端盖加工工艺

本科毕业设计（论文）题目端盖的数字化加工工艺学院机械工程学院年级2019 届专业_机械电子工程班级ZB63171学号_ZB6317104姓名_陈林宝校内导师_华征潇职称_中级校外导师-赵丽员职称_工程师论文提交日期2019-05-10由图1-1看到由外圆面、内孔、螺纹孔、沉孔、槽构成这个零件，以铢、钻、车加工为主，这个零件可用加工中心、数控车对它进行加工。2.1.2零件图精度分析我们可以看出该零件精度等级还是比较高的，其中外圆尺寸精度较高的有0 434h7,0 26OH6；422.3对基准C的同轴度为0.03mm,434h7对基准C的同轴度为勿0.03mm,八边形B端面对基准A的圆跳动为0.03mm；260内圆柱表面的圆柱度为0.016mm,端盖左端面对基准C的垂直度为0.030mm0 260H6内孔的表面粗糙度达到1.6um, 0434h7外圆表面粗糙度要求为3.2um, 20倒角粗糙度为3.2um, 0 326内孔端面粗糙度为3.2um八边形上端面表面粗糙度为6.3um,其余为12.5um。我们可以通过选取正确的粗、精加工路线和比较合理的切削用量来确保表面粗糙度的要求。2.2零件加工工艺路线设计2.2.1选择定位基准一般应首先选出精基准，之后选出粗基准。精基准的选择：(1) 保证零件的加工的精度和方便于它的安装。(2) 选择要一般要符合基准重合原理、基准统一原理、自为基准原理、互为基准原理、便于装夹原理。粗基准选择要求要做到以下5点要求：(1) 需要保留需要加工表面的加工余量；(2) 零件的待加工表面与不用加工表面可以互相调换位置；(3) 零件的加工定位必须准确可靠；(4) 不能重复或者多次使用粗基准面。2.2.2确定数控加工方法在加工中我们可以用多种方法来确定表面粗糙度和精度，在实际加工中我们主要看零件的加工的精度、表面的粗糙度、结构的形状、尺寸要求、毛坯的材料及热处理的方式来选择。(1) 本零件图内孔加工方法主要查看下表2-1,选择粗篷IT12级，半精车堂IT9,精镯IT7级，精密铁IT6级。表2-1孔加工的方法和经济精度加工方法公差等级（IT）钻孔及钻头扩孔11 12篷孔粗篷11 12精篷810高速篷8精密篷67参考文献12表4.1-12（2）平面加工的方法主要查看下表2-2,选择粗车IT12级，精车IT7级。表2-2平面加工的方法和经济精度加工方法公差等级（IT）车粗车12 13半精车811精车68细车6饨粗铢11 13半精锐811精铳68参考文献表5-3（3）外圆加工方法通过查下表2-3,选择粗车IT12级，半精车IT10级.精车IT7级。表2-3外圆表面的加工方法和加工精度加工方法公差等级（IT）车粗车12 13半精车10 11精车78饨粗铢12 13半精锐11 12精铳89参考文献2表5-1(4) 沉头孔，螺纹孔主要查看上表2-1,选择钻孔IT12级，用丝锥攻螺纹。2.2.3划分加工工序数控机床工序划分的方法有：(1) 按所用的刀具划分；(2) 按粗、精加工划分；(3) 按加工部位划分。这个零件我们按加工部位划分工序。2.2.4确定加工顺序切削加工顺序的安排：(1) 基准面先行(2) 先面后孔(3) 先粗后精(4) 先主后次结合上述本零件加工方案初步拟定两种。方案如下：第一种加工方案：粗车左端面一粗篷、半精销勿260H6内孔一粗车堂326内孔一粗车右端面一粗车、半精车0434h7外圆一精车左端面一精篷、精密篷勿260H6内孔一精篷0326内孔一精车右端面一精车434h7外圆一车锥面外圆一车槽一铢八边形外形一钻14两侧通孔一钻20两侧沉孔一钻M12-7H孔一钻M16X1.5-7H孔一分别攻牙一去毛刺。