復(fù)雜零件加工工藝設(shè)計(jì)及數(shù)控程序編制范本

1、 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)  題 目 復(fù)雜零件加工工藝設(shè)計(jì)及 數(shù)控程序編制 專 業(yè) 數(shù) 控 技 術(shù) 班 級(jí) 數(shù) 控 班 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 年 月 日目 錄摘要關(guān)鍵詞1 設(shè)計(jì)要求11.1 設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)部分11.1.1 加工路線方案的擬訂與選擇11.1.2 加工工序的安排與說(shuō)明11.1.3 毛坯、工藝參數(shù)、刀夾具與機(jī)床的選擇與說(shuō)明11.1.4 加工表面的程序清單11.1.5 其他12.2 設(shè)計(jì)繪圖部分12.2.1 數(shù)控加工工序卡片12.2.2 數(shù)控加工走刀路線圖12 零件的分析與毛坯的選擇12.1 生產(chǎn)類型的確定12.2 零件的分析12.3 毛坯的選擇23 加工路線方案的擬訂與選擇2

2、3.1 平面加工方法的選擇23.2 凸臺(tái)加工方案23.3 孔加工方案23.3.1 擴(kuò)孔23.3.2 鉸孔23.3 定位基準(zhǔn)的選擇33.4 加工階段的劃分33.5 工序的劃分34 工藝參數(shù)、刀夾具與機(jī)床的選擇34.1 機(jī)床的選擇34.2 夾具的選擇44.2.1 三爪卡盤44.2.2 四爪卡盤44.2.3 虎鉗44.3 刀具的選擇44.4 走刀路線的選則54.5 切削用量的確定54.6 加工余量的卻定54.7 主軸轉(zhuǎn)速54.8 進(jìn)給量65 加工表面的程序清單66 其它的工序設(shè)計(jì)66.1 輔助工序的安排66.2 熱處理工序的安排66.3 測(cè)量方法67 填寫工藝文77.1 外輪廓加工工序卡片77.2

3、內(nèi)型腔加工工序87.3 內(nèi)型腔走刀路線卡片97.4外輪廓走刀路徑108 程序編制109 結(jié)論10參考文獻(xiàn)11復(fù)雜零件加工工藝設(shè)計(jì)及數(shù)控程序編制摘 要:本課題主要是對(duì)復(fù)雜零件進(jìn)行加工工藝分析，采用具體事例分析的方法，說(shuō)明復(fù)雜零件加工工藝的分析步驟，同時(shí)對(duì)復(fù)雜零件進(jìn)行程序編制的說(shuō)明，確定本設(shè)計(jì)通過(guò)查閱相關(guān)的書(shū)籍及對(duì)市場(chǎng)及人們生活的調(diào)查，分析了復(fù)雜零件的數(shù)控加工工藝及編程在我國(guó)的重要性及所存在的問(wèn)題，從而做出相應(yīng)的措施。根據(jù)設(shè)計(jì)要求制定多種方案，完成對(duì)復(fù)雜零件加工工藝設(shè)計(jì)及數(shù)控程序編制確定裝夾方案，定位及相關(guān)的工序內(nèi)容。復(fù)雜零件的工藝設(shè)計(jì)及程序的編制已是時(shí)代的必須，它的發(fā)展將推動(dòng)我國(guó)工業(yè)的發(fā)展。關(guān)鍵

4、詞: 復(fù)雜零件加工 工藝設(shè)計(jì) 程序編制 1 設(shè)計(jì)要求1.1 設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)部分1.1.1 加工路線方案的擬訂與選擇1.1.2 加工工序的安排與說(shuō)明1.1.3 毛坯、工藝參數(shù)、刀夾具與機(jī)床的選擇與說(shuō)明1.1.4 加工表面的程序清單1.1.5 其他2.2 設(shè)計(jì)繪圖部分2.2.1 數(shù)控加工工序卡片2.2.2 數(shù)控加工走刀路線圖圖名圖幅張數(shù)折合零號(hào)圖數(shù)數(shù)控加工工序卡片A32數(shù)控加工走刀路線圖A32合計(jì)42 零件的分析與毛坯的選擇2.1 生產(chǎn)類型的確定確定生產(chǎn)類型的依據(jù)-生產(chǎn)綱領(lǐng)生產(chǎn)綱領(lǐng) N=Q×n×(1+%+%)式中 N-零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)Q-產(chǎn)品的年產(chǎn)量n-每臺(tái)產(chǎn)品中，該零件的數(shù)量（

