CA6140車床主軸加工工藝及數(shù)控編程設(shè)計(jì)

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摘 要 本篇畢業(yè)設(shè)計(jì)是CA6140車床主軸加工工藝及數(shù)控編程，CA6140車床主軸零件的主要加工表面是各外圓面的車削加工及內(nèi)孔的車削加工以及2-直孔的鉆、絞削加工和M10螺紋孔的鉆、攻加工等。一般化來(lái)講，保證平面的加工精度相比較與保證孔系的加工精度，平面加工的精度相對(duì)來(lái)說還是比較容易的。該CA6140車床主軸零件通過數(shù)控機(jī)床對(duì)其進(jìn)行車削、鏜削、鉆、鉸削加工，由于數(shù)控機(jī)床的加工精度比普通機(jī)床要高，生產(chǎn)加工效率要好，所以能夠滿足設(shè)計(jì)要求。 文章的重點(diǎn)在于對(duì)CA6140車床主軸的工藝性和力學(xué)性能分析，對(duì)加工工藝規(guī)程進(jìn)行合理分析，對(duì)CA6140車床主軸進(jìn)行加工工藝的規(guī)程設(shè)計(jì)，包括了CA6140車床主軸的數(shù)控加工，并且介紹了數(shù)控加工工藝及數(shù)控編程，以此CA6140車床主軸進(jìn)行數(shù)控的加工工藝編制和數(shù)控編程的設(shè)計(jì)，經(jīng)過實(shí)踐證明，最終可以加工出合格的CA6140車床主軸零件。 關(guān)鍵詞：CA6140車床主軸、工藝規(guī)程、普通編程、零件 I 目 錄 摘要 I 第一章 零件結(jié)構(gòu)工藝分析 1 1.1 零件的分析 2 1.1.1 零件的作用 2 1.1.2 零件的工藝分析 4 1.2 零件的主要技術(shù)要求 5 1.2.1 內(nèi)孔的精度及位置精度 6 1.2.2 外圓面的精度及位置精度 7 1.2.3 其他要求 8 第二章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 9 2.1 選擇定位基準(zhǔn) 9 2.2 制定工藝路線 10 2.3 選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備 11 2.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差的確定 11 第三章 確定切削用量及基本工時(shí) 12 3.1 工序10：粗銑A面至尺寸 13 3.2 工序20：粗車左端φ72、φ75、φ85φ94外圓面 14 3.3 工序30：粗車左端A處溝槽 15 3.4 工序40：粗車左端內(nèi)孔 16 3.5 工序50：粗鏜直徑24的孔至直徑24，長(zhǎng)度為67 17 3.6 工序60：粗車右端D處溝槽 17 3.7 工序70：精車左端φ72、φ75、φ85φ94、外圓面 17 3.8 工序80：精車左端A處溝槽 17 3.9 工序90：半精車右端φ133、φ77.02外圓面、內(nèi)孔 17 3.10 工序100：精車右端D處溝槽 17 3.11 工序110：粗鏜、精鏜內(nèi)孔 17 3.12 工序120：粗鏜、精鏜內(nèi)孔 18 3.13 工序130：銑10X50、10X25鍵槽 19 3.14 工序140：銑2-φ11凹臺(tái) 20 3.15 工序150：鉆、鉸2-直孔 21 3.16 工序160：鉆、攻11-M10螺紋孔 22 I 3.17 時(shí)間定額計(jì)算及生產(chǎn)安排 24 第四章 零件編程 25 4.1 半精車右端內(nèi)孔 26 4.2 粗鏜、精鏜內(nèi)孔 27 4.3 鉆、鉸2-直孔 28 第五章 加工仿真 30 結(jié)論 31 參考文獻(xiàn) 32 致謝 33 I 第一章 零件結(jié)構(gòu)工藝分析 本文對(duì)CA6140車床主軸的零件進(jìn)行分析，通過對(duì)CA6140車床主軸的研究和分析，描述了CA6140車床主軸的毛坯制造形式、機(jī)械加工余量、基準(zhǔn)選擇、工序尺寸和毛坯尺寸等的確定，以及切削用量和工時(shí)的計(jì)算等相關(guān)內(nèi)容。為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，與指導(dǎo)老協(xié)商后，感覺用數(shù)控編程比較合適。 在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，根據(jù)課題所給的零件圖、技術(shù)要求，通過查閱相關(guān)資料和書籍，了解和掌握了的機(jī)械加工工藝和編程的一般方法和步驟，并運(yùn)用這些方法和步驟進(jìn)行了數(shù)控編程與仿真加工設(shè)計(jì)。整個(gè)設(shè)計(jì)得指導(dǎo)思想“簡(jiǎn)便、效率高、非常經(jīng)濟(jì)”。 1.1 零件的分析 1.1.1 零件的作用 題目給出的零件是CA6140車床主軸。CA6140車床主軸主要是傳遞扭矩的作用，一個(gè)設(shè)備的正常運(yùn)行離不開動(dòng)力裝置的執(zhí)行以及一些傳動(dòng)零件，例如軸、軸承等一些傳動(dòng)零件和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。