滚刀支架工艺设计与编程设计

XX学院毕业设计（论文） 滚刀支架加工加工工艺及钻孔夹具设计毕 业 设 计（论 文）设计题目：滚刀支架加工工艺设计及编程专 业： 机械设计与制造班 级：学 号：姓 名：指导老师：起讫日期2016年2月1日2016年5月20日XX学院毕业设计（论文） 滚刀支架加工加工工艺及钻孔夹具设计摘要 滚刀支架加工零件的主要加工表面是各表面的数控铣削加工200X200X96方块及数控车82外圆，内孔深100MM的镗削，M52X2外螺纹的数控车削加工以及12-M6深12螺纹孔的钻、攻加工等。一般来说，保证平面的加工精度与保证孔系的加工精度相比，保证平面的加工精度比较容易。孔径加工都是选用专用钻夹具，夹紧方式一般选用手动夹紧，夹紧可靠。因此生产效率较高。能够满足设计要求。 本次设计的题目是滚刀支架加工工艺设计及编程，重点在于对滚刀支架加工的工艺性和力学性能分析，对滚刀支架加工零件的加工工艺规程进行合理分析，对滚刀支架加工进行加工工艺的规程设计，包括了滚刀支架加工的数控铣削加工和数控车削加工，并且介绍了数控加工工艺及数控编程，以此滚刀支架加工进行数控加工工艺编制和数控编程的设计。关键词：滚刀支架；数控加工；工艺设计；编程IXX学院毕业设计（论文） 滚刀支架加工工艺设计及编程目 录 摘 要I 1 制造工业的重要性1 2 零件结构工艺分析1 2.1零件的分析2 2.1.1零件的作用3 2.1.2零件的工艺分析42.2零件的主要技术要求4 2.2.1内孔的精度及位置精度5 2.2.2平面的精度及位置精度6 2.2.3 其他要求8 3 工艺规程设计9 3.1选择定位基准10 3.2制定工艺路线10 3.3选择加工设备和工艺设备11 3.4机械加工余量、工序尺寸及公差的确定12 4 确定切削用量及基本工时12 4.1工序20：在铣床上面铣出200X200X96的方料13 4.2工序30：在车床上面准备四爪卡盘，校正中心与平行度，车端面，打中心孔15 4.3工序40：铣12X96键槽16 4.4工序50：切割外形与的孔17 4.5工序60：钻、攻两端12-M6深12MM内螺纹19 4.6时间定额计算及生产安排20 5 零件编程21 5.1车外圆,长度100MM22 5.2镗内孔深100MM22 5.3钻、攻两端12-M6深12MM内螺纹22 结 论23参考文献24致 谢251 制造工业的重要性机械制造工业是国民经济中一个十分重要的产业，它为国民经济各部门科学研究、国防建设和人民生活提供各种技术装备，在社会主义建设事业中起着中流砥柱的作用。从农业机械到工业机械，从轻工业机械到重工业机械，从航空航天设备到机车车辆、汽车、船舶等设备，从机械产品到电子电器、仪表产品等，都必须有机械及其制造。减速器也是有些设备中所不可缺少的，我们应该了解减速器的机械制造工艺过程才能把产品制造出来。2 零件结构工艺分析本文首先对滚刀支架加工的零件进行分析，通过对滚刀支架加工进行的研究和分析，描述了它的毛坯制造形式、机械加工余量、基准选择、工序尺寸和毛坯尺寸的确定，以及切削用量和工时的计算等相关内容。为了提高劳动生产率，与指导老协商后，感觉用数控编程比较合适。在这次毕业设计中，根据课题所给的零件图、技术要求，通过查阅相关资料和书籍，了解和掌握了的机械加工工艺和编程的一般方法和步骤，并运用这些方法和步骤进行了夹具设计。整个设计得指导思想“简便、效率高、非常经济”。窗体底端2.1 零件的分析2.1.1 零件的作用题目给出的零件是滚刀支架。滚刀支架加工主要是作为机械结构零件来使用的，一个设备是通过各种不同零件组成的，其中包括各种机构，例如传动机构、执行机构，以及一些其他结构，故滚刀支架加工零件的加工精度和表面光洁度直接影响着装配的精度和机械设备的使用性能，可以说，一个加工精度高的滚刀支架加工与加工精度的低的滚刀支架加工相比，其传动效果很明显。所以研究和制定滚刀支架加工零件的数控加工工艺规程和编程就尤为重要。图1为滚刀支架加工零件图纸。图2为滚刀支架加工的毛坯图。 图1 滚刀支架零件图 图2 滚刀支架毛坯图2.1.2 零件的工艺分析由滚刀支架加工零件图可知，滚刀支架加工的表面以及内孔都需要进行加工，此外还需要加工一个内孔和一个键槽。因此加工表面。它们相互间有一定的位置要求。