典型箱體類(lèi)零件的數(shù)控加工及編程

畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書(shū)題目數(shù)控軸類(lèi)零件加工工藝設(shè)計(jì)學(xué)生姓名： 學(xué)號(hào)班級(jí)：專(zhuān)業(yè)：分院：指導(dǎo)教師：2012年5月河北石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院（設(shè)計(jì)）專(zhuān)用紙河北石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院（設(shè)計(jì)）專(zhuān)用紙#todosomeprocessingandintheprocesscontroltheaccuracyofthemethod,toproducequalifiedproducts.AccordingtothecharacteristicsofCNQmachinetools,specificparts,theprocessanalysis, fixturescheme,cuttingtoolsandcuttingparametersselection,determinetheprocessingorderandprocessingline,NCprogramming.Throughthewholeprocessofdevelopment,fullyembodiestheCNCequipmenttoensuretheprocessingprecision,processingefficiency,simplifyingtheprocessandotheraspectsoftheadvantagesof.Keytechnology analysisoffeedroutecontrol schemeofmachiningsizeTOC\o"1-5"\h\z摘要 1目錄 3一、 箱體類(lèi)零件加工工藝分析 4（一） 、主要表面加工方法的選擇 4（二） 、擬定工藝過(guò)程的原則 4（三） 、定位基準(zhǔn)的選擇 5二、 確定毛坯制造方式 7三、 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 8（一） 、基準(zhǔn)選擇 8（二） 、制定工藝路線 8（三） 、選擇加設(shè)備及刀、夾、量具 9（四） 、加工工藝設(shè)計(jì) 9四、 數(shù)控加工程序設(shè)計(jì) 11（一） 、刀具軌跡 11（二） 、程序清單 12結(jié)論 17致謝 18參考文獻(xiàn) 19一、箱體類(lèi)零件加工工藝分析（一）、主要表面加工方法的選擇箱體的主要表面有平面和軸承支承孔。主要平面的加工，對(duì)于中、小件，一般在牛頭刨床或普通銑床上進(jìn)行。對(duì)于大件，一般在龍門(mén)刨床或龍門(mén)銑床上進(jìn)行。刨削的刀具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，機(jī)床成本低，調(diào)整方便，但生產(chǎn)率低；在大批、大量生產(chǎn)時(shí)，多采用銑削；當(dāng)生產(chǎn)批量大且精度又較高時(shí)可采用磨削。單件小批生產(chǎn)精度較高的平面時(shí)，除一些高精度的箱體仍需手工刮研外，一般采用寬刃精刨。當(dāng)生產(chǎn)批量較大或?yàn)楸ＷC平面間的相互位置精度，可采用組合銑削和組合磨削，如圖8-68所示。9（a）姣削 （b）需削圖8-68箱體平面的粗合儻削與唐酗箱體支承孔的加工，對(duì)于直徑小于？50mm勺孔，一般不鑄出，可采用鉆-擴(kuò)（或半精鏜）-鉸（或精鏜）的方案。對(duì)于已鑄出的孔，可采用粗鏜—半精鏜—精鏜（用浮動(dòng)鏜刀片）的方案。由于主軸軸承孔精度和表面質(zhì)量要求比其余軸孔高，所以，在精鏜后，還要用浮動(dòng)鏜刀片進(jìn)行精細(xì)鏜。對(duì)于箱體上的高精度孔，最后精加工工序也可采用珩磨、滾壓等工藝方法。（二）、擬定工藝過(guò)程的原則1、先面后孔的加工順序箱體主要是由平面和孔組成，這也是它的主要表面。先加工平面，后加工孔，是箱體加工的一般規(guī)律。因?yàn)橹饕矫媸窍潴w往機(jī)器上的裝配基準(zhǔn)，先加工主要平面后加工支承孔，使定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和裝配基準(zhǔn)重合，從而消除因基準(zhǔn)不重合而引起的誤差。