套筒数控工艺与编程课程设计.docx

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套筒数控工艺与编程课程设计

前言

这次课程设计是机械制造与自动化的一个十分重要的学习环节，是对入学以来所学的机械方面的知识进行了一次全面的检查、巩固和提高。

这次课程设计是应用所学基础理论、专业知识与技能去分析和解决生产实际问题的一次综合训练。

把所学的知识能够综合运用到实际零件的加工中。

通过本次设计使我巩固了已学的知识，加深了印象，使自己能够运用所学的机械加工知识解决一些具体的问题。

此次课程设计涉及的知识面有金属切削原理、加工工艺、数值计算、刀具的性能、测量技术、金属切削机床、CAD制图外还涉及到毛坯、金属材料、公差配合及加工设备等多方面的知识。

通过这次课程设计我发现了自己还有许多知识还没有掌握牢固。

但更多的是通过这次设计使我提高、巩固、扩大了自己所学到的理论知识与技能，提高自己设计计算、制图、编写技术文件的能力‘学会正确使用技术资料、标准、手册等工具书并在这次设计中培养了我对机械设计的独立工作能力、初步树立了正确的实际思想，掌握了一定的机械加工设计方法步骤和思路为以后的学习和设计工作打下了良好的基础。

同时，也使我体会到了老师平时对我们的谆谆教导、用心良苦。

由于本人水平有限，设计还有许多不足之处，希望老师给予批评和指正。

一课程设计的总体任务

本次课程设计主要有以下内容：

1）绘制零件图，了解零件的结构特点和技术要求。

2）根据生产类型和所拟定的企业生产条件，对零件进行结构分析和工艺分析。

确定毛坯的种类及制造方法，绘制毛坯图。

3）拟定零件机械加工工艺过程，选择各工序的加工设备和工艺装备（刀具、夹具、量具、模具、工具），确定各工序的加工余量和工序尺寸，计算各工序的切削用量和工时定额。

4）填写机械加工工艺过程卡片，机械加工工序卡片等工艺文件。

5）设计制定工序的专用夹具，绘制装配总图和主要零件图

6）撰写设计说明书。

二零件的图样结构分析

课程设计的零件图如下：

图2.1套筒的零件图

该零件属于回转体零件，主要元素有：

通孔、外圆表面、两个端面和几个槽组成。

该零件是套筒类零件。

套筒零件是机械中常见的一种零件，通常起支承或导向作用。

由于它们功用不同，套筒零件的结构和尺寸有着很大的差别，但结构上仍有共同特点：

零件的主要表面为同轴度要求较高的内外旋转表面、零件壁的厚度较薄容易变形、零件长度一般大于直径等。

主要的公差要求就是内外圆柱表面的同轴度，还有就是左右端面和内孔中心线的垂直度。

一般的配合表面质量要求较高应安排精加工，而对于次要表面可以通过一次粗车完成。

三毛坯尺寸的确定

“套筒”零件材料为45#钢，硬度为207~241HBW,生产类型为大批量生产，可采用45#钢棒料作为毛坯。

根据上述原始资料及加工工艺，确定毛坯尺寸如下：

1.外圆表面

考虑到最大外圆直径为

132±0.2mm，表面粗糙度值为6.3，只要求粗加工，此时直径余量2Z=8mm已能满足加工要求。

2.轴线方向长度

经过零件分析，轴线方向总长度为294±0.2mm，左端面表面粗糙度值为6.3，只要求粗加工，右端面作为设计基准，表面粗糙度要求较高。

因此，左端面留的加工余量要比右端面留的加工余量少。

经过分析，左端面加工余量为4mm，右端面加工余量为7mm。

最终确定毛坯尺寸为

140×305。

四确定零件的加工内容和工序

一零件的加工内容

主要的加工表面：

左右端面，

和

的外圆柱表面，

的内圆柱表面。

除此之外还有两个

的径向孔，36

36的方形孔，

49的槽，

40的槽，

4的退刀槽，右端面的

93的内孔内圆柱面，2

10的油孔，键槽，左右端面的内螺纹。

加工顺序的确定原则：

1）上道工序不能影响下道工序的定位和加紧

2）先内后外的原则

3）基面先行的原则

4）在同一次安装中，应该首先安排对于刚度破坏性小的加工内容

5）以相同定位和加紧方式或者同一把刀具加工工序应该连续进行，减少定位和加紧次数。

二初步确定机械加工工序

1.毛坯

普通锯床，锯毛坯长度到104mm。

普通锯床。

