《数车加工工艺与仿真 课程设计说明书 样本 (3)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数车加工工艺与仿真 课程设计说明书 样本 (3)（20页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、沈阳城市学院 数车加工工艺设计 课课 程程 设设 计计 说说 明明 书书 学 院： 机械电子工程学院 班 级： 12 级 机自 1 班 姓 名： 李东宇 学 号： 121001119 时 间： 2013-12-2 2013-12-13 课程设计任务书课程设计任务书 学院机电学院班级机自一班组员李东宇 地点机电楼起止日期 设计题目：零件的加工工艺设计 设计目的与要求： 通过课程设计全面掌握数车加工工艺与编程课程内容，通过本门课程的学 习培养学生对加工零件进行工艺分析、编排工艺加工路线及完成加工程序编制的能力， 并通过 VNUC 软件的学习和应用对数控加工过程有初步的了解，为接下来的数控加工 基础
2、实训做好准备。此外通过本次课程设计，能使学生初步了解课程设计的一般过程， 撰写设计说明书并制作答辩演讲稿，为后续课程设计及毕业设计打下一个良好的基础。 设计任务： 一、完成以下分析与设计任务。 1、画出零件图 2、对零件进行工艺分析 3、编制数控加工工艺过程卡 4、编制数控加工工序卡 5、编制刀具卡 6、零件加工程序编制 7、撰写设计说明书 8、答辩 二、课程设计成果 (1) 零件图 一张 (2) 编制工艺过程卡片和工序卡片 一张 (3) 设计说明书 一份 (4) 设计材料要求提交电子文档。 指导教师评语： 成绩: 签字： 年 月 日 摘摘 要要 正文：宋体，小四，1.5 倍行距，条理清晰，3
3、00 字以上 关键词：（加粗）关键词：（加粗）内容不加粗，3-5 个，宋体，小四 目目 录录 1. 零件的分析 如图 1.1 所示为轴套二维零件图，试制定出该零件的加工工艺方案，编制其数控加工程 序，并对程序进行仿真加工。 图图 1.11.1 零件二维图零件二维图 1.1 零件的尺寸标注分析 零件图上的尺寸是制造、检验零件的重要依据，生产中要求零件图中的尺寸不允许有任 何差错。在零件图上标注尺寸，除要求正确、完整和清晰外，还应考虑合理性，既要满足设 计要求，又要便于加工、测量。 关于尺寸标注主要包括功能尺寸、非功能尺寸、公称尺寸、基本尺寸、参考尺寸、重复 尺寸等等。 该零件图所标注的尺寸均完整
4、，符合国家要求，位置准确，表达清楚。 1.2 零件的几何要素分析 从图1.1分析得知，该零件主要圆柱面，圆弧面，球面，圆锥面，螺纹头，槽等特征组 成，这些特征在普通车床上难成，需要在数控车上加工。 1.3 零件的技术要求分析 该零件的尺寸精度要求有：尺寸 52的尺寸精度等级为 IT7 级、尺寸 35的 0 03 . 0 0 025 . 0 尺寸精度等级为 IT7 级、尺寸 36的尺寸精度等级为 IT10 级、尺寸 20的尺寸精 0 1 . 0 021. 0 0 度等级为 IT7 级、尺寸 S50的尺寸精度等级为 IT8-9 级、尺寸 3-4的尺寸精度02 . 0 03 . 0 0 等级为 IT
5、9 级、尺寸 3-3的尺寸精度等级为 IT9 级，其余未注尺寸精度公差按 IT12 进行 0 03. 0 控制。 各轴段的位置精度有：145的精度为 IT10 级、73的精度等级为 IT9-10 级、08 . 0 04 . 0 30的精度等级为 IT8-9 级、26的精度等级为 IT9-10 级、20的精度等级02. 003 . 0 03 . 0 为 IT9-10 级、19的精度等级为 IT9-10 级。04 . 0 表面粗糙度要求有：35外圆、S50圆弧面、20与 45圆锥面、20 0 025 . 0 02 . 0 内孔的表面粗糙度为 Ra1.6um，其余未注表面粗糙度为 Ra3.2um。