故CA6140車床主軸零件的加工精度和表面光潔度影響著傳動(dòng)的精度和效率，可以說，一個(gè)加工精度高的CA6140車床主軸與加工精度的低的CA6140車床主軸相比，其傳動(dòng)效果很明顯。 下圖即為CA6140車床主軸的零件圖和毛坯圖: 圖1 CA6140車床主軸零件圖 圖2 CA6140車床主軸毛坯圖 1.1.2 零件的工藝分析 由CA6140車床主軸零件圖可知，CA6140車床主軸的表面以及內(nèi)孔都需要進(jìn)行加工，此外還需要加工一個(gè)螺紋孔和鍵槽的加工。因此加工表面。它們相互間有一定的位置要求?，F(xiàn)分析如下： （1）以主視圖為主要加工面的加工表面，這組加工表面分別為左端φ72、φ75、φ85、φ94外圓面的車削加工，其表面粗糙度為Ra1.6。內(nèi)孔的車削加工、鏜削加工，其表面粗糙度為Ra1.6等。 （2）以左視圖為主要加工面的加工表面，包括2-直孔的鉆、鉸削加工，其加工表面粗糙度為，11-M10螺紋孔的鉆、攻加工，其加工表面粗糙度為等等。 1.2 零件的主要技術(shù)要求 由上面的分析可得，CA6140車床主軸零件的加工表面是外圓表面和孔系。因此，對(duì)CA6140車床主軸來(lái)說，加工中的主要問題是處理好孔和外圓面之間的關(guān)系。 1.2.1 內(nèi)孔的精度及位置精度 以內(nèi)孔為主要加工面的表面粗糙度要求分別為：內(nèi)孔的表面粗糙度為Ra1.6，內(nèi)孔的表面粗糙度為。 1.2.2 外圓面的精度及位置精度 以主視圖為主要加工表面，外圓面的車削加工以及10X50、10X25鍵槽的銑削加工，其中外圓面的表面粗糙度要求為Ra1.6，10X50、10X25鍵槽的表面粗糙度為。 1.2.3 其它要求 CA6140車床主軸系加工方案，應(yīng)該選擇能夠滿足較為復(fù)雜類零件外圓表面加工的加工設(shè)備，例如數(shù)控機(jī)床。從加工精度和加工效率各方面考慮之外，還要考慮經(jīng)濟(jì)因素。依據(jù)零件圖我們確定CA6140車床主軸的加工工藝及加工路線，對(duì)于關(guān)鍵工序，我們應(yīng)該在數(shù)控機(jī)床上面進(jìn)行加工比較合適，例如數(shù)控車床、數(shù)控銑床等設(shè)備。 第二章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 2.1 選擇定位基準(zhǔn) 粗基準(zhǔn)選擇毛坯的外圓表面，精基準(zhǔn)選擇已經(jīng)車削好的的外圓面。 2.2 制定工藝路線 本次設(shè)計(jì)的零件是CA6140車床主軸的加工工藝，根據(jù)先面后孔原則，本次先以內(nèi)孔定位加工CA6140車床主軸零件的各個(gè)面，然后再是孔。后續(xù)工序安排應(yīng)當(dāng)遵則。先粗加工平面，再粗加工孔。對(duì)于CA6140車床主軸，需要精加工的是支承孔前后端的平面。按上述原則亦應(yīng)工孔系，但在實(shí)際生產(chǎn)中互垂直。加工工后，將工件清凈。清洗后用壓縮空氣吹干凈。保證零件內(nèi)部雜質(zhì)、鐵屑、毛刺、砂粒等殘留量不大于200mg。 根據(jù)以上分析過程，現(xiàn)將CA6140車床主軸數(shù)控加工工藝路線確定如下： 工藝路線一： 1 粗車端面、外圓、打中心孔。 2 粗車左端φ72、φ75、φ85φ94外圓面 3 粗車左端A處溝槽 4 粗車左端內(nèi)孔 5 粗車右端φ133、φ77.02外圓面、φ60內(nèi)孔 6 粗車右端D處溝槽 7 精車左端φ72、φ75、φ85φ94、外圓面 8 精車左端A處溝槽 9 半精車右端φ133、φ77.02外圓面、內(nèi)孔 10精車右端D處溝槽 11粗鏜、精鏜內(nèi)孔 12粗鏜、精鏜內(nèi)孔 13銑10X50、10X25鍵槽 14銑2-φ11凹臺(tái) 15 鉆、鉸2-直孔 16 鉆、攻11-M10螺紋孔 17 終檢 工藝路線二： 1 粗車端面、外圓、打中心孔。 2 粗車左端φ72、φ75、φ85φ94外圓面 3 粗車左端A處溝槽 4 粗車左端內(nèi)孔 5 粗車右端φ133、φ77.02外圓面、φ60內(nèi)孔 6 粗車右端D處溝槽 7 粗鏜、精鏜內(nèi)孔 8粗鏜、精鏜內(nèi)孔 9 精車左端φ72、φ75、φ85φ94、外圓面 10 精車左端A處溝槽 11半精車右端φ133、φ77.02外圓面、內(nèi)孔 精車右端D處溝槽 13銑10X50、10X25鍵槽 14銑2-φ11凹臺(tái) 15 鉆、鉸2-直孔 16 鉆、攻11-M10螺紋孔 17 終檢 工藝路線三： 1 粗車端面、外圓、打中心孔。 2 粗車左端φ72、φ75、φ85φ94外圓面 3 粗車左端A處溝槽 4 粗車左端內(nèi)孔 5 粗車右端φ133、φ77.02外圓面、φ60內(nèi)孔 6 粗車右端D處溝槽 7 精車左端φ72、φ75、φ85φ94、外圓面 8 精車左端A處溝槽 9 半精車右端φ133、φ77.02外圓面、內(nèi)孔 10精車右端D處溝槽 11銑10X50、10X25鍵槽 12銑2-φ11凹臺(tái) 13粗鏜、精鏜內(nèi)孔 14粗鏜、精鏜內(nèi)孔 15 鉆、鉸2-直孔 16 鉆、攻11-M10螺紋孔 17 終檢 通慮，零件的技術(shù)要求及可能采取的加工手段之后，就會(huì)發(fā)現(xiàn)仍有問題，由于、內(nèi)孔面粗糙度達(dá)不到要求，綜合選擇方案一： 1 粗車端面、外圓、打中心孔。 