毕业设计（论文）-螺旋桨轴的轴承衬套加工工艺及数控加工

毕业（论文）-螺旋桨轴的轴承衬套加工工艺及数控加工 提供全套毕业设计，欢迎咨询 毕 业 设 计(论文) (说 明 书) 题 目:螺旋桨轴的轴承衬 套加工工艺及数控加工 姓 名: 编 号: 平顶山工业职业技术学院 年 月 日 平顶山工业职业技术学院 毕 业 设 计 (论文) 任 务 书 姓名 专业 数控技术 任 务 下 达 日 期 2014 年 3 月 4 日 设计(论文)开始日期 2014 年 3 月 25 日 设计(论文)完成日期 2014 年 4 月 27 日 设计(论文)题目: 螺旋桨轴的轴承衬套加工工艺及数控加工 A?编制设计 B?设计专题(毕业论文) 指 导 教 师 系(部)主 任 年 月 日 平顶山工业职业技术学院 毕业设计(论文)答辩委员会记录 机械工程 系 数控技术 专业，学生 于 年 月 日 进行了毕业设计(论文)答辩。 设计题目: 螺旋桨轴的轴承衬套加工工艺及数控加工 专题(论文)题目: 指导老师: 王乐 答辩委员会根据学生提交的毕业设计(论文)材料，根据学生答辩情况，经答辩委员会讨论评定，给予学生 毕业设计(论文)成绩为 。 答辩委员会 人，出席 人 答辩委员会主任(签字): 答辩委员会副主任(签字): 答辩委员会委员: ， ， ， ， ， ， ， ， ， 平顶山工业职业技术学院毕业设计(论文)评语 第 页 共 页 学生姓名: 专业 数控技术 年级 11级 毕业设计(论文)题目: 螺旋桨轴的轴承衬套加工工艺及数控加工 评 阅 人: 指导教师: (签字) 年 月 日 成 绩: 系(科)主任: (签字) 年 月 日 毕业设计(论文)及答辩评语: 平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书(论文) 摘要 随着科学技术飞速发展和经济竞争的日趋激烈，机械产品的更新速度越来越快，数控加工技术作为先进生产力的代表，在机械及相关行业领域发挥着重要的作用，机械制造的竞争，其实质是数控技术的竞争。 数控技术及数控机床在当今机械制造业中的重要地位和巨大效益，显示了其在国家基础工业现代化中的战略性作用，并已成为传统机械制造工业提升改造和实现自动化、柔性化、集成化生产的重要手段和标志。数控技术及数控机床的广泛应用，给机械制造业的产业结构、产品种类和档次以及生产方式带来了革命性的变化。数控机床是现代加工车间最重要的装备。高效率、高精度加工是数控机床加工最主要特点之一。利用数控机床加工，其产品加工的质量一致性好，加工精度和效率均比普通机床高出很多，尤其在轮廓不规则、复杂的曲线或曲面、多工艺复合化加工和高精度要求的产品加工时，其优点是传统机床所无法比拟的。 本次设计介绍了轴承衬套的数控加工的特点、加工工艺以及数控加工的一般步骤。并利用CAD软件绘制了零件图，还利用G代码指令进行手工编程。其中零件工艺规程的分析是此次论文的重点和难点。 关键字:数控技术;数控加工;轴承衬套;工艺分析;CAD软件;手工编程; 第1页 平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书(论文) Abstract With the rapid development of science and technology and increasingly fierce economic competition, mechanical products update speed is faster and faster, the NC machining technology, as the representative of the advanced productive forces play an important role in the field of machinery and related industries, machinery manufacturing, its essence is the competition of numerical control technology. CNC technology and CNC machine tools in today's machinery manufacturing industry in the important position and great efficiency, showing its presence in the national infrastructure in the strategic role of industrial modernization, and has become the traditional mechanical manufacturing industry to enhance the transformation and realization of automation, flexible, integrated an important means of production and logo. CNC technology and CNC machine tool widely used for industrial machinery manufacturing industry, product type and grade as well as the mode of production has brought a revolutionary change. CNC machine tool is the most important modern processing plant equipment. High efficiency, high-precision CNC machining processing is the most important characteristics. The use of CNC machining, processing quality and consistency of their products is good, machining accuracy and efficiency is much higher than those in general machine tools, especially in the outline of irregular, complex curves or surfaces, multi-technology composite processing and high-precision processing requirements, its advantage is unmatched by traditional machine tools. This set of parts design content introduced machining characteristics, processing technology analysis and general step of numerical control processing. And by using CAD software to draw the part drawing, but also the use of G code instructions for manual programming. The analysis of part process planning is the key and difficult point for this paper. Keywords: CNC technology; CNC machining; set of parts; processing technology analysis; CAD software; manual programming. 