毕业数控车床四配件

扬州市职业大学毕 业 设 计 （论文）设计（论文）题目：四件配车削数控加工工艺分析及编程 院 系: 机械工程学院 专 业: 数控技术专业 班 级: 数控 121 班 姓 名: 唐满 学 号: 120102125 指导教师: 王传红 完成时间: 2016 年 5 月 2第二章课题分析2.1 确定生产类型，选用设备此次课题所选的四配件属于小批量或单件生产。分析零件图可知，本设计加工的零件特征包括：圆柱面、直槽面、螺纹面、圆弧面、内孔面等加工常见特征，加工工序复杂。为减少换刀和对刀时间，保证良好精度和表面粗糙度要求，选择广州数控设备有限公司生产的 CK61401000 和 CA6140 两台机床.CK61401000 机床中 40 指的是数控机床最大回转直径是 400mm，C 代表的是车床，6 代表的是卧室车床。具体参数如下：主要参数 CK6140中心高（mm） 205最大回转直径（mm） 400到家最大回转直径 210刀具最大回转行程 280转速 50HZ 25-1600 转/分 12 级刀杆截面尺寸（mm） 20x20纵向进给量 0.04-2.16mm顶尖套内孔锥度 Mt4顶尖套最大移动量 130mm横向最大移动量 mm 10mm电机 kw 4.5中心距 mm 750主机外形 2200x900x120重量 kg 16002.2 工件材料的选用通过分析零件机加工的工艺过程，零件的加工精度，此四配件加工材料需3要一定的强度及硬度，加工的零件表面还得有高的耐磨性等。而这均与零件的材料和热处理的工艺有联系。（1）45 号钢是典型的优质碳素结构钢 ,硬度不高但比较好进行切削加工,在机械加工制造行业用的比较广。45 钢的机械加工性能良好，任何图层或者是高速钢刀具在切削液的辅助下都可以有较好的加工表面。常将 45 号钢的表面来进行渗碳淬火，但和 65Mn 等合金钢比较，45 号钢淬透性差、淬火后变形大，加工后尺寸稳定性差，故有高精度加工要求的零件均常用合金钢。（2）热处理的意识，改善零件的切削加工性能，提高工件加工完成之后的使用寿命，消除剩下的残余应力（一般是正火和调质处理），从而来达 到加工的零件的精度要求。2.3 工件毛坯的选择常用零件的毛坯种类有三种：棒料、锻件与铸件。1.锻件：可承受住重载荷及复杂载荷的零件，如：主轴和齿轮等。2.铸件：适用于受力不大或承受压为主的零件，但精度表面质量差。3.型材：主要有棒材，线材等，常用于中小型简单的零件的加工。4.焊接件：用于单件小批量生产、大型零件的样机试制但抗震性能差。看零件二维图，分析结构形状和外轮廓尺寸，考虑到某些尺寸的精度和技术要求等，结合所有材料特性、经济性，本装配体的各零部件毛坯宜采用棒料，材质为 45 号钢。各零件毛坯的大小如下：1.零件 1 毛坯：80x40mm 2.零件 2 毛坯：80x55mm 3.零件 3 毛坯：80x62mm 4.零件 4 毛坯：80x125mm 2.4 工件的定位与夹紧数控加工中，基准的选择非常重要。加工基准分为粗加工基准和精加工基准两种加工方式。一般采用毛坯外圆作为粗加工基准，选择已经加工过的表面为精加工基准。对加工一个零件而言，合理的选择定位基准，对保证零件的尺寸和位置精度能起到决定的作用，所以加工一个零件时要仔细分析一个零件的定位基准。4在加工时劲量设计基准统一。减少装夹次数。根据该零件的结构特性，确定其粗基准选择为毛坯外圆，以此基准加工右端面中心孔；精基准为左端面及轴中心线，以此基准加工其外轮廓及螺纹。该零件为轴类零件，在数控车削中，通常选择三爪卡盘进行装夹。本次设计也选择三爪卡盘作夹具，三爪卡盘是数控车床上面最常见的夹具，三爪卡盘分为硬卡盘和软卡盘。硬卡盘知识淬火之后的卡盘。软卡盘知识没有淬火的 45#.三爪卡盘都有自动定心功能，装夹简单，不用找正。