滾刀支架機械加工工藝及編程設計

滾刀支架機械加工工藝及編程設計,支架,機械,加工,工藝,編程,設計 XX學院畢業(yè)設計（論文） 滾刀支架加工加工工藝及鉆孔夾具設計 畢 業(yè) 設 計（論 文） 設計題目： 滾刀支架加工工藝設計及編程 專 業(yè)： 機械設計與制造 班 級： 學 號： 姓 名： 指導老師： 起訖日期 2016年2月1日～2016年5月20日 XX學院畢業(yè)設計（論文） 滾刀支架加工加工工藝及鉆孔夾具設計 摘要 滾刀支架加工零件的主要加工表面是各表面的數(shù)控銑削加工200X200X96方塊及數(shù)控車∮82外圓，內孔深100MM的鏜削，M52X2外螺紋的數(shù)控車削加工以及12-M6深12螺紋孔的鉆、攻加工等。一般來說，保證平面的加工精度與保證孔系的加工精度相比，保證平面的加工精度比較容易?？讖郊庸ざ际沁x用專用鉆夾具，夾緊方式一般選用手動夾緊，夾緊可靠。因此生產效率較高。能夠滿足設計要求。 本次設計的題目是滾刀支架加工工藝設計及編程，重點在于對滾刀支架加工的工藝性和力學性能分析，對滾刀支架加工零件的加工工藝規(guī)程進行合理分析，對滾刀支架加工進行加工工藝的規(guī)程設計，包括了滾刀支架加工的數(shù)控銑削加工和數(shù)控車削加工，并且介紹了數(shù)控加工工藝及數(shù)控編程，以此滾刀支架加工進行數(shù)控加工工藝編制和數(shù)控編程的設計。 關鍵詞：滾刀支架；數(shù)控加工；工藝設計；編程 I XX學院畢業(yè)設計（論文） 滾刀支架加工工藝設計及編程 目 錄 摘 要 I 1 制造工業(yè)的重要性 1 2 零件結構工藝分析 1 2.1零件的分析 2 2.1.1零件的作用 3 2.1.2零件的工藝分析 4 2.2零件的主要技術要求 4 2.2.1內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 工藝規(guī)程設計 9 3.1選擇定位基準 10 3.2制定工藝路線 10 3.3選擇加工設備和工藝設備 11 3.4機械加工余量、工序尺寸及公差的確定 12 4 確定切削用量及基本工時 12 4.1工序20：在銑床上面銑出200X200X96的方料 13 4.2工序30：在車床上面準備四爪卡盤，校正中心與平行度，車端面，打中心孔 15 4.3工序40：銑12X96鍵槽 16 4.4工序50：切割外形與的孔 17 4.5工序60：鉆、攻兩端12-M6深12MM內螺紋 19 4.6時間定額計算及生產安排 20 5 零件編程 21 5.1車外圓,長度100MM 22 5.2鏜內孔深100MM 22 5.3鉆、攻兩端12-M6深12MM內螺紋 22 結 論 23 參考文獻 24 致 謝 25 1 制造工業(yè)的重要性 機械制造工業(yè)是國民經濟中一個十分重要的產業(yè)，它為國民經濟各部門科學研究、國防建設和人民生活提供各種技術裝備，在社會主義建設事業(yè)中起著中流砥柱的作用。從農業(yè)機械到工業(yè)機械，從輕工業(yè)機械到重工業(yè)機械，從航空航天設備到機車車輛、汽車、船舶等設備，從機械產品到電子電器、儀表產品等，都必須有機械及其制造。減速器也是有些設備中所不可缺少的，我們應該了解減速器的機械制造工藝過程才能把產品制造出來。 2 零件結構工藝分析 本文首先對滾刀支架加工的零件進行分析，通過對滾刀支架加工進行的研究和分析，描述了它的毛坯制造形式、機械加工余量、基準選擇、工序尺寸和毛坯尺寸的確定，以及切削用量和工時的計算等相關內容。為了提高勞動生產率，與指導老協(xié)商后，感覺用數(shù)控編程比較合適。 在這次畢業(yè)設計中，根據(jù)課題所給的零件圖、技術要求，通過查閱相關資料和書籍，了解和掌握了的機械加工工藝和編程的一般方法和步驟，并運用這些方法和步驟進行了夾具設計。整個設計得指導思想“簡便、效率高、非常經濟”。 窗體底端 2.1 零件的分析 2.1.1 零件的作用 題目給出的零件是滾刀支架。滾刀支架加工主要是作為機械結構零件來使用的，一個設備是通過各種不同零件組成的，其中包括各種機構，例如傳動機構、執(zhí)行機構，以及一些其他結構，故滾刀支架加工零件的加工精度和表面光潔度直接影響著裝配的精度和機械設備的使用性能，可以說，一個加工精度高的滾刀支架加工與加工精度的低的滾刀支架加工相比，其傳動效果很明顯。