第二种加工方案：粗精铳左右端面一铳八边形外形一粗精销326内孔一粗镯中间孔一半精丰堂中间孔一精车堂中间孔一细镯中间孔一钻14两侧通孔一钻20两侧沉孔一钻M12-7H孔一钻M16X1.5-7H孔一分别攻牙一粗精车外圆轮廓一粗精车密封圈凹槽一去毛刺/比较这2种方案，第一种满足先面后孔的原则而且装夹次数较少，所以选择第一种方案。2.3确定毛坯类型及工序尺寸及公差A = 0.2H 2f 55零件端盖材料为35CrMo合金结构钢，且结构较为简单，基于这个我选择毛坯的类型为锻件。总加工余量我们可由下列公式2-1可得(2-1)* = 0.2 x 117 2 x 467 55 = 15 mm式中：丑一零件厚度,mm；D一零件最大外径，mm;端盖左右端面单边余量为0.5A也就是7.5mm,两侧单边余量也是7.5mm,内孑L单边余量为0.75A我们取11mm。使用CAD绘制如下毛坯图57.7以下表格是各工序加工工序尺寸及公差：表2-414孔工序尺寸及公差工序名称工序余量工序经济精度工序基本尺寸工序尺寸及公差钻140.1814 14+%18毛坯表2.520沉孔工序尺寸及公差工序名称工序余量工序经济精度工序基本尺寸工序尺寸及公差钻200.2120020+o21毛坯表2-6 M12-7H螺纹孔工序尺寸及公差工序名称工序余量工序经济精度工序基本尺寸工序尺寸及公差钻110.181111*18毛坯表2-7 M16X1.5-7H螺纹孔工序尺寸及公差工序名称工序余量工序经济精度工序基本尺寸工序尺寸及公差钻14.50.1814.514.5+笋毛坯表2-8 0 260H6的内孔工序尺寸及公差工序名称工序余量工序经济精度工序基本尺寸工序尺寸及公差精密镯0.40.0322600260 H6+o032精销0.60.052260-0.4=259.60259.6H7052半精篷30.13259.6-0.6=259259H9粗销180.52259-3=256256H12 + 笋毛坯238表2-9外圆434h7工序尺寸及公差工序名称工序余量工序经济精度工序基本尺寸工序尺寸及公差精车20.06343443街7 ：063半精车40.25434+2=436436hl0%5粗车90. 63436+4=440她10膈毛坯449表2.10零件厚度117尢4工序尺寸和公差工序名称工序余量工序经济精度工序基本尺寸工序尺寸及公差精车10.14117117*4粗车140.35117+1=118118*3毛坯132表2-11 0 326内孔工序尺寸和公差工序名称工序余量工序经济精度工序基本尺寸工序尺寸及公差精车10.0363260326 +甘。36粗车870.52326-1=325326+件毛坯2382.4确定工件装夹与定位方案针对这个零件的结构特点，加工面、内孔和外圆轮廓时使用三爪卡盘，加工八边外形和钻孔时使用平口钳。2.5加工设备的选择本次加工主要使用数控车床和加工中心，表2-12是数控车床主要参数，表2-13是VMC850立式加工中心主要参数表。表2-12数控车床CY6176L主要参数表主要参数CY6176L床身上最大回转直径（mm）1000刀架最大回转直径（mm）680最大工件长度（mm）1000最大车削长度（mm）850主电机功率（kw）11重量（kg）4380主机外形（mm）3180X1730X1450表2-13 VMC850立式加工中心主要参数表主要参数VMC850立式加工中心X轴行程（mm）800Y轴仃程（mm）500Z轴仃程（mm）500主轴鼻端至工作台面距离（mm）150-650主轴中心至立柱导轨面距离（mm）550X/Y轴快速进给（mm/min）24000续表2-13主要参数VMC850立式加工中心Z轴快进给（mm/min）15000切削进给（mm/min）1-10000定位精度（mm）0.005/300重复定位精度（mm）0.003/300工作台面积（mm）1000X500工作台载重能力（kg）600T型槽数/宽度/间距（mm）3/18/150主轴最高转速（r/min）8000主轴电机功率（kw）7.5主轴鼻端锥度BT40刀库容量（把）24换刀时间（s）2.5机床净重（kg）5500外形尺寸（mm_2700X2300X27002.6确定各工序的切削用量切削用量主要有背吃刀量，进给量和切削速度。