支承套零件的数控加工工艺的设计支承套零件数控工艺与编程

...⑤粗基准在同一尺寸方向上通常只允许使用一次，否则定位误差太大。但是，当毛坯是精密铸件或精密锻件，毛坯质量高，而工件加工精度要求又不高时，可以重复使用某一粗基准。实际上，无论精基准还是粗基准，上面的原则不可能同时符合，有时候还是互相矛盾的。因此，在选择时候应该根据具体的情况进行分析，权衡利弊，保证其加工的要求。图1所示支撑套在机械加工中的主要工艺问题是：达到孔的加工精度和所要求的表面粗糙度；保证轴线与A端面的相互位置度公差。套类零件的加工工艺一般有两种方案：第一种是以外圆作为最终的加工方案，先从外圆粗加工开始，再粗精加工孔，最终加工外圆。这种方案适合于外圆表面是最重要表面的套类零件。第二种是让孔作为最终的加工方案，先从孔粗加工开始，在粗精加工外圆，最后加工孔。这种方案适合于孔表面为最重要的套类零件。考虑到图1所示支撑套外表面的公差是0.5，表面的公差是H7，精度较高，所以采用用孔作为定位粗基准加工外圆，且采用加工好的外圆作为定位精基准来加工孔提高其精度要求，符合基准重合或者互为基准的原则。1.4工艺方案拟定：为了保证35H7与2*15H7孔的精度，根据其尺寸，选择绞削为最终的加工方法，故需钻中心孔-钻孔-扩孔-绞孔。对60mm的孔，根据孔径精度、孔深尺寸和孔底平面的要求，用粗铣-精铣的方法同时完成孔壁和孔底品面的加工，其余各孔因无精度的要求，用中心钻钻中心孔即可以达到精度的要求。各加工表面的选择方案如下:外圆表面公差为0.5，粗车既可以满足加工的要求。孔的公差是H7，精度较高需要绞孔而获得加工的精度。孔35的加工顺序是：钻中心孔-钻孔-镗孔-绞孔。15H7加工顺序：钻中心孔-钻孔-扩孔-绞孔。60孔加工顺序：粗铣-精铣。11孔加工顺序：钻中心孔-钻孔。17孔加工顺序：忽孔（在11mm的孔底上）。M6-6H螺纹孔加工顺序：钻中心-钻底孔-孔两端倒角-攻螺纹。由于有两个互相垂直方向的孔系，因而若采用普通机床加工，则会因为多次装夹二是加工的效率大大降低；而用加工中心则可以一次装夹加工完成。因此此支承套的外圆、两端面与外圆上的小平面可以再普通机床上加工，而两个方向的空系则在加工中心上完成。支承套的加工工艺。如下表所示。本着先主后此，先粗厚草的原则，找出主要的孔的加工面。具体的顺序是:第一工位：钻Φ35H7、2*Φ11mm中心孔——钻Φ35H7孔——钻2*Φ11mm的孔——忽2*Φ17mm的孔粗镗Φ35H7孔——粗铣精铣Φ60mm*12的孔——半精镗35H7孔——钻2*M6-6H螺纹中心孔——钻2*M6-6H螺纹底孔——2*M6-6H螺纹底孔端倒角——钻2*M6-6H螺纹——绞Φ35H7孔。第二工位：钻2*Φ15H7中心孔——钻2*Φ15H7孔——扩2*Φ15H7孔——铰2*Φ15H7孔。具体的加工顺序见表1。表1支承套机械加工工艺图序号工序名称工序容设备与加工1备料下料45，Φ110*90mm2车车80数控车床3铣铣卧式铣床4数控加工其余各孔与螺纹卧式加工中心，专用夹具5钳去毛刺6检验加工设备选择：加工的设备的选择是保证加工的尺寸的精确性和获得表面粗糙度的必要前提。不同的设备加工的精度都有差异，车能够达到IT7、磨能够到达IT5、镗能够达到IT7、钻孔呢狗狗达到IT11、扩孔达到IT9、绞孔达到IT7，等等这些参数。如何选择就得看工件的尺寸和表面粗糙度的要求，在车外圆的时候可以选用CK0632，铣平面的时候可以选用X6132万能铣床，因为此零件图有两个垂直方向的孔系，所以不宜用普通的钻床进行加工，因为要加工的孔精度价高，但是钻床本身的精度就不高，而且要进行多次装夹，误差较大。所以此处应该选用加工中心。各加工设备适用的场合：车床适用于加工回转型小型并且大批量的负责零件的加工，如轴、套以与螺栓等。其加工围广、生产效率不高、生产的成本较低。在普通车床上附加一些夹具和附件，不仅可以可靠的保证加工的质量，提高加工的效率，还可以扩大车床的使用围，而且大大的降低成本。铣削加工：在铣床上用铣刀对工件进行切削加工的过程称为铣削加工。行切削加工的过程称为铣削加工。它是加工平面的主要方法，是目前应用最广的切削方法之一。主运动是铣刀的旋转运动，进给运动时刀具的直线运动。