铰链座零件的数控加工工艺设计说明书.doc

QQ:1013265100 代做机械类毕业设计,尤其擅长零件加工工艺及其加工过程中所需夹具设计，并对钻床，磨床，铣床等专机设计有独到之处。本人常期从事机械行业、对机械产品加工、工序设计、工装夹具设计及专机设计等都有较深的造诣。现在工作之余为需要课程设计，毕业设计的朋友提供强有力的帮助，并提供现成各类适合你需要的毕业设计QQ: 1013265100目 录摘 要2第一章 绪 论3第二章 铰链座的加工工艺设计4 2.1 铰链座图42.2零件的结构工艺性分析42.3毛坯的确定52.4主要加工表面方法的确定52.5定位基准和铰链方案的确定62.6工艺路线的拟定7第三章 铰链座的数控加工工序设计8 3.1加工余量的确定8 3.2切削用量的确定83.4夹具的选择113.5加工设备的选用113.6工序与工步的划分11第五章 结论14参 考 文 献15致 谢16附表1 机械加工工艺过程卡片17摘 要在数控编程中，工艺分析和工艺设计是至关重要的，无论是手工编程还是自动编程，在加工前都要对所加工零件进行工艺分析，拟定加工方案，选择加工设备、刀具、夹具，确定切削用量，安排加工顺序，制定走刀路线等。在编程过程中，还要对一些工艺问题（如对刀点，换刀点，刀具补偿等）做相应处理。因此程序编制中的工艺分析和工艺设计是一项十分重要的工作。本设计的零件为铰链座，它是起到支承和夹紧的作用的元件。本文根据该零件的图纸及技术要求，对该零件进行了详细的数控加工工艺分析，依据分析的结果，确定了该零件的加工方法、装夹方式、定位基准、使用刀具、加工顺序安排、工步划分，走刀路线和切削用量等，并编制了零件的数控加工工艺卡片、数控加工工序卡片和刀具卡片等，最后，采用手工编程编制了该零件的数控加工程序。【关键词】：数控加工 工艺分析 工艺设计 AbstractIn the numerical control programming, process analysis and process design is very important, whether manual programming or automatic programming, in processing before each parts of machining process analysis, draws up the processing schemes, choose processing equipment, tool, fixtures, determine the cutting dosages, arrange processing order, formulate walk knife route etc. The programming process, but also to some process issues (such as the knife point, change the cutting point, blade compensating, etc.) do accordingly. So the process design of process analysis and process design is a very important work. This design of parts for clamping seat, it is a clamping pieces. Based on the part of drawing and technical requirements of the parts made detailed nc machining process analysis, according to the analysis result, made sure the parts processing methods, clamping mode, the locating datum, using tools and machining sequence, the labor division, walk step knife route and cutting dosages, etc, and works out parts of