第2页 平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书(论文) 目 录 摘要 ...................................................................................................................... 1 Abstract................................................................................................................ 2 引 言 .................................................................................................................... 5 第一章 零件的结构分析和特点 ........................................................................... 6 1.1零件的结构分析 ....................................................................................................................... 6 1.2零件的结构特点 ....................................................................................................................... 6 第二章 零件的加工工艺分析............................................................................... 8 2(1 衬套零件的技术要求 ........................................................................................................... 8 2.1.1尺寸精度和几何形状精度................................................................................................. 8 2.1.2相互位置精度..................................................................................................................... 8 2.1.3表面粗糙度......................................................................................................................... 8 2.2零件毛坯及材料的分析 ........................................................................................................... 8 ............................................................................................................... 9 2.3零件加工设备的选择 2.4零件加工刀具的选择 ............................................................................................................... 9 2.5零件夹具的选择及零件的装夹 ............................................................................................. 10 2.5.1零件夹具的选择............................................................................................................... 10 2.5.2零件的装夹............................................................................................................... 10 2.5.3工件在机床三爪卡盘中定位和夹紧............................................................................... 11 2.5.4装夹工件时应注意的事项............................................................................................... 11 2.6零件加工顺序的安排和确定 ................................................................................................. 11 2.6.1零件加工顺序的安排....................................................................................................... 