端盖的数控加工工艺与编程设计

1、毕业论文编号 论文名称 端盖的数控加工工艺与编程设计 系 部 专 业 班 级 姓 名 学 号 指导教师 2013 年 04 月 8 日摘 要在各类金属切削机床中，车床是应用最广泛的一类，约占机床总数的50%。车床既可用车刀对工件进行车削加工，又可用钻头、铰刀、丝锥和滚花刀进行钻孔、铰孔、攻螺纹和滚花等操作。按工艺特点、布局形式和结构特性等的不同，车床可以分为卧式车床、落地车床、立式车床、转塔车床以及仿形车床等，其中大部分为卧式车床。数控车削加工是现代制造技术的典型代表，在制造业的各个领域如航天、汽车、模具、精密机械、家用电器等各个行业有着日益广泛的应用，已成为这些行业不可或缺的加工手段。在车床

2、上，利用工件的旋转运动和刀具的直线运动或曲线运动来改变毛坯的形状和尺寸，把它加工成符合图纸的要求。 车削加工是在车床上利用工件相对于刀具旋转对工件进行切削加工的方法。车削加工的切削能主要由工件而不是刀具提供。车削是最基本、最常见的切削加工方法，在生产中占有十分重要的地位。车削适于加工回转表面，大部分具有回转表面的工件都可以用车削方法加工，如内外圆柱面、内外圆锥面、端面、沟槽、螺纹和回转成形面等，所用刀具主要是车刀。为了在数控机床上加工出合格的零件，首先需根据零件图纸的精度和计算要求等，分析确定零件的工艺过程、工艺参数等内容，用规定的数控编程代码和格式编制出合适的数控加工程序。编程必须注意具体的

3、数控系统或机床，应该严格按机床编程手册中的规定进行程序编制。但从数控加工内容的本质上讲，各数控系统的各项指令都是应实际加工工艺要求而设定的。关键字：车削加工 钻孔 零件的工艺过程 工艺参数 程序编制目录一、前言-3二、概述-52.1 毕业设计的目的-52.2 毕业设计工艺要求的基本任务和要求-5三、工艺设计-5 3.1 生产纲领的计算与生产类型的确定-53.2 零件材料的分析-53.3 零件图样分析-63.4 数控加工程序编制-73.5 加工工艺路线-83.6 确定工序尺寸及其公差-83.7 确定切削用量 -93.8 装夹方案和夹具的选择 -10 总结-11致谢-12参考文献-13一、前言毕业

4、设计是我们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，是对学生综合素质与工程实践的能力培养。通过该设计，使学生达到以下目的：能合理的编写机械加工工艺过程、加工工序卡片、加工工序卡片等工艺文件，能合理的确定加工工序的定位与夹紧方案。学生应该在指导教师的指导之下独立的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。学生在课程设计工作中，应该综合运用多学科的理论知识与技能，分析与解决工程问题。学生应学会依据技术课题任务，进行资料的调研、收集、加工与整理和正确使用工具书；培养学生掌握有关工程设

5、计的程序、方法与技术规范，提高工程设计计算、图纸绘制、编写技术文件的能力；培养学生掌握实验、测试等科学研究的基本方法；锻炼学生分析与解决工程实际问题的能力。通过毕业设计，学生应能树立正确的设计思想；培养学生严肃认真的科学态度和严禁求实的工作作风；在工作设计中，应能树立正确的工程意识与经济意识，树立正确的生产观点、经济观点与全局观点。数控加工工艺与工装是一门以机械加工基本理论为基础，并与数控加工紧密结合的专业技术课。本课程与“机械制造基础”、“数控机床”、“公差与技术量”等机械类专业课程关系密切，应在巩固复习好这些课程的基上，学懂弄通基本理论、基本知识。数控加工工艺同生产实际密切关系，是长期生产

6、实际的经验总结。因此，学习本课程必须注意同生产实际的结合。要注意通过金工实习、生产实践，理解和应用本课程的知识，提高工艺和工艺设计的能力。对同一个加工零件，可能会有几种不同的加工方案，必须针对具体问题进行具体的分析，在不同的现场条件下，灵活运用有关知识，优选最佳方案。在本次设计中，主要包括以下几个步骤：1.端盖的工艺设计：确定毛坯，确定工艺路线，确定工序切削用量，确定工时定额的计算。2.端盖夹具的设计：设计夹具装置，导向装置，确定夹具技术要求和有关尺寸，公差配合，夹具精度分析和计算。端盖的用处很多，应用于很多地方，它的材料大多是铸铁件，工艺性好、刚度好。大多用机床加工二、概述2.1、毕业设计的

7、目的(1)培养工程意识(2)训练基本技能(3)培养质量意识(4)培养规范意识2.2、毕业设计工艺要求的基本任务和要求2.2.1、基本任务 (1)绘制零件工作图一张 (2)绘制毛坯-零件合图一张 (3)编制机械加工工艺规程 (4)编写设计说明书一份2.2.2、设计要求 (1)保证零件加工质量，达到图纸的技术要求 (2)在保证加工质量的前提下，尽可能提高生产效率 (3)要尽量减轻工人的劳动强度，生产安全 (4)在立足企业的前提下，尽可能采用国内技术和装备 (5)工艺规程应正确、清晰，规范化，标准化的要求三、工艺设计3.1、生产纲领的计算与生产类型的确定生产纲领的大小对生产组织和零件加工工艺过程起着

