毕业设计 壳体零件的数控加工及工艺编制 完整可编辑版

1目录目录第一章 零件的确定方案31.1. 零件的选择、分析.31.2 毛坯铸成确定.31.3 零件的尺寸及公差.41.4 工时定额计算与零件生产纲领.4第二章 数控加工工艺部分52.1 对零件图进行数控加工工艺性分析.52.2 加工方法的选择（确定）.62.3 加工方案的确定72.4 加工顺序的确定.7第三章 数控机床（刀具、参数）系统部分介绍93.1 机床选择.93.2 精度检验及方法（机床检验与工件检验）.93.3 加工中心（加工刀具介绍）.103.4 数控加工切削用量选择（参数确定）.11第四章 机床夹具部分介绍134.1 夹具的制定要求及原则.134.2 夹具的制作.134.3 夹具的尺寸、公差144.4 夹具制造特点.14第五章 壳体的数控加工155.1 系统介绍.155.2 程序指令介绍.155.3 程序的编写加工.16第六章 结 论19参考文献202摘摘 要要数控技术应用的飞速发展对国民生产及生活起着越来越重要的作用。本论文详细的介绍了壳体数控加工的全过程。从怎样确定零件的选材;工艺路线的确定;数控机床刀具的选择;测量工具的使用及切削参数的确定;工装的设计;数控编程、加工等。内容涉及广泛,个章节紧密连接。这次毕业设计查阅了大量资料和文献,咨询相关的专业人员,并结合了本人所学的知识加上实际的工作完成毕业论文。使自己对数控技术及应用有了更深刻的了解。关键词: 工艺路线, 数控加工, 数控编程, 刀具、参数3第一章第一章 零件的确定方案零件的确定方案1.1.1.1. 零件的选择、分析零件的选择、分析零件材料的合理是要满足零件性能要求下最大限度发挥材料潜力，再考虑到提高材料强度的使用水平。同时也要减少材料的消耗和降低加工成本，周全 它的工艺性、经济性。 零件使用性能是机械零件，它包括力学性能和物理化学性能等。而对于构 件工具来说，主要考虑力学性能。材料的工艺性能指材料适应某种加工能力。 它包括材料的铸造性能，焊接性能，切削加工性能，热处理工艺性能等。材料 的经济性涉及到材料的成本高低，材料供应是否充足，加工工艺过程是否复杂， 成品率高低以及同产品中使用材料的品种规格等。 综其上述，我所选择的为铸铁，铸铁是 Wc2.11 的铸造铁、碳、硅合金， 它的成分范围一般是： Wc=2.5%4.0%，Wsi=1.0%2.5%，Wmn=0.5%1.4%，Wp0.3%，Ws0.15%。 它与碳素钢相比，铸铁含 c、si 量较高，含杂质元素 s、p 较多。成分不同导致 铸铁力学性能（特别是抗拉强度及塑性韧性）较钢低，铸铁具有优良的铸造性， 减振性，耐磨性，较小的缺口敏感性。它的硬度在 160230HBC 范围内，切削 加工性较好，我选择的铸铁硬度适中，不易形成长切削而造成工具的发热或磨 损，且生产工艺和设备简单，成本低廉，在工业生产中得到普遍应用。铸铁又分为白口铸铁和灰口铸铁，白口铸铁硬度较高，脆性大，难以切削 加工，所以选用灰铸铁，灰铸铁的一系列性能优点被广泛的用来制作各种受压 力作用和要求消震的机床与机架、结构复杂的壳体与箱体。承受摩擦的缸体与 导轨等，而我研究数控加工的正是较复杂的壳体。 铸铁牌号由“HT”最小抗拉强度值为 200Mpa。根据铸铁受力处主要壁厚 （平均壁厚） ，我选择了 HT200（牌号）力学性能大于 200，HBS157236，性质 适用于承受较大载荷和要求一定的气密性或耐腐蚀性等较重要铸件，如汽缸， 齿轮，活塞，刹车轮，轴承等，而我做的外贸壳体就是应用于轴承上，所以选 材较合理。 零件要进行热处理，它主要用于消除铸件内应力和白口组织来稳定尺寸， 提高表面硬度和耐磨性。其方法有 1.去应力退火 2.消除白口组织，高温退火 3.表 面淬火。我用的是去应力退火。 以上看来，我选择的铸铁它既价廉、货源充足，又能满足工艺性、使用性 要求，所以它适合用于书空加工的研究。