套类零件加工工艺.doc

唐山学院东校区毕业设计(论文)题 目： 套类零件的加工及工艺分析 系 (部)： 专科教育部系 专业名称： 机械制造与自动化 姓 名： 准考证号： 班级名称： 提交时间： 摘 要随着科学技术飞速发展和经济竞争的日趋激烈，机械产品的更新速度越来越快，数控加工技术作为先进生产力的代表，在机械及相关行业领域发挥着重要的作用，机械制造的竞争，其实质是数控技术的竞争。本次设计就是进行套类零件的数控加工工艺，对套类零件的加工工艺分析，并绘制零件图。其中零件工艺规程的分析是此次论文的重点和难点。关键词：套类零件； 加工；工艺分析目 录一、套筒类零件的结构特点及工艺分析11.1轴承套加工工艺分析加工11.2液压缸加工工艺分析2二、套类零件的加工析4三、套类零件加工刀具的刃磨4 3.1麻花钻5四、套筒类零件加工中的主要工艺问题5五、套类零件数控车削工艺分析65.1零件图工艺分析65.2选择设备75.3确定零件的定位基准和装夹方式75.4确定加工顺序及进给路线75.5刀具选择75.6切削用量选择85.7数控加工工艺卡片拟订9六、套类零件加工编程9毕业总结13致 谢14参考文献15套类零件的加工及工艺分析一、套筒类零件的结构特点及工艺分析套筒类零件的加工工艺根据其功用、结构形状、材料和热处理以及尺寸大小的不同而异。就其结构形状来划分，大体可以分为短套筒和长套筒两大类。它们在加工中，其装夹方法和加工方法都有很大的差别，以下分别予以介绍。1.1 轴承套加工工艺分析加工如图1-1所示的轴承套，材料为ZQSn6-6-3，每批数量为200件。1.1 轴承套的技术条件和工艺分析该轴承套属于短套筒，材料为锡青图1-1轴承套简图铜。其主要技术要求为：34js7外圆对22H7孔的径向圆跳动公差为0.01mm；左端面对22H7孔轴线的垂直度公差为0.01mm。轴承套外圆为IT7级精度，采用精车可以满足要求；内孔精度也为IT7级，采用铰孔可以满足要求。内孔的加工顺序为：钻孔车孔铰孔。由于外圆对内孔的径向圆跳动要求在0.01mm内，用软卡爪装夹无法保证。因此精车外圆时应以内孔为定位基准，使轴承套在小锥度心轴上定位，用两顶尖装夹。这样可使加工基准和测量基准一致，容易达到图纸要求。车铰内孔时，应与端面在一次装夹中加工出，以保证端面与内孔轴线的垂直度在0.01mm以内。图1-11.1.2 轴承套的加工工艺表11为轴承套的加工工艺过程。粗车外圆时，可采取同时加工五件的方法来提高生产率。表11轴承套加工工艺过程序号工序名称工序内容定位与夹紧1备料棒料，按5件合一加工下料2钻中心孔车端面，钻中心孔调头车另一端面，钻中心孔三爪夹外圆3粗车车外圆42长度为6.5mm，车外圆34Js7为35mm，车空刀槽20.5mm，取总长40.5mm，车分割槽203mm，两端倒角1.545，5件同加工，尺寸均相同中心孔4钻钻孔22H7至22mm成单件软爪夹42mm外圆5车、铰车端面，取总长40mm至尺寸车内孔22H7为22mm车内槽2416mm至尺寸铰孔22H7至尺寸孔两端倒角软爪夹42mm外圆6精车车34Js7(0.012)mm至尺寸22H7孔心轴7钻钻径向油孔4mm34mm外圆及端面8检查1.2 液压缸加工工艺分析液压缸为典型的长套筒零件，与短套筒零件的加工方法和工件安装方式都有较大的差别。1.2.1 液压缸的技术条件和工艺分析液压缸的材料一般有铸铁和无缝钢管两种。图1-2所示为用无缝钢管材料的液压缸。为保证活塞在液压缸内移动顺利，对该液压缸内孔有圆柱度要求，对内孔轴线有直线度要求，内孔轴线与两端面间有垂直度要求，内孔轴线对两端支承外圆（82h6）的轴线有同轴度要求。除此之外还特别要求：内孔必须光洁无纵向刻痕；若为铸铁材料时，则要求其组织紧密，不得有砂眼、针孔及疏松。