畢業(yè)設(shè)計--汽車萬向頭配合零件工藝設(shè)計與加工

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計</b></p><p>　　汽車萬向頭配合零件工藝設(shè)計與加工</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本文首先對汽車萬向頭零件進行了加工工藝性分析，其次擬定了加工方案，選擇了加工設(shè)備與工藝裝備，然后選擇了工藝參數(shù)，制定加工所需的工藝規(guī)程，最后編寫了加

2、工零件所需的程序，并對加工出的零件進行了檢驗，通過檢驗零件基本符合圖樣尺寸要求、精度要求及技術(shù)要求。</p><p>　　關(guān)鍵詞：汽車萬向頭零件；加工方案；工藝分析</p><p>　　Automobile universal head with parts and machining process design </p><p><b>　　Abstr

3、act </b></p><p>　　This paper firstly automobile universal the head parts processing manufaturability analysis, secondly, the processing schemes choose processing equipment and process equipment, then c

4、hoose the formulation, processing parameters for process planning, and finally wrote processing procedure, and the parts processing, through the test verified with the basic pattern size parts, precision requirements and

5、 technical requirements.</p><p>　　Keywords: Automobile universal head parts, Processing scheme; Transmission device</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1 緒論1</b&g

6、t;</p><p>　　2汽車萬向頭零件工藝性分析2</p><p>　　2.1 零件介紹2</p><p>　　2.2 零件加工工藝性分析3</p><p>　　2.2.1 零件的結(jié)構(gòu)分析3</p><p>　　2.2.2 圖樣尺寸的標(biāo)注檢查3</p><p>　　2.2.3 加工

7、精度與表面質(zhì)量分析3</p><p>　　3加工工藝方案的確定4</p><p>　　3.1 加工工藝方案的擬定4</p><p>　　3.2 加工工藝方案的確定5</p><p>　　4設(shè)備與工藝裝備選擇6</p><p>　　4.1 毛坯的選擇6</p><p>　　4.2 數(shù)控

8、機床的選擇7</p><p>　　4.3 定位基準(zhǔn)的選擇8</p><p>　　4.3.1選擇定位基準(zhǔn)的原則8</p><p>　　4.3.2 汽車萬向頭定位基準(zhǔn)的選擇8</p><p>　　4.4 夾具的確定9</p><p>　　4.5刀具材料的選擇10</p><p>　　4.

9、6冷卻液的選擇11</p><p>　　5 工藝參數(shù)選擇12</p><p>　　5.1 主軸轉(zhuǎn)速的確定12</p><p>　　5.2進給速度的確定13</p><p>　　5.3切削用刀具材料應(yīng)具備的性能14</p><p>　　5.4背吃刀量ap的確定14</p><p>　　

10、6汽車萬向頭配合零件加工工藝文件制定15</p><p>　　6.1制定工藝文件15</p><p>　　6.2 工序卡18</p><p>　　6.3 刀具卡23</p><p>　　6.4 走刀路線圖24</p><p>　　7 程序編寫與零件加工25</p><p>　　7.1

11、 加工程序編寫25</p><p>　　7.2 零件加工分析25</p><p>　　7.3 零件加工步驟26</p><p>　　7.3.1 開機26</p><p>　　7.3.2 機床回參考點26</p><p>　　7.3.3 安裝刀具及毛坯26</p><p>　　7

12、.3.4 輸入編制好的程序26</p><p>　　7.3.5 檢驗程序26</p><p>　　7.3.6 設(shè)置工件坐標(biāo)系26</p><p>　　7.3.7 建立刀具補償27</p><p>　　7.3.8 加工零件27</p><p><b>　　8 數(shù)控編程27</b>

13、;</p><p>　　8.1 數(shù)控編程的定義27</p><p>　　8.2 數(shù)控編程的內(nèi)容與步驟27</p><p>　　8.3 數(shù)控編程的分類28</p><p>　　8.3.1手工編程28</p><p>　　8.3.2自動編程28</p><p>　　8.4 汽車萬向頭零件的

14、加工程序編制28</p><p>　　9加工質(zhì)量分析29</p><p>　　9.1零件的檢測結(jié)果29</p><p>　　9.2 尺寸精度分析30</p><p>　　9.3 表面質(zhì)量分析30</p><p><b>　　總 結(jié)31</b></p><p>

15、<b>　　致 謝32</b></p><p><b>　　參考文獻33</b></p><p><b>　　附錄A34</b></p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　當(dāng)今世界，工業(yè)發(fā)達國家對機床工業(yè)高度重視，競相發(fā)展機

16、電一體化、高精、高效、高自動化先進機床，以加速工業(yè)和國民經(jīng)濟的發(fā)展。長期以來，歐、美、亞在國際市場上相互展開激烈競爭，已形成一條無形戰(zhàn)線，特別是隨微電子、計算機技術(shù)的進步，數(shù)控機床在20世紀(jì)80年代以后加速發(fā)展，各方用戶提出更多需求，早已成為四大國際機床展上各國機床制造商競相展示先進技術(shù)、爭奪用戶、擴大市場的焦點。中國加入WTO后，正式參與世界市場激烈競爭，今后如何加強機床工業(yè)實力、加速數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)發(fā)展，實是緊迫而又艱巨的任務(wù)。

17、 隨著世界科技進步和機床工業(yè)的發(fā)展，數(shù)控機床作為機床工業(yè)的主流產(chǎn)品，已成為實現(xiàn)裝備制造業(yè)現(xiàn)代化的關(guān)鍵設(shè)備，是國防軍工裝備發(fā)展的戰(zhàn)略物資。數(shù)控機床的擁有量及其性能水平的高低，是衡量一個國家綜合實力的重要標(biāo)志。加快發(fā)展數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)也是我國裝備制造業(yè)發(fā)展的現(xiàn)實要求。</p><p>　　社會經(jīng)濟發(fā)展對制造業(yè)的要求不斷提高，以及科學(xué)技術(shù)特別足計算機技術(shù)的高速發(fā)展，傳統(tǒng)的制造業(yè)已發(fā)生了根本性的變革。以數(shù)控技術(shù)為主的現(xiàn)代