2.粗加工内外轮廓

1）三爪卡盘夹持左外圆柱面，粗车右端面，

132mm的外圆到

133mm,留有精加工余量0.5mm（单边余量）。

2）掉头装夹粗车左端面到294±0.2mm长度尺寸，粗车

95mm的外圆到

96mm留有精加工余量0.5mm（单边余量）。

钻

50的孔，粗车到

59留有精加工半精加工余量0.5mm（单边余量）。

3）掉头装夹，用90°右偏头车刀，粗车

49的外槽至

86mm留有精加工余量0.5mm。

4）继续上述装夹加工图示右端面的

8的阶梯孔。

3.热处理

4.精加工内外轮廓

1）三爪自定心卡盘夹持左端面，精车

60的内孔表面最后一刀精车至

60H7满足要求

2）保持上述装夹方式不变用内槽车刀车削

40的退刀槽，三次走刀，第一次背吃刀量4mm，第二次背吃刀量4mm，最后留有1mm的精加工余量。

3）用可胀心轴定位

60mm的内孔，由于加工余量还剩余0.5mm，由于内外轮廓有同轴度的要求所以外轮廓在以内孔定位的基础上通过精加工的最后一刀加工出来。

4）用外槽车刀加工至

4的退刀槽。

5.钻

钻2个2

10的油口。

6.铣削

1）零件用卡盘和顶尖装夹，通过数控铣床加工键槽。

由于键槽起定位作用故对于左右的对称度要求较高先粗铣，然后改用立铣刀精加工。

2）零件用卡盘和顶尖装夹，在零件的圆柱面上分别钻出径向的

40和36

36的孔分别到尺寸

35。

3）用立铣刀分别铣削

40和36

36的孔到要求尺寸。

4）沿零件的圆周方向钻左端面钻出

6mm深度为12mm的孔6个均分。

5）攻螺纹，攻M8的螺纹六个。

6）改变装夹方向，沿零件的圆周方向钻右端面端面钻出

5mm深度为10mm的孔6个均分。

7）攻螺纹，攻M6的螺纹六个。

7.清洗，去除毛刺。

8.检查相关尺寸是否达到要求。

9.包装入库。

五数控加工准备

一确定数控加工内容

数控加工内容的确定原则一般是：

普通机床无法加工的内容应该优先作为数控机床的加工内容；

普通机床难加工或者质量难保证的加工内容应该作为数控加工内容的重点；

普通机床加工效率低，工人手工操作劳动强度大的内容，可在数控机床尚有的能力基础之上进行选择；

根据以上原则并结合零件图和要求可以看出该套筒的内外圆柱表面的同轴度要求较高，而且内外表面的表面质量要求较高。

故考虑将内外轮廓的精加工放在数控机床上，而对于铣削工序，考虑到工序集中的原则并且为了提高效率也将其一起放在数控铣床上加工。

二选择数控机床

数控机床的合理选择原则：

生产的适用：

要保证对于工艺性的适应性要求；

要保证加工工件的尺寸的适用性要求；

要保证弓工件的加工精度要求；

技术上的先进性：

在保证加工质量和加工精度要求的前提下，机床的精度要与工件要。

求的精度一致，尽量选用技术上先进的机床加工，以提高效率。

经济上合理性

根据被加工零件的外形和材料等条件，选用CJK6240数控车床，XK7152的数控铣床。

而对于在普通机床上进行的加工这里就不在冗述。

六数控加工程序的编制

一内轮廓的加工

定位方式;采用三爪自定心卡盘夹持外圆柱表面

数控机床的选择：

CJK6240数控车床

图6.1内轮廓的编程基准

零件号

零件

名称

套筒

编制

审核

程序号

　O0001

日期

X（U）

Z（U）

备注

0.0

5.0

400

46.5

-8.0

30.0

-300.0

0.0

5.0

0.0

20.0

二外轮廓

定位方式;采用三爪自定心卡盘夹持外圆柱表面

数控机床的选择：

CJK6240数控车床

图6.2外轮廓的编程基准

零件号

零件

名称

套筒

编制

审核

程序号

　O0002

日期

X（U）

Z（U）

备注

160.0

2.0

400

132.0

-20.0

95.0

-29.651

85.0

-32.631

-84

95.0

-300.0

160.0

2.0

三键槽

定位方式：

采用可胀心轴以内孔定位

数控机床的选择：

XK7152数控车床

图6.3数控铣削的编程基准

零件号

零件

名称

套筒

编制