所以研究和制定滾刀支架加工零件的數(shù)控加工工藝規(guī)程和編程就尤為重要。圖1為滾刀支架加工零件圖紙。圖2為滾刀支架加工的毛坯圖。 圖1 滾刀支架零件圖 圖2 滾刀支架毛坯圖 2.1.2 零件的工藝分析 由滾刀支架加工零件圖可知，滾刀支架加工的表面以及內孔都需要進行加工，此外還需要加工一個內孔和一個鍵槽。因此加工表面。它們相互間有一定的位置要求?，F(xiàn)分析如下： （1）以左視圖為主要加工表面，外圓的車削加工，M56X2內螺紋的數(shù)控車削加工，深60內孔的鏜削加工等等。 其表面粗糙度要求分別為Ra1.6，其他表面粗糙度為Ra3.2等。 （2）以主視圖為主要加工面的加工表面，包括30寬度缺口的數(shù)控銑削加工，96X12鍵槽的銑削加工，其加工表面粗糙度為等等。 2.2零件的主要技術要求 由以上分析可知，該滾刀支架加工零件的主要加工表面是外端面和孔系。因此，對于滾刀支架加工來說，加工過程中的主要問題是保證孔，處理好孔和平面。 2.2.1內孔的精度及位置精度 以左視圖為主要加工面的表面粗糙度要求分別為：內孔的數(shù)控加工，其表面粗糙度均為。 2.2.2平面的精度及位置精度 以主視圖為主要加工面的加工表面，包括30寬度缺口的數(shù)控銑削加工，其加工表面粗糙度為等等。 2.2.3其它要求 滾刀支架加工系加工方案，應該選擇能夠滿足較為復雜類零件平面加工的加工設備，例如數(shù)控機床。除了從加工精度和加工效率方面考慮外，也要適當考慮經濟因素。依據(jù)零件圖我們確定滾刀支架加工的加工工藝及加工路線，對于關鍵工序，我們應該在數(shù)控銑床上面進行加工比較合適。 3 工藝規(guī)程設計 3.1選擇定位基準 粗基準選擇毛坯的左右端面，精基準選擇已經銑削好的左右端面。 3.2制定工藝路線 本次設計的零件是滾刀支架加工的加工工藝，根據(jù)先面后孔原則，本次先以內孔定位加工滾刀支架加工零件的各個面，然后再是孔。后續(xù)工序安排應當遵則。先粗加面，再粗加工孔。對于滾刀支架加工，需要精加面。按上述原則亦應工孔系，但在實際生產中互垂直。加工工后，將工件清凈。清洗后用壓凈。保證零件于。 根據(jù)以定如下： 工藝路線一： 10鍛造毛坯。 20在銑床上面銑出200X200X96的方料 30在銑床上面用平口鉗找平行后夾緊工件 銑12X96鍵槽 40在車床上面準備四爪卡盤，校正中心與平行度，車端面，打中心孔 車外圓,長度100MM 打孔深100MM 鏜內孔深100MM 車退刀槽，鏜的孔深60MM 車M56X2內螺紋 50線切割 在線切割機床上面找正平行和垂直與的中心位置后，切割外形與的孔 線切割寬度30的缺口 60鉆、攻兩端12-M6深12MM內螺紋 70去毛刺倒棱角。 80檢驗。 90入庫。 工藝路線二： 10鍛造毛坯。 20在銑床上面銑出200X200X96的方料 30在車床上面準備四爪卡盤，校正中心與平行度，車端面，打中心孔 車外圓,長度100MM 打孔深100MM 鏜內孔深100MM 車退刀槽，鏜的孔深60MM 車M56X2內螺紋 40在銑床上面用平口鉗找平行后夾緊工件 銑12X96鍵槽 50線切割 在線切割機床上面找正平行和垂直與的中心位置后，切割外形與的孔 線切割寬度30的缺口 60鉆、攻兩端12-M6深12MM內螺紋 70去毛刺倒棱角。 80檢驗。 90入庫。 工藝路線三： 10鍛造毛坯。 20在銑床上面銑出200X200X96的方料 車M56X2內螺紋 30在銑床上面用平口鉗找平行后夾緊工件 銑12X96鍵槽 40線切割 在線切割機床上面找正平行和垂直與的中心位置后，切割外形與的孔 線切割寬度30的缺口 50在車床上面準備四爪卡盤，校正中心與平行度，車端面，打中心孔 車外圓,長度100MM 打孔深100MM 鏜內孔深100MM 車退刀槽，鏜的孔深60MM 60鉆、攻兩端12-M6深12MM內螺紋 70去毛刺倒棱角。 80檢驗。 90入庫。 通慮，零件的技術要求及可能采取的加工手段之后，就會發(fā)現(xiàn)仍有問題，由于內孔M56X2內螺紋粗糙度達不到要求， 綜合選擇方案二： 10鍛造毛坯。 