18、制造技術(shù)占據(jù)了重要地位，數(shù)控技術(shù)集微電子、計算機、信息處理、自動檢測、自動控制等高新技術(shù)于一體，是制造業(yè)實現(xiàn)柔性化、自動化、集成化、智能化的重要基礎(chǔ)。這個基礎(chǔ)是否牢固直接影響到一個國家的經(jīng)濟發(fā)展和綜合國力，關(guān)系到一個國家的戰(zhàn)略地位。因此，世界上各工業(yè)發(fā)達國家均采取重大措施來發(fā)展自己的數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)。在我國，數(shù)控技術(shù)與裝備的發(fā)展亦得到了高度重視，近年來取得了相當(dāng)大的進步，特別是在通用微機數(shù)控領(lǐng)域，基于Pc平臺的國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)，已經(jīng)走在了世

19、界前列。</p><p>　　為充分體現(xiàn)自己三年來在學(xué)校的知識，我按照我院數(shù)控專業(yè)學(xué)生所需掌握的要求，所以設(shè)計了這個花瓣型腔件。此零件為典型銑削零件，它突出了數(shù)控加工的特點和零件加工的工藝性特點，能培養(yǎng)我全面的數(shù)控加工能力，現(xiàn)在我能根據(jù)零件圖制定出合理的數(shù)控加工工藝規(guī)程，能夠制定加工工藝，編制程序進行數(shù)學(xué)處理；能夠自己利用設(shè)備，執(zhí)行加工工藝的過程，加工出合格的零件。并掌握加工中夾具的合理選用，了解刀具的材料、特點

20、、以及如何選用刀具等一系列問題，這次畢業(yè)設(shè)計有利于培養(yǎng)我們各個方面的能力。</p><p>　　2汽車萬向頭零件工藝性分析</p><p>　　2.1 零件介紹 </p><p>　　如圖1-1可知，該零件由螺桿，內(nèi)錐和緊固螺帽等零件組成。螺桿由球頭圓弧、槽、正反錐度及孔、外螺紋組成，形狀較為典型，且為軸對稱零件，便于裝夾和定位。該例在數(shù)控車削加工中有一定的代表

21、性。內(nèi)錐件由外圓和內(nèi)錐孔組成，形狀典型，且為軸對稱零件，也便于裝夾，該例在數(shù)控車削加工中也有一定的代表性。緊固六角螺帽為車銑零件，由等角組成，且?guī)в辛鶄€槽。</p><p>　　圖2-1 螺桿零件圖</p><p>　　圖2-2 內(nèi)錐套零件圖</p><p>　　圖2-3 緊固六角螺帽零件圖</p><p>　　2.2 零件加工工藝性分析&l

22、t;/p><p>　　2.2.1 零件的結(jié)構(gòu)分析</p><p>　　零件圖如圖2-1所示，該零件一的材料為φ42mm×150mm的45熱軋棒料，零件二材料為φ35mm×55mm的45熱軋棒料，材料特點：塑性好、強度和硬度低。為配合件加工的零件。通過零件圖可知該零件一由球頭圓弧、槽、正反錐度及孔系、外螺紋組成。零件的加工精度要求不高，但加工過程中需要多次換刀，適合使用數(shù)控車

23、床進行加工。零件二在加工中對內(nèi)錐度的要求比較高，適合用數(shù)控車床加工。零件三的材料為φ35mm×60mm的45熱軋棒料，該零件要求的配合精度較高，尺寸要求也比較高，內(nèi)螺紋的配合精度也較高。適宜采用數(shù)車和數(shù)銑進行加工。</p><p>　　2.2.2 圖樣尺寸的標(biāo)注檢查</p><p>　　對數(shù)控加工來說，零件圖上應(yīng)以同一基準(zhǔn)引注尺寸或直接給出坐標(biāo)尺寸。保持設(shè)計基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)、測量基

24、準(zhǔn)與編程原點設(shè)置一致。對于該零件，所有標(biāo)注如圖1-1所示。</p><p>　　2.2.3 加工精度與表面質(zhì)量分析</p><p>　　通過零件圖的分析和相關(guān)技術(shù)要求，該零件主要問題是如何保證主軸的同軸度在0.04 mm的公差帶范圍之內(nèi)，表面質(zhì)量比較高，所以我們應(yīng)該把加工分為粗加工，半精加工，精加工三個階段進行加工。表面可以在數(shù)控機床上精車達到要求的尺寸、表面質(zhì)量、位置精度。。</p

25、><p>　　根據(jù)以上分析可知：該零件的結(jié)構(gòu)比較簡單，加工精度和表面質(zhì)量要求不高，比較容易完成加工。</p><p>　　3加工工藝方案的確定</p><p>　　3.1 加工工藝方案的擬定</p><p>　　根據(jù)零件圖綜合分析，螺桿零件采取如下工藝措施：備料，將零件一材料裝夾在車床三爪卡盤上，用φ14的鉆頭鉆出右端圓球內(nèi)中心孔，再用鏜刀鏜出φ

26、18的內(nèi)孔。接著第二步，用車床床尾頂尖頂住φ18的內(nèi)孔。然后用 90°外圓車刀車出工件的各部外圓尺寸，在用60°尖刀車出球頭圓弧，在車出正反錐及萬向頭總長尺寸，然后用切槽刀切槽，然后換螺紋車刀車出外螺紋。最后切斷。</p><p>　　內(nèi)錐套零件采用如下工藝措施：備料，將零件二材料裝夾在車床三爪卡盤上，車右端面，車外圓，φ20麻花鉆鉆孔，內(nèi)孔鏜刀一把鏜孔，最后切斷刀切斷。</p>

