偏心离合器齿套的数控加工工艺设计及仿真编程.doc

1、摘 要近几年来随着国家对数控技术的重视，数控技术的不断发展，因高效率、高精度、高质量从而使得数控加工技术的应用越来越广泛。本次设计任务是偏心离合器综合加工工艺设计与程序编制，使用CAD制图软件将零件的二维图形画出来。接着对零件结构、精度、技术要求进行分析。设计加工零件的数控工艺方案，选择毛坯、刀具、机床，以及合理的切削参数等。选择出最佳的加工工艺方案，然后对零件的数控加工程序进行编制，完成本次设计。关键词: 数车、数铣、CAD/CAM/数控加工工艺、编程目 录摘 要1第一章 图纸分析21.1零件介绍21.2零件加工工艺性分析31.3主要的技术要求3第二章 毛坯的确定42.1确定毛坯的类型42.

2、2毛坯尺寸和公差42.3设计毛坯图4第三章 分析零件工艺工艺53.1加工工艺路线的确定53.2加工机床的确定63.3量具的选择8第四章 零件的定位以夹紧94.1定位基准的选择94.1.1粗基准的选择94.1.2精基准的选择94.2夹紧方案的选择9第五章 确定加工刀具10第六章 关键工序分析116.1加工左端面外圆分析116.2加工右端面外圆分析116.3加工右端偏心圆分析116.4加工均布六齿面分析116.5钻4孔分析11第七章 加工工艺文件制定127.1制定机械加工工艺过程卡片127.2数控加工工艺卡片12第八章 零件的数控程序编制138.1编程方法的选择138.2 Mastercam软件介

3、绍138.3 Mastercam软件编程操作148.4程序的后处理23第九章 零件加工结果分析259.1 检测项目及检测结果填写259.2 质量分析25总 结26致谢27参考文献28第一章 图纸分析1.1零件介绍以下图1.1为零件的二维图纸,若图纸不清楚详见附件零件图图1.1零件二维图图1.2零件三维图1.2零件加工工艺性分析该零件材料为45钢。由零件图中可知，本次零件为为典型的轴零件，但是左端有六个均匀分布的齿，而且右端也有一个4的孔，尺寸标注规整，该零件需要通过车床和铣床搭配组合加工，才可以完成。从零件可以看出，零件的很多尺寸包括34、46和右端的36的尺寸精度等级都达到IT7。但是表面粗

4、糙度要求一般，在Ra3.2以内，我们车床和铣床就可以达到这个要求。零件的右端36的外圆偏心轴是本次在加工时要重点测量。因为拆下来今后，必须通过打标保证零件的同轴度，才可以保证零件的精度。其余尺寸未注形状公差应符合GB1184-80的要求。1.3主要的技术要求技术要求：1.零件加工表面上，不应有划痕、擦伤等损伤零件表面的缺陷。2.锐边倒钝，去除毛刺飞边。3.未注形状公差应符合GB1184-80的要求。 28第二章 毛坯的确定2.1确定毛坯的类型毛坯的金属成形工艺类型多样，且每一种毛坯有多种不同的制造方法。常用的毛坯主要有：（1）铸件 铸件常用于形状较复杂的毛坯；（2）锻件 锻件常用于强度要求高、

5、形状较简单的毛坯；（3）型材 型材主要有板材、棒材、线材等。常用截面形状有圆形、方形、六角形和特殊截面形状。就其制造方法，又可分为热轧和冷拉两大类。（4）焊接件 焊接件是将型材或板料焊接成所需毛坯，简单方便生产周期短。但需经时效处理消除应力才能进行机械加工；2.2毛坯尺寸和公差轴类零件按要求、生产设备条件及结构、零件的工艺特点及组织和零件材料的性能要求，零件的形状和外观的结构、零件的尺寸、现有的生产条件等形式来确定。但对于外圆直径的轴的主要材料没有很大的差异。本次车削轴零件选择45 钢材料，45钢广泛用于机械制造业中常用的轴，它相对廉价，经过调质（或正火）可以得到较好的切削性能，而且能获得较高