在保证加工质量和刀具寿命的前提下选择切削用量。（1）背吃刀量。，的选择：根据加工余量来确定，各工序有它自己独立的选用方法。（2）进给量的选择：一般看零件的材料的硬度，刀具材料进行查表选取。丝锥攻牙时：f=np（2-2）式中：为转速，单位r/min；p为螺距；铳削时：对于多齿的刀具，每齿进给量查表2-3,进给速度F可依据下式计算：-9-(2-3)F = fzzn式中：为每齿切削量，单位mm/z；z为铁刀的齿数；n为转速，单位r/min；表2-14铳刀每齿进给量参考值工件材料fz /(mm/z)粗铳精锐高速钢铳刀硬质合金铢刀高速钢铁刀硬质合金铢刀钢0.08-0.120.10-0.200.03-0.050.05-0.12铸件0.10-0.200.120.25参考文献11表5-5车削时：车削时的进给量主要参考表2-4表2-5表2-15车削加工的切削速度、进给量参考值加工材料硬度HBW背吃刀量Qp/mm硬质合金刀具Vcl (m/min)f/ (mm/r)材料可转位11701850.18YT15低碳12522541351450.50YT1481051150.75YT15合11301500.18YT15金中碳17527541051200400.50YT14钢882 950-500.75YT1511351450.18YT15周碳17527541051150.50YT14882 900.75YT15参考文献表2-7表2-16按表面粗糙度选择进给量的参考值工件材料表面粗糙度Ra/um切削速度vc/(m/min)刀尖圆弧半径r/mm0.51.02.0进给量f! (mm/r)碳钢及合金钢105500.40-0.550.55-0.650.65-0.705-2.5500.25-0.300.30-0.350.35-0.502.5-1.25500.16-0.200.20-0.250.25-0.35参考文献2表2-6（3）切削速度的确定：根据加工方法按和刀具选择查下表选择切削速度。表2-17饨削加工切削速度参考值工程材料硬度V./ (m/min)高速钢铁刀硬质合金铳刀钢 4-014的通孔；车忽16-014,深17的沉孔和车忽4-04,深7的沉孔。VMC850 立式加工中心平口钳钻头游标卡尺100螺纹孔加工在左端面对4-M12-7H的螺纹孔透进行钻孔、攻牙。VMC850 立式加工中心平口钳钻头丝锥游标卡尺110螺纹孔加工1. 在D面对12-M12-7H的螺纹孔进行钻孔、攻牙，深22,孔深28；2. 在D面对2-M16X1.5-7H的螺纹孔进行钻孔、攻牙，深22,孔深28。VMC850 立式加工中心平口钳钻头丝锥游标卡尺编制审核批准第1页共1页详细的数控工艺卡由于表格较多，见附录1常熟理工学院本科毕业设计（论文）使用授权说明本人完全了解常熟理工学院有关收集、保留和使用毕业设计（论文）的规定，即：本科生在校期间进行毕业设计（论文）工作的知识产权单位属常熟理工学院。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许毕业设计（论文）被查阅和借阅；学校可以将毕业设计（论文）的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编毕业设计（论文），并且本人电子文档和纸质论文的内容相一致。保密的毕业设计（论文）在解密后遵守此规定。