另外，先以孔為粗基準(zhǔn)加工平面，再以平面為精基準(zhǔn)加工孔，這樣，可為孔的加工提供穩(wěn)定可靠的定位基準(zhǔn)，并且加工平面時(shí)切去了鑄件的硬皮和凹凸不平，對(duì)后序孔的加工有利，可減少鉆頭引偏和崩刃現(xiàn)象，對(duì)刀調(diào)整也比較方便。2、 粗精加工分階段進(jìn)行粗、精加工分開(kāi)的原則：對(duì)于剛性差、批量較大、要求精度較高的箱體，一般要粗、精加工分開(kāi)進(jìn)行，即在主要平面和各支承孔的粗加工之后再進(jìn)行主要平面和各支承孔的精加工。這樣，可以消除由粗加工所造成的內(nèi)應(yīng)力、切削力、切削熱、夾緊力對(duì)加工精度的影響，并且有利于合理地選用設(shè)備等。粗、精加工分開(kāi)進(jìn)行，會(huì)使機(jī)床，夾具的數(shù)量及工件安裝次數(shù)增加，而使成本提高，所以對(duì)單件、小批生產(chǎn)、精度要求不高的箱體，常常將粗、精加工合并在一道工序進(jìn)行，但必須采取相應(yīng)措施，以減少加工過(guò)程中的變形。例如粗加工后松開(kāi)工件，讓工件充分冷卻，然后用較小的夾緊力、以較小的切削用量，多次走刀進(jìn)行精加工。3、 合理地安排熱處理工序?yàn)榱讼T造后鑄件中的內(nèi)應(yīng)力，在毛坯鑄造后安排一次人工時(shí)效處理，有時(shí)甚至在半精加工之后還要安排一次時(shí)效處理， 以便消除殘留的鑄造內(nèi)應(yīng)力和切削加工時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。對(duì)于特別精密的箱體，在機(jī)械加工過(guò)程中還應(yīng)安排較長(zhǎng)時(shí)間的自然時(shí)效（如坐標(biāo)鏜床主軸箱箱體）。箱體人工時(shí)效的方法，除加熱保溫外，也可采用振動(dòng)時(shí)效。（三）、定位基準(zhǔn)的選擇1、粗基準(zhǔn)的選擇在選擇粗基準(zhǔn)時(shí)，通常應(yīng)滿足以下幾點(diǎn)要求：第一，在保證各加工面均有余量的前提下，應(yīng)使重要孔的加工余量均勻,孔壁的厚薄盡量均勻，其余部位均有適當(dāng)?shù)谋诤瘢坏诙?，裝入箱體內(nèi)的回轉(zhuǎn)零件（如齒輪、軸套等）應(yīng)與箱壁有足夠的間隙；第三，注意保持箱體必要的外形尺寸。此外，還應(yīng)保證定位穩(wěn)定，夾緊可靠。為了滿足上述要求，通常選用箱體重要孔的毛坯孔作粗基準(zhǔn)。例表8-10大批生產(chǎn)工藝規(guī)程中，以I孔和H孔作為粗基準(zhǔn)。由于鑄造箱體毛坯時(shí)，形成主軸孔、其它支承孔及箱體內(nèi)壁的型芯是裝成一整體放入的，它們之間有較高的相互位置精度，因此不僅可以較好地保證軸孔和其它支承孔的加工余量均勻，而且還能較好地保證各孔的軸線與箱體不加工內(nèi)壁的相互位置，避免裝入箱體內(nèi)的齒輪、軸套等旋轉(zhuǎn)零件在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)與箱體內(nèi)壁相碰。根據(jù)生產(chǎn)類(lèi)型不同，實(shí)現(xiàn)以主軸孔為粗基準(zhǔn)的工件安裝方式也不一樣。大批大量生產(chǎn)時(shí)，由于毛坯精度高，可以直接用箱體上的重要孔在專(zhuān)用夾具上定位，工件安裝迅速，生產(chǎn)率高。在單件、小批及中批生產(chǎn)時(shí)，一般毛坯精度較低，按上述辦法選擇粗基準(zhǔn)，往往會(huì)造成箱體外形偏斜，甚至局部加工余量不夠，因此通常采用劃線找正的辦法進(jìn)行第一道工序的加工，即以主軸孔及其中心線為粗基準(zhǔn)對(duì)毛坯進(jìn)行劃線和檢查，必要時(shí)予以糾正，糾正后孔的余量應(yīng)足夠，但不一定均勻。2、精基準(zhǔn)的選擇為了保證箱體零件孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的相互位置和距離尺寸精度，箱體類(lèi)零件精基準(zhǔn)選擇常用兩種原則：基準(zhǔn)統(tǒng)一原則、基準(zhǔn)重合原則。一面兩孔（基準(zhǔn)統(tǒng)一原則）在多數(shù)工序中，箱體利用底面（或頂面）及其上的兩孔作定位基準(zhǔn)，加工其它的平面和孔系，以避免由于基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換而帶來(lái)的累積誤差。如表8-9所示的大批生產(chǎn)工藝過(guò)程中，以頂面及其上兩孔2-?8H7為定位基準(zhǔn)，采用基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。