项目5盖类零件机械加工工艺编制

毕业设计说明书题目端盖零件的数控加工工艺设计与数控程序的编制专业机械制造及自动化班级机自学生姓名指导教师2010年10月20日摘要：大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国家加速经济发展,提高综合国力和国家地位的重要途径。

数控加工工艺设计的主要任务是制订加工工艺规程，也是数控机床加工前的准备工作。

工艺规程是规定零件、走刀路线、刀具尺寸以及机床的运动过程。

因此，是编程人员对数控机床的性能、制造工艺过程和操作方法具有指导性的工艺文件。

数控机床加工的程序是数控机床的指令性文件。

数控机床加工程序不仅要包括零件的工艺过程，而且还要包括切削用量的选择、运动方式、刀具系统、切削规范以及工件的装夹方法。

工艺规程定得合理与否，对程序编制、机床的加工效率和零件的加工精度都有重要影响。

因此，应遵循一般的工艺原则并结合数控机床的特点认真而详细地制订数控加工工艺。

本设计结合一具体零件进行了零件图分析，加工设备、刀具、工装的选择，切削速度、进给量、背吃刀量等参数的选择，制订了零件的数控加工工艺；根据所选择机床的指令系统编写了零件的加工程序。

关键词：数控加工、数控技术、数控程序Pick to:develop with numerical control technology as the core of the advanced manufacturing technology has become the world each developed countries to accelerate economic development, enhance comprehensive national strength and the national status of important ways. Nc machining process design of the main task is to make processing procedure, also be CNC processing preparation before. Procedure is a regulation parts, walk knife route, size and machine tool of the movement process. Therefore, it is of CNC programming personnel of performance, the manufacture process and operation method it is instructive process documents. Nc machining program is of CNC prescriptive document. CNC machining program should not only including part of the process, but also include of cutting parameter selection, movement way, cutting tool system, cutting norms and clamping workpiece method. Technological procedures set reasonable or not, for programming, machine tools machining efficiency and parts of machining accuracy has important influence. Therefore, we should follow the principle of combining general process of CNC characteristics carefully and clearly stated nc machining process. This design combined with a specific parts parts diagram analysis, processing equipment, tool, tooling choice, cutting speed, feed, optimizing the parameters such as the quantity of back choice, formulate the parts CNC processing technology, According to the choice of machine instruction system wrote parts processing program.Keywords: nc machining, CNC technology, nc program目录摘要：................................................................................................. - 2 - 目录 ....................................................................................................... - 4 - 第一章绪论........................................................................................ - 6 -1.1课题的提出................................................................................ - 6 -1.2课题的主要内容 ....................................................................... - 7 -1.3课题的构思................................................................................ - 7 -1.4本人要完成的工作量 ............................................................... - 7 - 第二章端盖零件的数控加工工艺 ................................................. - 8 -2.1 数控加工零件的工艺性分析 ................................................ - 8 -2.1.1.零件外形和特点分析 ...................................................... - 8 -2.1.2.精度分析 .......................................................................... - 9 -2.1.3.零件的结构工艺性分析 .................................................. - 9 -2.2 数控加工工艺路线设计 ........................................................ - 9 -2.2.1.选择定位基准 .................................................................. - 9 -2.2.2.确定数控加工方法 .......................................................... - 9 -2.2.3.划分加工阶段 ................................................................ - 10 -2.2.4.划分加工工序 ................................................................ - 10 -2.2.5.确定加工顺序 ................................................................ - 10 -2.3.确定毛坯类型及工序尺寸及公差 ......................................... - 11 -2.4.确定总加工余量与毛坯尺寸 ................................................. - 13 -2.5.确定工件装夹与定位方案 ..................................................... - 13 -2.6.确定各工序的切削用量 ......................................................... - 14 -2.7.制定数控加工工艺卡 ............................................................. - 16 -2.8.刀具的选择和刀具卡的制定 ................................................. - 16 -2.8.1.数控铣刀 ........................................................................ - 16 -2.8.2.钻头................................................................................. - 17 -2.8.3.中心钻 ............................................................................ - 17 -2.8.4．铰刀.............................................................................. - 18 -2.9．数控加工程序说明 .............................................................. - 18 -2.10.数控加工仿真图（见附表三） ........................................... - 18 - 第三章总结...................................................................................... - 19 - 参考文献 ............................................................................................ - 20 - 致谢 ..................................................................................................... - 21 -第一章绪论毕业设计是大学教学的最后一个环节，旨在考查学生对理论知识的综合运用的能力，加深学生对专业理论知识的理解，启发学生设计创造思维，提高学生分析、解决问题的能力，增强学生在机械制造方面的实践能力，加强学生对语言的逻辑组织能力。