6、的强度和韧性等综合机械性能。综上更适合车削零件的设计。在考虑零件的工艺确定毛坯尺寸6560mm。2.3设计毛坯图零件的工艺确定毛坯尺寸6560mm如下图所示：图2.1毛坯图第三章 分析零件工艺工艺3.1加工工艺路线的确定综合数控加工工艺路线设计与普通机加工工艺路线设计，主要区别在于它不是从毛坯到成品的整个过程，只有具体说明的几个数控加工工艺。因此，在路线设计过程中必须注意，因为数控加工部分一般都是在零件加工的全过程中体现，因此要与其他加工工艺相连接。在数控加工工艺设计中应注意以下几个问题：1工序的划分根据数控加工的特点，对数控加工过程可以分为以下几种：（1）以安装一次并加工作为一个工序。该方法

7、适用于具有较少加工内容的零件，加工后将能够达到状态。（2）用同把刀具加工划分工序。有的零部件在一次安装过程中有很多道加工表面，由于考虑程序太长，会受到一定的限制，如控制系统传输的限制，机器的连续工作时间限制，机器的负载平衡等。另外，程序太长会增加错误和检索的难度，所以程序不能太长，内容的过程不能太多。（3）以加工零件部位的工序。对于工件的加工加工项目很多的件，根据其结构特点将加工件分为几个部分，如凹腔、曲面、外形或平面，并将每一部分的加工过程作一个工序。（4）以粗加工和精加工区分工序。对于工件易变形的加工，由于对粗加工可能产生的变形需要对其进行验形，所以一般说来，不管是粗加工还是精加工，都要将

8、工序划分。2. 加工顺序的安排加工顺序的安排应根据零件的结构和毛坯，以及需要进行定位、安装和夹紧来考虑。并依据下列原则安排：（1）在加工的过程中，前面得工序不能影响到下一个工序的定位与装夹，还应考虑一般机床加工穿插的影响。（2）首先进行内腔加工，加工内腔后在加工外形；（3）在同一个定位、装夹方式或同一刀具加工过程中，最好的式连续加工，以减少重复定位的次数，刀具的更换的次数和移动压板的次数；（4）在一次定位和安装后的几道工序，必须先安排对工件刚性影响小的加工工序。在上述分析的基础上，零件的主要加工部分是外圆表面，以及少见的特殊形状表面，所以加工方法是根据经济精度选择的。按由基面先行、先粗到细、先

9、主到次、先面到孔、就近的加工原则确定零件（如图1.1）的加工过程安排如下：工序1：下料工序2：粗、精车左端外形轮廓，保证表面粗糙度和尺寸精度工序3：钻9.8孔工序4：铰10孔工序5：调头装夹，保证同轴度0.02mm以内，使伸出25mm加工右端工序6：粗、精车右端外轮廓，保证表面粗糙度和尺寸精度工序7：切右端11外圆槽，保证表面粗糙度和尺寸精度工序8：在三爪卡盘的其中一爪加上垫片，夹60外圆加工偏心轴工序9：粗精均布六齿，保证表面粗糙度和尺寸精度工序10：钻4孔，保证表面粗糙度和尺寸精度工序11：对工件进行倒角，去刺工序12：终检3.2加工机床的确定一般来说，上述这些加工内容采用数控加工后，在产

10、品质量、生产效率与综合效益等方面都会得到明显提高。相比之下，下列一些内容不宜选择采用数控加工：（1）占机调整时间长。如以毛坯的粗基准定位加工第一个精基准，需用专用工装协调的内容；（2）加工部位分散，需要多次安装、设置原点。这时，采用数控加工很麻烦，效果不明显，可安排通用机床补加工；（3）按某些特定的制造依据（如样板等）加工的型面轮廓。主要原因是获取数据困难，易于与检验依据发生矛盾，增加了程序编制的难度。此外，在选择和决定加工内容时，也要考虑生产批量、生产周期、工序间周转情况等等。总之，要尽量做到合理，达到多、快、好、省的目的。要防止把数控机床降格为通用机床使用。1.外圆表面：是轴类零件的主要组