27、<p>　　緊固六角螺帽零件采用如下工藝措施：備料，將零件三材料裝夾在車床三爪卡盤上，車右端面，車外圓。然后將車好的螺帽材料裝夾在銑度分度頭上，每轉(zhuǎn)過60°銑削一個平面，連續(xù)銑完為止。最后用φ5銑刀銑出螺紋的鎖緊槽，內(nèi)螺紋刀一把功螺紋。最后把工件放在車床上，切斷。</p><p>　　根據(jù)螺桿零件圖樣，具體制定以下工藝方案：</p><p>　　方案一：備料退火車右端

28、面鉆孔鏜孔頂尖頂住內(nèi)孔粗車球頭圓弧粗車圓弧粗車球頭粗車錐度粗車圓弧粗車錐度粗車外圓精車球頭圓弧精車圓弧精車球頭精車錐度精車圓弧精車錐度精車外圓切槽車螺紋切斷檢驗</p><p>　　方案二：備料退火車右端面孔粗車球頭圓弧粗車圓弧粗車球頭粗車錐度粗車圓弧粗車錐度粗車外圓精車球頭圓弧精車圓弧精車球頭精車錐度精車圓弧精車錐度精車外圓切槽車螺紋鉆孔鏜孔切斷檢驗</p><p>　　方案一與方案二的

29、不同之處就是工序?qū)@孔安排在粗精加工之前，一夾一頂?shù)难b夾方式可以避免引起工件在粗精加工時發(fā)生變形，因為粗精加工時背吃刀量比較大，徑向發(fā)生變形;同時不能夠保證工件的同軸度要求，如果采取第二種方案，在車螺紋時也有可能使工件變形，綜上所述，方案一比較合理。</p><p>　　根據(jù)內(nèi)錐度零件圖樣，具體制定以下工藝方案：</p><p>　　方案一：備料退火車右端面粗車外圓精車外圓鉆孔鏜孔粗車內(nèi)錐

30、度精車內(nèi)錐度切斷檢驗</p><p>　　方案二：備料退火車右端面鉆孔鏜孔粗車內(nèi)錐度精車內(nèi)錐度粗車外圓精車外圓 切斷檢驗</p><p>　　方案一與方案二的不同之處就是工序車外圓在鉆孔之前，為保證工件粗糙度要求，同軸度要求，先面后孔的加工方式更為可取。故方案一更加合理。</p><p>　　根據(jù)緊固六角螺帽零件圖樣，具體制定以下工藝方案：</p>&

31、lt;p>　　方案一：備料退火車右端面粗車外圓精車外圓銑床加工用分度頭裝夾工件分60°銑六個面銑鎖緊槽車床鉆孔車內(nèi)螺紋切斷檢驗</p><p>　　方案一：備料退火車右端面粗車外圓精車外圓鉆孔車內(nèi)螺紋銑床加工用分度頭裝夾工件分60°銑六個面銑鎖緊槽車床切斷檢驗</p><p>　　方案一與方案二的不同之處就是工序鉆孔和功內(nèi)螺紋在銑床加工之前，為了更好的保證精度的要

32、求，考慮到螺紋加工的配合要求，因選擇第一種加工方案。若先螺紋在前，銑鎖緊槽時會影響螺紋精度。故方案一更加合理。</p><p>　　3.2 加工工藝方案的確定</p><p>　　各個配合零件圖樣通過兩個方案的分析和比較，方案一能夠滿足圖的要求，粗、精加工分開了，在中間熱處理中能夠使精加工后的各表面具有很均勻的表面硬度和機械性能，表面質(zhì)量好。基于零件精度和粗糙度的各個方面需求,而且本方案中

33、基準(zhǔn)主要為主的中心線，滿足基準(zhǔn)重合，基準(zhǔn)統(tǒng)一的原則，從總體來說，缺點較少，而且符合軸的加工工藝，所以各個配合零件都采用方案一為最終的加工方案。 </p><p>　　4設(shè)備與工藝裝備選擇</p><p><b>　　4.1 毛坯的選擇</b></p><p>　　我們平時常見的毛坯種類有：鑄件、鍛件、型材、焊接件等，車削類零件的常用毛坯是45鋼

34、。在加工螺桿配合件時我選擇φ42mm×150mm的45熱軋棒料，在加工內(nèi)錐度配合件時我選擇材料為φ35mm×55mm的45熱軋棒料，在加工緊固六角螺帽時我選擇材料為φ35mm×60mm的45熱軋棒料，詳見下圖所示。</p><p>　　圖4-1 螺桿毛坯尺寸</p><p>　　圖4-2 內(nèi)錐套毛坯尺寸</p><p>　　圖4-3 六

35、角螺帽毛坯尺寸</p><p>　　4.2 數(shù)控機床的選擇</p><p>　　我們學(xué)院數(shù)控加工室現(xiàn)有三種數(shù)控車床，即FANUC—0i、華中、長征?，F(xiàn)有的FANUC—0i數(shù)控車床，華中數(shù)控車床，自貢長征數(shù)控車床，結(jié)合零件圖的分析，又根據(jù)我院的實際，選用FANUC 0i系統(tǒng)CK6132型數(shù)控車床進行加工。主要參數(shù)見表4-1。</p><p>　　表4-1 CK613

36、2型車床參數(shù)表</p><p>　　4.3 定位基準(zhǔn)的選擇</p><p>　　4.3.1選擇定位基準(zhǔn)的原則</p><p>　　（1）盡量選擇零件上的設(shè)計基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)；</p><p>　　（2）當(dāng)零件的定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不能重合，且加工面與其設(shè)計基準(zhǔn)又不能在一次安裝內(nèi)同時加工時，應(yīng)認真分析裝配圖紙，確定該零件設(shè)計基準(zhǔn)的設(shè)計功能，通過尺

