毕业设计下轴承盖的数控加工及工艺分析.doc

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1、声 明 本人所呈交的 下轴承盖的数控加工及工艺分析 ，是我在指导教师的指导和查阅相关著作下独立进行分析研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。 作者签名： 日期： 2014年4月5日 【摘要】轴承盖是典型的回转类零件，它在拖车、风电、太阳能、医疗器械中都有广泛的应用。轴承盖的主要作用是阻止灰尘等异物侵入滚动体的滚道，保证润滑剂仅对滚动体和滚道起作用而不溢出，一定程度上防止滚动体保持架等易损件受外力作用而损坏，其加工精度要求相对较高。本文以下轴承盖作为研究对象，首先对下轴

2、承盖的结构和技术要求进行分析；其次介绍轴承盖的数控加工工艺，包括机床选用，工件材料选用，刀具、夹具及切削用量的选用等，拟定工艺路线；最后编写下轴承盖的数控加工程序。【关键词】：工艺分析；切削参数；数控编程目录引言1一、零件图纸分析2（一）零件的结构功用性分析3（二）零件的技术要求分析3二、零件的工艺分析4（一）毛坯的选择4（二）定位基准的选择4（三）加工方案的确定4（四）夹具的选择5（五）刀具的选择5（六）量具的选择6（七）切削参数的选择6三、加工方案的确定. .6（一）主要表面的加工方法的确定6（二）加工阶段的划分6（三）加工顺序的安排6（四）工序及工步7四、数控加工程序的编制7（一）编程方

3、法的选择7（二）编程原点的确定8（三）加工程序清单8总结14参考文献15谢辞16引言国家经济的飞速发展离不开机械工业的支持，特别是在我国，国家经济的腾飞在很大程度上取决于机械工业。现在一些发电设备、重型机械、航空设备等都由许多的关键零部件组成，这些关键零部件往往要求有很高的加工精度，而其中回转类零件占很大比重。轴承盖是典型的回转类零件，它在拖车、风电、太阳能、医疗器械中都有广泛的应用。轴承盖的主要作用是阻止灰尘等异物侵入滚动体的滚道，保证润滑剂仅对滚动体和滚道起作用而不溢出，一定程度上防止滚动体保持架等易损件受外力作用而损坏。本课题是以下轴承盖为研究对象。下轴承盖零件是由外圆面、内圆面、螺纹孔

4、等结构组成，它的加工精度要求较高，因此在加工时需要制定合理的加工工艺，保证尺寸精度及表面粗糙度等达到要求。本课题以下轴承盖作为研究对象，首先对下轴承盖的结构和技术要求进行分析；其次介绍轴承盖的数控加工工艺，包括机床选用，工件材料选用，刀具、夹具及切削用量的选用等，拟定工艺路线；最后编写下轴承盖的数控加工程序。 此课题来自于苏州同尔工程机械有限公司，下轴承盖的加工主要采用数控车床和加工中心进行加工，以下是对下轴承盖零件进行介绍。一、下轴承盖零件分析本课题研究的对象是下轴承盖，它被广泛应用在拖车、风电、太阳能、医疗器械等领域。如图1-1所示为下轴承盖零件图，图1-2所示为下轴承盖的三维图，生产批量

5、为小批量生产。图1-1零件图 图1-2三维图（一）零件的结构分析从下轴承盖的零件图可以看出，这个零件的结构主要由外圆柱面、内圆柱面、螺纹孔、斜面等组成。从零件的结构来看，螺纹孔的作用主要用于安装紧定螺钉，端面可以用来确定尺寸和定位基准，下轴承盖孔最主要的作用是防止轴向移动造成串位。斜角的作用有利于装配，还有防止工件的引力集中。零件的加工精度要求较高，在加工时需要考虑各个方面，比如尺寸精度，表面粗糙度，位置度等要求。总体来说，该零件的各部分结构设计较合理，在机械加工中具有良好的工艺性能，而且切削性能较好，无热处理要求。（二）零件的技术要求分析零件的技术要求分析主要包括尺寸精度、形状精度、位置精度

6、、表面粗糙度等等。经过分析，这个零件的尺寸精度要求具体如下：零件总长度为64mm上偏差0，下偏差-0.05，右端内孔26的上偏差+0.5下偏差0，38的上偏差+0.2，下偏差0， 42上偏差-0.02，下偏差-0.06。右端外圆 60上偏差-0.03，下偏差-0.06。左端内孔25.3上偏差0，下偏差为-0.1，31.4上偏差+0.112，下偏差+0.05。左端外圆44上偏差-0.009，下偏差-0.025。表面粗糙度要求有：25内孔、44外圆、60外圆等部位的表面粗糙度要求为0.8um，其余表面的粗糙度为3.2um。左端有3个均匀分布的M4的螺纹孔深度8mm，右端有3个均匀分布M5的螺纹孔。

