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1、济南工程职业技术学院毕业设计论文济南工程职业技术学院毕业论文 论文题目：轴承套的数控车削加工姓 名 学 号 专 业 数控技术 班 级 数控0801 指导老师 完成时间 2011年4月 摘 要本课题主要介绍了轴承套零件的数控车削加工方法。通过对其进行数控加工工艺分析，即其零件图的工艺分析、定位基准及装夹方式的选择、加工顺序及进给路线的确定、加工刀具的选择和切削用量（背吃刀量、进给量和主轴转速）的确定；然后对其数控加工作了介绍，如编程原点的选择、程序的编制等，采用CKA6150数控车床，使用FANUC 0i-Mate-TC系统并编写了数控加工程序和进行数控加工。近年来，数控加工发展迅速，已成为提高
2、产品质量和劳动生产率必不可少的手段。它的发展和广泛使用，给机械制造业带来了深刻的变化，成为当今制造业的发展方向。通过轴承套的工艺分析及数控车削加工，发现与普通机床相比，其有显著的特点：(1)精度高，可实现优质稳定生产。 (2)效率高，大大减少了加工过程中的停车次数和停车时间。(3)高柔性，工艺适应性强，只要修改程序或作局部调整，便可实现工艺转换。 (4)自动化程度高，不需专用夹具及专用量具。这表明了运用数控车床加工轴承套零件，提高了产品质量，降低了生产成本，在很大程度上弥补了普通机床的不足之处。关键词：轴承套 工艺分析 数控车削目 录摘 要II前 言1第一章 绪 论21.1数控加工概述21.1
3、.1数控加工原理和特点21.1.2数控加工工艺概念和工艺过程21.1.3数控车削加工的主要对象及加工过程3第二章 轴承套的加工工艺分析52.1轴承套零件的工艺分析52.2轴承套定位基准和装夹方式的选择62.2.1定位基准的选择62.2.2装夹方式的选择72.2.3确定轴承套的定位基准和装夹方式72.3轴承套加工顺序和进给路线的确定72.3.1加工顺序安排的原则72.3.2进给路线的确定82.3.3确定轴承套的加工顺序及进给路线82.4轴承套加工刀具的选择102.4.1数控车刀的类型及选用102.4.2轴承套数控加工的刀具选择102.5轴承套加工切削用量的选择112.5.1切削用量的选用原则11
4、2.5.2轴承套加工的切削用量选择12第三章 轴承套的数控编程与加工133.1轴承套零件图的数学处理133.1.1编程原点及换刀点的选择133.1.2走刀轨迹点参数值的计算133.2编制零件加工程序143.2.1数控编程注意事项：143.2.2编制加工程序143.3轴承套的加工193.3.1装刀具193.3.2装工件193.3.3对刀193.4零件加工时的注意事项203.4.1零件加工时的注意事项20第四章 小 结22参考文献23后 记24前 言随着科学技术的发展和数控加工技术的广泛应用，在机械制造业中，普通机床逐渐被高精度、高效率、高自动化的数控机床所代替。数控车床是按照预定的程序自动加工，
5、加工过程不需要人工干预，加工精度可以通过软件进行校正及补偿，因此可以提高零件的加工精度，稳定产品的质量。轴承套是轴承中的一个零件，其作用是方便装拆、轴向固定及轴向位置调整。轴承是机器中的重要支撑部件，许多机械，如金属切削机床、汽轮机、电动机、发电机、内燃机等，其主轴轴承对于机械的运动、功能、作功与效率具有直接的制约作用，直接决定着机器的质量和寿命。在轴承套的整个制造过程中，车削加工既要受到上工序毛坯制造质量的影响，又要影响到下面工序。毛坯制造的尺寸不准确、形状不规则、氧化变质层过深等，会造成材料利用率低、车削加工效率低、加工成本高，直接影响到车削加工质量。车削加工质量如果不好，又会造成热处理变
