配合件課程設(shè)計畢業(yè)設(shè)計.doc

湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢 業(yè) 設(shè) 計題 目: 配合件加工工藝設(shè)計 系 ： 機電工程系 專 業(yè)： 數(shù)控加工 學(xué)生姓名： 班 級： 092 指導(dǎo)教師： 完成日期 2011年 11 月 10 日畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書(數(shù)控加工方向)機電工程系一、設(shè)計課題名稱: 配合件數(shù)控編程與加工二、指導(dǎo)教師: 三、設(shè)計要求1、根據(jù)所給定的零件，選擇合適的加工機床、刀具、切削用量，合理的進給路線，制定經(jīng)濟高效的工藝方案。2、工藝過程及工序卡片的編制。3、說明書要求格式完整、內(nèi)容精簡、書寫清楚。所有設(shè)計內(nèi)容不得復(fù)印和抄襲。四、設(shè)計依據(jù)零件圖生產(chǎn)綱領(lǐng)： 三件 生產(chǎn)設(shè)備: CK7150A 數(shù)控系統(tǒng)： FANUC Oi-mate 五、參考資料1、機械加工工藝與夾具設(shè)計 顧京主編 機械工業(yè)出版社出版2、數(shù)控加工編程實用技術(shù) 許祥泰、劉艷芳編著 機械工業(yè)出版社3、機械加工工藝手冊 機械工業(yè)出版社 六、設(shè)計內(nèi)容及工作量1、設(shè)計內(nèi)容(1) 確定生產(chǎn)類型，對零件進行工藝分析，并繪制零件圖。(2) 選擇毛坯種類及制造方法，繪制毛坯圖。(3) 擬定零件的機械加工工藝過程，選擇各工序加工設(shè)備和工藝裝備（刀具、夾具、量具、輔具），確定各工序切削用量及工序尺寸。(4) 填寫工藝文件：工藝過程卡、工序卡。(5)對數(shù)控加工工序進行工藝分析確定工步、走刀路線、量具、加工參數(shù)。(6) 編制數(shù)控加工程序。(7) 填寫數(shù)控加工刀具調(diào)整卡。(8) 撰寫設(shè)計說明書。2、設(shè)計結(jié)果零件圖（手工、電子各一份） 2張毛坯圖 1張工藝過程卡 1份機械加工工序卡（非數(shù)控加工、重要工序） 13道數(shù)控加工工序技術(shù)文檔（刀具卡、工序卡、程序清單） 1套設(shè)計說明書 1份3、設(shè)計進度：8周（7周加1周答辯）序號工作階段建議時間1熟悉零件，畫零件圖62選擇加工方案，確定工藝路線，填寫工藝卡片303數(shù)控加工工序工步、走刀路線、刀具、量具、加工參數(shù)的確定，數(shù)控程序的編制454整理編寫說明書155準備畢業(yè)答辯 4七、說明書的格式和裝訂要求1、畢業(yè)設(shè)計封面2、畢業(yè)設(shè)計評閱書3、評分標準4、畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書5、目錄6、畢業(yè)設(shè)計正文7、畢業(yè)設(shè)計總結(jié)8、參考資料9、設(shè)計圖紙及工藝規(guī)程注:說明書用16開紙打印或書寫，畢業(yè)設(shè)計正文字數(shù)不少于1.5萬（含空格）八、畢業(yè)設(shè)計課題審批表審批具體意見審查部門負責人意見同意實施專業(yè)負責人 羅友蘭 時 間 2011 年 9 月 29 日同 意 實 施學(xué)術(shù)負責人 羅友蘭 時 間 2011 年 9 月 30 日湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計摘要本文主要講述軸類配合件的工藝過程和設(shè)計。 軸類零件是機器中經(jīng)常遇到典型零件之一，它主要用來支撐傳動零件，傳遞扭矩和承受載荷。軸類零件是旋轉(zhuǎn)體零件，其長度大于直徑，一般由同心軸的外圓柱面、圓錐面、內(nèi)孔和螺紋及相應(yīng)的端面所組成。本設(shè)計針對的是圓錐軸套配合件為典型的軸類零件，該零件結(jié)構(gòu)形狀簡單，但為了保證相互配合，必須有嚴格的尺寸要求，加工難度較大。本文講述了該零件的加工工藝過程、工藝分析、程序編寫、切削參數(shù)選取等內(nèi)容。