现分析如下： （1）以左视图为主要加工表面，外圆的车削加工，M56X2内螺纹的数控车削加工，深60内孔的镗削加工等等。其表面粗糙度要求分别为Ra1.6，其他表面粗糙度为Ra3.2等。（2）以主视图为主要加工面的加工表面，包括30宽度缺口的数控铣削加工，96X12键槽的铣削加工，其加工表面粗糙度为等等。2.2零件的主要技术要求由以上分析可知，该滚刀支架加工零件的主要加工表面是外端面和孔系。因此，对于滚刀支架加工来说，加工过程中的主要问题是保证孔，处理好孔和平面。2.2.1内孔的精度及位置精度以左视图为主要加工面的表面粗糙度要求分别为：内孔的数控加工，其表面粗糙度均为。2.2.2平面的精度及位置精度 以主视图为主要加工面的加工表面，包括30宽度缺口的数控铣削加工，其加工表面粗糙度为等等。2.2.3其它要求 滚刀支架加工系加工方案，应该选择能够满足较为复杂类零件平面加工的加工设备，例如数控机床。除了从加工精度和加工效率方面考虑外，也要适当考虑经济因素。依据零件图我们确定滚刀支架加工的加工工艺及加工路线，对于关键工序，我们应该在数控铣床上面进行加工比较合适。3 工艺规程设计3.1选择定位基准 粗基准选择毛坯的左右端面，精基准选择已经铣削好的左右端面。3.2制定工艺路线 本次设计的零件是滚刀支架加工的加工工艺，根据先面后孔原则，本次先以内孔定位加工滚刀支架加工零件的各个面，然后再是孔。后续工序安排应当遵则。先粗加面，再粗加工孔。对于滚刀支架加工，需要精加面。按上述原则亦应工孔系，但在实际生产中互垂直。加工工后，将工件清净。清洗后用压净。保证零件于。根据以定如下：工艺路线一：10锻造毛坯。20在铣床上面铣出200X200X96的方料30在铣床上面用平口钳找平行后夹紧工件 铣12X96键槽40在车床上面准备四爪卡盘，校正中心与平行度，车端面，打中心孔车外圆,长度100MM打孔深100MM镗内孔深100MM车退刀槽，镗的孔深60MM车M56X2内螺纹50线切割在线切割机床上面找正平行和垂直与的中心位置后，切割外形与的孔线切割宽度30的缺口60钻、攻两端12-M6深12MM内螺纹70去毛刺倒棱角。80检验。 90入库。工艺路线二：10锻造毛坯。20在铣床上面铣出200X200X96的方料30在车床上面准备四爪卡盘，校正中心与平行度，车端面，打中心孔车外圆,长度100MM打孔深100MM镗内孔深100MM车退刀槽，镗的孔深60MM车M56X2内螺纹40在铣床上面用平口钳找平行后夹紧工件 铣12X96键槽50线切割在线切割机床上面找正平行和垂直与的中心位置后，切割外形与的孔线切割宽度30的缺口60钻、攻两端12-M6深12MM内螺纹70去毛刺倒棱角。80检验。 90入库。工艺路线三：10锻造毛坯。20在铣床上面铣出200X200X96的方料车M56X2内螺纹30在铣床上面用平口钳找平行后夹紧工件 铣12X96键槽40线切割在线切割机床上面找正平行和垂直与的中心位置后，切割外形与的孔线切割宽度30的缺口50在车床上面准备四爪卡盘，校正中心与平行度，车端面，打中心孔车外圆,长度100MM打孔深100MM镗内孔深100MM车退刀槽，镗的孔深60MM60钻、攻两端12-M6深12MM内螺纹 70去毛刺倒棱角。80检验。 90入库。 通虑，零件的技术要求及可能采取的加工手段之后，就会发现仍有问题，由于内孔M56X2内螺纹粗糙度达不到要求，综合选择方案二：10锻造毛坯。20在铣床上面铣出200X200X96的方料30在车床上面准备四爪卡盘，校正中心与平行度，车端面，打中心孔车外圆,长度100MM打孔深100MM镗内孔深100MM车退刀槽，镗的孔深60MM车M56X2内螺纹40在铣床上面用平口钳找平行后夹紧工件 铣12X96键槽50线切割在线切割机床上面找正平行和垂直与的中心位置后，切割外形与的孔线切割宽度30的缺口60钻、攻两端12-M6深12MM内螺纹70去毛刺倒棱角。80检验。 90入库。3.3选择加工设备和工艺设备由图样分析，该图样需要数控铣削上下左右几个端面，车外圆 ，钻孔，攻牙，车退刀槽等，在这里我们在铣轮廓时选用外圆车刀，沟槽车刀，钻头，丝攻等等。而钻削加工时我们可以选用麻花钻头，量具可选用0-150mm为75-100mm的测量游标卡尺，外径千分尺，游标深度卡尺、 塞规等。