2 粗車左端φ72、φ75、φ85φ94外圓面 3 粗車左端A處溝槽 4 粗車左端內(nèi)孔 5 粗車右端φ133、φ77.02外圓面、φ60內(nèi)孔 6 粗車右端D處溝槽 7 精車左端φ72、φ75、φ85φ94、外圓面 8 精車左端A處溝槽 9 半精車右端φ133、φ77.02外圓面、內(nèi)孔 10精車右端D處溝槽 11粗鏜、精鏜內(nèi)孔 12粗鏜、精鏜內(nèi)孔 13銑10X50、10X25鍵槽 14銑2-φ11凹臺(tái) 15 鉆、鉸2-直孔 16 鉆、攻11-M10螺紋孔 17 終檢 2.3 選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備 由圖樣分析，該圖樣需要車削各臺(tái)階外圓，鏜內(nèi)孔，鉆孔，攻牙，銑鍵槽等，在這里我們?cè)谲囅鞲髋_(tái)階外圓時(shí)選用外圓車刀，鏜刀，鉆頭，絲攻等等。而鉆削加工時(shí)我們可以選用麻花鉆頭，量具可選用0--150mm為75-100mm的測(cè)量游標(biāo)卡尺，外徑千分尺，游標(biāo)深度卡尺、螺紋塞規(guī)等。 2.4 機(jī)械加工余量和工序尺寸以及公差的確定 (1)毛坯種類的選擇 由于零件尺寸不大，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，因此我們采用40Cr鋼作為毛坯的制作形式，從而提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低成本。 (2)確定毛坯的加工余量 根據(jù)毛坯制造方法采用的鍛造，查取《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.2-5，“CA6140車床主軸”零件材料采用鍛造。材料為40Cr，硬度HB為200—240，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，用鍛造毛坯。 第三章 確定切削用量及基本工時(shí) 工序10 粗車端面、外圓、打中心孔 機(jī)床：數(shù)控車床 本工序?yàn)榇周嚩嗣?、外圓、打中心孔的工序，確定背吃刀量。由于粗加工單邊余量為2.5mm可在一次走刀內(nèi)完成，故 2）確定進(jìn)給量。根據(jù)查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》得，刀桿尺寸為，以及工件直徑為時(shí) 按GS980TD車床說明書選擇 確定的進(jìn)給量尚需滿足車床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的要求，故需進(jìn)行校驗(yàn)。 根據(jù)GS980TD車床說明書，其進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力。 當(dāng)鋼的強(qiáng)度，，，，（預(yù)計(jì)）時(shí)，進(jìn)給力為。 切削時(shí)的修正系數(shù)為，，故實(shí)際進(jìn)給力為 由于切削時(shí)的進(jìn)給力小于車床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力，故選的進(jìn)給量可用。 3）確定切削速度 當(dāng)用硬質(zhì)合金車刀加工鋼料，，，切削速度 4）選擇車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)以及刀具壽命 根據(jù)查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》得，車刀后刀面最大磨損量取為1.4mm，因?yàn)檐嚨兜牟牧蠟橛操|(zhì)合金，所以車刀的壽命T=60min。 5）確定車削速度和每分鐘進(jìn)給量 根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.27與1.28中公式計(jì)算： =8.88m/min； 工序20：粗車左端φ72、φ75、φ85φ94外圓面 已知加工材料為40Cr鋼，鍛件，有外皮，機(jī)床為GS980TD型數(shù)控車床，工件裝卡在三爪自定心卡盤中。 （1）外圓φ72 粗車。 1） 確定背吃刀量。由于粗加工單邊余量為1.75mm可在一次走刀內(nèi)完成，故 2）確定進(jìn)給量。根據(jù)查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》得，刀桿尺寸為，以及工件直徑為時(shí) 按GS980TD車床說明書選擇 確定的進(jìn)給量尚需滿足車床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的要求，故需進(jìn)行校驗(yàn)。 根據(jù)GS980TD車床說明書，其進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力。 