本人签名：日期：导师签名：日期：3.2数控加工刀具卡的制定选择刀具一般要考虑零件的材料、刀具的材料、切削用量、工艺系统刚性等工艺条件及机床的功率满不满足等。表3-2数控刀具卡产品名称零件名称端盖零件图号刀具编号刀具名称刀具规格刀片材料加工表面T010135。菱形外圆车刀90。刀尖YT15车外圆轮廓和端面T0202切槽刀宽5mmYT15切密封槽T0303车篷刀60YT15篷内轮廓T04立铢刀016YT15铳八边外形T05麻花钻014高速钢钻14孔T06麻花钻020高速钢钻020孔T07麻花钻014.5高速钢钻14.5孔T08麻花钻011高速钢钻011孔T09机用丝锥M12高速钢攻M12螺纹T10机用丝锥M16高速钢攻M16螺纹编制审核年 月曰共1页第1页4.零件的数控编程与仿真4.1数控编程分类数控编程一般分成自动编程与手动编程。(1) 手工编程：由人工编制程序。零件如果不复杂，编程计算相对来说简单，选择手工编程比较好。(2) 自动编程：用计算机来实现数控编程的大部分工作。在本次设计上，我使用Mastercam X5软件对它进行自动编程，程序较多，详细程序见附录2。4.2数控仿真4.2.1外圆加工仿真(1) 外圆加工仿真的机床的选择鼠标点击Mastercam,然后点击工具选项M机艘型I,最后点击“车削”。(2) 外圆加工仿真的材料的设置鼠标点击Stock的匚参数按钮，依据实体三维选择，然后点击“广设置完毕。图4-1实体三维图(3) 外圆加工仿真的刀具选取和参数的设置选择工具选项M具路径J,接着点击选取“粗车”，鼠标单击对切滥用路线选型，然后继续点确定，选取外圆刀 I角定“进给量”，“下刀速率”，“主轴转速”参数。最后鼠XiOl JO 4标点“粗加工参数。具体如下图所示：图4-2外圆加工仿真的刀具选取和参数设置(4) 外圆加工仿真验证右部选则笛并单击确定，点击E验证，加工仿真图，表示仿真正确如下图所示:图4.3外圆加工仿真图4.2.2外圆槽加工仿真(1) 如下图所示选取刀具和主要参数:图4-4外圆槽加工仿真的刀具选取和参数设置(2) 外圆槽加工仿真验证：右部选则笛并单击确定，点击CE验证，切槽仿真如下图所示：图4-5外圆槽加工仿真图4.2.3内孔加工仿真(1)如下图选择刀具和主要参数:图4-6内孔加工仿真刀具选取和参数设置(2)内孔加工仿真验证右部选则蛰并单击确定，点击CE验证，篷孔仿真如下图所示:图4-7内孔加工仿真图4.2.4外形铳削加工仿真(1)单击【刀具路径T】图标，在弹出如图8.16所示的“创建操作”对话框中选择“类型为“外形说削”。（2）外形铢削加工仿真切削参数的设置单击“切削参数”图标，在弹出“切削参数”对话框中选择“2D”切削，并设置“加工余量”参数。补正方式电皑补正方面I右 匕）校刀位蚩7E3倒空牛藉补正最佳?七/寻找相交性最大加工深度|0 05壁边桢留里0 0底面桢图里0.0图4-8外形铢削加工仿真切削参数设置（3）外形铢削加工仿真Z轴分层铳削参数的设置在“Z轴分层铢削”对话框中勾选“深度铢削”才可以设置每层下刀深度，系统将自动允许设置最大切削步进量“2”，选择“不提刀”切削，并设置“精修量”为0.1,单击确定。V深度切削深度分层洗削顺序。依照轮廓依照深度IL椎度斜壁最大粗切步进里：20精修次数：0精修重：豆不提刀匚使用副程序绝对坐标培重坐标锥底角 0.0图4-9外形铳削加工仿真分层铳削参数设置（4）外形伏削加工仿真X/Y分层铢削参数的设置在“X/Y分层铢削”对话框中因为本次刚好一次可以加工好，所以不适用本功能，不勾选“X/Y分层铢削”参数。外分层铁削粗加工次数|5.0精加工次数间距05执行精修时最后深度所有深度口不提刀图4-10外形铢削加工仿真X/Y分层铳削参数设置(6) 外形铢削加工仿真共同参数的设置在“共同参数”框中设置如图4.17参数。