關(guān)鍵詞：配合件 工藝 程序目錄前言 11畢業(yè)設(shè)計任務(wù)概述1.1畢業(yè)設(shè)計的主要內(nèi)容 21.2畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)思想和設(shè)計原則22零件的加工工藝分析2.1零件圖的工藝分析42.2零件圖結(jié)構(gòu)工藝性分析52.3材料分析62.4零件的毛坯選擇62.5零件的安裝73數(shù)控加工工藝方案的制定3.1工藝過程設(shè)計83.2機床的選擇113.3刀具的選擇133.4量具的選擇144切削用量的選擇4.1軸、套外圓的切削用量154.2鉆孔（20）的切削用量174.3鏜孔（軸24）的切削用量174.4切斷及切退刀槽的切削用量184.5鏜孔（套）的切削用量194.6螺紋的切削用量205零件加工5.1加工前的準備225.2對刀225.3零件的加工235.4零件加工結(jié)果245.5原因分析及解決辦法25畢業(yè)設(shè)計小結(jié) 26參考文獻 27附錄：工藝過程卡、工序卡、程序及刀具卡附件：CAD及手工圖前言畢業(yè)設(shè)計是我們畢業(yè)前進行的一次綜合性的總復(fù)習，也是一次理論聯(lián)系實際的練習，是對我們所學(xué)專業(yè)知識的一次全面的檢驗，也是對所學(xué)知識的一種綜合體現(xiàn)，把所學(xué)知識能夠運用到實際零件的加工中，是在我們學(xué)完了大學(xué)基礎(chǔ)課，技術(shù)基礎(chǔ)課，以及大部分專業(yè)課之后進行的。畢業(yè)設(shè)計作為大學(xué)生最后一項重要工作，勢必有它獨特的，無法比擬的作用。此次畢業(yè)設(shè)計的知識不但涉及有金屬切削原理、加工工藝、數(shù)值計算、刀具的性能、測量技術(shù)、CAD制圖外還涉及到毛坯、金屬材料、公差配合及加工設(shè)備等多方面的知識。就個人而言，我們應(yīng)當通過這次畢業(yè)設(shè)計，得到了以下能力方面的鍛煉與提升:1.能熟練運用所學(xué)知識的基本理論以及在實訓(xùn)中學(xué)到的實踐知識，真正的把理論投入到實際生產(chǎn)中。 2.提高自身的設(shè)計能力，加強對零件結(jié)構(gòu)的分析和處理能力，設(shè)計出合理的加工方案，使生產(chǎn)效率提高，節(jié)約生產(chǎn)成本和降低工人勞動強度。3.使用各種手冊和專業(yè)資料的查詢，能夠迅速的查詢到自己所需的正確數(shù)據(jù)，并能綜合所學(xué)知識和生產(chǎn)加工經(jīng)驗合理選擇。通過此次畢業(yè)設(shè)計，對自己未來從事的工作奠了一定的基礎(chǔ)，也使我體會到了老師平時對我們的諄諄教導(dǎo)和用心良苦。但由于本組同學(xué)能力有限，設(shè)計還有許多不足之處，希望老師給予批評和指正！1 畢業(yè)設(shè)計任務(wù)概述1.1畢業(yè)設(shè)計的主要內(nèi)容畢業(yè)設(shè)計主要有以下內(nèi)容：1.繪制零件圖，了解零件的結(jié)構(gòu)特點和技術(shù)要求。2.根據(jù)生產(chǎn)類型和生產(chǎn)條件，對零件進行結(jié)構(gòu)分析和工藝分析。有必要的話，對原結(jié)構(gòu)設(shè)計提出修改意見。3.確定毛坯的種類，繪制毛坯圖。4.擬定零件機械加工工藝過程，確定加工方案，選擇各工序的加工設(shè)備和工藝裝備（刀具、夾具、量具、加工設(shè)備等），確定各工序的加工余量和工序尺寸，計算各工序的切削用量和工時定額，并進行技術(shù)經(jīng)濟分析。5.填寫機械加工工藝過程卡片，機械加工工序卡片等工藝文件。6.撰寫設(shè)計說明書。1.2畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)思想和設(shè)計原則1畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)思想1）畢業(yè)設(shè)計的目的a.培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際的設(shè)計思想，綜合運用所學(xué)的理論知識，結(jié)合生產(chǎn)實際知識，訓(xùn)練分析和解決一般工程實際問題的能力，鞏固、加深和擴展有關(guān)數(shù)控加工方面的知識；b.通過對零件加工方案分析，合理選擇加工機床，正確分析零件尺寸的能力、確定尺寸、選擇材料，較全面的考慮加工工藝等要求，學(xué)習數(shù)控加工的一般方法，通用零件、簡單機械設(shè)計的設(shè)計原理和過程，培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計的能力；c.進一步訓(xùn)練學(xué)生計算、繪圖、數(shù)控編程、數(shù)控操作，熟悉和運用設(shè)計資料以及使用經(jīng)驗數(shù)據(jù)、進行經(jīng)驗估算和處理數(shù)據(jù)的能力。2） 畢業(yè)設(shè)計的任務(wù)畢業(yè)設(shè)計通常選擇一般用途的較簡單機械零件為題目，設(shè)計的內(nèi)容包括：零件圖樣工藝分析、工藝方案的比較與優(yōu)先、切屑用量、工序加工程序編制、編寫設(shè)計說明書等。