20在銑床上面銑出200X200X96的方料 30在車床上面準備四爪卡盤，校正中心與平行度，車端面，打中心孔 車外圓,長度100MM 打孔深100MM 鏜內孔深100MM 車退刀槽，鏜的孔深60MM 車M56X2內螺紋 40在銑床上面用平口鉗找平行后夾緊工件 銑12X96鍵槽 50線切割 在線切割機床上面找正平行和垂直與的中心位置后，切割外形與的孔 線切割寬度30的缺口 60鉆、攻兩端12-M6深12MM內螺紋 70去毛刺倒棱角。 80檢驗。 90入庫。 3.3選擇加工設備和工藝設備 由圖樣分析，該圖樣需要數(shù)控銑削上下左右?guī)讉€端面，車外圓 ，鉆孔，攻牙，車退刀槽等，在這里我們在銑輪廓時選用外圓車刀，溝槽車刀，鉆頭，絲攻等等。而鉆削加工時我們可以選用麻花鉆頭，量具可選用0--150mm為75-100mm的測量游標卡尺，外徑千分尺，游標深度卡尺、 塞規(guī)等。 3.4機械加工余量、工序尺寸及公差的確定 (1)毛坯種類的選擇 由于零件尺寸不大，結構比較復雜，因此我們采用鍛造作為毛坯的制作形式，從而提高勞動生產率，降低成本。 (2)確定毛坯的加工余量 根據(jù)毛坯制造方法采用的砂型鍛造，查取《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-5，“滾刀支架”零件材料采用鍛造。材料為45，生產類型為大批量生產，采用鍛造毛坯。 4 確定切削用量及基本工時 工序20 在銑床上面銑出110X110X206的方料 本工序為粗銑出110X110X206的方料的工序，在這里，我們選擇數(shù)控銑床NT850作為銑削設備，加工刀具選擇硬質合金端銑刀（面銑刀） 齒數(shù) 銑削深度： 每齒進給量：根據(jù)實際工況，我們通過《實用機械工藝簡明手冊中》，取 銑削速度：參照《實用機械工藝簡明手冊中》表，取 機床主軸轉速：，取 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： 即 ：根據(jù)實際工況，我們通過《實用機械工藝簡明手冊中》2.4-81, 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度： 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1 機動時間： 工序40 在車床上面準備四爪卡盤，校正中心與平行度，車端面，打中心孔 車外圓,長度100MM 本工序為車外圓,長度100MM，已知加工材料為45鋼，鍛件，有外皮，機床為NT850型數(shù)控車床，工件裝卡在三爪自定心卡盤中。 確定背吃刀量。由于精加工單邊余量為0.3mm可在一次走刀內完成，故 2）確定進給量。根據(jù)查《切削用量簡明手冊》得，刀桿尺寸為，以及工件直徑為時 按CK6140車床說明書選擇 確定的進給量尚需滿足車床進給機構強度的要求，故需進行校驗。 根據(jù)CJK6140車床說明書，其進給機構允許的進給力。 當鋼的強度，，，，（預計）時，進給力為。 切削時的修正系數(shù)為，，故實際進給力為 由于切削時的進給力小于車床進給機構允許的進給力，故選的進給量可用。 3）確定切削速度 當用硬質合金車刀加工鋼料，，，切削速度 4）選擇車刀磨鈍標準以及刀具壽命 根據(jù)查《切削用量簡明手冊》得，車刀后刀面最大磨損量取為1.4mm，因為車刀的材料為硬質合金，所以車刀的壽命T=60min。 5）確定車削速度和每分鐘進給量 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表1.27與1.28中公式計算： =8.88m/min； 基本工時計算 根據(jù)一下公式，可得： = 車退刀槽，鏜的孔深60MM 1)本工序為車退刀槽的工序，根據(jù)工況，我們選擇CK6140 型車床。 刀具：硬質合金刀 量具：游標卡尺 （1），走刀次數(shù)。 （2）進給量。 （3）車刀后刀面最大磨損限度取為，硬質合金車刀壽命。 （4）確定切削速度 根據(jù)表1.27，其中修正系數(shù)，，，， ，所以： ； 確定主軸轉速： 按照CK6141數(shù)控車床的轉速，選擇 則實際切削速度 2）基本時間的確定 根據(jù)《切削用量簡明手冊》可知，有一下公式： 公式中，l=48mm，根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.26，銑刀入切量及超切量，則L=60mm。 