5、件/臺(tái)）%-備品率%-廢品率根據(jù)該公式確定此零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為100-500件，確定其生產(chǎn)類型為小批量生產(chǎn)，相對(duì)來(lái)說(shuō)選取的毛坯精度稍低、加工的余量大。工藝過(guò)程卡片比較簡(jiǎn)單。需要熟練的技術(shù)工人。2.2 零件的分析此零件結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，形狀為長(zhǎng)方形，主要由平面、外輪廓、內(nèi)型腔及平行孔系組成。此零件為配合件加工，其中六面已經(jīng)加工完成，所以只需要進(jìn)行凸臺(tái)形狀的加工，以及相關(guān)的孔系的加工。其中內(nèi)型腔、凸臺(tái)的外輪廓以及孔系部分粗糙度為1.6m，既加工精度相對(duì)來(lái)說(shuō)要達(dá)到很高的要求，一般為7-8級(jí)，一般需要進(jìn)行進(jìn)一步的加工，以達(dá)到加工要求，其中凸臺(tái)的外邊的上平面要求與零件的下平面的平行度達(dá)到0.02m，孔系的外輪

6、廓面與該零件的右側(cè)面的對(duì)稱度達(dá)到0.04m，其于達(dá)到3.2m的粗糙度。并且根據(jù)公差要求來(lái)進(jìn)行調(diào)配。2.3 毛坯的選擇工藝設(shè)計(jì)時(shí)，毛坯的選擇是指確定毛坯的種類、制造方法以及余量確定后的毛坯尺寸。零件材料為45號(hào)鋼，根據(jù)技術(shù)要求，要求零件進(jìn)行去毛刺的處理，即要求外形光潔且美觀，根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)形狀及外形尺寸以及生產(chǎn)綱領(lǐng)的大小可選擇鍛件，3 加工路線方案的擬訂與選擇3.1 平面加工方法的選擇根據(jù)零件的要求，制定如下兩種方案。方案不進(jìn)行任何處理方案銑床 精加工磨根據(jù)零件的技術(shù)要求，其中六面已經(jīng)加工完成，只有加工完凸臺(tái)之后剩下的表面，因?yàn)樗募庸ぞ刃枰_(dá)到7-8精度，所以需要進(jìn)行精加工以保證達(dá)到技術(shù)要求

7、，所以選擇方案。3.2 凸臺(tái)加工方案方案粗車半精車方案粗車半精車精車根據(jù)零件的精度要求，凸臺(tái)達(dá)到7-8級(jí)精度，要進(jìn)行精加工。所以選擇方案，方案只能達(dá)到8級(jí)以上精度，所以它達(dá)不到零件的技術(shù)要求。3.3 孔加工方案采用銑床加工，加工方案如下：鉆中心孔擴(kuò)粗鉸精鉸因?yàn)榱慵膱D紙中要求孔的粗糙度達(dá)到1.6所以精度要達(dá)到7級(jí)以上，所以粗鉸仍然達(dá)不到技術(shù)要求，還要進(jìn)行精鉸，由于零件有一定的硬度，所以不能直接進(jìn)行鉆孔，要先進(jìn)行鉆中心孔，防止鉆頭磨損，以及保持中心度。3.3.1 擴(kuò)孔擴(kuò)孔用以擴(kuò)大已加工出的孔（鑄出、鍛出或鉆出的孔），它可以校正孔的軸線偏差，并使其獲得正確的幾何形狀和較小的表面粗糙度，其加工精度一