當(dāng)鋼的強(qiáng)度，，，，（預(yù)計(jì)）時(shí)，進(jìn)給力為。 切削時(shí)的修正系數(shù)為，，故實(shí)際進(jìn)給力為 由于切削時(shí)的進(jìn)給力小于車床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力，故選的進(jìn)給量可用。 3）確定切削速度 當(dāng)用硬質(zhì)合金車刀加工鋼料，，，切削速度 4）選擇車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)以及刀具壽命 根據(jù)查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》得，車刀后刀面最大磨損量取為1.4mm，因?yàn)檐嚨兜牟牧蠟橛操|(zhì)合金，所以車刀的壽命T=60min。 5）確定車削速度和每分鐘進(jìn)給量 根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.27與1.28中公式計(jì)算： =8.88m/min； 工序30：粗車左端A處溝槽 本工序?yàn)榇周嚧周囎蠖薃處溝槽的工序，已知加工材料為40Cr鋼，鍛件，有外皮，機(jī)床為CJK6140型數(shù)控車床，工件裝卡在三爪自定心卡盤中。 （1）粗車左端A處溝槽。 1） 確定背吃刀量。由于精加工單邊余量為0.3mm可在一次走刀內(nèi)完成，故 2）確定進(jìn)給量。根據(jù)查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》得，刀桿尺寸為，以及工件直徑為時(shí) 按CK6140車床說明書選擇 確定的進(jìn)給量尚需滿足車床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的要求，故需進(jìn)行校驗(yàn)。 根據(jù)CJK6140車床說明書，其進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力。 當(dāng)鋼的強(qiáng)度，，，，（預(yù)計(jì)）時(shí)，進(jìn)給力為。 切削時(shí)的修正系數(shù)為，，故實(shí)際進(jìn)給力為 由于切削時(shí)的進(jìn)給力小于車床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力，故選的進(jìn)給量可用。 3）確定切削速度 當(dāng)用硬質(zhì)合金車刀加工鋼料，，，切削速度 4）選擇車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)以及刀具壽命 根據(jù)查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》得，車刀后刀面最大磨損量取為1.4mm，因?yàn)檐嚨兜牟牧蠟橛操|(zhì)合金，所以車刀的壽命T=60min。 5）確定車削速度和每分鐘進(jìn)給量 根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.27與1.28中公式計(jì)算： =8.88m/min； 基本工時(shí)計(jì)算 根據(jù)一下公式，可得： = 工序40 粗車左端內(nèi)孔 本工序?yàn)榇周囎蠖藘?nèi)孔的工序，已知加工材料為40Cr鋼，鍛件，有外皮，機(jī)床為CJK6140型數(shù)控車床，工件裝卡在三爪自定心卡盤中。 （1）粗車左端內(nèi)孔 1） 確定背吃刀量。由于半精加工單邊余量為1.3mm可在一次走刀內(nèi)完成，故 2）確定進(jìn)給量。根據(jù)查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》得，刀桿尺寸為，以及工件直徑為時(shí) 按CJK6140車床說明書選擇 確定的進(jìn)給量尚需滿足車床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的要求，故需進(jìn)行校驗(yàn)。 根據(jù)CK6140車床說明書，其進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力。 當(dāng)鋼的強(qiáng)度，，，，（預(yù)計(jì)）時(shí)，進(jìn)給力為。 切削時(shí)的修正系數(shù)為，，故實(shí)際進(jìn)給力為 由于切削時(shí)的進(jìn)給力小于車床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力，故選的進(jìn)給量可用。 3）確定切削速度 當(dāng)用硬質(zhì)合金車刀加工鋼料，，，切削速度 4）選擇車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)以及刀具壽命 根據(jù)查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》得，車刀后刀面最大磨損量取為1.4mm，因?yàn)檐嚨兜牟牧蠟橛操|(zhì)合金，所以車刀的壽命T=60min。 