37、寸鏈的計算，嚴(yán)格規(guī)定定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)間的公差范圍，確保加工精度；</p><p>　?。?）當(dāng)在加工中心上無法同時完成包括設(shè)計基準(zhǔn)在內(nèi)的全部表面加工時，要考慮所選基準(zhǔn)定位后，一次裝夾能夠完成全部關(guān)鍵精度部位的加工；</p><p>　?。?）定位基準(zhǔn)的選擇要保證完成盡可能多的加工內(nèi)容；</p><p>　　（5）若批量加工時，零件定位基準(zhǔn)應(yīng)盡可能與建立工件坐標(biāo)系的

38、對刀基準(zhǔn)（對刀后，工件坐標(biāo)系原點與定位基準(zhǔn)間的尺寸為定值）重合；</p><p>　　（6）必須多次安裝時應(yīng)遵循從基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。</p><p>　　4.3.2 汽車萬向頭定位基準(zhǔn)的選擇</p><p>　　在加工螺桿零件時，該工件主要采用自定心三抓卡盤和車床頂尖裝夾，一夾一頂，采取一次裝夾，找正工件的同軸度，裝夾保證工件被夾吃量大于7mm，并且要夾緊工件。工件的定

39、位，主要是靠三抓卡壓緊工件限制工件的自由度。</p><p>　　在加工內(nèi)錐度零件時,該工件主要采用自定心三抓卡盤，采用一次裝夾。找正工件的同軸度，裝夾保證工件被夾吃量大于7mm，并且要夾緊工件。工件的定位，主要是靠三抓卡壓緊工件限制工件的自由度。</p><p>　　在加工緊固六角螺帽零件時，在車床上該工件主要采用自定心三抓卡盤，在銑床上主要靠分度頭固定工件銑六個面和鎖緊槽。車床車好后，

40、在銑床加工零件時，以毛坯的兩個側(cè)面為精基準(zhǔn)來夾持工件。</p><p>　　圖4-4 定位基準(zhǔn)圖</p><p>　　4.4 夾具的確定 </p><p>　　加工中心夾具的確定因素有以下幾點：</p><p>　?。?）夾緊機構(gòu)或其它元件不得影響進給加工部位要敞開；</p><p>　?。?）為保持零件安裝方位與機床

41、坐標(biāo)系及編程坐標(biāo)系各方向的一致性，夾具應(yīng)能保證在機床上實現(xiàn)定向安裝；</p><p>　?。?）夾具的剛性和穩(wěn)定性要好；</p><p>　?。?）裝夾方便,輔助時應(yīng)盡量短；</p><p>　　（5）夾具結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡單；</p><p>　?。?）見效更換夾具的準(zhǔn)備——結(jié)束時間；</p><p>　　（7）減小夾具在

42、機床上的使用誤差。</p><p>　　經(jīng)綜合分析：該零件作為典型車床零件結(jié)構(gòu)簡單，形狀規(guī)則，四個側(cè)面較光整，加工面與加工面之間的位置精度要求不高。所以，在車床加工時，以兩側(cè)面為精精準(zhǔn)，主要依靠三爪卡盤。銑床加工時候以底面和兩個側(cè)面作為定位基準(zhǔn)，一般可用平口虎鉗和一些輔助裝夾的墊塊墊片從工件側(cè)面夾緊,便可加工。</p><p>　　圖4-5車床尾座頂尖簡圖</p><p

43、>　　圖4-6 分度頭定位基準(zhǔn)圖</p><p>　　4.5刀具材料的選擇</p><p>　　對于數(shù)控加工，刀具材料也是很重要的一個方面，刀具材料可以決定一個零件加工的質(zhì)量、精度和加工效率，加工工序相對集中及零件裝夾次數(shù)少等要求數(shù)控機床對所用的刀具有許多性能上的要求。只有達到這些要求才能使數(shù)控機床真正發(fā)揮效率。在數(shù)控機床所使用的刀具就具有以下特點:</p><p

44、>　　刀具有很高的切削性能；</p><p>　　數(shù)控刀具有很高的精度盒重復(fù)定位精度；</p><p>　　要求刀具有很高的可靠性和耐用度；</p><p>　　實現(xiàn)刀具尺寸的預(yù)調(diào)和快速換刀；</p><p>　　具有一個比較完善的工藝系統(tǒng)；</p><p><b>　　建立刀具管理系統(tǒng)；</b&

45、gt;</p><p>　　應(yīng)有刀具在線監(jiān)控及尺寸補償系統(tǒng)。</p><p>　　對于車削加工來說數(shù)控機床的一次性投資是很高的，而這些先進設(shè)備的效率能否發(fā)揮出來，在一定程度上取決于刀具及其性能的好壞。隨著制造技術(shù)的發(fā)展，開發(fā)大量新的工刀具材料對提高切削加工的效率起著決定性的作用。而該零件結(jié)構(gòu)簡單，所以可以選用硬質(zhì)合金材料的刀具。</p><p>　　使用車刀尖型式有

46、下列幾種：</p><p>　　粗車刀：主要是用來切削大量且多余部份使工作物直徑接近需要的尺寸。粗車時表面光度不重要，因此車刀尖可研磨成尖銳的刀峰，但刀峰通常有微小的圓度以避免斷裂。</p><p>　　精車刀：此刀刃可用油石礪光，以便車出非常圓滑的表面光度，一般來說精車刀刀尖半徑比粗車刀大。</p><p>　　切斷車刀：只用端部切削工作物，此車刀可用來切斷材料及