nc machining process card, nc machining operations CARDS and cutter card, etc, finally, adopt manual programming compiling the parts of nc machining process. key words : nc machining technology analysis process design 第一章 绪 论数控加工就是采用数控程序控制机床进行零件加工的一种加工方法，相对于普通机床加工，数控加工具有加工效率高、劳动强度低、加工精度高、柔性好等一系列优点。数控机床加工中，数控程序（数控加工程序）是不可缺少的一部分，数控机床之所以能加工出各种形状、不同尺寸和精度的零件，就是因为编程人员为它编制了不同的加工程序。编写数控加工程序的过程就是将加工零件的工艺过程、工艺参数（进给速度、主轴转速和背吃刀量等）、位移数据及开关命令（换刀、切削液开/关和工件装卸等）等信息用数控系统规定的功能代码和格式按加工顺序编写成加工程序单，并记录在信息载体上，再通过信息载体将数控加工程序输入机床数控装置，从而指挥数控机床按数控程序的内容加工出合格的零件。数控程序编写的如何，直接影响零件加工质量。数控编程分手工编程和自动编程。手工编程是由人工完成刀具轨迹计算及加工程序的编制工作。当零件形状不十分复杂或加工程序不太长时，采用手工编程方便、经济。自动编程是利用计算机通过自动编程软件完成对刀具运动轨迹的计算、加工程序的生成及刀具加工轨迹的动态显示等。对于加工零件形状复杂，特别是涉及三维立体形状或刀具运动轨迹计算繁琐时，常采用自动编程。在数控编程中，工艺分析和工艺设计是至观重要的，无论是手工编程还是自动编程，在加工前都要对所加工零件进行工艺分析，拟定加工方案，选择加工设备、刀具、夹具，确定切削用量，安排加工顺序，制定走刀路线等。在编程过程中，还要对一些工艺问题（如对刀点，换刀点，刀具补偿等）做相应处理。因此程序编制中的工艺分析和工艺设计是一项十分重要的工作。本设计的零件为铰链座，它是用于支承、夹紧的作用元件，从其外形特征来看，它是一个比较规则零件。本文根据该零件的图纸及技术要求，对该零件进行了详细的数控加工工艺分析，依据分析的结果，确定了该零件的加工方法、装夹方式、定位基准、使用刀具、加工顺序安排、工步划分，走刀路线和切削用量等，并编制了零件的数控加工工艺卡片、数控加工工序卡片和刀具卡片等，最后，采用手工编程编制了该零件的数控加工程序。第二章 铰链座的加工工艺设计2.1 铰链座图技术要求：1 表面发蓝。图2.1 铰链座图图2.1所示为铰链座的零件图，其材料为45，零件结构简单，但不方边加工。2.2零件的结构工艺性分析图2.1所示零件是铰链座，兼有夹紧与支承的作用。由底板、孔等组成。零件的尺寸、精度要求不是太高，这样在加工过程当中就比较简单。该零件的关键工序要保证25的圆与地面的平行度，圆端面与地面的垂直度。该零件的整个加工过程包括铣面、钻孔、镗孔。2.3毛坯的确定 在制定工艺规程时，正确地选择毛坯有着重大的技术意义。毛坯种类的选择，不仅影响着毛坯制造的工艺、而且对零件的机械加工工艺、设备和工具的消耗以及工时定额也都有很大的影响。因此，正确选择毛坯，需要毛坯制造和及机械加工零方面的工艺人员紧密配合，以兼顾冷、热加工两方面的要求。机械加工中常见的毛坯（1）铸件：形状复杂的毛坯，宜采用铸造方法制造。 （2）锻件：锻件有自由锻造锻件和模锻件两种（3）型材：机械制造中的型材按截面形可分为圆钢、方钢、六角钢、扁钢、角钢、槽钢和其他特殊截面形状的型材。（4）组合毛坯：将铸件、锻件、型材或经局部机械加工的半成品组合在一起，也可作为机械加工的毛坯，组合的方法一般是焊接。毛坯选择的的两种不同 一种是毛坯的形状和尺寸尽量与零件接近，零件制造的大部分劳动量用于毛坯，机械加工多为精加工，劳动量和费用都比较少；另一种是毛坯的形状及尺寸与零件相差较大，机械加工切除较多材料，其劳动量及费用也较大。毛坯选择应考虑的因素1 零件材料的工艺特性及零件材料组织和性能的要求2 零件的结构形状与外形尺3 生产纲领的大小4 现有生产条件该铰链座材料为45，因其属于中、小型零件，形状并不是很复杂，综合它的用途，考虑它的抗拉、形变、强度等因素，所以选择45号钢。