5）確定車削速度和每分鐘進(jìn)給量 根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.27與1.28中公式計(jì)算： =8.88m/min； 基本工時(shí)計(jì)算 根據(jù)一下公式，可得： = 工序110：粗鏜、精鏜內(nèi)孔 機(jī)床：T613臥式鏜床 刀具：硬質(zhì)合金鋼刀具YG3X (1)粗鏜孔 通過查表可知，鏜孔深度為； 查表可知，由于刀桿伸出長(zhǎng)度為，切削深度為。所以我們可以知道，鏜刀的進(jìn)給量； 切削速度：通過查找相關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)和規(guī)范，可知： 由表可知，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速的計(jì)算公式為：，有 于是就有機(jī)床的切削速度： = 計(jì)算每分鐘進(jìn)給量： 切削的長(zhǎng)度l的計(jì)算： 計(jì)算刀具的切入長(zhǎng)度： 計(jì)算刀具的切出長(zhǎng)度： 有 計(jì)算行程次數(shù)： 計(jì)算機(jī)動(dòng)時(shí)間： 工序130 鉆、鉸2-直孔 工件材料為40Cr鑄鐵?？椎闹睆綖?mm，表面粗糙度1.6。加工機(jī)床為數(shù)控銑床， 確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表28-10可查出，由于孔深度比，，故。查Z3050立式鉆床說明書，取。 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表28-8，鉆頭強(qiáng)度所允許是進(jìn)給量。由于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力（由機(jī)床說明書查出），根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表28-9，允許的進(jìn)給量。 由于所選進(jìn)給量遠(yuǎn)小于及，故所選可用。 確定切削速度、軸向力F、轉(zhuǎn)矩T及切削功率 根據(jù)表28-15，由插入法得： ， ， 由于實(shí)際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對(duì)所的結(jié)論進(jìn)行修正。 由參考文獻(xiàn)[7]表28-3，，，故 查Z3050機(jī)床說明書，取。實(shí)際切削速度為 由參考文獻(xiàn)[7]表28-5，，故 校驗(yàn)機(jī)床功率 切削功率為 機(jī)床有效功率 故選擇的鉆削用量可用。即 ，，， 相應(yīng)地 ，， 工序130：銑10X50、10X25鍵槽 本工序?yàn)殂?0X50、10X25鍵槽的工序,我們選擇機(jī)床：數(shù)控銑床 NT850，功率P=11kw；刀具：選用高速鋼圓鑲齒三面刃外圓車刀 查 查相關(guān)資料可得39，刀具數(shù)據(jù)如下：d=20 1)銑削進(jìn)寬度的選擇 根據(jù)實(shí)際工況，我們通過查相關(guān)資料可得27可知 1—2 這里取1.5 2)選擇進(jìn)給量 經(jīng)查表可知 0.3 3)選擇速度 經(jīng)查表可知： 所以： 4)計(jì)算切削時(shí)間 查相關(guān)計(jì)算切削時(shí)間的資料 可知： 所以， 5)計(jì)算銑削力 根據(jù)實(shí)際工況，我們通過《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》有 ： 式中： 所以， 6)校核機(jī)床功率 查相關(guān)計(jì)算切削時(shí)間的資料有 所以，機(jī)床的功率足夠 工序70：粗銑零件的上端面至尺寸 機(jī)床：數(shù)控銑床 本工序?yàn)榇帚娤露嗣娴墓ば?，所選刀具為硬質(zhì)合金端外圓車刀。外圓車刀直徑d=80mm,寬度L=60mm，齒數(shù)z=10。根據(jù)文獻(xiàn)12表3.2選擇外圓車刀的幾何形狀。由于加工材料為40Cr#，=140CrMPa，硬度為160—180HBS，鍛件，有外皮。故選擇=8，=+5。 已知銑削寬度=13mm，銑削深度mm。機(jī)床為數(shù)控銑床，工件裝在虎口鉗中。 （Ⅰ）確定每齒進(jìn)給量 根據(jù)文獻(xiàn)12表3.5，當(dāng)使用YG6，銑床功率為7.5Kw（文獻(xiàn)12表3.30） ，采用對(duì)稱銑，故取 （Ⅱ）選擇外圓車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)以及刀具壽命 根據(jù)文獻(xiàn)12表3.7和表3.8，外圓車刀后刀面最大磨損量取為1.5mm，由于外圓車刀的直徑d=80mm，故外圓車刀的壽命T=180min。 （Ⅲ）確定銑削速度和每分鐘進(jìn)給量 根據(jù)文獻(xiàn)12表3.27中公式計(jì)算： 公式中 =240Cr ,=0.2，=0.35，=0.15，=0.2，=0，=0.32，=80,=50,=2.3,=1.0。 =91.16m/min = =326.90r/min 根據(jù)文獻(xiàn)12表3.30，數(shù)控銑床主軸轉(zhuǎn)速表，選擇n=300r/min，縱向進(jìn)給量=235mm/min。 實(shí)際切削速度和每齒進(jìn)給量分別為 = =75.36m/min = =0.08mm/z (Ⅳ)檢驗(yàn)機(jī)床功率 根據(jù)文獻(xiàn)12表3.24，當(dāng)，，，z=10,，近似。 根據(jù)數(shù)控銑床說明書機(jī)床主軸允許的功率為，， 故，因此選擇切削用量采用，即 ，，n=300r/min，m/min，。 2）基本工時(shí)計(jì)算 公式中，l=140mm，根據(jù)文獻(xiàn)12表3.26，對(duì)稱安裝外圓車刀入切量及超切量，則L=152mm。 3.11 工序110：粗鏜、半精鏜、精鏜至 機(jī)床：T613臥式鏜床 刀具：硬質(zhì)合金鋼刀具YG3X (1)粗、精鏜孔 粗鏜孔 通過查表可知，鏜孔深度為； 查表可知，由于刀桿伸出長(zhǎng)度為，切削深度為。所以我們可以知道，鏜刀的進(jìn)給量； 切削速度：通過查找相關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)和規(guī)范，可知： 由表可知，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速的計(jì)算公式為：，有 于是就有機(jī)床的切削速度： = 計(jì)算每分鐘進(jìn)給量： 切削的長(zhǎng)度l的計(jì)算： 計(jì)算刀具的切入長(zhǎng)度： 計(jì)算刀具的切出長(zhǎng)度： 有 計(jì)算行程次數(shù)： 計(jì)算機(jī)動(dòng)時(shí)間： 精鏜 孔 通過查表可知，鏜孔深度為； 查表可知，由于刀桿伸出長(zhǎng)度為，切削深度為。于是就有：鏜刀的進(jìn)給量； 切削速度：通過查找相關(guān)手冊(cè)可知 由表可知，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速的計(jì)算公式為：，有 于是就有機(jī)床的切削速度： = 計(jì)算每分鐘進(jìn)給量： 切削的長(zhǎng)度l的計(jì)算： 計(jì)算刀具的切入長(zhǎng)度： 計(jì)算刀具的切出長(zhǎng)度： 有 計(jì)算行程次數(shù)： 計(jì)算機(jī)動(dòng)時(shí)間： 工序150：鉆4Xφ7，φ8的孔 機(jī)床：數(shù)控銑床。 刀具：根據(jù)參照參考文獻(xiàn)[3]表4.3～9選高速鋼錐柄麻花鉆頭。 切削深度： 進(jìn)給量：根據(jù)相關(guān)資料，查[3]表2.4～38，取。 切削速度：參照參考文獻(xiàn)[3]表2.4～41，取。 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： ， 按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1～31，取 所以實(shí)際切削速度： 切削工時(shí) 被切削層長(zhǎng)度： 刀具切入長(zhǎng)度： 刀具切出長(zhǎng)度： 取 走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 工序11:粗銑、半精銑6X15鍵槽至尺寸 機(jī)床：NT850銑床 刀具：硬質(zhì)合金鋼刀具YG3X 切削深度： 進(jìn)給量：根據(jù)實(shí)際工況，我們通過《實(shí)用機(jī)械工藝簡(jiǎn)明手冊(cè)中》2.4-66，刀桿伸出長(zhǎng)度取，切削深度為。因此確定進(jìn)給量 切削速度：由《實(shí)用機(jī)械工藝簡(jiǎn)明手冊(cè)中》，可以知道4-66，取 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取 實(shí)際切削速度： 即 工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量： 被切削層長(zhǎng)度： 刀具切入長(zhǎng)度： 刀具切出長(zhǎng)度： 取 行程次數(shù)： 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 工序160：鉆、攻11-M10螺紋孔 機(jī)床：數(shù)控銑床。 刀具：根據(jù)參照參考文獻(xiàn)[3]表4.3～9選高速鋼錐柄麻花鉆頭。 切削深度： 進(jìn)給量：根據(jù)相關(guān)資料，查[3]表2.4～38，取。 切削速度：參照參考文獻(xiàn)[3]表2.4～41，取。 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： ， 按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1～31，取 所以實(shí)際切削速度： 切削工時(shí) 被切削層長(zhǎng)度： 刀具切入長(zhǎng)度： 刀具切出長(zhǎng)度： 取 走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 3.2 時(shí)間定額計(jì)算及生產(chǎn)安排 假設(shè)該零件年產(chǎn)量為9萬(wàn)件。