图4-11外形铢削加工仿真共同参数设置(2)外形铢削加工仿真验证：参考上述加工仿真步骤，外形铳削仿真加工图如下图所示：图4-12外形铢削加工仿真图4.2.5钻孔仿真加工(1)单击【刀具路径T图标，在弹出的的“创建操作”对话框中选择“类型”为“钻孔”。(2)指定切削图形在“钻孔”中单击“点图形”图标，选择要加工的孔。点邮I治 醐囹形恰I 图4-13钻孔加工仿真切削参数设置(3) 钻孔加工仿真共同参数的设置设置如图4.20参数。安全膏度50.0(绝对坐标增里坐标匚I只有在开始及结束的探作可使用安全高度| 工件表面 |32.5。绝又寸坐标培里坐标探JS-loo昌绝又寸坐标一。培里坐标使用副程序绝又寸坐标 旬，培里坐标图4-14钻孔加工仿真共同参数的设置(4) 钻孔加工仿真验证：参考上述仿真加工步骤，外形铳削仿真加工图如下图所示：图4-15钻孔加工仿真图总结经过了这将近一个学期的时间，我终于完成了本次毕业设计，在完成的那一刻，我内心充满了自豪和开心。本次毕业设计是我将踏入社会很重要的一步。为了完成本次毕业设计，我反复的搜寻有关资料，与同学老师讨论，整个过程可以说是比较艰辛的。通过这次毕业设计，现在我对于加工工艺这块内容算是比较了解了。通过这次毕业设计，我的独立解决问题的能力提高了不少，同时我也了解到自己专业知识还有很多的不足，需要我在以后也要不断提升自己的能力。四年大学生活即将结束，但是我们的人生还有很长，我们不能毕业后就放松自己，不提升自己的专业素养，我们必须要知道社会在很快的发展，而我们必须通过自身的智慧和技艺来提升我国制造业的发展。我不断勉励自己即使人家都说机械行业苦，机械行业累，但我们不能因为这些原因就停止我们的脚步。我坚信我们的理想必须通过我们自身的双手来实现。即将步入社会的我们，我只想激励自己不要放弃，就如同完成这次毕业设计一样一步一个脚印，最终结果可能会让自己失望，但这次失望不代表以后我们还会失望，最终我们会得到自己想要的结果。最后在这里也希望我的同学们今后工作能够顺顺利利，一开心每一天。参考文献1陆剑中.金属切削原理与刀具M.北京：机械工业出版社，2000.2于俊一.邹青 机械制造技术基础M.北京：机械工业出版社，2009.3王先逵.机械制造工艺学祖.北京：机械工业出版社，2002.4金属机械加工工艺人员手册祖.上海：上海科学技术出版社，2000.5陈宏钧.实用金属切削手册M.北京：机械工业出版社，2005.6纪名冈U.濮良贵.机械设计M.北京：高等教育出版社，2001.7李洪.机械加工工艺手册M.北京：北京出版社，1996.8陈宏钧.实用机械加工工艺手册M.北京：机械工业出版社，2003.9杨叔子.机械加工工艺师手册M.北京：机械工业出版社，2001.10王光斗.王春福.机床夹具设计手册国.上海：上海科学技术出版社，2000.11赵长旭.数控加工工艺M.西安：西安电子科技大学出版社，2006.12李旦.机械加工工艺手册第1卷M.北京：机械工业出版社，2006.13丛娟.数控加工工艺与编程M.北京：机械工业出版社，2007.14段晓旭.数控加工工艺方案设计与实施祖.辽宁：辽宁科学技术出版社，2008.15王先逵.机械加工工艺手册第2卷国.北京：机械工业出版社，2006.致谢本次毕业设计的完成是在华征潇老师和赵丽员老师的指导下完成，在此从内心感谢这两位老师。虽然赵老师和华老师平时工作多，但是在做毕业设计的每个阶段，两位老师都会抽空给我们讲解我们不会的内容。我的设计比较复杂，但是两位老师依然仔细地纠正我图纸中的错误。这段时间老师对我的帮助以及对事业的执着追求都让我感到难忘，老师给我的帮助不仅在这次毕业设计上，他的这种态度时时鞭策我努力学习和工作。