2.4主要加工表面方法的确定该零件的形状很简单，需要加工的地方不多，要求也不高，所以选择数控铣床就行了。外形加工方案：面铣孔表面的加工方案可为：钻孔镗孔2.5定位基准和铰链方案的确定根据零件的结构形状和加工精度的要求，正确选择零件加工时的定位基准是制订加工工艺规程时应先考虑的主要问题之一。零件加工的第一道工序只能用毛坯的表面来定位，这种定位基准成为粗基准。在以后的工序中用已加工表面来定位，称精基准。基准按功用不同分为设计基准和工艺基准1. 设计基准在零件图上用来确定其他点、线、面位置的基准。2工艺基准在加工和装配过程中使用的基准。按作用不同又分为：(1)定位基准。在加工中使用工件在机床或夹具上占有正确的位置所采用的基准。（2）测量基准。零件检验时，用以测量已加工表面尺寸和位置所用的基准（3）装配基准。在装配时用以确定零件或部件在机械产品中位置的基准粗基准的选择原则 (1) 保你证加工表面与不加工表面之间的相互位置尺寸要求，应选用不加工作为粗基准。（2）多加工表面或不加工表面与加工表面之间相互之间位置要求不严格的零件，粗基准的选择应能保证合理地分配各加工表面的余量。如图2.1所示的铰链座图，应选择底面作为粗基准（3）作为粗基准的毛坯表面应尽量光滑平整，以便零件铰链可靠。（4）粗基准一般不能重复使用。精基准的选择原则选择精基准时。主要考虑保证零件加工精度，同时考虑装夹准确、可靠和方便，而且夹具简单。在选择精基准时应遵循以下原则：（1） 基准重合原则（2） 基准统一原则（3） 便于装夹原则结合零件的尺寸，基准面选择的因素把底面作为精基准。在确定铰链方案时应注意下列三点：1尽可能作到设计、工艺与编程计算的基准统一；2尽量将工序集中，减少装夹次数，尽量可能做到在一次装夹后就能加工出全部待加工表面；3避免采用占机人工调整装夹方案。2.6工艺路线的拟定综合数控加工工艺路线设计与通用机床加工工艺路线设计的主要区别，在于它往往不是指从毛坯到成品的整个工艺过程，而仅是几道数控加工工序工艺过程的具体描述。因此在工艺路线设计中一定要注意到，由于数控加工工序一般都穿插于零件加工的整个工艺过程中，因而要与其他加工工艺衔接好。数控加工工艺路线设计中应特别注意以下几个问题：1工序的划分根据数控加工的特点，数控工序的划分一般可按下列方法进行：（1）以一次安装、加工作为一道工序。这种方法适合于加工内容较少的零件，加工完后就能达到待检状态。（2）以同一把刀具加工的内容划分工序。有些零件虽然能在一次安装中加工出很多待加工表面，但考虑到程序太长，会受到某些限制，如控制系统的限制，机床连续工作时间的限制，各机床负荷率平衡等。此外，程序太长会增加出错与检索的困难，因此程序不能太长，一道工序的内容不能太多。（3）以加工部位划分工序。对于加工内容很多的工件，可按其结构特点将加工部位分成几个部分，如内腔、外形、曲面或平面，并将每一部分的加工作为一道工序。（4）以粗、精加工划分工序。对于经加工后易发生变形的工件，由于对粗加工后可能发生的变形需要进行校形，故一般来说，凡要进行粗精加工的过程，都要将工序分开。2顺序的安排顺序的安排应根据零件的结构和毛坯状况，以及定位、安装与铰链的需要来考虑。顺序安排一般应按以下原则进行：（1）上道工序的加工不能影响下道工序的定位与铰链，中间穿插有通用机床加工工序的也应综合考虑；（2）先进行内腔加工，后进行外形加工；（3）以相同定位、铰链方式加工或用同一把刀具加工的工序，最好连续加工，以减少重复定位次数、换刀次数与挪动压板次数；（4）在同一次安装中进行的多道工序，应先安排对工件刚性破坏较小的工序。3数控加工工序与普通工序的衔接数控加工工序前后一般都穿插有其他普通加工工序，如衔接得不好就容易产生矛盾。因此在熟悉整个加工工艺内容的同时，要清楚数控加工工序与普通加工工序各自的技术要求、加工目的、加工特点，如：要不要留加工余量，留多少；定位面与孔的精度要求及形位公差；对校形工序的技术要求；对毛坯的热处理状态等，这样一来才能使各工序达到相互满足加工需要，且质量目标及技术要求明确，交接验收有依据。综合上述分析，按照由基面先行、先粗后精、先主后次、先面后孔、就进不久远的原则确定该铰链座的工艺路线如下： 铣底面铣四周侧面25钻孔镗孔做9孔钻8的孔攻丝M8去毛刺检验入库。