3.4机械加工余量、工序尺寸及公差的确定(1)毛坯种类的选择由于零件尺寸不大，结构比较复杂，因此我们采用锻造作为毛坯的制作形式，从而提高劳动生产率，降低成本。(2)确定毛坯的加工余量根据毛坯制造方法采用的砂型锻造，查取机械制造工艺设计简明手册表2.2-5，“滚刀支架”零件材料采用锻造。材料为45，生产类型为大批量生产，采用锻造毛坯。4 确定切削用量及基本工时 工序20 在铣床上面铣出110X110X206的方料 本工序为粗铣出110X110X206的方料的工序，在这里，我们选择数控铣床NT850作为铣削设备，加工刀具选择硬质合金端铣刀（面铣刀） 齿数铣削深度：每齿进给量：根据实际工况，我们通过实用机械工艺简明手册中，取铣削速度：参照实用机械工艺简明手册中表，取机床主轴转速：，取实际铣削速度：进给量：工作台每分进给量：即：根据实际工况，我们通过实用机械工艺简明手册中2.4-81,被切削层长度：由毛坯尺寸可知刀具切入长度：刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间：工序40 在车床上面准备四爪卡盘，校正中心与平行度，车端面，打中心孔车外圆,长度100MM本工序为车外圆,长度100MM，已知加工材料为45钢，锻件，有外皮，机床为NT850型数控车床，工件装卡在三爪自定心卡盘中。 确定背吃刀量。由于精加工单边余量为0.3mm可在一次走刀内完成，故 2）确定进给量。根据查切削用量简明手册得，刀杆尺寸为，以及工件直径为时 按CK6140车床说明书选择 确定的进给量尚需满足车床进给机构强度的要求，故需进行校验。根据CJK6140车床说明书，其进给机构允许的进给力。当钢的强度，（预计）时，进给力为。切削时的修正系数为，故实际进给力为 由于切削时的进给力小于车床进给机构允许的进给力，故选的进给量可用。3）确定切削速度 当用硬质合金车刀加工钢料，切削速度4）选择车刀磨钝标准以及刀具寿命根据查切削用量简明手册得，车刀后刀面最大磨损量取为1.4mm，因为车刀的材料为硬质合金，所以车刀的寿命T=60min。5）确定车削速度和每分钟进给量根据切削用量简明手册表1.27与1.28中公式计算： =8.88m/min； 基本工时计算根据一下公式，可得：=车退刀槽，镗的孔深60MM 1)本工序为车退刀槽的工序，根据工况，我们选择CK6140 型车床。 刀具：硬质合金刀 量具：游标卡尺 （1），走刀次数。 （2）进给量。 （3）车刀后刀面最大磨损限度取为，硬质合金车刀寿命。 （4）确定切削速度 根据表1.27，其中修正系数， ，所以：；确定主轴转速：按照CK6141数控车床的转速，选择 则实际切削速度 2）基本时间的确定 根据切削用量简明手册可知，有一下公式： 公式中，l=48mm，根据切削用量简明手册表3.26，铣刀入切量及超切量，则L=60mm。 4.3 铣12X96键槽（1）铣削宽度的选择查机械制造工艺设计简明手册表3.127可知：粗铣：38 这里取3（2）、铣削每齿进给量的选择查机械制造工艺设计手册表328 329可知：0.10.3 这里取0.2 1（3）、铣削速度的选择查机械制造工艺设计手册表330可知：V = 0.40.6 m/s 这时取0.5m/s = 30m/min 查机械制造工艺设计实用手册表1151 取 由于是粗铣，故整个铣刀盘不必铣过整个工件 查机械制造工艺、金属切削机床设计指导表1.415 可知： 所以，查机械制造工艺设计手册表325有 ：式中： 所以， 工序50 切割外形与的孔本工序为切割外形与的孔的工序，我们选择慢走丝线割机床。根据切削用量简明手册表3.2选择线割金属丝的几何形状。由于加工材料为45，=145MPa，锻件，有外皮。故选择=8，=+5。已知宽度=52mm，深度mm。机床为慢走丝线割机床，工件装在专用夹具中。（1）确定主轴转速 机床主轴转速：（2） 确定进给速度 实际进给速度：（3） 确定切削时间 切削时间min（4） 合计时间 机动时间=tx加工次数+辅助时间=0.18minX3+3min=3.54min. 