箱体类零件的毕业设计论文.docx

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箱体类零件的毕业设计论文

箱体类零件的毕业设计论文

毕业论文（设计）任务书

题目数控轴类零件加工工艺设计

学生姓名：

春燕

学号0956133144

班级：

09数控631

专业：

数控

指导教师：

葛天林

2011年12月22

前言

随着科学技术的飞速发展和经济竞争的日趋激烈,产品更新速度越来越快,复杂形状的零件越来越多,精度要求越来越高,多品种、小批量生产的比重明显增加,激烈的市场竞争使产品研制生产周期越来越短,传统的加工设备和制造方法已难以适应这种多样化、柔性化与复杂形状零件的高速高质量加工要求。

本课题来源于生产，是对所学知识的应用，它包括了三年所学的全部知识，在数控专业上具有代表性，而且提高了综合运用各方面知识的能力。

程序的编制到程序的调试，零件的加工运用到了所学的AutoCAD、Solidworks、数控车、数控铣、数控加工中心、零件的工艺分析、工艺路线等一系列的内容。

这将所学到的理论知识充分运用到了实际加工中，切实做到了理论与实践的有机结合。

本论文主要讲的是注塑机固定模板——支撑块的数控加工工艺设计及编程，包括毛坯材料的选择，工艺路线的制定，基准的选择，加工设备的选择，刀具及切削参数的设定，还有程序的编制等。

通过此次毕业设计，能够把理论和实践相结合，对支撑块的加工有个了解。

关键词：

数控；加工；工艺；编程

第二章的技术分析

2.1对图纸分析

2.2分析零件的作用

箱体类零件是机器或部件的基础零件，它将机器或部件中的轴、套、齿轮等有关零件组装成一个整体，使它们之间保持正确的相互位置，并按照一定的传动关系协调地传递运动或动力。

因此，箱体的加工质量将直接影响机器或部件的精度、性能和寿命。

该零件为车床主轴箱零件，具有承载传递和改变力的功能，主要用于支承和固定轴系部件，并保证传动零件的啮合精度，使箱内零件具有良好的润滑和密封。

箱体的结构形式虽然多种多样，但仍有共同的主要特点：

形状复杂、壁薄且不均匀，内部呈腔形，加工部位多，加工难度大，既有精度要求较高的孔系和平面，也有许多精度要求较低的紧固孔。

2.3分析箱体的主要加工面

（1）主要孔

φ2.5H7，φ78H12，φ75H8，φ16H7，φ44.5H12，φ42J6，φ9H2，φ44.8H9，φ72H7.

（2）主要平面

箱体的底平面，

（3）其他加工主要连接孔、螺孔、销钉孔以及一些特别的凸台面等。

孔通常在镗床上镗削，加工连接孔、螺孔在钻床上进行，主要平面通常在铣床上铣削，支承孔端面可以在镗（锪）孔同一次安装中加工出来。

主轴箱箱体的机械加工过程取决于精度要求、批量大小、结构特点、尺寸重量、大小等因素。

此处还应考虑车间的条件，中间有无热处理工序。

由图1—1可知，主轴箱箱体整个加工工艺过程分为两大阶段，先铸造出主轴箱箱体毛坯零件。

第一阶段主要完成底平面的加工，为全面加工做准备。

第二阶段为箱体上加工重要孔及其端面，第二阶段加工完成后，为了保证轴承孔加工精度，应安排钳工工序清除毛边、倒角等。

2.4主轴箱箱体加工的主要技术要求

箱体的主要加工部位有：

轴承支承孔、轴孔、端面、底座（装配基面）、上平面、螺纹孔、凸台面等。

对这些加工部位的技术要求有：

1、轴承支撑孔φ72H7的内孔表面的粗糙度值达

3.2

。

2、箱体的前后左右平面的表面粗糙度值都是RZ16μm.

