十字头滑套的加工工艺设计毕业设计.doc

常州信息职业技术学院学生毕业设计（论文）报告系 别： 机电工程学院专 业： 数控技术班 号： 学 生 姓 名： 学 生 学 号： 设计（论文）题目： 十字头滑套的加工工艺设计指 导 教 师： 设 计 地 点：起迄 日 期： 2013.6.272013.11.17 毕业设计（论文）任务书专业 数控技术 班级 数控113 姓名 一、课题名称： 十字头滑套的加工工艺设计 二、主要技术指标： 以180mm孔为中心孔的加工表面，这组加工表面包括：180mm内孔加工面和190mm的止口加工件及其倒角，尺寸为190止口与180的孔的同轴度误差很高，为了保证加工精度。要以止口定位加工孔。 与320mm和190mmd的断面没有严格的公差要求。可以不着重考虑，上下两个215x140的面没有什么要求，见光即可。 三、工作内容和要求： 1. 填写设计任务书。 2. 撰写毕业设计开题报告，拟定设计方案。 3制定十字滑套的加工工艺，设计8M6的钻床夹具。 4. 中批量生产，选用通用设备。 5. 编制设计说明书，要求打印稿一份。 四、主要参考文献：_ 1）.机械设计手册。 2）.机械加工工艺设计手册。 3）.机床夹具设计手册。 4）.机械制图手册。 5）.其他相关资料_ 学 生（签名） 年 月 日 指 导 教师（签名） 年 月 日 教研室主任（签名） 年 月 日 毕业设计（论文）开题报告设计（论文）题目十字头滑套的加工工艺设计一、 选题的背景和意义：毕业设计是高等院校毕业生提交的一份有一定的学术价值的文章。它是大学生完成学业的标志性作业，是对学习成果的综合性总结和检阅，是大学生从事科学研究的最初尝试，其目的在于培养和提高学生综合运用所学的基础理论、专业知识和基本技能，分析与解决工程实际问题的能力和进行科学研究的初步能力；培养学生独立工作能力、创新能力，以及理论联系实际和严谨求实的工作作风。此次毕业设计，通过综合运用专业知识，对在学校学习到的一些知识有了更加深刻的了解和认识。设计中涉及到的专业知识非常多，包括零件毛坯的选取，加工工艺，尺寸的公差配合，零件的热处理等等很多问题。通过这些问题的认识和解决，使我的知识能力有了很多的提升，让我更加的获益匪浅。其中有我们没有学习过的知识，通过查阅资料，许多问题也让我们自主解决了，中间制定设计方案，实现设计要求的工艺过程；锻炼我们综合运用专业理论与知识分析解决实际问题，提高我们的思维能力、动手能力的过程二、 课题研究的主要内容：1分析设计零件的形状尺寸，.绘制滑套零件图2.通过对工件的了解认识，确定毛坯尺寸，并设计绘制滑套毛坯图3.绘制滑套车削夹具装配图4.绘制夹具体零件图5设计滑套的机械加工工艺和数控加工工艺、填写机械加工工序卡和数控加工工序卡（含走刀路线或工序图）6.记录和总结整个设计的过程，并编写设计说明书按给定的分析加工工艺，拟定加工工艺，选用加工设备和工具；填写机械加工工序卡片，根据加工要求设计夹具的装配图和夹具零件图；编写设计说明书。三、 主要研究（设计）方法论述：据所学专业知识，并通过图书馆、网络等方式查阅资料，了解目前机械加工行业所涉及的技术问题，从而针对这些问题设计合理的加工工艺。完成初步设计。加强和老师的交流讨论，通过老师的指点加以完善，完成最终的设计。四、设计（论文）进度安排：时间（迄止日期）工 作 内 容2013年6月在暑假期间搜集所需资料9月27日在9月27日前提交开题报告 10月15日在10月15日前写好大纲 11月5日在11月5日前提交初稿11月8日修改毕业设计11月13日在11月13日前提交终稿11月16-17日在16至17号之前进行答辩五、指导教师意见： 指导教师签名： 年 月 日六、系部意见： 系主任签名： 年 月 日 目录内容摘要前言1零件的分析（6）2工艺规程设计（7）2.1确定毛坯的制造形式（7）2.2基面的选择（7）2.3制定工艺路线（7）2.4机械加工余量、工序尺寸 及毛坯尺寸的确定（8）2.5确定切削用量及基本工时（8）3专用夹具的选择（20）4机床及刀具的选择（21）5数控编程（22）6致谢与总结（25）7参考文献（27） 1 零件的分析 零件的工艺分析 这个零件从零件图上可以看出，它一共有3组加工表面，而这三组加工表面之间有一定的位置要求，现将这二组加工表面分述如下：1.1 以180mm孔为中心的加工表面。这组加工表面包括：180mm的内孔加工面和190的止口加工件及其倒角，尺寸为190止口和180mm的孔的同轴度误差很高，为了保证加工精度。要以止口定位加工孔。1.2与320mm和190mm的断面没有严格的公差要求，可以不着重考虑，上下两个215x140的面没有什么要求，见光即可。 