2.5 刀具和量具的选择在机械切削加工中，大多数刀具与普通加工中所用的刀具基本相同，但是如果加工零件不属于常见特征，或者是工艺安排较为复杂的零件，常见的刀具就无法加工到图纸的需求。就需要一些成型刀或者是特殊处理之后的刀具，才能够发恢数控机床的真正作用。提高零件加工精度的方法有很多，其中一种方法就是可采用多次走刀方法，可以让加工师傅正确的控制零件尺寸精度。合理的加工路线同样是提高加工精度的重要保障，正确的刀具切入与切出点可以保证刀具在加工中少走空刀。刀具是保证零件加工表面质量的重要条件，要选择与材料合适的图层，这样才能够保证加工质量：刀具的选择条件如下表应尽可能选择通用的标准刀具，不用或少用特殊的非标准刀具。尽量使用不重磨刀片，少用焊接式刀片。大力推广标准的模块化刀夹（刀柄和刀杆）等。不断推进可调试刀具（如浮动可调镗刀头）的开发和应用。刀具确定好后，要把刀具规格、专用刀具代号和该刀所要加工的内容列表记录下来。下表为四零件加工过程中所使用的刀具表：刀具号 零件 1 零件 2 零件 3 零件 4T01 45外圆车刀 45外圆车刀 45外圆车刀 45外圆车刀T02 90外圆车刀 90外圆车刀 90外圆车刀 90外圆车刀T03 3mm 中心钻 3mm 中心钻 3mm 中心钻 3mm 中心钻5T04 20mm 麻花钻 24mm 麻花钻 10mm 麻花钻 10mm 麻花钻T05 35mm 麻花钻 60镗刀 4mm 端面槽刀 24mm 麻花钻T06 50mm 麻花钻 2mm 导程内螺纹刀90正偏刀 95镗刀T07 65mm 麻花钻 45正偏刀 3mm 切槽刀 3mm 切槽刀T08 95镗刀 45反偏刀 95镗刀 4mm 切槽刀T09 4mm 割刀 R 型圆弧刀 2mm 导程内螺纹刀2mm 导程内螺纹刀T10 2mm 导程外螺纹刀2mm 导程内螺纹刀T11 R 型圆弧刀计量器具由量具和量仪（仪器、仪表）两种组成。其中量具属于结构简单器具，量具的价格便宜，通用率较高，主要类别有专业量具（大批量成产时利用）标准量具（市场可以买到的）本次所选用的量具见下表：量具 用途150mm 游标卡尺 用来测量已加工零件内外尺寸、直径、长度等20mm-25mm 内径千分尺25mm-50mm 内径千分尺50mm-75mm 内径千分尺75mm-100mm 内径千分尺18mm-35mm-内径百分用来测量已加工零件的内轮廓，例如：内孔直径、内阶梯轴及表面粗糙度值6表1mm-6.5mm 的 R 规 用来检测已经加工好的圆弧是否达到图纸的圆弧精度椭圆样板 用来检测已经加工好的椭圆外轮廓是否达到了加工的尺寸要求M18mmx2m 螺纹量规M3mmx2-6H 螺纹量规用来检测加工的零件螺纹段精度及尺寸是否达到加工的要求2.6 粗精基准的选择，余量的选择（1）基准先行的原则是，如果选择精基准就要先选择粗基准，然后选择已加工表面作为精基准，因为百分表无法根据毛坯确定正确的基准表面。如轴类零件的中心孔、箱体的地面或剖分面、齿轮的内孔和一端面等，都应安排在初始工序加工完成。（2）先粗后精是机械加工中必须遵守的加工准则。每一个零件都要按照粗加工半精加工精加工的加工方法，分层分段的满足加尺寸精度和表面粗糙度。（3）先主后次是指先加工主要表面：如定位基面、装配面、工作面，后加工次要表面：如自由表面、键槽、螺纹孔等，次要表面常穿插进行加工，一般安排在主要表面达到一定精度之后、最终精加工之前。本次基准与余量的选择零件一：以装夹表面及端面为粗基准，粗加工外圆保留 0.5mm 余量并钻孔扩孔镗孔，最后在切断，再以加工过的外圆为精基准平端面车内孔保证 0.01 的垂直度。零件二：先平端面，车外圆（留单边 0.5mm 的余量，即双边 1mm）以77mm的外圆面作为粗基准，来粗加工件左端外轮廓，再掉头装夹，以左端粗加工的54mm 的外圆面作为粗基准来粗精加工右端外轮廓。