7、对于中心孔，是为了保证零件的圆柱度。二、下轴承盖的数控加工工艺分析（一）毛坯的选择当我们选择毛坯的时候，主要是确定毛坯的种类、制造方法及其制造精度的。毛坯的形状、尺寸越接近成品，切削加工余量就越少，我们从而可以提高材料的利用率和生产效率，然而这样往往会使毛坯制造困难，需要采用较好的毛坯制造设备，从而增加毛坯的成本。总之，选择毛柸是做好零件基础，选择正确的毛柸，才能做出较好的成品。本课题研究的下轴承盖零件为回转类零件，通常选择圆柱棒料为毛坯。由零件图可知，其材料为9SMn28K，所以毛坯选择材料为9SMn28K，直径为82mm的棒料。9SMn28K 是采用德国标准，属于易切钢类，其中Mn的成分占

8、0.9到1.3，S的成分占0.27到0.33，抗拉强度460到710MPa。差不多等于我国国内的Y12及Y15等。9SMn28K中元素形成化合物有润滑切削刀具的作用，容易断削，从而减轻了磨损，这样就降低了工件表面粗糙度。（二）定位基准的选择定位基准的选择对零件的加工尺寸和位置精度、零件每个表面的加工顺序及夹具结构等都会产生重要的影响，正确选择定位基准是制订机械加工艺规程和进行夹具设计的关键所在。定位基准有精基准和粗基准二种。在开始工序中，选用没有经加工过的毛坯表面作基准面。粗基准主要影响位置精度，各加工表面的余量大小。本课题中粗基准的选择重点考虑：要如何保证各加工表面有余量，使不加工表面和加工

9、表面间的尺寸、位置符准一般不得重复使用的原则；在同一尺寸方向上粗基准通常只允许使用一次，这是因为粗基准一般都很粗糙，重复使用同一粗基准所加工的两组表面之间位置误差会相当大，因此，粗基一般不得重复使用。精基准的选择重点考虑：如何较少误差，为了提高定位精度。 综上所述，我们要选用的粗基准为零件的右端外圆，精基准选用零件内孔的轴线。（三）机床的选用随着零件批量的不同，我们应该采用不同的机床进行加工。当零件不复杂、批量又少时，宜采用通用机床；当生产批量大时，采用专用机床；在多品种、小批量生产的情况下，对于复杂的零件用数控机床能有较高的经济效益。根据以上分析及零件的结构特点，确定该零件的车削加工部分均在

10、数控车床上进行加工，对于斜面要用加工中心铣削，螺纹孔在钻床和攻丝机上进行加工；在加工时需要对零件分粗、半精加工、精加工等过程进行。（四）夹具的选择我经过分析，这个零件需要装夹四次方能完成所有工序的加工。第一次装夹时为粗加工，此次装夹，粗车左端面、最大外圆、钻底孔、粗镗内孔，然后精车左端面、精车直径外圆、精镗内孔，本次装夹可直接采用三爪卡盘进行装夹。但在装夹后，需要对零件的圆跳动进行校正。第二次装夹时还是粗加工，此次装夹，粗车右端面、右端台阶外圆、再精车右端面、半精车右端外圆，精镗孔，本次装夹可以采用双顶尖装夹。第三次装夹时，主要是加工3个M5和M4的螺纹底孔并攻丝，夹住工件的右端外圆，采用三爪

11、卡盘装夹。第四次装夹时，此装夹为了铣斜面，可以用V型块进行装夹。（五）刀具的选择刀具的选择是数控加工过程中非常重要的一部分，刀具不但影响到加工成本、加工效率，而且还会影响到加工质量和切削性能。因此，选用刀具材料需要有以下的特点：高硬度、高强度、较强的耐磨性和耐热性、良好的工艺性。本课题研究对象的下轴承盖，加工内容包括车端面、钻孔、镗孔、螺纹、铣斜面等，要用到外圆车刀、中心钻、钻头、镗刀、丝锥、铣刀等。选择刀具时，一般优先采用标准刀具。必要时，可采用各种高效的专用刀具、复合刀具和多刃刀具等。根据该零件的加工内容，确定其刀具如表2-1所示。表2-1 加工刀具卡片序号刀具规格名称数量加工表面190外

