论文100

青岛飞洋职业技术学院

毕 业 论 文

论文题目：配合件的数控加工

题 目 配合件的数控加工 班 级 2007级数控一班

专 业 数控技术 学生姓名 李 小 龙 指导教师 周 燕 日 期 2009 年3 月_ 26_日__

目 录

一、盘套类零件的数控加工„„„„„„„„„„„„„„„1 （一）零件图工艺分析„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1 （二）确定装夹方案„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3 （三）加工顺序走刀路线„„„„„„„„„„„„„„„„„„3 （四）走刀路线„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3 （五）刀具选择„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3 （六）切削用量的选择 „„„„„„„„„„„„„„„„„„4 （七）加工程序„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4 二．箱体类零件的数控加工„„„„„„„„„„„„„„„„„„5 （一）数控机床的选用方面„„„„„„„„„„„„„„„„„5 （二）箱体零件加工方法„„„„„„„„„„„„„„„„„„5 （三）加工工序的划分„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5 （四）铣削中刀具的选择„„„„„„„„„„„„„„„„„„6 （五）箱体零件的加工编程„„„„„„„„„„„„„„„„„7（六）切削用量的选择„„„„„„„„„„„„„„„„„„„7

三．结束语 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„7

青岛飞洋职业技术学院毕业论文

配合件的数控加工

摘 要：随着改革开放的进一步深入，中国的制造行业的到了迅速发展，特别是数控

加工的应用呈突飞猛进之势，社会上对数控加工技术的要求也更高了。本文以配合件加工为例，从数控加工工艺分析，设备的选择，配合精度，刀具、夹具的选择，切削用量的选择，都经过了慎重考虑。配合件种类繁多，范围太广，所以以车削，铣削为主，以轴承套、箱体为例，分析零件气概经过数控加工，确定合理工艺方案，保证工件的精度和工艺设计要求，以达到配合要求，最终完成的零件的加工。 关键词：工艺分析；加工方法；数控加工

众所周知，零件是机械中的最小单位，零件的配合组成了机构，机构之间的配合组成了机械，一部机器要能正常工作 ，发挥应有的作用，那么零件与零件之间的配合是保证的关键。如今，随着机电一体化技术的迅速发展，数控机床已经日走趋普及。加之对配合的零件之间的要求，零件表面的粗糙度，位置度等要求不断提高，普通机床很难达到，那么就需要在数控机床完成。

下面以数控车削加工的典型零件-盘套类零件，铣削为主的箱体类零件为例讨论配合件的加工。

（一）数控车削的典型零件-盘套类配合件的加工。

盘套类零件在机器设备中用得非常普遍，多与同属回转体零件的轴类零件配合，由于其功能不同，盘套类零件结构和尺寸有着很大的差别，但其结构仍有共同点，零件的主要表面为同轴度要求较高的内外圆表面，零件壁的厚度较薄且易变形，盘套类零件的结构一般由孔，外圆，端面，沟槽及内螺纹和外螺纹，内锥面和内型面组成。常见的有轴承套，衬套，齿轮，带轮，轴承端盖等。

盘套类零件表面精度要求除尺寸外、形状精度外，内孔一般要作为配合和装配的基准，孔的直径尺寸等级一般为IT7，精密轴套可以取IT6，孔的形状精度应控制在孔径公差内，，一些精密套筒控制在孔径的公差的二分之一到三分之一，对于长度较长的轴套零件，除了圆度要求以外，还应注内孔面的圆柱度，端面对内孔轴线的圆跳动度和垂直度，以及两端面的的平行度等要求，为了保证零件的功用和提高其耐磨性，孔的表面粗糙度值Ra1.6-0.16um,甚至更高。

以数控车加工的典型零件盘套类零件，轴承套为例，讨论配合件的数控加工。轴承套数控车削加工工艺（单件小批量生产），所用机床为CJK6240 1、零件图工艺分析

1）编程时取基本尺寸。但由于要求配合，则有的配合尺寸需取中间值。 2）先确定基准，先加工左、右端面。保证零件的 长度尺寸。

第 1 页 共 12 页

青岛飞洋职业技术学院毕业论文

3）内孔尺寸较小，镗1﹕20锥孔、φ

32孔及15°斜面时需掉头装夹。

4）右端有螺纹，所以放在最后加工，由于高速车削挤压引起螺纹牙尖膨胀变形，因此外螺纹的外圆应车到最小极限尺寸，螺纹加工前，先将加工表面加工到实际直径尺寸，M45×1.5的螺纹 ，加工前的外圆直径为:D外≈D-（0.1～0.2165）P =45-0.2*1.5=44.7一般数控车床推荐车螺纹时的最高转速为：n≤1200P-k (k是保险系数，一般为80)