設(shè)每天的產(chǎn)量為380件。 根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)零件的加工批量為中小批量的時(shí)候，時(shí)間定額的計(jì)算公式為： （大量生產(chǎn)時(shí)） 故，相對(duì)于大批量生產(chǎn)，其計(jì)算公式如下： 其中： —單件時(shí)間定額 —基本時(shí)間（機(jī)動(dòng)時(shí)間） —輔助時(shí)間。 —一些除了加工工件以外時(shí)間的總和。 工序：粗、精銑結(jié)合面 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 輔助時(shí)間：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5.43，取工步輔助時(shí)間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時(shí)間很短，所以取裝卸工件時(shí)間為。則 ：根據(jù)相關(guān)計(jì)算切削時(shí)間的資料有， 單間時(shí)間定額： 因此應(yīng)布置兩臺(tái)機(jī)床同時(shí)完成本工序的加工。當(dāng)布置兩臺(tái)機(jī)床時(shí)， 即能滿足生產(chǎn)要求。 （1）、銑削寬度的選擇 查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.1—27有 半精銑— 這里取 （2）、銑削每齒給量的選擇 查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》表3—28有 （3）、銑削深度的選擇 查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》表3—29有 （4）、銑削速度的選擇 查相關(guān)計(jì)算切削時(shí)間的資料有 所以： （5） 計(jì)算切削時(shí)間 查相關(guān)計(jì)算切削時(shí)間的資料》表1.4—15 可知： 所以， （6）計(jì)算銑削力 相關(guān)計(jì)算切削時(shí)間的資料有 ： 式中： 所以， 第四章 零件編程 4.1半精車右端內(nèi)孔 本次是要對(duì)CA6140車床主軸相關(guān)工序進(jìn)行編程，編程部件的加工處理順序，刀具運(yùn)動(dòng)軌跡的尺寸，工藝參數(shù)（主要運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)速度，切削深度）和輔助操作（刀，主軸反轉(zhuǎn)，冷卻液體開關(guān)，刀具等等。 1）普通編程的分類 普通編程又可分為手工編程和自動(dòng)編程兩種。 手動(dòng)編程，在制備過程的整個(gè)過程由手工完成。這就要求程序員要熟悉常用的代碼和編程規(guī)則，還要懂得機(jī)械加工工藝知識(shí)和數(shù)值計(jì)算。點(diǎn)或部分的幾何形狀的機(jī)械加工，常見的編程簡(jiǎn)單，程序并不多，且手動(dòng)的編程，可以實(shí)現(xiàn)。 自動(dòng)編程是使用計(jì)算機(jī)來(lái)把信息變成可以由普通機(jī)床的處理程序，這是說，大多數(shù)普通編程的工作來(lái)實(shí)現(xiàn)要執(zhí)行的描繪信息到普通機(jī)床的一部分。 2）編程方法的選擇 刀具路徑的路徑主要由直線，圓弧，并且點(diǎn)的坐標(biāo)是方便的，所以加工程序是用手工編程。 3）編程原點(diǎn)的確定 該零件為規(guī)則的回轉(zhuǎn)型零件，其坐標(biāo)原點(diǎn)設(shè)在軸兩端面中心上面，這樣方便坐標(biāo)的計(jì)算。其坐標(biāo)原點(diǎn)如圖3.1所示。 圖3.1 4.1 半精車右端內(nèi)孔 N10 G54 G17 G94 G90 設(shè)定加工參數(shù) N20 T0101 M06 換1號(hào)刀 N30 M03 S1000 N40 G00 X0 Y0 Z100 定退刀點(diǎn)) N50 Z10 N60 G01 Z-2.5F150 第一刀下刀量) N70 M98 P0001 調(diào)用O0001號(hào)子程序 N80 Z-5 F150 第二刀下刀量 N90 M98 P0001 調(diào)用O0001號(hào)子程序 O0001 N10 G0 G90 G54X-24.Y0 S1000 M3 N10 G54 G17 G94 G90 設(shè)定加工參數(shù) N20 T01 M06 換T01號(hào)刀 N30 M03 S1000 粗車右端內(nèi)孔 N40 G00 X0 Y0 Z100 設(shè)定退刀點(diǎn) N50 Z10 半精車右端內(nèi)孔 N60 G01 Z-2.5F150 第一刀下刀量 N70 M98 P0001 調(diào)用O0001號(hào)子程序 N80 Z-5 F150 第二刀下刀量 N90 M98 P0001 