11 2.6.2加工顺序的确定............................................................................................................... 12 2.7零件切削用量的确定 ............................................................................................................. 13 2.7.1 确定主轴转速.................................................................................................................. 13 2.7.2确定进给速度................................................................................................................... 13 2.7.3确定背吃刀量................................................................................................................... 14 2.8零件工艺文件的编制 ............................................................................................................. 14 2.8.1零件的数控车削加工工序卡片....................................................................................... 14 2.8.2加工程序编制................................................................................................................... 15 第三章 零件的数控加工 .................................................................................... 19 3.1程序的键入.............................................................................................................................. 19 第3页 平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书(论文) 3.2对刀.......................................................................................................................................... 21 3.3零件的自动加工及机床的关闭与清扫 ................................................................................. 24 3.3.1零件的自动加工............................................................................................................... 24 3.3.2机床的关闭与清扫........................................................................................................... 24 第四章 总结 ....................................................................................................... 25 致谢 .................................................................................................................... 26 参考文献 ............................................................................................................ 27 第4页 平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书(论文) 引 言 科学技术和社会生产的不断发展，对机械产品的性能、质量、生产率和成本提出了越来越高的要求。机械加工工艺过程自动化是实现上述要求的重要技术措施之一。他不仅能够提高品质质量和生产率，降低生产成本，还能改善工人的劳动条件，但是采用这种自动和高效率的设备需要很大的初期投资，以及较长的生产周期，只有在大批量的生产条件下，才会有显著的经济效益。 随着消费向个性化发展，单件小批量多品种产品占到70%,80%，这类产品的零件一般采用通用机床来加工。而通用机床的自动化程度不高，基本上由人工操作，难于进一步提高生产率和保证质量。特别是由曲线、曲面组成的复杂零件，只能借助靠模和仿行机床或者借助画线和样板用手工操作的方法来完成，其加工精度和生产率受到极大影响。 为了解决上述问题，满足多品种、小批量，特别是结构复杂精度要求高的零件的自动化生产，迫切需要一种灵活的、通用的，能够适应产品频繁变化的“柔性”自动化机床。数控机床才得已产生和发展。 轴承衬套是轴承中的一个零件，其作用是为了减少轴运动时的摩擦与磨损而设计出来的，基本用途与轴承无异，而且相对成本较便宜，但摩擦阻力较大，所以只会使用于部份部件上，同时方便拆卸、轴向固定及轴向位置调整。轴承衬套多被放置于轴与承托结构中，而且非常紧贴承托结构，只有轴能在轴承衬套上转动。在装配轴与轴承衬套时，两者间会加入润滑剂以减少其转动时产生的摩擦力。在运动部件中，由于长期摩擦会造成零件磨损，这时候采用铜轴套，就能减少摩擦。如果轴承衬套磨损到一定的地步，只需要更换轴承衬套即可，从而节约更换轴或座的成本。 在轴承衬套的整个制造过程中，车削加工既要受到上工序毛坯质量的影响，又要影响到下面工序的进行。毛坯制造的尺寸不准确、形状不规则、氧化变质层过深等，会造成材料利用率低、车削加工效率低、加工成本高，直接影响到车削加工质量。车削加工质量如果不好，又会造成热处理变形、裂纹等，造成磨削加工困难，生产效率低，成本提高，加工质量不稳定，甚至造成废品。 