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1、联轴器八爪的数控加工工艺分析系 部： 精密制造工程系 学生姓名： 专业班级： 数控11C1班 学 号： 指导教师： 2014年4月21日声 明 本人所呈交的联轴器八爪的数控加工工艺分析，是我在生产主管、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21日 【摘要】本课题来源于丹阳市亚邦精密机械有限公司，随着数控技术的发展提高了批量生产的速度，大大提高加工的效率，数控技术的普及逐渐代替了普车、普铣等一
2、些单一化自我操控式机械。对于一个代加工企业来说，生产效率才是该类型企业最重要的，也就是说生产效率的高低直接与企业的利益相挂钩，数控技术则是提高生产一种基本方式。一些大批量、工艺简单的产品加工，选择数控技术进行加工则是目前简单零件加工行业中最理想的加工方法之一。脱离了徒手操作的繁琐，只需简单地数车数控编程，这些编程也仅仅包含一些常用指令的运用，其中也包含着调试机床。工艺路线的选择是提高生产效率的一个小部分，刀具的选择也是尤为重要。复杂的部件则可以利用其它加工方法，如加工中心，线切割等等，UG三维图的绘制更直观地观察出内部结构。【关键词】：工艺路线；刀具的选择；UG建模；零件的结构目录引言1一、零
3、件图分析2（一）联轴器八爪二维图2（二）联轴器八爪的零件尺寸结构分析3二、零件图的工艺分析4（一）毛胚（材料）的选取4（二）加工零件机床的选择5（三）零件装夹方式7（四）零件加工顺序8（五）加工零件刀具的选择8（六）检验量具的选择9三、联轴器八爪数控加工工艺卡片10（一）数控车床精车A面10（二）数控车床精车B面11（三）加工中心粗精铣B面12四、联轴器八爪数控加工工艺卡片13（一）联轴器八爪加工过程中注意的事项13（二）UG与实物作品展示14结束语15参考文献16致谢17引言现代数控加工企业行业的不断发展与进步，由于需提高加工效率，所以对加工工艺的创建有着简单而且又快的要求，慢慢地工艺的步骤
4、没有以前那么复杂，将加工工艺分难为简则可大大提高产率。本课题主要研究的是机械零件的工艺，以工艺分析的形式呈现。其中包括零件图、毛胚选取、装夹方式、加工顺序、制定工艺卡等等。涉及的范围普通，仅限于普通零件的数控加工。一、零件图的分析（一）联轴器八爪二维图图1 联轴器八爪的二维图（二）联轴器八爪的零件尺寸结构分析 联轴器八爪是由台阶、内孔、爪齿和拱门组成。该零件是一个旋转对称零件。 从结构上来看并不是很复杂，但是有些尺寸精度要求高（图一）。精度较高的两个尺寸为150上偏差为0、下偏差为-0.12和15上偏差为+0.12、下偏差为0，上下偏差只有0.12mm。前者150的尺寸为最大外圆尺寸，车加工要
5、注意的，加工难度不怎么大，；后者15的尺寸为爪齿的宽度尺寸，铣加工要注意的，加工难度比较前者较为难。小外圆尺寸130.00、小外圆的长度尺寸54.00、内台阶尺寸80.00、内台阶的深度22.00、零件的总长88.00、大外圆的长度尺寸12.00以及大小外圆的总长尺寸66.00上下偏差都为0.13，所以这些尺寸加工难度不大。其它一些内孔、倒角、倒圆角的尺寸上下偏差都为自由公差。 上底面为基准面A，大外圆为基准B。图中还有两个地方要注意，一个是大外圆与基准A的垂直度0.07mm的偏差和该零件八个爪齿与基准A、B的中心度。这两个注意点到检验是否合格的时候必须要用百分表或千分表打跳动。 技术要求：表
6、面热处理。未注尺寸公差0.25。二、 零件的加工工艺（一） 毛胚材料的选取图2 毛胚剖视图材料的选取是45#钢，毛胚的选取并不是一块柱状或是块状的毛胚材料，而我选取的则是一个接近成品轮廓的毛胚。从经济利益的考虑，零件要求是需经过热处理加硬表面，而如果直接采取一块圆柱状的材料进行热处理。第一，单件热处理成本变高，热处理调制价格是按照每公斤的价格算；第二，热处理过后，材料硬度变高，加工起来难度相对高很多，而且对数车、加工中心刀具的伤害大大调高。所以先下柱状的毛胚材料，然后加工到毛胚（如图）要求，再去热处理调制，然后再回来加工。（二）加工零件机床的选择 轴类零件的加工选用车加工较为合适，效率远远大于