2、工艺规程设计2.1 确定毛坯的制造形式 零件材料为HT200，考虑到该零件在车床中受的力并保证零件的工作可靠性，零件为中批生产，而且零件的尺寸不大，因此，毛坯可以采用金属磨砂型制造。2.2基面的选择基准面选择是工艺规程设计中重要工作之一。基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产效率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。粗基准的选择：以上下表面和两侧面作为粗基准，以消除Z向，X向，Y向三个自由度，达到完全定位。对于精基准而言，根据基准重合原则，选用设计基准作为精基准。2.3制定工艺路线制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状得到合理的保证。在生产纲领中为中批量生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用夹具来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效率，以便使生产成本尽量下降。1、 工艺路线方案一工序 铸造。工序 时效处理。工序 平335端面，见光。工序 平另一端面。工序 铣上平面。工序 铣下平面。工序 钻上平面孔。工序 钻下平面孔。工序 以下平面和端面定位镗180的孔和190的止口。工序 镗190偏差为-0.1的外圆。工序 钻335面上的14-22孔。工序 钻320面上的14-22的孔。工序 去毛刺。工序 质检，入库。2、 工艺路线方案二工序 铸造。工序 时效处理。工序 平335端面，见光。工序 平另一端面。工序 铣上平面。工序 铣下平面。工序 钻上平面孔。工序 钻下平面孔。工序 以下平面和端面定位镗180的孔和190的止口。工序 镗190偏差为-0.1的外圆。工序 钻335面上的14-22孔。工序 钻320面上的14-22的孔。工序去贸促工序质检，入库。工艺方案的比较与分析上述两个工艺方案的特点在于：方案一是先山下面，再以下面为基准镗孔。方案二是先镗孔在加工上下表面。两相比较可以看出，方案一可以避免加工上定位基准和设计基准不重合的问题，从而保证了止口和内孔的同轴度，而方案二不能，所以选用方案一作为零件的加工工序。2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“拔叉”零件材料为HT200，毛坯重量约为54Kg,生产类型为中批量生产。采用金属磨砂铸造。根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：1.铣端面考虑左端面的粗糙度Ra为3.2，参照机械制造工艺设计手册一以下简称“手册”，表143，确定工序尺寸为Z=3.0mm，其中粗加工的加工余量Z=2.0mm,精加工余量Z=1.0mm，右端面没有粗精度要求，只要求粗加工，所以余量定位3.0mm 2.铣表面 根据“手册”表149，取上表面的机械加工余量为4.0mm，下表面的余量为3.0mm. 粗铣上表面 Z=3.0mm 精铣上表面的台阶面 Z=1.0mm 粗铣下表面 Z=3.0mm2.5确定切削用量及基本工时工序： 铣端面1粗铣直径为335端面a(f)=0.25mm/Zv=0.35m/s (21m/min)采用高速端面铣刀，d(w)=175mm,齿数Z=16 n (x)=x=x=0.637r/s (38.2r/min)按机床选取n(w)=31.5r/min=0.522r/s 故实际切削速度v=0.29m/s切削工时 I=75mm, I (1)=175mm, I(2)=3mm T(m)=+=121.2s=2.02min(2) 粗直径为320端面粗铣右端面的进给量、切削速度和背吃刀量与粗铣左端面的切削用量相同。 切削工时 I=45mm, I (1)=175mm, I(2)=3mm T(m)=+=106.8s=1.78min(3) 精铣直径为320端面a (f)=0.10mm/Z v=0.30m/s(18m/min)采用高速端面铣刀，d(w)=175mm，齿数Z=16n (x)=x=0.546r/s=(32.76r/min)按机床选取n(w)=31.5r/min=0.522r/s故实际切削速度v=0.29m/s切削工时 T(m)=+=302.92s=5.05min工序I：铣215x140上表面。（1） 粗铣直径为215x140端面。a(f)=0.25mm/Zv=0.35m/s (21m/min)采用高速端面铣刀，d(w)=175mm,齿数Z=16.n (x)=x=0.637r/s(38.2r/min) 按机床选取n(w)=31.5r/min=0.522r/s 故实际切削速度v=0.29m/sI=75mm, I (1)=175mm, I(2)=3mmt(m)=工序1：铣端面，（1） 粗铣为215x140另一端面。