弯管机主轴加工工艺与编程设计【毕业论文答辩资料】

南通纺织职业技术学院 南通纺织职业技术学院毕业设计（论文） 管机主轴加工工艺设计与编程 班级： 08数控二班 设计者： 胡运 专业： 数控技术 教学系： 机电工程系 指导老师： 施永辉 完成时间 2010年 9 月 12 日至 2010年 月 日 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 目 录 摘要 前言 . 3 第一章 介绍 . 4 工作原理 . 5 特点 . 5 第二章 轴加工工艺设计 . 5 件的分析 . 5 件的作用 . 6 件的组成分析 . 6 艺规程设计 械加工工艺规程的作用 . 7 定毛坯的制造形式 . 8 面的选择 . 8 定主要加工表面的加工方法 . 8 定工艺路线 . 11 工机床及刀具的选择 . 17 械加工余量，工序尺寸 及毛坯尺寸的确定 . 18 . 20 第三章 半精加工外圆的数控程序编制 . 22 产指令下发与执行 . 22 圆加工程序编制 . 23 件调试过程 . 25 试确认 . 25 具的安装 . 25 装工件 . 26 行对刀加工零件 . 26 试完成 . 26 第四章 设计心得体会 . 26 致谢 . 27 参考文献： . 27 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 摘 要 本文首先进行了对弯管机主轴的分析，通过对主轴进行分析与研究，阐述了其零件毛坯制造形式、毛坯制造方法、基准选择、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定以及切削用量与工时的计算等相关内容；为的是提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度。 在本次毕 业设计中，根据所给的主轴零件图和技术要求，通过查阅有关书籍，了解和掌握了机械工艺的一般步骤和方法，并运用这些步骤和方法进行机械加工工艺规程的设计，整个设计的指导思想是“简便、高效、经济”生产出符合要求的产品。 关键词： 弯管机、主轴、工艺、编程 交流 14951605 南通纺织职业技术学院 前 言 本文是在实际操作的基础上通过了解零件在装配体中的作用，分析其性能特点，咨询其工作原理等方面知识的基础上完成的。通过对 在分析零件主要功能的基础上设计零件的加工工艺 ，并对主要加工处进行必要的数控加工和程序编制从而进一步了解零件在装配中的作用。 在首件调试之前， 要对主轴零件图样的技术特性、几何形状、尺寸及工艺要求进行分析，明确加工内容和要求，确定加工方案，选择适合的机床并了解机床主要参数、选择合理的刀具和进行夹具的分析说明，设置合理的走刀路线及选择合理的切削用量并计算工时。并在实际加工的过程中发现问题并解决，通过不断的总结加工出符合生产要求的合格零件。 通过 这次毕业设计与 学习， 使我 能对制造活动有一个总体的、全貌的了解与把握，能掌握金属切削过程的基本规律，掌握机械加工的基 本知识，能选择加工方法与机床、刀具、 编程 及加工参数，具备制订工艺规程的能力和掌握机械加工精度和表面质量的基本理论和基本知识，初步具备分析解决现场工艺问题的能力。了解当今先进制造技术和先进制造模式的发展概况，初步具备对制造系统、制造模式选择决策的能力。 南通纺织职业技术学院 第一章 管机的介绍 随着市场经济的发展，国内、国际市场竞争日益激烈，产品更新更为迅速，中、小批量的生产越来越多。实际生产，中、小批零件的生产几乎占产品数量的35%一 50%，而且零件外形越来越复杂，精度要求也越来越高。传统的机床 的加工己不能满足要求，柔性加工的重要性更加突出，数控加工的需求日益增大。 