3) 畢業(yè)設(shè)計的要求在加工時，保證零件加工質(zhì)量；適合一般現(xiàn)場條件，能顯著提高生產(chǎn)效率；降低生產(chǎn)成本，適應(yīng)強；工藝合理，工藝資料齊全，說服力強。4）畢業(yè)設(shè)計的效果通過這次畢業(yè)設(shè)計，使我們綜合利用三年來所學(xué)知識，解決基本問題，熟悉舊知識，應(yīng)運新知識，解決實際問題，在原來的基礎(chǔ)上，更進一步。為走上工作崗位奠定一定的基礎(chǔ)。5）設(shè)計的原則 本組同學(xué)認為設(shè)計的原則是從準備資料到說明書的結(jié)束，應(yīng)在盡量提高生產(chǎn)效率的前提下，降低成本，保證加工質(zhì)量，穩(wěn)定可靠，提高經(jīng)濟效益。272 零件的加工工藝分析2.1零件圖的工藝分析 圖1-1 圖1-2 技術(shù)要求： （1）銳邊倒角C0.3、其余表面按Ra3.2加工； （2）錐面接觸面不小于%50； （3）圓弧與圓弧過渡光滑； （4）未注公差尺寸按IT12加工和檢驗。 軸套配合件是較常見的零件之一。數(shù)控車床加工的軸類零件一般有圓柱面、錐面、圓弧面、臺階、端面、內(nèi)孔、螺紋和溝槽構(gòu)成，材料為45鋼。如圖1-1、1-2所示的軸套配合件適合采用數(shù)控車床加工。該工件屬于軸套配合件。其主要技術(shù)要求為：圓弧與圓弧過渡光滑。銳邊倒角C0.3，也有相應(yīng)的同軸度和垂直度要求。2.2零件結(jié)構(gòu)工藝性分析零件的結(jié)構(gòu)工藝性是指零件在滿足使用性能的前提下，其制造、維修的可行性和經(jīng)濟性。即所設(shè)計的零件結(jié)構(gòu)便于成形，并且成本低，效率高。它的涉及面廣，因此有必要對零件進行結(jié)構(gòu)工藝性分析。該零件的視圖符合國家標準的要求，位置準確，表達清楚；幾何元素之間的關(guān)系準確；尺寸標注基本完整、清晰。注： 1軸類零件上24內(nèi)孔倒角處有多余的細實線；2軸件總長沒有標注，缺少一個長度尺寸。修改：1多余的細實線實為技術(shù)處理中C0.3的倒角，在視圖中可無須表達出來； 2經(jīng)詢問指導(dǎo)老師后，確定了該零件總長為104.5mm。經(jīng)過修改后的圖樣如圖1-1所示。2.2.1尺寸精度軸：總長度為104.5mm；46外圓的上偏差為0，下偏差為-0.025，精度等級達IT7；36外圓的上下偏差為0.012，精度等級達IT7；20外圓表面上偏差為0，下偏差為-0.033，精度等級達IT8；24內(nèi)孔上偏差為+0.033，下偏差為0，精度等級達IT8.套：總長度為46，正負偏差為0.1，達IT10；46外圓的上偏差為+0.025,下偏差為0，精度等級達IT7。2.2.2表面粗糙度要求根據(jù)零件的表面工作部位的不同，有不同的表面粗糙度要求。該零件表面粗糙度除了配合處的公差為1.6um，其它均為3.2um。2.2.3位置精度的要求位置精度主要是指裝配傳動件的配合軸頸相對于裝配軸承的支撐軸頸的同軸度，一般精度的軸為0.010.03。根據(jù)該零件圖分析，雖沒有位置精度要求的標注，但在實際加工過程中，應(yīng)考慮這些問題，保證20 mm外圓，36 mm 外圓的同軸度誤差（按一般標準為0.03），內(nèi)孔與軸的垂直度誤差（按一般標準為0.03）2.3材料分析該零件材料為45鋼。45表示平均含碳量為0.45%，它是一種優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。屬于中碳鋼，強度高，塑性適中，具有綜合的機械性能，多用于軸、套、齒輪、連桿等部件。該零件的毛坯材料為45鋼，強度、硬度、塑形等力學(xué)性能好，切削性能好，工藝性能好，便于加工，能夠滿足使用性能。2.4零件的毛坯選擇該零件的毛坯選擇45鋼。零件在進行加工時，余量的大小，成本等問題在設(shè)計毛坯時就要仔細考慮好。選擇毛坯時應(yīng)考慮以下因素：A、零件材料的工藝特性，以及零件對材料組織和性能的要求。由于該零件的形狀不復(fù)雜，毛坯結(jié)構(gòu)形狀易獲得，且機械性能要求不高，可用45棒料。B、零件的形狀尺寸及生產(chǎn)批量、生產(chǎn)成本。由于該配合件是小批量生產(chǎn)， 而套筒較短，有同軸度要求，為便于精確的尺寸獲得，套筒選擇加工后切斷，故其毛坯較長。C、毛坯尺寸及加工余量。該零件批量少，精度要求較高，毛坯尺寸較接近零件尺寸，所留加工余量較小。綜上所述，該零件毛坯選擇為軸毛坯50mm108mm棒料，套50mm65mm棒料。毛坯如圖所示（圖1-3、4）。圖1-3圖1-42.5零件的安裝該零件的加工，既有普通車床，也有數(shù)控車床。