調(diào)用O0001號(hào)子程序 N100 Z-5 F100 N110 M98 P0002 N120 G00 Z100 主軸停止 N130 M05 M02 切削液關(guān) 4.2 粗鏜、精鏜內(nèi)孔 T0101 （65內(nèi)孔鏜刀）換1號(hào)刀 M03 S500 主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速500 M08 切削液開 G00 X54 Z2 快速運(yùn)動(dòng)至循環(huán)起點(diǎn) G71 U2 R2 建立G71車削循環(huán) G71 P100 Q200 U0.2 W0.2 F120 設(shè)定起終程序段，精車余量 N100 G00 X22.4 徑向進(jìn)刀 G01 Z0 F100 靠近工件 X26.4 Z-2 F80倒角 N200 W-7 粗鏜內(nèi)孔至 G00 Z-75 快速運(yùn)動(dòng)至下一切削點(diǎn) G71 U2 R2 建立G71車削循環(huán) G71 P300 Q400 U0.2 W0.2 F120 設(shè)定起終程序段，精車余量 N300 G00 X42.5 快速進(jìn)刀 G01 Z-78 F100 切削進(jìn)刀 X51.99 Z-105 車錐面 N400 Z-106 退刀 G00 X100 徑向退刀 Z100 軸向退刀 T0202（65內(nèi)孔鏜刀） 換2號(hào)刀 M03 S800 主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速800 G00 X54 Z2 快速運(yùn)動(dòng)至循環(huán)起點(diǎn) G00 X29 Z2 快速運(yùn)動(dòng)至循環(huán)起點(diǎn) G76 P010060 Q100 R100 精車內(nèi)孔至 G76 X24.4 Z-17 P1200 Q500 F2 設(shè)定參數(shù) G00 X100 Z100 快速運(yùn)動(dòng)至換刀點(diǎn) M05 主軸停止 M09 切削液關(guān) 4.3 鉆、鉸2-直孔 N10 T0202 換mm鉆頭 N20 G54 G90 G00 X0 Y0 Z100 N25 M03 S600 N30 Z20 M08 N40 G98 G81 X55 Y40 Z-13 R10 F60 鉆孔的第一個(gè)孔 N50 X-55 Y40 N60 X-55Y-40 N70 X55 Y-40 N60 G00 Z100 M09 N80 T00303 換mm鉸刀 N90 G54 G90 G00 X0 Y0 Z100 鉸孔 N100 M03 S60 N110 Z20 M08 N120 G98 G81 X-55 Y40 Z-13 F20 第1個(gè)孔 N130 X-55 Y40 第2個(gè)孔 N140 G00 Z100 M09 N150 M05 N160 M30 第五章 加工仿真 針對(duì)本主軸零件在數(shù)控仿真系統(tǒng)里面進(jìn)行繪制，設(shè)置加工參數(shù)，本次設(shè)計(jì)采用了數(shù)控精車加工，如下圖對(duì)精車的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。 圖5.1 精車加工參數(shù) 圖5.2 進(jìn)退刀方式參數(shù) 圖 5.3 切削用量參數(shù) 圖5.4 輪廓車刀的選擇參數(shù) 通過以上的參數(shù)設(shè)置，對(duì)主軸零件進(jìn)行軌跡仿真，仿真后的圖形如下： 圖5.5 精車外輪廓仿真圖 結(jié) 論 在最近的一段時(shí)間的畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我們充分把握的設(shè)計(jì)方法和步驟，不僅復(fù)習(xí)所學(xué)的知識(shí)，而且還獲得新的經(jīng)驗(yàn)與啟示，在各種軟件的使用找到的資料或圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，會(huì)遇到不清楚的作業(yè)，老師和學(xué)生都能給予及時(shí)的指導(dǎo)，確保設(shè)計(jì)進(jìn)度本文所設(shè)計(jì)的是CA6140車床主軸加工工藝及數(shù)控編程，通過初期的定稿，查資料和開始正式做畢設(shè)，讓我系統(tǒng)地了解到了所學(xué)知識(shí)的重要性，從而讓我更加深刻地體會(huì)到做一門學(xué)問不易，需要不斷鉆研，不斷進(jìn)取才可要做的好，總之，本設(shè)計(jì)完成了老師和同學(xué)的幫助下，在大學(xué)研究的最后，發(fā)自內(nèi)心地感謝我的老師和同學(xué)們的幫助，因?yàn)橛辛舜蠹业膸椭椭С?，我才能夠順利地完成這次的畢業(yè)論文，最后，向大家表示深深的感謝和祝福。 28 參考文獻(xiàn) [1] 劉德榮．組合夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖的初步探討．組合夾具，1982. 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