11、成表面。加工方法：轨迹法、成形法。多采用数控车床。技术要求包括：尺寸精度、形状精度、位置精度、表面粗糙度等。2.内圆表面（内孔）：是套类零件的主要组成表面。加工方法：钻削、镗削。多采用数控车床。技术要求包括：尺寸精度、形状精度、位置精度、表面粗糙度等。加工设备，我们选择了数控车床，由于数控系统的选择要综合考虑系统功能的需要，我们用法兰克数控系统来加工可以实现。设备的参数具体看（图3.1）：图3.1 CKA6140数控车床3.端面和钻孔：是铣零件的主要组成表面。加工方法：钻削、铣削。多采用数控铣床。技术要求包括：尺寸精度、形状精度、位置精度、表面粗糙度等。选用加工中心（FAUNCXD1000）

12、加工中心加工柔性比普通数控铣床优越，有一个自动换刀的伺服系统，对于工序复杂的零件需要多把刀加工，在换刀的时候可以减少很多辅助时间，很方便，而且能够加工更加复杂的曲面等工件。因此，提高加工中心的效率便成为关键，而合理运用编程技巧，编制高效率的加工程序，对提高机床效率往往具有意想不到的效果。图3.2 XD1000加工中心3.3量具的选择在数控铣削加工过程中，工件尺寸精度的保障需要选取正当的测量工具，当下，颇多的量具类型，可是不同的零件需采用不一样的测量工具。千分尺一般运用在铣削外轮廓中，以游标卡尺和直尺作为测量工件的基本量具。因游标卡尺使用便捷、多样化等特点导致在某些加工部位的尺寸上测量精度有所欠

13、缺。正常千分尺选用在精度高的零件上。如表3-1所示。表3-1 量具表名称规格分度值用途游标卡尺0-150mm0.02mm主要用于测量内、外尺寸和深度等千分尺0-150mm0.001mm用于长度测量工具直尺0-200mm1mm用来测量工件的长度内测千分尺测内孔第四章 零件的定位以夹紧4.1定位基准的选择基准选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚着，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。4.1.1 粗基准的选择为了满足上述要求，应选择偏心离合器的主要面作为定位基准。即以偏心离合器的外圆作为粗基准来

14、限制工件的四个自由度，再以另一个面作为定位基准来限制第五个自由度。这样就能够很好地保证工件的定位，从而达到了加工各个工序的目的。4.1.2精基准的选择从偏心离合器零件图分析可知，它的外圆面与各主要面平行而且占有的面积较大，适于作精基准使用。但用一个外圆定位仅仅能限制工件的三个自由度，如果使用典型的三爪卡盘定位方法，则可以满足整个加工过程中基本上都采用统一的基准定位的要求。因此，定位基面的选择应该在保证加工精度的前提下使定位简单准确，加紧可靠，加工方便，夹具结构简单。（1）精基准的选择零件设计基准是60H7外圆的中心轴线，要求60H7外圆面与其余各面保持同轴度。（2）粗基准的选择粗基准选用外圆表

15、面作为定位基准，所以考虑到装夹方便加持长度长的外圆表面当粗基准。4.2夹紧方案的选择对于数控机床它的零件的安装，我们都要选择比较合符情理的定位基准还有它的夹装方案。以下两点要求：（1）基准，力求设计过程和编程计算，这个简单而明确的数值计算的程序设计。（2）我们不要夹装次数那么多，最好一次切削装夹过程后，把全部待加工表面都加工好。加工左端外圆时，选择右端外圆毛坯为粗基准，采用三爪卡盘装夹。加工右端外圆时，选择左端外圆毛坯为精基准，采用三爪卡盘装夹。加工六个齿时，选择右端已加工过的外圆为精基准，采用三爪卡盘装夹。加工钻孔时，选择左端已加工过的外圆为精基准，采用三爪卡盘装夹。第五章 确定加工刀具刀片材料要根据零件材料及热处理后的材料性能合理选用。对与一般低碳