8、重要的作用。它决定了各工序所需专业化和自动化的程度以及所选用的工艺方法和工艺装备。你的生产纲领呢？你的零件产量是什么？什么生产类型？大批量、中等批量还是小批量？3.2、零件材料的分析本设计的零件是端盖，选用ht200灰铸铁件。灰铸铁是优质素结构钢，属于较高强度铸铁，基体为珠光体，强度、耐磨性、耐热性均较好，减振性也良好；铸造性能较好，需要进行人工时效处理。抗拉强度和塑性低，但铸造性能和减震性能好，主要用来铸造汽车发动机汽缸、汽缸套、车床床身等承受压力及振动部件。3.3、零件图样分析（1） 加工内容 该零件加工包括车端面、外圆、倒角、镗孔、钻孔、等。（2） 加工材料与技术要求该零件材料为ht20

9、0的毛坯铸件，需要经时效处理，来消除铸件的内应力，保证尺寸稳定。表面清晰，无飞边，尺寸精度如上图。表面粗糙度要求较高。光洁度是3.2，因此各个面需要精加工处理。（3） 工件坐标系该零件加工时需掉头，从图纸上尺寸标注分析应设置两个工件坐标系，两个工件原点均定于零件装夹后的右端面。（4） 选用ck7525数控车床3.4数控加工程序的编制车削过程分析：1. 根据要求首先对铸件进行时效处理，以消除铸件内应力，保证尺寸稳定。2. 插键槽时，应注意键槽的位置，对称要求。3钻削6-170-0.018mm孔时，用心轴定位。其切削过程如下：1）热处理 对铸件毛坯进行时效处理。2）车 用三爪卡盘夹持5700外径毛

10、坯，车正面。 3） 镗孔442mm的孔。4） 用三爪卡盘夹持内孔442的孔，车反面。5） 车558mm的外圆。6）钻 用数控钻床加工21个孔7） 用心轴定位，钻削21-17mm的空。8） 用心轴定位，钻削21-28mm的孔。11） 铰 21-17的孔和21-28mm的孔。3.5 加工工艺路线1定位基准的选择正确地选择定位基准是设计工艺过程的一向重要内容，也是保证加工精度的关键。定位基准分为精基准和粗基准。2拟定工艺路线 按照你的切削过程详细制定你这个加工零件的工艺路线，可以用表格形式表示 确定各表面的加工方法工件各加工表面的加工方法和加工次数是拟定工艺路线的重要内容。主要依据零件各加工表面本身

11、的技术要求确定，同时还要综合考虑生产类型、零件的结构形状和加工表面的尺寸、工厂现有的设备情况、工件材料性质和毛坯情况等。 加工顺序的安排在确定了零件各表面的加工方法之后，就要安排加工的先后顺序。零件加工顺序是否合适，对加工质量、生产率和经济性有着较大的影响。机械加工顺序的安排：在安排机械加工顺序时，一般遵循先粗后精、先面后孔、先主后次、基准先行的原则。对于工序内容复杂的零件则视具体情况采取工序集中与分散的原则处理。加工阶段的划分：对于精度和表面质量要求较高的零件，应将粗、精加工分开进行。为此，一般将整个工艺过程划分阶段，这对于保证零件加工质量、合理使用机床设备、及时发现毛坯缺陷及合理安排热处理

12、工序等有很大好处。合理安排辅助工序：辅助工序种类很多，主要包括检验、划线、去毛刺、清洗、平衡、防锈等，根据工艺需要穿插在工序中。确定加工余量合理确定加工余量对零件的加工质量和整个工艺过程的经济性都有很大影响。余量过大（材料、工时、机床、刀具）则消耗大；余量过小，不能去掉加工前道工序存在的误差和缺陷层，影响加工质量，造成废品。所以加工余量要合理。 3.6 确定工序尺寸及公差工序顺序确定后，就要计算各个加工时所应达到的工序尺寸及其公差。工序尺寸及其公差的确定与工序余量大小、工序尺寸的标注方法、基准选择、中间工序安排等密切相关，是一项细致的工作。工序尺寸公差一般按经济加工精度确定（查有关机械加工工艺

13、手册）但就其性质和特点而言，一般可以归纳为两类：（1）基准重合时（定位基准或工序基准与设计基准重合）工序尺寸的计算当确定了各个工序间余量和工序所能到达的加工精度后，将余量一层层叠加在被加工表面上，计算顺序是从最后一道工序开始，由后往前推，就可以计算出每道工序的工序尺寸，然后再按每种加工方法的经济加工精度的公差值按“入体原则”标注在对应的工序尺寸上。（2）基准不重合时工序尺寸的计算在零件的加工过程中为了加工和检验的方便可靠，往往不能直接采用设计基准作为定位基准，会出现基准不重合的情况。形状复杂的零件在加工过程中需要多次转换定位基准，这时工艺尺寸的计算就比较复杂，应利用尺寸链原理进行计算，并对工序