195K 48K/秒（有辅推 ) 58K/秒（无辅推） 61K/秒（有辅推 ) 75K/秒（无辅推） 55 55 110V 20W 交流接触器 24V 90W 电磁铁 12V 20W 接近开关 5V 10W 制 4124070 最高允许速度： 6090 140L 46#液压油 2400700需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 结构 ： 由电动油泵，高压油管，快速接头，工作油缸，柱塞，弯管部件包括上花板，下花板，模头，辊轴组成。 工作原理： 由电动油泵输出的高压油，经高压油管送入工作油缸内，高压油推动工作油缸内柱塞，产生推力，通过弯管部件弯曲管子 。 1、 结构合理，使用安全，操作方便，价格合理，装卸快速，一机多用 。 2、 弯曲角度随意设定，成型稳定性好，效率高。 3、 根据加工精度的要求，自动单向 /万向芯棒以及弯管辅推装置，最大限度地保证弯曲部位的顺滑、不变形。 第二章 管机 主轴加工工艺设计 件的分析 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 图 1 弯管机主轴零件图 件的作用 所选定的零件是轴，它是 图 1所示，其作用就是把电机的转动传递到主轴上，通过不同传动比的搭配达到降低主轴转速和提高主轴扭矩，从而将需要的管子做成样品。 件的组成分析 管机 主轴外圆共有 6 个台阶面、还有内孔的加工，零件图 尺寸标注完整，轮廓描述清楚完整；零件材料为 45 钢，表面粗糙度要求较高要磨削；加工切削性能较差，需热处理，它们间有一定的位置要求，现分析如下： 1. 车轴的 8个台阶面 这组加工表面包括： 1 个 150 外圆、 1 个 72（ +外圆、 1个 126 外圆、 1 个 110 外圆、 1 个 55(+圆、一个 50（ +外圆、 45（ +外圆，一个 40（ ，这中间有一定的对称度、 垂直度的要求： 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 1) 50外圆表面粗糙度 m，尺寸精度保证在（ + 2) 45（ +外圆表面粗糙度 m，尺寸精度保证在（ +直度误差控制在 3) 72（ +外圆表面粗糙度 m，尺寸精度保证在（ + 4) 40（ 外圆表面粗糙度 m，尺寸精度保证在（ 内； 5) 2 6) 72（ +外圆键槽 12 称度误差控制在 范围之内。 7) 128内圆键槽 12（ +） 对称度误差控制在 2. 螺纹的加工 这组加工包括： 铣键槽 这组加工包括： 72（ +外圆键槽 12 50（ +外圆键槽 12 4. 钻 2个中心孔 这组加工包括： 4个 25. 内孔的加工 这组加工包括：钻 21的通孔、镗 58的孔。 加工 1： 30锥度的孔 艺规程设计 械加工工艺规程的作用 机械加工工艺规程是规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件。 1) 工艺规程是指导生产的主要技术文件 合理的工艺规程是在总结广大工人和技术人员实践经验的基础上，依据工艺理论和必要的工艺试验而制订的，它体现了一个企业或部门群众的智慧。按照工艺规程组织生产，可以保证产品的质量和较高的生产效率和经济效益。因此，生需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 产中一般应严格地执行既定的工艺规程。实 践证明，不按照科学的工艺进行生产，往往会引起产品质量的严重下降，生产效率的显著降低，甚至使生产陷入混乱状态。但是，工艺规程也不应是固定不变的，工艺人员应不断总结工人的革新创造，及时地吸取国内外先进工艺技术，对现行工艺不断地予以改进和完善，以便更好地指导生产。 2) 工艺规程是生产组织和管理工作的基本依据 在生产管理中，产品投产前原材料及毛坯的供应、通用工艺装备的准备、机械负荷的调整、专用工艺装备的设计和制造、作业计划的编排、劳动力的组织以及生产成本的核算等，都要以工艺规程作为基本依据。 