审核（日期）
标准化（日期）
会签（日期）
机械加工工序卡片
产品型号
零件图号
产品名称
零件名称
连接杆
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第
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车间
工序号
工序名称
材料牌号
4
铣
45号钢
毛坯种类
毛坯外形尺寸
每毛坯可制件数
文件编号
模锻件
HNXX-SK5-34
设备名称
设备型号
设备编号
工序工时（分）
加工中心
40
夹具编号
夹具名称
切削液
工步号
工步内容
工艺装备
主轴转速
切削速度
进给量
被吃刀量
进给次数
工步工时
r/min
m/min
mm/r
mm
机动
辅助
1
铣六方
加工中心
600
60
0.25
2
多次
设计（日期）
校对（日期）
审核（日期）
标准化（日期）
会签（日期）
机械加工工序卡片
产品型号
零件图号
产品名称
零件名称
连接杆
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车间
工序号
工序名称
材料牌号
4
钻
45号钢
毛坯种类
毛坯外形尺寸
每毛坯可制件数
文件编号
模锻件
HNXX-SK5-34
设备名称
设备型号
设备编号
工序工时（分）
摇臂钻
夹具编号
夹具名称
切削液
工步号
工步内容
工艺装
升级会员 