47、車度溝槽。 </p><p>　　螺紋車刀(牙刀)：用于車削螺桿或螺帽，選用60°牙刀。 </p><p><b>　　4.6冷卻液的選擇</b></p><p>　　切削液是為提高切削加工效率而使用的液體。它可以有效地減小摩擦，改善散熱條件，從而降低

48、切削力、切削溫度和減少刀具磨損，提高生產(chǎn)率和加工表面質(zhì)量。切削液具有冷卻、潤滑、清潔和防銹的作用，常用的切削液分為水溶液、乳化液和切削油三種。</p><p>　　（1）水溶液。它的導(dǎo)熱性好，冷卻效果好。但單純的水容易使金屬生銹，潤滑性能也差。所以常在水溶液中加入一定量的添加劑，如活性物質(zhì)和油性添加劑等，使其既具有良好的防腐性能和潤滑性能。</p><p>　　（2）乳化液。乳化液是將乳化

49、油（由礦物油和表面活性劑配成）用95%～98%的水稀釋而成，呈乳白色或半透明狀的液體，它具有良好的冷卻作用，但潤滑、防腐性能較差。常再加入一定量的油性、極壓添加劑和防銹添加劑，配制成極壓乳化液或防銹乳化液。</p><p>　?。?）切削油。切削油的主要成分是礦物油（如機械油、輕柴油、煤油等）和動植物油。純礦物油不能在摩擦界面形成堅固的潤滑膜，潤滑效果較差。實際使用中，常加入油性添加劑、極壓添加劑和防銹添加劑，以

50、提高其潤滑和防銹的作用，對于提高零件表面的加工質(zhì)量有重要作用。</p><p>　　切削棒料時，為了得到較高的表面質(zhì)量和精度，可采用10%～20%的乳化液、煤油或煤油與礦物油的混合物。出于毛坯材料和刀具材料的考慮該零件的加工選用乳化液。</p><p><b>　　5 工藝參數(shù)選擇</b></p><p>　　編程時我們必須首先確定每道工序的切

51、削用量，然后根據(jù)公式計算出各個參數(shù)，并把這些數(shù)值以指令的形式寫入程序中。</p><p>　　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，并充分發(fā)揮機床的性能最大限度地提高生產(chǎn)率降低成本。</p><p>　　所以本設(shè)計的切削用量等設(shè)計全部都根據(jù)公式計算

52、，選用最佳的參數(shù)進行加工。</p><p>　　5.1 主軸轉(zhuǎn)速的確定</p><p>　　根據(jù)公式可以看出：進給量的選取主要取決于工件材料的力學(xué)性能、刀具材料、工件表面粗糙度等因素。當(dāng)工件材料的強度和硬度越高，F(xiàn)越??；反之則越大。硬質(zhì)合金車刀的進給量高于同內(nèi)高速鋼車刀。工件表面粗糙度值越小，F(xiàn)就越小。</p><p>　　主要根據(jù)允許的切削速度Vc(m/min)選

53、取</p><p>　　n= （5-1）</p><p>　　式中：Vc-切削速度</p><p>　　D-工件的直徑（mm）</p><p>　　現(xiàn)選取工件為45的直徑為例說明其計算過程。</p><p><b>　　D=45mm</b></p

54、><p>　　根據(jù)車削原理可知，車削速度的高低主要取決于被加工零件的精度、材料、刀具的材料和刀具耐用度等因素，可參考表5-1選取。</p><p>　　從理論上講，的值越大越好，因為這不僅可以提高生產(chǎn)率，而且可以避免生成積屑瘤的臨界速度，獲得較低的表面粗糙度值。但實際上由于機床、刀具等的限制，綜合考慮：</p><p>　　粗車時 =120m/min</p>

55、<p>　　精車時 =150m/min</p><p><b>　　代入5-1式中： </b></p><p>　　n粗=1000×120/（3.14×45）</p><p><b>　　=910r/min</b></p><p>　　n細=1000×15

56、0/（3.14×45）</p><p>　　=1137r/min</p><p>　　計算的主軸轉(zhuǎn)速n要根據(jù)機床有的或接近的轉(zhuǎn)速選?。?lt;/p><p>　　=1000r/min </p><p>　　=1500 r/min</p><p>　　表5-1 數(shù)控車削用量推薦表</p>

57、<p>　　5.2進給速度的確定</p><p>　　進給速度（F）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。</p><p>　　在輪廓加工中，在接近拐角處應(yīng)適當(dāng)降低進給量以克服由于慣性造成工藝系統(tǒng)的變形，在輪廓拐角處造成超程或是負程的現(xiàn)象。</p><p&

58、gt;　　確定進給速度的原則：</p><p>　?。?）當(dāng)工件的質(zhì)量要求能夠得到保證時，為提高生產(chǎn)效率，可選擇較高（2000mm/min以下）的進給速度；</p><p>　?。?）在切削、加工深孔或用高速鋼刀具加工時，宜選擇較低的進給速度；</p><p>　?。?）切削時的進速度應(yīng)與主軸轉(zhuǎn)速和背吃刀量相適應(yīng)；</p><p>　　（4）

59、刀具空行程時，特別是遠距離“回零”時，可以設(shè)定盡量高的進給速度。</p><p>　　5.3切削用刀具材料應(yīng)具備的性能</p><p>　　切削用刀具材料應(yīng)具備的性能見下表（表5-3-1）所示</p><p>　　表5-3-1 切削用刀具材料應(yīng)具備的性能</p><p>　　經(jīng)綜合分析：一般來說粗銑刀具直徑應(yīng)選小一些，以減小切削接刀力矩，但也

60、不能太小以免影響加工效率。精銑刀直徑應(yīng)選大一些，以減小接刀走痕跡，考慮到兩次走刀間的重疊量及減少刀具種類。結(jié)合工藝分析本零件加工所需刀具有φ20、φ14的立銑刀粗、精銑上平面和外輪廓，φ14的球頭銑刀粗、精銑凹槽和花瓣型型腔，其規(guī)格根據(jù)加工尺寸選擇。</p><p>　　5.4背吃刀量ap的確定</p><p>　　背吃刀量是根據(jù)機床工件和刀具的剛度來確定，在剛度允許的條件下應(yīng)盡可能選取較