设计说明本次机械设计制造工艺课程设计是在学完了机械设计制造理论课和一些专业课，是一个重要的教学环节。

是对所学课程一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的适应性训练。

希望通过这次课程设计能锻炼自己的分析和解决问题的能力。

为以后的毕业设计及未来从事的工作打下一大良好的基础。

由于能力所限，设计中有许多不足之处，希望林教授给予指教。

一、零件的分析（一）产品零件图的分析端盖的零件图如下：零件图上主要技术要求有：（1）铸件不得有沙眼、裂纹。

（2）锐边倒角C1.5。

（3）调制处理220-240。

（4）材料HT 150（5）端盖零件主要加工表面的尺寸、形状及位置精度、表面粗糙度以及设计基准分析：（二）零件的结构工艺性分由端盖零件图可知，零件材料为灰铸铁HT150，该材料抗拉强度不小于120/MPa、硬度（HBW）105-157。

该材料强度不高，但其耐磨性、耐热性及减震性较好，使用于承受较小应力，要求耐磨、减震等零件。

改零件主要加工面为端盖上端凸起端面、端盖下端凸起端面、Ф90圆柱的右端面、Ф90圆柱的左端面、Ф52圆柱的左端面、Ф32H9左端圆柱孔、Ф55g6右端圆柱面、Ф90圆柱外圆面、Ф35右端圆柱孔、Ф16H7圆柱中心孔、3×M5-7H 深13孔深16螺纹孔、6×Ф6Ф12 深6沉头孔、倒角C1.5。