审核

程序号

　O0003

日期

X（U）

Y（V）

Z（W）

备注

-10.0

0.0

400

30.0

H06

3.0

-5.0

100

70.0

200

30.0

0.0

T07

-10.0

0.0

400

30.0

H07

3.0

-5.0

100

0.0

-8.0

D07

70.0

8.0

-10.0

0.0

30.0

四圆孔和方形孔

定位方式：

采用两顶尖定位（保持上述装夹方式不变）

数控机床的选择：

XK7152数控车床

图6.4数控铣削圆孔和方形孔的编程基准

此时的基准在右端面的中心还是可胀心轴定位用了35mm的麻花钻粗加工，然后采用立铣刀进行精加工

O0004

N01G21G17G40G49G80

N02T08

N03M06

N04G90

N05G55G00X10.0Y0.0Z70.0S400M03

N06G43Z80.0H08

N07G00X-142.0G01Z-60.0F100

N08G00Z-60.0

N09G00X-227.0

N10G01Z-60.0F100

N11G00Z80.0

N12T07

N13M06

N14G01G43Z60.0H07

N15G01Z-60.0

N16G01G41X-10.0Y-10.0D07F100

N17G03X0.0Y-20.0R10

N18G03X0.0Y-20.0I0.0J20.0

N19G03X10.0Y-10.0R10

N20G01G40X0.0Y0.0

N21G00Z80

N22G00X-142.0

N23G00Z-60.0

N24G01G41X15.0D07F100

N25G01X18.0

N26G01Y10.0

N27G03X10.0Y18.0R8

N28G01X-10.0

N29G03X-18.0Y10.0R8

N30G01Y-10.0

N31G03X-10.0Y-18.0R8

N32G01X10.0

N33G03X18.0Y-10.0R8

N34G01Y10.0

N35G00G40X0.0Y0.0

N36Z80.0

N37G28

N38M30

附录

一加工工艺卡片

机械加工工艺过程卡

产品名称

零件名称

零件图号

套筒

材料名称及牌号

毛坯种类或材料规格

总工时

（不填）

工序号

工序名称

工序简要内容

设备名称及型号

夹具

量具

工时

锯

锯工件长度到要求

普通锯床

略

普通游卡

粗加工

粗车内外轮廓

C6140

三爪卡盘

普通游卡

精加工

精车内外轮廓

CK6130

可胀心轴

普通游卡

钻

钻油孔

普通钻床

略

无

铣削

XK7152

可胀心轴

普通游卡

清洗

去除毛刺

略

检查

检查相关尺寸和表面

略

包装

包装入库

略

二数控刀具卡

产品名称或代号

零件名称

套筒

零件图号

序号

刀具号

刀具规格名称

数量

加工表面

备注

T01

T型刀片90°内孔车刀

60的内孔表面

可转位刀片

T02

13R1616

40的内槽

焊接式车刀

T03

V型刀片90°偏头外圆车刀

套筒外轮廓

可转位刀片

T04

15L1610

4的退刀槽

左槽刀

T05

05R2525

零件的左右端面

T06

直柄键槽铣刀

键槽和

40圆孔36

36方孔

T07

莫氏锥柄立铣刀

键槽和

40圆孔36

36方孔

T08

35麻花钻

打孔

高速钢

编制

周海洋

审核

批准

共1页

第1页

参考目录

[1]任晓虹，刘红军，许立福.数控编程技术及应用.北京：

国防工业出版社，2010

[2]杨裕根，朱世敏.现代工程图学.北京：

北京邮电大学出版社，2008

[3]陈宏钧.实用机械加工工艺手册.北京：

机械工业出版社，2010

[4]陈艳红，吴长有.数控手工编程100例.北京：

机械工业出版社，2012

资料仅供参考!

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