8、般為IT9IT10級(jí)，表面粗糙度、Ra=3.26.3m。擴(kuò)孔的加工余量一般為0.24mm。3.3.2 鉸孔鉸孔是用鉸刀從工件壁上切除微量金屬層，以提高孔的尺寸精度和表面質(zhì)量的加工方法。鉸孔是應(yīng)用較普遍的孔的精加工方法之一，其加工精度可達(dá)IT6IT7級(jí)，表面粗糙度Ra=0.40.8m。3.3 定位基準(zhǔn)的選擇根據(jù)上述零件幾何結(jié)構(gòu)分析及技術(shù)分析，平面A以及平面B為重要加工表面，根據(jù)粗基準(zhǔn)的選擇原則，同時(shí)，零件的內(nèi)型腔以及凸臺(tái)的精度要求較高，所以根據(jù)精基準(zhǔn)的基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，選則平面B作為基準(zhǔn)，進(jìn)行加工凸臺(tái)以及內(nèi)型腔，保證剩下的表面與平面B的平行度，保證達(dá)到20 mm和15 mm的尺寸要求。根據(jù)基準(zhǔn)統(tǒng)一原

9、則，以平面B為基準(zhǔn)加工孔等，同時(shí)保證與平面A的對(duì)稱度要求，同時(shí)保證尺寸的要求。3.4 加工階段的劃分按照零件的加工要求以及加工后所要達(dá)到的技術(shù)要求,該零件加工階段可劃分為粗加工,半精加工,精加工三個(gè)階段 .粗加工階段:由于凸臺(tái)部分要求達(dá)到1.6m的粗糙度,所以不能夠一次完成,需要經(jīng)過(guò)多次加工,防止應(yīng)力過(guò)于集中,而造成工件的斷列或者工件的使用壽命過(guò)短,所以加工過(guò)程中,需要進(jìn)行熱處理.一保證加工要求.半精加工階段:此階段是一個(gè)過(guò)度階段,為下一步的精加工作好準(zhǔn)備,同時(shí),也可防止刀具由于切削量過(guò)大而造成的損壞.精加工階段:對(duì)于該零件,由于精度要求較高,所以是必須的一步,3.5 工序的劃分根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)

10、與尺寸要求,按照安裝次數(shù)劃分,方案如下方案按照粗精加工劃分，劃分為三道工序方案按照裝夾次數(shù)劃分，分為兩道工序。首先加工上表面的所有內(nèi)容，然后加工下表面的所有內(nèi)容。根據(jù)以上對(duì)零件的結(jié)構(gòu)分析以及技術(shù)要求的分析，可知此零件六面以加工完成，只需進(jìn)行凸臺(tái)，內(nèi)型腔，及孔的加工。根據(jù)零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，此零件需要進(jìn)行兩次加工，所以選擇方案，裝夾一次完成上表面加工。裝夾第二次，完成下表面的加工，所以根據(jù)工序集中的原則，按照裝夾次數(shù)劃分為兩道工序，減少了設(shè)備的數(shù)量，減少了操作工人及生產(chǎn)面積；減少了工序數(shù)目，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)計(jì)劃工作，縮短了生產(chǎn)周期。減少了工件的裝夾次數(shù)，有利于提高生產(chǎn)力，同時(shí)保證表面的加工精度。而方案，總的

11、來(lái)說(shuō)可以實(shí)施，但由于裝夾次數(shù)過(guò)多導(dǎo)致零件精度過(guò)低，從而達(dá)不到零件的技術(shù)的要求，生產(chǎn)起來(lái)也復(fù)雜，所以從各方面來(lái)說(shuō)，方案 不符合零件的要求。4 工藝參數(shù)、刀夾具與機(jī)床的選擇4.1 機(jī)床的選擇根據(jù)零件的形狀與結(jié)構(gòu)選擇YHM1100(A) 數(shù)控銑床 ，它適用于鉆、銑、鏜等工序及復(fù)雜的二、三維凸凹型腔和表面的自動(dòng)加工，配合多軸NC回轉(zhuǎn)工作臺(tái)可對(duì)工件實(shí)現(xiàn)多面體及特殊曲面和復(fù)雜型腔，孔位的殼體和模具加工。本機(jī)床的鑄件均采用樹(shù)脂砂鑄件，且經(jīng)過(guò)兩次人工時(shí)效處理，穩(wěn)定性好，強(qiáng)度高，各項(xiàng)精度穩(wěn)定可靠。 三軸滾珠絲桿均采用專業(yè)配套廠商提供的高精度產(chǎn)品，并且均進(jìn)行預(yù)拉伸。 軸承均采用日本進(jìn)口NSK配對(duì)組合的滾珠絲桿專用