普車和數(shù)控車的零件安裝方法是一樣的，要合理的選擇定位基準和夾緊方案，注意以下兩點：（1）力求設(shè)計、工藝與編程計算的基準統(tǒng)一，以便于提高編程時數(shù)值計算的簡便性和精確性。（2）盡量減少裝夾次數(shù)，盡可能在一次裝夾后，加工出全部待加工面。根據(jù)零件的尺寸、精度要求和生產(chǎn)條件選擇最常用的車床通用的三爪自定心卡盤。三爪自定心卡盤可以自定心，夾持范圍大，適用于截面為圓形，三角形等軸類和盤類小型零件。3 數(shù)控加工工藝方案的制定3.1工藝過程設(shè)計3.1.1定位基準的選擇a、軸的基準選擇粗基準的選擇：加工時，使工件在機床或夾具中占據(jù)正確位置所用的基準稱為定位基準。根據(jù)相互位置原則、余量最小原則和便于裝夾原則，本零件的粗基準為48mm的外圓表面。精基準的選擇：根據(jù)基準重合原則、基準統(tǒng)一原則、互為基準原則、便于裝夾原則，確定該零件的精基準為36mm的外圓表面。b、套的基準選擇粗基準的選擇：加工時，使工件在機床或夾具中占據(jù)正確位置所用的基準稱為定位基準。根據(jù)相互位置原則、余量最小原則和便于裝夾原則，本零件的粗基準為50mm的外圓表面。精基準的選擇：根據(jù)基準重合原則、基準統(tǒng)一原則、自為基準原則、便于裝夾原則，確定該零件的精基準為48mm的外圓表面。3.1.2零件表面加工方法的選擇a、軸的加工表面：帶孔的端面、24mm的孔、圓錐面、R6mm的圓角、46mm外圓表面、36mm外圓表面、20mm外圓表面、帶螺紋的端面、螺紋M271.5-6g。帶孔的端面：公差等級為IT12（根據(jù)參考技術(shù)要求），表面粗糙度為Ra3.2um，可直接平端面。24mm的孔：公差等級為IT8（查表3.1得），表面粗糙度為Ra1.6um，需粗車半精車精車。圓錐面：公差等級為IT12（根據(jù)技術(shù)要求），表面粗糙度為Ra1.6um，需粗車半精車精車。R6mm圓角：公差等級為IT12（根據(jù)技術(shù)要求），表面粗糙度為Ra1.6um，需粗車半精車精車。46mm外圓表面：公差等級為IT7（查表3.1得），表面粗糙度為Ra3.2um，需粗車半精車精車。36mm外圓表面：公差等級為IT7（查表3.1得），表面粗糙度為Ra3.2um，需粗車半精車精車。20mm外圓表面：公差等級為IT8（查表3.1得），表面粗糙度為Ra3.2um，需粗車半精車精車。帶螺紋的端面：公差等級為IT12（根據(jù)技術(shù)要求），表面粗糙度為Ra3.2um，需粗車，保證長度要求。螺紋M271.5-6g：普通粗牙螺紋（基孔制），需車到尺寸。b、套的加工表面：46mm外圓表面、R6mm的圓角、圓錐孔、螺紋M271.5-6H。46mm外圓表面：公差等級為IT7（查表3.1得），表面粗糙度為Ra1.6um，需粗車半精車精車。R6mm圓角：公差等級為IT12（根據(jù)技術(shù)要求），表面粗糙度為Ra1.6um，需粗車半精車精車。圓錐面：公差等級為IT12（根據(jù)技術(shù)要求），表面粗糙度為Ra1.6um，需粗車半精車精車。螺紋M271.5-6H：普通粗牙螺紋（基孔制），需車到尺寸。3.1.3制定工藝路線制訂工藝路線的出發(fā)點，應(yīng)當使零件的幾何形狀，尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為小批量生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性機床配以通用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)效率。除此以外，還應(yīng)考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。初選方案：軸加工方案：工序10：下料50mm108mm的棒料，50mm65mm的棒料 （普通機床）工序20：a）平帶孔端面，粗車外圓到48 mmb）鉆20mm深30mm的孔工序30：a、粗車帶孔端面 （數(shù)控車床）b、粗車半精車精車圓錐、圓角和46mm外圓表面c、掉頭，粗車半精車精車20mm、26.85mm和36mm的外圓表面d、粗車帶螺紋端面，保證長度要求e、切5mm退刀槽f、車M271.5-6g螺紋g、掉頭，半精車精鏜24mm的孔工序40：去毛刺工序50：檢驗工序60：入庫套加工方案：工序10：鉆20mm的孔 （普通機床）工序20：平端面，車48mm外圓工序30：粗車半精車精車R6mm、圓錐、25mm內(nèi)孔 （數(shù)控機床）工序40：保證長度切斷工序50：去毛刺工序60：檢驗工序70：入庫比較后的方案：軸加工方案：工序10：下料50mm108mm的棒料。 （普通機床） 工序20：a、平帶孔端面，粗車外圓到48mmb、鉆20mm深30mm的孔。