12、圆车刀2车端面及外圆2麻花钻5mm1钻底孔360镗刀2镗内孔4麻花钻4.3mm1钻3-M5螺纹孔底孔5丝锥M41攻3-M4螺纹孔6丝锥M51攻3-M5螺纹孔7立铣刀1铣斜面（六）切削参数的选择合理的选择切削用量，对零件的表面质量、精度、加工效率影响很大。切削用量包括主轴的转速、背吃刀量、进给量。合理选择切削用量的原则：粗加工时，一般都是以提高效率为主，并要考虑经济性和加工成本；半精加工和精加工时，应该在保证加工质量的前提下，我们要兼顾切削效率、经济性、加工成本。查阅相关手册后，最后确定加工下轴承盖的切削用量如表2-2所示。表2-2 切削用量选用表序号加工部位主轴转速r/min进给速度mm/mi

13、n背吃刀量mm1粗车左端面及外圆40012022精车左端面及外圆8001000.53钻底孔5300504粗镗左端内孔4001001.55精镗左端内孔650800.56粗车右端面及外圆50012027精车右端面及外圆8001000.58铣斜面8001000.59攻丝4001000.4（七)量具的选择工件长度方向的尺寸均采用游标卡尺进行测量，外圆精度要求较高的部分采用外径千分尺进行测量，内孔25采用25的光滑塞规进行测量，螺纹孔采用M5和M4螺纹塞规来进行检测。三、加工方案的确定（一）主要表面加工方法的确定经分析，该零件的主要加工表面为25内孔、44外圆、60外圆等表面，其表面的粗糙度均为，左端内

14、孔25.3、31.4，外圆44表面和右端内孔26、38、42，外圆60表面的加工精度及表面粗糙度要求较高，在加工时需要进行粗车、半精车、精加工。（二）加工阶段的划分根据零件的技术要求，可将零件划分为以下几个阶段：（1）粗加工阶段 此阶段粗车零件外圆、镗内孔。（2）半精加工阶段 此阶段半精车外圆，半精镗内孔。（3）精加工阶段 此阶段精车外圆，精镗内孔，攻3-M4螺纹孔，攻3-M5螺纹孔。（三）加工顺序的安排按照先粗后精、先主后次、基面先行等原则，确定该零件的加工顺序如下：粗车左端面及外圆钻底孔粗镗刀左端内孔精车左端外圆精车左端内孔精镗左端内孔调头粗车右端面及右端外圆粗镗刀右端内孔精车右端内孔精车

15、右端面精车右端外圆攻3-M4螺纹孔钻3-M5孔再扩孔铰孔铣斜面。（四）工序及工步的划分根据以上分析，确定该零件的工序及工步的划分如下：工序1：制造毛坯90mm74mm棒料。工序2：粗车左端面，见光即可；粗车80mm外圆至82mm，长70mm；钻通孔25mm；粗镗内孔25mm至24mm，深70mm。 工步1：粗车左端面； 工步2：粗车44mm外圆至46mm，长36mm； 工步3：钻底孔25mm，钻通； 工步4：粗镗25mm孔至24mm，深70mm；工序3：精车左端面；精车44mm外圆至44mm并倒斜角C1；精镗内孔25mm至24.5mm，深64mm； 工步1：精车左端面； 工步2：精车44mm外

16、圆至44mm并倒斜角； 工步3：精镗内孔25mm至24.5mm，深64mm工序4：粗车右端面，控制总长68mm；粗车外圆60mm至62mm，长11mm； 粗镗 内孔58mm,再粗镗内孔36mm，最后再镗内孔24mm； 工步1：粗车右端面，控制总厂68mm； 工步2：粗车外圆60mm至62mm，长11mm； 工步3：粗镗42mm内孔至40mm,再粗镗38mm内孔至36mm，最后再镗26mm内孔至24mm；工序5：精车右端面，控制总长64mm；精车外圆60mm至60.4mm； 工步1：精车右端面，控制总长64mm； 工步2：精车外圆60至60.4mm； 工步3：精镗内孔42mm 工步4：精镗内孔3