7、铣加工。而复杂凹凸不规则台阶的加工则需要利用铣加工。因此我选择的加工零件的机床选择如下： 数控加工：1、北一大隈OKUMA系统后置刀具数控车床（图3a）OKUMA系统数控机床，程序的编制有几个G、M代码和法兰克不一样把，大体上还是相同的，大连机床型号CKA6150i数控车床(图3b)。该系列机床为X、Z两座标控制的数控卧式车床。可以对各种轴、盘类零件自行进行内外圆柱、端面、圆锥面、圆弧、槽、倒角等等加工工序加工，在加工的同时，螺纹控制调制加工。该种机床与系统适合于中小批量产品的生产，对复杂类型和高精度类型零件具有显示优越加工性。加工中心选哈斯型号VF-2SS立式镗铣加工中心(图3c)。哈斯使用
8、的系统是Series 16，是该公司自己研发的加工系统，而且哈斯系统兼容FANUC和三菱的程序。图3a 北一大隈OKUMA系统后置刀具数控车床图3b 大连机床型号CKA6150i数控车床图3c 哈斯型号VF-2SS立式镗铣加工中心（三） 零件装夹方式 数控加工中，最简单的为三爪卡盘装夹，所以我选择的装夹方式为三爪卡盘镗外圆和内孔软爪。加工中心加工中，由于加工的零件是轴类零件，所以我选取三爪卡盘装夹小外圆（A面），从而加工大外圆（B面），又由于毛胚和成品中心所含通孔，那么在通孔内加入一根芯棒加螺纹装配进行上下方向的固定，所选取的装夹方式则是三爪装夹以及芯棒定位（如图4）。图4 加工中心装甲方式（
9、四） 零件加工顺序加工该零件加工顺序必须要先从数车进行加工外圆和内孔，然后再上加工中心加工。我给数控车床加工外圆内孔分左右两面，分别规定小外圆的方向为A面、大外圆的方向为B面。由于该零件的台阶较为简单，选取的毛胚已符合粗车的标准，所以数控车床加工的全是精车，而在加工中心上加工则要分粗精加工来确保尺寸的准确。具体路线如下：1.数控车床精车A面 2.数控车床精车B面 3.加工中心粗铣B面、半精铣B面 4.加工中心精铣B面 5.后置，去毛刺，防锈（五） 、加工零件刀具的选择在数控车床精车A面时，所需要的刀具有数控端面车刀和数控外圆车刀在数控车床精车B面时，所需要的刀具有数控端面车刀、数控外圆车刀和镗
10、刀在加工中心粗铣B面时，12粗铣四刃铣刀在加工中心精铣B面时，12粗铣四刃铣刀、6粗铣四刃铣刀、6精铣四刃铣刀、3XR0.25XR0.75径（8条拱门台阶）铣二刃铣刀和6.9XR1.5X10的倒角三刃铣刀（六） 检验量具的选择测量外径尺寸需要两种量具，游标卡尺和外径千分尺测量内孔时，需要内径千分尺测量台阶、齿和拱门，所选的量具为深度游标卡尺和外径千分尺 以上所需要的量具具体如下：0-25mm外径千分尺，16-20mm内径千分尺，75-100mm内径千分尺，125-150mm外径千分尺，0-200mm深度千分尺，75-100mm外径千分尺，0-200mm游标卡尺检验需要注意的地方：1、调试机床时
11、，大外圆150的尺寸要向公差的上偏差加工，由于材料是经过调制热处理的，加工过后温度会高于室温，用外径千分尺测量出来的尺寸会偏大，当温度工件加工后温度与室温相同时，热胀冷缩，外圆会缩小，尺寸会变小。若按照公差要求的下偏差加工，加工的具体尺寸至少要比图纸尺寸下偏差尺寸大23丝。2、加工八个爪齿宽度尺寸时，经常检验的出不合格的现象，有以下几点：1、爪齿的两面宽度尺寸很容易会偏出公差范围，经常会在极限尺寸边缘徘徊；2、爪齿的两面产生一定的锥度，导致最大宽度尺寸与最小宽度尺寸相差34丝。所以加工这块部分调试好机床，装夹固定好，加工要多测量。3、底面与基准A和B的跳动度的测量需要千分表打跳动，图纸要求为0
12、.07mm的跳动度，若测量跳动度达到0.05mm时，这时候要注意了。一个原因为机床本身的性能问题，这基本不可能；其二为装夹形成一定斜度，导致跳动度不合格。第二个原因才是最主要的原因。三、联轴器八爪数控加工工艺卡片 （一）数控车床精车A面图5 精车A面工艺卡片图纸工步号工步内容检验过程刀具编号刀具名称切削转速（r/min）切削速度（m/min）切削深度（mm）进给量（mm/r）检验项目检验工具三爪夹160的外圆，端面定位1车端面，保证总长890.1总长游标卡尺、外径千分尺端面车刀200-30010.12车外圆尺寸置尺寸130上偏差0，下偏差-0.1；保证长度540.05外径与长度游标卡尺、外径千