工序30：a、粗車帶螺紋端面 （數(shù)控機床）b、粗車半精車精車20mm、26.85mm和36mm的外圓表面c、切5mm退刀槽d、車M271.5-6g螺紋工序:40：a、掉頭，粗車帶孔端面到尺寸要求b、半精車精車圓錐、R6mm圓角和46mm外圓工序:50：半精鏜精鏜24mm的內(nèi)孔工序60： 去毛刺工序70：檢驗工序80：入庫套加工方案：工序10：50mm65mm的棒料。 工序20：車外圓到48mm，鉆20mm的孔 （普通機床）工序30：平端面，車46mm外圓 （數(shù)控機床） 工序40：a、半精鏜精鏜R6、圓錐孔、25mm內(nèi)圓b、車M271.5-6H內(nèi)螺紋工序50：保證長度切斷工序60：去毛刺工序70：檢驗工序80：入庫比較后的方案是采取工序集中原則，工序比較集中，裝夾次數(shù)少。比較后方案更好的保證加工質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟性（工藝過程卡、工序卡另見附錄一、二）。3.2加工機床的選擇1、要保證加工零件的技術(shù)要求，能加工出合格的產(chǎn)品。2、有利于提高生產(chǎn)率。3、盡可能降低生產(chǎn)成本。根據(jù)毛坯材料為45號鋼，生產(chǎn)類型為小批量生產(chǎn)、零件輪廓不復(fù)雜。尺寸最長為104.5 mm，直徑為46 mm，加工精度最高IT7，最低IT12，,現(xiàn)有生產(chǎn)條件選擇CK7150A（如下圖、技術(shù)參數(shù)表3-1）。機床的加工對象、用途a加工2501000(500)以下軸件，500以下盤件；b加工幾何形狀復(fù)雜，尺寸繁多，精度要求高的軸類(或盤類)零件；c加工圓柱面、圓錐面、階梯面、球面及其它各種回轉(zhuǎn)曲面；d加工各種公、英制內(nèi)外螺紋；e能車削外圓、切槽及倒角，也可以進行鉆、擴、鉸、滾壓及鏜削加工；f適用于中、小批量及單件生產(chǎn)，也可用于復(fù)雜零件的大批量生產(chǎn)表3-1名 稱單位規(guī)格床身上最大回轉(zhuǎn)直徑mm505床鞍上最大回轉(zhuǎn)直徑340最大車削直徑軸類直徑250盤類直徑500最大鉆孔直徑20最小車削直徑20最大車削長度1000；500最大行程X260Z1100；600主軸箱主軸轉(zhuǎn)速范圍r/min20-2000主軸定心軸頸錐度mm1415錐孔錐度公制80主軸通孔直徑mm65主軸中心至床面高度mm290主軸中心至地面高度mm1000尾架尾架套筒最大行程mm80尾架套簡直徑mm85尾架套筒錐孔錐度莫氏5#最小設(shè)定單位Xmm0.001Z0.001最小移動量X0.0005Z0.001最小檢測單位XO.0005Z0.001進給量及螺距范圍工進Xmm/min0.0005-500Z0.001-500快進Xmm/min8Z12螺紋導(dǎo)程mm/rO.O01-500刀盤驅(qū)動方式電動刀位數(shù)6外圓刀方尺寸mm2525最大鏜刀桿直徑40刀尖最大回轉(zhuǎn)直徑400夾具液壓動力卡盤250機床外形尺寸(長x寬x高)mm316014801650機床重量凈 重Kg30003.3刀具的選擇數(shù)控加工中的刀具選擇和切削用量確定是在人機交互狀態(tài)下完成的。要求編程人員必須掌握刀具選擇和切削用量確定的基本原則在編程是充分考慮數(shù)控加工的特點，能夠正確選擇刀具及切削用量。數(shù)控車床對刀具提出了更高的要求，不僅要求刀具精度高，剛性好，耐熱度高，而且要求安裝、調(diào)整、刃磨方便，斷屑及排屑性好。在全功能數(shù)控車床上，可預(yù)先安裝812把刀具，當被加工工件改變后，一般不需要跟換刀具就能完成工件的全部車削加工。為了滿足要求，刀具配備時應(yīng)注意以下幾個問題：1、在可能的范圍內(nèi)，使被加工工件的形狀、尺寸標準化，從而刀具的種類，實現(xiàn)不換刀或少換刀，以縮短準備和調(diào)整時間。2、使刀具規(guī)格化和通用化，以減少刀具的種類，便于刀具管理。3、盡可能用可轉(zhuǎn)位刀片，磨損后只需更換刀片，增加了刀具的互換性。4、在設(shè)計或選擇刀具時，應(yīng)盡量采用高效率、斷屑及排屑性能好的刀具。綜上分析該零件主要以外圓加工為主，數(shù)控加工刀具選擇硬質(zhì)合金車刀，需90外圓車刀、55外圓車刀、切斷刀、60螺紋刀、20mm鉆頭、鏜刀。普通加工刀具選擇：車刀為2030mm、圓弧半徑為0.8mm高速鋼；鉆頭為2030mm、20mm的高速鋼（刀具卡片另見附錄四）。3.4量具的選擇數(shù)控加工主要用于單件小批量生產(chǎn)，所以一般選用通用量具，如游標卡、百分表、千分尺等。精度必須與加工精度相適應(yīng)。