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1、麗職院機電信息分院畢業(yè)設計 機電學院 畢 業(yè) 設 計 汽車軸套零件加工 學生學號： 學生姓名： 導師姓名： 班　　級 機電（3+2）1003 專業(yè)名稱 機電一體化 論文提交日期2012年5月 15日 論文答辯日期 2012年5月28日 2012年5月15日 摘 要 數(shù)控車床是目前使用最

2、廣泛的數(shù)控機床之一。數(shù)控車床主要用于加工軸類、盤類等回轉(zhuǎn)體零件。加工汽車軸套零件是通過數(shù)控加工程序的運行，自動完成內(nèi)外圓柱面、圓錐面、成形表面、螺紋和端面等工序的切削加工，并能進行車槽、鉆孔、擴孔、鉸孔等工作。數(shù)控車床零件加工首先要看懂圖紙，再對零件進行加工分析，怎么樣選擇毛胚，刀具，夾盤，要確定切削用量，定位基準。做好這些準備先對刀，對刀對好再編程序，再數(shù)控的系統(tǒng)里輸入程序，通過數(shù)控軟件進行校對。正確就直接到數(shù)控車床上進行加工。 關鍵詞：汽車軸套零件、加工工藝分析、數(shù)控編程 目 錄

3、 一 引言………………………………………………………………………………………………….5 二 加工前的準備………………………………………………………………………………………...6 2.1零件三維圖實體 6 2.2設計方案 7 2.3工序劃分的主要原則 8 2.4數(shù)控機床的選擇 8 2.5裝夾方式和夾具的選擇 8 2.6刀具的選擇 9 2.7切削用量的選擇 9 2.7.1確定進給速度 9 2.7.2確定主軸轉(zhuǎn)速…………………………………………………………………………………9 2.7.3確定背吃刀量 10 三 零件的加工工藝分析……………………………………

4、…………………………………………11 3.1 零件圖工藝分析 11 3.1.1毛胚的選擇 11 3.1.2確定裝夾具方案 12 3.2確定加工路線及進給路線 12 3.3選擇刀具 12 3.4選擇切削用量 12 3.5計算螺紋尺寸 13 3.6編制工藝文件 13 四 數(shù)控編程 14 4.1零件圖1程序見附錄 14 4.2零件圖2程序見附錄 15 4.3程序編好導入數(shù)控機床，經(jīng)校對正確，開始車零件 15 小結…………………………………

5、…………………………………………………………………...16 致謝……………………………………………………………………………………………………...17 參考文獻………………………………………………………………………………………………...17 附錄 一 引言 數(shù)控機床是按照編制好的加工程序自動地對工件進行加工的高效自動化設備，數(shù)控程序的質(zhì)量是影響數(shù)控機床的加工質(zhì)量和使用效率的重要因素。裝配工藝規(guī)程是規(guī)定產(chǎn)品或部件裝配工藝規(guī)程和操作方法等的工藝文件,是制訂裝配計劃和技術準備,指導裝配工作和處理裝配工作問題的重要依據(jù)。它對保證裝配質(zhì)量

6、,提高裝配生產(chǎn)效率,降低成本和減輕工人勞動強度等都有積極的作用。 這次畢業(yè)設計中，我的設計題目是：汽車軸套零件加工 。我先是設計出總體的設計方案，在進行工藝加工分析，在進行加工零件。但由于設計的需要，我仔細研究了零件圖，但在設計過程中，因自己經(jīng)驗不足，遇到了很多實際問題，使我體會到了在現(xiàn)場實習調(diào)研僅證明可不可以實干，而不能代表能不能干好。所以我積極與設計指導老師、操作指導老師溝通，在各位老師的全力幫助、指導下問題得到了全面解決，同時受到各位老師優(yōu)良工作品質(zhì)的影響，培養(yǎng)出了我緩中求穩(wěn)、虛心求教、實事求是、一絲不茍的工作作風，并樹立了明確的生產(chǎn)觀、經(jīng)濟觀和全局觀，為今后從事工作打下了良好的基礎。

7、 二 加工前的準備 2.1零件三維圖實體 零件1 零件2 2.2設計方案 在自動編程過程中，加工工藝決策是加工能否順利完成的基礎，必須依據(jù)零件的形狀特點、工件的材料、加工的精度要求、表面粗糙度要求，選擇最佳的加工方法、合理劃分加工階段、選擇適宜的加工刀具、確定最優(yōu)的切削用量、確定合理的毛坯尺寸與形狀、確定合理的走刀