12、軸承。超高頻淬火處理的硬軌，采用周邊磨削工藝精磨，與其配合的粘貼Turcite-B耐磨片并精細(xì)研刮，耐磨性好，精度保持長(zhǎng)久。機(jī)床的潤(rùn)滑系統(tǒng)均采用定時(shí)，定量自動(dòng)集中供油潤(rùn)滑系統(tǒng)，可確保每個(gè)潤(rùn)滑部位都得到充分潤(rùn)滑4.2 夾具的選擇4.2.1 三爪卡盤根據(jù)零件的形狀及加工方法可知，零件不能用三爪卡盤來(lái)裝夾，因?yàn)槿ūP的特點(diǎn)是：三爪卡盤是靠其法蘭盤上的螺紋直接旋裝在車床主軸上。三爪卡盤安裝工件三爪卡盤是車床上應(yīng)用最廣的通用夾具，適合于安裝短圓棒料或盤類（直徑較大的盤狀工件中，可用反三爪夾持）工件。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)小傘齒輪時(shí)，大錐齒輪便轉(zhuǎn)動(dòng)，它背面的平面螺紋就使三個(gè)卡爪同時(shí)向中心靠近或退出，以?shī)A緊不同直徑的工件

13、。三爪卡盤裝夾方便能自動(dòng)定心，但其定心準(zhǔn)確度不高，約為0.050.15mm。工件上同軸度要求較高的表面應(yīng)在一次裝夾中車出。由于零件要求精度很高，所以定位也非常關(guān)鍵 ，必須選擇比較精確的夾具，根據(jù)以上對(duì)三爪卡盤的分析，證明三爪卡盤不可以4.2.2 四爪卡盤而對(duì)于四爪卡盤安裝工件。四爪卡盤有四個(gè)互不相關(guān)的卡爪，各卡爪的背面有一半瓣內(nèi)螺紋與一螺桿相嚙合。螺桿端部有一方孔，當(dāng)用卡盤扳手轉(zhuǎn)動(dòng)某一螺桿時(shí)，相應(yīng)的卡爪即可移動(dòng)。如將卡爪調(diào)轉(zhuǎn)180°安裝，即成反爪。四爪卡盤由于四個(gè)卡爪均可獨(dú)立移動(dòng)，因此可安裝截面為方形、長(zhǎng)方形、橢圓以及其它不規(guī)則形狀的工件。同時(shí)，四爪卡盤比三爪卡盤的夾緊力大，所以常用

14、來(lái)安裝較大的圓形工件。由于四爪卡盤的四個(gè)卡爪是獨(dú)立移動(dòng)的，在安裝工件時(shí)須進(jìn)行仔細(xì)的找正工件，一般用劃針盤按工件內(nèi)外圓表面或預(yù)先劃出的加工線找正，其定位精度較低，為0.20.5mm。用百分表按工件精加工表面找正，其定位精度可達(dá)0.020.01mm。4.2.3 虎鉗虎鉗是用來(lái)夾持工件，其規(guī)格以鉗口的寬度來(lái)表示，常用的有100、125、150mm三種，使用虎鉗時(shí)應(yīng)注意： （1）工件盡量夾在鉗口中部，以使鉗口受力均勻； （2）夾緊后的工件應(yīng)穩(wěn)定可靠，便于加工，并不產(chǎn)生變形； （3）夾緊工件時(shí)，一般只允許依靠手的力量來(lái)扳動(dòng)手柄，不能用手錘敲擊手柄或隨意套上長(zhǎng)管子來(lái)扳手柄，以免絲杠、螺母或鉗身?yè)p壞。 （4

