畢業(yè)論文球頭配合件的數(shù)控車削加工工藝設(shè)計

1、畢業(yè)論題目球頭配合件的數(shù)控車削加工工藝設(shè)計學(xué)生姓名學(xué)號班 級專 業(yè)數(shù)控技術(shù)專業(yè)分 院工程技術(shù)分院 指導(dǎo)教師2011 年9 月14 日目錄摘要2第1章緒論21.1數(shù)控車床的簡介31.2本課題設(shè)計內(nèi)容3第2章球頭配合件的數(shù)控車削工藝分析42.1零件圖的繪制42.2零件圖的分析52.3毛坯的選擇72.4數(shù)控設(shè)備的選擇72.5 零件定位基準(zhǔn)及裝夾方式的確定82.6刀具的確定112.7加工余量的確定122.8切削用量的確定132.9數(shù)控加工工序的確定152.10工步順序的確定162.11重點工序的說明172.12工藝過程說明17第3章數(shù)控加工工藝過程卡片的制定22第4章編制數(shù)控加工程序24總結(jié)與致謝30

2、參考文獻(xiàn)32摘要畢業(yè)設(shè)計是培養(yǎng)我們實際工作能力的最后一個重要實踐性學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，他不但是對我們?nèi)陙韺W(xué)習(xí)與實踐的一個很好的總結(jié)與考驗，也是為以后從事專業(yè)技術(shù)工作做個強(qiáng)而有力的鋪墊。本次我的設(shè)計題目是球頭配合件，通過對該零件的分析，需要對其進(jìn)行編程、鉆孔、車削等數(shù)控加工?？梢暂^高的滿足零件的工藝要求，提高加工質(zhì)量和設(shè)計效率。從零件圖入手分析其技術(shù)要求，確定了零件的定位基準(zhǔn)以及裝夾方式。進(jìn)而進(jìn)一步對數(shù)控加工工序、工步順序、刀具及刀具對刀點換刀點、加工余量、切削用量（背吃刀量、進(jìn)給量、切削速度）的確定，得出完整的數(shù)控加工工藝卡片。這樣對數(shù)控車削又有了進(jìn)一步的了解，拓展了自己的知識面，對程序編制也有了進(jìn)一

3、步的提高。關(guān)鍵詞：數(shù)控加工、工藝卡片、程序編制第1章 緒論1.1數(shù)控車床的簡介數(shù)控車床是目前使用最廣泛的數(shù)控機(jī)床之一。數(shù)控車床主要用于加工軸類、盤類等回轉(zhuǎn)體零件。通過數(shù)控加工程序的運行，可自動完成內(nèi)外圓柱面、圓錐面、成形表面、螺紋和端面等工序的切削加工，并能進(jìn)行車槽、鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔等工作。車削中心可在一次裝夾中完成更多的加工工序，提高加工精度和生產(chǎn)效率，特別適合于復(fù)雜形狀回轉(zhuǎn)類零件的加工。 由于這些零件的徑向尺寸，無論是測量尺寸還是圖紙尺寸，都是以直徑值來表示的，所以數(shù)控車床采用直徑編程方式，即規(guī)定用絕對值編程時，X為直徑值；用相對值編程時，則以刀具徑向?qū)嶋H位移量的二倍值為編程值。對于不同的

4、數(shù)控車床、不同的數(shù)控系統(tǒng)，其編程基本上是相同的，個別有差異的地方，要參照具體機(jī)床的用戶手冊或編程手冊。1.2本課題設(shè)計內(nèi)容本次畢業(yè)設(shè)計主要針對球頭配合件數(shù)控車削工藝進(jìn)行設(shè)計，其中包括對零件的工藝性進(jìn)行分析、數(shù)控設(shè)備的選擇、零件定位基準(zhǔn)及裝夾方式的確定、數(shù)控加工工序的確定、工步順序的確定、刀具及刀具對刀點換刀點的確定、進(jìn)給量的確定、切削速度的確定等內(nèi)容，最后根據(jù)以上內(nèi)容得出數(shù)控加工工序卡，編制出加工程序。第2章球頭配合件的數(shù)控車削工藝分析2.1零件圖的繪制主要用AutoCAD來繪制零件圖、繪制零件圖之前首先要熟悉軟件的應(yīng)用以及一些注意事項、更要了解機(jī)械制圖方面的知識。主要有以下步驟：1）畫圖前的