加工螺纹时，长度应包括切入切出的空行程量，切入量一般取2-5mm,切出量一般取0.5-1mm。也可无退刀曹

轴承套的零件图

第 2 页 共 12 页

青岛飞洋职业技术学院毕业论文

2、确定装夹方案

1）内孔加工时以外圆定位，用三爪自动定心卡盘夹紧。

2）加工外轮廓时，需要设一圆锥心轴装置，用三爪卡盘夹持心轴左端，心轴右端留有中心孔并用尾座顶尖顶紧。

外轮廓车削装夹方案

3、加工顺序走刀路线

依照基孔先行的原则，先加工内孔各表面，需要调头加工，由于右边有螺纹，所以放在最后加工。

再加工外轮廓表面。由于该零件为单件小批量生产，外轮廓表面车削走刀路线可沿零件轮廓顺序进行。

加工前，先手动加工通孔。 4、走刀路线

由于该零件为单件小批量生产，外轮廓表面车削走刀路线可沿零件轮廓顺序进行。采用装夹，刀具集中原则，划分工序。 5.刀具选择 序号 1 2 3 刀具号 TO1 TO2 T03 刀具规格名称 45°硬质合金端面车刀 镗刀 93°外圆车刀 第 3 页 共 12 页

数量 1 1 1 加工表面 车端面 镗内孔表面 车各外圆 刀尖半径 0.4 0.4 0.4 青岛飞洋职业技术学院毕业论文

4 5

T04 尾座 60°外螺纹车刀 ￠28mm钻头 1 1 车M45螺纹 钻底孔 6. 切削用量的选择 序号 刀具号 切 削 用 量 背吃刀量 直径mm 1 2 3 4 5

7.加工程序 O0001；

G99 T0101; 选 45°硬质合金端面车刀 M03S600; 主轴正转 G00X85 Z2;

GO1ZO F0.1; 先加工左面，车端面 X-1;

GOOX100 Z150;

T0101; 换镗刀 G00X82 Z2;

G71U2R0.5; 利用复合指令车外圆各面 G71P1Q2U0.5W0.2F0.3 S800; N1 GOO G42X46; GO1 Z2 F0.1; X49.97 Z-2; Z-30; X58;

G02 X68Z-35 R5; GO1X74

第 4 页 共 12 页

主轴转速 R/min 1000 800 800 500 400 进给速度 mm/r 0.2 0.1 精0.05 0.3 精0.15 1.5 手动 T01 T02 T03 T04 尾座 3 2 3 青岛飞洋职业技术学院毕业论文

X78Z-37; N2 G40 Z-60; G70P1Q2S1000; GOOX100Z100;

T0202; 换内孔镗刀车内孔 GOOX25Z2; G71U2R0.5;

G71P1Q2U-1W0.5F0.2 S600; N1GOOG41X35.1; GO1Z0 F0.05; X32Z-10; Z-29;

G02X30Z-30 R1; N2G40X28; G70P1Q2;

MO5; 主轴停 M30 程序停止 准备掉头加工右面

（方法同左边加工相同，程序略）

(二) 铣削为主的箱体类配合件的加工。

箱体类零件一般指是具有一个以上的孔系，内部有一定型腔或空腔，在长宽高方向有一定比例的零件，这类零件在机械，汽车，飞机制造业用得多，如汽车的发动机缸体，变速箱体，机床主轴箱，齿轮泵壳体等。

1.数控机床的选用方面。

箱体类零件一般是其它零件配合的载体。 都 需要进行多工位孔系、轮廓及平面加工，公差要求较高，特别是形位公差要求较为严格，通常要经过铣、钻、扩、镗、铰、锪、攻丝等工序。

需要刀具多，在普通机床上加工难度大，工装套数多，费用高，加工周期长，需要多次装夹，找正，手工测量次数多，加工时还要频繁的换刀，工艺难制定，更重要的是精度难以保证。这类零件在加工中心上加工，一次装夹可完成普通机床的60%--95%工序内容，零件各项精度一致性好，质量稳定，同时节约费用，缩短加工周期。