41.21.2 毛坯铸成确定毛坯铸成确定铸造是现代机械制造业中毛坯成形的主要方法之一，它是指将熔化后的金 属液浇入铸形中，待凝固，冷却后获得具有一定形状和性能铸件的成型方法。 它对铸件形状和尺寸适应性强，对材料适应性强。成本低，机床中 60%-80%， 汽车中 50%-60%采用铸件。铸造氛围砂型铸造和特种铸造，我采用的是砂型铸 造，因为它具有适应性广、生产准备简单、成本低廉，材料来源广泛，且目前 我国采用砂型铸造的约占铸件产量的 80%。先是进行熔炼、浇注、造型、选芯， 再是熔炼浇注，其次合型铸件检查，最后是落沙、清理、检验。 毛坯铸成确定后，它的总长约为 238mm，宽 192mm，高 154mm。因为经过翻 砂等，粗糙度要求较低，表面粗糙度为 1.6。1.31.3 零件的尺寸及公差零件的尺寸及公差零件的尺寸句是要求加工的尺寸，它的要求一般较高，且我选择研究的又 是外贸壳体，国外对尺寸及公差要求的更为严谨。零件的要求加工全唱为 232+- 0.1mm，宽为 192（任意公差） ，高为 1470-0.2mm，可见，对于它的全长及总高要 求高，而宽为不需要加工部分，在毛坯铸造时已经过翻砂等措施，工艺已保证 了它为 192 这个尺寸。1.41.4 工时定额计算与零件生产纲领工时定额计算与零件生产纲领工时定额的计算，是在一定的技术组织下指定出来的，是相关设备和工人 完成单件产品或某项工作所需要的时间，不同生产类型的零件工时也不同。它的估算，有利于生产的明确性。通过估算可以知道生产所应获得的经济效益。 设 Tp 为共需要的时间，Ta 为所做的时间，Tb 为辅助时间，Ts 为布置工作地时 间，Tr 为休息和生理需要时间。 （所研究的壳体主要是数控加工，工序集中在 卧式加工中心上进行，在别的上的工序不考虑）所做时间为 30 分钟，装卸、调 正时间为 10 分钟，布置工作时间为 3，休息时间为 7 分钟， Tp=Ta+Tb+Ts+Tr=30+10+3+7=50 分钟，在加工中心上做一个约为 50 分钟，因为 是外贸来图，并非是一个较长期的做下去（定量） ，所以不能按年生产零件纲领 进行计算。一天 8 个小时，除去上下班工作准备，一天大概可以做 9 个，一个 月按 26 天工作进行计算的话一个月可做 234 个。5第二章第二章 数控加工工艺部分数控加工工艺部分所谓数控工艺实际上是指在数控机床上加工零件的一种工艺方法。它是数 控加工程序编制的依据，数控机床上的数控零件加工程序都有相应的数控工艺 与此对应。数控工艺特点有：1.工序数目少，工序内容多。2.工序与工步的内 容特别详细。 工艺路线的拟定是指拟定零件加工所经过的有关部门和工序先后顺序，它 是工艺规程制定过程中关键阶段，是工艺规程制定的总体设计。 本品并不是在加工中心上统一完成的，由零件装配图可看出，必须要以一 个孔为定位装夹的基准。所以先在数控车上把直径 154+0.050的孔车出来。用三 爪卡盘夹住底面，先粗车 2mm，再进行精车 30 丝，保证在 5 丝内。考虑到以后 在加工中心上的工装（154 的孔卡在圆盘里面，八个 M10 的螺纹孔卡在里面不 好进行加工）且根据一面两孔原则，再在钻床上用画线的方法划出八个孔的位 置，157.5°处用 7.9 的钻头和直径 8 的绞刀做一直径为 8 的定位孔，其余 7 个 用 8.5 的钻头打孔，然后在进行 M10 的螺纹攻丝。把它再放到磨床上磨两个面 （高）以次保证平行度，再放到加工中心上来先铣直径 83 孔的那个面(用组合 刀片式面铣刀 7 片)3mm,再铣 131 的面 3+_0.1,粗镗直径 100 的孔,(没做时是 97)镗 2.6mm,粗镗 80 孔由 77 镗 2.7mm,再用齿片刀在 14.2 处开 2.65 深的槽,然后精 镗 80 的孔(镗 30 丝的余量),再镗 100(40 丝的余量),用试切法做,最后用直径 4 的钻头点 G56 面上的孔,再是 G55 面上的,最后为 G54 上的,最后在把点好的孔放 到钻床上钻孔,攻丝。