8、路線，最終達到滿足加工要求、減少加工時間、降低加工費用的目的。 所以我們在加工進行過程中要充分考慮以下4條： 1數(shù)控車的規(guī)格、控制系統(tǒng)、機床精度、機床輔具； 2毛坯尺寸大小、材料、材料的熱處理狀態(tài)； 3對整體優(yōu)勢的夾緊采用手動式四爪夾盤； 4使用的刀具已指定了品種和數(shù)量； 2.3工序劃分的主要原則 1、保證加工質(zhì)量； 2、合理使用設備； 3、先粗后精； 4、先主后次； 5、先基準后其他； 6、盡量減少換刀次數(shù)； 2.4數(shù)控機床的選擇 初步選用普通數(shù)控機床本機床適用于成批、小批及單件生產(chǎn)加工圓柱體。 可采用軸向進給（垂直進給）的方法加工出圓柱體。 本機床是采用手動徑向

9、進給的方法進行加工。本機床加工圓柱體時機床調(diào)整及加工方法與加工圓柱體時一樣。 刀架采用快速電機和手動調(diào)整。 根據(jù)用戶的特殊要求可配置西門子數(shù)控系統(tǒng)，完成圓柱體個形和鉆孔的加工，還可以將機床加高、加長擴展機床的加工范圍。通過對加工零件圖紙進行分析后，最后確定采用加工中心對零件進行加工 。 2.5裝夾方式和夾具的選擇 夾具的選擇 　　數(shù)控加工對夾具主要有兩大要求：一是夾具應具有足夠的精度和剛度；二是夾具應有可靠的定位基準。選用夾具時，通?？紤]以下幾點： 1、盡量選用可調(diào)整夾具、組合夾具及其它通用夾具，避免采用專用夾具，以縮短生產(chǎn)準備時間。 2、在成批生產(chǎn)時才考慮采用專用夾具，并力求結構簡

10、單。 3、裝卸工件要迅速方便，以減少機床的停機時間。 4、夾具在機床上安裝要準確可靠，以保證工件在正確的位置上加工。 夾具的類型 　　 控車床上的夾具主要有兩類：一類用于盤類或短軸類零件，工件毛坯裝夾在帶可調(diào)卡爪的卡盤（三爪、四爪）中，由卡盤傳動旋轉(zhuǎn)；另一類用于軸類零件，毛坯裝在主軸頂尖和尾架頂尖間，工件由主軸上的撥動卡盤傳動旋轉(zhuǎn)。 工件裝夾方法的選擇 　　數(shù)控機床上零件的安裝方法與普通機床一樣，要合理選擇定位基準和夾緊方案，注意以下兩點： 1、力求設計、工藝與編程計算的基準統(tǒng)一，這樣有利于編程時數(shù)值計算的簡便性和精確性。 2、盡量減少裝夾次數(shù)，盡可能在一次定位裝夾后，加工出

11、全部待加工表面。 綜合以上分析可選用：平口鉗。 2.6刀具的選擇 選擇數(shù)控刀具的原則 刀具壽命與切削用量有密切關系。在制定切削用量時，應首先選擇合理的刀具壽命，而合理的刀具壽命則應根據(jù)優(yōu)化的目標而定。一般分最高生產(chǎn)率刀具壽命和最低成本刀具壽命兩種，前者根據(jù)單件工時最少的目標確定，后者根據(jù)工序成本最低的目標確定。 2.7切削用量的選擇 2.7.1確定進給速度 進給速度是數(shù)控機床切削用量中的重要參數(shù)，主要根據(jù)零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性質(zhì)選取。最大進給速度受機床剛度和進給系統(tǒng)的性能限制。確定進給速度的原則：當工件的質(zhì)量要求能夠得到保證時，為提高生產(chǎn)效率

12、，可選擇較高的進給速度。一般在100一200mm/min范圍內(nèi)選取；在切斷、加工深孔或用高速鋼刀具加工時，宜選擇較低的進給速度，一般在20一50mm/min范圍內(nèi)選??；當加工精度，表面粗糙度要求高時，進給速度應選小些，一般在20--50mm/min范圍內(nèi)選?。坏毒呖招谐虝r，特別是遠距離“回零”時，可以設定該機床數(shù)控系統(tǒng)設定的最高進給速度。數(shù)控編程時，編程人員必須確定每道工序的切削用量，并以指令的形式寫人程序中。切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速、背吃刀量及進給速度等。對于不同的加工方法，需要選用不同的切削用量。切削用量的選擇原則是:保證零件加工精度和表面粗糙度，充分發(fā)揮刀具切削性能，保證合理的刀具耐用度，并