5、準(zhǔn)備：應(yīng)仔細(xì)觀察零件、做到畫前大致心中有數(shù)。2）確定圖幅：根據(jù)圖形的大小和比例，選取圖紙幅面。3）畫圖框和標(biāo)題欄4）布置圖行位置進(jìn)行畫圖。5）標(biāo)注尺寸。6）全面檢查填寫標(biāo)題欄。在這些考慮好之后我完成了球頭配合件零件圖與裝配圖，圖形如下： （1） 零件圖（2）裝配圖2.2零件圖的分析此次設(shè)計的是一個球頭配合件，零件圖主要采用主視圖和剖視圖完整的表達(dá)零件。主要分析如下(尺寸單位為mm,為了方便省略不寫)： （1） 加工分析：件1：主要加工表面是長為13的20外圓、長為17錐度為1/10的錐面、長為15的40外圓、球半徑為24的球面，次要加工表面為長8寬為32的槽、長為20的M24*1.5的螺紋，C

6、2的倒角及內(nèi)退刀槽件2：主要加工表面是長為17錐度為1/10的錐面、長為5的26內(nèi)圓柱面、長為7的20內(nèi)圓柱面、長為29的40外圓。件3：主要加工表面是球半徑為24的球面、次要加工表面為長8寬為19的槽、長為20的M24*1.5的螺紋，C2的倒角。（2） 主要尺寸精度：件1： 直徑為20和48的兩處以及內(nèi)螺紋M24，總長度為88，位置精度以20的中心為基準(zhǔn)；件2： 直徑為20和26的兩處，總長度為29，位置精度以直徑為20mm的中心為基準(zhǔn)；件3：直徑為48和外螺紋M24，總長度為44，位置精度以M24的螺紋中心為基準(zhǔn)。（3）表面粗糙度：表面Ra最高為1.6，看零件圖可知該零件的下偏差均在0.0

7、3左右，因此大致確定為該零件公差等級為IT8-7等級，精度等級為h級，因此應(yīng)分為3個加工階段分別為粗車、半精車、精車就可達(dá)到圖紙要求。2.3毛坯的選擇根據(jù)零件圖確定該零件材料為45鋼（其具有較高的強(qiáng)度，良好的切削性，一定的韌性和塑性，調(diào)質(zhì)后可得到優(yōu)良的綜合力學(xué)性能，是應(yīng)用廣泛的一種鋼，適用制造較高強(qiáng)度的運動零件如齒輪。），另外考慮其加工方便性，我選擇直徑為59.5mm長度為175mm的圓棒料進(jìn)行加工。2.4數(shù)控設(shè)備的選擇在選擇數(shù)控機(jī)床時應(yīng)充分利用數(shù)控設(shè)備的功能，根據(jù)需要進(jìn)行合理的開發(fā)，以擴(kuò)大數(shù)控機(jī)床的功能，滿足產(chǎn)品的需要。然后，根據(jù)所選擇的數(shù)控機(jī)床，進(jìn)一步優(yōu)化數(shù)控加工方案和工藝路線，根據(jù)需要適