图1-21.2.2 液压缸的加工工艺表12为液压缸的加工工艺过程序号工序名称工序内容定位与夹紧1配料无缝钢管切断2车1车82mm外圆到88mm及M881.5mm螺纹（工艺用）一夹一顶2车端面及倒角三爪夹一端，中心架托88mm处3调头车82mm外圆到84mm三一夹一顶4车端面及倒角取总长1686mm（留加工余量1mm）三爪卡盘夹一端，搭中心架托88mm处3深孔推镗1半精推镗孔到68mm一端用M881.5mm螺纹固定在夹具中，另一端搭中心架2精推镗孔到69.85mm3精铰（浮动镗刀镗孔）到700.02mm，表面粗糙度值Ra为2.5m4滚压孔用滚压头滚压孔至70mm,表面粗糙度值Ra为0.32m一端用螺纹固定在夹具中,另一端搭中心架5车1车去工艺螺纹，车82h6到尺寸，割R7槽软爪夹一端，以孔定位顶另一端2镗内锥孔130及车端面软爪夹一端，中心架托另一端(百分表找正孔)3调头，车82h6到尺寸，割R7槽软爪夹一端，顶另一端4镗内锥孔130及车端面软爪夹一端，顶另一端二、套类零件的加工由同一轴线的内孔和外圆为主要要素或加其他结构(如齿、槽等)组成的零件统称套类零件。套类零件的车削上艺主要是指圆柱孔的加丁工艺，其加工特点是：孔加工在工件内部进行，观察、测量较困难，尤其是小孔、深孔的加工；受孔径和孔深的限制，刀杆较细、较长，降低了刀杆的刚性；排屑困难，切削液不易进入切削区；薄壁工件受夹紧力、切削力的作用容易变形。本章只介绍一般套类零件的车削。套类零件的主要技术要求是：孔和外圆的尺寸精度和表面粗糙度；孔和外圆的形状精度，如圆度、圆柱度等；孔与其他几何元素间的位置精度。如图21所示的轴承套，形状精度要求有：30H7孔的圆度公差为001mm，45js6外圆的圆度公差为0005mm；位置精度要求有：45js6外圆对30H7孔的轴线径向圆跳动公差为001mm，左端面对30H7孔轴线的垂直度公差为001mm，45js6外圆的右端面对左端面平行度公差为001mm。图2-1三、套类零件加工刀具的刃磨刀具的刃磨是车工必须熟练掌握的基本功，车工刀具刃磨技术能大大影响工件的加工质量与加工效率，因此，在课题练习前熟练而准确地掌握刀具刃磨技术是必需的。下面我们介绍一下与套类零件基本刀具的刃磨相关的知识。3.1 麻花钻一般的套类零件的加工通常是用钻头在实心的材料上钻孔，再经过扩孔或镗孔来达到图纸的要求，钻头一般用高速钢材料制成。随着高速切削技术的发展，镶嵌硬质合金的钻头也得到了广泛的应用。3.1.1 麻花钻的组成(图2-2)(1)柄部 麻花钻有直柄和锥柄两种，通常直径小于12mm的麻花钻都作成直柄的。直径大于田12mm以上的通常作成锥柄的。钻削时起传递转矩和钻头的夹持定心作用。(2)颈部 直径较大的钻头在颈部标注有商标、钻头直径和材料牌号等内容。 (3)工作部分 这是钻头的主要部分，由切削部分和导向部分组成，起切削和导向作用。3.1. 2 麻花钻工作部分的几何形状麻花钻的切削部分可看做是正反的两把车刀，所以它的几何角度的概念与车刀基本相同，但也有其特殊性。 (1)螺旋槽 钻头的工作部分有两条螺旋槽，它的作用是构成切削刃、排出切屑和通切削液。(2)前刀面 指螺旋槽面。(3)主后刀面 指钻顶的螺旋圆锥面。(4)顶角 钻头两主切削刃之间的夹角。顶角大，主切削刃短，定心差，钻出的孔容易扩大。但顶角大，前角也增大，切削省力些。顶角小，则反之。四、套筒类零件加工中的主要工艺问题一般套筒类零件在机械加工中的主要工艺问题是保证内外圆的相互位置精度（即保证内、外圆表面的同轴度以及轴线与端面的垂直度要求）和防止变形。1保证相互位置精度要保证内外圆表面间的同轴度以及轴线与端面的垂直度要求，通常可采用下列三种工艺方案：（1）在一次安装中加工内外圆表面与端面。这种工艺方案由于消除了安装误差对加工精度的影响，因而能保证较高的相互位置精度。在这种情况下，影响零件内外圆表面间的同轴度和孔轴线与端面的垂直度的主要因素是机床精度。该工艺方案一般用于零件结构允许在一次安装中，加工出全部有位置精度要求的表面的场合。为了便于装夹工件，其毛坯往往采用多件组合的棒料，一般安排在自动车床或转塔车床等工序较集中的机床上加工。图313所示的衬套零件就是采用这一方案的典型零件。其加工工艺过程参见表313。