在有些铣床上进给运动时铣刀的旋转运动或者是曲线运动。精度可以达到IT7-IT9，表面粗糙度是Ra1.6-3.2。主要有以下优点：生产效率高、加工围广、加工质量中等、成本较高。加工中心是高度机电一体化的产品，工件装夹后，数控系统能够控制机床按不同的工序自动的选择、更换刀具、自动对刀、自动改变主轴的转速、进给量等。可以连续完成钻、镗、铣、绞、攻、等多种工序。因而大大减少了工件装夹的时间、测量和机床调整辅助工序时间，对于加工形状比较复杂、精度要求较高、品种更换频繁的零件具有较好的经济效果。1.5选择刀具、量具和切削余量的选择：1.刀具选择合理与否不仅影响机床加工效率，而且还直接影响加工质量。刀的种类有很多刀具备的最基本条件为：（1）刀刚性要好一是为提高生产率而采用大切削用量的需要；二是为适应数控铣床加工过程中难以调整切削用量的特点。（2）刀的耐用度要高尤其是当一把车刀加工的容很多时，如刀具不耐用而磨损很快，就会影响工件的表面质量与加工精度，而且会增加换刀引起的调刀与对刀次数，也会使工件表面留下因对刀误差而形成的接刀台阶，降低了工件的表面质量。（3）刀具的综合经济性要好。支承套加工的时候可以用主偏角是90度的硬质合金刀加工外圆。这样可以使刀具对工件的径向力减为0；加工孔的时候可以选用45度的硬质合金镗刀；切削余量的选择：切削用量是切削速度、进给量和背吃刀量的总称。2.在零件的的过程中必须要选择合适的量具，这样才能够达到所要求的加工的与精度。此支承套零件的检测项目中主要有孔和外圆的尺寸精度、外圆之间的位置度、孔轴线对于C端面的平行度误差、侧面对于A面的圆跳动误差（1）外圆的尺寸测量: 可以用外径千分尺或用比较仪借助于量块测量，但是在批量的上初中为了提高加工的效率一般使用卡规测量。（2）孔尺寸的测量：孔的精度一般是IT7-IT8级，一般用径千分尺借助于量规比较测量，批量生产的时候用卡规测量以提高效率和检测的可靠性。、（3）图1中对以一般的长度尺寸要求不高，用游标卡尺就可以满足要求。（4）孔轴线对于A面的平行度误差可以用外径百分表来检测3.切削用量的选择（1）背吃刀量：它是在与主运动和进给运动方向垂直的方向上测量的已知加工面和代加工面之间的垂直距离，单位是mm。一般第一次走刀的时候背吃刀量取大一些，一般为加工总余量的（2/3-3/4）。半精加工的时候一般为（0.5-2）；精加工的时候一般为（0.1-0.4）。对于切削外圆，其背吃刀量可由下式计算：a＝式中d是待加工表面的直径，mmd是已加工的表面直径，mm（2）进给量：指刀具在进给方向相对于工件的移动量。它是衡量进给运动大小的参数。它可以用刀具或者工件每转或美行程的移动量来表示。单位是或者。其主要受切削力的限制，在不超过刀具的刀片和刀杆的强度，不大于机床进给机构的强度下，选择一个较大的进给值。切削刃上选定点相对于工件进给速度的瞬时速度称为进给速度v单位是。进给速度与进给量的关系是：V＝nf＝nfz（3）切削速度：刀具切削刃上某一个定点相对于工件主运动上的瞬时速度。它是衡量主运动大小的参数，单位是m。切削速度主要受加工的表面质量和刀具耐用度的限制，一般较高。选择切削速度的时候还应该考虑工件材料的强度和硬度以与切削的加工性等因素。刀具切削刃上各点的切削速度可能是不同的，计算的时候常取最大值。主运动为旋转运动时：V＝在减少热变形最先考虑的是背吃刀量，然后是进给量，最后才是切削的速度。具体各的数据在表2和表3中。表2支承套机械加工余量工步容单边余量（mm）表面粗糙度（μ)精度等级钻Φ35H7孔至Φ3115.512.5IT12钻2-Φ11孔5.512.5IT12锪2-Φ17312.5IT11粗镗Φ35H7至Φ341.56.3IT11粗铣Φ60X12至Φ59X11.576.3IT11精铣Φ60X120.51.6IT8半精镗Φ35H7孔至Φ34.850.423.2IT9钻2-M6-6H底孔至Φ52.53.2IT9铰Φ35H7孔0.071.6IT8钻2-Φ15H7至Φ1473.2IT9扩2-Φ15H7至Φ14.850.423.2IT9铰2-Φ15H7孔0.071.6IT81.6加工支承套的关键套筒零件由于壁薄，加工过程中经常由于夹紧力或者切削力、引力以与切削热的原因而产生变形，可以采取以下的措施以防止支承套的变形。