選擇的量具（表3-2）表3-2編號量具測量范圍（mm）讀數(shù)值(mm)測量長度(mm)示值誤差(mm)1游標卡尺（GB121485）02000.0202000.022外徑千分尺（JB1081-75）18350.0118350.0153內(nèi)徑千分尺（JB1081-75）18350.0118350.0154螺紋環(huán)規(guī)（JB393483）M27X1.55萬能角度尺0-32029/3024 切削用量的選擇 正確的切削用量，對于保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高切削效率和經(jīng)濟效益，具有重要意義。切削用量的選擇主要依據(jù)工件材料、加工精度和表面粗糙度的要求，還應(yīng)考慮刀具合理的耐用度、工藝系統(tǒng)剛性及機床效率等條件。由于切削速度Vc對刀具壽命影響最大，其次為進給量f,影響最小的是背吃刀量ap,因此，選擇切削用量的步驟是先確定背吃刀量ap,再選擇進給量f,最后再確定切削速度Vc,必要時應(yīng)校驗機床功率是否允許。所以，其基本原則是：首先應(yīng)選擇一個盡可能大的背吃刀量ap，其次選擇一個較大的進給量f，最后，在刀具耐用度和機床功率允許的情況下選擇一個合理的切削速度Vc。4.1軸、套外圓的切削用量4.1.1確定粗車時的切削用量ap1）背吃刀量的ap的選擇：工件下料為45號鋼棒料，大小為50mm108mm,粗車至48mm,表面有硬化層、氧化皮或硬雜質(zhì)等，但在加工余量（指半徑方向上）不多并比較均勻，且加工工藝系統(tǒng)剛性足夠，應(yīng)使背吃刀量一次性切除余量A，即：ap=A，查簡明機械加工工藝手冊表11-1可知A=(50-46)/2=2mm,留1mm做半精車、精車余量，取粗車背吃刀量ap=1mm。2）確定進給量f：查查簡明機械加工工藝手冊表11-1可知，f=0.40.5mm/r,根據(jù)機床說明書，初步選定f=0.45mm/r.3)確定切削速度Vc：查查簡明機械加工工藝手冊表11-5可知，Vc=2.172.667m/s，考慮到進給量較大取Vc=2m/s。4)確定主軸轉(zhuǎn)速n,由公式:n=1000v/d=（10002）/(3.1450)=12.73r/s根據(jù)機床說明書，取n=12.5r/s。此時切削速度為：Vc=dn/1000=（3.145012.5）/1000=1.96m/s此速度小于預(yù)得切削速度，故可用。5）校驗機床效率：查簡明機械加工工藝手冊表11-611-9可求得切削力的公式及相關(guān)數(shù)據(jù)。主切削力為：Fz=9.8160ZFZCFZaXFZpfYZFuZFZKFZ =9.1860-0.152701 0.450.7512.73-0.150.920.95=2407（N）切削功率：Pm=FZVc10-3=4.7(kw)由機床說明書查得,機床電機功率PE=7.5（kw）,取機床傳動效率=0.8時：Pm=1.66m/s時，查得f=0.250.39mm/r,根據(jù)機床說明書，取f=0.36mm/r。3）確定切削速度VC與機床主軸轉(zhuǎn)速，查表11-5可知VC=2.172.667m/s,根據(jù)機床說明書，取VC=2.2m/s，按公式得主軸轉(zhuǎn)速：n=(1000V)/d=(10002.2)/(3.1448)=14.59r/s根據(jù)機床說明書，取n=15r/s，按公式算得實際切削速度為：VC=（dn）/1000=(3.144814.5)/1000=2.18m/s此切削速度小于預(yù)估切削速度，故可用。由于半精車切削力較小，故一般不需校驗。最后選定半精車切削余量為： ap=0.75mm， f=0.36mm/r， VC=2.18m/s，n=900r/min4.1.3確定精車時的切削余量1）確定背吃刀量ap 取ap=0.25mm。2）確定進給速度f 查簡明機械加工工藝手冊表11-2，預(yù)估計切削速度VC1.66m/s時，查得f=0.250.39mm/r,根據(jù)機床說明書，取f=0.30mm/r。3）確定切削速度VC與機床主軸轉(zhuǎn)速，查表11-5可知VC=2.172.667m/s,根據(jù)機床說明書，取VC=2.4m/s.按公式得主軸轉(zhuǎn)速：n=(1000V)/d=（10002.4）/(3.1446.5)=16.44r/s。按機床說明書，取n=16.66r/s。按公式算得切削速度為:VC=（dn）/1000=（3.1446.516.4）/1000=2.39m/s。由于精車切削力較小，故一般不需校驗，最后選定精車切削用量為：ap=0.25mm，f=0.30mm/r，VC=2.39m/s，n=1000r/min4.2鉆孔（20）的切削用量1、確定進給量f 由鉆頭材料課查簡明機械加工工藝手冊表11-10可知f=0.390.45mm/r,根據(jù)機床說明書，取f=0.3m/s。2、確定切削速度VC 由鉆頭材料課查簡明機械加工工藝手冊表11-12可知VC=0.25m/s。