表41棒料毛坯的机械加工工艺过程序号工序内容定位基准1加工端面、粗加工外圆表面，粗加工孔，半精加工或精加工外圆、精加工孔、倒角、切断(见图3170)外圆表面、端面(定料用)2加工另一端面、倒角外圆表面3钻润滑油孔外圆表面4加工油槽精加工外圆表面(如要求不高的衬套，该工序可由工序1中的精车代替)外圆表面五、套类零件数控车削工艺分析如图5-1为典型轴套类零件，该零件材料为45钢，无热处理和硬度要求，试对该零件进行数控车削工艺分析（单件小批量生产）。5.1 零件图工艺分析该零件表面由内外圆柱面、内圆锥面、顺圆弧、逆圆弧及外螺纹等表面组成，其中多个直径尺寸与轴向尺寸有较高的尺寸精度和表面粗糙度要求。零件图尺寸标注完整，符合数控加工尺寸标注要求；轮廓描述清楚完整；零件材料为45钢，加工切削性能较好，无热处理和硬度要求。通过上述分析，采用以下几点工艺措施。对图样上带公差的尺寸，因公差值较小，故编程时不必取平均值，而取基本尺寸即可。左右端面均为多个尺寸的设计基准，相应工序加工前，应该先将左右端面车出来。内孔尺寸较小，镗1：20锥孔与镗32孔及150锥面时需掉头装夹。 图5-1 轴承套零件5.2 选择设备根据被加工零件的外形和材料等条件，选用CJK6240数控车床。5.3 确定零件的定位基准和装夹方式内孔加工 定位基准：内孔加工时以外圆定位； 装夹方式：用三爪自动定心卡盘夹紧。 外轮廓加工 定位基准：确定零件轴线为定位基准； 装夹方式：加工外轮廓时，为保证一次安装加工出全部外轮廓，需要设一圆锥心轴装置（见图5-2双点划线部分），用三爪卡盘夹持心轴左端，心轴右端留有中心孔并用尾座顶尖顶紧以提高工艺系统的刚性。5.4 确定加工顺序及进给路线 加工顺序的确定按由内到外、由粗到精、由近到远的原则确定，在一次装夹中尽可能加工出较多的工件表面。结合本零件的结构特征，可先加工内孔各表面，然后加工外轮廓表面。由于该零件为单件小批量生产，走刀路线设计不必考虑最短进给路线或最短空行程路线，外轮廓表面车削走刀路线可沿零件轮廓顺序进行（见图5-3）。5.5 刀具选择 将所选定的刀具参数填入表5-11轴承套数控加工刀具卡片中，以便于编程和操作管理。注意：车削外轮廓时，为防止副后刀面与工件表面发生干涉，应选择较大的副偏角，必要时可作图检验。本例中选 =55 。 图5-2 外轮廓车削装夹方案 图5-3 外轮廓加工走刀路线表5-1 轴承套数控加工刀具卡片5.6 切削用量选择 根据被加工表面质量要求、刀具材料和工件材料，参考切削用量手册或有关资料选取切削速度与每转进给量，然后利用公式v c=dn/1000和vf = nf，计算主轴转速与进给速度（计算过程略），计算结果填入表5-15工序卡中。 背吃刀量的选择因粗、精加工而有所不同。粗加工时，在工艺系统刚性和机床功率允许的情况下，尽可能取较大的背吃刀量，以减少进给次数；精加工时，为保证零件表面粗糙度要求，背吃刀量一般取0.10.4较为合适。5.7 数控加工工艺卡片拟订 将前面分析的各项内容综合成表5-12所示的数控加工工艺卡片。 表5-2 轴承套数控加工工艺卡片 六、套类零件加工编程O0904N001 G00 G97 S500 T0101N002 M03N003 M08N004 G00x58z2N005 G01z-2F50N006 x25N007 x5N008 x0N009 G00x100z100N010 G00x58z0N011 G71U1R1P016Q024x0.5z0.1F100N012 G00x100z100N013 M05N014 M00N015 G00 G97 S800 T0101N016 G00x58z0N017 G01x26F80N018 z-2N019 G01x30W-2F70N020 G01z-35F100N021 x50F70N022 x52z-36F70N023 z-53F100N024 x41.75z-84F70N025 G00x100N026 z100N027 M05N028 M00N029 G00 G97 S600 T0202N030 M03N031 M08N032 G00z0N033 x29.8N034 G01z-27F70N035 x32F120N036 z0N037 G82x29.2z-27F2N038 G82x28.8z-27F2N039 G82x28.4z-27F2N040 G82x28.2z-27F2N041 