8、當(dāng)調(diào)整工序的內(nèi)容。我選擇CAK6140數(shù)控機(jī)床，即可滿足對工件加工精度的要求，另外在配備一些專用量具以提高工件的加工質(zhì)量。2.5 零件定位基準(zhǔn)及裝夾方式的確定零件定位基準(zhǔn)的確定定位基準(zhǔn)可分為粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)。若選擇未加工的表面作為定位基準(zhǔn)，這種基準(zhǔn)被稱為粗基準(zhǔn)。若選擇已加工的表面作為定位基準(zhǔn)，這種基準(zhǔn)被稱為精基準(zhǔn)1.精基準(zhǔn)的選擇我選擇精基準(zhǔn)時，主要考慮保證加工精度和工件安裝方便可靠。結(jié)合現(xiàn)有設(shè)備、零件的加工要求及毛坯的質(zhì)量，應(yīng)以設(shè)計基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，這樣設(shè)計基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)重合滿足基準(zhǔn)重合原則；所以我選擇以直徑為20mm的端面為基準(zhǔn),滿足基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。2粗基準(zhǔn)的選擇選擇粗基準(zhǔn)時，我主要考慮兩個問題

9、：一是保證加工面與不加工面之間的相互位置精度要求；二是合理分配各加工面的加工余量。所以我選擇較為平整光潔、加工面積較大的表面為粗基準(zhǔn)即以該配合零件的毛坯外圓為粗基準(zhǔn)。裝夾方式的確定根據(jù)零件的尺寸、精度要求和生產(chǎn)條件，我選擇最適用的車床通用的三爪自定心卡盤。（三爪自定心卡盤可以自動定心，夾持范圍大，適用于截面為圓形、三角形、六邊形的軸類和盤類中小型零件）。數(shù)控夾具卡片：長春職業(yè)技術(shù)學(xué)院數(shù)控加工工件安裝和原點設(shè)定卡片任務(wù)書編號 第1頁共2頁零件名稱產(chǎn)品零件圖號工序號數(shù)控設(shè)備名稱數(shù)控設(shè)備型號數(shù)控設(shè)備編號球頭配合件數(shù)控車CAK6140序號夾具名稱規(guī)格型號或編號數(shù)量裝夾次數(shù)備 注1三爪卡盤12

10、編制王佳男  審核  編程  審核  批準(zhǔn)  2.6刀具的確定根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)、材料、余量以及表面粗糙度選取粗、精加工刀具為機(jī)夾式刀具，具體刀類型為90度、35度外圓車刀，內(nèi)、外螺紋刀、鏜刀、直徑為18mm的麻花鉆，內(nèi)、外切槽刀。零件圖號數(shù) 控 刀 具 卡 片使用設(shè)備CAk6140刀具名稱共 1 頁第 1 頁刀具編號T01-T04換刀方式程序編號序號編號（型號）名稱規(guī)格數(shù)量備注1T01內(nèi)孔刀1硬質(zhì)合金2T02外圓車刀90度、35度2硬質(zhì)合金3T03(內(nèi)) 外切槽刀1硬質(zhì)合金4T04（內(nèi)）外螺紋刀60度1硬質(zhì)合金T02(90度) T02(35度)

11、T04（外） T03（外） T01 T04 T03（內(nèi)）編制王佳男審核批準(zhǔn)2.7加工余量的確定因為該配合件的三個件中直徑范圍均在30-50的范圍內(nèi)，長度范圍均<200根據(jù)以上方法確定各零件加工余量為：粗車之后為半精車留2毫米的加工余量，半精車之后為精車留0.5毫米的加工余量。2.8切削用量的確定數(shù)控機(jī)床加工的切削用量包括背吃刀量ap、切削速度Vc和進(jìn)給量f,合理選擇切削用量的原則是：粗加工時，以提高勞動生產(chǎn)率為主，選用較大的切削量；半精加工和精加工時，選用較小的切削量，保證工件的加工質(zhì)量。背吃刀量的選擇由上表以及公式計算得：1）由于毛坯直徑為59.5毫米，故ap=(59.5-51.5)/

12、2=4mm2) 半精車ap=(51.5-49.5)/2=1mm3) 精車ap=(49.5-49)/2=0.25mm進(jìn)給量的選擇由上表和可確定進(jìn)給量為：1)粗車f=0.5mm/r2)半精車f=0.18mm/r3)精車f=0.15mm/r切削速度的選擇由上表可確定切削速度為：1)粗車 Vc=125m/min2)半精車Vc=165m/min3)精車Vc=180m/min 轉(zhuǎn)速的確定由及公式可分別確定轉(zhuǎn)速n為：1)粗車 n=1000*125/3.14*51.5=773 (取800r/min)2)半精車n=1000*165/3.14*49.5=1062 （取1100r/min）3)精車 n=1000*1