13、充分發(fā)揮機床的性能，最大限度提高生產(chǎn)率，降低成本。 2.7.2確定主軸轉(zhuǎn)速 n = 1000V /πd 式中n—主軸轉(zhuǎn)速,r/min; v—切削速度,m/min d—工件待加工表面直徑;mm 計算的主軸轉(zhuǎn)速n，最后要選取機床有的或較接近的轉(zhuǎn)速。 數(shù)控車削切削條件參考數(shù)1—1 車削時的切削速度表1—2 工件材料 硬度/HBS 高速鋼車刀v/(m/min) 硬度合金車刀v/(m/min) 45#鋼 <225 18~42 66~150 225~325 12~36 54~120 325~425 6~21 36~75 主軸轉(zhuǎn)速應根據(jù)允許的切削速

14、度和工件(或刀具)直徑來選擇。其計算公式為 :n=1000v/πD 式中:v—切削速度，單位為m/m動，由刀具的耐用度決定;n一一主軸轉(zhuǎn)速，單位為r/min,D—工件直徑或刀具直徑，單位為mm。計算的主軸轉(zhuǎn)速n，最后要選取機床有的或較接近的轉(zhuǎn)速。 2.7.3 確定背吃刀量 背吃刀量根據(jù)機床、工件和刀具的剛度來決定，在剛度允許的條件下，應盡可能使背吃刀量等于工件的加工余量，這樣可以減少走刀次數(shù)，提高生產(chǎn)效率。為了保證加工表面質(zhì)量，可留少量精加工余量，一般0.2一0.5mm,總之，切削用量的具體數(shù)值應根據(jù)機床性能、相關的手冊并結合實際經(jīng)驗用類比方法確定。 同時，使主軸轉(zhuǎn)速、切削深度及

15、進給速度三者能相互適應，以形成最佳切削用量。 三、零件的加工工藝分析 3.1 零件圖工藝分析 根據(jù)零件圖（附錄圖5-1）我們可以看出它是由兩個零件裝配而成的。那我們第一步就是要先把兩個零件用木棍數(shù)控車把它做出來，再把這兩個零件裝配成我們要的零件。那么我們首先來看該零件是由圓柱、圓錐、孔、圓弧及雙線螺紋等表面組成。 3.1.1毛胚的選擇 從圖（附錄圖5-1）我們可以看出，零件所要加工部位明確，幾何元素之間關系描述清楚完整，根據(jù)零件的實際尺寸與熱處理的工藝性見（表格2—1）能我選擇φ75mm的45＃鋼作為毛胚。 合金結構鋼的熱處理工藝性能2—1 3.1.2確定裝夾具方案 根據(jù)零

16、件圖形我確定坯件軸線和左端面為定位基準。左端采用三爪自定心卡盤定心夾緊、右端采用活動頂尖支承的裝夾方式。 3.2確定加工路線及進給路線 加工順序應該按照由粗車刀精車、由遠到近（由左到右）的順序原則確定。即就是先從右刀左進行粗車（留0.25mm精車余量）然后從右到左進行精車，最后在車削螺紋和孔。 3.3選擇刀具 1、車選用硬質(zhì)合金60外圓車刀，副偏角不能太小，以防止與工件輪廓發(fā)生干涉，所以現(xiàn)在我們?nèi)r=35. 2、精車和車螺紋選用硬質(zhì)合金60外螺紋車刀。 3、割斷面和槽我們選用厚度為5mm的硬質(zhì)合金刀和2mm厚的硬質(zhì)合金刀。 4、鉆頭、內(nèi)槽車刀、通孔車刀、盲孔車刀。 3.4選擇

17、切削用量 削速度v（m/min）可參照表3-1 表3-1硬質(zhì)合金外圓車刀切削速度參考值 工件材料 熱處理狀態(tài) ap=0.3～2mm ap=2～6mm ap=6～10mm f=0.08～0.3mm f=0.3～0.6mm f=0.6～1mm V/(m/s) 低碳鋼 熱扎 2.33～3.0 1.67～2.0 1.17～1.5 易削鋼 中碳鋼 熱扎 2.17～2.67 1.5～1.83 1.0～1.33 調(diào)質(zhì) 1.67～2.17 1.17～1.5 0.83～1.17 合金結構鋼 熱扎 1.67～2.17