6、形、裂纹等，造成磨削加工困难，生产效率低，成本提高，加工质量不稳定，甚至造成废品。车削加工的目的就是为轴承套的打字、热处理、磨削加工打好其毛坯基础。总之，车削加工工序关系到材料利用率、生产效率、加工成本，直接影响到轴承成品质量和成本。因此，轴承套车削加工在轴承制造中有着不容忽视的地位和作用。第一章 绪 论1.1数控加工概述1.1.1数控加工原理和特点(1)数控加工原理当我们使用机床加工零件时，通常都需要对机床的各种动作进行控制，一是控制动作的先后次序，二是控制机床各运动部件的位移量。采用普通机床加工时，这种开车、停车、走刀、换向、主轴变速和开关切削液等操作都是由人工直接控制的。采用自动机床和仿
7、形机床加工时，上述操作和运动参数则是通过设计好的凸轮、靠模和挡块等装置以模拟量的形式来控制的，它们虽能加工比较复杂的零件，且有一定的灵活性和通用性，但是零件的加工精度受凸轮、靠模制造精度的影响，而且工序准备时间也很长。采用数控机床加工零件时，只需要将零件图形和工艺参数、加工步骤等以数字信息的形式，编成程序代码输入到机床控制系统中，再由其进行运算处理后转成驱动伺服机构的指令信号，从而控制机床各部件协调动作，自动地加工出零件来。当更换加工对象时，只需要重新编写程序代码，输入给机床，即可由数控装置代替人的大脑和双手的大部分功能，控制加工的全过程，制造出任意复杂的零件。数控加工的原理如图1-1所示。图
8、1-1 数控加工原理框图(2)数控加工的特点总的来说，数控加工有如下特点： 自动化程度高，具有很高的生产效率。 对加工对象的适应性强。 加工精度高，质量稳定。 易于建立与计算机间的通信联络，容易实现群控。1.1.2数控加工工艺概念和工艺过程(1)数控加工工艺数控加工工艺是采用数控机床加工零件时所运用的各种方法和技术手段的总和，应用于整个数控加工工艺过程。数控加工工艺是伴随着数控机床的产生、发展而逐步完善起来的一种应用技术，它是人们大量数控加工实践的总结。(2)数控加工工艺过程数控加工工艺过程是指利用切削工具在数控机床上直接改变加工对象的形状、尺寸、表面位置、表面状态等，使其成为成品和半成品的过
9、程。数控加工工艺过程往往不是从毛坯到成品的整个工艺过程，而仅是几道数控加工工序工艺过程的具体描述。(3)数控加工工艺与数控编程的关系数控加工工艺是数控编程的前提和依据，没有符合实际的、科学合理的数控加工工艺，就没有真正可行的数控加工程序。而数控编程就是将制定的数控加工工艺内容程序化。 1.1.3数控车削加工的主要对象及加工过程(1)加工对象轮廓形状特别复杂或难以控制尺寸的回转体零件 因车床数控装置都具有直线和圆弧插补功能，还有部分车床数控装置具有某些非圆曲线插补功能，故能车削由任意直线和平面曲线轮廓组成的形状复杂的回转体零件。 精度要求高的零件零件的精度要求主要指尺寸、形状、位置和表面等精度要
10、求，其中的表面精度主要指表面粗糙度。例如：尺寸精度高（达0.001 mm或更小）的零件，圆柱度要求高的圆柱体零件，素线直线度、圆度和倾斜度均要求高的圆锥体零件等。 带特殊螺纹的回转体零件这些零件是指特大螺距（或导程）、变（增减）螺距、等螺距与变螺距或圆柱与圆锥螺纹面之间作平滑过渡的螺纹零件，以及高精度的模数螺纹零件（如圆柱、圆弧蜗杆）和端面（盘形）螺纹零件等。 数控车床车削螺纹时，主轴转向不必像普通车床那样交替变换，它可以一刀又一刀不停顿地循环，直到完成，因此它车螺纹的效率很高。由于数控车床一般采用硬质合金成型刀片，可以使用较高的转速，因而车削出来的螺纹精度高，表面粗糙度小。 淬硬工件的加工在