13、80/3.14*49=1169 (取1200r/min)2.9數(shù)控加工工序的確定數(shù)控加工是機(jī)械加工的一種，因此與一般的機(jī)械加工工序的安排有一些相識之處，數(shù)控加工與機(jī)械加工順序的安排一般應(yīng)遵循以下原則：1. 上道工序的加工不能影響下道工序的定位與夾緊。2. 以相同的安裝方式或使用同一把刀具加工的程序，最好連續(xù)進(jìn)行，以減少重新定位或換刀所引起的誤差。3. 在同一次安裝中，應(yīng)先進(jìn)行對工件剛性影響比較小的工序，確保工件在足夠剛性條件下逐步加工完畢。因此我的加工方案為：1.加工件2內(nèi)孔及外圓。2.加工件3左端螺紋和槽的部分。3.加工件1左端刨除右端球和槽的部分。4.加工件1右端內(nèi)螺紋5.將件1右端內(nèi)螺紋

14、與件3左端外螺紋進(jìn)行配合，加工球頭和槽的部分。2.10工步順序的確定數(shù)控車工步的安排原則:先粗后精、先近后遠(yuǎn)、內(nèi)外交叉、保證工件加工剛度的要求、同一把刀能加工內(nèi)容連續(xù)加工原則。1）粗車件2內(nèi)孔留1mm的余量，半精車內(nèi)孔為精車留0.4mm的余量，精車外圓至標(biāo)注尺寸以達(dá)到圖紙要求，完成件2.2）加工件3左端螺紋和槽的部分至標(biāo)注尺寸。3）加工件1左端刨除右端球和槽的部分。先粗車留1mm的余量然后半精車留0.4mm的余量，最后精車至標(biāo)注尺寸。4）加工件1右端內(nèi)螺紋至標(biāo)注尺寸。5）將件1右端內(nèi)螺紋與件3左端外螺紋進(jìn)行配合，加工球頭和槽的部分，達(dá)到圖紙要求。2.11重點工序的說明由上述分析可知該零件的加工

15、方法為：粗車半精車精車（1）粗車外圓：用大的切削用量切除大部分余量，把毛坯加工至接近工件的最終形狀和尺寸，只留下少量的加工余量。（2）次階段為半精加工，為了精加工做好準(zhǔn)備。（3）精車各外圓：把各表面都加工到圖樣規(guī)定的要求。2.12工藝過程說明1.備料 圓棒料 50*175到鋸床鋸下直徑為50毫米、長度為175毫米的圓棒料。2.粗車半精車精車 件2內(nèi)孔 1)夾持長棒料，留出34毫米的長度。平右端端面，粗車件2內(nèi)孔，在內(nèi)表面為半精加工留1毫米的余量。2)半精車件2內(nèi)孔，為精車留0.4毫米的余量。3)精車件2內(nèi)孔，達(dá)到圖紙標(biāo)注尺寸要求和表面粗糙度要求3.粗車半精車精車 件2外圓1)粗車件2外圓，為半

16、精加工留1毫米的余量。2)半精加工件2 ，為精加工留0.4毫米的余量。3)精車件2外圓，達(dá)到圖紙標(biāo)注尺寸以及表面粗糙度。4)用切槽刀切下件2，此時件2長度為30毫米，夾持件2右端，平左端端面，保證總長。4.車件3螺紋1）平端面2)加工件3螺紋和槽部分至標(biāo)注尺寸3)切下件3長度留1毫米余量。5.粗車半精車精車 件1左端1）夾持棒料右端23毫米，平端面2）粗車件1除右端球和槽的部分，加工長度至60毫米，分別為半精加工留1毫米的余量。3）半精加工件1左端為精加工留0.4毫米的余量。4）精加工件1左端，達(dá)到圖紙要求6.配合與加工1）夾持件1直徑為40毫米的外圓，夾持長度為15毫米，平右端外圓，保證總長