17、8mm 工步5：精镗内孔26mm；工序6：钻3-M4和3-M5螺纹孔底孔。工序7：攻3-M4和3-M5螺纹孔。工序8：扩孔，较孔。工序9：铣斜面工序10：去毛刺。工序12：检验。四、数控加工程序的编制（一）编程方法的选择综合考虑这个零件的外形，此下轴承盖的零件上加工精度、位置精度和表面粗糙度较高，零件的结构较为复杂，由于在计算机上可自动地绘出所编程序的图形及进给轨迹，所以能及时地检查程序是否有错，并进行修改，得到正确的程序。因此我采用自动编程。（二）编程原点的确定该零件为回转类零件，其结构对称，设计基准在端面极轴中心线上，所以其编程原点均设置在轴的端面中心上。（三）数控程序由于下轴承盖零件的数

18、控程序较长，在此，以粗铣零件左端外轮廓，打中心钻，精加工零件左端外轮廓为例，介绍其数控加工程序。N0010 G40 G17 G90 G70N0020 G91 G28 Z0.00030 T01 M06（换1号刀）N0040 G0 G90 X-1.9703 Y0.0 S1974 M03（目标点）N0050 G43 Z3.5433 H01（刀具长度补偿，1号刀具的刀具补偿代码）N0060 Z1.6697N0070 G1 Z1.5516 F47.2 M08（直线插补）N0080 X-1.5963N0090 G2 I1.5963 J0.0（圆弧顺时针插补）N0100 G1 X-1.301N0110 G2

19、 I1.301 J0.0N0120 G1 X-1.0057N0130 G2 I1.0057 J0.0N0140 G1 X-.7104N0150 G2 I.7104 J0.0N0160 G1 X-.4152N0170 G2 I.4152 J0.0N0180 G1 X-.1199N0190 G2 I.1199 J0.0N0200 G1 X-.3167N0210 Z1.6697N0220 G0 Z3.5433（快速定位）N0230 X-1.9703N0240 Z1.6464N0250 G1 Z1.5283N0260 X-1.5963N0270 G2 I1.5963 J0.0N0280 G1 X-1.

20、301N0290 G2 I1.301 J0.0N0300 G1 X-1.0057N0310 G2 I1.0057 J0.0N0320 G1 X-.7104N0330 G2 I.7104 J0.0N0340 G1 X-.4152N0350 G2 I.4152 J0.0N0360 G1 X-.1199N0370 G2 I.1199 J0.0N0380 G1 X-.3167N0390 Z1.6464N0400 G0 Z3.5433N0410 X-1.9703N0420 Z1.6232N0430 G1 Z1.5051N0440 X-1.5963N0450 G2 I1.5963 J0.0N0460 G1

21、 X-1.301N0470 G2 I1.301 J0.0N0480 G1 X-1.0057N0490 G2 I1.0057 J0.0N0500 G1 X-.7104N0510 G2 I.7104 J0.0N0520 G1 X-.4152N0530 G2 I.4152 J0.0N0540 G1 X-.1199N0550 G2 I.1199 J0.0N0560 G1 X-.3167N0570 Z1.6232N0580 G0 Z3.5433N0590 X-1.9703N0600 Z1.5999N0610 G1 Z1.4818N0620 X-1.5963N0630 G2 I1.5963 J0.0N06

22、40 G1 X-1.301N0650 G2 I1.301 J0.0N0660 G1 X-1.0057N0670 G2 I1.0057 J0.0N0680 G1 X-.7104N0690 G2 I.7104 J0.0N0700 G1 X-.4152N0710 G2 I.4152 J0.0N0720 G1 X-.1199N0730 G2 I.1199 J0.0N0740 G1 X-.3167N0750 Z1.5999N0760 G0 Z3.5433N0770 X-1.9703N0780 Z1.5767N0790 G1 Z1.4586N0800 X-1.5963N0810 G2 I1.5963 J0

23、.0N0820 G1 X-1.301N0830 G2 I1.301 J0.0N0840 G1 X-1.0057N0850 G2 I1.0057 J0.0N0860 G1 X-.7104N0870 G2 I.7104 J0.0N0880 G1 X-.4152N0890 G2 I.4152 J0.0N0900 G1 X-.1199 N0910 G2 I.1199 J0.0N0920 G1 X-.3167N0930 Z1.5767N0940 G0 Z3.5433 N0950 X-1.9703N0960 Z1.5534N0970 G1 Z1.4353N0980 X-1.5963N0990 G2 I1.

