机械零加工的工艺分析和加工程序的编制四个小零件.docx

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机械零加工的工艺分析和加工程序的编制四个小零件

无锡江南大学

毕业设计报告

课题名称：

机械零加工的工艺分析和加工程序的编制

专业：

数控技术与应用班级：

数控035

姓名：

李艳波指导老师：

许为民

摘要

随着现代机械业的发展，旋转接头已经普遍应用于各个邻域，本产品主要用于冶金业是专为钢铁行业连铸机设计，产品的作用是将流体介质输送管道与旋转，往复运动或摆（转）动某角度的设备相连接，既保证连续不断向运转的设备、管道传递流体，又要防止流体介质相互串通、泄漏和外界杂物进入工作介质。

旋转接头是机器上的非功能部件，但是其作用，对整台机器的设备，甚至整个工厂的影响都很大。

特别是随着我国各行业的迅速发展，旋转接头将得到越来越广泛的应用。

为了杜绝流体的跑、冒、滴、漏、防止对环境的污染，节约能源和物料，改进设备运转状况和操作条件，减轻工人的劳动强度。

Abstract

Withthedevelopmentofmodernmachinery,rotaryjointindustryhasgenerallybeenappliedtovariousneighborhood.Thisproductismainlyusedforthemetallurgicalindustryforthesteelindustrycontinuouscastingmachinedesign,productistheroleoffluidmediumpipesandrotating,reciprocatingorplace（to）moveacertainpointofviewoftheequipmentconnected,bothtoensurecontinuousoperationEquipment,pipelinetransmissionfluid,andalsotopreventcollusionbetweenfluidmedium,leakageanddebrisintotheworkofoutsidemedia.RotaryJointmachineisonthenon-feature,butitsrole,thewholemachineequipmentandevenentirefactorieshavegreatimpact.EspeciallyasChina’srapiddevelopmentofvarioussectors,therotaryjointwillbemorewidelyused.Inordertopreventfluidrun,run,drip,leakandpreventthepollutionoftheenvironment,energyconservationandmaterials,improveequipmentoperatingconditionsandoperatingconditionsandreducelaborintensityofworkers.

第一章　绪论

本产品（旋转接头）主要用于冶金工业，此产品专为钢铁行业连铸机设计，产品的作用是将流体介质输送管道与旋转，往复运动或摆（转）动某角度的设备相连接，既保证连续不断向运转的设备、管道传递流体，又要防止流体介质相互串通、泄漏和外界杂物进入工作介质。

旋转接头是机器上的非功能部件，但是其作用，对整台机器的设备，甚至整个工厂的影响都很大。

本产品的特点由于设备的振动和空心轴的摆动使惯用的软填料密封效果降低。

其次，工业生产中使用条件变的越来越苛刻。

为了满足安全可靠的生产要求。

愈来愈趋向采用机械密封结构的旋转接头。

另外，生产自动化的范围迅速的扩展，采用机械密封结构的旋转接头基本不用维护，旋转接头承受的压力、温度和转速等参数均高于填料密封结构，而泄漏损失非常小。

所以，它的密封性能超过了一般的填料密封。

此接头还以体积小、重量轻、安装使用的检修方便，对配用设备的强烈振动和摆动不敏感（泛指球面磨擦付结构的旋转接头），防止和减少流体泄漏，节约能源（节煤、电、油等）和流体介质等引人注目。

