三件配合圆锥螺纹配合件工艺设计与加工【通过答辩说明书+CAD图纸】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 圆锥 螺纹配合件 工艺 设计与加工 摘 要 本次设计和加工的圆锥螺纹配合零件是一种集合各种工艺设计在内的综合型零件。它能够有效的把我们三年所学的各类知识综合在一起运用。我从数控加工工艺分析、设备的选择、量具与冷却液的选择、加工方案的制定、刀具的选择、进给路线的制定、切削用量的选择、工艺卡片的制作，都经过了慎重考虑。为使零件经过数控加工得到最佳的精度和工艺设计要求，我还查阅了辅助设计与辅助制造 (数控加工工艺、数控刀具等书籍。确定了该零件的合理的数控加工工艺方案，最终才完成的零件的加工。 关键词 ： 圆锥螺纹配合件；工艺设计；加工；切削用量 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 目 录 绪论 . 1 1 概述 . 2 2 数控加工工艺分析 . 2 坯的选择 . 2 工余量的分析 . 2 工精度分析 . 2 位基准的选择 . 3 3 设备的选择 . 3 床的选择 . 3 备的介绍 . 3 具的选择 . 3 4 量具与冷却液的的选择 . 4 具的选择 . 4 却液的选择 . 4 5 圆锥螺纹配合件一的工艺方案 . 5 件图分析 . 5 艺分析 . 6 定装夹方案 . 6 定加工方案 . 6 定工步顺序、进刀路线和所用刀具 . 6 . 6 . 7 工另一端 . 7 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 . 7 . 8 . 9 . 9 . 9 c . 9 . 9 . 10 . 10 . 10 6 圆锥螺纹配合件二的工艺方案 . 13 件图工艺分析 . 13 定装夹方案 . 13 定工步顺序，进刀路线和所用刀具 . 13 . 13 . 14 . 14 . 14 . 15 . 15 定切削用量 . 15 写工艺文件 . 16 7 圆锥螺纹配合件三的工艺方案 . 18 艺分析 . 18 定装夹方式 . 19 定工步顺序，进给路线和所用刀具 . 19 . 19 . 19 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 . 19 . 19 . 20 . 20 . 21 . 21 定切削用量 . 21 写工艺文件 . 22 8 程序编写 . 24 结 论 . 31 致 谢 . 32 参考文献 . 33 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 绪论 进入 20 世纪 90 年代以来，随着计算机技术突飞猛进的发展， 数控技术正不断朝着高速化、高精度复合化、智能化及信 息网络化发展，从而提高 所加工零件精度，提高生产效率 、 节约加工成本。数控加工技术是先进制造技术的基础与核心，数控加工技术的普及将使现代制造技术产生巨大变革， 数控化更是一个国家制造现代化的一个重要标志。 这次毕业设计我选的课题是 配合件 的数控车削加工。它突出了数控加工的特点及零件加工过程中的工艺性特点。自己利用设备执行零件的实体加工，加工出合格的零件。综合用了三年所学的专业知识：机械制图、 子图板、 数控编程、数控加工工艺、机械制造 基础 等，还运用了我们所学的基础知识 如：计算机、英语等， 等多门学科理论进行知识的巩固 ，又能锻炼 自己 的实际动手 操作 能力，了解刀具的材料、特点、以及如何选用刀具等一系列问题。这不仅学到了理论知识 ,还将理论运用在了实际加工当中，将理论与实践有机的结合在一起。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 1 概述 数控车床是目前使用最广泛的数控机床之一。 数控车床主要用于加工轴类 、盘类等回转体零件。通过数控加工程序的运行，可自动完成内外圆柱面、圆锥面、成型表面、螺纹和端面等工序的切削 加工，并能进行车槽、 钻孔、扩孔、铰孔等工作。车削中心与数控车床的主要区别是车削中心具有动力刀架和 C 轴功能，可在一次装夹中完成更多的加工工序，提高加工精度和生产效率，如法兰盘内外圆、端面及圆周均布的通孔或台阶孔的加工，同时还可以加工变节距变径螺纹、端面凸轮槽、交叉槽等，等别适合于复杂形状回转类零件的加工。工艺分析是数控车削加工的前期工艺准备工作。