Ф90圆柱外圆面与Ф16H7圆柱中心孔的中心孔的同轴度为Ф0.04mm,加工时应保持一次装夹。

Ф90圆柱的右端面与Ф16H7圆柱中心孔的垂直度为Ф0.04mm，装夹是应校正是否同轴。

以保证端盖零件的啮合精度。

二、毛坯的确定（一）确定毛坯类型根据端盖零件图材料要求确定毛坯为灰铸铁HT150。

（二）确定毛坯的制造方法由题目的零件图可知生产批量为10件/年。

通过计算，该零件质量约为1.85Kg。

有附表1和附表2可知，生产类型为单件生产。

毛坯的制造方法选用砂型手工造型。

（三）查有关手册确定毛坯表面加工余量及公差参考附表3，改铸件的尺寸公差等级CT为11-13级，加工余量等级为H级。

机械加⼯⼯艺规程的编制详解模具制造⼯艺学第⼀章机械加⼯⼯艺规程的编制第⼀节概述⼀、⽣产过程将原材料转变为成品的全过程称为⽣产过程。

（1）产品投⼊前的⽣产技术准备⼯作产品试验研究和设计、⼯艺设计和专⽤⼯艺装备的设计及制造、各种⽣产资料和⽣产组织等⽅⾯的准备⼯作。

（2）⽑坯制造⽑坯的锻造、铸造和冲压等。

（3）零件的加⼯过程机械加⼯、特种加⼯、焊接、热处理和表⾯处理。

（4）产品的装配过程部件装配、总装配、检验和调试等。

（5）各种⽣产服务活动原材料、半成品、⼯具的供应、运输、保管以及产品的油漆和包装等。

⼆、⼯艺过程及其组成⽣产过程中为改变⽣产对象的形状、尺⼨、相对位置和性质等。

使其成为成品或半成品的过程称为⼯艺过程。

1．⼯序⼯序是⼀个或⼀组⼯⼈。

在⼀个⼯作地点对同⼀个或同时对⼏个⼯件进⾏加⼯所连续完成的那⼀部分⼯艺过程。

它是组成⼯艺过程的基本单元。

图1-1所⽰为模柄的机械加⼯⼯艺过程，可划分为三道⼯序，见表1-1。

表1-1 模柄的⼯艺过程⼯序编号⼯序内容设备1 车两端⾯钻中⼼孔车床2 车外圆（φ32留磨削余量）车槽并倒⾓车床3 磨φ32外圆外圆磨床图1-1 模柄2．安装（1）夹紧⼯件在加⼯之前，应使其在机床上（或夹具中）处于⼀个正确的位置并将其夹紧。

（2）装夹⼯件具有正确位置及夹紧的过程称为装夹。

（3）安装⼯件经⼀次装夹后所完成的那⼀部分⼯序称为安装。

在⼯序中应尽量减少装夹次数。

3．⼯位为了完成⼀定的⼯序部分，⼀次装夹⼯件后，⼯件与夹具或设备的可动部分⼀起，相对于⼑具或设备的固定部分所占据的每⼀个位置称为⼯位。

图1-2所⽰是利⽤万能分度头使⼯件依次处于⼯位Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ来完成对凸模槽的铣削加⼯。

4．⼯步⼯步是在加⼯表⾯和加⼯⼯具不变的情况下，所连续完成的那⼀部分⼯序。

（1）当⼯件在⼀次装夹后连续进⾏若⼲相同的⼯步时，常填写为⼀个⼯步，如图1-3所⽰。

（2）复合⼯步⽤⼏把⼑具或复合⼑具，同时加⼯同⼀⼯件上的⼏个表⾯，称为复合⼯步。

盖板零件数控加工工艺编制1、设计工作的要求与工作目标：1）计轴承盖数控加工工艺方案；2）编制数控加工工艺文件：（1）、数控加工过程规程；（2）、数控加工工序卡；（3）、数控加工工程卡；（4）、刀具组成卡与刀具清单等。

3）数控加工工艺参数优化与总结。

2、轴承盖零件图。

图：轴承盖任务设计过程：1、零件图样分析(1)零件精度分析：分析图样是工艺准备中的首要工作，直接影响零件加工程序的编制及加工结果。

1)通孔2Xφ20mm，阶梯孔φ32mm、φ36mm，2Xφ20mm孔的中心距26mm，φ20mm孔的下表面距φ32mm、φ36mm孔的下表面为3mm，表面粗糙度均为Ra3.2um。

2)表面的表面粗糙度要求为Ra3.2um，上下表面高度为12mm，尺寸精度为7级，属于中等精度要求。

(2)零件的形状分析：盘盖类零件结构分析，如轴承盖零件该零件有阶梯孔、基准孔等。

1)该零件属于盘盖轴承类零件；2)零件有阶梯孔，底面等定位基准。

(3)零件完整性、合理性分析：由于零件设计人员在设计过程中考虑不周或忽略，常常遇到构成零件轮廓的几何元素的条件不充分或模糊不清，所以在审查与分析零件图样时，一定要仔细认真，对该项目图样分析，图样中构成几何元素完整、充分、所有加工内容明确无误，尺寸标注清楚，给定的几何条件合理。

1)经检查，本图样尺寸完整，不缺、不矛盾，不影响到零件轮廓的构成；2)零件图上的图线位置明确，尺寸标注清楚，不影响编程；3)零件图上给定的几何条件合理，不造成数学处理的困难。