6、021 . 0 0 综上所述，该零件的加工精度较高，应设计比较合理的加工方案，选择合适的刀具，合 适的切削参数等等。 正文：宋体，五号，单倍行距正文：宋体，五号，单倍行距 2.毛坯及夹具的确定 2.1 毛坯的确定 2.1.1 常见的毛坯种类 (1) 铸件 铸件适用于形状较复杂的零件毛坯。其铸造方法有砂型铸造、精密铸造、金属型铸造、 压力铸造等。 (2) 锻件 锻件适用于强度要求高、形状比较简单的零件毛坯。其锻造方法有自由锻和模锻两种。 (3) 型材 型材有热轧和冷拉两种。热轧适用于尺寸较大、精度较低的毛坯；冷拉适用于尺寸较小、 精度较高的毛坯。 (4) 焊接件 焊接件是根据需要将型材或钢板等焊
7、接而成的毛坯件。 (5) 冷冲压件 冷冲压件毛坯可以非常接近成品要求，在小型机械、仪表、轻工电子产品方面应用广泛。 2.1.2 毛坯选择时应考虑的因素 (1) 零件的材料及机械性能要求 零件材料的工艺特性和力学性能大致决定了毛坯的种类。 (2) 零件的结构形状与外形尺寸 (3) 生产纲领的大小 (4) 现有生产条件 (5) 充分利用新工艺、新材料 为节约材料和能源，提高机械加工生产率，应充分考虑精密铸造、精锻、冷轧、冷挤压、 粉末冶金、异型钢材及工程塑料等在机械中的应用。 2.1.3 毛坯的确定 综合考虑，根据以上因素及零件的技术要求，确定该零件的毛坯为棒料，其尺寸为 34116mm，材料为
8、45 钢。 2.2 夹具的选择 2.2.1 数控车床工装夹具的概念 （1）数控车床夹具的定义和分类 在数控车床上用于装夹工件的装置称为车床夹具。 车床夹具可分为通用夹具和专用夹具两大类。通用夹具是指能够装夹两种或两种以上工 件的夹具，例如车床上的三爪卡盘、四爪卡盘、弹簧卡套和通用心轴等；专用夹具是专门为 加工某一特定工件的某一工序而设计的夹具。 （2）夹具作用 在数控车削加工过程中，夹具是用来装夹被加工工件的，因此必须保证被加工工件的定 位精度，并尽可能做到装卸方便、快捷。 选择夹具时应优先考虑通用夹具。 使用通用夹具无法装夹、或者不能保证被加工工件与加工工序的定位精度时，才采用专 用夹具。专
9、用夹具的定位精度较高，成本也较高。专用夹具的作用为： 1）保证产品质量 2）提高加工效率 3）解决车床加工中的特殊装夹问题 4）扩大机床的使用范围 使用专用夹具可以完成非轴套、非轮盘类零件的孔、轴、槽和螺纹等的加工，可扩大机 床的使用范围。 2.2.2 夹具的确定 （1）定位基准的选择 粗基准的选择：选择零件的毛坯外圆为粗基准。 精基准的选择：以两端面中心孔为精基准。 （2）装夹方式的选择 通过对该零件的分析，确定该零件的装夹在粗车以及车左头时可直接用三爪卡盘装夹； 车右端及中间部位时，由于工件伸出卡盘外的长度较长，故需要选用卡盘加顶尖的方式装夹。 3.刀具的选择 数控车床一般采用机夹可转位刀
10、具，所用的刀具，要求有可靠的断屑性能，足够的耐用， 刀片转位后有精确的重复定位精度，刀片要有足够的夹紧可靠性，此外，由于数控车床功率 比较大，刚性强，要求刀具寿命较长，质量相对稳定，因此，对刀片材料的要求高，以保证 刀具寿命，一般情况下大多使用涂层刀片。 3.1 刀具材料的选择 刀片材料要根据零件材料及热处理后的材料性能合理选用。高速钢具有较高的强度和 韧性，并有一定的硬度，适合加工有色金属和各种金属材料，具有好的加工工艺性，所以适 合制造成复杂的成型刀具，但是高速钢耐磨耐热性差。硬质合金是数控车削刀具最常用材料， 具有很高的硬度，耐热性，耐磨性，热稳定性，但抗弯强度较差。硬质合金通常分为三大
11、类， 即 K、P、M 分别相当与我国国标中的 YG、YT YW。一般情况下 K 类主要用于加工铸铁、有色 金属及非金属材料；P 类主要用于加工普通钢；M 类主要用于加工难加工钢，铸铁及有色金 属。在数控车削中，为提高刀具寿命，实际应用中大多使用涂层刀具材料。涂层刀具是在韧 性较好的工具表面涂上一层耐磨损，耐溶着、耐反应的物质，使刀具在切削中同时具有硬而 不易破损的性能。涂层的方法分为两大类，一为物质涂层 PVD，另为化学涂层 CVD，一般来 说，物理涂层是在 550以下将金属和气体离子化后喷涂在工具表面；而化学涂层则是将各 种化合物通过化学反应来沉积在工具上形成表面皮膜，一般普遍采用中温涂层，
