CK數(shù)控車床刀架電機支座加工工藝設計

1、湖南三一工業(yè)職業(yè)技術學院畢 業(yè) 設 計題 目 刀具支架零件數(shù)控加工工藝設計 專 業(yè) 數(shù)控技術 年 級 15級數(shù)控1501070132班 學生姓名 張偉杰 學號 1501070132 指導教師 教師姓名 日 期 2018年5月 誠信聲明本人所呈交的畢業(yè)設計，是在導師的指導下，獨立進行工作所取得的成果，所有數(shù)據(jù)、圖片資料均真實可靠。除方案中已經注明引用的內容外，本設計不包含任何其他人或集體已經發(fā)表或撰寫過的作品或成果。對本畢業(yè)設計的做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確的方式標明。本畢業(yè)設計的知識產權歸屬于培養(yǎng)單位。本人完全意識到本聲明的法律結果由本人承擔。本人簽名： 日期：2017年10月目

2、錄- 第一章 概述11.1 問題的提出及意義11.1.1 問題的提出1本設計的意義11.2 畢業(yè)設計的目的和內容11.2.1 畢業(yè)設計的目的11.2.2 畢業(yè)設計的內容1第二章 刀具支架零件分析22.1零件圖22.2產品實物圖32.3零件功能介紹32.4零件性能介紹32.5零件圖分析3零件尺寸精度分析3零件表面質量分析3零件幾何公差分析3零件尺寸標注及結構性分析4第三章 刀具支架零件加工設備選擇53.1XKA5032銑床設備的概況53.1.1 XKA5032設備功能53.1.2 XKA5032設備組成及布局53.1.3 XKA5032設備的結構特點53.2 XKA5032設備的系統(tǒng)選用53.2

3、.1 FANUC系統(tǒng)53.2.2 FANUC系統(tǒng)特點5第四章 刀具支架零件裝夾方案確定64.1 夾具簡介64.1.1 夾具的分類64.1.2 夾具的功能64.2 刀具支架零件定位6定位基準的選擇64.2.2 刀具支架零件定位基準的選擇和零件定位方式確定64.3 刀具支架零件裝夾方式確定6第五章 刀具支架零件加工刀具選用75.1 車(銑)刀簡介75.2 刀具結構類型的選擇75.3 刀具材料的選用75.4 刀具角度的選擇75.5刀具卡7第六章 刀具支架零件切削參數(shù)設定86.1 切削用量的選擇原則86.2 刀具支架零件切削參數(shù)確定8第七章 刀具支架零件加工方案確定97.1工藝路線的分析與制訂9第八章

4、 刀具支架零件編程108.1 特定部位編程10結束語11致 謝12參考文獻13第一章 概述1.1 問題的提出及意義1.1.1 問題的提出 刀(刃)具很少直接裝在數(shù)控車床的刀架上，它們之間一般用刀座(也稱刀夾)作過渡。刀座的結構主要取決于刀體的形狀、刀架的外型和刀架對主軸的配置方式這三個因素。刀座的精度直接決定刀具的加工精度。1.1.2本設計的意義本次課程設計是對具體零件加工工藝的設計及程序的編制，它綜合考查了我們對零件的工藝分析能力和數(shù)控編程指令的理解，如能獨立認真地完成這次設計將對能力的提高和知識的掌握及靈活的運用起到很大的促進作用。1.2 畢業(yè)設計的目的和內容1.2.1 畢業(yè)設計的目的我們

5、進行了三年系統(tǒng)的數(shù)控工藝、編程和生產管理等方面的基本知識學習，并在三一集團中進行了一年的生產實踐，完成畢業(yè)設計的目的就要將三年專業(yè)所學理論知識和實踐綜合地進行應用和表述。1.2.2 畢業(yè)設計的內容本畢業(yè)設計主要通過對刀具支架的性能和銑削加工前的一些工藝分析以及結構鋼銑削加工中生產速度與質量提升所要注意的一些工藝程序的了解，通過實踐結果與數(shù)據(jù)采集分析，得出適合結構鋼銑削速度與質量提升的工藝方案及改進措施。第二章 刀具支架零件分析2.1零件圖刀具支架零件圖如圖2-1所示。圖2-1 零件圖工藝要求： 刀座支架嚴格按照圖中工藝規(guī)定要求執(zhí)行。 注意孔位的位置度要求。保證表面粗糙度要求。 刀座支架表面不得

