弹性涨套的模拟数控加工的设计机电系毕业设计.docx

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弹性涨套的模拟数控加工的设计机电系毕业设计

弹性涨套的模拟数控加工的设计

1绪论

数控加工工艺与工装设计是学生学完了机械制造工艺与装备课程后,对机械加工工艺过程、数控加工工艺和夹具结构进一步了解的练习性的教学环节,是学习深化与升华的重要过程,是对学生终合素质与工程实践的能力培养.

在毕业设计中,应综合运用数控加工刀具和数控工艺,编程,数控加工进给路线设计的知识来分析与解决工程问题!

现如今，在日趋进步的机械行业，数控已经成为一个必不可少的工具，数控机床也无处不在，它涉及方方面面很多的知识，因此从事这方面工作的人必须了解那些复杂的零件的数控加工工艺，因为它是基础，它在对零件的加工有着举足轻重的作用。

该说明书共分为五大项，根据加工工艺编写方法，编写一个轴类零件的加工工艺过程。

该说明书在编过程中得到了同学的大力支持，他们为该设计提供了宝贵的意见，在此表示感谢。

由于编者水平有限和时间仓促，设计难免存在一些缺点和错误，恳请老师批评指正！

1.1目的

通过毕业设计同，能利用三维软件进行零件造型并转化为三维工程图：

能较好的编写出常见的数控加工所需的工艺文件，包括机械加工过程卡片、数控加工工序卡片、数控加工刀具卡片、及数控加工进给路线图：

会编制相应数控加工程序。

1.1.1要求（内容）

1.主要任务

我们独立完成一项给定的设计任务,编写符合要求的设计说明书,并正确绘制有关图表.

（1）知识要求

绘制零件三维图并转化为三维工程图

（2）明确加工要求

确定机械加工流程，确定加工所需要的机床，所用的刀具等其他要求

（3）明确数控加工内容确定数控加工工序，确定各工序尺寸

（4）确定数控加工所用的机床，选择加工所用的刀具包括（刀杆、刀片）、刀柄、接杆等

（5）根据相关的尺寸选择相应的切削用量

（6）在以上基础上编写出相应的机械加工过程卡片、数控加工工序卡片、数控加工刀具卡片、及数控加工进给路线图

（7）根据相应的工件编制相应数控加工程序

（8）最后完成相应的毕业设计说明书的编写，说明书的内容要有各参数学则是依据

1.2毕业设计的任务和要求

毕业设计包括三维软件进行零件造型并转化为三维工程图、参数的选择、工艺设计和机床夹具设计。

毕业设计包括零件的工艺分析、数控机床的选用，零件工艺方案设计，包括进给路线、加工余量、切削用量、机床夹具的选择等内容。

最终完成零件的机械加工工艺过程卡片，数控加工工序卡片，工件的定位和夹紧方案草图，数控刀具卡片，数控加工进给路线图。

2机械加工工艺过程分析和拟订

所加工零件是轴，回转体加工类型的零件，加工量是单件生产.