工序60 钻、攻两端12-M6深12MM内螺纹 本工序为钻、攻两端12-M6深12MM内螺纹，根据实际工况，我们选择机床：Z3050摇臂钻床，刀具我们选择麻花钻、丝攻；（1）钻孔查机械制造工艺设计手册表，我们知道，切削深度：；进给量：根据实用机械工艺简明手册中表2.4-39，取；切削速度：参照实用机械工艺简明手册中表2.4-41，取机床主轴转速：，取实际切削速度： 被切削层长度：刀具切出长度：走刀次数为1根据切削用量简明手册可知，有一下公式：机动时间：（2）攻M6孔查机械制造工艺设计手册表，我们知道，切削深度：=26mm进给量：根据实用机械工艺简明手册中表2.4-52，攻丝取取切削速度：参照实用机械工艺简明手册中表2.4-53，取机床主轴转速：实际切削速度： 被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度：走刀次数为1根据切削用量简明手册可知，有一下公式：机动时间：查机械制造工艺设计手册表342有所以1计算切削深度4)攻削扭矩的计算查机械制造工艺设计手册表336有式中所以5)计算轴向力查机械制造工艺设计手册表336有轴向力式中所以，因零件材料为HB=150，查机械制造工艺设计手册表336有所以，实际的切削扭矩和轴向力分别为：6)计算切削功率因为查机械制造工艺设计手册表336有所以，机床功率足够;4.6时间定额计算及生产安排假设该零件年产量为30万件。设每天的产量为1300件。根据相关标准，当零件的加工批量为中小批量的时候，时间定额的计算公式为： （大量生产时）故，相对于大批量生产，其计算公式如下： 其中： 单件时间定额 基本时间（机动时间） 辅助时间。 一些除了加工工件以外时间的总和。工序：粗、精铣结合面机动时间：辅助时间：参照机械加工工艺手册表2.5.43，取工步辅助时间为。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为。则：根据相关计算切削时间的资料有，单间时间定额： 因此应布置两台机床同时完成本工序的加工。当布置两台机床时， 即能满足生产要求。（1）、铣削宽度的选择查机械制造工艺设计简明手册表3.127有半精铣 这里取（2）、铣削每齿给量的选择查机械制造工艺设计手册表328有 （3）、铣削深度的选择查机械制造工艺设计手册表329有 （4）、铣削速度的选择 查相关计算切削时间的资料有 所以：（5） 计算切削时间 查相关计算切削时间的资料表1.415 可知： 所以，（6）计算铣削力 相关计算切削时间的资料有 ：式中： 所以，=93n。5 零件编程 本次是要对滚刀支架加工相关工序进行编程，编程部件的加工处理顺序，刀具运动轨迹的尺寸，工艺参数（主要运动和进给运动速度，切削深度）和辅助操作（刀，主轴反转，冷却液体开关，刀具等等。1）数控编程的分类 数控编程又可分为手工编程和自动编程两类。 手动编程，在制备过程的整个过程由手工完成。这就要求程序员不仅要熟悉常用的代码和编程规则，还必须有一个机械加工工艺知识和数值计算。为点或部分的几何形状的机械加工，常见的编程简单，程序并不多，且手动的编程，可以实现。自动编程是使用计算机来把人变成可以由数控的处理程序，这是说，大多数数控编程的工作来实现要执行的描绘信息到数控机床的一部分。2）编程方法的选择刀具路径的路径主要由直线，圆弧，并且点的坐标是方便的，所以加工程序是用手工编程。3）编程原点的确定 该零件为规则的回转型零件，其坐标原点可设在轴的两端面中心上，这样方便编程坐标的计算。其坐标原点如图3.1所示。 5.1车外圆,长度100MMN1 G92 X100 Z10 （设立坐标系，定义对刀点的位置）N2 G00 X16 Z2 M03 （移到倒角延长线，Z 轴 2mm 处）N3 G01 U10 W-5 F300 （倒 345角）N4 Z-48 （粗车82长度100mm外圆）N5 U34 W-10 （退刀）N6 Z-48 （半精车82长度100mm外圆）N7 G00 X100 Z10 （回对刀点）N8 M05 （主轴停）N9 M30 （主程序结束并复位）5.2镗内孔深100MMN10 T0202 换mm钻头 N20 G54 G90 G00 X0 Y0 Z100 N30 M03 S600N40 Z20 M08N50 G98 G81 X55 Y40 Z-13 R10 F60 粗镗内孔N60 G00 Z100 M09 N70 T00303 N80 M03 S60 