6、有毛刺，劃痕，擦傷等損傷。 未注公差按GB1804-M執(zhí)行，未注鑄造圓角為R3-5mm。 經質保人員檢驗合格及生產報工后及時轉下道工序。2.2產品實物圖刀座支架零件實物圖如圖2-2所示。圖2-2 產品實物圖2.3零件功能介紹本零件用于數(shù)控車床的主軸與刀具的連接。2.4零件性能介紹本零件是和刀具來配合起支撐或導向作用的，刀具是裝在主軸上面和主軸一起旋轉的，如果主軸和刀具支架”不同心，那么刀具和刀具支架也不會同心，刀具就會和支架發(fā)生干涉，或者支架根本就“支”不起刀具。所以必須保證刀具支架的同軸度。2.5零件圖分析2.5.1零件尺寸精度分析刀具支架內圓25公差等級為IT7級，采用基孔制。止動扁面60

7、、35公差等級為IT7級，公差值為3m，采用基軸制其余未注公差尺寸按GB/T1804-m進行控制。2.5.2零件表面質量分析零件采用HT200材料加工而成。彈性模量：1.131.57×105MPa剪切模量：0.45×105Mpa泊松比：0.230.27使用時能增加刀具支座的抗外力性，及穩(wěn)定導向性。2.5.3零件幾何公差分析刀具支架內圓25公差等級為IT7級，采用基孔制。止動扁面60、35公差等級為IT7級，公差值為3m，采用基軸制2.5.4零件尺寸標注及結構性分析本零件圖為三個視圖，兩個剖視圖。正視圖為主軸和刀具聯(lián)接的主要視角，可見安裝孔位及位置度要求，主剖視圖標示支架內部

8、孔狀態(tài).右視圖輔助表示安裝扁面及內部軸孔位置。第三章 刀具支架零件加工設備選擇3.1 XKA5032設備的概況XKA5032銑床設備功能本機床用于中小批量生產和工具、維修，可用于銑削平面、梯面、斜面、溝槽及鉆鏜。配用分度頭附件，可以加工螺旋槽和齒輪。3.1.2 XKA5032銑床設備組成及布局 XKA5032立式銑床底座、機身、工作臺、中滑座、升降滑座、主軸箱等主要構件均采用高強度材料鑄造而成，并經人工時效處理，保證機床長期使用的穩(wěn)定性。3.1.3 XKA5032銑床設備的結構特點XKA5032立式銑床立銑頭可在垂直平面內順、逆回轉調整 ±45°，拓展機床的加工范圍；主軸軸

9、承為圓錐滾子軸承，承載能力強，且主軸采用能耗制動，制動轉矩大，停止迅速、可靠。工作臺X/Y/Z向有手動進給、機動進給和機動快進三種，進給速度能滿足不同的加工要求；快速進給可使工件迅速到達加工位置，加工方便、快捷，縮短非加工時間。3.2 XKA5032銑床設備的系統(tǒng)選用3.2.1 FANUC數(shù)控系統(tǒng)FANUC公司為其CNC系統(tǒng)設計了以下幾種工作方式，通常在機床的操作面板上用回轉式波段開關切換。編輯（EDIT）方式手搖進給或步進(HANDLE/INC)方式手動連續(xù)進給(JOG)方式存儲器(自動)運行(MEM)方式手動數(shù)據(jù)輸入（MDI）方式3.2.2 FANUC系統(tǒng)特點日本FANUC公司的數(shù)控系統(tǒng)具

10、有高質量、高性能、全功能，適用于各種機床和生產機械的特點，在市場的占有率遠遠超過其他的數(shù)控系統(tǒng)（1）系統(tǒng)在設計中大量采用模塊化結構。這種結構易于拆裝，各個控制板高度集成，使可靠性有很大提高，而且便于維修、更換。（2）具有很強的抵抗惡劣環(huán)境影響的能力。其工作環(huán)境溫度為045，相對濕度為75。（3）有較完善的保護措施。FANUC對自身的系統(tǒng)采用比較好的保護電路。（4）FANUC系統(tǒng)所配置的系統(tǒng)軟件具有比較齊全的基本功能和選項功能。對于一般的機床來說，基本功能完全能滿足使用要求。（5）提供大量豐富的PMC信號和PMC功能指令。這些豐富的信號和編程指令便于用戶編制機床側PMC控制程序，而且增加了編程的