14、余量进行必要的计算（是否够用）以确定工序尺寸及其公差。3.7 确定切削用量在单件小批生产中，各工序的切削用量一般由操作工人根据具体情况自己确定，以简化工艺文件。在大批大量生产中则应科学地、严格地选择切削用量，以充分发挥高效率设备的潜力和作用。切削用量的选用与下列因素有关；生产率，加工质量（主要是表面粗糙度），切削力所引起的工艺系统的弹性变形，工艺系统是振动，刀具耐用度，机床功率等。在综合考虑上述因素的基础上，使背吃刀量ap，进给量f，切削速度v的乘积最大。一般应先尽量取大的ap，其次尽量取大的进给量f，最后取合适的切削速度v。你的切削用量怎么选的，写出来3.8装夹方案和夹具的选择3.8.1 夹

15、具机构方案1.确定夹具的类型本设计是设计轧辊零件的夹具，使用夹具的固定式。将使用模型来确定夹具，就是先做个零件外壳来保护零件表面和加工. 2.确定工件的定位方式及定位元件的结构工件的定位方式只要取决于工件的加工要求和定位基准的形状、尺寸。分析加工工序的技术要求和定位基准选择的合理性，遵循六点定位原则，按定位可靠、结构简单的原则，确定定位方式。常见的定位方式有平面定位，内孔定位，外圆定位和组合表面定位等。在确定了工件的定位方式后，即可根据定位基准面的形状，选取相应的定位元件及结构。本设计轧辊是属于平面，应该使用平面定位的定位方式，平面定位的定位元件有定位块、支撑架，专用定位器具等。支撑架是平面定

16、位最常用的定位元件，根据需要，可以为零件专门设计夹具。3.夹紧装置的设计夹紧装置的设计实际上是一个综合性的问题，确定夹紧力的大小、方向和作用点时，必须全面考虑工件的结构、工艺方法、定位元件的结构与布置等因素。要求夹紧装置动作迅速，操作安全省力，结构简单、易于制造并且体积小、刚度好，有足够的夹紧行程和装卸工件的间隙。常见的夹紧机构有斜楔机构、螺旋机构、偏心机构等。也可采用机动夹紧如液压、气动夹紧等。4.确定刀具的导向方式或对刀装置对于钻夹具应正确地选择钻套的型式和结构尺寸，对于铣床夹具合理地设置对刀装置，而镗夹具则应合理地选择镗套类型和镗模导向的布置方式。5.确定夹具体的结构类型夹具上的各种装置

17、和元件通过夹具体连接成一个整体。因此夹具体的形状及尺寸取决于夹具各种装置的布置及夹具与机床的连接。 （1）对夹具体的要求 有适当的精度和尺寸稳定性； 有足够的强度和刚度； 结构工艺性好； 排屑方便； 在机床上安装稳定可靠。（2）夹具体毛坯的类型 本设计是端盖，所以选顶针夹具。 位置间的联系尺寸及精度; 对刀元件或导向元件与定位元件之间的联系尺寸; 夹具体与机床的连接面以及定位元件与工件表面之间的联系尺寸; 夹具外形的最大轮廓尺寸; 配合尺寸。3.8.2 精度的校核为了保证夹具设计的正确性，首先要在设计图样上对夹具的精度进行分析。由于本人设计的是轧辊零件。要求精度也高，所以对刀的时候要准，基本把

18、对刀误差搞到最小，还有就是在机床上安装零件的时候误差也要底，本设计的夹具主要是用螺丝固定零件，每两个轧辊零件用定位螺钉固定，用铣床钻加工，在这里，铰链与铰链之间的公差系数要小，以减少误差，所以精度的校核有很多方面需要注意，每一步的工序也要注意，因为它是后一步工序尺寸的保证。所以夹具与轧辊零件之间的精度和误差是相对的，需要你时时校核。 总结经过一学期的零件设计、查阅资料、绘图、计算等一系列的步骤，最终完成了端盖的加工工艺设计。在设计过程中遇到了不少的问题，通过网上查询、请老师和同学讨论之后得到了解决问题的办法。经过这次设计，让我了解了在学校中所学的东西，也为我以后的工作打下了扎实的基础。这篇设计虽然已经完成了，但由于本人缺少实际经验，所以在设计中肯定还存在一定的问题，需要改进。希望老师能给我提点意见和建议。最后本人会在公司里好好学习，以提高自己的实践水平，为将来的工作打下更坚实的基础。致谢通过这次的训练，我熟悉了实际生产中的数控加工工序与程序设计过程及方法，学会独立分析问题并解决问题，为我们今后走上岗位打下了基础。在此先感谢学院为我们精心安排的课程及为我们提供良好的环境学习，其次，感谢指导老师为我们排除解难，讲解新知识新技