13、分尺外圆车刀200-3000.50.13倒角2-145游标卡尺、外径千分尺外圆车刀（二）数控车床精车B面 图6 精车B面工艺卡片图纸工步号工步内容检验过程刀具编号刀具名称切削转速（r/min）切削速度（m/min）切削深度（mm）进给量（mm/r）检验项目检验工具软爪夹130外圆，端面定位1车端面，保证总长880.05以及跳动量、垂直度要求总长游标卡尺、外径千分尺端面车刀200-30010.12车外圆至尺寸150.00-149.88外径游标卡尺、外径千分尺外圆车刀200-3000.50.13镗79.8孔至图中尺寸，保证66上偏差-0.05下偏差-0.15以及跳动量内径内径千分尺镗刀200-30
14、00.50.14镗22孔至图中尺寸，保证跳动量要求内径内径千分尺镗刀200-30010.1跳动量三坐标（三）加工中心粗精铣B面图7 粗精铣B面工艺卡片图纸工步号工步内容检验过程刀具编号刀具名称切削转速（r/min）切削速度（m/min）切削深度（mm）进给量（mm/r）检验项目检验工具专用夹具以已车130外圆及一侧底面定位装夹1粗铣8-15齿形齿形游标卡尺、外径千分尺立铣刀600-8002半精铣8-15齿形以及8-R0.75圆弧至要求尺寸齿形游标卡尺、外径千分尺立铣刀600-800保证：66上偏差+0.15下偏差+0.10、0.99上偏差+0.15下偏差+0.10、凸台宽23精铣8-15齿形及
15、8-R0.75圆弧凸台齿形游标卡尺、外径千分尺专用R立铣刀600-800至图纸要求尺寸，并倒角，保证：66上偏差+0.10下偏差0、45、22.5、同轴度四、联轴器八爪加工过程中的注意事项以及作品展示（一）联轴器八爪加工过程中注意的事项 1、 数控车床加工A面时，要注意的一点就是装夹毛胚料的时候，是否夹正？这是要考虑的。2、 数控车床加工B面时，检查软爪是否对工件造成损伤，装夹要注意的事项。精车B面要求跳动度要符合尺寸要求，有必要时需要用到千分表打跳动，以保证垂直度和平面跳动度。3、 加工中心铣齿形的时候，夹住小外圆的三爪卡盘需要制作，镗软爪，夹住工件时，防止有夹伤，装夹时要注意垂直度。加工中
16、心对刀要注意Z轴对刀，防止过高或过切。（二） UG与实物作品展示图8 UG建模图图9 实物图结语 本产品是我公司一种外加工较为平凡的产品，加工步骤不多，难度不大。通过上述，该加工方法只适用于产品的批量生产，三个不同的步骤并且利用三台机床加工并完成，一件需要正反面加工的零件的工序简单化、清晰化。分机床加工第一是根据了加工的内容，应该要怎么加工而分，根据该零件结构，必须要用到车铣两大块不同的步骤；第二分工序，避免了一件产品经常掉头装夹换刀和调程序的复杂步骤，从而大大提高批量生产的速率。我认为这种加工工艺是可取的。通过本次毕业设计，理解了不同性质的产品要用不同的工序，现在数控加工机床的普及，加工工艺
17、也根据加工的内容不断优化，没有普车那种操作式难度，化难为易，降低了加工的难度，提高了工作效率。所以一个零件的加工速率、加工的好坏最主要还是决定于将该零件的加工工艺，进行真确快捷的工艺分析，才是最适用于现代数控行业的。参考文献 1 赵长旭编著.数控加工工艺.西安电子科技大学出版社.2009.22 杨金凤，钟成明主编.数控加工工艺装备.机械工业出版社.2010.23 罗春华、刘海明主编.数控加工工艺简明教程.北京理工大学出版社2008.34 石皋莲，吴少华主编.UG NX CAD应用案例教程.机械工业出版社.2010.9致谢 我的毕业设计老师是石皋莲老师，论文是在老师精心指导下完成。在写论文的过程中，遇到的很多问题，在老师耐心辅导、指点之下，问题才得以解决。感谢对这次毕业设计给与帮助的同事、师傅，提供了自己一些图片、测量方法等等，他们以校外导师的身份给与自己解决问题的办法，通过实践与验证，告诫自己错误的方法不可取。理论结合实践呈现出真正问题的所在，并寻求解决办法。六个月实习的时间，从论文的开始到结束，都是来源工作实践以及校内学到的理论知识。一种零件或一种产品设计到生产再到完成加工装配，每一步都学要不断检查，以保证，实践知识的可靠。而理论掺杂了很多无法意识到的误区，随时会导致中间某个过程出现堵塞。所以需要理论和实践相结合。相信通过自己的努力和这些导师的帮助，自己的路会越走越远。