工艺制定的合理与否，对程序编制、机床的加工效率和零件的加工精度都有重要的影响。因此，应遵循一般的工艺原则并结合数控车床的特点，认真而详细地制定好零件的数控加工工艺。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 2 数控加工 工艺分 析 坯的选择 轴类零件可根据使用要求、生产类型设备条件及结构，选用棒料、锻件等毛胚形式。对于外圆直径相差不大的轴一般以棒料为主。 45 钢是轴类零件的常用材料，它价格便宜经过调质（或正火）后，可得到较好的切削性能，而且能获得较高的强度和韧性等综合机械性能。下料的零件毛胚尺寸为外形件 11050配合 轴的阶梯孔和螺纹孔的毛呸尺寸分别为 505030 50。 工余量的分析 加工余量是指加工过程中从加工表面切除金属层的厚度。加工余量的大小对零件的加工质量和制造的经 济性有较大的影响。余量过大会浪费原材料及机械加工的工时，增加机床、刀具及能源的消耗；余量过小则不能消除上工序留下的各种误差、表面缺陷和本工序的装夹误差，容易造成废品。 因此，应根据影响余量大小的因素合理地确定加工余量。该零件 内孔的粗糙度值均为 车后留余量 车完成。 工 精度分析 通过上述分析，采取以下几点工艺措施， 该 零件最高精度等级为 7） 级，该零件公差值只 偏向一边，故编程时不必取平均值，而全部取其基本尺寸即可。对 内孔表面要求表面粗糙度 为 它表面粗糙度均为 轴度为 位基准的选择 定位基准是工件在定位时所依据的基准。它的选择原则是：尽量选择零件上的设计基准作为定位基准；考虑到本课题的加工零件均是棒料类，所以定位基准就是轴心线与零件右端面的相交点。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 3 设备的选择 床 的选择 根据我院现有的数控机床及加工的对象来分析，我院的数控机床都能完成对此零件的加工 。 根据零件的结构形状和精度以及加工的难易程度等条件来选 择数控设备的型号，由于该零件由圆柱、圆弧等 组成。形状也比较简单， 我院的数控机床以 均可 以进行加工，但是 考虑到该零件的表面粗糙度和加工精度有一定的要求，综上几点考虑 结合学校数控加工室的条件，特选用 0i 系统 重庆第二机床厂生产的 数控机床进行零件程序编制与加工，机床牌号为 6136 备的介绍 我院数控机床型号为 6136由 重庆第二机床厂 生产的，机床为 360750 轴的转速范围在 50 2000r/压为 3380V 电源频率为 50统为 有较高可操作性，功能齐全和加工精度好的优点。 具 的 选择 确定装夹 方案时，要根据已选定的加工表面和定位基准来确定工件的定位与夹持 ，并选择合理的夹具。夹紧机构和其它元件不得影响进给，加工部位要敞开，要求夹持工件后夹具等一些组件不能与刀具运动发生干涉。必须保证最小的夹紧变形，工件加工时切削力 大，需要的夹紧力也大，但不能把工件夹变形。因此，必须慎重考虑夹持时 的支撑点、定位点和夹紧点。夹具结构应力求简单，对形状简单的单件小批量生产的零件可以选用通用夹具。夹具应便于与机床工作台及工件定位表面间的定位元件连接。由于该零件材料是 45 钢一般不会产生夹紧变形，零件尺寸小、结构和形状比较简单 ，不需要用专用夹具，所以只需要用三爪定位 卡盘和一辅助装夹的垫片。 由于 三爪卡盘具有自动定 心 功能 ， 最终选择夹具 3图所示： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 图 3爪卡盘 4 量 具与冷却液的的选择 具的选 择 在数控车削加工工件中，为了确保工件的尺寸精度，必须选择正确的测量工具， 量具种类很多，但不同的工件采用不同的量具作为测量 工具。 但在数控车削外圆中多采用千分尺 和游标卡尺 作为测量工件的量具。 由于游标卡尺是一种通用量具使用方便 的特点 。 对一般精度高的零件选用千分尺。 却 液的 选择 由于在切削加工过程在，被切削层金属的变形、切屑与刀具前面的摩擦和工件与刀具后面的摩擦要产生大量的热 切削热。 由于热长冷缩的原理，工件和刀具吸收了一部分的热量后，工件和刀具会产生变形，最终影响加工精度。如果大量的切削热传入刀具，容易使刀具损坏 造成“烧刀”的现象。 为了提高加零件的 精度和刀具的耐用度及使用寿命，在切削加工过程中必须使用冷却液对工件和 刀具进行冷却，以避免造成“烧刀”的现象和零件精度的影响。 