如附图

（1）所示零件为回转体类零件，结构形状复杂，是适合数控车削加工的一种典型零件。

下面就该零件的工艺分析过程进行分析

工艺路线的拟订是制订工艺规程的关键，它制订的是否合理，直接影响到工艺规程的合理性、科学性和经济性。

工艺路线拟订的主要任务是选择各个表面的加工方法和加工方案、确定各个表面的加工顺序以及工序集中与分散的程度、合理选用机床和刀具、确定所用夹具的大致结构等。

关于工艺路线的拟订，经过长期的生产实践已总结出一些带有普遍性的工艺设计原则，但在具体拟订时，特别要注意根据生产实际灵活应用。

（1）表面加工方案的选择

（2）工序的划分

（3）工序顺序的安排

（4）设备与工艺装备的选择

（5）编写工艺文件

2.平面简图

图1

2.1零件图样分析

1．结构分析

图1所示零件由外圆、孔、槽、螺纹、倒角、倒圆等组成。

2．精度分析

例出加工要求较高面的尺寸、形状、位置等要求

工件组成

表面组成

精度

表面粗糙度

外圆

φ30

1.6

φ35.8

1.6

φ44

0.8

φ57

1.6

φ60

1.6

内孔

φ14

1.6

φ45

1.6

倒角

3-2X45°

1.6

切槽

3×0.5

3.2

3×1

3.2

切内槽

φ54X10

3.2

螺纹

M36X1.5

1.6

3．毛坯、余量分析

所选毛坯为φ65×80mm的棒料，毛坯粗加工余量为2mm，半精加工余量为0.5mm精加工余量为0.2mm。

2.1.4结构工艺性分析

夹φ65表面.车右面端面、车φ30外圆车、φ44的外圆、φ57的外圆、倒1x45、1.5X45角，镗孔，切槽，加工螺纹。

换头,夹φ44表面,车φ65的外圆,倒圆角R1、倒1x45角，镗孔

倒角，切槽。

2.2定位基准选择

我所加工的零件是轴,轴类零件本身的结构特征和主轴上各主要表面的尺寸要求都决定了以轴线为定位基准.

根据粗基准选择原则选择外圆为粗基准,再根据基准统一原则选择主轴中心线为精基准

2.3工艺方案拟定

通过查阅《实用机械加工工艺手册》P25,得出各表面的加工方案如下：

φ30的外圆粗车→半精车→精车

φ35.8的外圆粗车→半精车→精车

φ44的外圆粗车→半精车→精车

φ57的外圆粗车→半精车→精车

切槽3X1、3X0.5粗车→精车

切内槽φ54X13粗车→精车

φ65的外圆粗车→半精车→精车

镗φ14的内圆粗镗→精镗

扩φ42x10的孔加工成30度的斜面粗车→精车

铣4.5x8凹槽粗铣→精铣

割6—φ4孔及2X21槽线切割

2.4加工设备选择

1.车φ30和φ36的外圆面、倒角、切槽3×φ34、3×φ43镗φ14、车螺纹卧式数控车床CK7525SIMENS802S

2.车φ62和φ57的外圆面、倒角、φ42x10的内圆、扩φ42x10的孔加工成30度的斜面卧式数控车床CK7525SIMENS802S

3.在小头面铣4.5X8的槽TK7640数控铣床FANUC0MD

4.用线切割割6Xφ4的槽数控线切割FANUC0MD

在上述分析的基础上编写相应的机械加工工艺过程卡片，具体卡片见附表1、2。

3数控加工工序分析

1.车小头端车φ30和φ36的外圆面、倒角、切槽3×1、3×0.5镗φ14、车螺纹

2.在小头面铣4.5深的槽

3.车大头端车φ62和φ57的外圆面、倒角、φ42x21的内圆、扩φ42x10的孔加工成30度的斜面

4.用线切割割6Xφ4的六个通孔及槽

5.去毛刺、检验样品按图样要求全部检验

3.1加工顺序（工步顺序）

1．工序1：

车削小头端

（1）粗车φ30和φ36的外圆面、倒角、钻φ12、粗镗φ14的内圆

（2）精镗φ14的内圆

（3）精车车φ30和φ36的外圆面、倒角、切槽3×φ34、3×φ43

（4）切槽，加工螺纹。

2.工序2：

（1）粗铣4.5X8的矩形槽

（2）精铣4.5X8的矩形槽

3.工序3：

（1）车φ62和φ57的外圆面、倒角

（2）粗钻φ40x23的内圆

（3）镗φ42x23的内圆

（4）切内槽使内圆φ42切成φ52的内圆（距大头面10mm往里13mm）

（5）车φ42x10的孔加工成30度的斜面（从大头的端面往里10）

（6）用绞刀在做一个精加工

（7）精车φ62、φ57的外圆,倒角

4.工序4：

（1）热处理：

淬火为了是提高工件表面强度和硬度。

（2）用线切割割6个φ4的孔及槽

5.工序5：

（1）去毛刺、检验工件

3.2装夹方案和夹具的选择

采用基准重合原则选用设计基准为定位基准，以避免定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差

在车床加工中，我使用毛坯的外圆定位。

因此我选择三爪卡盘作为夹具。

能方便加工以及最大限度的限制工件的自由度

在铣床加工中，我使用毛坯的外圆定位。

因此我选择平口钳作为夹具。

能方便加工以及最大限度的限制工件的自由度

3.4走刀路线的确定:

1.粗加工：

因为粗加工以切除工件余量为主，对表面要求不是太高，所以我选90°车刀加工小头的外表面：

2.精加工：

因为精加工切除工件余量较少，而加工工件尺寸精度、表面粗糙度要求较高，所以我选35°仿行刀加工小头的外表面：

3.加工小头端内孔，先选用Ø12的钻头钻，然后在用镗刀镗，以保证精度：

4．切槽

5.为了使螺纹加工成型，所以分7次走刀成型螺纹

6、因为粗加工以切除工件余量为主，对表面要求不是太高，所以我选Ø14的铣刀铣槽：

7.因为精加工切除工件余量较少，而加工工件尺寸精度、表面粗糙度要求较高，所以只能提高转数，减少切削量来提高表面精度要求：

8.粗加工：

因为粗加工以切除工件余量为主，对表面要求不是太高，所以我选90°车刀加工小头的外表面：

9.精加工：

因为精加工切除工件余量较少，而加工工件尺寸精度、表面粗糙度要求较高，所以我选35°仿形刀加工小头的外表面：

10.加工小头端内孔，先选用Ø12的钻头钻，然后在用镗刀镗，以保证精度

：

11.切内槽

12、加工斜了表面

13.因淬火过，所以用线切割来加工槽：

3.5选择刀具

我所要加工的表面一共有6种：

螺纹、外圆面、内圆面、倒角、槽、孔、内斜面、。

外圆面、外圆倒角、都可以通过外圆车刀来完成。

槽槽刀

螺纹螺纹刀

孔钻

凹槽铣刀

内圆、内圆斜面铣刀、内圆刀

3.6确定工序尺寸

φ30的外圆

1根据技术要求，确定加工路线：

由图1再通过查阅《实用机械加工工艺手册》，其工艺路线为：

粗车-半精车-精车

2查表确定各工序加工余量及各工序公差

查《实用机械加工工艺手册》知，毛坯余量及各工序加工余量为：

毛坯6mm,精车0.3mm，半精车1.4mm

由总余量公式可知：

粗车余量为5.3mm

3确定经济精度：

粗车：

IT13；半精车：

IT10；精车：

IT8

4确定工序基本尺寸：

精车：

30

半精车：

30.3

粗车：

31.7

5确定工序尺寸

精车：

30

半精车：

30.3

粗车：

31.7

Ø36外圆

①根据技术要求，确定加工路线：

由图1再通过查阅《实用机械加工工艺手册》，其工艺路线为：

粗车-半精车-精车

②查表确定各工序加工余量及各工序公差

查《实用机械加工工艺手册》知，毛坯余量及各工序加工余量为：

毛坯12mm,精车0.2mm，半精车1.3mm

由总余量公式可知：

粗车余量为10.5mm

③确定经济精度：

粗车：

IT13；半精车：

IT10；精车：

IT8

④确定工序基本尺寸：

精车：

36

半精车：

36.2

粗车：

37.5

⑤确定工序尺寸：

精车：

36

半精车：

36.2

粗车：

37.5

Ø44外圆

①根据技术要求，确定加工路线：

由图1再通过查阅《实用机械加工工艺手册》，其工艺路线为：

粗车-半精车-精车

②查表确定各工序加工余量及各工序公差

查《实用机械加工工艺手册》知，毛坯余量及各工序加工余量为：

毛坯13mm,精车0.3mm，半精车1.4mm

由总余量公式可知：

粗车余量为11.3mm

③确定经济精度：

粗车：

IT13；半精车：

IT10；精车：

IT8

④确定工序基本尺寸：

精车：

44

半精车：

44.3

粗车：

45.4

⑤确定工序尺寸：

精车：

44

半精车：

44.3

粗车：

45.4

Ø54外圆

①根据技术要求，确定加工路线：