4.3 銑12X96鍵槽 （1）銑削寬度的選擇 查《機械制造工藝設計簡明手冊》表3.1—27可知： 粗銑：3—8 這里取3 （2）、銑削每齒進給量的選擇 查《機械制造工藝設計手冊》表3—28 3—29可知： 0.1—0.3 這里取0.2 1 （3）、銑削速度的選擇 查《機械制造工藝設計手冊》表3—30可知： V = 0.4—0.6 m/s 這時取0.5m/s = 30m/min 查《機械制造工藝設計實用手冊》表11—51 取 由于是粗銑，故整個銑刀盤不必銑過整個工件 查《機械制造工藝、金屬切削機床設計指導》表1.4—15 可知： 所以， 查《機械制造工藝設計手冊》表3—25有 ： 式中： 所以， 工序50 切割外形與的孔 本工序為切割外形與的孔的工序，我們選擇慢走絲線割機床。根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.2選擇線割金屬絲的幾何形狀。由于加工材料為45，=145MPa，鍛件，有外皮。故選擇=8°，=+5°。 已知寬度=52mm，深度mm。機床為慢走絲線割機床，工件裝在專用夾具中。 （1）確定主軸轉速 機床主軸轉速： （2） 確定進給速度 實際進給速度： （3） 確定切削時間 切削時間min （4） 合計時間 機動時間=tx加工次數(shù)+輔助時間=0.18minX3+3min=3.54min. 工序60 鉆、攻兩端12-M6深12MM內螺紋 本工序為鉆、攻兩端12-M6深12MM內螺紋，根據(jù)實際工況，我們選擇機床：Z3050搖臂鉆床，刀具我們選擇麻花鉆、絲攻； （1）鉆孔 查《機械制造工藝設計手冊》表，我們知道， 切削深度：； 進給量：根據(jù)《實用機械工藝簡明手冊中》表2.4-39，?。? 切削速度：參照《實用機械工藝簡明手冊中》表2.4-41，取 機床主軸轉速：，取 實際切削速度： 被切削層長度： 刀具切出長度： 走刀次數(shù)為1 根據(jù)《切削用量簡明手冊》可知，有一下公式： 機動時間： （2）攻M6孔 查《機械制造工藝設計手冊》表，我們知道， 切削深度：=26mm 進給量：根據(jù)《實用機械工藝簡明手冊中》表2.4-52，攻絲取取 切削速度：參照《實用機械工藝簡明手冊中》表2.4-53，取 機床主軸轉速： 實際切削速度： 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 走刀次數(shù)為1 根據(jù)《切削用量簡明手冊》可知，有一下公式： 機動時間： 查《機械制造工藝設計手冊》表3—42有 所以 1計算切削深度 4)攻削扭矩的計算 查《機械制造工藝設計手冊》表3—36有 式中 所以 5)計算軸向力 查《機械制造工藝設計手冊》表3—36有 軸向力 式中 所以， 因零件材料為HB=150，查《機械制造工藝設計手冊》表3—36有 所以，實際的切削扭矩和軸向力分別為： 6)計算切削功率 因為 查《機械制造工藝設計手冊》表3—36有 所以，機床功率足夠; 4.6時間定額計算及生產安排 假設該零件年產量為30萬件。設每天的產量為1300件。 根據(jù)相關標準，當零件的加工批量為中小批量的時候，時間定額的計算公式為： （大量生產時） 故，相對于大批量生產，其計算公式如下： 其中： —單件時間定額 —基本時間（機動時間） —輔助時間。 —一些除了加工工件以外時間的總和。 工序：粗、精銑結合面 機動時間： 輔助時間：參照《機械加工工藝手冊》表2.5.43，取工步輔助時間為。由于在生產線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為。則 ：根據(jù)相關計算切削時間的資料有， 單間時間定額： 因此應布置兩臺機床同時完成本工序的加工。當布置兩臺機床時， 即能滿足生產要求。 （1）、銑削寬度的選擇 查《機械制造工藝設計簡明手冊》表3.1—27有 半精銑— 這里取 （2）、銑削每齒給量的選擇 查《機械制造工藝設計手冊》表3—28有 （3）、銑削深度的選擇 查《機械制造工藝設計手冊》表3—29有 （4）、銑削速度的選擇 查相關計算切削時間的資料有 所以： （5） 計算切削時間 查相關計算切削時間的資料》表1.4—15 可知： 所以， （6）計算銑削力 相關計算切削時間的資料有 ： 式中： 所以，=93n。 