3、φ75内孔表面与φ72H7内孔表面的同轴度公差为φ0.05

2.5毛坯种类的确定

常用毛坯种类有：

铸件、锻件、焊件、冲压件。

各种型材和工程塑料件等。

在确定毛坯时，一般要综合考虑以下几个因素：

（1）依据零件的材料及机械性能要求确定毛坯。

例如，零件材料为铸铁，须用铸造毛坯；强度要求高而形状不太复杂的钢制品零件一般采用锻件。

（2）依据零件的结构形状和外形尺寸确定毛坯，例如结构比较复杂的零件采用铸件比锻件合理；结构简单的零件宜选用型材，锻件；大型轴类零件一般都采用锻件。

（3）依据生产类型确定毛坯。

大批大量生产中，应选用制造精度与生产率都比较高的毛坯制造方法。

例如模锻、压力铸造等。

单件小批生产则采用设备简单甚至用手工的毛坯制造方法，例如手工木模砂型铸造。

（4）确定毛坯时既要考虑毛坯车间现有生产能力又要充分注意采用新工艺、新技术、新材料的可能性。

又因该零件为箱体类，且外型尺寸较大，材料为HT200，硬度190HBS，箱体壁厚8㎜根据《机械制造工艺基础》表7-1得

=220

。

因此，采用砂型铸造毛坯（适用于形状复杂的毛坯，良好的耐磨性、抗震性、切削加工性和铸造性能）。

2.6毛坯的形状

毛坯的形状尽可能与零件相适应。

在确定，毛坯的形状时，为了方便加工，有时还要考虑下列问题：

（1）为了装夹稳定、加工方便，对于形状不易装夹稳固或不易加工的零件要考虑增加工艺搭子。

毛坯的尺寸等于零件的尺寸加上（对于外型尺寸）或减去（对内腔尺寸）加工余量。

（2）为了提高机械加工的生产率，有些小零件可以做成一坯多件。

（3）有些形状比较特殊，单纯加工比较困难的零件可以考虑将两个甚至数个合制成一个毛坯。

例如连杆与连杆盖在一起模锻，待加工到一定程度再切割分开。

在确定毛坯时，要考虑经济性。

虽然毛坯的形状尺寸与零件接近，可以减少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但这样可能导致毛坯制造困难，需要采用昂贵的毛坯制造设备，增加毛坯的制造成本。

因此，毛坯的种类形状及尺寸的确定一定要考虑零件成本的问题但要保证零件的使用性能。

箱体的毛坯大部分采用整体铸铁件或铸钢件。

当零件尺寸和重量很大无法采用整体铸件（受铸造能力的限制）时，可以采用焊接结构件，它是由多块金属经粗加工后用焊接的方法连成一整体毛坯。

2.7毛坯的材料热处理

箱体的毛坯大部分采用整体铸铁件或铸钢件。

当零件尺寸和重量很大无法采用整体铸件（受铸造能力的限制）时，可以采用焊接结构件，它是由多块金属经粗加工后用焊接的方法连成一整体毛坯。

毛坯未进入机械加工车间之前，为消除毛坯的内应力，对毛坯应进行人工实效处理，对某些大型的毛坯和易变形的零件粗加工后要再进行时效处理。

毛坯铸造时，应防止沙眼、气孔、缩孔、非金属夹杂物等缺陷出现。

特别是主要加工面要求更高。

重要的箱体毛坯还应该达到规定的化学成分和机械性能要求。

2.8箱体加工工艺分析

2.9加工阶段的划分

零件的加工质量要求较高时，常把整个加工过程划分为几个阶段：

（1）粗加工阶段

粗加工的目的是切去绝大部分多余的金属，为以后的精加工创造较好的条件，并为半精加工，精加工提供定位基准，粗加工时能及早发现毛坯的缺陷，予以报废或修补，以免浪费工时。

粗加工可采用功率大，刚性好，精度低的机床，选用大的切前用量，以提高生产率、粗加工时，切削力大，切削热量多，所需夹紧力大，使得工件产生的内应力和变形大，所以加工精度低，粗糙度值大。

一般粗加工的公差等级为IT11-IT12。

粗糙度为Ra80-100μm。

（2）半精加工阶段

半精加工阶段是完成一些次要面的加工并为主要表面的精加工做好准备，保证合适的加工余量。

半精加工的公差等级为IT9-IT10。

表面粗糙度为Ra10-1.25μm

（3）精加工阶段

精加工阶段切除剩余的少量加工余量，主要目的是保证零件的形状位置几精度，尺寸精度及表面粗糙度，使各主要表面达到图纸要求.另外精加工工序安排在最后，可防止或减少工件精加工表面损伤.

精加工应采用高精度的机床小的切削用量，工序变形小，有利于提高加工精度．精加工的加工精度一般为IT6-IT7，表面粗糙度为Ra10-1.25μm.