在改善环境卫生，建设文明企业，提高劳动生产率方面也具有重要意义。

第二章零件的工艺分析及程序编制

2.1CIM601壳体总装配图

2.2壳体的加工（数控车削的加工）

图（1-1）产品的零件图

2.21零件图的工艺分析

该零件表面是由圆弧、圆柱等表面组成。

其中多个尺寸有较强的精度和表面粗糙度等要求；尺寸标注完整，轮廓描述清楚。

零件为铜（H62）,热处理和硬度要求。

通过以上分析，可以采取以下两点工艺措施。

a.对图样上给定的几个精度要求较高的尺寸，因其公差数值较小，故编程时不必取均值，而全部取其基本尺寸即可。

b.在轮廓曲线上有圆弧处或者精度要求较高处，在加工过程中应进行刀具圆弧补偿，以保证轮廓曲线的准确性。

2.22零件的装夹方案

先用三爪自定心卡盘（采用软爪）夹住毛坯的B端，来加工A面作为精加工的定位基准。

2.23刀具的选择

产品名称或代号

CIM602·001-A

零件名称

壳体

零件图号

序号

刀具号

刀具规格名称

数量

加工表面

刀尖半径（mm）

1

T0101

55度合金外圆粗车刀

1

粗加工外圆表面

0.8

2

T0202

75度合金外圆精车刀

1

精加工外圆表面

0.4

3

T1010

Φ9mmA面钻头

1

钻A面的Φ9的通孔

0.4

4

T1111

Φ7mmA面钻头

1

钻A面的2-Φ7的通孔

0.4

5

T1212

M8×1.5丝攻

1

攻M8的螺纹

产品名称或代号

CIM602·001-B

零件名称

壳体

零件图号

序号

刀具号

刀具规格名称

数量

加工表面

刀尖半径（mm）

1

T0101

55度合金外圆粗车刀

1

粗加工外圆表面

0.8

2

T0202

75度合金外圆精车刀

1

精加工外圆表面

0.4

3

T0303

内孔粗镗刀

1

粗镗内孔

0.4

4

T0404

内孔精镗刀

1

精镗内孔

0.4

5

T0505

3mm宽外圆车槽刀

1

切外圆表面的槽

6

T0606

2mm宽内孔车槽刀

1

切内孔表面的槽

7

T0707

Φ3mmB面中心钻

1

在B面点孔

8

T0808

Φ6mmB面钻头

1

钻B面的Φ6的通孔

9

T0909

Φ3mmA面中心钻

1

在A面点六个孔

2.24切削用量的选择

a.背吃刀量的选择轮廓粗车时选背吃刀量为1mm，精车时选背吃刀量为0.3mm，粗镗孔时的背吃刀量为1mm，精镗孔背吃刀量为0.3mm。

b.主轴转速的选择粗车外圆时的转速S=800r/min，精车外圆时的转速S=1200r/min利用公式V=3.14dn/1000算出切削速度:

粗车外圆Φ100和精车外圆Φ100时的切削速度分别为251m/min和377m/min，粗车Φ60外圆和精车Φ60外圆时的切削速度分别为150m/min和226m/min，粗镗Φ47和精镗Φ47的内孔时的切削速度分别为118m/min和177m/min，粗镗Φ31.8和精镗Φ31.8的内孔时的切削速度分别为80m/min和120m/min。

c.进给速度的选择先查数控加工工艺书表（5-3）、表（5-4）粗车外圆和精车外圆时的每分钟进给量分别为F=0.5mm/min和F=0.11mm/min，粗镗和精镗时的每分钟进给量分别为F=0.5mm/min和F=0.18mm/min，割槽时的进给量F=0.05mm/min，A、B面点孔时的进给量F=20mm/min，钻Φ8和Φ9.5的通孔时的进给量F=30mm/min，攻丝M8X1.5时的每分钟进给量分别为F=100mm/min。