15、）不要在活動(dòng)鉗身的光滑表面進(jìn)行敲擊作業(yè)，以免降低配合性能； （5）加工時(shí)用力方向最好是朝向固定鉗身。所以根據(jù)以上的介紹可以知道，該零件選擇精密虎鉗進(jìn)行夾緊以及定位。4.3 刀具的選擇根據(jù)零件的形狀結(jié)構(gòu)，選擇刀具如下：凸臺(tái)的輪廓粗加工用直徑為30 mm的銑刀 ，精加工選擇直徑為20 mm的銑刀，內(nèi)型腔粗加工選擇直徑為10 mm的銑刀，精加工選擇直徑為5 mm的銑刀。平面的精加工選擇直徑為5 mm的平面銑刀，因?yàn)榇肆慵?nèi)型腔的寬度只有20 mm，所以選擇直徑較小的刀具這樣可以保證零件平面的精度，同時(shí)也可以防止加工好的零件輪廓由于刀具過(guò)大而造成損壞。都采用環(huán)行加工的方法，一層一層的銑削，可以提高零件

16、的精度，也為最后的精加工做好準(zhǔn)備。孔的加工，首先選擇直徑為10 mm的鉆頭進(jìn)行鉆中心孔，以保證同軸度等要求，然后選擇直徑為19 mm的鉆頭做粗加工，然后選擇直徑為20 mm的鉆頭進(jìn)行最后的鉸孔，以保證質(zhì)量。4.4 走刀路線的選則為了防止零件輪廓的損壞，保證零件表面的光整，不出現(xiàn)刀痕，切削時(shí)采用按照零件的輪廓線切向切入切出，以保證零件的技術(shù)要求 ，達(dá)到圖紙要求。采用層銑削的方法。進(jìn)一步保證零件的質(zhì)量。4.5 切削用量的確定切削用量一般包括背吃刀量，進(jìn)給速度，主軸轉(zhuǎn)速等，具體安排見(jiàn)下面的分析。4.6 加工余量的卻定根據(jù) 零件的結(jié)構(gòu)為旋轉(zhuǎn)表面，加工余量從直徑上考慮，既雙邊余量。實(shí)際所切除的金屬厚度為

17、直徑上的加工余量的一半，計(jì)算公式如下：對(duì)于外表面 Zi=Li-1-Li 對(duì)于內(nèi)表面 Zi=Li-Li-1對(duì)于軸 2Zi=di-1-di對(duì)于孔 2Zi=Di-1-Di式中 Zi- 本道工序的單邊余量；Li- 本道工序的工序的尺寸Li-1- 上道工序的工序 尺寸Di - 本道工序的孔直徑Di-1 - 上道工序的孔直徑di - 本道工序的外圓直徑di-1 - 上道工序 的外圓直徑；各道工序的余量之和為加工總余量。所以確定加工余量為：凸臺(tái)進(jìn)行多次加工，粗加工余量為2 mm。根據(jù)零件的精度要求，精加工已經(jīng)能夠達(dá)到要求，所以精加工時(shí)為最后的一步，不留加工余量?jī)?nèi)型腔分進(jìn)行幾次加工， 粗加工余量為2 mm，

18、半精加工余量為0.5 mm對(duì)于平面半精加工余量為 1 mm。精加工時(shí)為最后的一步，不留加工余量。對(duì)于孔，擴(kuò)孔時(shí)加工余量為2 mm。鉸孔為最后一步，不留加工余量。4.7 主軸轉(zhuǎn)速主軸轉(zhuǎn)速的計(jì)算公式如下： V=Dn/1000式中 V 主軸轉(zhuǎn)速D 刀具的直徑N 切削速度切削速度在機(jī)械手冊(cè)上可以查到，主軸轉(zhuǎn)速如下：粗銑輪廓時(shí)，主軸轉(zhuǎn)速為800，精銑的時(shí)候?yàn)?200。內(nèi)型腔粗加工時(shí)為800，精加工時(shí)為1000。鉆中心孔時(shí)為800，鉆19的孔時(shí)轉(zhuǎn)速為500，鉆20的孔時(shí)轉(zhuǎn)速為1200銑平面時(shí)精加工時(shí)主軸轉(zhuǎn)速為1000。4.8 進(jìn)給量進(jìn)給量的計(jì)算公式如下：f=nzfz式中： f 進(jìn)給量n 切削速度f(wàn)z 每齒