2、零件的工艺性分析（1）安装与定位方式分析：加工工艺特别强调用同一个基准定位，尤其是正反两面都采用铣削加工的零件，以同一基准十分重要，否则很难保证两次定位加工后两个轮廓的位置及尺寸协调。

所以，如零件本身有合适的孔，最好就用它来作为定位基准孔。

本项目中，选底平面作为定位基准面，以φ20H7内孔为导向定位基准，定位基准面都先进行加工完成，都是精基准。

一． 零件的工艺分析：1.加工表面分析(1) 以花键孔的中心线为基准的加工面这一组面包括：20.0025+ Φmm 的六齿方花键孔、20.0022+ Φmm 花键底孔两端的︒⨯152倒角和距中心线为27mm 的平面。

孔22Φmm 的上下加工表面，孔22Φmm 的内表面，有粗糙度要求为Ra 小于等于6。

3um ，25Φmm 的六齿花键孔，有粗糙度要求Ra 小于等于3。

2um ，扩两端面孔,有粗糙度要求Ra=6.3um ，加工时以上下端面和外圆40Φmm 为基准面，有由于上下端面须加工,根据“基准先行”的原则，故应先加工上下端面（采用互为基准的原则），再加工孔22Φmm, 六齿花键孔25Φmm 和扩孔。

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(2) 以工件右端面为基准的03.008+ mm 的槽和012.0018+ mm 的槽. 这一组加工表面包括：右侧距离18mm 的上下平面，Ra=3。

2um ，有精铣平 面的要求，左侧距离为8mm 的上下平面，Ra=1.6um ，同样要求精铣,加 工时以孔22mm ，花键孔25 mm和上下平面为基准定位加工。

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根据各加工方法的经济精度及一般机床所能达到的位置精度，该零件没有很难加工的表面尺寸，上述表面的技术要求采用常规加工工艺均可以保证，对于这两组加工表面而言，可以先加工其中一组表面，然后借助于专用夹具加工另一组表面，并且保证它们的位置精度要求。

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2.毛坯种类CA6140拨叉位于车床变速机构中，主要起换档，使主轴回转运动按照工作者的要求进行工作。

宽度为012.0018+ mm 的槽尺寸精度要求很高，因为在拨叉拔动使滑移齿轮时如果槽的尺寸精度不高或间隙很大时，滑移齿轮得不到很高的位置精度。

所以，宽度为012.0018+ mm 的槽和滑移齿轮的配合精度要求很高。

零件材料HT200，考虑到此零件的工作过程中并有变载荷和冲击性载荷，因此选用锻件，以使金属纤维尽量不被切断,保证零件的工作可靠。

机械加工工艺规程包括以下内容：工件加工的工艺路线、各工序的具体内容及所用的设备和工装设备、工件的检验项目及检验方法、切削用量、时间定额等。

制订工艺规程的原始资料：1.产品全套装配图和零件图；2.产品验收的质量标准；3.产品的生产纲领（年产量）；4.毛坯资料；5.本厂的生产条件；6.国内外先进工艺及生产技术发展情况；7.有关的工艺手册及图册。

制订工艺规程的步骤：1、计算年生产纲领，确定生产类型；生产纲领计算——N=Qn(1+a%+b%)——N为零件的年生产纲领，件/年；Q为产品的年生产纲领，台/年；n为每台产品中该零件的数量；a为备料的百分率；b为废品百分率。