三面定位（基準(zhǔn)重合原則）箱體上的裝配基準(zhǔn)一般為平面，而它們又往往是箱體上其它要素的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，因此以這些裝配基準(zhǔn)平面作為定位基準(zhǔn)，避免了基準(zhǔn)不重合誤差，有利于提高箱體各主要表面的相互位置精度。表8-8小批生產(chǎn)過(guò)程中即采用基準(zhǔn)重合原則。由分析可知，這兩種定位方式各有優(yōu)缺點(diǎn)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)條件合理確定。在中、小批量生產(chǎn)時(shí)，盡可能使定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，以設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)。而大批量生產(chǎn)時(shí)，優(yōu)先考慮的是如何穩(wěn)定加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率，由此而產(chǎn)生的基準(zhǔn)不重合誤差通過(guò)工藝措施解決，如提高工件定位面精度和夾具精度等。另外，箱體中間孔壁上有精度要求較高的孔需要加工時(shí)，需要在箱體內(nèi)部相應(yīng)的地方設(shè)置鏜桿導(dǎo)向支承架，以提高鏜桿剛度。因此可根據(jù)工藝上的需要，在箱體底面開(kāi)一矩形窗口，讓中間導(dǎo)向支承架伸入箱體。產(chǎn)品裝配時(shí)窗口上加密封墊片和蓋板用螺釘緊固。這種結(jié)構(gòu)形式已被廣泛認(rèn)可和采納。若箱體結(jié)構(gòu)不允許在底面開(kāi)窗口，而又必需在箱體內(nèi)設(shè)置導(dǎo)向支承架，中間導(dǎo)向支承需用吊架裝置懸掛在箱體上方，如圖8-69所示。由于吊架剛度差，安裝誤差大，影響孔系精度；且吊裝困難，影響生產(chǎn)率。as*69吊架式鐐模夾具二、確定毛坯及制造方式根據(jù)零件的材料HT150確定毛坯為鑄件，其生產(chǎn)類(lèi)型為中批生產(chǎn)。毛坯的鑄造方法選用砂型機(jī)器造型。又由于箱體零件的內(nèi)腔及4X?45,?35,?25等孔均需鑄出，故還應(yīng)安放型芯。此外，為消除殘余應(yīng)力，鑄造后應(yīng)安排人工時(shí)效。鑄造時(shí)，需加工平面留2mm勺加工余量，孑L內(nèi)壁留1.5mm加工余量，以滿足加工要求，即鑄件外形尺寸為348mM189.5mmK128mm三、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)（一）、基準(zhǔn)選擇首先以箱體底面為粗基準(zhǔn)加工出箱體頂部，然后以加工完的箱體頂部為精基準(zhǔn)進(jìn)行加工。箱體底面為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，以底面為粗基準(zhǔn)加工出頂面后，以頂面為精基準(zhǔn)可以保證箱體零件的重要孔的位置。（二）、制定工藝路線根據(jù)各表面的加工要求及加工的位置、精度，根據(jù)先面后孔，先主要表面后次要表面和先精加工后精加工的原則，將頂面加工放在最前面，然后加工箱體側(cè)凸臺(tái)表面，最后加工箱體側(cè)面孔壁，先粗加工蓋孔壁及軸承孔，后精加工軸承孔，擬定加工工藝路線如下：序號(hào)工序內(nèi)容鑄造時(shí)效10粗銑箱體頂面20粗銑箱體側(cè)面凸臺(tái)30粗銑箱體蓋板側(cè) 2X?58,2X?45,?35孔內(nèi)壁40精銑箱體蓋板側(cè)2X?45,?35軸承孔內(nèi)壁50粗銑箱體側(cè)2X?45,?25軸承孔內(nèi)壁60精銑箱體側(cè)2X?45,?25軸承孔內(nèi)壁70檢杳80入庫(kù)（三）選擇加設(shè)備及刀、夾、量具由于生產(chǎn)類(lèi)型為中批生產(chǎn)，具零件易于裝夾，故加工設(shè)備使用FANUCK650/1臥式數(shù)控銑床，夾具使用通用夾具，工件在機(jī)床上的裝卸換位采用人工完成。加工箱體頂面。選擇直徑為?40的硬質(zhì)合金面銑刀，來(lái)回三次即可銑完。加工箱體側(cè)面凸時(shí)選擇直徑為?20的硬質(zhì)合金端銑刀，加工箱體側(cè)面孔壁時(shí)選擇?12硬質(zhì)合金三面刃銑刀。量具分別選擇刀口形直尺及游標(biāo)卡尺。