17、。2）鉆孔，加工內(nèi)螺紋至標(biāo)注尺寸。3）將件3的左端外螺紋與件1內(nèi)螺紋相配合。4)粗加工球直徑為48毫米的球與外部槽，為半精加工留1毫米的余量。5)半精加工球直徑為48毫米的球與外部槽，為精加工留0.4毫米的余量。6)精加工球頭與槽至標(biāo)注尺寸。7)檢驗配合。第3章 數(shù)控加工工藝過程卡片的制定長春職業(yè)技術(shù)學(xué)院數(shù)控加工工藝過程卡片產(chǎn)品型號零（部）件圖號共 1頁產(chǎn)品名稱球頭配合件零（部）件名稱第1 頁材料牌號45鋼毛坯種類圓棒料毛坯外 形尺寸j59.5*175每毛坯件數(shù)3每臺件數(shù)3備注工序號工序名稱工序內(nèi)容車間工段設(shè) 備工藝裝備工時準(zhǔn)終單件1下料棒料鋸割鋸床長度尺422粗車內(nèi)孔1）、夾持圓棒料有效長度

18、，平右端端面。2）、鉆長為30的18孔。3）、粗車內(nèi)孔，為半精加工留2的余量數(shù)控車間車工CAK6140游標(biāo)卡尺、深度千分尺、內(nèi)孔刀、鉆頭20183半精車半精車件2內(nèi)孔，為精加工留0.5的余量數(shù)控車間車工CAK6140游標(biāo)卡尺、深度千分尺、內(nèi)孔刀864精車精車件2內(nèi)孔至圖紙標(biāo)注尺寸數(shù)控車間車工CAK6140游標(biāo)卡尺、深度千分尺、內(nèi)孔刀425粗車外圓粗車件2外圓并相應(yīng)倒角，留2的余量數(shù)控車間車工CAK6140游標(biāo)卡尺、外徑千分尺、外圓粗車刀536半精車半精車件2外圓，留0.5的余量數(shù)控車間車工CAK6140游標(biāo)卡尺、外徑千分尺、外圓精車刀317精車精車件2外圓至圖紙標(biāo)注尺寸數(shù)控車間車工CAK614

19、0游標(biāo)卡尺、外徑千分尺、外圓精車刀318切斷用切斷刀切下件2，總長為30數(shù)控車間車工CAK6140游標(biāo)卡尺、外切槽刀319平端面夾持件2右端，平左端端面至圖紙標(biāo)注尺寸，此時完成件2數(shù)控車間車工CAK6140游標(biāo)卡尺、外圓精車刀2110粗車半精車-精車外圓1）平棒料右端端面，粗車件3左端外圓及槽，總長為20，留2的余量。2）半精車外圓及槽，留0.5的余量3）精車外圓至標(biāo)注尺寸數(shù)控車間車工CAK6140游標(biāo)卡尺、外徑千分尺、外圓粗、精車刀151311車螺紋及切斷1） 車M24*1.5的外螺紋，長為122） 用切槽刀切下件3,，總長為45數(shù)控車間車工CAK6140游標(biāo)卡尺、外徑千分尺、外螺紋刀、環(huán)規(guī)

20、、止規(guī)10812粗車半精車精車件1外圓1）夾持棒料有效長度，平棒料右端端面。2）粗車件1左端外圓，為半精加工留2的余量。3）半精加工件1左端，為精加工留0.5的余量。3）精車件1至圖紙標(biāo)注尺寸數(shù)控車間車工CAK6140游標(biāo)卡尺、外徑千分尺、外圓粗、精車刀181613鉆孔夾持件144長為15的外圓，平右端端面保證總長88，鉆長為30，18的孔數(shù)控車間車工CAK6140游標(biāo)卡尺、18鉆頭5314粗車半精車-精車件1內(nèi)孔1）粗車件1內(nèi)孔，為半精車留2的余量。2）半精車件1內(nèi)孔，為精車留0.5的余量。3）精車件1內(nèi)孔，達(dá)到圖紙要求數(shù)控車間車工CAK6140游標(biāo)卡尺、內(nèi)徑千分尺、內(nèi)孔刀10815加工內(nèi)部