a(f)=0.255mm/Z v=0.35m/s(21m/min) 采用高速端面铣刀，d(w)=175mm,齿数Z=16.n (x)=x=0.637r/s(38.2r/min) 按机床选取n(w)=31.5r/min=0.522r/s 故实际切削速度v=0.29m/sI=75mm, I (1)=175mm, I(2)=3mmT(m)=+=121.2s=2.02min工序：镗直径为180的孔(1)f=0.75mm/r. k(f)=0.75x0.95=0.71mm/sv=0.35m/s (21m/min)n (x)=x=5.57/s (334r/min)按机床选取n(w)=338r/min=5.63r/s故实际切削速度v=0.35m/s切削工时 I=80mm, I (1)=10mm, I(2)=2mmT(m)=+=23s (0.4min)(2)f=1.07v=0.175m/s (10.5m/min)n (x)=x=2.53r/s (151.8r/min)按机床选取n(w)=136r/min=2.27r/s故实际切削速度v=0.16m/s切削工时 I=80mm, I (1)=3mm, I(2)=1.5mmT(m)=35s (0.6min) 镗直径190止口 F=0.75mm/r. K=0.75x0.95=0.71mm/s V=0.35m/s (21m/min) n (x)=x=5.57r/s (334r/min) 按机床选取n(w)=338r/min=5.63r/s故实际切削速度v=0.35m/s切削工时 I=80mm, I (1)=10mm, I(2)=2mmT(m)= =23s (0.4min)(2)f=1.07 v=0.175m/s (10.5m/min)n (x)=x=2.53r/s (151.8r/min)按机床选取n(w)=136r/min=2.27r/s故实际切削速度v=0.16m/s切削工时 I=80mm, I (1)=3mm, I(2)=1.5mmT(m)=35s (0.6min)工序:倒角12x45° f=0.05r/s v=0.516m/s n (x)=x=6.3r/s (378r/min)按机床选取n(w)=380r/min=6.33r/s切削工时 I=2.0mm, I (1)=2.5mm, t(m)=14s =(0.23min)工序 单面齿升 0.05mmV=0.06m/s (3.6m/min)切削工时 t(m)=式中： h-单面余量1.5mm（由22mm25mm）; I-拉削表面长度80mm; n-考虑标准部分的长度系数，取1.20； k-考虑机床返回行程的系数，取1.40； v-切削速度3.6m/min; s-拉刀同时工作齿数Z=L/t t-拉刀齿距， t=(1.25-1.5)xL的次方=1.35x80的次方=12mm 所以 Z= L/t=80/12=6齿 所以t(m)=0.15min (9s)钻M6底孔攻丝M6 e=1.3mm（一） 确定切削用量及基本工时工序：钻215x140面上的底孔6.8a/ 加工条件：机床：Z525 刀具：锥柄麻花钻 GB1106-85其中d=80mm, L=82mm I=22mmb/计算切削用量：a(f)=2.5mm由机械加工工艺手册表15.53可知：f=a(f)xZ=0.20x6=1.2mm/r由切削用量手册表9.4-8可知：V(t)=0.34m/s n1=1.35r/s v=1.70m/s各休整系数为 Kmv=Kmn=Kmf=0.69Ksv=Ksn=Ksf=0.8所以有V=0.34x0.69x0.8=0.19m/sV=1.35x0.69x0.8=0.75r/s V=1.70x0.69x0.8=0.94mm/s由X62w机床取n(t)=0.792r/s=47.5r/min 所以实际切削速度为 v=0.20m/s=12m/min a(fz)=0.21mm/z确定主轴转速： I1+I2=17mm I=75mmn=7r/s=420r/min切削工时： t(m)=92s=1.53min攻丝M6的丝手动攻丝，刀具，手用锥柄丝锥钻1422的孔 e=1.3mm（二） 确定切削用量及基本工时工序：钻直径为335面上的14-22的孔a/ 加工条件：机床：Z525 刀具：锥柄麻花钻 GB1106-85其中d=80mm, L=82mm I=22mmb/计算切削用量：a(f)=2.5mm由机械加工工艺手册表15.53可知：f=a(f)xZ=0.20x6=1.2mm/r由切削用量手册表9.4-8可知：V(t)=0.34m/s n1=1.35r/s v=1.70m/s各休整系数为Kmv=Kmn=Kmf=0.69Ksv=Ksn=Ksf=0.8所以有V=0.34x0.69x0.8=0.19m/sV=1.35x0.69x0.8=0.75r/s