列得刀具明細(xì)表如下:加工位置所用刀具箱體頂面?40的硬質(zhì)合金面銑刀箱體側(cè)面凸臺(tái)面?20的硬質(zhì)合金端銑刀箱體側(cè)面孔壁?12硬質(zhì)合金三面刃銑刀箱體側(cè)面孔壁?12硬質(zhì)合金三面刃銑刀（四）、加工工藝設(shè)計(jì)1、減速箱頂面加工鑄造箱體時(shí)頂面留有1mm加D工余量，查數(shù)控機(jī)床技術(shù)手冊(cè)，零件頂面要求加工后粗糙度為3.2，只需進(jìn)行粗加工，查銑刀技術(shù)參數(shù)選用?40的硬質(zhì)合金面銑刀，整個(gè)加工過(guò)程走刀一次，主軸轉(zhuǎn)速選擇1500r/min，切削速度V=120m/min,進(jìn)給量選取0.4mm/z，背吃刀量ap=1mm

2、減速箱側(cè)凸臺(tái)面加工鑄造箱體時(shí)凸臺(tái)面上留有1mm加工余量，查數(shù)控機(jī)床技術(shù)手冊(cè)，零件表面要求加工后粗糙度為6.4，只需進(jìn)行粗加工，查銑刀技術(shù)參數(shù)選用?20的硬質(zhì)合金端銑刀，整個(gè)加工過(guò)程走刀一次，主軸轉(zhuǎn)速選擇1000r/min，切削速度V=100m/min,進(jìn)給量選取0.4mm/z，背吃刀量ap刀量ap=1mm。3、減速箱側(cè)蓋板孔及軸承孔加工蓋板孔壁要求加工后粗糙度為3.2，所以只進(jìn)行粗加工，軸承孔要求加工后粗糙度為1.6，所以只對(duì)軸承孔進(jìn)行精加工，蓋板孔切屑深度為22mm分為兩次走刀，每次各切削11mm軸承孔走刀一次，粗加工時(shí)各參數(shù)選取如下：主軸轉(zhuǎn)速選擇 800r/min,切削速度V=100m/min,進(jìn)給量選取0.3mm/z，背吃刀量a^1mm。精加工時(shí)：主軸轉(zhuǎn)速選擇1200r/min,切削速度V=80m/min,進(jìn)給量選取0.15mm/z,背吃刀量ap=°.5mm。4、減速箱側(cè)軸承孔加工軸承孔要求加工后粗糙度為1.6，所以先對(duì)軸承孔進(jìn)行粗加工，然后精加工，粗加工時(shí)各參數(shù)選取如下：主軸轉(zhuǎn)速選擇 800r/min,切削速度V=100m/mir,進(jìn)給量選取0.3mm/z，背吃刀量ap=1mm。精加工時(shí)：主軸轉(zhuǎn)速選擇1200r/min，切削速度V=80m/min,進(jìn)給量選取0.15mm/z,背吃刀量ap=0.5mm。四、數(shù)控加工程序設(shè)計(jì)（一） 、刀具軌跡根據(jù)加工零件的形狀尺寸及加工要求，計(jì)算加工所需各點(diǎn)坐標(biāo)及走刀路線如刀具軌跡圖所示，加工設(shè)備選擇 FANUCK650/1臥式數(shù)控銑床，夾具選擇通用夾具。每次加工前手動(dòng)對(duì)刀，刀具位于 （0,0）點(diǎn)上方與工件平面距離為20mm（二） .程序清單1、減速箱頂面加工刀具直徑?40,刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償為H1，切削用量為1mm主軸轉(zhuǎn)速為S=150Q切削速度F=120。程序如下：N1G92X0Y0Z0G17G21;N2G90G00Y-40;N3G00G43H1Z-21M03S1500;N4G01Y18F120;N5X320;N6Y54;N7X0;N8Y90;N9X320;N10G00Z0;N11X0Y0;N12M05;N13M30

2、減速箱側(cè)凸臺(tái)面加工刀具直徑?20,刀具半徑補(bǔ)償為速為S=100Q切削速度F=100。程序如下：N1G92X0YOZ0G17G21；N2G90GOOZ-21M03S1000；N3G01X7.5G41D1F100；N4G02X7.5YOI17.5 ；N5G01X58Y20；N6G02X58Y20112；N7GOOZ0;N8GOOX0Y0:D1,切削用量為1mmD1,切削用量為1mm主軸轉(zhuǎn)yftAw-Si aN10M30;3、減速箱蓋板孔及軸承孔加工粗加工：刀具直徑?3、減速箱蓋板孔及軸承孔加工粗加工：刀具直徑?12,刀具半徑補(bǔ)償為D1,切削用量為1mm主軸轉(zhuǎn)速為S=800,切削速度F=100,蓋板孔內(nèi)壁共22mm分兩次銑削，每次11mm對(duì)于軸承孔還留有0.5mm加工余量，用于精加工.。