N90 Z20 M08N100 G98 G81 X-55 Y40 Z-13 F20 精镗内孔N110 G00 Z100 M09N120 M05 刀具复位N130 M30 主程序结束5.3钻、攻两端12-M6深12MM内螺纹N10 T0202 换mm钻头 N20 G54 G90 G00 X0 Y0 Z100 N30 M03 S600N40 Z20 M08N50 G98 G81 X55 Y40 Z-13 R10 F60 钻孔的第一个孔N60 X-55 Y40 第2个孔 N70 X-55Y-40 第3个孔N80 X55 Y-40 第4个孔N90 X-55Y-40 第5个孔N100 X55 Y-40 第6个孔N110 G00 Z100 M09 N120 T00303 换mm铰刀N130 G54 G90 G00 X0 Y0 Z100 攻孔螺纹孔N140 M03 S60 N150 Z20 M08N160 G98 G81 X-55 Y40 Z-13 F20 第1个孔N170 X-55 Y40 第2个孔N180 X-55 Y-40 第3个孔N190 X55 Y-40 第4个孔N200 X-55 Y-40 第5个孔N210 X55 Y-40 第6个孔N220 G00 Z100 M09N230 M05 主轴停N240 M30 主程序结束并复位 结 论 通过本次毕业设计，使我们充分把握的设计方法和步骤，不仅复习所学的知识，而且还获得新的经验与启示，在各种软件的使用找到的资料或图纸设计，会遇到不清楚的作业，老师和学生都能给予及时的指导，确保设计进度，本文所设计的是滚刀支架加工工艺设计及编程，通过初期的方案的制定，查资料和开始正式做毕设，让我系统地了解到了所学知识的重要性，从而让我更加深刻地体会到做一门学问不易，需要不断钻研，不断进取才可要做的好，总之，本设计完成了老师和同学的帮助下，在大学研究的最感谢帮助过我的老师和同学，是大家的帮助才使我的论文得以通过。参考文献1 刘德荣组合夹具结构简图的初步探讨组合夹具，1982. (1)2 孙已德机床夹具图册M北京：机械工业出版社，1984：20-23。3 贵州工学院机械制造工艺教研室，机床夹具结构图册M贵阳：贵州任命出版社，1983：42-50。4 刘友才机床夹具设计 北京：机械工业出版社，1992 。5 孟少龙机械加工工艺手册第1卷M，北京：机械工业出版社，1991。6 金属机械加工工艺人员手册修订组金属机械加工工艺人员手册M上海：上海科学技术出版社，1979。7 李洪机械加工工艺师手册M北京：机械工业出版社，1990。8 马贤智机械加工余量与公差手册M北京：中国标准出版社，1994。9 上海金属切削技术协会金属切削手册M上海：上海科学技术出版社，1984。 10 隋秀凛，现代制造技术，高等教育出版社，2002.1111 于荣贤等，机械制图与计算机绘图，机械工业出版社，2004.312 顾京，数控加工编程及操作，顾京主编，高等教育出版社，2003 .713 赵长明 刘万菊 ，数控加工工艺及设备，高等教育出版社 2005.914 陈洪涛，数控加工工艺及编程，高等教育出版社，2006.10I 43 致 谢 直到今天，论文总算完成了，我的心里感到特别高兴和激动，在这里，我打心里向我的导师和同学们表示衷心的感谢！因为有了老师的谆谆教导，才让我学到了很多知识和做人的道理，由衷地感谢我亲爱的老师，您不仅在学术上对我精心指导，在生活上面也给予我无微不至的关怀支持和理解，在我的生命中给予的灵感，所以我才能顺利地完成大学阶段的学业，也学到了很多有用的知识，同时我的生活中的也有了一个明确的目标。知道想要什么，不再是过去的那个爱玩的我了。导师严谨的治学态度，创新的学术风格，认真负责，无私奉献，宽容豁达的教学态度都是我们应该学习和提倡的。通过近半年的设计计算，查找各类典型零件的加工工艺设计及编程的相关资料，论文终于完成了，我感到非常兴奋和高兴。虽然它是不完美的，是不是最好的，但在我心中，它是我最珍惜的，因为我是怎么想的，这是我付出的汗水获得的成果，是我在大学四年的知识和反映。四年的学习和生活，不仅丰富了我的知识，而且锻炼了我的个人能力，更重要的是来自老师和同学的潜移默化让我学到很多有用的知识，在这里，谢谢老师以及所有关心我和帮助我的人，谢谢大家。I