总之，车削加工工序关系到材料利用率、生产效率、加工成本，直接影响到零件成品质量和成品。因此，轴承衬套车削加工在轴承制造中有着不可忽视的地位和作用。 第5页 平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书(论文) 第一章 零件的结构分析和特点 1.1零件的结构分析 零件(见图1)的几何元素包括内外圆柱面、内外沟槽和端面倒角，其中Φ58mm外圆、Φ45mm外圆和Φ30mm内圆有较高的尺寸精度与表面粗糙度要求。Φ58mm外圆对Φ30mm内孔轴线有同轴度为0.02mm的技术要求。 1.2零件的结构特点 套类零件一般由外圆、内孔、端面、台阶和沟槽等组成，如齿轮、法兰盘、套环和轴承 第6页 平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书(论文) 环等，这些表面不仅有形状精度、尺寸精度和表面粗糙度的要求，而且位置精度要求较高，有的零件壁较薄，加工中容易变形，轴承衬套零件主要靠车削加工，如何保证加工精度，是车削衬套零件首要解决的问题，同时零件表面为同轴度要求较高的内外圆表面，零件壁的厚度较薄且易变形，零件长度大于直径等。 第7页 平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书(论文) 第二章 零件的加工工艺分析 2(1 衬套零件的技术要求 衬套零件的主要表面是内、外圆柱表面，此类零件的技术要求如下: 2.1.1尺寸精度和几何形状精度 衬套零件的内圆表面是起支承或导向作用的主要表面，它通常与运动着的轴、刀具或活塞相配合。衬套零件内圆直径的尺寸精度一般为IT7，精密的轴套有时达IT6;形状精度应控制在孔径公差以内，一些精密轴套的形状精度则应控制在孔径公差的1?2,1?3，甚至更高。对于长的套筒零件，形状精度除圆度要求外，还应有圆柱度要求。 衬套零件的外圆表面是自身的支承表面，常以过盈配合或过渡配合同箱体、机架上的孔相连接。外圆直径的尺寸精度一般为IT7,IT6,形状精度控制在外径公差以内。 2.1.2相互位置精度 内、外圆之间的同轴度是衬套零件最主要的相互位置精度要求，一般为0.005,0.01mm。 当衬套零件的端面(包括凸缘端面)在工作中须承受轴向载荷，或虽不承受轴向载荷，但加工时用作定位面时，则端面对内孔轴线应有较高的垂直度要求，一般为0.05,0.02mm。 2.1.3表面粗糙度 为保证零件的功用和提高其耐磨性，内圆表面粗糙度值应为1.6,0.1μm，要求更高的内圆，值应达到0.025μm外圆的表面粗糙度值一般为3.2,0.4μm，本次设计粗糙度值为3.2μm。 2.2零件毛坯及材料的分析 由图1—1所示零件图可知，零件最大直径为Φ58mm，总长为60mm，由此毛坯选为Φ60mm×65mm的棒料。 零件材料为45钢，切削加工性能较好，无热处理和硬度要求。 表2-1 45钢、40Cr和45Mn2化学成分(摘自GB/T699-1999) 材料内所含化学成分(质量分数)% 牌号 C Si Mn P S Cr Ni 45钢 0.42,0.50 0.17,0.37 0.50,0.80 ?0.035 ?0.035 ?0.025 ?0.025 0.17,0.37 0.50,0.80 0.80,1.1 0.37,0.4440Cr — — — 第8页 平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书(论文) 1.40,1.80 0.42,0.49 0.17,0.3745Mn2 — — — — 表2-2 45钢、40Cr和45Mn2力学性能(摘自GB/T699-1999) 屈服点/MPa 抗拉强度断面收缩率冲击吸收 牌号 热处理 伸长率/% ? ? /MPa ? /% ? 功/J ? 45钢 正火 355 600 16 40 39 40Cr 淬火,回火 980 785 9 45 47 45 淬火,回火 885 735 9 45 4 文献中指出:45钢属于优质非合金结构刚(中碳钢)，具有一定的塑性和韧性，较高的强度，切削性良好。经调质处理后具有良好的综合力学性能，用于制造受力较大要求强度、塑性和韧性都较高的机械零件，如机床齿轮、主轴，发动机曲轴、轴承衬套等，应用十分广泛。 综上，此次设计轴承衬套材料选用45钢，毛坯尺寸精度要求为IT11,IT12级 材料的可锻性: 可锻性是指金属在受到锻压后，可改变自己的形状而又不产生破裂的性能。碳钢随含碳量的增加可锻性下降。45钢的含碳量在0.42,0.50mm之间，其热锻工艺特性:塑性高，变形抗力比较低，锻造温度范围宽。 锻件经修整后一般还需要通过热处理，锻件热处理常采用正火(或退火)，以消除过热组织或形变强化组织，细化晶粒，改善切削性能，提高锻件的力学性能。 2.3零件加工设备的选择 本次加工零件是典型的轴套类零件，主要加工有内外圆柱面、外圆柱面、沟槽等的加工，故选择卧式高效数控车床即可完成所有加工面的加工要求。具体说，加工零件有粗精车外形、车槽、钻孔、镗内孔、车内槽等工序。所需刀具不超过五把。故选择国产CKA6140型卧式数控车床即可满足上述要求。该机床规格为直径460×500mm，X轴行程为225mm，Z轴行程为600mm，尾座体行程380mm，摧力为9000N，主轴转速范围为30,4000r/min。X/Z定位精度和重复定位精度分别为0.005mm和0.003mm。刀架容量是4把。数控系统为FANUC 0i。工件在依次装夹中即可完成外圆、车槽、钻孔、镗孔等工步的加工。 2.4零件加工刀具的选择 粗车时，要选强度高、耐用度好的刀具，以便满足粗车时大背吃刀量、大进给量的要求。 精车时，要选精度高、耐用度好的刀具，以保证加工精度的要求。 为减少换刀时间和方便对 第9页 平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书(论文) 刀，应尽量采用机夹刀和机夹刀片。 外形加工刀具的选择与加工轴类零件时区别不大。尤其内孔刀需要特别注意选用，因刀杆受孔径尺寸限制，刀具强度和刚性差，切削用量比车削外圆时适当小一些。为了避免重新装夹刀具，外表面的粗、精车使用同一把车刀，内孔的粗、精镗使用同一把镗刀。根据零件结构形状及工件材料的性质，衬套零件的切削用刀具如表所列。 表2-3衬套零件数控车削加工工具卡 零件 产品名称或代号 轴承衬套 零件图号 04 名称 刀尖半径 序号 刀具号 刀具名称 数量 加工表面 刀尖方位T 备注 R,mm 90?外圆车刀 粗、精车外轮廓 1 T0101 1 0.4 3 Φ28mm 钻预孔 2 T0202 1 麻花钻 75?粗精镗刀 粗、精车内轮廓 3 T0303 1 0.4 3 切断刀(2mm) 切槽、切断 4 T0404 1 编制 宋云飞 审核 批准 共1页 第1页 2.5零件夹具的选择及零件的装夹 2.5.1零件夹具的选择 数控加工对夹具主要有两大要求:一是夹具应具有足够的精度和刚度;二是夹具应有可靠的定位基准。选用夹具时，通常考虑以下几点: 1)尽量选用可调整夹具、组合夹具及其它通用夹具，避免采用专用夹具，以缩短生产准备时间。 