12、温度控制在 800左右。用于涂层常见的材料有 Tic、TiN、TiCN、AI2O3 等陶瓷材料，涂层厚度为 5- 15um。涂层刀具是数控机床最为广泛使用的刀具类型，从非金属、铝合金、到铸铁钢以及高 强度钢、高硬度钢和耐热合金、钛合金等难加工材料的切削中均可使用，比普通较硬质合金 的性能要好，性能价格比较高，是数控机床用刀具材料的首选。 3.2 常用的车刀选用 3.3 该零件加工所用的刀具 根据零件的结构特性以及刀具的类型，确定该零件所需的刀具如表 3-1 所示。 表表 3-13-1 数控车削加工用刀具数控车削加工用刀具 待加工表面待加工表面刀具名称刀具名称刀具规格刀具规格刀具材料刀具材料 端
13、面端面车刀95车刀硬质合金 粗车外圆外圆车刀 90 硬质合金 精车外圆外圆车刀 84 硬质合金 车圆弧面外圆车刀 75 硬质合金 切外槽外槽刀刀宽 2.5mm硬质合金 钻底孔麻花钻 18mm 高速钢 车内孔车镗刀 60 硬质合金 切内槽内槽刀刀宽 4mm硬质合金 车内螺纹内螺纹车刀 60 硬质合金 4.工艺路线及其工艺卡片 4.1 工艺路线的确定 4.1.1 表面加工方法的选择 选择表面加工方法时，一般先根据表面的加工精度和表面粗糙度要求，选定最终加工方 法，然后再确定精加工前的准备工序的加工方法，即确定加工方案。由于获得同一精度和同 一粗糙度的方案有好几种，选择时还要考虑生产率和经济性，考虑
14、零件的结构形状、尺寸大 小、材料和热处理要求及工厂的生产条件等。 该零件的表面加工方法如下： （1）外圆的加工方法 粗车精车。 （2）内孔轮廓的加工方法 钻粗镗精镗。 （3）槽的加工方法 粗切精切。 4.1.2 加工顺序的安排 数控车削加工顺序应按照一下原则进行。 （1）基面先行原则 用作基准的表面应优先加工出来，因为定位基准的表面越精确，装 夹误差就越小。故第一道工序一般是进行定位面的粗加工和半精加工(有时包括精加工)，然 后再以精基准加工其他表面。加工顺序安排遵循的原则是上道工序的加工能为后面的工序提 供精基准和合适的夹紧表面。 （2）先粗后精 切削加工时，应先安排粗加工工序，在较短的时间
15、内，将精加工前大量 的加工余量去掉，同时尽量满足精加工的余量均匀性要求。 当粗加工后所留余量的均匀性满足不了精加工要求时，则可安排半精加工作为过渡性工 序，以便使精加工余量小而均匀。 在安排可以一刀或多刀进行的精加工工序时，其零件的最终轮廓应由最后一刀连续加工 而成。 为充分释放粗切加工时残存在工件内的应力，在粗、精加工工序之间可适当安排一些精 度要求不高部位的加工。如切槽、倒角、钻孔等 （3）先近后远 尽可能采用最少的装夹次数和最少的刀具数量，以减少重新定位或换刀 所引起的误差。一次装夹的加工顺序安排是先近后远，特别是在粗加工时，通常安排离起刀 点近的部位先加工，离起刀点远的部位后加工，以便
16、缩短刀具移动距离，减少空行程时间。 对于车削加工，先近后远有利于保持毛坯件或半成品件的刚性，改善其切削条件。 （4）先内后外，内外交叉 对既有内表面(内腔)，又有外表面需加工的零件，安排加工 顺序时，应先进行内、外表面的粗加工，后进行内、外表面的精加工。切不可将零件上一部 分表面(外表面或内表面)加工完毕后，再加工其它表面(内表面或外表面)。 4.1.3 工艺路线的确定 根据其表面加工方法及加工顺序的原则，确定该零件的工艺路线如下： 工序：粗车端面、外圆、打中心孔。 工步 1 夹毛坯外圆粗车一头端面及外圆，打中心孔。 工步 2 夹上步粗车后的外圆，粗车另一头端面及外圆，打中心孔。 工序：卡盘加顶尖装夹，车左端大外圆、中间圆弧段。 工步 1 粗车外圆。 工步 2 精车外圆。 工步 3 切槽。 工步 4 粗车中间圆弧段。 工步 5 精车中间圆弧段。 工序：夹左端外圆，顶右端中心孔，车左端锥面、螺纹头、中间锥面及其槽。 工步 1 粗车右端外圆、锥面、螺纹大径、中间锥面。 工步 2 精车右端外圆、锥面、螺纹大径、中间锥面。 工步 3 切中间锥面上 3-3槽、切螺纹退刀槽。 0 03 . 0 工