18、 1.17～1.5 0.83～1.17 調(diào)質(zhì) 1.33～1.83 0.83～1.17 0.67～1.0 1、粗車循環(huán)時的背吃到兩，確定為Ap=3mm；精車時Ap=0.25mm。 2、主軸轉(zhuǎn)速 車直線和圓弧輪廓時的主軸轉(zhuǎn)速 查表取粗車的切削速度Ve=90m/min，精車的切削速度Vc=120m/min，根據(jù)坯件直徑（精車時平均直徑），利用n = 1000V /πd 計算并結合機床說明書選取：粗車時的主軸轉(zhuǎn)速n=400r/min；精車時的主軸轉(zhuǎn)速n= 727 r/min。 車螺紋時的主軸轉(zhuǎn)速也時用n = 1000V /πd計算，取主軸轉(zhuǎn)速n= 625 r/min。

19、 3、 進給速度 先選取進給量，然后用公式v=nf計算。粗車時，選取進給量f=0.4mm/r，精車時，選取進給量f=0.15mm/r，計算得：粗車時給速度Vf=160mm/min；精車時給速度Vf=300mm/min。 3.5計算螺紋尺寸 d=D-2P(0.55-0.65) 式中d為螺紋小徑 ,單位 mm D為螺紋大徑,單位 mm 其中P為螺距 d=32-2x2x0.6=29.6mm 3.6編制工藝文件 數(shù)控加工工序卡片和數(shù)控加工刀具卡片見附錄 四 數(shù)控編程 4.1零件圖1程序見附錄 零件1平面圖

20、 4.2零件圖2程序見附錄 零件2平面圖 4.3程序編好導入數(shù)控機床，經(jīng)校對正確，開始車零件 數(shù)控加工零件程序順序如下 小結 幾個月的畢業(yè)設計設計在緊張而又繁忙中結束了，這次的畢業(yè)設計讓我對數(shù)控技術又有了更深的認識。需要我們運用多學科的理論、知識與技能，分析和解決工程問題。通過這次畢業(yè)設計我的收獲不小，使我對該零件的加工過程有了全方面了解，及對它的工藝安排也有了比較清晰的思路，我想以后再碰到相似的零件加工我就不會再感到陌生了，至少我有過這次數(shù)經(jīng)歷。我有信心把它做好,更能很好的掌握和了解對零件加工工藝

21、的分析很深入，我這次是做數(shù)控設計，所以它幫助我發(fā)現(xiàn)了在數(shù)控上的不足。例如在什么誤差內(nèi)的零件才是最完美的、切削用量的選擇、刀具的選擇。不過在老師的指導和自己的努力下，我順利的克服了這些問題并完成了課程設計的任務和要求，使自己得到更進一步的發(fā)展，這樣就讓我對數(shù)控技術有了更一步的了解。畢業(yè)設計雖已結束，但我們鉆研的精神不能結束。為把自己培養(yǎng)成對社會有用的人才而不斷努力。 經(jīng)過這幾個月來的畢業(yè)設計，我對資料的搜集、分類整理能力得到了提高，文字組織能力得到了鍛煉，這對我以后的工作和學習是很有好處的。同時，做畢業(yè)設計使我的思維更嚴謹，也培養(yǎng)了我一絲不茍的工作作風，并使我對以前的所學的又有點遺忘的知識復習

22、了一遍，對這些知識有了更加深刻的理解。我相信只要自己想做就沒有什么做不了的事情。 15 麗水職業(yè)技術學院 致謝 畢業(yè)論文是在導師 的細心幫助下完成的。指導老師淵博的專業(yè)知識，嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度，精益求精的工作作風，樸實無華、平易近人的人格魅力對我影響深遠。不僅使我樹立了遠大的學術目標、掌握了基本的制作方法，還使我明白了許多待人接物與為人處事的道理。本論文從選題到完成，每一步都是在指導老師的指導下完成的，傾注了指導老師大量的心血。在此，謹向指導老師表示崇高的敬意和衷心的感謝。 參考文獻 1 張京輝. 機械設計基礎 西安電子科技大學出版社，2008 2 蘇建修. 機械制造基礎（第二版）北京：機械工業(yè)出版社，2006 3 張安全.數(shù)控加工與編程.北京：中國輕工業(yè)出版社，2008 4 尚廣慶.數(shù)控加工工藝及編程.上海：上海交通大學出版社，2007 5 李華志. 數(shù)控加工工藝與裝備.北京：清華大學出版社，2005 6 趙長旭．數(shù)控加工工藝． 西安： 西安電子科技大學出版社， 2008 7 劉魁敏. 計算機繪圖（第二版）北京：機械工業(yè)出版社，2007 8 陳儀先、梅順齊主編 機械制造基礎：上冊.北京：中國水利水電出版社，2005 附錄 15