2)在成批生产时才考虑采用专用夹具，并力求结构简单。 3)装卸工件要迅速方便，以减少机床的停机时间。 4)夹具在机床上安装要准确可靠，以保证工件在正确的位置上加工。 本设计加工的是套类零件，在车床上只需用三爪卡盘装夹定位。 2.5.2零件的装夹方案 数控机床上零件的安装方法与普通机床一样，要合理选择定位基准和夹紧方案，为了提 第10页 平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书(论文) 高数控机床的效率，在确定定位基准与夹紧方案时应注意以下几点: 1)力求设计、工艺与编程计算的基准统一，这样有利于编程时数值计算的简便性和精确性。 2)尽量减少装夹次数，尽可能在一次定位装夹后，加工出全部待加工表面。 3)避免采用占机人工调试加工方案，以充分发挥数控机床的效能。 零件在加工时的定位基准主要是外圆和内孔。如图1所示的衬套零件，外形规则，生产批量小，粗、精基准都选择三爪卡盘夹持外圆柱表面的方式。针对该零件的结构特性，需要掉头装夹才能完成整个零件的加工。第一次以毛坯外圆为定位基准，装夹右端，车左端Φ58mm外圆及Φ30mm内孔，保证Φ58mm外圆与Φ30mm内孔的同轴度0.02mm要求;然后工件掉头，第二次采用软爪夹Φ58mm精车外圆为定位基准，完成右端外形加工。软爪夹外圆时，必须经过自镗，并检验软爪的跳动量0.01。这样才能保证右端Φ30mm内孔和Φ58mm外圆的同轴度。 2.5.3工件在机床三爪卡盘中定位和夹紧 在车削加工中，工件必须随主轴一起旋转。正确的装夹能够保证工件在机床中处于正确的位置，保证在切削力的作用下不松动、不脱落。根据工件直径的大小，用卡盘扳手适当的松开三爪自定心卡盘，然后将工件装入卡盘，伸出适当的长度，再用卡盘扳手沿顺时针方向将工件夹持牢固。 2.5.4装夹工件时应注意的事项 1) 悬伸件的长度应不大于长度和直径比的4,5倍，大于时应该用顶尖支撑。 2)用三爪自定心卡盘夹持工件，要有一定的夹紧长度;棒料伸出的长度应考虑零件的加工长度和必要的安全距离。 3)棒料的中心线尽量与主轴的中心线重合，如果装夹已经精车过的工件外圆，必须使用软爪，或在工件外圆上垫一层软金属，以免损伤已加工表面。 4)工件应夹持牢固，使其在加工过程中位置不变。夹持薄壁件时，要适当用力，不要使工件产生过大的夹紧变形，切削用量也应选小些。 2.6零件加工顺序的安排和确定 2.6.1零件加工顺序的安排 1)先粗后精 对于粗加工在一道工序内进行的加工内容，应先对各表面进行全部粗加工，然后再进行半精加工和精加工，以逐步提高加工精度。此工步顺序安排的原则要求:粗车在较短的时间 第11页 平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书(论文) 内将工件各表面上的大部分加工余量切掉。若粗车后所留余量的均匀性满足不了精加工的要求，则要安排半精车，以此为精车做准备。为保证加工精度，精车一定要一刀切出。 2)先近后远 先近后远即在一般情况下，离对刀点近的部位先加工，离对刀点远的部位后加工，以缩短刀具移动距离，减少空行程时间。对车削而言，先近后远还可以保持工件的刚性，有利于切削加工。 3) 先内后外、内外交叉 先内后外、内外交叉的原则是指粗加工时先进行内腔、内行粗加工，后进行外形粗加工;精加工时先进行内腔、内行精加工，后进行外形精加工。 在数控加工中，刀具的刀位点相对于工件运动的轨迹称为加工路线。编程时，加工路线的确定原则主要有以下几点: A 加工路线应保证被加工零件的精度和表面粗糙度，且效率较高。 B 使数值计算简单，以减少变成工作量。 C 应使加工路线最短，这样既可减少程序段，又可减少刀时间。 D确定加工路线时，还要考虑工件的加工余量和机床、刀具的刚度等情况。 2.6.2加工顺序的确定 1)工序的划分 按照数控加工工序集中的原则，结合零件的结构特点，以一次安装加工内容作为一道工序。此零件需二次装夹才能完成加工，所以分两道工序。工序1为工序2提供精基准。 2)加工顺序的确定 加工路线的确定首先必须保持被加工零件的尺寸精度和表面质量，其次考虑数值计算简单、走刀路线尽量短、效率较高等。因精加工的进给路线基本上都是沿其零件轮廓顺序进行的，因此确定进给路线的工作重点是确定粗加工及空行程的进给路线。 衬套零件Φ58mm外圆对Φ30mm内孔轴线有同轴度为0.02mm的技术要求，所以在确定加工顺序时要保证内外圆表面的同轴度的要求，遵循“在一次安装中完成内外圆表面及端面的全部加工”原则确定加工顺序，具体加工顺序的安排如下: 工序一 三爪卡盘夹Φ60mm毛坯外圆，伸出卡盘端面部分长度35mm左右。 ?车端面; ?钻Φ28mm毛坯孔; ?粗、精车Φ58mm外圆; ?粗、精车Φ30mm内孔和Φ32mm内工艺槽，此槽为保证如30mm内孔技术要求而从工 第12页 平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书(论文) 艺设计上考虑，无精度要求。 工序二 工件调头，三爪卡盘软爪夹持Φ58mm已加工外圆表面。 ?车右端面，保证工件总长; ?粗、精车Φ45mm外圆; ?粗、精车左端Φ30mm内孔; ?切外沟槽。 2.7零件切削用量的确定 切削用量不仅是在机床调整前必须确定的重要参数，而且其数值合理与否对加工质量、加工效率、生产成本等有着非常重要的影响。所谓“合理的”切削用量是指充分利用刀具切削性能和机床动力性能(功率、扭矩)，在保证质量的前提下，获得高的生产率和低的加工成本的切削用量。 2.7.1 确定主轴转速 主轴转速应根据允许的切削速度和工件(或刀具)直径来选择。其计算公式为: n=1000v/πD 式中 v——切削速度，单位为m/min，由刀具的耐用度决定; N——主轴转速，单位为r/min; D—工件直径或刀具直径，单位为mm。 计算的主轴转速n，最后要选取机床有的或较接近的转速。 根据《数控车削编程与加工技术》(北京理工大学版社)表查，结合实际加工经验得出粗车直线时n=600r/min，钻孔时n=600r/min，精车时n=1000r/min，切槽时n=600r/min。粗车和精车的主轴转速的选取都是根据平时上课所讲的及前人的实践经验所给定的。 2.7.2确定进给速度 进给速度是数控机床切削用量中的重要参数，主要根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性质选取。最大进给速度受机床刚度和进给系统的性能限制。确定进给速度的原则:当工件的质量要求能够得到保证时，为提高生产效率，可选择较高的进给速度。一般在100,200mm/min范围内选取;在切断、加工深孔或用高速钢刀具加工时，宜选择较低的进给速度，一般在20,50mm/min范围内选取;当加工精度，表面粗糙度要求高时，进给速度应选小些，一般在20,50mm/min范围内选取;刀具空行程时，特别是远距离“回零” 第13页 平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书(论文) 时，可以设定该机床数控系统设定的最高进给速度。