1、减小夹紧力对工件的影响1）可以增大装夹的面积，从而是加紧力减小。工件外圆可以采用专用软卡爪（曲率半径各工件的半径一样）加紧，增加卡爪的长度各宽度。同时卡爪应采取自镗的措施可以有效地较少安装的误差提高加工的精度！2）可以采用轴向夹紧力的工件，使径向力为轴向力，这样可以使轴的变形量小，大大提高加工的精度。3）在工件上作出加强刚性的工艺突边，加工的时候采用特殊结构的卡盘加紧。等加工完后再去掉刚性突边就可以了2、减小切削力和切削热队变形的影响1）减小径向力，通常可以借助增大刀具的主偏角来减小。2）外表面同时加工，可以使径向力相互抵消。3）粗精加工分开加工，使粗加工中的变形在精加工中可以得到修正。4）精加工的时候使用切削液，以减小热变形。1.7夹具的设计夹具的作用：为了提高工作效率，降低劳动力度，需要设计专用夹具。对夹具的基本要：（1）为保持工件在本工序中所有需要完成的待加工面充分暴露在外，夹具要做得尽可能开敞，因此夹紧机构元件与加工面之间应保持一定的安全距离，同时要求夹紧机构元件能低则低，以防止夹具与铣床主轴套筒或刀套、刃具在加工过程中发生碰撞。（2）为保持零件安装方位与机床坐标系与编程坐标系方向的一致性，夹具应能保证在机床上实现定向安装，还要求能协调零件定位面与机床之间保持一定的坐标联系。（3）夹具的刚性与稳定性要好。尽量不采用在加工过程中更换夹紧点的设计，当非要在加工过程中更换夹紧点不可时，要特别注意不能因更换夹紧点而破坏夹具或工件定位精度。夹具的种类：（1）万能组合夹具。适合于小批量生产或研制时的中、小型工件在数控铣床上进行铣削加（2）专用铣削夹具。这是特别为某一项或类似的几项工件设计制造的夹具，一般在年产量较大或研制时非要不可时采用。（3）多工位夹具可以同时装夹多个工件，可减少换刀次数，也便于一面加工，一面装卸工件，有利于缩短辅助时间，提高生产率，较适宜于中批量生产。（4）气动或液压夹具适用于生产批量较大，采用其他夹具又特别费工、费力的工件，能减轻工人劳动强度和提高生产率，但此类夹具结构较复杂，造价往往较高，而且制造周期较长。（5）通用铣削夹具一次安装工件，同时可从四面加工坯料。使用车床时，采用三爪卡盘装夹，使用铣床铣削平面时，采用平口钳，相对比较合理。三爪卡盘;用伏打扳手旋转锥齿轮，锥齿轮带动平面矩形螺纹，然后带动三爪向心运动，因为平面矩形螺纹的螺距相等，所以三爪运动距离相等，有自动定心的作用。平口钳又名机用虎钳，是一种通用夹具，常用于安装小型工件。它是铣床、钻床的随机附件。将其固定在机床工作台上，用来夹持工件进行切削加工。平口钳的装配结构是可拆卸的螺纹连接和销连接；活动钳身的直线运动是由螺旋运动转变的；工作表面是螺旋副、导轨副与间隙配合的轴和孔的摩擦面。加工多个垂直的孔系在加工中心上用专用夹具来装夹，以减少多次装夹带来的基准不重合误差2．刀片固定件的数控加工工艺设计2．1数控加工工艺过程卡片数控加工工艺过程卡片见加工工艺过程卡片。2．2数控加工工序卡片数控加工工艺工序卡片见加工工艺工序卡片许向华机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号产品名称支承套零件名称支承套共3页第1页材料牌号45毛坯种类锻件毛坯外形尺寸Φ110*90每毛坯件数1每台件数1备注工序号工名序称工序容车间工段设备工艺装备卡片工时夹具量具工序协作检查准终单件0毛坯锻造件锻小件10车车出工件外形，Φ78机加工CK0632三爪卡盘游标卡尺深度尺115车精车右端面、保证总长度80机加工CK0632三爪卡盘带表卡尺塞规外径千分尺120铣一平面保证尺寸78机加工铣床平口钳游标卡尺25钳兼顾各部分划线金工卡尺130钻钻Φ35和2*Φ17和11的中心孔金工加工中心专用夹具35钻钻Φ35的孔至Φ31金工同上专用夹具径千分尺深度尺145钻3）钻Φ11的孔金工同上专用夹具径千分尺深度尺设计（日期）校对（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期许向华机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