3) 工艺规程是新建或扩建工厂或 车间的基本资料 在新建或扩建工厂或车间时，只有依据工艺规程和生产纲领才能正确地确定生产所需的机床和其他设备的种类、规格和数量、车间的面积、机床的布置、生产工人的工种、技术等级及数量以及辅助部门的安排等。 定毛坯的制造形式 a) 零件材料为 45 钢，考虑到该零件是 管机的主轴，生产传动扭矩较大，转速较高，并且表面粗糙度要求非常高，内外部结构购较为复杂，应选用锻打成形的方法制造毛坯，且锻造的原料应为棒料，使金属的晶粒细化，增加强度和韧性。 b) 为了改善工件材料力学性能和切削加工性能，所以 采用正火热处理。 c) 材料 45钢 面的选择 一般原则 1） 、选最大尺寸的表面为安装面，选最长距离的表面为导向面，选最小尺寸的表面为支承面。 2）、首先考虑保证空间位置精度，再考虑保证尺寸精度。 3）、应尽量选择零件的主要表面为定位基准。 4）、定位基准应有利于夹紧，在加工过程中稳定可靠。 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 下面根据以上一般原则分别进行粗基准和精基准的选择。 粗基准的选择 选择粗基准是时，主要要求保证各加工面有足够的余量，使加工面与不加工面见的位置符合图纸要求，并特别注意要尽快获得精基准面。具体选择时应注意考虑 下列原则： （ 1） 应选择不加工表面为粗基准。这样可以保证不加工表面和加工表面之间的相对位置要求。 （ 2） 对于具有较多加工表面的工件，粗基准的选择选择，应合理分配各加工表面的加工余量，以保证： 各加工表面都有足够的加工余量； 对于某些重要的表面，尽量使其加工余量均匀，对导轨面则要求加工余量尽可能小一些，以便能获得硬度和耐磨性更好的表面； 作为粗基准的表面，应尽量平整，没有浇口、冒口或飞边等其他表面缺陷，以便使工件定位准确，夹紧可靠。 同一尺寸方向上的粗基准表面只能使用一次。因为铸件毛坯面粗糙且精度低，定位精度不高，若重复 使用，在两次装夹中会使加工表面产生较大的位置误差。对于一些相互位置精度要求高的表面，常常会造成超差而使零件报废。 因为考虑到以下几点要求， 第一，在保证各加工面均有加工余量的前提下，使重要孔的加工余量尽量均匀； 第二，装入箱体内的旋转零件（如齿轮、轴套等）与箱体内壁有足够的间隙； 第三，此外还应能保证定位准确、夹紧可靠。 在起始工序中，只能选择未经加工的毛坯表面做定位基准，所以对于一般的轴类零件而言，以外圆作为粗基准是完全合理的。首先，先以外圆为粗基准，加工两端面，钻中心孔，粗车 6个外圆台阶面。 精基准的 选择 选择精基准的目的是使装夹方便、正确、可靠，以保证加工精度。为此一般遵循如下原则： （ 1） 基准重合原则。应尽量选择零件上的设计基准做定位基准，即为基需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 准重合原则。 （ 2） 基准统一原则。在加工位置精度较高的某些表面时，应尽可能在多数工序中采用同一组精基准。这样可以保证加工表面的相互位置精度。 （ 3） 互为基准原则。当对工件上两个相互位置精度要求较高的表面进行加工时，需要用两个表面相互作为基准，反复进行加工。这样进行反复加工，可不断提高定位基准的精度，工件也可以达到很高的加工要求。 （ 4） 自为基准原则。对于工件上的重要表面要求余量小且 均匀的精加工，应尽量选择加工表面本身作为精基准，但该表面与其他表面的位置精度由前道工序保证。 轴类零件的定位基准，最常用的为两中心孔。这样能满足基准重合和基准统一的原则，如果是空心轴，为了能在通孔加工后继续使用顶尖作为定位基准，一般都采用带有中心孔的锥堵或带锥套的心轴定位。该主轴为空心轴，由于主轴长度较长，为了更好的加工，要采用锥度。并选择中心孔为精基准。 