21、槽加工件1內(nèi)孔內(nèi)部槽只標(biāo)注尺寸數(shù)控車間車工CAK6140深度千分尺、內(nèi)切槽刀5316車內(nèi)螺紋車件1右端內(nèi)孔螺紋達(dá)到圖紙要求數(shù)控車間車工CAK6140游標(biāo)卡尺、內(nèi)螺紋刀7517配合加工1）將件3左端外螺紋與件1內(nèi)螺紋配合。2）粗車件1右端球與槽，為半精車留2的余量。半精車球與槽，留0.5的余量。3）精車至標(biāo)注尺寸。數(shù)控車間車工CAK6140游標(biāo)卡尺、外徑千分尺、外圓精車刀201818去毛刺去除三個零件毛刺鉗工工作臺銼19配合與檢驗將零件按裝配圖配合,檢查是否滿足圖紙要求數(shù)控車間車工CAK6140游標(biāo)卡尺53編制(日期)審核(日期)會簽(日期)批準(zhǔn)（日期）標(biāo)記處記更改文件號簽字日期標(biāo)記處記更改文件

22、號簽字日期第4章 編制數(shù)控加工程序加工程序說明件2內(nèi)孔O1%1T0101M03S600G00X18Z3G00Z100M05M00 T0101M03S600G00X26Z3N1G00X28G41G01Z0F100G01X26Z-17Z-22 X20Z-29N2X18G00Z100X100G40M05M00T0202M03S800G00X60Z3G00X100Z100M05M00T0202M03S1200G00X60Z3N1G00X36G42G01Z1F100G01X40Z-1Z-28X38Z-29Z-35N2X60G00X100Z100G40M30件3左端外圓O2%2T0202M03S800G0

23、0X60Z3G00X100Z100M05M00T0202M03S1200 G00X60Z3 N1G00X18G42G01Z1F150X23.85Z-1Z-12X19Z-20N2X60G00X100Z100G40M05M00T0404M03S600G00X26Z3G00X100Z100M30件1左端外圓O3%3T0202M03S800G00X60Z3G00X100Z100M05M00T0202M03S1200G00X52Z3N1G00X16G42G01Z1F100G01X20Z-1Z-13X26X28Z-30X40C1Z-45X49C2Z-61N2X60G00X100Z100G40M30件1右端

24、內(nèi)孔及螺紋O4%4T0101M03S600G00X18Z3G00Z100X100T0101M03S800G00X18Z3N1G00X27.5G41G01Z0.5F100X22.5Z-2Z-30N2X18G00Z100X100G40M05M00T0303M03S600G00X18Z3Z-23G01X26F40G04P3X18F200Z-25X26F40G04P3X18F200G00Z100X100M05M00T0404M03S600G00X20Z3G00X100Z100M05M00T0202M03S800G00X100Z100M30O5%5T0202M03S800G00X60Z3N1G00X0G42G01Z0F100G03X32Z-44R24G01Z-28X49Z-30N2X60G00X100Z100G40M30 內(nèi)孔： 刀具：內(nèi)孔刀 粗加工主軸轉(zhuǎn)速 = 600 切削速度 = 52.752 精加工主軸轉(zhuǎn)速=800切削速度=70.336外圓： 刀具：外圓車刀 粗加工主軸轉(zhuǎn)速 = 800 切削速度 =125 精加工主軸轉(zhuǎn)速=1200切削速度=180外圓： 刀具：外圓車刀 粗加工主軸轉(zhuǎn)速 = 800 切