号产品名称支承套零件名称支承套共3页第2页材料牌号45毛坯种类锻件毛坯外形尺寸Φ110*90每毛坯件数1每台件数备注工序号工名序称工序容车间工段设备工艺装备卡片工时准终单件夹具量具工序协作检查50忽4）忽孔2*Φ17的孔金工同上径深度尺千分尺155镗粗镗Φ35H7的孔至Φ34机加工同上专用夹具径千分尺160镗半精镗Φ35H7孔至34.85机加工同上专用夹具径千分尺65钻钻Ø5.2孔金工同上专用夹具塞规170铣精铣Φ60*12mm机加工同上专用夹具径千分尺塞规175钻钻2*M6螺纹的中心孔金工同上80钻钻2*M6螺纹至Φ5mm金工同上专用夹具径千分尺85倒角螺纹口倒角同上90攻攻2*M6的螺纹金工同上塞规95绞绞Φ35H7金工同上塞规设计（日期）校对（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期阳机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号产品名称支承套零件名称支承套共3页第1页材料牌号45毛坯种类锻件毛坯外形尺寸Φ110*90每毛坯件数1每台件数备注工序号工名序称工序容车间工段设备工艺装备卡片工时夹具量具工序协作检查准终单件100钻钻2*Φ15H7至中心孔金工同上105钻钻2*Φ15H7至Φ14mm金工同上专用夹具径千分尺1110扩扩2*Φ15H7至Φ14.85mm金工同上塞规1115绞铰2*Φ15H7孔金工同上塞规120检验按图纸用超声波探伤检测，做好记录，表明部位质检处超声波探伤仪1125包装清洗、涂油、包装130交货搬运到指定处设计（日期）校对（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期许向华数控加工工序卡片产品型号零件图号产品名称支承套零件名称支承套共3页第1页车间工序号工序名称材料牌号机加工车间15车45毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数锻件Φ110*9011设备名称设备型号设备编号同时加工件数数控车床CK06321夹具编号夹具名称切削液三爪卡盘乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时(分)准终单件带表卡尺塞规外径千分尺工步号工步容工艺装备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1粗车外圆至101三爪卡盘8001501992精车外圆至100f9三爪卡盘10001500.5123车端面至80三爪卡盘800150110设计（日期）校对（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期许向华数控加工工序卡片产品型号零件图号产品名称支承套零件名称支承套共3页第2页车间工序号工序名称材料牌号机加工车间20铣45毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数锻件Φ110*9011设备名称设备型号设备编号同时加工件数数控铣床1夹具编号夹具名称切削液平口钳乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时(分)准终单件游标卡尺工步号工步容工艺装备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1粗铣平面保证尺寸79平口钳800150221112精铣平面保证尺寸78平口钳10001000.512设计（日期）校对（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期许向华数控加工工序卡片产品型号零件图号产品名称支承套零件名称支承套共3页第3页车间工序号工序名称材料牌号机加工和金工45毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数锻件Φ110*9011设备名称设备型号设备编号同时加工件数加工中心