3、確定主軸轉(zhuǎn)速n，由公式:n=1000v/d=（10000.25）/（3.1420）=3.98r/s。按機床說明書，取n=4.17r/s。按公式算得切削速度為:VC=（dn）/1000=（3.14204.17）/1000=0.26m/s。4、校驗機床效率：查簡明機械加工工藝手冊表11-14可求得切削力的公式及相關(guān)數(shù)據(jù)。主切削力為：M=CMd0XMfYMKM10-3=333.54201.90.30.8（239/735）0.7510-3=200(Nm)切削功率：Pm=2Mn10-3=5.2 (kw)由機床說明書查得,機床電機功率PE=7.5（kw）,取機床傳動效率=0.8時：Pm= Pm=7.50.8=6(kw)。所以，機床功率足夠 ，最后選定的鉆孔切削用量為：f=0.3mm/r, Vc= 0.26m/s，n= 250r/min4.3 鏜孔（軸24）的切削用量4.3.1確定半精鏜時的切削用量1）確定背吃刀量ap 由工藝可知ap=1.5mm 。2）確定進給速度f 查簡明機械加工工藝手冊表11-3可知f=0.150.3mm/r，根據(jù)機床說明書，取f= 0.3m/r。3）確定切削速度Vc 取Vc=0.5m/s。4）確定主軸轉(zhuǎn)速n，由公式：n=1000v/d=（10000.5）/(3.1420)=7.96r/s。根據(jù)機床說明書，取n=8.33r/s。因此切削速度為:VC=（dn）/1000=（3.14208.33）/1000=0.52m/s。最后選定半精鏜切削用量為：ap=1.5mm，f=0.3mm/r，VC=0.52m/s，n=500r/min4.3.2確定精鏜時的切削用量1）確定背吃刀量ap 由工藝可知ap=0.5mm 。2）確定進給速度f 查簡明機械加工工藝手冊表11-3可知f=0.150.3mm/r，根據(jù)機床說明書，取f= 0.2m/r。3）確定切削速度Vc 取Vc =0.30m/s。4）確定主軸轉(zhuǎn)速n 由公式：n=1000v/d=（10000.3）/(3.1423)=4.15r/s。根據(jù)機床說明書，取n=4.17r/s。此時切削速度為：VC=（dn）/1000=（3.14234.17）/1000=0.30m/s。最后選定精鏜切削用量為：ap=0.5mm，f=0.2mm/r，VC=0.30m/s，n=250r/min4.4 切斷及切退刀槽的切削用量4.4.1切斷時的切削用量1）確定進給速度f 查簡明機械加工工藝手冊表11-4可知f=0.190.25mm/r。根據(jù)機床說明書，初步f=0.2m/r。2）確定切削速度Vc 取Vc =0.5mm/s。3）確定主軸轉(zhuǎn)速n 由公式：n=1000v/d=（10000.5）/(3.1446)=3.46r/s。根據(jù)機床說明書，取n=3.50r/s。此時切削速度為：VC=（dn）/1000=（3.14463.50）/1000=0.51m/s。最后選定切斷切削用量為：f=0.2mm/r，VC=0.51m/s，n=210r/min4.4.2切退刀槽時的切削用量1）確定進給速度f 查簡明機械加工工藝手冊表11-4可知f=0.190.25mm/r。根據(jù)機床說明書，初步f=0.1m/r。2）確定切削速度Vc 取Vc =0.3mm/s。3）確定主軸轉(zhuǎn)速n 由公式n=1000v/d=（10000.3）/(3.1426.85)=3.56r/s。根據(jù)機床說明書，取n=3.50r/s。此時切削速度為：VC=（dn）/1000=（3.1426.853.50）/1000=0.29m/s。最后選定切退刀槽切削用量為：f=0.2mm/r，VC=0.29m/s，n=210r/min4.5 鏜孔（套）切削用量4.5.1半精鏜的切削用量1）確定背吃刀量ap 由工藝分析可知，半精鏜至尺寸要求，留0.5mm做精車余量，所以ap=2.925mm.2）確定進給速度f 查簡明機械加工工藝手冊表11-3可知f=0.150.25mm/r。根據(jù)機床說明書，初步f=0.2m/r。3）確定切削速度Vc 取Vc =0.50m/s。4）確定主軸轉(zhuǎn)速n 由公式：n=1000v/d=（10000.5）/(3.1420)=7.96r/s。根據(jù)機床說明書，取n=8.0r/s。此時切削速度為：VC=（dn）/1000=（3.14207.5）/1000=0.47m/s。最后選定半精鏜切削用量為：f=0.2mm/r，VC=0.47m/s，n=480r/min4.5.2精鏜時的切削用量1）確定背吃刀量ap ap=0.5mm.2）確定進給速度f 查簡明機械加工工藝手冊表11-3可知f=0.150.30mm/r。根據(jù)機床說明書，初步f=0.3m/r。3）確定切削速度Vc 取Vc =0.35m/s。