程序如下：yN1G92X0YOZ0G17G21;N2G90GOOX90Y50;N3GOOZ-31M03S800;N4G01X61G41D1F100;N5G02I29;N6G01X90Y50;N7Z-42;N8X61;N9G02I29;N10G01X90Y50;N11Z-54;N12X68;N13G02I22;N14GOOZ0;N15X180;N16Z-54;N17G01X163F100;N18G02117;N19GOOZ0;N20X270;N21Z-31;N22G01X241F100;N23G02I29;N24G01X270;N25Z-42;N26X241;N27G02I29;N28G01X270;N29Z-54;N30X248;N31G02I22;N32GOOZ0;N33X0Y0;N34M05;N35M30精加工：僅加工軸承孔，切削用量為0.5mm主軸轉(zhuǎn)速為S=1200,切削速度F=80。程序如下：N1G92X0Y0Z0G17G21;N2G90G00X90Y50;N3G00Z-54M03S1200;N4G01G41D1X67.5F80;N5G02I22.5;N6G00Z0;N7X180;N8Z-54;N9G01X162.5F80;N10G02I17.5;N11G00Z0;N12X270;N13Z-54;N14G01X247.5F80;N15G02I22.5;N16G00Z0;N17X0Y0;N18M05;N19M304、減速箱軸承孔加工粗加工：刀具直徑?12,刀具半徑補(bǔ)償為D1,切削用量為1mm主軸轉(zhuǎn)速為S=800,切削速度F=100,軸承孔留有0.5mm加工余量，用于精加工.。程序如下：N1G92X0YOZ0G17G21;N2G90GOOX90Y50;N3GOOZ-32M03S800;N4G01G41D1X68F100;N5G02I22;N6GOOZ0;N7X180;N8Z-32;N9G01X168F100;N10G02112;N11GOOZ0;N12X270;N13Z-32;N14G01X248F100;N15G02I22;N16GOOZ0;N17GOOX0Y0;N18M05;N19M30;精加工：加工軸承孔，切削用量為0.5mm主軸轉(zhuǎn)速為S=1200,切削速度F=80。程序如下：N1G92X0YOZ0G17G21;N2G90GOOX90Y50;N3GOOZ-32M03S1200;N4G01G41D1X67.5F80;N5G02I22.5;N6GOOZ0;N7X180;N8Z-32;N9G01X167.5F80;N10G02I12.5;N11GOOZ0;N12X270;N13Z-32;N14G01X247.5F80;N15G02I22.5;N16GOOZ0;N17GOOX0Y0;N18M05;N19M30;結(jié)論這次機(jī)床數(shù)控技術(shù)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)，是我們第一次較全面的設(shè)計(jì)工藝及加工能力的訓(xùn)練，通過(guò)這次訓(xùn)練，使得我們對(duì)數(shù)控機(jī)床加工基礎(chǔ)知識(shí)及其它學(xué)科之間的聯(lián)系有了一個(gè)較為系統(tǒng)全面的認(rèn)識(shí)，加深了對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解和運(yùn)用，將原來(lái)看來(lái)比較抽象的內(nèi)容實(shí)現(xiàn)了具體化，初步掊養(yǎng)了我們理論聯(lián)系實(shí)際的設(shè)計(jì)思想，訓(xùn)練了綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和相關(guān)課程的理論，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際分析和解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力，鞏固、加深和擴(kuò)展了有關(guān)方面的知識(shí)。通過(guò)制訂加工工藝方案，合理選擇刀具及切削參數(shù)，正確計(jì)算加工中所需坐標(biāo)，以及較全面地考慮制造工藝、使用和維護(hù)等要求，之后進(jìn)行工藝分析設(shè)計(jì)，達(dá)到了解和掌握機(jī)械零件、數(shù)控機(jī)床裝置和加工工藝過(guò)程和方法，對(duì)如計(jì)算、繪圖、熟練和運(yùn)用設(shè)計(jì)資料（包括手冊(cè)、圖冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等）以及使用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)、進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)估算和處理數(shù)據(jù)等方面的能力進(jìn)行了一次全面的訓(xùn)練。因?yàn)楸菊n程的主要目標(biāo)