生产类型——单件生产、批量生产、大量生产。

2、分析零件图及产品装配图，对零件进行工艺分析；承类零件零件表面的组成及基本类型套类零件零件结构分析主要表面和次要表面区分箱体类零件零件的结构工艺性叉架类零件零件的工艺分析包括：加工表面的尺寸精度、形状精度和表面粗糙度零件技术要求分析各加工表面之间的相互位置精度工件的热处理和其它要求，如动平衡、去磁电镀等3、选择毛坯；木模手工造型适用于单件小批生产或大型零件砂型铸造1. 铸件金属模机器造型适用于大批量生产的中小型铸件压力铸造（特殊铸造适用于特殊铸造离心铸造少量质量要求较熔模铸造高的小型铸件）手工锻打小型毛坯单件、小批自由锻造锻件机械锤锻中型毛坯生产，以及2. 锻件压力机压锻大型毛坯大型锻件模锻件适用于大批量中小型锻件毛坯的种类热轧精度低、价格低3. 型材冷拉精度高、价格高、大批量生产、自动机床加工4. 焊接件制造简单、周期短、抗振性差、变形大、加工前要时效处理5. 冲压件6. 冷挤压件7. 粉末冶金4、拟订工艺路线；各种加工方法所能达到的经济精度和表面粗糙度（在正常的加工条件下所能保证的一定范围的加工精度称为经济精度。

）表面加工选择能获得相应经济精度的加工方法方法选择零件材料的可加工性能选择表面加工方工件的结构形状和尺寸大小案时考虑的因素生产类型现有生产条件粗加工阶段划分方法半精加工阶段精加工阶段光整加工阶段划分加工阶段保证加工质量的需要划分加工阶合理使用机床设备的需要拟订工艺路线段的原因及时发现毛坯缺陷便于安排热处理工序集中划分工序工序分散基准先行机械加工顺先粗后精序的安排先主后次先面后孔退火或正火预备热处理时效处理热处理工调质工序顺序的安排序的安排淬火最终热处理渗碳淬火渗氮处理检验工序的安排：一般安排在粗加工后，精加工前；送往外车间前后；重要工序和工时长的工序前后；零件加工结束后，入库前。

第一讲 机械加工工艺的编制学习指南：通过本次课程设计能熟练运用机械制造工艺课程中的基本理论，正确地解决一个零件在加工中的定位、夹紧以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量。

本讲首先介绍了机械加工工艺编制的基本步骤，然后将每个步骤详细地进行讲解。

一、 加工工艺规程的设计步骤分析零件工作图和产品装配图阅读零件工作图和产品装配图，以了解产品的用途、性能及工作条件，明确零件在产品中的位置、功用及其主要的技术要求。

工艺审查主要审查零件图上的视图、尺寸和技术要求是否完整、正确；分析各项技术要求制订的依据，找出其中的主要技术要求和关键技术问题，以便在设计工艺规程时采取措施予以保证；审查零件的结构工艺性。

确定毛坯的种类及其制造方法常用的机械零件的毛坯有铸件、锻件、焊接件、型材、冲压件以及粉末冶金、成型轧制件等。

零件的毛坯种类有的已在图纸上明确，如焊接件。

有的随着零件材料的选定而确定，如选用铸铁、铸钢、青铜、铸铝等，此时毛坯必为铸件，且除了形状简单的小尺寸零件选用铸造型材外，均选用单件造型铸件。

对于材料为结构钢的零件，除了重要零件如曲轴、连杆明确是锻件外，大多数只规定了材料及其热处理要求，这就需要工艺规程设计人员根据零件的作用、尺寸和结构形状来确定毛坯种类。

如作用一般的阶梯轴，若各阶梯的直径差较小，则可直接以圆棒料作毛坯；重要的轴或直径差大的阶梯轴，为了减少材料消耗和切削加工量，则宜采用锻件毛坯。

常用毛坯的特点及适用范围见 表1-1 。

拟定机械加工工艺路线这是机械加工工艺规程设计的核心部分，其主要内容有：选择定位基准；确定加工方法；安排加工顺序以及安排热处理、检验和其它工序等。

确定各工序所需的机床和工艺装备工艺装备包括夹具、刀具、量具、辅具等。

机床和工艺装备的选择应在满足零件加工工艺的需要和可靠地保证零件加工质量的前提下，与生产批量和生产节拍相适应，并应优先考虑采用标准化的工艺装备和充分利用现有条件，以降低生产准备费用。