定主要加工表面的加工方法 1 端面的加工 1） 主轴左端面没有粗糙度要求，只要粗车就能达到 2） 主轴右端面没有粗糙度要求，只要粗车就 能达到 ； 2 外圆的加工 1） 72（ +、 45（ +外圆的表面粗糙度要求 m，需要粗车 精车 精磨才能达到要求；在加工过程中要用外圆千分尺来检测，再进行修整加工，以保证 72（ + 尺 寸 精 度 在 + 、 45（ +尺寸精度在（ +内。 2） 50（ + 40（ 表 面粗糙度要求 m，只需粗车 加工过程中要用外圆千分尺来检测，再进行修整加工，以保证 50（ +尺寸精度在(+ 、 40 （ 尺 寸 精度 在（ 。 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 3 螺纹的加工 4 内孔的加工 1） 21内孔要求不是很高，钻 尺寸精度要求，故加工时只要用游标卡尺检测就可。 2） 求不是很高，镗一下就可达 到要求；尺寸精度要求不高，加工时用游标卡尺检测，再修整加工。 3） 1:30 锥孔的粗糙度为 要粗镗 精镗 定工艺路线 制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。由于本零件是 几何形状、尺寸精度、位置精度及表面粗糙度要求都非常高，并且是单件生产，此时保证零件的精度要求是当物，在保证了零件的精度后在考虑降低成本。 工艺路线方案： 工序 1：锻造成形 工序 2：正 火 工序 3：车两端面，钻两端面中心孔 工序 4：粗车 40（ 圆，直径上留余量 3车 42外圆，直径上留余量 3车 45（ +圆，直径上留余量 3车 48外圆，直径上留余量 3车 50(+圆，直径上留余量 车 54外圆，直径上留余量 要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 粗车 55（ +外圆，直径上留余 量 3车 72（ +外圆，直径上留余量 车 150 外圆，直径上留余量 2序 5：调质处理 工序 6：半精车 40（ 圆，直径上留余量 精车 42 外圆，直径上留余量 精车 45（ +圆，直径上留余量 2精车 48 外圆，直径上留余量 精车 50（ +圆， 直径上留余量 精车 54 外圆，直径上留余量 精车 55（ +外圆，直径上留余量 精车 72（ +外圆，直径上留余量 2精车 150 外圆，直径上留余量 1序 7：精车 40（ 圆，直径上留余量 车 42外圆，直径上留余量 车 45（ +圆，直径上 留余量 车 48外圆，直径上留余量 车 50（ +圆，直径上留余量 车 54外圆，直径上留余量 车 55（ +外圆，直径上留余量 车 72（ +外圆，直径上留余量 车 150 外圆，直径上留余量 角 角 割 2 工序 8：粗磨 40（ 圆，直径上留余量 粗磨 42外圆，直径上留余量 磨 45（ +圆，直径上留余量 磨 48外圆，直径上留余量 磨 50（ +圆，直径上留余量 要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 粗磨 54外圆，直径上留余量 磨 55（ +外圆，直径上留余量 磨 72（ +外圆，直径上留余量 磨 150 外圆至图上尺寸 工序 9：粗磨 螺纹，留 工序 10：粗磨 工序 11：打 21的通孔 工序 12：粗镗 58图上尺寸 粗镗 精镗 1:30的锥孔，直径上留余量 序 13：磨 1:30的锥孔至图上尺寸 工序 14：划右端面槽的线 工序 15：粗铣 2（ ，留余量 序 16：钻四个约 2丝 工序 17：精磨 40（ 圆至图上尺寸 工序 18：精磨 42外圆，直径上留余量 序 19：精磨 45（ +圆至图上尺寸 精磨 48 外圆至图上尺寸 精磨 50（ +圆至图上尺寸 精磨 54 外圆至图上尺寸 精磨 55（ +外圆至图上尺寸 精磨 72（ +外圆至图上尺寸 精磨 150 外圆至图上尺寸 工序 20：精磨 工序 21：精磨 工序 22：磨 1:30锥孔至图上尺寸 工序 23：磨 12（ 槽至图上尺寸 工序 24：锐边到钝 工序 25：检验入库 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 由于此次零件工序安排比较明确清晰，所以不需要安排两种不同的工序进行比较与分析得出最合理的方案。