2.25零件的加工顺序和进给路线

按照先粗后精，先面后孔的原则进行工序划分

先夹住毛坯的B端Φ61作为粗加工基准，来加工外圆Φ100作为精加工基。

工序1先加工毛坯Φ101到尺寸Φ100。

工序2用Φ3mm钻头来点孔。

工序3用Φ9mm的钻头来钻Φ9的通孔。

工序4用Φ7mm的钻头来钻Φ7的通孔。

工序5用M8X.1.5的攻丝攻M8的螺纹孔。

现在用已加工好的Φ100的圆柱面作为精加工基准来B端的外圆和内孔

工序6用外圆粗车刀先粗车外圆留0.2mm的精加工余量。

工序7用外圆精车刀加工外圆到规定的尺寸要求。

工序8用粗镗刀粗镗内空留有0.2mm余量精镗。

工序9用精镗刀精镗内孔达到规定的尺寸要求。

工序10用外圆割槽刀精切宽为4.8mm的外圆槽。

工序11用内孔割槽刀精切宽为2.2mm的内孔槽。

工序12用Φ3mm的中心钻点B面的中心孔。

工序13用Φ6mm的中心钻钻B端外圆上Φ6mm的通孔。

2.26数控加工工艺卡片的拟订

单位名称

江苏信息学院

产品名称或代号

零件名称

零件图号

CIM602·001

壳体

工序号

程序编号

夹具名称

使用设备

车间

001

O0001

三爪卡盘

PUMA240

数控中心

工步号

工步内容

刀具号

刀具规格/mm

主轴转速/（r/min）

进给速度/（mm/min）

背吃刀量/mm

备注

1

粗车外圆

T0101

25x25

800

0.15

1

自动

2

精车外圆到Φ100mm

T0202

25X25

1200

0.1

0.2

自动

3

点中心孔

T0909

Φ3

1200

20

2.5

自动

4

钻Φ9mm的通孔

T1010

Φ9

800

30

8

自动

5

钻Φ7mmA面通孔

T1111

Φ7

800

30

8

自动

6

攻M8的螺纹孔

T1212

M8X1.5

200

100

8

自动

单位名称

江苏信息学院

产品名称或代号

零件名称

零件图号

CIM602·001

壳体

工序号

程序编号

夹具名称

使用设备

车间

001

O0002

三爪卡盘

PUMA240

数控中心

1

粗车外圆

T0101

25X25

800

0.15

1

自动

2

精车外圆到尺寸Φ57mm和Φ60mm

T0202

25X25

1200

0.1

0.2

自动

3

粗镗内孔

T0303

20X20

620

0.15

1

自动

4

精镗内孔到尺寸

T0404

20X20

1000

0.05

0.1

自动

5

割4.8mm的外圆槽

T0505

25X25

1000

0.05

2

自动

6

割2.2mm的内孔槽

T0606

25X25

300

0.05

0.5

自动

7

点B端侧面上中心孔

T0909

Φ3

1200

20

5

自动

8

钻Φ6mmB端的通孔

T0808

Φ6

800

30

5

自动

2.27程序的编制

CNC系统：

FANUC

零件名：

壳体

材料：

H62

毛坯：

Φ101×61mm（外圆）

刀具：

T0101（外圆粗车刀）

T0202（外圆精车刀）

T0303（内孔粗镗刀）

T0404（内孔精镗刀）

T0505（宽2mm外圆车槽刀）

T0606（宽2mm内孔车槽刀）

T0707（Φ3mm侧面中心钻）

T0808（Φ6mm侧面钻头）

T0909（Φ3mm端面中心钻）

T1010（Φ9mm端面钻头）

T1111（Φ7mm端面钻头）

T1212（M8×1.5丝攻）

程序:

O0001；（A面）

N1；（粗车外圆）

G54G40G99；

G28U0.0W0.0；

T0101；

G97M03S800；

G0X105.0Z50.0；

Z2.0M8；

G94X-1.0Z0.1F0.15；

G90X100.2Z-10.0F0.2；

G0Z10.0M9；

G28U0.0W0.0；

M5；

M1；

N2；（精车外圆）

G28U0.0W0.0；

T0202；

G97M03S1200；

G0X102.0Z50.0；

Z2.0M8；

G94X-1.0Z0.0F0.1；

G0X97.45；

G1G42Z0.0F0.15；

X98.85R0.2F0.1；

X99.85W-0.5R0.2；

Z-12.0；

G1U2.0；

G0Z10.0M9；

G28U0.0W0.0；

M5；

M1；

N3；（点端面中心孔（A））

G54G40G98；

G28U0.0W0.0；

T0909；

M33S1200；

G0C45.0；

G0X84.0Z50.0；

Z2.0M8；

G83Z-3.0K4.0H90.0F20M88；

M90；

G0C90.0；

G83Z-3.0K2.0H180.0F20M88；

M90；

G80；

M35；

G99；

G0Z10.0M9；

G28U0.0W0.0；

M5；

M1；

N4；（钻Φ9的孔）

G28U0.0W0.0；

T1010；

M33S800；

G0C45.0；

G0X84.0Z50.0；

Z2.0M08；

G83Z-12.0K4.0H90.0F30M88；

M90；

M35；

G99；

G0Z10.0M9；

G28UO.0W0.0；

M5；

M1；

N5；（钻Φ7孔）

G28U0.0W0.0；

T1111；

M33S800；

G0C90.0；

G0X84.0Z50.0；

Z2.0M8；

G83Z-12.0K2.0H180.0F30M88；

M90；

G80；

M35；

G99；

G00Z10.0M9；

G28U0.0W0.0；

M05；

M01；

N6；（攻丝M8×1.5）

G28U0.0W0.0；

T1212；

M33S200；

G0C90.0；

G0X84.0Z50.0；

Z2.0M8；

G84Z-12.0K2.0H180.0F100M88；

M90；

G80；

M35；

G0Z10.0M09；

G28U0.0W0.0；

M05；

M30；

％

O0002；（B面）

N1；（粗车外圆）

G54G40G99；

G28U0.0W0.0；

T0101；

G97M03S800；

G0X105.0Z50.0；

Z3.0M8；

G94X25.0Z1.5F0.15；

Z0.1；

G71U1.5R0.5；

G71P100Q200U0.2W0.05F0.15；

N100G0X53.088；

G01G42Z0.0F0.15；

X53.488R0.2F0.1；

X56.95W-1.5R0.2；

Z-46.0；

X60.0W-2.57；

Z-87.0；

X98.85R0.2；

X99.85W-0.5R0.2；

U0.2W-0.2；

N200G0G40X105.0；

G0Z10.0M9；

G28U0.0W0.0；

M5；

M1；

N2；（精车外圆）

G28U0.0W0.0；

T0202；

G97M03S1200；

G00X60.0Z50.0；

Z2.0M8；

G94X25.0Z0.0F0.1；

G0X105.0；

G70P100Q200；

G0Z10.0M09；

G28U0.0W0.0；

M5；

M1；

N3；（粗车内孔）

G28U0.0W0.0；

T0303；

G97M3S600；

G0X25.0Z50.0；

Z2.0M8；

G71U1.5R0.5；

G71P300Q400U-0.2W0.05F0.15；

N300G0X48.45；

G1G41Z0.0F0.15；

X48.0R0.2F0.1；

X47.0W-0.5R0.2；

Z-26.3；

X28.5R0.2；

X31.8W-1.5；

Z-52.0；

X25.0；

N400G0G40Z2.0；

G0Z10.0M9；

G28U0.0W0.0；

M5；

M1；

N4；（精车内孔）

G28U0.0W0.0；

T0404；

G97M3S1000；

G0X25.0Z50.0；

Z2.0M8；

G70P300Q400；

G0Z10.0M9；

G28UO.0W0.0；

M5；

M1；

N5；（精车外槽）

G28U0.0W0.0；

T0505；

G97M3S1000；

G0X62.0Z5.0；

Z2.0M8；

Z-56.8；

G75R0.2；

G75X53.9Z-54.0P1000F0.02；

G0X61.0；

W-0.6；