进给速度(V):粗加工时，为提高生产f 效率，在保证工件质量的前提下可选择较高的进给速度，粗车时一般选取0.1,0.3mm/r，精车时常取0.05,0.15mm/r，本题粗加工时候进给速度选取0.1mm/r，精加工时候进给速度选取0.05mm/r，切槽时候取0.07mm/r。 2.7.3确定背吃刀量 背吃刀量根据机床、工件和刀具的刚度来决定，在刚度允许的条件下，应尽可能使背吃刀量等于工件的加工余量，这样可以减少走刀次数，提高生产效率。为了保证加工表面质量，可留少量精加工余量，一般0.2,0.5mm,总之，切削用量的具体数值应根据机床性能、相关的手册并结合实际经验用类比方法确定。同时，使主轴转速、切削深度及进给速度三者能相互适应，以形成最佳切削用量。 根据零件的结构特点，外轮廓采用90度外圆车刀，轮廓粗加工时留1mm的精车余量，粗加工时选主轴转速为s=600r/min，进给速度V =120mm/min;精加工选主轴转速f S=1000r/min;进给速度V =50mm/min。 f 2.8零件工艺文件的编制 2.8.1零件的数控车削加工工序卡片 见表2-4和表2-5 表2-4衬套零件的数控加工工序卡 产品名称 零件名称 零件图号 数控加工工序卡 轴承衬套 04 工序程序编号 夹具名称 夹具编号 使用设备 车间 号 数控实 三爪卡盘 001 O0041 CKA6140 训中心 切削用量 刀具 工步量具工步内容 主轴转速备注 进给速度F背吃刀量 号 名称 编号 名称 -1-1n(r?min) (mm?r) α?mm p 外圆 车左端面 自动 1 600 0.2 1.5 T0101 车刀 钻预加工孔 麻花钻 自动 2 600 0.07 T0202 粗车外轮廓，留精外圆 外径自动 3 600 0.1 1.0 T0101 第14页 平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书(论文) 加工余量0.4mm 车刀 千分 尺 精加工外圆柱面 1000 0.05 0.2 粗车内孔留0.4mm内径 600 0.1 1.0 内孔 精加工余量 千分自动 4 T0303 车刀 精加工内孔 尺 800 0.05 0.2 编制 宋云飞 审核 批准 共1页 第1页 表2-5衬套零件的数控加工工序卡 产品名称 零件名称 零件图号 数控加工工序卡 轴承衬套 04 工序号 程序编号 夹具名称 夹具编号 使用设备 车间 数控实 三爪卡盘(软爪) 002 O0042 CKA6140 训中心 切削用量 刀具 量具工步号 工步内容 主轴转速备注 进给速度背吃刀量编号 名称 名称 -1-1n(r?min) F(mm?r) α?mm p 外圆 车右端面 自动 1 600 0.2 1.5 T0101 车刀 粗车外轮廓，留精外径 600 0.1 1.0 外圆 加工余量0.4mm 千分自动 2 T0101 车刀 精加工外圆柱面 尺 1000 0.05 0.2 粗车内孔留 内径0.4mm精加工余内孔 600 0.1 1.0 千分自动 3 T0303 量 车刀 尺 精加工内孔 800 0.05 0.2 切外沟槽 切槽刀 4 600 0.07 T0404 编制 宋云飞 审核 批准 共1页 第1页 2.8.2加工程序编制 衬套需要调头装夹加工，需要编写两个程序。 1)第一次安装 工件左端加工程序参见表2-6 第15页 平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书(论文) 表2-6衬套零件数控参考程序单1 安装后右 零件号 零件名称 轴承衬套 编程原点 04 端面中心 程序号 数控设备 编制 宋云飞 O0041 CKA6140 程序内容 简要说明 G40 G97 G99 ; 主轴正转，转速为600r?min M03 S600 ; 调用1号外圆车刀 T0101 ; 切削液开 M08; 快速定位接近工件 G00 X65. Z5. ; 刀具与端面对齐 G01 Z0 F0.1 ; X—1. ; 车端面 退刀到换刀点 G00 X100. Z150. T0100 ; 程序停止 M00 ; 换钻头 T0202 ; 主轴正转，转速为600r?min M03 S600 ; 钻孔循环起点 G00 X0 Z5. ; 钻孔循环，每次退刀2mm G74 R2. ; G74 Z—65. Q8000 F0.1 ; 钻通孔，每次进给8mm 回换刀点 G00 X100. Z15.0 T0200 ; 换外圆刀 T0101 ; 主轴正转，转速为800r?min M03 S800 ; G90循环起点 G00 X65. Z5. ; G90 X58.5 Z—30. F0.1 ; G90循环粗车Φ58mm外圆，留精加工余量0.5mm 至倒角延长线 G00 X54. ; 至倒角起点 G01 Z0 F0.2 ; X58. Z—2. ; 切削倒角 Z—28. ; 粗车Φ58mm外圆 X向退刀 X62. ; 返回退刀点 G00 X100. Z150. T0100 ; 换内孔镗刀 T0303 ; 第16页 平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书(论文) 主轴正转，转速为600r?min M03 S600 ; 至循环起点 G00 X27.5 Z5. ; G71内孔复合循环切削 G71 U1. R0.5 ; G71 P10 Q20 U—0.5 W0 F0.1 ; X向留精加工余量0.5mm，Z向车至尺寸 精加工首段 N10 G01 X32. S800 F0.05 ; 至倒角起点 Z0 ; X30. Z—1. ; 车倒角 Z—24. ; 车Φ30mm内孔 车内端面 X32. ; Z—40. ; 车Φ32mm内孔 精加工末段，车内端面 N20 X30. ; 程序停止 M00 ; 精加工循环 G70 P10 Q20 ; 回换刀点 G00 G40 X100. Z150. T0300 ; 关切削液 M09 ; 主轴停止 M05 ; 程序结束 M30 ; 2)第二次安装 工件右端加工程序参见表2-7 表2-7衬套零件数控参考程序单2 安装后右 零件号 零件名称 轴承衬套 编程原点 04 端面中心 程序号 数控设备 编制 宋云飞 O0042 CKA6140 程序内容 简要说明 G40G97G99 主轴正转，转速为600r?min M03 S600 ; 调用1号外圆车刀，建立工件坐标系 T0101 ; 开切削液 M08 ; 刀具快速定位 G00 X65. Z5. ; 刀具对齐端面 G01 Z0 F0.1 ; X—1. ; 车端面 定位至循环起点 G00 X65. Z5. ; 第17页 平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书(论文) G71 循环车表面，X向切深1mm G71 U1. R0.5 ; G71 P30 Q40 U—0.5 W0 F0.1 ; X向留精加工余量0.5mm 精车首段，至倒角延长线 N30 G01 X41 S800 F0.05 ; 至倒角起点 Z0. ; X45. Z—2. ; 