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1、 無錫工藝職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 題目：十字頭機械加工工藝設(shè)計及數(shù)控加工 系 部： 機電工程系 專 業(yè)：計算機輔助設(shè)計與制造 班 級： 計輔（專）081 學(xué) 號： 2008215142 學(xué)生姓名： 孫浩 指導(dǎo)教師： 徐小東 職 稱： 副教授/高級工程師 二O一0 年 十一月 二十二 日 目 錄 摘 要 3 序 言 4 第一章 零件的實體造

2、型 5 1.1 十字頭的結(jié)構(gòu)特點 5 1.2 十字頭的實體設(shè)計 6 第二章 十字頭的機械加工工藝編制 15 2. 1 分析十字頭零件的技術(shù)資料 17 2. 3 確定十字頭零件的毛坯類型及其制造方法 18 2. 4 選擇十字頭零件的定位基準(zhǔn)和加工裝備 20 2. 5 擬定十字頭零件的工藝路線 21 2. 6 設(shè)計十字頭零件的加工工序 25 第三章 數(shù)控編程與加工 26 3.2 選擇加工刀具及切削用量 26 3.3 Z軸下刀量的設(shè)置 30 3.4 生成數(shù)控加工軌跡 31 3.5 生成G代碼 32 3.6 設(shè)計機床的通訊參數(shù) 39 3.7 把

3、機床調(diào)到執(zhí)行外部程序，開始傳送 39 設(shè)計小結(jié) 40 謝 辭 41 參考文獻 42 摘 要 摘要：本設(shè)計課題主要是通過對十字頭進行結(jié)構(gòu)分析，完成實體造型，并根據(jù)企業(yè)實際情況，進行機械加工工藝編制，對各個步驟進行工序編制，最后進行數(shù)控編程加工。 本課題的意義在于：工學(xué)結(jié)合，在學(xué)校指導(dǎo)老師和各科老師共同輔導(dǎo)下，在零件實體設(shè)計、機械加工工藝編制、數(shù)控加工程序編制、收集資料、查閱手冊等專業(yè)知識與技能方面得到較全面的訓(xùn)練與提高，從生產(chǎn)第一線獲得生產(chǎn)實際知識和技能，獲得工程技術(shù)應(yīng)用性崗位工作的基本訓(xùn)練，培養(yǎng)利用所學(xué)專業(yè)知識與技能解決生產(chǎn)實際問題的能力。同時課題具

4、有一定的綜合性，有利于樹立正確的生產(chǎn)觀念、經(jīng)濟觀念和全局觀念，實現(xiàn)由學(xué)生向工程技術(shù)人員的過渡。 關(guān)鍵詞：十字頭，實體造型，工藝編制，數(shù)控編程，過渡 序 言 設(shè)計目的： 現(xiàn)代機械制造工藝設(shè)計是寬口徑機械類專業(yè)學(xué)生在學(xué)完了《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)》等技術(shù)基礎(chǔ)和專業(yè)課理論之后進行的一個實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。其目的是鞏固和加深理論教學(xué)內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)理論，解決現(xiàn)代實際工藝設(shè)計問題的能力。通過工藝規(guī)程及工藝裝備設(shè)計，學(xué)生應(yīng)達到： 1、掌握零件機械加工工藝規(guī)程設(shè)計的能力 2、掌握加工方法及其機床、刀具及切削用量等的選擇應(yīng)用能力； 3、掌

5、握機床專用夾具等工藝裝備的設(shè)計能力； 4、學(xué)會使用、查閱各種設(shè)計資料、手冊和國家標(biāo)準(zhǔn)等，以及學(xué)會繪制工序圖、夾具總裝圖，標(biāo)注必要的技術(shù)條件等。 此次的畢業(yè)設(shè)計的訓(xùn)練，能讓我在計算機二維與三維設(shè)計、機械加工工藝、工裝設(shè)計、數(shù)控加工程序編制等方面得到較全面的訓(xùn)練與提高，并培養(yǎng)利用所學(xué)專業(yè)知識與技能解決生產(chǎn)實際問題的能力。在設(shè)計調(diào)研的過程中，進一步了解了機械零件的生產(chǎn)工藝過程，鞏固和加深已學(xué)過的技術(shù)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的知識，理論聯(lián)系實際，是對自己大專階段的學(xué)習(xí)總結(jié)，進一步鍛煉分析問題的能力，并且為后續(xù)的工作和學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)。 第一章 零件的實體造型 隨著時代的進步，科