（4）光整加工阶段

对某些要求特别高的需进行光整加工，主要用于改善表面质量，对尺度精度改善很少。

一般不能纠正各表面相互位置误差，其精度等级一般为IT5-IT6，表面粗糙度为Ra1.25-0.32μm。

此外，加工阶段划分后，还便于合理的安排热处理工序。

由于热处理性质的不同，有的需安排于粗加工之前，有的需插入粗精加工之间。

但须指出加工阶段的划分并不是绝对的。

在实际生活中，对于刚性好，精度要求不高或批量小的工件，以及运输装夹费事的重型零件往往不严格划分阶段，在满足加工质量要求的前提下，通常只分为粗、精加工两个阶段，甚至不把粗精加工分开。

必须明确划分阶段是指整个加工过程而言的，不能以某一表面的加工或某一工序的性质区分。

例如工序的定位精基准面，在粗加工阶段就要加工的很准确，而在精加工阶段可以安排钻小空之类的粗加工。

3.0工序的集中与分散

制订工艺路线时，应考虑工序的数目，采用工序集中或工序分散是其两个不同的原则。

所谓工序集中，就是以较少的工序完成零件的加工，反之为工序分散。

（1）工序集中的特点

工序数目少，工件装，夹次数少，缩短了工艺路线，相应减少了操作工人数和生产面积，也简化了生产管理，在一次装夹中同时加工数个表面易于保证这些表面间的相互位置精度。

使用设备少，大量生产可采用高效率的专用机床，以提高生产率。

但采用复杂的专用设备和工艺装备，使成本增高，调整维修费事，生产准备工作量大。

（2）工序分散的特点

工序内容简单，有利选择最合理的切削用量。

便于采用通用设备。

简单的机床工艺装备。

生产准备工作量少，产品更换容易。

对工人的技术要求水平不高。

但需要设备和工人数量多，生产面积大，工艺路线长，生产管理复杂。

工序集中与工序分散各有特点，必须根据生产类型。

根据本零件的加工要求为批量生产，则应工序集中。

3.1加工顺序的安排

零件的加工过程通常包括机械加工工序，热处理工序，以及辅助工序。

在安排加工顺序时常遵循以下原则：

1、机械加工工序安排

（1）先粗后精，先粗加工，其次半精加工，最后安排精加工和光整加工。

（2）先加工基准面后加工其它面。

首先以粗基准定位加工出精基准，然后以精基准定位加工其它表面。

箱体、底座、支架类零件，其上的平面较大，用平面定位比较稳定可靠，因此一般都是先加工平面，在加工孔，称之为“先面后孔”原则。

（3）先主后次。

先安排主要的表面的加工。

主要表面指装配基准面，工作表面等。

2、热处理工序的安排

热处理工序在工艺路线中的安排主要取决于热处理的目的。

有以下几种情况：

（1）退火与正火通常安排在粗加工之前。

他们的主要目的是改善材料的切削加工性能和消除内应力。

（2）调质一般安排在粗加工之后，半精加工之前进行。

调质使零件获的较好的综合机械性能也可使金属组织细化致密，为以后淬火和氮化减少变形作预备处理。

（3）时效处理。

一般铸件通常安排在粗加工之后。

高精度复杂铸件应在半精加工之前后各安排一次。

刚性差的精密零件应在粗加工、半精加工、精加工多次安排时效处理。

时效处理的目的是消除毛坯制造和机械加工中产生的内应力，稳定零件精度。

（4）淬火。

分整体淬火，表面淬火和渗碳淬火。

一般安排在精加工与半精加工之间进行。

表面淬火之前常要进行调质及正火处理。

淬火的目的是为了使零件获得高的硬度和耐磨性。

（5）氮化。

安排在精细磨之前。

氮化前还需要安排调质处理，淡化能提高零件硬度、耐磨性、疲劳强度和抗蚀性。

（6）发蓝。

表面镀层等表面处理。

应安排在工艺过程之后。

3.2辅助工序的安排

检验工序是重要的辅助工序，除每道工序操作者自检外，还应在下列加工阶段，专门安排检验工序。

（1）粗加工阶段结束之后；

（2）重要的工序的前后；

（3）工件从一个车间转到另一个车间时；

（4）工件全部加工完毕后。

辅助工序还有去毛刺、清洗、涂防锈油、油漆等，应分别安排于工艺过程所需之处。

第三章箱体的数控加工

3.1机床的选择

卧式镗床T4163C单柱坐标镗床

3.2工序90

（1）选择机床本工序要求达到表面粗糙度为0.8um，需要四次镗削才能完成，选用T4163C

（2）选择镗刀及其参数根据《机械加工工艺设计手