第三章 铰链座的数控加工工序设计3.1加工余量的确定为了保证加各加工方面都有足够的加工余量，应选择工件余量最小的面为粗基准，故选用底面作为基准，精加工得到。3.2切削用量的确定切削用量包括主轴转速（切削速度）、进给量、背吃刀量。合理选择切削用量能提高生产效率，保证加工质量，降低加工成本，充分发挥刀具和数控机床的效能。具体数值应根据机床说明书、切削用量手册，并结合经验而定。切削用量选择的基本原则是：(1) 根据工件加工余量和加工要求,确定背吃刀量。(2) 根据工艺系统允许的切削力,确定进给量。(3) 根据刀具耐用度,确定切削速度。(4) 所选定的切削用量应该是数控机床功率允许的。1） 确定背吃刀量粗加工时，在保留精加工余量的前提下，若机床刚性和机床功率允许，应尽可能选取较大的背吃刀量，以减少走刀次数，提高生产效率。一般加工的背吃刀量为1到3mm。通常工件留出一定的精加工余量，通过精加工来实现图样上提出的技术要求。一般精加工的背吃刀量为0.1到0.3mm。2) 进给量的确定车削进给量确定的原则是：(1) 粗加工时，在工艺系统强度允许的前提下，选择大的进给量。(2) 半精加工和精加工时,进给量比粗加工不可太小,否则不仅降低加工效率,而且影响加工质量。(3) 切槽加工时,由于切槽刀刚性较差,应选择较小的进给量。3.3刀具的选择刀具的选择是数控加工工序设计的主要内容之一，它不但影响机床的加工效率，而且直接影响加工质量。另外，数控机床主轴转速比普通机床高1-2倍，且主轴输出功率大，因此与传统加工方法相比，数控加工对刀具的要求更高，不仅要求精度高、强度大、刚度好、耐用度高，而且要求尺寸稳定、安装调整方便。随着刀具材料性能的提高与结构特性的改善，数控加工用刀具在耐用度、刚度、抗脆性、断屑和调整更换等方面的性能已有很大的改善。例如，目前涂层刀具，立方氮化硼刀具以至陶瓷刀具与金刚石刀具等可使刀具的切削速度大幅度提高。然而，从如何加工的角度看，加工刀具类型与工艺方案的合理选择则极为重要。数控机床对所使用的刀具有许多性能上的要求，只有达到这些要求才能使数控机床真正发挥效率。在选择数控机床所用刀具时应注意以下几个方面：1良好的切削性能。现代数控机床正向着高速、高刚性和大功率方向发展，因而所使用刀具必须具有能够承受高速切削和强力切削的性能。同时，同一批刀具在切削性能和刀具寿命方面一定要稳定，这是由于在数控机床上为了保证加工质量，往往实行按刀具使用寿命换刀或由数控系统对刀具寿命进行管理。2较高的精度。随着数控机床、柔性制造系统的发展，要求刀具能实现快速和自动换刀；又由于加工的零件日益复杂和精密，这就要求刀具必须具备较高的形 状精度。对数控机床上所用的整体式刀具也提出了较高的精度要求，有些立铣刀的径向尺寸精度高达5m以满足精密零件的加工需要。3先进的刀具材料。刀具材料是影响刀具性能的重要环节。除了不断发展常用的高速钢和硬质合金钢材料外，涂层硬质合金刀具已在国外普遍使用。硬质合金刀片的涂层工艺是在韧性较大的硬质合金基体表面沉积一薄层（一般57m）高硬度的耐磨材料，把硬度和韧性高度地结合在一起，从而改善硬质合金刀片的切削性能。在如何使用数控机床刀具方面，也应掌握一条原则：尊重科学，按切削规律办事。对于不同的零件材质，在客观规律上就有一个切削速度（v）、背吃刀量（aP）、进给量（f）三者互相适应的最佳切削参数。这对大零件、稀有金属零件、贵重零件更为重要，应在实践中不断摸索这个最佳切削参数。根据加工要求需选择刀具如下:1号刀：40的面铣刀2号刀：24.5的钻头3号刀：9的立铣刀；4号刀：7.8的钻头；5号刀：M8的丝锥6号刀：25的镗刀3.4夹具的选择由于夹具确定了零件在机床坐标系中的位置，即加工原点的位置，因而首先要求夹具能保证零件在机床坐标系中的正确坐标方向，同时协调零件与机床坐标系的尺寸。除此之外，主要考虑下列几点：1当零件加工批量小时，尽量采用组合夹具，可调式夹具及其它通用夹具；2当小批量或成批生产时才考虑采用专用夹具，但应力求结构简单；3夹具要开敞，其定位、铰链机构元件不能影响加工中的走刀（如产生碰撞等）；4装卸零件要方便可靠，以缩短准备时间，有条件时，批量较大的零件应采用气动或液压夹具、多工位夹具。该零件规则的外形结合加工的需求，所以选择机用虎钳，在装夹的时候保证底面与机用虎钳完全贴合，以保证孔与其的平行度，端面与底面的垂直度。