表 4却液主要成分及作用 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 冷却液名称 主要成分 主要作用 水溶液 水、防锈添加剂 冷却 乳化液 水、油、乳化 剂 冷却、润滑、清洗 切削油 矿物油、动植物油、极压油 添加剂或油性 润滑 该工件材料为 45 钢，为了避免刀具与工件摩擦产生大量热影响工件精度，在加工时主要是以冷却为主，多采用乳化液作为冷却液。 乳化液是通过乳化添加剂形成的切削油和水溶液的混合物。 通常是由一定比例的油和乳化剂制成的乳化膏。其性能介于水溶液和切削油之间，使用时根据 需要将乳化膏按重量稀释成一定浓度的水溶液。低浓度的乳化液主要起冷却作用，用于粗加工和磨削加工；高浓度的乳化液主要起润滑作用，用于精加工。 5 圆锥螺纹配合件一的 工艺方案 件图分析 此 零件 为 45 钢，由于结构、尺寸的实际加工需要 需 多次 装夹，由端面、圆柱 、斜面 、 圆弧面、球面、螺纹、槽、内孔 等表面组成，该 零件 图为数 控回转体车削零件 。 如图 5。 图 5一 零件 图 数控车床加工工艺设计是在制定了工艺路线的基础上兼顾考虑程序编制的要求，安C 11 . 626362 5+ 0 . 0 50 1 0 1 51 . 6C 18 0 0 . 0 42 40- 0 . 0 5 21 : 54430买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 排数控车床工序的具体内容和工步顺序。 工序内容： 加工中使用的刀 具较多时，为了减少换刀次数，缩短辅助时间，可以将一把刀具所加工的内容安排在一个工序（或工步）中。 按照工件加工表面的性质和要求，先进行 零件表面的粗加工，然后进行零件 表面 的精加工。 按照从简单到复杂的原则，先加工简单一端，再加工复杂的一端。 艺分析 零件材料为 45 钢料 ,该零件由外螺纹、锥面、切槽、圆弧 、内孔、内螺纹 等工艺过程组成。结构形状较为复杂，加工过程中一定要保证 尺寸和形位 精度 。 定装夹方案 由于该零件需要两头装夹 (为了使工序基准与定位基准重合 ),单段加工对零件的要求性不高，只需 采用三爪卡盘夹持 。 采用 三爪卡盘夹紧工件 25然后进行车削加工 。在装夹过成中， 调整好工件在卡盘内的基准 ，装夹定位应夹紧可靠。 定加工方案 采用三爪自定心卡盘夹持 右 端 车 左 端面 粗、精车 左 端各段 切槽 粗精螺纹加工 。 定工步顺序 、 进刀路线和所用刀具 为减少工件加工过程中的变形对最终精度的影响，内外表面要分开进行。 由于 对加工刀具形状的要求不是很高 ， 所以选用一把刀尖角为 45 度的硬质合金尖刀和一把硬质合金的 3断刀 就可以解决零件的加工 。 根据工步顺序和切削加工进给路线的确定原则，本工 序的工步顺序、进给路线及所用刀具确定 如下所示 ： 选用 45 度 的硬质合金 外圆车刀，并用外圆粗切削循 （ 进行外表面粗车加工。X 轴方向精加工余量 轴方向精加工余量留 刀路线及加工部位如图5示。 由于是粗加工，可选一把刀具将整个外表面车削成型，其中倒角，切槽及加工螺纹等工序暂时不用考虑，但必须为以后的加工留有足够的余量。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 图 5走刀路线图 加工步骤：切端面 起 点 外表面 选用 30 度菱形刀片 ,精车外圆柱面及圆锥面。由于是精车，各个部位的精度要求较高，所以加工需 要把主轴转速调高，进给速度相应也调低。 工另一端 选用 45 度的硬质合金外圆车刀，并用外圆粗切削循（ 行外表面粗车加工。X 轴方向精加工余量 轴方向精加工余量留 刀路线及加工部位如图5示 。 图 5走刀路线图 用为 3切槽刀进行切槽加工。切槽时，切槽刀的效率是比较高的，而且切槽深度仅为 3以切削时排削比较容易，但为了保证精度和刀具，一定要将主轴转买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 速调低，以保证更好的加工精度和更好的排屑，加工示意图如下图 5 图 5 切槽 走刀路线图 加工螺纹前，刀具的选择很重要，我们可选用专用的外螺纹车刀进行加工。用 切削过程中，从始点出发“切入切螺纹 切出 返回起点”循环加工。 另外要注意：在车削螺纹时，刀具沿螺纹方向的进给应与工件主轴旋转保持严格的速度比关系。