61、大的切削速度，以減少走刀次數(shù)，提高生產(chǎn)率。為了保證加工表面質(zhì)量?？闪羯倭烤庸び嗔恳话懔?.2～0.8mm。</p><p>　　6汽車萬向頭配合零件加工工藝文件制定</p><p><b>　　6.1制定工藝文件</b></p><p>　　根據(jù)前述的工藝方案制定汽車萬向頭加工的主要工藝過程如下表所示。</p><p>

62、;　　表6-1 汽車萬向頭螺桿零件加工的主要工藝過程卡</p><p>　　表6-2 汽車萬向頭內(nèi)錐套零件加工的主要工藝過程卡</p><p>　　表6-3 汽車萬向頭緊固六角螺帽零件加工的主要工藝過程卡</p><p><b>　　6.2 工序卡</b></p><p>　　查表確定切削速度和進給量然后計算出機床主軸轉(zhuǎn)

63、速和機床進給速度詳見所示。</p><p>　　表6-4 汽車萬向頭螺桿零件加工工序卡</p><p>　　表6-5 汽車萬向頭內(nèi)錐套零件加工工序卡</p><p>　　表6-6 汽車萬向頭緊固六角螺帽零件加工工序卡</p><p><b>　　6.3 刀具卡</b></p><p>　　根據(jù)上述

64、材料中刀具材料及零件工藝的分析具體刀具選擇如下。</p><p>　　表6-7 螺桿零件加工刀具卡</p><p>　　表6-8 內(nèi)錐套零件加工刀具卡</p><p>　　表6-9 緊固六角螺帽零件加工刀具卡</p><p><b>　　6.4 走刀路線圖</b></p><p>　　根據(jù)上述的加

65、工方案、工藝文件等作出數(shù)控加工走刀路線圖。</p><p><b>　　螺桿零件走刀路線圖</b></p><p><b>　　內(nèi)錐套走刀路線圖</b></p><p>　　六角螺帽內(nèi)螺紋加工路線圖</p><p>　　圖6-1 汽車萬向頭零件加工走刀路線圖</p><p>

66、　　7 程序編寫與零件加工</p><p>　　7.1 加工程序編寫</p><p>　　根據(jù)零件圖、工藝設(shè)計與工藝文件及走刀線路等編寫出零件加工程序，詳細的加工程序見附錄A。</p><p>　　7.2 零件加工分析</p><p>　　考慮到加工中心所有的刀具都是高速鋼，其耐用度和剛度都不是很好，只好根據(jù)現(xiàn)有的條件和切削用量的一般選用原則

67、，粗加工時切削速度在低范圍內(nèi)以較大的背吃刀量進給 ，以便減少加工時間提高生產(chǎn)效率，盡可能的選擇較大的進給。精加工時，選用較小的背吃刀量和進給量較高的切削速度，這樣便保證了加工的質(zhì)量。</p><p>　　7.3 零件加工步驟</p><p><b>　　7.3.1 開機</b></p><p>　　檢驗機床主軸是否能正常的運轉(zhuǎn)，檢查各輔助功能

68、是否正常。</p><p>　　7.3.2 機床回參考點</p><p>　　將各坐標(biāo)軸回參考點。</p><p>　　7.3.3 安裝刀具及毛坯</p><p>　　將毛坯安裝在三爪卡盤上找正并夾緊；加工零件一，T01安裝粗車刀；T02安裝精車刀（尖刀）；T03安裝60°螺紋刀；T04安裝切斷刀，加工零件二。T01安裝粗車刀；

69、T02安裝精車刀（尖刀）；T03安裝60°內(nèi)螺紋刀；T04安裝切斷刀，加工零件三，T01安裝粗車刀；T02安裝精車刀（尖刀）；T03安裝60°內(nèi)螺紋刀；T04安裝切斷刀。</p><p>　　7.3.4 輸入編制好的程序</p><p>　　把編制好的程序輸入機床中，鎖住機床，主軸進行空運行的模擬加工，檢驗程序是否有誤，在機床運行中德望位子是否正確，程序見附錄。<

70、;/p><p>　　7.3.5 檢驗程序</p><p>　　將程序傳入機床后進行相應(yīng)的修改，在將機床處于單段運行狀態(tài)，檢驗刀具在機床中運行的位置是否正確，當(dāng)位置確定后釋放單段運行狀態(tài)。</p><p>　　7.3.6 設(shè)置工件坐標(biāo)系</p><p>　　由于該零件結(jié)構(gòu)較為簡單，所以選用手工編程，將編好的程序輸入數(shù)控加工中心。</p&g

71、t;<p>　　在數(shù)控加工C26136HK上建立G54坐標(biāo)系，其操作步驟如下：</p><p>　　打開電源開關(guān)和加工中心上的電源開關(guān)和開機按鈕，做好加工前的準(zhǔn)備工作，把機床設(shè)置回原點先選用平面度較好的面為基準(zhǔn)面加工出而以夾持面為基準(zhǔn)把毛坯件裝在卡盤上，轉(zhuǎn)動手輪按鈕，把手輪上的旋轉(zhuǎn)鈕對在X上，用手輪將刀具移動在左側(cè)需要接近工件時打小移動速度慢慢的用刀去接觸毛坯的邊沿，直到有少量鐵削出現(xiàn)為止，這時在控