1夹具编号夹具名称切削液专用夹具乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时(分)准终单件带表卡尺塞规外径千分尺、径千分尺工步号工步容工艺装备主轴转速切削速度进给量切削余量进给次数工步工时r/minmm/minmm/rmm机动辅助1钻Φ35H7孔、2*Φ17*11mm孔打中心孔专用夹具1200钻Φ35H7孔至Φ31专用夹具1503015.51钻Φ11mm孔专用夹具500705.51忽2*Φ17mm专用夹具1501531粗镗Φ37H5孔至Φ34专用夹具400300.511粗铣Φ60*12mm至Φ59mm*11.5专用夹具5007071精铣Φ60*12mm专用夹具600450.51半精镗Φ35H7孔至Φ34.85mm专用夹具450350.4251钻2*M6-6H螺纹中心孔专用夹具1200401钻2*M6-6H底孔至Φ5mm专用夹具650352.512*M6-6H孔端倒角并攻2*M6螺纹专用夹具200700.51铰Φ35H7孔专用夹具100500.0751钻2*Φ15H7至中心孔专用夹具1200401钻2*Φ15H7至Φ14mm专用夹具45060712扩2*Φ15H7至Φ14.85mm专用夹具200400.42514铰2*Φ15H7孔专用夹具100500.0751设计（日期）校对（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期2.3数控编程1、平断面保证总长为80O0001（程序名）G98G21；（绝对值编程，分进给）T0101;（选用一号外圆车刀）MO3S600;（主轴正转且转速为600）GOOX60.0Z5.0;（快速进刀）G71U1.0R0.5;（外圆的循环指令）G71P10Q20U0.5W0.1F100.0;N10G01X55.0（进刀至加工位置准备加工）Z0.0;Z-40.0N20X60.0;（刀具的最后一步）GOOX100.0;（快速退刀）Z100.0;M03S1000;（提高转速精加工）G00X60.0（使刀具一定到待加工的位置）Z5.0;G70P10Q20F100.0（精加工的循环指令）GOOX100Z100;（退刀至安全的位置）M05;（主轴停止）M30（程序结束）2、取下工件，换过来调头装夹保证伸出的总长60mmG98G21；T0101;MO3S600;GOOX60.0Z5.0;G71U1.0R0.5;G71P10Q20U0.5W0.1F100.0;N10G01X55.0Z0.0;Z-50.0N20X60.0;GOOX100.0;Z100.0;M03S1000;G00X60.0Z5.0;G70P10Q20F100.0GOOX100Z100;M05;M303.取下工件，在平口钳上装夹,选用直径是8mm的铣刀。O0001；（程序名）G98G21（分进给，采用公制）G90G54；（绝对编程，G54的坐标系）T01M06；(选用1号刀)M03S800；（主轴正转，转速时800）G43Z20.0H01；（使用长度补偿）M08；（冷却液开）GO1X0.0Y0.0F50.0；（使铣刀到达0和0处）Z0.0；（高度方向达到0的位置）M98D20L3；（同一轮廓分层铣削）GOOG49G100.0；（取消长度补偿）M05；（主轴停止正转）M09；(冷却液关)M30；(程序结束)00020；（子程序名称）G91G01Z-4.0F50.0；（相对坐标编程）G91G42X-17.5Y0.0D01；（绝对坐标编程并半径左补偿）GO2X-17.5Y0.0I-17.5J0.0F100.0；（顺时针系一个整园）G40X0.0Y0.0；（取消半径补偿）M99；（子程序结束）结束语毕业设计我还以为是对大学学习的一个总结，看看自己对知识的掌握程度！通过对这个支承套的设计，让我自己意识到真的有好多地方不足！比如夹具的设计这一块，尽管找了一些资料，但是自己设计完一套夹具真的有一定的难度，还有一些公工艺的安排，刀具的选择方面都不是那么的熟悉。自己要学的东西真的太多太多了!这些东西对于一个学机械专业的又是必须要学会的！经过这一次的设计，让我对自己有了一个深思，尽管自己学的以与很多了，但是