19、進(jìn)給量具體看工序表。5 加工表面的程序清單根據(jù)加工順序選擇原則，表面 程序加工清單安排如下表21加工順序加工內(nèi)容1凸臺(tái)2內(nèi)型腔3表面4孔表21表面加工程序清單6 其它的工序設(shè)計(jì)6.1 輔助工序的安排根據(jù)零件圖樣的技術(shù)要求，可知，零件需要進(jìn)行去毛刺處理，以便達(dá)到光整要求，同時(shí)保證了零件的質(zhì)量，便于最后應(yīng)用于實(shí)際當(dāng)中，6.2 熱處理工序的安排該零件需要進(jìn)行循環(huán)切削，加工過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生殘余應(yīng)力，所以在粗加工之后，精加工之前要安排一次熱處理，同時(shí)為了達(dá)到圖樣規(guī)定的零件強(qiáng)度，硬度和耐磨性目的，需要進(jìn)行最終熱處理，根據(jù)零件的要求，最終選擇淬火處理。6.3 測(cè)量方法因?yàn)樵摿慵膬?nèi)部不是很復(fù)雜，一般的測(cè)量工具就

20、可以了，所以采用游標(biāo)卡尺進(jìn)行測(cè)量，以保證加工質(zhì)量。7 填寫工藝文7.1 外輪廓加工工序卡片單位數(shù)控加工工序卡片產(chǎn)品名稱或代號(hào)零件名稱零件圖號(hào)復(fù)雜零件車間使用設(shè)備YHM1100(A)工藝序號(hào)程序編號(hào)1夾具名稱夾具編號(hào)精密虎鉗工步號(hào)工步作業(yè)內(nèi)容刀具號(hào)主軸轉(zhuǎn)速進(jìn)給速度背吃刀量備注1粗加工凸臺(tái)外輪廓T01800480自動(dòng)2精銑外輪廓T021200500自動(dòng)3粗加工內(nèi)型腔T03800360自動(dòng)4精銑內(nèi)型腔T041000480自動(dòng)5精銑表面T051000480自動(dòng)6鉆中心孔T0680050自動(dòng)7擴(kuò)孔T07500150自動(dòng)8 鉸孔T081200150自動(dòng)編制審核批準(zhǔn)年月日共 2 頁(yè)第 1 頁(yè)數(shù)控加工工序卡片

21、7.2 內(nèi)型腔加工工序單位數(shù)控加工工序卡片產(chǎn)品名稱或代號(hào)零件名稱零件圖號(hào)車間使用設(shè)備YHM1100(A)工藝序號(hào)程序編號(hào)2夾具名稱夾具編號(hào)精密虎鉗工步號(hào)工步作業(yè)內(nèi)容刀具號(hào)主軸轉(zhuǎn)速進(jìn)給速度背吃刀量備注1粗加工凸臺(tái)外輪廓T01800480自動(dòng)2精銑外輪廓T021200500自動(dòng)3粗加工內(nèi)型腔T03800360自動(dòng)4精銑內(nèi)型腔T041000480自動(dòng)5精銑表面T051000480自動(dòng)編制審核批準(zhǔn)年月日共 2 頁(yè)第 1 頁(yè)7.3 內(nèi)型腔走刀路線卡片數(shù)控加工工序卡片數(shù)控加工走刀路線圖零件圖號(hào)NC01工序號(hào)工步號(hào)程序號(hào)0100機(jī)床型號(hào)YHM1100(A)程序段號(hào)加工內(nèi)容銑輪廓周邊共2頁(yè)第1頁(yè)編程校對(duì)審批符號(hào)含義抬刀下刀編程原點(diǎn)起刀點(diǎn)走刀方向走刀線相交爬斜坡鉸孔行切7.4外輪廓走刀路徑數(shù)控加工走刀路線圖零件圖號(hào)NC01工序號(hào)工步號(hào)程序號(hào)0100機(jī)床型號(hào)YHM1100(A)程序段號(hào)加工內(nèi)容銑輪廓周邊共2頁(yè)第2頁(yè)編程校對(duì)審批符號(hào)含