V=1.70x0.69x0.8=0.94mm/s由X62w机床取n(t)=0.792r/s=47.5r/min 所以实际切削速度为 v=0.20m/s=12m/mina(fz)=0.21mm/z确定主轴转速： I1+I2=17mm I=75mm n=7r/s=420r/min切削工时： t(m)=92s=1.53min攻丝M6的丝手动攻丝，刀具，手用锥柄丝锥钻1422的孔 e=1.3mm确定切削用量及基本工时工序：钻直径为320面上的14-22的孔a/ 加工条件：机床：Z525 刀具：锥柄麻花钻 GB1106-85其中d=80mm, L=82mm I=22mmb/计算切削用量：a(f)=2.5mm由机械加工工艺手册表15.53可知：f=a(f)xZ=0.20x6=1.2mm/r由切削用量手册表9.4-8可知：V(t)=0.34m/s n1=1.35r/s v=1.70m/s各休整系数为Kmv=Kmn=Kmf=0.69 Ksv=Ksn=Ksf=0.8所以有V=0.34x0.69x0.8=0.19m/sV=1.35x0.69x0.8=0.75r/sV=1.70x0.69x0.8=0.94mm/s由Z525w机床取 n(t)=0.792r/s=47.5r/minv(fc)=1.0mm/s所以实际切削速度为 v=0.20m/s=12m/min a(fz)=0.21mm/z确定主轴转速： I1+I2=17mm I=75mmn=7r/s=420r/min切削工时： t(m)=92s=1.53min3专用夹具选择为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。 切削力及夹紧力的计算切削刀具，锥柄麻花钻，则主切削力 F（n）=2448N由于切削力对夹紧力影响不大，故夹紧力只需达到将工件固定即可。此套夹具采用地面和端面定位，气缸快速夹紧的定位方式，定位简单可靠，易操作。大大提高了生产效率，适合大批量生产，如果换成液压夹紧，需要增加液压泵，阀体，液压站，阀块等零件，不但复杂程度增加，而且成本也大大增加，不符合市场经济下的企业发展，从而采用气缸夹紧就简单多了，只需要一个气缸和储气罐就可以，操作简单，经济实惠，因此此套结构我认为还是比较美满的。 定位误差分析此道工序为钻孔的夹具设计，没有严格的位置度和公差要求，一般的定位原件都能满足位置度的要求，因此不需要做定位误差分析。4机床和刀具的选择数控机床的种类很多，对数控机床进行分类有：按工艺用途可分为：数控车床、数控铣床、数控钻床、数控磨床、数控镗铣床、数控电火花加工机床、数控线切割机床、数控齿轮加工机床、数控冲床、数控液压机等各种用途是数控机床。当铣上下表面的时候用数控铣床，刀具选择高速端面铣刀，钻215x140的底孔选择钻床Z525，用锥柄麻花钻GB110685. 5数控编程数控铣床是目前使用广泛的数控机床之一，选用数控铣床加工减轻了劳动者工作强度，提高了加工精度和生产效率，数控车床在数控编程过程中严格按照机床格式进行编程，编程过程中还应确定加工尺寸、工艺过程、程序校验等。 本工件编辑程序如下： 车毛坯外圆：O0001 G99M03S300T0101G00X325Z5G1Z-2F0.3Z5X100G0Z200T0202G0X178Z6GIZ-20F0.3Z5X100GOZ200T0202G0X178Z6G1Z-350F0.2G0U-1Z300M30粗车O0002G99M03S300T0001G0X340Z2G1Z-20F0.3G0U1Z0G1X174F0.3G0Z200T0202G0X185Z2G1Z-5F0.2U-1G0Z200M30精车O0003G99M03S300TO1O1G0X335Z2G1Z-20F0.15G0U0.5Z-0.5G1X335F0.15X334Z0X184G0Z200T0202G0X190Z1G1Z0Z-1X190Z-5X182X179Z-1.5G0Z200M30精车G99M03S300TO1O1G0X182Z2X180Z-1G1Z-150G0U-0.5Z200T0202G0X318Z2G1Z0X320Z-1Z-17G0U0.5Z0G1X189.95Z4U-2Z1X180G0Z200M30铣：O0001G90G40G80G0Z50G43H1M3S1000G0X100Y10G1G41D1X107.5Y0F200G0Z100M9M5M30铣：22的钻头第一把刀，36的铣刀第二把刀。