车倒角 Z—35. ; 车Φ45mm外圆 车端面 N40 G40 X60. ; 主轴停止 M05 ; 精车循环 G70 P30 Q40 ; 快速退回换刀点 G00 X100. Z150. T0100 ; 主轴停止 M05 ; 换切槽刀 T0404 ; 主轴正转，转速为400r?min M03 S400 ; G00 X65. Z—35. ; 定位至切槽点 切2mm×0.5mm槽 G01 X57. F0.05 ; X向退刀 X60. ; 快速退回换刀点 G00 X100. Z150. T0400 ; 主轴停转 M05 ; 换镗刀 T0303 ; 主轴正转，转速为600r?min M03 S600 ; 至循环起点 G00 X28. Z5. ; G71 循环车内孔，X向切深1mm G71 U1. R0.5 ; G71 P50 Q60 U—0.5 W0 F0.1 ; X向留精加工余量0.5mm 精加工首段，至倒角延长线 N50 G00 X32. ; 倒角起点 G01 Z0 S1200 F0.05 ; X30. Z—1. ; 车倒角 Z—22. ; 车Φ30mm外圆 精加工末段，X向退刀 N60 X28. ; 主轴停止 M05 ; G70循环精车内孔 G70 P50 Q60 ; 退至换刀点 G00 X100. Z150. T0300 ; 关切削液 M09 ; 主轴停止 M05 ; 第18页 平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书(论文) 程序结束 M30 ; 第三章 零件的数控加工 3.1程序的键入 将数控机床开机后，进行以下操作将程序输入到CNC存储器中。 1)在MDI状态下输入程序 步骤如下: ? 按MDI键。 ? 接着按PROG键，则CRT/MDI面版画面显示如下: 程式(MDI) 00622 N00000 0OO41 % 〈- S 0 T0000 MDI ***** *** ,,, ,,:,,:,, (程式) (MDI) (现单节) (次单节) (操作) 将相应的指令、数字或字符输入到缓冲寄存器中，再按INSERT键，则程序即可输入屏 幕画面，直到所需的程序输入完毕。 注意: 在MDI 状态下输入的程序只能输入上表一个画面，且不得超过十句，此状态下所输入 的程序在运行完毕后会自动消失，存储器不会保存，如想让程序保存，可在编辑状态下输入 程序。 2)在编辑状态下输入程序 步骤如下: ?、首先按下编辑键，再按PROG键，则CRT/MDI变为如下画面: PROGRAM DIRECTORY O0041 N00000 PROGRAM(WM) EMEORY(CAAR) 第19页 平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书(论文) USED:135 31,680 空: 265 230,50 O NO) :COMMENT O0001 O0002 O0003 O0004 O0005 〈- S 0 T0000 EDIT ***** *** *** ,,:,,:,, (程式) (DIR+) [ ] (对话型) (操作) ?、 接着输入程序号，如O0041，再按INSERT键，则画面变为: 程式 O0041 N00000 O0041 % 〉- S 0 T0000 EDIT **** *** *** 05:23:52 (程式) (DIR) [ ] (对话型) (操作) 3)接着可连续输入所需的程序段，程序会被自动保存，以后可方便调出使用。 注意: 无论是在MDI或者编辑状态下编辑程序，都不要进入如下所示的画面 程式(BG-EDIT) V0000 N00000 第20页 平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书(论文) 程式) (DIR) [ ] (对话型) (操作) 此为背景编程画面，也称为后台编程，在此画面下编的程序如果不调至前台，也就是没设为前置画面时，机床不会自动运行该程序。 它的主要用途是，当前置程序正在自动运行加工零件时，操作人员可同时在此画面中编辑下一工序的程序。这样可以节约时间，提高工作效率，并且对当前的加工不会产生影响。若用此状态下编辑的程序时，可调至前台，才能运行该程序。 3.2对刀 对刀的目的是调整数控车床每把刀的刀位点，虽然各刀具的刀尖不在同一点上，但通这样使每把刀的X、Z轴在一理想位置，将使每把刀的刀位点都在某一理想位置上。 90?外圆刀的对刀方法(试切法) X轴对刀的步骤和方法: 1)启动主轴; 2)将所对刀具调至工作位置; 3)将工件外径车圆 3,5 MM 长，X向不动，沿 Z 向退出工件; 4)主轴停转; 5)用千分尺或卡尺测量工件直径; 6)按off/set键，CRT/MDI显示屏出现下面刀具形状补偿画面; 工具补正/形状 O0041 N005 番号 X Z R T W01 0.000 0.000 0.000 0 W02 0.000 0.000 0.000 0 W03 0.000 0.000 0.000 0 W04 0.000 0.000 0.000 0 W05 0.000 0.000 0.000 0 第21页 平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书(论文) W06 0.000 0.000 0.000 0 现在位置(相对坐标) U-0.000 W-0.000 S 0 T0000 EDIT STOP * * * * * * * 7:58:32 (补正) (SETING) (坐标系) ( ) (操作) 7) 按与补正下面所对应的软键(即CRT/MDI显示屏最下面的5个白色按键和“?”与“?” 两个扩展键)，CRT/MDI屏幕显示如下画面: 工具补正/形状 O0041 N005 番号 X Z R T W01 0.000 0.000 0.000 0 W02 0.000 0.000 0.000 0 W03 0.000 0.000 0.000 0 W04 0.000 0.000 0.000 0 W05 0.000 0.000 0.000 0 W06 0.000 0.000 0.000 0 现在位置(相对坐标) U-0.000 W-0.000 S 0 T0000 (摩耗) (形状) ( ) ( ) (操作) 8)按与形状所对应的软键，屏幕显示如下: 工具补正/形状 O0041 N03838 番号 X Z R T G01 0.000 0.000 0.000 0 G02 0.000 0.000 0.000 0 G03 0.000 0.000 0.000 0 G04 0.000 0.000 0.000 0 G05 0.000 0.000 0.000 0 G06 0.000 0.000 0.000 0 现在位置(相对坐标) U-0.000 W-0.000 S 0 T0000 第22页 平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书(论文) JOG * * * * * * * 7:58:32 (摩耗) (形状) ( ) ( ) (操作) 9)将光标移至所需的刀位，例如G01、G02或者其他刀位，输入所测直径值，则屏幕显 示如下; 工具补正/形状 O8383 N03838 番号 X Z R T G01 0.000 0.000 0.000 0 G02 0.000 0.000 0.000 0 G03 0.000 0.000 0.000 0 G04 0.000 0.000 0.000 0 G05 0.000 0.000 0.000 0 G06 0.000 0.000 0.000 0 现在位置(相对坐标) U-0.000 W-0.000 X59.653 S 0 T0000 JOG * * * * * * * 7:58:32 (NO检索) (测量) C.