11、靈活性。（6）具有很強的DNC功能。系統(tǒng)提供串行RS232C傳輸接口，使通用計算機PC和機床之間的數(shù)據(jù)傳輸能方便、可靠地進行，從而實現(xiàn)高速的DNC操作。（7）提供豐富的維修報警和診斷功能。FANUC維修手冊為用戶提供了大量的報警信息，并且以不同的類別進行分類。本零件選取FANUC系統(tǒng)來進行外圓外輪廓，內孔內院精加工是不二選擇。第四章 刀具支架零件裝夾方案確定4.1 夾具簡介4.1.1 夾具的分類（1）通用夾具是指已經標準化的，在一定范圍內可用于加工不同工件的夾具。例如，車床上的三爪卡盤和四爪卡盤、頂尖和雞心夾頭；銑床上的平口鉗、分度頭和回轉工作臺等。它們有很大的通用性，無需調整或稍加調整就可以

12、用于裝夾不同的工件。這類夾具一般已經標準化。由專業(yè)工廠生產，作為機床附件供應給客戶。（2）專用夾具是指專為某一工件的某道工序的加工而專門設計的夾具，具有結構緊湊，操作迅速、方便等優(yōu)點。專用夾具通常由使用廠根據(jù)自行設計和制造，適用于產品固定且批量較大的生產中。（3）組合夾具是在機床夾具零部件標準化的基礎上，由一整套預先制造好的，局有各種不同形狀、不同規(guī)格尺寸的標準化元件和合件，按照組合化的原理，針對工件的加工要求組裝成各種專用夾具。夾具使用完畢后，可以拆卸，留待組裝新夾具時使用。組合夾具的使用范圍十分廣泛。它最適合于品種多、產品變化快、新產品試制和單元要求。用組合夾具元件可以組轉成各類機床夾具。

13、數(shù)控機床和柔性制造單元的出現(xiàn)，更加推動了組合夾具技術的進步，擴大了組合夾具的應用范圍。（4）拼裝夾具是指按某一工件某道工序的加工要求，由標準化、系列化的夾具元。本零件采用能用夾具四爪卡盤和分度頭等通用夾具進行裝夾4.1.2 夾具的功能四爪卡盤全稱是機床用手動四爪單動卡盤,是由一個盤體,四個絲桿,一付卡爪組成.的.工作時是用四個絲杠分別帶動四爪,因此常見的四爪單動卡盤沒有自動定心的作用.四爪單動卡盤的卡爪只有一種整體爪. 這種卡盤的四爪不能聯(lián)運,需分別扳動，一個卡爪可單獨移動適用于夾持偏心零件和不規(guī)則形狀零件。4.2 刀具支架零件定位定位基準的選擇1、粗基準選擇 有沒有加工的表面要選擇沒加工的便

14、面為粗基準。如果所有表面都需要加工的，依據(jù)其加工余留最小的表面找正。且選取平坦的光滑外面，讓開澆口處。選平穩(wěn)牢靠的表面為粗基準，同時，粗基準不能反復利用。 2、精基準選擇 要正確于基準重合準則，盡力選設計基準或裝配基準作為定位基準。確定基準一樣準則。在大多工序中用同樣的定位基準。使定位基準和測量基準一樣。選取精度高、裝配平穩(wěn)牢靠表面為精基準。4.2.2 刀座支架零件定位基準的選擇和零件定位方式確定 （1）通過四爪卡盤裝夾60直徑，粗銑70底面留1mm加工量，此面做為后序加工粗基準。 （2）以70底面為基準，將刀座支架裝夾在四爪卡盤上，夾緊。（3）精銑80 h760上平面尺寸，精銑到尺寸要求，以