同时，我也很感谢我的同学们，在我遇到困难的时候，他们也会参与进来帮助我端盖的数字化加工工艺摘要现在世界各国家为了加快自身的经济发展，全都大力进行数字化制造技术的发展。数字化加工工艺就是使用数控机床对零件进行工艺分析。虽然说我国拥有的机床较多，但是无论从数控系统的稳定性还是数控化率都离德国，日本等国家都有一定差距。数字化加工的优点主要就是能够提升零件的加工质量，有效的缩短加工时间，减低工人劳动的强度。本次毕业设计主要对数字化加工的工艺进行合理分析与说明它的加工工艺的规程，工艺的规程定的好不好能够影响到加工的效率和加工的精度，所以我们需要先了解一定的与一般的工艺原则然后通过结合数控机床的特点仔细的制作工艺。本次设计主要争对已给出的零件图，对它进行工艺性的分析，然后选择合理的切削用量，制作数控工艺卡与刀具卡，最后通过电脑软件进行自动性编程和仿真。关键词：工艺分析、数字化加工、数控技术附录1端盖数控加工工艺卡零件名称端盖机械加工工序卡工序号10工序车零件图号名称材料牌号32CrMo毛坯状态机床设备CY6176L夹具三爪卡盘341切5 一 1艺工步号工步内容刀具量具背吃刀量(mm)切削速度(m/min)进给量(mm/min)主轴转速(r/min)1粗车左端面，留0.5mm精加工余量。35菱形外圆车刀游标卡尺710070100编制审核批准第1页共11页零件名称端盖相械加丁丁序卡丁序号90工序零件图号名称T土材料牌号32CrMo毛坯状态机床设备CY6176L夹具三爪卡盘工步号工步内容刀具量具背吃刀量(mm)切削速度(m/min)进给量(mm/min)主轴转速(r/rnin)1粗销内孔C,留1.5mm半精加工余量。60车镯刀千分尺970701002半精篷内孔C为259,留mm精镇、细镯加工余量。60车销刀千分尺1.512067.51503粗销326为0325x28,留 1mm精加工余量。60车车堂刀千分尺813522.5150编制审核批准第2页共11页零件名称端盖机械加工工序卡工序号30工序名称车零件图号材料牌号32CrMo毛坯状态机床设备CY6176L夹具三爪卡盘洋118 工步号工步内容刀具量具背吃刀量(mm)切削速度(m/min)进给量(mm/min)主轴转速(r/min)1粗车右端面保证总长 117.14 为 118o35菱形外圆车刀游标卡尺7100701002粗车434h7外圆，留2mm半精加工余量。35菱形外圆车刀游标卡尺4.5100701003半精车434h7外圆为436至B面，保证26为27,留1mm精加工余量。35菱形外圆车刀游标卡尺212060100编制审核批准第3页共11页零件名称端盖.机械加工工序卡工序号40工序名称车零件图号材料牌号32CrMo毛坯状态机床设备CY6176L夹具三爪卡盘117.5 .工步号工步内容刀具量具背吃刀量(mm)切削速度(m/min)进给量(mm/min)主轴转速(r/min )1精车左端面。35菱形外圆车刀游标卡尺0.514545150编制审核批准第4页共11页零件名称端盖和械加丁丁序卡丁序号50工序车堂零件图号/ J JJ U名称材料牌号32CrMo毛坯状态机床设备CY6176L夹具三爪卡盘iI/28-S.CB43 */i工步号工步内容刀具量具背吃刀量(mm)切削速度(m/min)进给量(mm/min)主轴转速(r/min)1精镯260H6孔，留0.2mm细镯加工余量。60车篷刀千分尺0.3135302002精密车堂260H6孔保证 0260+(?032 尺寸。60车镇刀千分尺0.2150202003精车堂326孔为0326x 28_q 084 o60车篷刀千分尺0.513522.5150编制审核批准第5页共11页零件名称端盖机械加工工序卡工序号60工序名称车零件图号材料牌号32CrMo毛坯状态机床设备CY6176L夹具三爪卡盘W 涉2X45。