72、制面板上點擊“編輯”進入“POS”界面→相對→操作→起源→輸入X→按INPUT將X軸置零，在將刀具提起移動到工件的右側(cè)，使用相同的方法，計算當(dāng)前屏幕上X軸坐標(biāo)的一半，在進入“offset setting” →坐標(biāo)系→G54→輸入計算的到的X值→按“測量”這樣就完成了工件在X軸坐標(biāo)系的設(shè)定。這樣就把X和Z軸的坐標(biāo)系設(shè)定完成，即完成了G54坐標(biāo)系的設(shè)定；用一號刀切工件端面，沿X方向退刀，進入“offset setting” →偏置→外形→在

73、一號刀的位置輸入Z0然后點測量</p><p>　　7.3.7 建立刀具補償</p><p>　　用一號刀車工件外圓，沿Z方向退刀→主軸停止→用游標(biāo)卡尺測量試切后工件直徑→進入“offset setting” →偏置→外形→在一號刀的位置輸入X55然后點測量.</p><p>　　用二號刀去觸碰外圓與端面的交點處，當(dāng)有鐵屑濺出時才停止進給，進入“offset set

74、ting” →偏置→外形→在二號刀的位置輸入Z0然后點測量→再輸入X55點測量。第三號、四號、五號、六號、七號刀刀補均用二號刀刀補建立的步驟。</p><p>　　7.3.8 加工零件</p><p>　　在G54坐標(biāo)系建立好了以后，就可以開始正式加工了。首先為了保證程序沒有差錯，一般應(yīng)先對程序進行軌跡顯示，如有問題，便于及時加以修改。然后確定所有程序的路線、加工工藝都正確無誤后，檢驗G

75、54是否正確，在MDI下輸入N10 M03 S800；N20 G01 X0 Z0；然后按循環(huán)啟動如果刀具在毛坯邊上就可以單擊控制面板上的“編輯”→“PROG” →輸入要加工的程序名稱→“自動”→“循環(huán)啟動”→“開冷卻液”完成這一系列的操作后，數(shù)控機床對工件進行自動加工了。加工完成后，對以加工的零件進行加工精度和粗糙度的檢驗，看是否達到零件圖的技術(shù)要求，對沒有達到標(biāo)準(zhǔn)的地方分析其原因。</p><p><b

76、>　　8 數(shù)控編程</b></p><p>　　8.1 數(shù)控編程的定義</p><p>　　為了使數(shù)控機床能根據(jù)零件加工的要求進行動作，必須將這些要求以機床數(shù)控系統(tǒng)能識別的指令形式告知數(shù)控系統(tǒng)，這種數(shù)控系統(tǒng)可以識別的指令稱為程度，制作程序的過程稱為數(shù)控編程。 </p><p>　　8.2 數(shù)控編程的內(nèi)容與步驟</p><p&

77、gt;　　控編程步驟如圖8-1所示，主要有以下幾個方面的內(nèi)容。</p><p>　　圖8-1 數(shù)控編程步驟</p><p>　　(1)分析圖樣 包括零件輪廓分析，零件尺寸精度、形位精度、表面粗糙度、技術(shù)要求的分析，零件材料、熱處理等要求的分析；</p><p>　　(2)確定加工工藝 包括選擇加工方案，確定加工路線，選擇定位與夾緊方式，選擇刀具，選擇各項切削參數(shù)

78、，選擇對刀點、換刀點；</p><p>　　(3)數(shù)值計算 選擇編程原點，對零件圖形各基點進行正確的數(shù)學(xué)計算，為編寫程序單做好準(zhǔn)備；</p><p>　　(4)編寫程序單 根據(jù)數(shù)控機床規(guī)定的指令代碼及程序格式編寫加工程序單；</p><p>　　(5)制作控制介質(zhì) 簡單的數(shù)控程序直接采用手工輸入機床，當(dāng)程序自動輸入機床時，必須制作控制介質(zhì)?，F(xiàn)在大多數(shù)程序采用軟

79、盤、移動存儲器、硬盤作為存儲介質(zhì)，采用計算機傳輸來輸入機床。目前，除了少數(shù)老式的數(shù)控機床仍在采用穿孔紙帶外，現(xiàn)代數(shù)控機床均不再采用此種控制介質(zhì)了；</p><p>　　(6)程序校驗 程序必須經(jīng)過校驗正確后才能使用。一般采用機床空運行的方式進行校驗，有圖形顯示卡的機床可直接在CRT顯示屏上進行校驗，現(xiàn)在有很多學(xué)校還采用計算機數(shù)控模擬進行校驗。以上方式只能進行數(shù)控程序、機床動作的校驗，如果要校驗加工精度，則要進行

80、首件試切校驗。</p><p>　　8.3 數(shù)控編程的分類 </p><p>　　數(shù)控編程可分為手工編程和自動編程兩種。</p><p><b>　　8.3.1手工編程</b></p><p>　　手工編程是指所有編制加工程序的全過程，即圖樣分析、工藝處理、數(shù)值計算、編寫程序單、制作控制介質(zhì)、程序校驗都是由手工來完

81、成。</p><p><b>　　8.3.2自動編程</b></p><p>　　自動編程是指用計算機編制數(shù)控加工程序的過程。自動編程的優(yōu)點是效率高，正確性好。自動編程由計算機代替人完成復(fù)雜的坐標(biāo)計算和書寫程序單的工作，它可以解決許多手工編制無法完成的復(fù)雜零件編程難題，但其缺點是必須具備自動編程系統(tǒng)或自動編程軟件。自動編程較適合形狀復(fù)雜零件的加工程序編制，如：模具加工

82、、多軸聯(lián)動加工等場合。</p><p>　　8.4 汽車萬向頭零件的加工程序編制</p><p>　　本零件在加工過程中采用了手動編程與自動編程兩種方式,以下是手動編程的全部內(nèi)容,由于自動編制的程序步驟較多,為此省略了自動編程這部分內(nèi)容。見附錄A</p><p><b>　　9加工質(zhì)量分析</b></p><p>　　9