再以右端精加工的 72mm的外圆来精加工左端轮廓，精加工余量都是留单边 0.5mm。零件三：先平端面，车外圆（留单边 0.5mm 的余量，即双边 1mm）以77mm7的外圆面作为粗基准，来粗加工件右端外轮廓，再掉头装夹，以右端粗加工的33mm 的外圆面作为粗基准来粗精加工左端椭圆端面和外圆面。再以左端精加工的 76mm 的外圆来精加工右端轮廓，精加工余量都是留单边 0.5mm。零件四：先平端面，车外圆（留单边 0.5mm 的余量，即双边 1mm）以77mm的外圆面作为粗基准，来粗加工件右端外轮廓，再掉头装夹，以右端粗加工的77mm 的外圆面作为粗基准来粗精加工左端外轮廓。再以左端精加工的 58mm的外圆来精加工右端轮廓，精加工余量都是留单边 0.5mm。2.7 切削用量的选择在没有数控机床之前，普通车床师傅都是根据经验来调整零件的切削用量的，每一道工序加工完成之后都要手工调整。有了数控机床之后可以用指令控制刀具切削用量，但是还是要编程技术员在确定好之后输入要机床的。切削用量主要保证：转速，每次进刀量，进给速度，就是我们常说的切削三要素。对于不同的加工特征，选择的切削用量就不同，比如在粗车时，我们会选择较大的转速，吃的量，进给速度。精车时又不一样。如何能够正确的选择切削用量，发挥刀具的切削性能，是我们技术人员应该考虑的。根据经验及查切削用量简明手册确定该零件在数控加工过程中的切削用量。8第三章 零件数控加工设计3.1 零件总体分析3.1.1 设计参数和总体要求该课题有四个零件组成，可以互配，所选择的配合件具有典型的非圆曲线轮廓椭圆曲线，椭圆方程为 x2/302+z2/202=1， 坯料为 45 号钢，需要加工 M18X2-6g 螺纹，螺纹钻孔深直径为 18mm，需保证基本尺寸，采用基孔制配合，尤其垂直度圆周度等要求，因为可以互配要求 M18 螺纹配合可靠。同时要保证同圆度及锥度的要求。工件总长要保证是 152.60.05mm.根据图纸选择数控车加工，并按照图纸及相关技术要求完成零件的加工，并能正确配合。被加工零件的相关要求见附图。2、零件图样分析9装配图的二维模型图零件装配图总体分析：分析装配图的二维模型图可知,，所选取的四配件外轮廓主要由椭圆、凹圆弧、中间槽，端面椭圆组成。内轮廓主要由端面槽配合装配及内外螺纹的配合组成。此装配件装配要求高，主要是零件 1 和零件 4 的外圆圆弧之间的配合，及零件 2 与零件 3，零件 4 的螺纹双重配合。装配好的零件需保证总零件的长度为 152.60.05mm。加工后的内外螺纹表面不允许有毛刺、飞边、黑皮、磕碰等缺陷。3.1.2 零件工艺性分析结构性分析：此次的四配件有倒角、内外螺纹、斜边、圆弧、退刀槽、中间槽、平底槽、端面椭圆、凹椭圆、内孔等特征组成，整体形状结构比较复杂。不适合普通机床的加工，属于数控车床加工类型并且是数控车床常见的加工类型。尺寸分析：四配件四个零件的尺寸精度等级都比较高，其中外圆尺寸精度最高为0.03mm，内轮廓尺寸精度最高为 0.02mm，长度尺寸精度最高为 0.01mm；配合螺纹精度有 M18x2-6H、M32x2-6g 等等，最终配合尺寸精度要求为 0.1mm（其余的请参照零件图纸）.表面粗糙度分析：本次设计加工的零件表面粗糙度要求都较高，表面粗糙度度要求为Ra1.6umRa3.2um 之间。3.2 零件一数控加工设计103.2.1 零件一图样分析零件一图样分析： 由零件一的零件图分析得知，该零件的结构主体是一个圆环。圆环的外圆是一个半径 R150mm 的圆弧，而内轮廓是一个直径为 72+0.05mm 的孔。由于该孔过大可用管料毛坯，也可用棒料毛坯但必须多次扩孔后才可镗孔。该零件与零件四外圆相互配合皆为 R150mm 的圆弧且最大直径为 76-0.05mm，最小直径为 74.5-0.03mm，长度 15+0.05