15、上平面為基準，精鏜內徑25 H7，保證表面光潔度以及尺寸公差。（4）精銑60 h7扁面，保證表面粗糙度及尺寸公差。（5）精銑 35 h7扁面，保證表面粗糙度及尺寸公差。（6）精銑8-6H 14孔(按未注公差14級進行)，保證孔徑及孔位置度。（7）上側銑裝置，精加工側面8孔，保證孔位置要求及孔徑尺寸（8）卸下工件，掉頭以60側平面為基準裝夾，精銑80 h7尺寸，保證尺寸精度及平面度。第五章 刀具支架零件加工刀具選用5.1 車(銑)刀簡介本零件制作過程選用了硬質合金端面銑刀，硬質合鏜刀，6的高速鋼鉆頭，硬質合金立銑刀。5.2 刀具結構類型的選擇第一步銑外輪廓使用硬質合金端面銑刀，第二步精銑使用硬質

16、合金端面銑刀精銑端面。5.3 刀具材料的選用銑外輪廓選用硬質合金刀，鉆孔選用高速鋼鉆頭，鏜孔使用硬質合金立銑刀精加工，保證內外表面的光滑。5.4 刀具角度的選擇90°端面銑刀，118°鉆頭。5.5刀具卡表1 刀具支架零件刀具卡刀具名稱零件名稱零件圖號序號刀具號刀具規(guī)格名稱數(shù)量加工表面刀尖圓弧半徑11硬質合金端面銑刀1端面10mm22硬質合金鏜刀1鏜孔336的高速鋼鉆頭1鉆孔6mm44硬質合金立銑刀1銑孔及平面2mm第六章 刀具支架零件切削參數(shù)設定6.1 切削用量的選擇原則粗銑時，應盡量保證較高的金屬切除率和必要的刀具耐用度。選擇切削用量時應首先選取盡可能大的背吃刀量ap，其

17、次根據(jù)機床動力和剛性的限制條件，選取盡可能大的進給量f，最后根據(jù)刀具耐用度要求，確定合適的切削速度vc。增大背吃刀量ap可使走刀次數(shù)減少，增大進給量f有利于斷屑。精銑時，對加工精度和表面粗糙度要求較高，加工余量不大且較均勻。選擇精銑的切削用量時，應著重考慮如何保證加工質量，并在此基礎土盡量提高生產率。因此，精銑時應選用較小（但不能太?。┑谋吵缘读亢瓦M給量，并選用性能高的刀具材料和合理的幾何參數(shù)，以盡可能提高切削速度。6.2 刀具支架零件切削參數(shù)確定工步號工 步 內 容工 藝 裝 備主軸轉速(r/min)切削速度(m/min)進給量(mm/r)切削深度(mm)進給次數(shù)1用游標卡尺檢驗所加工鑄件是

18、否符合加工余量要求游標卡尺2通過四爪卡盤裝夾60直徑，粗銑70底面留1mm加工量。硬質合金端面銑刀，游標卡尺1000750.12.513精銑70底面，表面粗糙度為3.2硬質合金端面銑刀，游標卡尺1000750.12.514用四爪卡盤夾住電機支座座兩側面，以70底面為定位基準，粗銑上底面，余量為1mm硬質合金端面銑刀，游標卡尺1000750.1215用游標卡尺測量所加工表面，再精銑上底面且粗糙度為1.6，達到尺寸要求硬質合金端面銑刀，游標卡尺1000750.1116以70底面為定位基準，粗鏜內孔25，余量為1mm硬質合金鏜刀，游標卡尺1000750.1317用游標卡尺測量加工表面，再精鏜25 H

19、7內徑，達到尺寸要求及表面粗糙度為0.8硬質合金鏜刀，內徑千分尺1000750.1118粗銑60扁面，留量1MM，用游標卡尺測量硬質合立銑刀，游標卡尺1000750.1119精銑60扁面，保證公差要示為h7并保證表面粗糙度為1.6硬質合立銑刀，游標卡尺1000750.11110粗銑35扁面，留量1MM，用游標卡尺測量硬質合立銑刀，游標卡尺1000750.11111精銑35扁面，保證公差要示為h7并保證表面粗糙度為1.6硬質合立銑刀，游標卡尺1000750.11112精鉆孔8-8+0.03，達到尺寸要求，并保證孔位置度硬質合金內鉆頭，游標卡尺1300600.51113利用側銑頭精銑8+0.03，