要考虑到刀具从停止状态达 到指定的进给速度或从指定的进给速度降至零，驱动系统必须有一个过度过程，沿轴向的加工路线长度，除保证加工螺纹长度外，还应增加 25刀具切入距离和 12刀具切出距离，以保证加工正常进行，有必要时最后一刀还须重复车几次，以保证加工质量。切削过程如下图 5 图 5走刀路线图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 调头装夹 ， 在满足工件长度为 80 的条件下 将零件切断， 选用 3槽刀。 削用量的选择 当进行数控编程时，编程人员必须确定每道工序的切削用量。并以指令的形 式输入程序中。切削用量包括：主轴转速，背吃刀量及进给速度等。对于不同的加工方法需要选用不同的切削用量。切削用量的选择原则是： 1、保证零件加工质量和表面粗糙度，充分发挥刀具切削性能。 2、保证合理的刀具切削性能和耐用度。并充分发挥机床的性能最大限度地提高生产率 、降 低 生产 成本。 主轴转速 n（ r/要根据允许的切削速度 m/来确定： n=1000（ D ） 式中： D 工件直径 单位 :c 切削速度 单位 :m/据毛坯件伸出的直 径，并结合机床的性能的要求选取。根据计算取粗车主轴转速速度为 n=800mm/车转速 n=1500 c 切削速度的高低主要取决于刀具 、工件 的材料 ，表面粗糙度，背吃刀量和进给量 等因素： 选择参数时根据主轴转速公式推导。 车直线和圆弧轮廓时。通过查表和计算以及零件分析确定其切削速度 0m/车的切削速度 20m/ 进给速度 (f) 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能选取。 进给速度受机床刚度和进给系统的性能限制。 在轮廓加工中 ,在接近拐角处应适当降低进给量，以克服由于惯性造成工艺系统的变形和在轮廓拐角处造成超程的现象。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 根据该零件加工计算的：粗车进给速度 为 150mm/车进给速度为 80mm/ 吃刀量的确定 在机床工件和刀具的刚度允许条件下，应尽可能增大背吃刀量 ， 这样可以减少走刀次数，提高生产效率。 根据我院的机床的性能分析，车削循环时，确定其粗车时背吃刀量 2 定切削用量 根据加工要求确定切削用量，具体情况如下： (1) 粗 车 外表面 根据毛坯件伸出的直径，并结合机床的性能的要求选取。根据计算取粗车主轴转速速度为 n=800mm/进给量 F=r (2) 精车外表面 主轴转速 S=1500r/给量 F=r (3) 切槽 主轴转速 S=200r/给量 F=r (4) 外螺纹加工 主轴转速 S=600给量 F=r (5) 倒角 主轴转速 S=800r/给量 F=r 写工艺文件 （ 1）将选 定的各工步所用刀具的刀具型号、刀片型号、刀片牌号及刀尖圆弧半径等填入表 5 5 数控加工刀具卡片中。 （ 2）按加工顺序将各工步的加工内容、所用刀具及切削用量等填入表 5 6 数控加工工序卡片中。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 表 5控加工刀具卡片 产品名称代号 零件名称 圆锥 螺纹配合（件一） 零件图号 01 程序编号 步号 刀具号 刀具名称 刀具型号 刀片型号 刀片牌号 刀具半径/注 01 5 度硬质合金外圆粗车刀 2502 0 度硬质合金外圆精车刀 2503 槽刀（宽为 3 2504 0 度 螺纹刀 25编制 指导老师 审核 批准 共一页 黄波 袁永富 第一页 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 表 5控加工工序卡片 （工厂 ） 数控加工工艺卡片 产品名称 零件名称 材料 零件图号 圆锥 螺纹配合 圆锥 螺纹配合（件一） 45 钢 01 工序号 程序编号 夹具编号 使用设备 车间 1 01（三爪卡盘） 院数控车削加工中心 工步号 工步内容 刀具号 刀具规格 /轴转速（ r/ 进给速度（ mm/ 背吃刀量/注 01 粗车外表面 800 150 02 精车削表面 1500 80 03 切断 /切槽 300 300 04 车螺纹 400 400 编制 指导 老师 审核 批准 共一页 共一页 黄波 袁永富 宜宾职业技术学院 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 6 圆锥螺纹配合件二的 工艺方案 件 图 工艺分析 该零件如图 6示， 件由 内孔和内圆锥孔 组成。