6、技的發(fā)展，許多高科技手段逐步代替了手工勞動方式，比如機械設(shè)計與制造領(lǐng)域，產(chǎn)品設(shè)計已經(jīng)進入到了一種先進的、全新的三維虛擬現(xiàn)實的環(huán)境中，實現(xiàn)了產(chǎn)品的數(shù)字化三維設(shè)計。CAD/CAM軟件即是實現(xiàn)這種數(shù)字化三維設(shè)計的有效工具。利用CAD/CAM軟件制圖和手工制圖相比，不僅縮短設(shè)計周期，而且大大提高設(shè)計效率。 1.1 十字頭的結(jié)構(gòu)特點 十字頭為一個滑套類零件，十字頭的形狀為中空的實體，并有軸承孔，銷孔、沉孔、階梯孔以及連接螺紋孔等構(gòu)成，表面和連接部位有鑄造圓角和鑄造倒角等。 圖1-1 十字頭的結(jié)構(gòu) 1.2 十字頭的實體設(shè)計 零件實體的繪制可選的軟件有：Pro/E、UG、AutoC

7、AD、CAXA實體造型以及CAXA制造工程師等，這次十字頭制造用到了CAXE實體造型、CAXE工程師、CAXE電子圖版、AutoCAD等,下面的實體設(shè)計是運用CAXE工程師2008制造而成。 下面介紹下CAXA工程師： CAXA制造工程師是北航海爾軟件有限公司研制開發(fā)的全中文、面向數(shù)控銑床和加工中心的三維CAD/CAM軟件。CAXA制造工程師基于微機平臺，采用原創(chuàng)Windows菜單和交互方式，全中文界面，便于輕松學(xué)習(xí)和操作，并且價格較低。CAXA制造工程師可以生成3~5軸的加工代碼，可用于加工具有復(fù)雜三維曲面的零件。 CAXA制造工程師不僅是是一款高效易學(xué)，具有很好工藝性的數(shù)控加工編程軟

8、件，而且還是一套Windows原創(chuàng)風(fēng)格，全中文三維造型與曲面實體完美結(jié)合的CAD／CAM一體化系統(tǒng)。CAXA制造工程師為數(shù)控加工行業(yè)提供了從造型設(shè)計到加工代碼生成、校驗一體化的全面解決方案。 功能特點： 實體和曲面混合造型方法，可視化設(shè)計理念 : f! @# p) a. E2 H. y三維,cad,機械,技術(shù),汽車,catia,pro/e,ug,inventor,solidedge,solidworks,caxa,時空,鎮(zhèn)江實體造型主要有拉伸、旋轉(zhuǎn)、導(dǎo)動、放樣、倒角、圓角、打孔、筋板、拔模、分模等特征造型方式?？梢詫⒍S的草圖輪廓快速生成三維實體模型。提供多種構(gòu)建基準(zhǔn)平面的功能，用戶

9、可以根據(jù)已知條件構(gòu)建各種基準(zhǔn)面。 " C9 z$ S+ n- l8 N/ r: 曲面造型提供多種NURBS曲面造型手段：可通過列表數(shù)據(jù)、數(shù)學(xué)模型、字體、數(shù)據(jù)文件及各種測量數(shù)據(jù)生成樣條曲線。通過掃描、放樣、旋轉(zhuǎn)、導(dǎo)動、等距、邊界網(wǎng)格等多種形式生成復(fù)雜曲面；并提供曲面單面或相互裁剪、曲面延伸、按照平均切矢或選定曲面切矢的曲面縫合功能、多張曲面之間的拼接功能，另外，提供強大的曲面過渡功能，可以實現(xiàn)兩面、三面、系列面等等曲面過渡方式，還可以實現(xiàn)等半徑或變半徑過渡。 $ t) i( P/ X; T7 r" f7 g三維網(wǎng)技術(shù)論壇 系統(tǒng)支持實體與復(fù)雜曲面混合的造型方法，應(yīng)用于復(fù)雜零件設(shè)