本方案主要考虑到零件本身的加工要求非常高，且还有锥孔的加工，所以工序步骤也就相对较多些。 最后 的工艺方案路线确定如下： 工序 1：锻造成形 工序 2：正火 工序 3：车两端面，钻两端面中心孔，三爪卡盘定位，选用 控车床加工， 45度车刀，由于主轴较长，采用顶尖固定主轴。 工序 4：粗车 40（ 圆，直径上留余量 3车 42外圆，直径上留余量 3车 45（ +圆，直径上留余量 3车 48外圆，直径上留余量 3车 50(+圆，直径 上留余量 车 54外圆，直径上留余量 车 55（ +外圆，直径上留余量 3车 72（ +外圆，直径上留余量 车 150 外圆，直径上留余量 2爪卡盘定位，选用 控车床加工， 45度车刀 工序 5：调质处理 工序 6：半精车 40（ 圆，直径上留余量 精车 42 外圆，直径上留余量 精车 45（ +圆，直径上留余量 2精车 48 外圆，直径上留余量 精车 50（ +圆，直径上留余量 精车 54 外圆，直径上留余量 精车 55（ +外圆，直径上留余量 精车 72（ +外圆，直径上留余量 2精车 150 外圆，直径上留余量 1爪卡盘定位，选用 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 数控车床加工，宽 2工序 7：精车 40（ 圆，直径上留余量 车 42外圆，直径上留余量 车 45（ +圆，直径上留余量 车 48外圆，直径上留余量 车 50（ +圆，直径上留余量 车 54外圆，直径上留余量 车 55（ +外圆，直径上留余量 车 72（ +外圆，直径上留余量 车 150 外圆，直径上留余量 倒角 角 爪卡盘定位，选用 45度车刀 割 2 槽；三爪卡盘定位，选用 控车床加工，宽 2工序 8：粗磨 40（ 圆，直径上留余量 粗磨 42外圆， 直径上留余量 磨 45（ +圆，直径上留余量 磨 48外圆，直径上留余量 磨 50（ +圆，直径上留余量 磨 54外圆，直径上留余量 磨 55（ +外圆，直径上留余量 磨 72（ +外圆，直径上留余量 磨 150 外圆 至图上尺寸，直径上留余量 爪卡盘定位装夹，选用 床磨削 工序 9： 粗磨 爪卡盘定位，选用 工序 10：粗磨 爪卡盘定位，选用 工序 11：钻 21的通孔；专用夹具定位装夹，选用 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 工序 12：粗镗 58图上尺寸 工序 13：粗镗 精镗 1:30 的锥孔，直径上留余量 爪卡盘定位装夹，选用 30镗刀 工序 14：磨 1:30 的锥孔至图上尺寸；三爪卡盘定位加紧，选用 床磨削 工序 15：划右端面槽的线；钳工，划针 工序 16：粗铣 2（ ，留余量 用夹具定位装夹，选用 工序 17： 划四个螺纹孔中心位置 ；钳工，划针 工序 18：钻四个约 2丝；钳工，丝锥 工序 19：精磨 40（ 圆至图上尺寸 精磨 42 外圆至图上尺寸 精磨 45（ +圆至图上尺寸 精磨 48 外圆至图上尺寸 精磨 50（ +圆至图上尺寸 精磨 54 外圆至图上尺寸 精磨 55（ +外圆至图上尺寸 精磨 72（ +外圆至图上尺寸 精磨 150 外圆至图上尺寸 工序 20：精磨 纹至图上尺寸；三爪卡盘定位，选用 床磨削 工序 21：精磨 纹至图上尺寸；三爪卡盘定位，选用 床磨削 工序 22：磨 1:30锥孔至图上尺寸；三爪卡盘定位 工序 23：磨 12（ 槽至图上尺寸；专用夹具定位装夹 工序 24：锐边到钝；钳工 工序 25：检验入库 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 工机床及刀具的选择 