为拧上螺栓准备,最后就是倒角,去毛刺等。 下面就具体来说说加工工艺吧。2.12.1 对零件图进行数控加工工艺性分析对零件图进行数控加工工艺性分析6在选择和决定数控加工内容时,我们就必定对零件图进行工艺性分析.根据 所掌握的数控加工基本特点及所用数控机床的功能和实际工作经验,力求把这一 前期准备工作做得更仔细,更扎实一些,以便为下面要进行的工作铺平道路,减少 失误和返工。 我从数控加工的方便性和可能性两个角度进行了一些必要的分析。 审查与分析了零件图样中的尺寸标准方法,分析尺寸标注是否适应数控加工 特点,对数控加工来说,最好以同一基准引注尺寸或直接给出坐标尺寸。参看零 件图,本壳体多以中心孔为一基准与编程原点设置的,一致性带来很大的方便,减 少了因局部分散标注而带来的积累误差。分析了定位基准的可靠性.数控加工工艺特点强调定位加工.尤其像我加工 的壳体需要进行多面加工,这样以同一基准定位十分重要,否则很难保证多次定 位安装加工后多面上的轮廓位置尺寸的协调。所以如零件本身有适合的孔最好 就用它作为定位基准孔,我加工的壳体就是以直径 154 为定位基准孔的,就保证 了它的尺寸协调。 分析了零件所要求的加工精度。根据选择的数控机床,对照图上的加工精度、 尺寸公差等，可以保证能够达到它的精度、尺寸要求。2.22.2 加工方法的选择（确定）加工方法的选择（确定）尽管零件的结构形状多种多样，但它们都是由外圆、内孔，成型面等表面 组成的。 零件的加工实际是对各种不同表面的加工。加工方法的选择原则是保证加 工表面的加工精度和表面粗糙度要求。同一级精度及表面粗糙度加工方法有许 多，而我在实际选择这个壳体时结合形状、尺寸大小和热处理要求等全面考虑。7对于 IT7 级精度，它在一般机械制造中应用较为普遍，如连轴器、凸轮等孔径， 机床卡盘座孔，7.8 级齿轮基准孔等。我所用数控加工的精度为 IT7 级。对于 IT7 级精度孔可采用镗孔、铰削，磨孔等加工方法均可达到精度要求。我这个 是壳体上的孔，要用镗孔或铰削，不易采用磨孔。一般小尺寸的壳体选铰孔， 我的壳体孔径都较大。根据图纸精度要求分为粗镗，刀片形精镗。孔是配合公 差且这个壳体又为放轴承所用，所以分析它为间隙配合。 对于要铣的面，均为孔径面，用组合刀片面铣刀，从零件图看，对面的精 度要求不高，保证它的总长（20 丝内就可以） ，表面粗糙度要求不高，在这就 不细说了。 加工方法选择，我也考虑生产率、经济效益要求，以及我选用的生产设备 等一些实际情况。2.32.3 加工方案的确定加工方案的确定一般零件上比较精确的表面、孔径，都要通过粗加工、半精加工，精加工。 这些表面仅仅根据质量要求选择相应的最终加工方案是不够的，还好确定从毛 坯到最终成型的加工方案。我就是综合毛坯的质量到成型这一路线来粗精加工 的，它是外贸来图，采用的是金属模铸件，要求不得有铸造缺陷，所以在毛坯 铸造时要求比较严格，进行翻砂，热处理。毛坯做工细致，粗糙度低，考虑效 率等问题，粗半、精加工（粗加工主要切削各表面大部分余量，使毛坯形状和 尺寸接近成品。半精加工完成次要表面加工，为主要表面精加工做准备）如在 进行镗 110 孔和 80 孔时都是先用一把粗镗刀，在用一把精镗刀（精加工保证达 到图样要求）精镗。 确定加工方案时，先根据主要表面精度和粗糙度要求，确定为达到这些要求所要的精加工方法，再确定半精加工粗加工方法。我在精镗时，先用粗镗刀 镗，再用精镗刀，精镗余量为 30 丝左右，对于要铣的两个面，采用试切法，精 度与表面粗糙度要求不高，进给速度放大一点，表面就会光滑点。2.42.4 加工顺序的确定加工顺序的确定 本零件是铸件，铸造完后为消除毛坯制造和机械加工过程中产生的残余应 力而要进行时效处理（热处理）即可行。 再根据基面先行、先粗后精，先住后次等原则，由零件图得先进行铣面， 再粗镗 100 的孔，换刀粗镗 80 的孔，考虑到回转工作台及坐标系输入顺序，用