4）確定主軸轉(zhuǎn)速n 由公式：n=1000v/d=（10000.35）/(3.1425.85)=4.31r/s。根據(jù)機床說明書，取n=4.33r/s。此時切削速度為：VC=（dn）/1000=（3.1425.854.33）/1000=0.35m/s。最后選定精鏜切削用量為：f=0.2mm/r，VC=0.35m/s，n=260r/min4.6 螺紋切削用量4.6.1車外螺紋時的切削用量1）確定背吃刀量ap ap=0.9mm2）確定切削速度VC 查金屬機械加工工藝人員手冊表10-161可知：VC=3664m/min,初步選定VC=36m/min，即0.6m/s。3）確定主軸轉(zhuǎn)速n 由公式：n=1000v/d=（10000.6）/(3.1426.85)=7.12r/s。根據(jù)機床說明書，取n=7.0r/s。此時切削速度為：VC=（dn）/1000=（3.1426.857.0）/1000=0.59m/s。最后選定外螺紋切削用量為：ap =0.9mm，VC=0.59m/s，n=420r/min4.6.2車內(nèi)螺紋時的切削用量1）確定背吃刀量ap ap=0.9mm2）確定切削速度VC 查金屬機械加工工藝人員手冊表10-161可知：VC=2951m/min,初步選定VC=30m/min，即0.5m/s。3）確定主軸轉(zhuǎn)速n 由公式：n=1000v/d=（10000.5）/(3.1424.9)=6.39r/s。根據(jù)機床說明書，取n=6.33r/s。此時切削速度為：VC=（dn）/1000=（3.1424.96.33）/1000=0.49m/s。最后選定內(nèi)螺紋切削用量為：ap =0.9mm，VC=0.49m/s，n=380r/min5 零件加工零件的實際加工，是檢驗此次畢業(yè)設(shè)計是否成功的有力標準，通過零件實際加工，更能理論聯(lián)系實際，找出畢業(yè)設(shè)計中的紕漏與不足，從而得以改善，讓設(shè)計更加完美、準確，另一方面也讓我們獲得更多的實踐經(jīng)驗，提升我們的專業(yè)技能。5.1加工前的準備在零件加工前，有必要根據(jù)零件圖紙進行零件工藝及工藝結(jié)構(gòu)性性分析、工藝方案的制定以及切削用量的確定等理論分析，然后結(jié)合實際生產(chǎn)情況進行加工。在加工前，進行如下準備：1、加工設(shè)備選擇。根據(jù)現(xiàn)有生產(chǎn)條件，選擇數(shù)控實訓(xùn)室的CK7150A機床。2、毛坯準備。在普車實訓(xùn)中按零件毛坯尺寸下料。3、刀具量具準備。根據(jù)方案中的選擇，在刀具室領(lǐng)取所需刀具量具。4、程序編寫。詳見附錄三。在零件實際加工中，嚴格按照學(xué)院實訓(xùn)要求，穿戴好實訓(xùn)服，遵守各規(guī)章制度，按要求操作設(shè)備，注意生產(chǎn)安全。5.2對刀加工中，一般采用試切對刀法。首先對Z軸，當?shù)蹲叩饺缦聢D時，進入“offset setting”“補正”“形狀”，光標移動到刀具所在到位號，輸入Z0（或Z+N，需要平端面，保證零件長度尺寸時）按“測量”，此時Z軸就對好了，如圖5-1圖5-1再對X軸，當?shù)蹲叩饺缦聢D時，主軸停，用卡尺測量d，進入“offset setting”“補正”“形狀”，光標移動到刀具所在刀位號，輸入所測d的值，按“測量”，此時X軸就對好了，如圖5-2。圖5-2此外，槽刀、螺紋刀、鏜刀對刀時，基本按此方法進行。但一般不須重新切削，可用其刀尖對在已切表面，再在相應(yīng)的刀位號輸入X、Z值，操作時要穩(wěn)重細心。5.3零件的加工首先為了保證程序毫無誤差，一般手動編寫程序，在數(shù)控仿真軟件里試運行程序。再輸入實際操作機床中，加工前，先空運行程序，檢驗程序，根據(jù)機床實際情況調(diào)整數(shù)值，即使程序錯誤也不會浪費毛坯件，也便于及時修改程序。最后，確定所有程序的路線、加工工藝都無誤后，便可對零件進行加工。5.2.1操作步驟選擇“自動循環(huán)”方式點擊控制面板上“PROG” 輸入程序名“自動”“循環(huán)啟動”“冷卻液”完成一系列操作后，數(shù)控機床對零件進行自動加工。5.2.2仿真加工圖樣配合件軸圖5-3 圖5-4配合件套圖5-55.4零件加工結(jié)果零件在加工后，使用游標卡尺、內(nèi)外千分尺及環(huán)規(guī)等測量工具進行測量后，測量的結(jié)果顯示各項尺寸都在公差范圍之內(nèi)，均合格，但是個別尺寸在公差中偏高或偏低，表面質(zhì)量也不是非常好。主要體現(xiàn)有：軸件：1、各外圓尺寸偏大； 2、螺紋尺寸不達標，外徑偏小、牙型角偏大、配合時有晃動；套件： 1、外圓尺寸偏大；2、外圓與內(nèi)孔表面粗糙度較差。5.5原因分析及解決辦法5.5.1原因分析零件達不到圖樣要求，原因主要有：刀具的選擇、切削用量的確定、程序漏編（刀具補償未編寫）