机床的选择 车床： 控车床） 最大工件直径长度： 360750冲当量： z=x=轴转速（ r/： 12级、 20 2000；工作精度：圆度： 柱度： 200:面度： 300:糙度 量： 3t；外形尺寸： 189013801700 钻床： 式摇臂钻床） 最大钻孔直径： 50轴转速（ r/：16级、 25 2000；主电动机功率： 4量： 形尺寸： 250010602655 铣床： 式升降台铣床 ） 工作台台面尺寸： 3001100轴转速（ r/ 12 级、 30 1200；工作精度：平面度： 面粗糙度 m；主电动机功率： 4功率 :量： 形尺寸：199015401590 磨床： 能外圆磨床） 最大工件直径长度： 320500电动机功率： 糙度 内 :轴转速： 2000r/削速度： 给量： 形尺寸： 272021502060 刀具的选择 a) 车端面、外圆： 45外圆车刀 合金工具钢、密度为 度为 63 66 b) 宽 4工 圆用）、 2圆割刀（割宽 2用）：合金工具钢、密度为 度为 63 66 c) 15 锥柄加长麻花钻、总长 L=260金工具钢、密度为 度为 63 66 d) 18 扩孔钻、总长 L=189式锥柄号 1、分级范围为 14 合金工具钢、密度为 度为 63 66 e) 21 扩孔钻、总长 L=218式锥柄号 2、分级范围为 15 16 合金需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 工具钢、密度为 度为 63 66 f) 10 直柄键槽铣刀：合金工具钢、密度为 度为 6366 械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定 “ 管机主轴”零件材料为 45 钢， 生产类型为单件生产， 采用锻造成形。 根据原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的加工余量，工序尺寸及其毛坯尺寸： 1. 轴的外圆； 轴是锻件，其外圆表面粗糙度为 m，很小，需要磨削，此时直径余量2Z=9 2. 轴的长度； 轴的长度是 355 72（ + 45（ +圆表面粗糙度为 要粗车 精车 50（ + 40（ 圆表面粗糙度为 要粗车 照工艺手册，因此设定加工余量为每台阶、端面 1 2 加工 45（ +由于粗糙度 m，需要粗车 精车 精磨。 粗车： 45（ + Z=精车： 45（ + 2Z=车： 45（ + 2Z=磨： 45（ + Z=磨： 45（ + 加工 72（ +由于粗糙度 m，需要粗车 精车 精磨。 粗车： 72（ + Z=精车： 72（ + 2Z=要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 精车： 72（ + 2Z=磨： 72（ + Z=磨： 72（ + 4 加工 40（ 由于粗糙度 m，需要粗车 粗车 40（ 2Z=精车 40（ 5 加工 50（ +由于粗糙度 m，需要粗车 粗车： 50（ + 2Z=精车： 50（ + 图 2 弯管机主轴毛坯图 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 图 3 弯管机主轴锻造图 定切削用量和工时的计算 根据被加工表面质量要求、刀具材料和 工件材料，参考切削用量手册或有关资料选取切削速度与每转进给量，然后利用公式 vc=000和 vf=算机床主轴转速与进给速度（计算过程略），计算结果填入工序卡中。 背吃刀量的选择因粗、精加工而有所不同。粗加工时，在工艺系统刚性和机床功率允许的情况下，尽可能取较大的背吃刀量，以减少进给次数；精加工时，为保证零件表面粗糙度要求，背吃刀量一般取 下面对工序 19进行计算 工序 19:精磨 40（ 圆至图上尺寸 精磨 42 外圆至图 上尺寸 精磨 45（ +圆至图上尺寸 精磨 48 外圆至图