83、.1零件的檢測結(jié)果</p><p>　　表9-1 零件檢測結(jié)果</p><p>　　9.2 尺寸精度分析</p><p>　　從此零件加工后質(zhì)量分析，上下表面的粗糙值基本符合要求。加工過程中有機床、夾具和刀具本身在制造時所產(chǎn)生的誤差，使用中的調(diào)整誤差及工件的定位裝夾誤差，等一些原始誤差。零件表面充分反映了這些原始誤差，影響了加工的質(zhì)量，形成零件表面加工精度基本符合

84、要。因為學(xué)院設(shè)備有限，工件在裝夾時，由于工件本身存在著一定的裝夾誤差，而本零件是分別用不同的機床經(jīng)過兩次裝夾加工而成的，因此尺寸精度一般。</p><p>　　從加工的零件來看，工件在夾緊時，由于工件的剛性較低夾緊的作用力或方向不當(dāng)，造成加工后定位端面不垂直。</p><p>　　9.3 表面質(zhì)量分析</p><p>　　在切削加工過程中，由于毛坯是鑄件，剛性較差，

85、粘刀性強，加工時引起了切屑熱變形和切屑粘刀；由于選擇切削用量不合理，刀具切削集合參數(shù)不當(dāng)以及冷卻不充分等，造成在切削加工過程中切屑黏結(jié)在工件表面，從而影響了零件的加工精度。</p><p>　　在加工過程中，由于鑄鋁硬度和強度低、塑性好容易產(chǎn)生積屑瘤，且產(chǎn)生不穩(wěn)定，積屑瘤不斷的產(chǎn)生和脫落,使背吃刀量不斷變化，影響表面質(zhì)量、導(dǎo)致切削力的不斷變化，產(chǎn)生振動。另外，由于切削熱的大量存在，根據(jù)熱脹冷縮的原理使刀具和工件產(chǎn)

86、生變形，導(dǎo)致本零件的加工精度及表面粗糙度難以達到要求。</p><p>　　從零件的表面質(zhì)量分析可以看出：合理選擇切削用量很有重要。選擇較高的切削速度V適當(dāng)減小進給量F，如果切削速度越高，切削的被加工表面的塑性變形就越?。划?dāng)進給量越大時，加工表面的殘留面積就越大，而且塑性變形也隨著增大，這樣的表面粗糙值就越大。本零件就是因為對材料特性不夠了解，加工時選用切削速度和切削用量不當(dāng)，引起表面質(zhì)量差。</p>

87、<p><b>　　總 結(jié)</b></p><p>　　通過這次的畢業(yè)設(shè)計，使我對以前的所學(xué)知識進行了一次比較全面的復(fù)習(xí)，從中學(xué)到了不少課本以外的知識，也積累了一些加工的經(jīng)驗和技巧，在這次畢業(yè)設(shè)計中雖然經(jīng)歷了不少的困難，但在指導(dǎo)老師和同學(xué)的幫助下順利的完成了走上工作崗位前的最后一次實習(xí)。本次畢業(yè)設(shè)計從2009年8月開始，在這段時間內(nèi)，我系統(tǒng)地鞏固了如：《機械制圖》、《數(shù)控編程

88、》、《數(shù)控加工工藝》等許多課程。</p><p>　　總之，本次畢業(yè)設(shè)計，是我認真的結(jié)果，也是我架起“工作”的關(guān)鍵一步，檢驗了我大學(xué)三年學(xué)習(xí)的成果，文中上述所有內(nèi)容主要是在講述數(shù)控加工工藝過程及其程序編制方面等知識，利用對零件圖形的結(jié)構(gòu)分析，設(shè)計出適合其加工的工藝方案，以達到生產(chǎn)要求，提高生產(chǎn)效率，數(shù)控加工工藝是工件在進行數(shù)控加工時的重要內(nèi)容，只要合理就可以保證其加工精度及其各項指標(biāo)要求。</p>

89、<p>　　通過這次對零件圖形進行加工及編制其說明書的過程，使我增加了不少專業(yè)方面的知識，提高了動腦、動手的能力。但由于設(shè)計者的水平有限，整個零件的加工和畢業(yè)設(shè)計的完成都還存在著一定的不足，所以難免有一些缺點和錯誤。還懇請老師和同學(xué)批評和指證。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p><b>　　參考文獻</b>&

90、lt;/p><p>　　[1]華茂發(fā).數(shù)控機床加工工藝[M].北京：機械工業(yè)出版社，2002</p><p>　　[2]陳立德.機械制造基礎(chǔ)[M].北京：高等教育出版社，2008 </p><p>　　[3]陳立德.機械制造基礎(chǔ)（課程設(shè)計指導(dǎo)書）[M].北京：高等教育出版社，2008</p><p>　　[4]張德紅.數(shù)控銑削加工技術(shù)[M].宜賓

91、：宜賓職業(yè)技術(shù)學(xué)院,2008</p><p>　　[5]楊偉群.數(shù)控工藝培訓(xùn)教程（數(shù)控銑部分）[M].北京：清華大學(xué)出版社，2006</p><p>　　[6]艾興、肖詩綱.切削用量簡明手冊[M].北京：機械工程出版社,2007</p><p>　　[7]趙長旭.數(shù)控加工工藝[M].陜西：西安電子科技大學(xué)出版社，2007</p><p>　　

92、[8]趙長旭.數(shù)控加工工藝（課程設(shè)計指導(dǎo)書）[M].陜西：西安電子科技大學(xué)出版社，2007</p><p>　　[9]呂思科、羅素華.機械制圖[M].北京：北京理工大學(xué)出版社,2007</p><p><b>　　附錄A</b></p><p>　　零件一（汽車萬向頭螺桿粗精加工程序）</p><p>　　零件二（內(nèi)錐套