20、保證孔位置要求硬質合銑刀，游標卡尺1000600.51114掉頭以60側平面為基準裝夾，精銑80 h7尺寸，保證尺寸精度及平面度。硬質合金端面銑刀，游標卡尺1000750.111第七章 刀具支架零件加工方案確定7.1 工藝路線的分析與制訂表2 刀具支架加工工藝卡工序號工序名稱工 序 內 容車間設 備1檢查外協(xié)毛坯檢查車間2銑削通過四爪卡盤裝夾60直徑，粗銑70底面留1mm加工量。車間XKA5032銑床3銑削精銑70底面車間XKA5032銑床4銑削用四爪卡盤夾住電機支座座兩側面，以70底面為定位基準，粗銑上底面車間XKA5032銑床5銑削精銑上底面保證粗糙度，達到尺寸要求車間XKA5032銑床6

21、銑削粗鏜內孔25，余量為1mm車間XKA5032銑床7銑削精鏜25 H7內徑，達到尺寸要求及表面粗糙度為0.8車間XKA5032銑床8銑削粗銑60扁面，留量1MM 車間XKA5032銑床9銑削精銑60扁面，保證公差要示為h7并保證表面粗糙度為1.6車間XKA5032銑床10銑削粗銑35扁面，留量1MM 車間XKA5032銑床11銑削精銑35扁面，保證公差要示為h7并保證表面粗糙度為1.6車間XKA5032銑床11鉆削精鉆孔8-8+0.03，達到尺寸要求，并保證孔位置度車間XKA5032銑床12銑削利用側銑頭精銑8+0.03，保證孔位置要求車間XKA5032銑床13銑削掉頭以60側平面為基準裝夾

22、，精銑80 h7尺寸，保證尺寸精度及平面度。車間XKA5032銑床第八章 刀具支架零件編程8.1編程程序內容程序說明G90 G54 G00 X0 Y0程序初始化，xy軸回絕對零點G00 G90 X-15.996 Y-11.5 S4000 M03刀具到起始點，主軸正轉Z74開始下刀Z45.775G01 Z44.775 F1800 M08開始切削，進給速度為1800mm/minX-6.496Y2.37G02 X-0.94 Y6.495 I6.491 J-2.37G01 X20.283G03 X15.041 Y0.0 I1.436 J-6.522Y-22.994Y-23.G03 X20.283 Y-

23、29.495 I6.677 J0.27G01 X-0.94G02 X-6.496 Y-23.237 I0.89 J6.495G01 Y-11.5X5.04Y-5.05X8.041Y-22.495X5.04Y-11.5X-15.996Z45.775G00 Z74X91.996Z45.775G01 Z44.775X82.496Y-23.237G02 X76.094 Y-29.495 I-6.491 J2.37G01 X55.717G03 X60.959 Y-23 I-1.436 J6.522G01 Y-22.994Y-0.06Y0.0G03 X55.717 Y6.495 I-6.677 J-0.2

24、7G01 X55.416 Y5.127G02 X59.559 Y-0.06 I-1.134 J-5.154G01 Y-22.994G02 X54.37 Y-28.25 I-5.278 J0.21G01 X21.63G02 X16.441 Y-22.994 I0.88 J5.277G01 Y-0.06G02 X21.63 Y5.25 I5.278 J-0.21G01 X54.37G02 X55.416 Y5.127 I-0.88 J-5.277G01 X55.717 Y6.495X76.094G02 X82.496 Y2.37 I-0.89 J-6.495G01 Y-11.5X75.496Y-2

25、2.495X67.959Y-5.05X75.496Y-11.5X91.996Z45.775G00 Z74X-15.996Z36.55G01 Z35.55X-6.496Y2.37G02 X-0.94 Y6.496 I6.492 J-2.37G01 X17.595G03 X12.358 Y-0.01 I1.442 J-6.522G01 Y-0.06Z18.1抬刀G00 Z74G91 Z150.抬刀M05主軸停轉M09關閉切削液M30程序結束表3 刀具支架零件程序卡結束語在本設計中的生產過程中，我深深地體會到一個看似簡單的機制，并不像我們想象中的那么簡單，它是東西也考慮了很多。為了提高產品的功能，應該先充分了解，并實現(xiàn)結構分析功能，考慮什么樣的結構能實現(xiàn)的功能，什么樣的結構更加合理，簡單有效。仔細分析，然后做出適當?shù)母倪M，不斷創(chuàng)新，努力實現(xiàn)按照類似的理解最先進的功能，以最低的成本結構。最后，根據(jù)各部分的結