加工箱体类零件的加工中心，当加工工位较多是时，需要工件台多次旋转角度才能完成的零件，一般选用卧式加工中心，当工位较少，且跨度不大时，可选用立式加工中心。

第 5 页 共 12 页

青岛飞洋职业技术学院毕业论文

2.箱体零件加工方法。

(一)当既有孔，又有面时，应先铣面，后加工孔。 (二)所有孔系都应先完成所有孔的粗加工，再精加工。

(三)一般情况下，直径大于30的孔都应先铸出毛坯孔，在普通机床上完成毛坯孔的粗加工，

给加工中心留4-6mm的加工余量，再上加工中心进行孔和面的加工，通常分为“粗镗—半精镗—孔端倒角—精镗”四个工步完成。

(四)直径小于30的孔，可以不铸出毛坯孔，但孔和孔的端面全部都 得在加工中心上完成，

可分为“锪平端面—打中心孔—钻—扩—孔端倒角—精镗”工步完成。有同轴度要求的小孔，须采用“多锪平端面—（打中心孔）—钻—半精镗—孔端倒角—精镗”工步完成。 (五)在孔系加工中，先加工大孔，再加工小孔，特别是在大小孔相距很近的时候，更要采用

这种方法。

(六)对于跨度较大的箱体的同轴孔加工，尽量采用调头加工的方法，以缩短刀辅具的径比，

增加刀具刚性，提高加工质量。

(七)螺纹的加工方法，一般情况下，M6—M20的螺纹也可以在加工中心上完成攻螺纹。M6以

下和M20以上的螺纹可在加工中心上完成底孔，攻螺纹通过其它手段加工，因为加工中心的自动加工方式在攻小螺纹时，不能随机的控制加工状态，小丝锥容易折断，从面产生废品，由于刀具，辅具等因素的影响，在加工中心上攻M20以上的螺纹有一定的难度。但可以通过特定程序，用镗刀片完成螺纹的切削。

（八）分析零件的形状及原材料的热处理状态，是否会在加工过程中变形，哪些部位最容易变形。因为数控铣削最忌讳工件加工时变形，这这种变形不但无法保证加工质量，而且经常造成加工不能正常进行，这时应该考虑一些必要的工艺措施预防。如对钢件进行调质处理，对铸件进行退火处理，对不能用热处理方法解决 的问题，也可考虑粗加工，精加工及对称去余量的方法，此外，还要分析加工后的变形问题，采取工艺措施解决。 3.加工工序的划分

在数控机床上加工箱体等配合件，工序比较集中，一般只需要一次装夹即可完成所有加工，通常可按照从简单到复杂的原则，先加工平面、沟槽，再加工内腔、外形，最后加工曲面，先加工精度要求低的，再加工精度要求较高的。为了提高机床的使用寿命，保证数控 机床的精度，降低零件的加工成本，通常把零件的粗加工，特别是零件 的定位面在普通机床上加工。 箱体的装夹和夹具的选择

在数控机床上加工中，既要保证加工 质量，又要减少辅助时间，提高加工效率。因此要选用能准确和迅速定位并夹紧的工件的装夹方法和夹具。零件的定位基准应尽量与设计基准及测量重合，以减少定位误差为了不影响进给和切削加工在装夹工件时一定要将加工部位敞开，选择夹具时应尽量做到在一次装夹中将要求加工的面都 加工出来。 4.铣削中刀具的选择

第 6 页 共 12 页

青岛飞洋职业技术学院毕业论文

选择刀具的重要依据是被加工零件的几何形状和材料。加工曲面类零件时，一般用球头刀，粗加工用两刀刃铣， 半精加工和精加工用四刃铣刀。刀刃娄还与刀具直径有关， 铣较大平面时，一般采用刀片镶嵌式租车形面铣刀。铣小平面或台阶时，一般采用通用铣刀， 铣键槽时，一般用两刃键槽铣刀。 孔加工时，可采用钻头、镗刀、铰刀等孔加工刀具。 5. 箱体零件的加工编程