24、5963 J0.0N1000 G1 X-1.301N1010 G2 I1.301 J0.0N1020 G1 X-1.0057N1030 G2 I1.0057 J0.0N1040 G1 X-.7104N1050 G2 I.7104 J0.0N1060 G1 X-.4152N1070 G2 I.4152 J0.0N1080 G1 X-.1199N1090 G2 I.1199 J0.0N1100 G1 X-.3167N1110 Z1.5534N1120 G0 Z3.5433N1130 X-1.9703N1140 Z1.5302N1150 G1 Z1.4121N1160 X-1.5963N1170 G

25、2 I1.5963 J0.0N1180 G1 X-1.301N1190 G2 I1.301 J0.0N1200 G1 X-1.0057N1210 G2 I1.0057 J0.0N1220 G1 X-.7104N1230 G2 I.7104 J0.0N1240 G1 X-.4152N1250 G2 I.4152 J0.0N1260 G1 X-.1199N1270 G2 I.1199 J0.0N1280 G1 X-.3167N1290 Z1.5302N1300 G0 Z3.5433N1310 X-1.9703N1320 Z1.5069N1330 G1 Z1.3888N1340 X-1.5963N1

26、350 G2 I1.5963 J0.0N1360 G1 X-1.301N1370 G2 I1.301 J0.0N1380 G1 X-1.0057N1390 G2 I1.0057 J0.0N1400 G1 X-.7104N1410 G2 I.7104 J0.0N1420 G1 X-.4152N1430 G2 I.4152 J0.0N1440 G1 X-.1199N1450 G2 I.1199 J0.0N1460 G1 X-.3167N1470 Z1.5069N1480 G0 Z3.5433N1490 X-1.9703N1500 Z1.4837N1510 G1 Z1.3656N1520 X-1.6

27、671N1530 G2 I1.6671 J0.0N1540 G1 X-1.3719N1550 G2 I1.3719 J0.0N1560 G1 X-1.0766N1570 G2 I1.0766 J0.0N1580 G1 X-1.2734N1590 Z1.4837N1600 G0 Z3.5433N1610 X.2391 Y.0289N1620 Z1.5069N1630 G3 X-.1128 Y0.0 Z1.3656 I-.1748 J-.0289 K.0475N1640 I.1128 J0.0N1650 G1 X-.4081N1660 G3 I.4081 J0.0N1670 G1 X-.2112N

28、1680 Z1.4837N1690 G0 Z3.5433总结 几个月的时间已经悄悄溜走，毕业设计也已经完成。这次毕业论文是给了我自主学习、自主选择、自主完成的机会。通过对零件加工工艺和编程的深刻研究与学习，我基本上了解并掌握了零件加工与编程等技能。开始做毕业设计的时候，我突然感觉我的专业知识和技能的欠缺。于是我在一两个月之内去翻阅多本书籍，还有去训练自己编程与工艺的技能。经过那段时间，我学习了很多，感悟了很多。但我现在回过头来仔细品味这一过程，虽然过程十分辛苦，但吃过苦就有了收获，却也很值得。数控技术不拘泥基本理论知识，而是更加看重零件尺寸精度，工艺严格性这样更加有利于我们编程和数控操作的创新

29、精神。当我完成毕业论文那一刻，我好快乐！通过这次的毕业的选题，设计的内容，设计的形成等等都是在老师的精心指导下完成的，再此，我要特向我的指导老师屠老师表示衷心地感谢！参考文献1 山颖.现代工程制图M.北京：中国农业出版社，20042 邱永成.机械基础M.北京：中国农业出版社，20043 周虹.数控加工工艺与编程.北京:人民邮电出版社,20044 赵长明，刘万菊.数控加工工艺及设备M. 北京：高等教育出版社，20035 鞠加彬.数控技术M.北京：中国农业出版社，20046 扬伟群.数控工艺培训教程M.北京：清华大学出版社，20057 南景富.AutoCAD基础教程M.北京：中国农业出版社，200

30、48 华茂发.数控机床加工工艺M.北京：机械工业出版社，20009 宴初宏.数控加工工艺与编程M.北京：化学工业出版社，200410 顾京.数控加工程序编制M.北京：机械工业出版社，2004谢辞时光转眼间毕业在即。回想学校的日子，心中充满感激和留恋之情。感谢母校为我们提供好的学习氛围，再次向我的指导老师屠老师致以最诚挚的谢意！我的毕业论文完全得到她的悉心指点，到了论文的后期，老师更加关心，更加倾心的指导，不管有多少困难，老师都耐心并且无私的教导我，当然我也要最后我要感谢我的父母，我的家人，你们的支持和鼓励是我不断前进的强大动力，我会牢记你们的教诲，勇敢拼搏。最后只想说老师，谢谢你！在这里，我想祝帮助过我的老师以及同学身体健康，工作顺利，幸福美满的过每一天。