由图1再通过查阅《实用机械加工工艺手册》，其工艺路线为：

粗车-半精车-精车

②查表确定各工序加工余量及各工序公差

查《实用机械加工工艺手册》知，毛坯余量及各工序加工余量为：

毛坯8mm,精车0.3mm，半精车1.4mm

由总余量公式可知：

粗车余量为6.7mm

③确定经济精度：

粗车：

IT13；半精车：

IT10；精车：

IT8

④确定工序基本尺寸：

精车：

57

半精车：

57.3

粗车：

58.7

⑤确定工序尺寸：

精车：

57

半精车：

57.3

粗车：

58.7

Ø62外圆

①根据技术要求，确定加工路线：

由图1再通过查阅《实用机械加工工艺手册》，其工艺路线为：

粗车-半精车-精车

②查表确定各工序加工余量及各工序公差

查《实用机械加工工艺手册》知，毛坯余量及各工序加工余量为：

毛坯3mm,精车0.1mm，半精车0.8mm

由总余量公式可知：

粗车余量为2.1mm

③确定经济精度：

粗车：

IT13；半精车：

IT10；精车：

IT8

④确定工序基本尺寸：

精车：

62

半精车：

62.3

粗车：

64.3

⑤确定工序尺寸：

精车：

62

半精车：

62.3

粗车：

64.3

Ø42内圆

①根据技术要求，确定加工路线：

由图1再通过查阅《实用机械加工工艺手册》，其工艺路线为：

钻—镗

②查表确定各工序加工余量及各工序公差

查《实用机械加工工艺手册》知，毛坯余量及各工序加工余量为：

毛坯42mm,镗0.3mm，

由总余量公式可知：

绞余量为41.3mm

③确定经济精度：

粗车：

IT13；半精车：

IT10；精车：

IT8

④确定工序基本尺寸：

精镗：

42

粗镗：

42.3

⑤确定工序尺寸：

精镗：

42

粗镗：

42.3

3.7确定切削用量

如：

1、粗车小头端外圆

所用刀具为T1，外圆车刀，刀具尺寸25×25，型号是DCLNL2525M12，加工Ø30余量为35mm、加工Ø45余量为20mm。

因为加工量比较大，所以分10次走刀切除Ø30全部余量，再用3次走刀切除Ø30的全部余量。

背吃刀量为2。

根据表面粗糙度要求1.6Ra/μm,要求比较高，查《机械加工切削数据手册》得：

f=0.29mm/r

查《机械加工切削数据手册》得:

切削速度为140mm/min,因此根据公式vc=πdwn/1000求得转速n=1100r/min。

2、粗大头端外圆

所用刀具为T1，外圆车刀，刀具尺寸25×25，型号是DCLNL2525M12，加工Ø36余量为0.3mm、加工Ø30余量为0.3mm。

因为加工量比较小，所以可以一次走刀切除Ø36的剩余余量，再一次走刀切除Ø30的剩余余量，背吃刀量为1。

查《机械加工切削数据手册》得：

f=0.18mm/r

查《机械加工切削数据手册》得:

切削速度为150mm/min,因此根据公式vc=πdwn/1000求得转速n=1200r/min。

3、精车小头端外圆

所用刀具为T2，外圆车刀，刀具尺寸25×25，型号是PTGNL2525M16，加工Ø30、Ø45余量为0.3mm、加工余量为0.3mm。

因为加工量比较小，所以可以一次走刀切除Ø30、Ø45的剩余余量，一次也可以走刀切除剩余余量，背吃刀量为1。

查《机械加工切削数据手册》得：

f=0.18mm/r

查《机械加工切削数据手册》得:

切削速度为150mm/min,因此根据公式vc=πdwn/1000求得转速n=1200r/min

4、钻小头孔

所用刀具为T3，麻花钻，刀具直径φ27mm，型号是SD10-15.0-31-10R1，查《机械加工切削数据手册》得:

f=0.25mm/r

查《机械加工切削数据手册》得:

切削速度为20mm/min,因此根据公式vc=πdwn/1000求得转速n=550。

。

5、粗镗小头端

所用刀具为T4，镗孔刀，刀具尺寸25×25，型号是DCLNL2525M12，加工Ø30余量为5mm。

因为加工量比较大，所以分6次走刀切除Ø30的全部余量，背吃刀量为1。

根据表面粗糙度要求1.6Ra/μm,要求比较高，查《机械加工切削数据手册》得：

f=0.29mm/r

查《机械加工切削数据手册》得:

切削速度为140mm/min,因此根据公式vc=πdwn/1000求得转速n=1000。

6、切3×Ø34和3×Ø43的槽

所用刀具为T5，切槽刀，刀具宽度3，型号是LF123H13-PF，因为加工量比较小，所以可以根据切削循环切完余量，查《机械加工切削数据手册》得：

f=0.16mm/r

查《机械加工切削数据手册》得:

切削速度为27mm/min,因此根据公式vc=πdwn/1000求得转速n=850r/min。

7、车螺纹

所用刀具为T6，螺纹刀，刀杆尺寸25×25，型号是L166.4FG-2525-16，加工余量为0.1mm。

为了使螺纹加工成型，所以分7次走刀成型螺纹，背吃刀量为1。

查《机械加工切削数据手册》得：

f=1mm/r

查《机械加工切削数据手册》得:

切削速度为60mm/min,因此根据公式vc=πdwn/1000求得转速n=795r/min。

8、钻大头孔

所用刀具为T7，麻花钻，刀具直径φ45mm，型号是SD10-15.0-31-10R1，查《机械加工切削数据手册》得:

f=0.25mm/r

查《机械加工切削数据手册》得:

切削速度为20mm/min,因此根据公式vc=πdwn/1000求得转速n=550。

。

9、粗镗大头端

所用刀具为T4，镗孔刀，刀具尺寸25×25，型号是DCLNL2525M12，加工Ø30余量为5mm。

因为加工量比较大，所以分6次走刀切除Ø30的全部余量，背吃刀量为1。

根据表面粗糙度要求1.6Ra/μm,要求比较高，查《机械加工切削数据手册》得：

f=0.29mm/r

查《机械加工切削数据手册》得:

切削速度为140mm/min,因此根据公式vc=πdwn/1000求得转速n=1000。

10、车小头端

所用刀具为T8，镗孔刀，刀具尺寸25×25，型号是DCLNL2525M12，

加工Ø30余量为0.3mm。

因为加工量比较小，所以分1次走刀切除Ø30的全部余量，背吃刀量为0.8。

根据表面粗糙度要求1.6Ra/μm,要求比较高，查《机械加工切削数据手册》得：

f=0.29mm/r

查《机械加工切削数据手册》得:

切削速度为140mm/min,因此根据公式vc=πdwn/1000求得转速n=1200。

4数控加工程序

工件加工程序：

AB.MPF

G54G90

G75XOZO

T1（90°车刀）

MO4S5800

_CNAMEABC

R105=1R106=0.2

R108=1.5R109=5

R110=2R111=0.3

R112=0.1

LCYC95

G75X0Z0

T2（φ27的钻头）

G00X0Z2

G01X0Z-50

G00X0Z2

G75X0Z0

M04S500

T3（内圆车刀）

_CNAMEL002

R105=3R106=0.2

R108=1.5R109=5

R110=2R111=0.3

R112=0.1

LCYC95

G75X0Z0

T4（镗刀）

G00XOZ2

G01X29.8Z2

G01X29.8Z-50

G00X29.8Z2

G01X30Z-50

G01X30Z2

G75X0Z0

T5（30度车刀）

G96S100LIMS=1000F0.1

L001

G97S500

G75X0Z0

M04S400

T6（切槽刀）

R100=30R101=-22

R105=1R106=0.1

R107=3R108=1

R114=5R115=1.5

R116=0R117=0

R118=0R119=1

LCYC93

G75X0ZO

M03S800

T7（螺纹刀）

R100=35.8R101=-8

R102=35.8R103=-20

R104=1.5R105=1

R106=0.1R109=5

R110=2R111=0.96

R112=0R113=7

R114=1

LCYC97

G75X0ZO

M30

L001.SPF

G00X29.8Z2

G00X29.8Z0

G01X29.8Z-8

G01X35.8Z-8

G01X35.8Z-22

G01X44Z-22

G01X44Z-45.5

G01X57Z-45.5

G01X57Z-48

G01X60

G01X65

M17

L002.SPF

G00X0Z2

G01X0Z-50

M17

掉头夹φ44表面（用铜皮包着，防止压坏工件表面）

G54G90

G75XOZO

T1

MO4S500

_CNAMEL003

R105=1R106=0.2

R108=1.5R109=5

R110=2R111=0.3

R112=0.1

LCYC95

G75X0Z0

M04S400

T8（φ45的钻头）

G00X0Z2

G01X0Z-23

G00X0Z2

G75X0Z0

T3

M04S500

_CNAMEL004

R105=3R106=0.2

R108=1.5R109=5

R110=2R111=0.3

R112=0.1

LCYC95

G96S100LIMS=1000F0.1

LOO4

G97S500

G75X0Z0

M04S400

T9（内切槽刀）

R100=45R101=-23

R105=3R106=0.1

R107=3R108=1

R114=13R115=4.5

R116=0R117=0

R118=0R119=1

LCYC93

G75X0ZO

T3

G158X53.73Z0

L005

G158X57.83Z0

L005

G158X53.93Z0

L005

G158X54Z0

L005

G96S100LIMS=1000F0.1

LOO5

G97S500

G75X0Z0

T5

G96S100LIMS=1000F0.1

L003

G97S500

G75X0Z0

M30

L003.SPF

G00X62Z-15

G01X57Z-17.5

G01X57-30

G01X60

M17

L004.SPF

G00X0Z2

G01X0Z-50

M17

LOO5.SPF

G00X53.73Z2

G01X53.73Z0

G01X54Z-23

G00X54Z2

M17

铣床加工

G54G90G00X-40Y0

G01X-40Y0Z-2

G01X-37Y0Z-2

G01X29

G0Z2

G01X40Y0

G01X-37Y0Z-4

G01X-29

G0Z2

G01X-37Y0Z-6

G01X-29

G01Z2

G01X-37Y0Z-8

G01X-29

G01Z2

M30

5数控加工过程

1.操作过程：

先做长76mm总长，做好总长后，车小头端车φ30和φ36的外圆面、倒角、切槽3×φ34、3×φ43镗φ14、车螺纹；在小头面铣4.5深的槽；车大头端车φ62和φ57的外圆面、倒角、φ42x21的内圆、扩φ42x10的孔加工成30度的斜面；（热处理淬火）用线切割割6Xφ4的六个通孔及槽

2.工件的安装和调整方法：

三爪卡盘安装，调整的标准就是根据工件夹出卡盘的长度是否能满足需加工的长度。

3.刀具的调整方法：

根据刀架上面装刀位置的尺寸和刀具本身尺寸确定刀具的调整方法，一般来说有两种：

把刀具的厚度铣低、在装刀处加垫片。

4.保证加工质量所用的方法：

加工质量的评定标准就是表面粗糙度和尺寸精度，表面粗糙度主要是通过合理的选择切削用量来保证，尺寸精度可以通过调整刀具磨损来保证。

5.零件立体图:

结论

这段时间中，我们学习了零件的工艺分析、数控机床的选用，零件工艺方案设计，包括进给路线、加工余量、切削用量、机床夹具的选择等内容。

最终完成零件的机械加工工艺过程卡片，数控加工工序卡片，工件的定位和夹紧方案草图，数控刀具卡片，数控加工进给路线图。

并且在学习