一般情况下，零件如尺寸少，相对确定，可以人工编程，如几何形状复杂的零件。或有复杂曲面的零件， 或几何形状并不复杂，但程序量很大的零件，这种加工编程计算相当复杂，应采用自动编程。所谓自动编程，是指编程过程用计算机辅助的方法来自动完成。这类自动编程系统数控编程的一般过程包括：零件几何造型CAD ，刀具定义，刀具相对于零件表面运动方式定义，切削加工参数确定，走刀轨迹、刀位文件的生成，加工过程的动态图形仿真，后置处理产生G代码程。典型代表: UG , Pro-E , SurfCAM , Mastercam ，北航海尔CAXA制造工程师，自动编程系统中，UG是目前功能最强大的商用CAD / CAM /CAE集成系统，它具有从功能模块包括概念设计、工业设计、结构设计与工程分析到装配、制造、模具设计、二次开发、产品数据管理等各项功能。 6.切削用量的选择

切削 用量的选择必须在机床主传动功率。进给传动功率以及主轴转速范围，进给范围内。机床-刀具-工件系统的刚性是切削用量的重要因素。切削 用量的选择应使机床-刀具-工件系统不发生较大的振动。如果机床的稳定性好，工件的热变形小，刀具材料性能好，可适当的加大切削用量。

铣削加工切削用量包括：切削速度，进给速度，背吃刀量，及侧吃刀量，从刀具寿命的角度出发，切削用量的选择方法是：先选择背吃刀量，侧吃刀量，其次选择进给速度，最后确定切削 速度。

结束语

本文主要讨论配合件的数控加工，由于配合件的范围广，所以本文选择了两种配合零件加以说明，它们的加工方式是典型的数控加工，即数控车削，数控铣削，机器是选用了数控车，加工中心。还从利用数控机床完成零件数控加工的过程。根据零件加工图样进行工艺分析，确定加工方案、工艺参数和位移数据； 用规定的程序代码和格式编写零件加工程序单；或用自动编程软件进行CAD/CAM工作，直接生成零件的加工程序文件，通过对机床的正确操作，运行程序，完成零件的加工。在数控设备上加工配合零件，要正确的选择适当数控机床，即要精度保证，又要经济合理，选用合理的夹具及装夹方法，制定合理的工艺路线。才能加工出合格的配合零件。

第 7 页 共 12 页

青岛飞洋职业技术学院毕业论文

参考文献：

1. 李华志编著，《数控加工工艺与装备》，清华大学出版社，2004，7 2. 惠廷波编著，《加工中心的数控编程与操作技术》，机械工业出版社，2000

3.周济等编著，《数控加工技术》，国防工业出版社，2002

第 8 页 共 12 页

青岛飞洋职业技术学院毕业论文

毕业论文成绩评定表

专业班级 论文 题目 评定论文资料学术知识科研完成写作写作总分数 100分 总分数 100分 仪态 写作 完成 科研 应用 创新 答辩 总分数 100分 成绩 姓 名 内容 选题 利用 造诣 掌握 能力 情况 能力 规范 指导教师评分10分 论文10分 资料20分 学术20分 知识10分 科研10分 完成10分 写作10分 写作初审成绩 标准 实际评分 评定内容 选题 利用 造诣 掌握 能力 情况 能力 规范 评阅教师评分10分 10分 20分 20分 10分 10分 10分 10分 评阅成绩 标准 实际评分 评定内容 仪表 评分答辩成绩 标准 实际评分 10分 语言 规范 情况 能力 价值 观点 效果 10分 10分 10分 20分 10分 20分 10分 指导教师评语： 评语 评阅教师评语： 答辩小组评语： 指导教师 __________ 年 月 日 评审教师 __ 年 月 日 答辩负责人__________ 年 月 日

第 9 页 共 12 页

青岛飞洋职业技术学院毕业论文

青岛飞洋职业技术学院

学生毕业设计（论文）答辩评审表

学 生 姓 名 论 文 题 目 答辩主持人 答 辩 记 录 1． 2． 3． 答辩教师提问 学生回答情况 答辩小组成员 秘 书 答辩日期 学号 班级 评分标准 仪态仪表 语言 写作规范 完成情况 科研能力 应用价值 创新观点 答辩效果 总分数 10分 得分 10分 10分 10分 10分 20分 10分 20分 100分 答辩成绩（百分制） 教研室 初审 意见 答辩负责人签字 专业负责人（签名）： 年 月 日 二级学院 复审意见

负责人（签名）： 年 月 日 第 10 页 共 12 页