G82x28.0z-27F2N042 G82x28.0z-27F2N043 G00x100z100N043 M05N044 M00N045 G00 G97 S600 T0303N046 M03N047 M08N048 G00x53z-33N049 G01x52F100N050 z-61N051 x39F70N052 x52F120N053 z-65N054 x39F70N055 x52F120N056 z-69N057 x39F70N058 x52F120N059 G00x100N060 z100N061 M05N062 M00N063 G00 G97 S600 T0101N064 M03N065 M08N066 G00x57z2N067 G01z-3F120N068 x20F100N069 x5F70N070 x0F50N071 G00x100z100N072 M05N073 M00N074 G00 G97 S600 T0404N075 M03N076 M08N077 G00x57z2N078 G71U1R1P084Q089x0.5z0.1F100N079 M05N080 M00N081 G00 G97 S600 T0404N082 M03N083 M08N084 G00x57z2N085 G01x37.47z2F120N086 G03x35.08z-31.38R24F100N087 G02x36.46z-44.33R9F100N088 G03x35z-57R8F100N089 G01x35z-65F120N090 x42F100N091 G00x100N092 z100N093 M05N094 M00N095 G00 G97 S600 T0105N096 M03N097 M08N098 G00x26z2N099 G71U1R1P103Q108x0.5z0.1F80N100 G00z100N101 x100N102 M05N103 M00N104 G00x30z3N105 G01z0N106 x28z-1N107 z-26N108 G01x26N109 z3N110 G00x100z100N111 M05N112 M30毕业总结：在大学的最后一个学期，我过得既充实又繁忙.从选题的那天起，我就开始了我的毕业设计。在毕业设计的这段时间里，我有很多的感触，它带给我的价值是巨大的，这将对我的以后工作产生重要的影响。通过这次的设计，对套类零件有了更深刻的了解，基本掌握了类类零件的加工工艺规程及确定加工路线的方法，通过对零件深刻的分析，使得加工出的零件与之技术要求十分紊合，达到了设计所规定的要求。更重要的是对我们所学习的专业知识有了更清楚的认识，是我不知不觉的喜欢上了我们的专业。在这里我也深刻的知道，我在实践方面是很不够的，这将在以后的工作中慢慢去领悟、学习。致 谢短暂的三年大学生活很快就要结束了，我曾多么憧憬美好的学生时代，如今当自己临近毕业时，我又留恋已经流逝的三年学生生涯。本文是在指导老师悉心指导和亲切关怀下，并且在实习期间得到数控工厂有关领导的帮助，经过不断的学习和修改完成的。 老师严谨的学风，渊博的学识，谦逊的为人，丰富的实践经验，高瞻远瞩、敏锐的科学眼光，将是我永远学习的楷模；老师乐观、正直、朴实的生活态度，令我深深敬佩。老师的谆谆教诲，将使我终生受益。在此，谨致以衷心的感谢和崇高的敬意。 再次真诚地感谢所有在我两年读书期间帮助过我的老师、同学和朋友，祝大家一生平安！ 参考文献1胡应宽,何胜元; 套类零件机加工工艺分析 J;汽车科技; 1999年2吴瑞明,周晓军,雷良育; 液压缸密封工艺分析 J;机床与液压; 2003年 3付伟,王磊,王丽; 关节轴承的工艺改进 J;煤矿机械; 2000年4李亚平; 利用普通磨床加工高精度大型薄壁零件的方法 J;机械设计与制造工程; 1995年5晏初宏主编.数控加工工艺与编程.北京：化学工业出版社，2004. 6刘建亭主编.机械制造基础.北京：机械工业出版社，2001. 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