输入) (+输入) (输入) 10)按下测量下面的软键，则X轴对刀完成 工具补正/形状 O0041 N03838 番号 X Z R T G01 -252.325 -232.651 0.000 0 G02 0.000 0.000 0.000 0 G03 0.000 0.000 0.000 0 G04 0.000 0.000 0.000 0 G05 0.000 0.000 0.000 0 G06 0.000 0.000 0.000 0 现在位置(相对坐标) U-26.956 W-38.943 S 0 T0000 JOG * * * * * * * 7:58:32 (NO检索) (测量) C.输入) (+输入) (输入) 第23页 平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书(论文) Z轴对刀的步骤和方法(画面与X轴对刀相同) 1)启动主轴转动; 2)将刀靠近工件; 3)用车刀将工件端面车平; 4)车刀Z向不动，沿X向退出; 5)主轴停转; 6)按off/set键，CRT/MDI显示屏刀具形状补偿画面; 7)按补正 ? 形状 ? 将光标移至所需的刀位; 8)输入Z值，Z0; 9)按测量，Z轴对刀完成。 其余的对刀和上边步骤基本相同，但需注意的是Φ28mm麻花钻钻孔时，只需对Z轴即可;75?粗精镗刀对刀时要注意刀尖的方向及键入数值的正确性 3.3零件的自动加工及机床的关闭与清扫 3.3.1零件的自动加工 当程序输入、模拟正确无误后，将机床回零，建立机床坐标系，然后对刀、建立工件坐标系后，再将光标移到程序头，按自动键，然后按循环启动键，则程序自动运行开始加工零件。(首件试切应单段运行)。 3.3.2机床的关闭与清扫 1.机床的关闭 1)先将加工好的工件及刀具卸下; 2)其次按下“急停按钮”; 3)再按下系统电源关闭按钮; 4)最后将机床总电源旋钮旋至“OFF”处，机床关闭。 注意:关闭机床前应先将刀架移动到机床尾座附近后，再关闭机床。 2.机床清扫 机床的打扫应按照从上到下的顺序依次打扫，特别是个别的死角需认真清理，清扫干净之后应为机床涂抹润滑油，以防机床部件生锈或粉尘影响其加工精度。 第24页 平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书(论文) 第四章 总结 本设计虽然只是简单介绍了对衬套进行加工工艺规程的分析与制作，以及对其在数控车床上进行简单的加工步骤，但它具有一定的代表性。首先由于数控机床在现代社会是一种使用广泛、典型的机电一体化产品，数控机床采用的精密机械组件、灵敏的测量系统、精确的位置控制器和告警度的加工处理技术，不但保证了本次设计的加工精度，而且由于数控车床是一种高效的自动化机床，其自动加工避免了一些人为误差，提高了本次设计零件的生产合格率。同时在数控车床上，当零件程序输入之后进行模拟，在模拟过程中遵循先粗后精的原则，在模拟中我们可以清楚地观察到再走刀路线，以及检测程序的正确与否。以便能够随时对所编程序进行调整和修改，不单单提高工作效率而且可以提高产品质量和节约加工成本。并且其劳动强度比普车要小得多。同时在绘制零件图期间，CAD软件业带来了很大的方便，能够清晰地描绘出零件的各个部分及不同之处，还能够进行三维模拟，特别是在对零件进行工艺分析时必须一定的原则和来进行，否则就会造成不必要的麻烦，本次设计的步骤都是能够使零件成型的必不可少的步骤。 第25页 平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书(论文) 致谢 岁月如梭，转眼即是大学毕业时节，毕业设计的完成预示着我的大学生活也将结束。 首先，此次设计是在王老师的悉心指导下完成。他在忙碌的教学工作中挤出时间来审查、修改我的毕业设计，在这过程中他对我给予细心的指引与教导, 为我的毕业设计的顺利完成指出了很好的方向，同时还给我创造了很多锻炼提高的机会，使我得以最终完成毕业设计。没有老师的指导和帮助，我不可能在有限的时间里完成我的毕业设计。另外，他对事业的认真负责、执著追求及精益求精的工作态度和对问题的敏锐观察力都将是我永远学习的榜样，这些将是我今后的学习和工作中努力的方向。 其次，我要感谢我的家人,在这三年中虽然他们没有陪在我身边，可是他们的关怀却让我感到他们就在我身边。他们虽然不能在学习和工作上给予我很大的帮助，但他们在我的生活方面的关心是无微不至的，而且在这段时间内更是给我最大的精神支持。 最后我要感谢的是平职学院以及平职学院的每一位老师和同学，感谢学院对我的悉心培养，感谢老师们对我的关心支持和帮助，感谢三年中陪伴在我身边的同学、朋友，感谢他们为我提出有益的建议和帮助。 最后的最后，我要向百忙之中抽时间对本次设计进行审阅、评议和参与本人毕业设计答辩的各位老师表示感谢。 第26页 平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书(论文) 参考文献 [1].张丽荣.《AutoCAD2009中文版实用教程》.南京大学出版社.2011 [2].刘东晓.《公差配合与技术测量》.化工工业出版社.2007 [3].孙思弟.《数控车工实用技术手册》.江苏科学技术出版社.2006 [4].林琦.《数控设备与编程》.中国轻工业出版社.2009 [5].顾元国.《公差配合与测量技术》.北京理工大学出版社.2008 [6].邵芳 袁齐 夏继梅.《机械设计基础》.吉林大学出版社.2009 [7].张君.《数控机床编程与操作》.高等教育出版社.2009 [8].王爱玲《现代数控编程技术及应用》.国防工业出版社.2009 [9].徐宏海.《数控机床刀具及其应用》.化学工业出版社.2005 [10].华茂发.《数控机床加工工艺》.机械工业出版社.2010 [11].刘瑞已.《数控机床编程与操作》.北京大学出版社.2009 [12].唐应谦.《数控加工工艺学》.中国劳动保障出版社.2000 《机械制造基础》.北京大学出版社.2008 [13].徐从清. [14].朱凯.《机械设计基础》.西北工业大学出版社.2009 [15].张丽娟.《金属切削原理与刀具》.南京大学出版社.2011 [16].关颖.《FANUC系统数控车床培训教程》.化学工业出版社.2006. [17].李体仁.《数控手工编程技术》.化学工业出版社.2007 第27页