先加工左端面：O0002G21G0G17G40G49G80G90T1M6G0G90G54X-126.136Y-60.744AO.S1145M3G43H20Z10G99G81Z-20R10F137.4M98P1001G80M5G91G28Z0G28X0YOA0M30O1001G91X38.847Y-48.712X56.136Y-27.034X62.306X56.136Y27.034X38.847Y-27.034X62.306X56.136Y27.034X38.847Y48.712X13.864Y60.744X13.864Y60.744X-38.848Y48.712X56.135Y27.034X-62.306X-56.136Y-27.034X-38.847Y-48.712X-13.864Y-60.744M99第二把刀只需改下深度-2即可。再加工右端面O0003G21G0G17G40G49G80G90G91G28Z0G28X0Y0G92X0Y0Z0T1M6G0G90X-58.574Y121.631A0.S1145M3G43H20Z10G99G81Z-20R10F137.4M98P1002G80M5G91G28Z0G28X0Y0A0M30 第二把刀同上。6致谢首先，我要感 谢 我 的导师王军，他严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样，给了起到了指明灯的作用；他循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪，让我很快就感受到了设计的快乐并融入其中。其次我要感谢同学们对我的帮助和指点，没有他们的帮助和提供资料，没有他们的鼓励和加油，这次毕业设计就不会如此的顺利进行。次毕业设计历时三个月，是我大学学习中遇到过的时段最长、涉及内容最广、工作量最大的一次设计。用老师的一句话概括就是这次毕业设计相当如是把以前的小课程设计综合在一起的过程，只要把握住每个小课设的精华、环环紧扣、增强逻辑，那么这次的任务也就不难了。我此次的任务是十字滑套的加工工艺设计。虽说老师说的话让此次的毕业设计看起来不是那么的可怕，但是当我真的开始着手时，还的确是困难重重。俗话说的好“磨刀不误砍柴工”，当每次遇到不懂得问题时，我都会第一时间记在本子上面，然后等答疑的时候问老师，老师对于我提出来的问题都一一解答，从来都不会因为我的问题稍过简单加以责备，而是一再的告诫我做设计该注意的地方，从课题的选择到项目的最终完成，老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持，他真正起到了“传道授业解惑疑”的作用，让人油然而生的敬佩。除此之外，同学们和老师还有另外两个交流途径：打电话和上网，为此老师还特意加入了我们的班级QQ群，以便大家第一时间接收到毕业设计的最新消息和资料，每次大家都在群不亦乐乎的讨论着毕业设计的事情。多少个日日夜夜，老师不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀，除了敬佩老师们的专业水平外，他们的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。在此谨向王军老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。在论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意!最后我还要感谢机电学院和我的母校信息职业技术学院三年来对我的栽培。总结 三年的大学学习，让我对数控技术与应用方面的知识有了一个系统而又全新的认识，也对计算机方面的知识有了深入的了解。毕业设计是我们学习中最后一个重要的实践性环节，是一个综合性较强的设计任务，它为我们今后从事技术工作打下来一个良好的基础，对我们掌握i所学知识情况进行了全面而又直观的检测。为了能够较好的完成这次毕业设计，我投入了万分的精力做了充分的准备工作。 首先，我先针对毕业课题来考虑，在指导老师的指点和帮助下，对所需的资料进行搜集和整理，根据设计的要求，再对资料做一个简单的归类。 其次，一句指导老师给出的设计任务要求，先制定设计的总体方案，按照指导老师要求的设计进度，一步一步的完成此次的设计任务。 毕业设计虽已结束，但想想我在其中所学到底知识，所遇到的苦难，仍记忆犹新。它让我明白了无论是设计新产品，还是改造原先的老产品，都是一个复杂度技术过程，容不得半点含糊，设计人员应先明白设计的目的，了解产品的价值和实用性，其次要对设计的产品进行构思，确定总体方案，查阅资料，最后编写产品的说明书，进行绘图。 7参考文献1、 王光斗、王春福主编。机床夹具设计手册。上海：上海科学技术出版社。2、 赵家齐主编，机械制造工艺学课程设计指导书。北京：机械工业出版社、3、 孙巳德主编，机床夹具图册。北京机械工业出版社4、 李庆余主编，机械制造装备设计，北京：机械工业出版社5、 王先逵主编。机械制造工艺学，北京：机械制造工业出版社。