5 零件編程 本次是要對滾刀支架加工相關工序進行編程，編程部件的加工處理順序，刀具運動軌跡的尺寸，工藝參數(shù)（主要運動和進給運動速度，切削深度）和輔助操作（刀，主軸反轉，冷卻液體開關，刀具等等。 1）數(shù)控編程的分類 數(shù)控編程又可分為手工編程和自動編程兩類。 手動編程，在制備過程的整個過程由手工完成。這就要求程序員不僅要熟悉常用的代碼和編程規(guī)則，還必須有一個機械加工工藝知識和數(shù)值計算。為點或部分的幾何形狀的機械加工，常見的編程簡單，程序并不多，且手動的編程，可以實現(xiàn)。 自動編程是使用計算機來把人變成可以由數(shù)控的處理程序，這是說，大多數(shù)數(shù)控編程的工作來實現(xiàn)要執(zhí)行的描繪信息到數(shù)控機床的一部分。 2）編程方法的選擇 刀具路徑的路徑主要由直線，圓弧，并且點的坐標是方便的，所以加工程序是用手工編程。 3）編程原點的確定 該零件為規(guī)則的回轉型零件，其坐標原點可設在軸的兩端面中心上，這樣方便編程坐標的計算。其坐標原點如圖3.1所示。 5.1車外圓,長度100MM N1 G92 X100 Z10 （設立坐標系，定義對刀點的位置） N2 G00 X16 Z2 M03 （移到倒角延長線，Z 軸 2mm 處） N3 G01 U10 W-5 F300 （倒 3×45°角） N4 Z-48 （粗車Φ82長度100mm外圓） N5 U34 W-10 （退刀） N6 Z-48 （半精車Φ82長度100mm外圓） N7 G00 X100 Z10 （回對刀點） N8 M05 （主軸停） N9 M30 （主程序結束并復位） 5.2鏜內孔深100MM N10 T0202 換mm鉆頭 N20 G54 G90 G00 X0 Y0 Z100 N30 M03 S600 N40 Z20 M08 N50 G98 G81 X55 Y40 Z-13 R10 F60 粗鏜內孔 N60 G00 Z100 M09 N70 T00303 N80 M03 S60 N90 Z20 M08 N100 G98 G81 X-55 Y40 Z-13 F20 精鏜內孔 N110 G00 Z100 M09 N120 M05 刀具復位 N130 M30 主程序結束 5.3鉆、攻兩端12-M6深12MM內螺紋 N10 T0202 換mm鉆頭 N20 G54 G90 G00 X0 Y0 Z100 N30 M03 S600 N40 Z20 M08 N50 G98 G81 X55 Y40 Z-13 R10 F60 鉆孔的第一個孔 N60 X-55 Y40 第2個孔 N70 X-55Y-40 第3個孔 N80 X55 Y-40 第4個孔 N90 X-55Y-40 第5個孔 N100 X55 Y-40 第6個孔 N110 G00 Z100 M09 N120 T00303 換mm鉸刀 N130 G54 G90 G00 X0 Y0 Z100 攻孔螺紋孔 N140 M03 S60 N150 Z20 M08 N160 G98 G81 X-55 Y40 Z-13 F20 第1個孔 N170 X-55 Y40 第2個孔 N180 X-55 Y-40 第3個孔 N190 X55 Y-40 第4個孔 N200 X-55 Y-40 第5個孔 N210 X55 Y-40 第6個孔 N220 G00 Z100 M09 N230 M05 主軸停 N240 M30 主程序結束并復位 結 論 通過本次畢業(yè)設計，使我們充分把握的設計方法和步驟，不僅復習所學的知識，而且還獲得新的經驗與啟示，在各種軟件的使用找到的資料或圖紙設計，會遇到不清楚的作業(yè)，老師和學生都能給予及時的指導，確保設計進度，本文所設計的是滾刀支架加工工藝設計及編程，通過初期的方案的制定，查資料和開始正式做畢設，讓我系統(tǒng)地了解到了所學知識的重要性，從而讓我更加深刻地體會到做一門學問不易，需要不斷鉆研，不斷進取才可要做的好，總之，本設計完成了老師和同學的幫助下，在大學研究的最感謝幫助過我的老師和同學，是大家的幫助才使我的論文得以通過。 參考文獻 [1] 劉德榮．組合夾具結構簡圖的初步探討．組合夾具，1982. 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