11、大型模具加工中，有不少尺寸大而形状复杂的零件，这些零件热处理后的变形量较大，磨削加工有困难，因此，可以用陶瓷车刀在数控机床上对淬硬后的零件进行车削加工，以车代磨，提高加工效率。 (2)加工过程分析零件图纸要分析零件的材料、形状、尺寸、精度及毛坯形状和热处理要求等，以便确定该零件是否适宜在数控机床上加工，或适宜在哪类数控机床上加工。有时还要确定在某台数控机床上加工该零件的哪些工序或哪几个表面。 确定工艺过程确定零件的加工方法(如采用的工夹具、装夹定位方法等)和加工路线(如对刀点、走刀路线)，并确定加工用量等工艺参数(如切削进给速度、主轴转速、切削宽度和深度等)。数值计算根据零件图纸和确定的加工路
12、线，算出数控机床所需输入数据，如零件轮廓相邻几何元素的交点和切点，用直线或圆弧逼近零件轮廓时相邻几何元素的交点和切点等的计算。编写零件程序单根据加工路线计算出的数据和已确定的加工用量，结合数控系统的程序段格式编写零件加工程序单。此外，还应填写有关的工艺文件，如数控加工工序卡片、数控刀具卡片、工件安装和零点设定卡片等。程序输入即将编制好的程序输入到数控车床中。加工时的注意事项即按步骤操作车床，注意人身安全。第二章 轴承套的加工工艺分析如图2-1所示为轴承套零件，该零件材料为45钢，无热处理和硬度要求，试对该零件进行数控车削加工工艺分析（单件小批量生产）。图2-1 轴承套零件图2.1轴承套零件的工
13、艺分析该零件主要由内外圆柱面、内圆锥面、圆弧面及外螺纹等表面组成，零件图尺寸标注完整，轮廓描述清楚。其中50、52外圆有较高的尺寸精度和表面粗糙度要求，并且对32孔的径向圆跳动公差为0.01mm；左端面则对32孔轴线的垂直度公差为0.01mm；78外圆有较高的表面粗糙度要求，外圆柱面表面粗糙度为Ra1.6m。零件材料为45钢，切削加工性能较好，无热处理和硬度要求。 通过上述分析，采用以下几点工艺措施：(1)对图样上带公差的尺寸，编程时全部取其平均值。(2)左右端面均为多个尺寸的设计基准，相应工序加工前，应该先将左右端面车出来。 (3)外圆对内孔的径向圆跳动要求在0.01mm内，掉头装夹时，除了
14、要包一层铜皮外，夹紧时用力要适中，不可过大。如果不能保证，则采用软卡爪装夹。(4)内孔与左端面应在一次装夹中加工出，以保证端面与内孔轴线的垂直度。(5)轴承套外圆为IT7级精度，采用粗车半精车精车可以满足要求。(6)内孔尺寸较小，镗1:20锥孔与镗32孔及15锥面时需掉头装夹。2.2轴承套定位基准和装夹方式的选择2.2.1定位基准的选择(1)精基准的选择原则 基准重合原则。为避免基准重合误差，方便编程，应选用设计基准作为定位基准，并使设计基准、定位基准、编程原点三者统一，这是最佳考虑的方案。因为当加工面的定位基准与设计基准不重合，且加工面与设计基准不在一次安装中同时加工出来的情况下，会产生基准重合误差。 基准统一原则。在多工序或多次安装中，选用相同的定位基准，这样既可保证各加工表面间的相互位置精度，避免或减少因基准转换而引起的误差。自为基准原则。精加工或光整加工工序要求余量小而均匀，因此选择加工表面本身作为定位基准，称为自为基准原则。 便于装夹原则。所选精基准应能保证工件定位准确稳定，装夹方便可靠，夹具结构简单适用，操作方便灵活，能加工尽可能多的内容。 便于对刀原则。批量加工时，在工件坐标系已经确定的情况下，采用不同的定位基准为对刀基准建立工件坐标系，会使对刀的方便性不同，有时甚至无法对刀。这时就要分析此种定位方案是否能