零件结构 较简单 ，需要加工的部位不多，但加工 还是有一定的难度 ，特别是 内圆锥面 的加工， 虽然工步不多，但是配合精度要求高 。精度上，该零件的 44外圆柱面尺寸要求不高，在加工过程中，内阶梯 孔 的尺寸一定要控制好，否则配合上 有一定难度。在加工过程中，应密切注意走刀速度及走刀路线，主轴转速一定要合适，背吃刀量要控制，刀具等很重要，要正确选择。 61 . 61 . 6 3 4 0 . 0 426+ 5图 6二零件图 定装夹方 案 将其毛坯的任意端用三爪卡盘装夹固定， 从新对刀进行加工， 然后车削另一端表（可利用尾座上的钻头打一个中心孔，然后用顶针顶住，目的限制 个自由度。粗精加工后，将刀架移开并用直径为 20钻头钻内圆柱面。 定工步顺序，进刀路线和所用刀具 孔 利 用 尾座上的钻头 打一个中心孔 ， 选用 20角为 118 度的钻头，进行内孔加工，与内孔车刀的切削效率相比，钻头效率更高 , 加工部位如图 7示： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 图 6孔走刀路线图 车内 轮廓 内孔车削是指用内圆车刀（也称镗刀）扩大工件的孔 或加工空心工件内表面，也是常用的一种车削方法之一。以下加工的内孔有台阶孔，选择的刀具故为重要，选用硬质合金焊接的内圆车刀。走刀路线及加工部位如图 6示： 图 6车内孔走刀路线图 车内 轮廓 选用 焊接内圆精车刀 进行内孔精加工到所要求的尺寸，走刀路线以及加工部位与粗车一样。 车外 轮廓 选用的刀具为 45 度 硬质合金焊接粗加工 车刀 ， 走刀路线及加工部位如图 6示： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 20 图 6外轮廓走刀路 线图 车外 轮廓 精 车外 轮廓 选用的刀具为 30 度 硬质合金焊接精加工 车刀 ， 走刀路线及加工部位 于粗车相同。 断 在满足工件长度在 34条件下切断，选用的刀具为硬质合金焊接切槽刀（刀宽为 3 定切削用量 根据加工要求确定切削用量，具体情况如下： （ 1）粗车外表面 主轴转速 S=800r/给量 F=r （ 2）精 车 外表面 主轴转速 S=1500r/给量 F=r （ 3）切断 主轴转速 S=300r/给量 F=r。 （ 4）粗车 削内表面 车内表面时主轴转速 S=800r/给量 F=r。 （ 5）精车削内表面 精车内表面时主轴转速 S=1500r/给量 F=r。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 21 写工艺文件 （ 1）将选定的各工步所用刀具的刀具型号、刀片型号、刀片牌号、及刀尖圆弧半径等填入表 6 5 数控加工刀具卡片中。 （ 2）按加工顺序将各工步的加工内容、所用刀具及切削用量等填入表 6 6 数控加工工序卡片中。 表 6控 加工刀具卡片 产品名称代号 零件名称 圆锥 螺纹配合（件二） 零件图号 01 程序编号 步号 刀具号 刀具名称 刀具型号 刀片型号 刀片牌号 刀具半径/注 01 5 度硬质合金外圆粗 车刀 2502 0 度硬质合金外圆精 车刀 2503 接内圆粗 车刀 2504 接内圆精 车刀 2505 槽刀（宽为 3 25编制 指导老师 审核 批准 共一页 黄波 袁永富 第一页 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 22 表 6控加工工序卡片 （工厂） 数控加工工艺卡片 产品名称 零件名称 材料 零件图号 圆锥 螺纹配合 圆锥 螺纹配合（件二） 45 钢 01 工序号 程序编号 夹具编号 使用设备 车间 1 01（三爪卡盘） 院数控加工实验室 工步号 工步内容 刀具号 刀具型号 主 轴转速（ r/ 进给速度（ mm/ 背吃刀量/注 01 车右端面 5 度硬质合金外圆车刀 1000 100 02 钻孔 20400 03 粗车内轮廓 接内圆粗车刀 500 150 2 04 精车内轮廓 接内圆精车刀 1200 80 05 粗车外轮廓 5 度 硬质合金外圆粗车刀 800 150 1 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 23 06 精 车外轮廓 0 度 硬质合金外圆精车刀 1500 80 0 07 切断 槽刀（宽 为3 300 50 0 编制 指导老师 审核 批准 共一页 共一页 黄波 袁永富 宜宾职业技术学院