G1X59.95F0.1；

G2U-1.2W0.6R0.6F0.05；

G0X61.0；

W2.5；

G1X59.95F0.1；

G3U-1.2W-0.6R0.6F0.05；

G0X65.0；

Z10.0M9；

G28U0.0W0.0；

M5；

M1；

N6；（精车内槽）

G28U0.0W0.0；

T0606；

G97M3S300；

G0X28.0Z5.0；

Z2.0M8；

Z-16.5；

G75R0.2；

G75X49.3Z-14.5P1000F0.02；

G0X47.0；

W-0.5；

G1X46.05F0.1；

G3U1.0W0.5R0.5F0.05；

G0X47.0；

W0.5；

G1X46.05F0.1；

G2U1.0W-0.5R0.5F0.05；

G0X46.5；

Z-9.5.0；

G75R0.2；

G75X49.3Z-7.3P1000F0.02；

G0X47.0；

W-0.5；

G1X46.05F0.1；

G3U1.0W0.5R0.5F0.05；

G0X47.0；

W0.5；

G1X46.05F0.1；

G2U1.0W-0.5R0.5F0.05；

G0X46.0；

Z10.0M09；

G28U0.0W0.0；

M5；

M1；

N7；（侧面点中心孔）

G54G40G98；

G28U0.0W0.0；

T0707；

M33S1200；

G00C0.0；

X60.Z5.0；

Z-22.0M8；

G87X53.0F20M88；

M90；

G80；

G0Z10.0M9；

M35；；

G99；

G28U0.0W0.0；

M5；

M1；

N8；（侧面钻Φ6）

G54G40G99；

G28U0.0W0.0；

T0808；

M33S800；

G0C0.0；

X60.0Z5.0；

Z-22.0M8；

G87X41.0P2000F30M88；

M90；

G80；

G0Z10.0M9；

M35；

G99；

G28U0.0W0.0；

M05；

M30；

%

2.3过度套的加工（数控车削的加工）

图（1-2）产品的零件图

2.31零件图的工艺分析

该零件表面是由内孔、圆柱等表面组成。

其中多个尺寸有较强的精度和表面粗糙度等要求；尺寸标注完整，轮廓描述清楚。

零件材料为1Cr18Ni9Ti。

通过以上分析，可以采取以下两点工艺措施。

a.对图样上给定的几个精度要求较高的尺寸，因其公差数值较小，故编程时不必取均值，而全部取其基本尺寸即可。

b.在轮廓曲线上有圆弧处或者精度要求较高处，在加工过程中应进行刀具圆弧补偿，以保证轮廓曲线的准确性。

2.32零件的装夹方案

先用三爪自定心卡盘（采用软爪）夹住毛坯的B端，来加工A面作为精加工的定位基准。

2.33刀具的选择

产品名称或代号

CIM/D602.009-A

零件名称

密封过渡套

零件图号

序号

刀具号

刀具规格名称

数量

加工表面

刀尖半径（mm）

1

T0101

55度合金外圆粗车刀

1

粗加工外圆表面

0.8

2

T0202

75度合金外圆精车刀

1

精加工外圆表面

0.4

3

T0303

内孔粗镗刀

1

粗镗内孔

0.4

4

T0404

内孔精镗刀

1

精镗内孔

0.4

5

T0505

3mm宽外圆车槽刀

1

切外圆表面的槽

6

T0606

Φ4.9mmB面钻头

1

钻外圆上Φ6的通孔

产品名称或代号

CIM/D602.009-B

零件名称

密封过渡套

零件图号

序号

刀具号

刀具规格名称

数量

加工表面

刀尖半径（mm）

1

T0101

55度合金外圆粗车刀

1

粗加工外圆表面

0.8

2

T0202

75度合金外圆精车刀

1

精加工外圆表面

0.4

3

T0404

内孔精镗刀

1

精镗内孔

0.4

4

T0707

Φ3mmA面钻头

1

钻A面的Φ3的孔

2.34切削用量的选择

a.背吃刀量的选择轮廓粗车时选背吃刀量为1mm，精车时选背吃刀量为0.2mm，粗镗孔时的背吃刀量为1mm，精镗孔背吃刀量为0.2mm。

b.主轴转速的选择粗车外圆时的转速S=800r/min，精车外圆时的转速S=1200r/min利用公式V=3.14dn/1000算出切削速度:

粗车外圆Φ59和精车外圆Φ59时的切削速度分别为148m/min和222m/min，粗镗Φ32和精镗Φ32的内孔时的切削速度分别为80m/min和120m/min，粗镗Φ32.5和精镗Φ32.5的内孔时的切削速度分别为81m/min和122m/min。

c.进给速度的选择先查数控加工工艺书表（5-3）、表（5-4）选择粗车外圆和精车外圆时的每分钟进给量分别为F=0.5mm/min和F=0.11mm/min，粗镗和精镗时的每分钟进给量分别为F=0.5mm/min和F=0.1mm/min，割槽时的进给量F=0.05mm/m