3.5加工设备的选用根据被加工零件的外形、材料与加工精度等条件,选用上海西格码机床有限公司生产的，配备FANUC Oi铣床3.6工序与工步的划分该零件加工的加工工序依据装夹次数划分，可划分三道工序，即工序1为装夹加工零件的底面面和四个9孔；2加工25的孔；3加工M8的孔。具体工序、工步划分如下：工序1：加工地面和沉孔1.用40的面铣刀加工底面 2.加工9孔。 工厂数控加工工序卡产品名称或代号零件名称材 料零件图号SK231铰链座45钢DGB-01-020工序号程序编号夹具名称设备名称车 间1O0001机用虎钳数控铣床机加工车间工步号工步内容刀具号主轴转速（mm/min）进给速度*（mm/min）背吃刀量/mm备注1铣底面T15005012钻9的孔T6400303编制刘迪蒙审核批准工序2：加工32的孔 9. 用机用虎钳铰链地面的侧边工25的孔 工厂数控加工工序卡产品名称或代号零件名称材 料零件图号08SK231铰链座HT20-40DGB-01-020工序号程序编号夹具名称设备名称车 间2O0002机用虎钳加工中心机加工车间工步号工步内容刀具号主轴转速(r/min)进给速度*（mm/r）背吃刀量/mm备注1用钻头加工24.5的孔T2400332镗25的孔T32000500.5编制刘迪蒙审核批准工序3：加工M8孔QQ:1013265100 代做机械类毕业设计,尤其擅长零件加工工艺及其加工过程中所需夹具设计，并对钻床，磨床，铣床等专机设计有独到之处。本人常期从事机械行业、对机械产品加工、工序设计、工装夹具设计及专机设计等都有较深的造诣。现在工作之余为需要课程设计，毕业设计的朋友提供强有力的帮助，并提供现成各类适合你需要的毕业设计QQ: 1013265100工厂数控加工工序卡产品名称或代号零件名称材 料零件图号08SK231铰链座HT20-40SNT-JZQ-00054工序号程序编号夹具名称设备名称车 间2O0002机用虎钳加工中心机加工车间工步号工步内容刀具号主轴转速(r/min)进给速度*（mm/r）背吃刀量/mm备注1钻头加工7.9的孔T4400302攻螺纹M8T5编制刘迪蒙审核批准第五章 结论通过这次毕业设计，使我对数控知识有了更进一步的了解，也使自己在学校期间所学的知识在实践当中得到了运用，在实践中我学到了很多在书本上学不到的知识。我的毕业论文工作始于2010年的9月，时至今日，论文已全部完成。从最初的茫然，到慢慢的进入状态，再到对思路逐渐的清晰，整个写作过程难以用语言来表达。遇到困难，我会觉得无从下手，不知从何写起；当困难解决了，我会觉得豁然开朗，思路打开了；当论文经过一次次的修改，基本成形的时候，我觉得很有成就感。同时，我也在思考，毕业论文的完成预示着什么？预示着我即将毕业，即将走出可爱的校园，步入社会的大讲堂，开始我的又一个新的人生旅程。那么，我应该记下一些东西，对我的毕业论文做一个总结，划上一个完整的句号。参 考 文 献1 龚洪浪 王贤涛 数控加工工艺学 科学出版社 2005.8 2 舒志兵 陈光明 曾孟雄 数控加工技术 电子工业出版社 2007.13 董霖 数控技术及加工编程实训教程 西南交通大学出版社 2007.2.14张丽华 马立克 数控加工工艺与编程 大连理工大学出版社5张思弟 贺曙新 数控编程加工技术 化学工业出版社 2005.6.16黄翔 李迎光 :数控编程理论.技术与应用 清华大学出版社 2006.1.18 兰建设 机械制造工艺与夹具 机械工业出版社 2004.79 王志平 数控加工编程与操作 高等教育出版社 2005.6 致 谢本论文是在刘晓燕老师的精心指导和关怀下完成的在此论文完成之际，谨向蒋兆宏老师所授予的严谨、细致、认真的指导和所付出的心血，致以崇高的敬意和衷心的感谢！向所有关心、支持、帮助过作者的各位老师、同学、朋友们表示谢意！感谢常州轻院给予我的培养！附表1 机械加工工艺过程卡片常州轻工职业技术学院机械加工工艺过程卡片产品型号SK231零件图号DGB-01-020产品名称08数控231零件名称铰链座材料牌号45毛坯种类毛坯外形尺寸备注工序号工序名称工序内容车间工段设备工艺装备工时1备料2下料钻孔、攻丝、镗孔数控车床3检查尺寸测量工件的尺寸游标卡尺4入库编制刘迪蒙审核批准共 页第 页