10、計或模具設(shè)計。提供曲面裁剪實體功能、曲面加厚成實體、閉合曲面填料生成實體功能。另外，系統(tǒng)還允許將實體的表面抽成曲面供用戶直接引用。、 曲面和實體造型方法的完美結(jié)合，是制造工程師在CAD上的一個突出特點。每一個操作步驟，軟件的提示區(qū)都有操作提示功能，不管是初學(xué)者或是具有豐富CAD經(jīng)驗的工程師，都可以根據(jù)軟件的提示迅速掌握訣竅，設(shè)計出自己想要的零件模型。 $ B; _) E; e# ~) d三維網(wǎng)技術(shù)論壇 3 O3 V/ I& @* b$ Q6 E三維,cad,機械,技術(shù),汽車,catia,pro/e,ug,inventor,solidedge,solidworks,caxa,時空,鎮(zhèn)江編程

11、助手：% t6 _* e* v; I! ?$ P7 b* C0 R 0 B2 e+ e! y& j" l6 W1 R三維,cad,機械,技術(shù),汽車,catia,pro/e,ug,inventor,solidedge,solidworks,caxa,時空,鎮(zhèn)江新增的一個數(shù)控銑加工編程模塊，它具有方便的代碼編輯功能，簡單易學(xué)，非常適合手工編程使用。同時支持自動導(dǎo)入代碼和手工編寫的代碼，其中包括宏程序代碼的軌跡仿真，能夠有效驗證代碼的正確性。支持多種系統(tǒng)代碼的相互后置轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)加工程序在不同數(shù)控系統(tǒng)上的程序共享,還具有通訊傳輸?shù)墓δ埽ㄟ^RS232口可以實現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)與編程軟件間的代碼互

12、傳。 ; S$ r* o) E5 E2 k8 c3 ^加 工 三維網(wǎng)技術(shù)論壇 B) Q6 B, F0 h: Z$ r 多種粗、半精、精、補加工方式：三維網(wǎng)技術(shù)論壇: k0 |/ S$ k/ U5 _l9 n6 l ]/ W( D& U9 V* ~2 y K/ K提供七種粗加工方式：平面區(qū)域粗加工（2D）、區(qū)域粗加工、等高粗加工、掃描、擺線、插銑、導(dǎo)動（2.5軸）。 提供14種精加工方式：平面輪廓、輪廓導(dǎo)動、曲面輪廓、曲面區(qū)域、曲面參數(shù)線、輪廓線、投影線、等高線、導(dǎo)動、掃描線、限制線、淺平面、三維偏置、深腔側(cè)壁多種精加工功能。

13、 % Q; k$ V% a7 EU; s&提供3種補加工：等高線補加工、筆式清根、區(qū)域補加工等多種補加工功能。 ! Z) S7 ~% \: n( N三維網(wǎng)技術(shù)論壇提供2種槽加工：曲線式銑槽、掃描式銑槽。 1 J! R5 X8 \; g9 [6 k. XS5 b( J! N) E三維,cad,機械,技術(shù),汽車,catia,pro/e,ug,inventor,solidedge,solidworks,caxa,時空,鎮(zhèn)江0 z6 A9 E+ ?9 v+ O" H6 Q! ^ 多軸加工：( `8 ?- D9 w& E0 m* L" E3 o6 V4 t三維,cad,機械,技術(shù),汽車

14、,catia,pro/e,ug,inventor,solidedge,solidworks,caxa,時空,鎮(zhèn)江 8 cQ5 m( |& WC9 F( R7 S# q三維|cad|機械|汽車|技術(shù)|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxa四軸加工：四軸曲線、四軸平切面加工w 五軸加工：五軸等參數(shù)線、五軸側(cè)銑、五軸鉆孔、五軸曲線、五軸曲面區(qū)域、五軸G01鉆孔、五軸定向、轉(zhuǎn)四軸軌跡等加工對葉輪、葉片類零件，除以上這些加工方法外，系統(tǒng)還提供專用的葉輪粗加工及葉輪精加工功能，可以實現(xiàn)對葉輪和葉片的整體加工。 5 B% W) f

15、1 s. s5 \* I. l9 ?% v宏加工： * i6 y4 n$ }# o v7 |" 提供倒圓角加工，根據(jù)給定的平面輪廓曲線，生成加工圓角的軌跡和帶有宏指令的加工代碼。充分利用宏程序功能，使得倒圓角加工程序變得異常簡單靈活。 : T! Z7 `3 q4 lq$ ^ S! e3 R: l三維網(wǎng)技術(shù)論壇系統(tǒng)支持高速加工：三維,c . d3 ?) g$ T3 H+ J1 \- P! k三維網(wǎng)技術(shù)論壇可設(shè)定斜向切入和螺旋切入等接近和切入方式，拐角處可設(shè)定圓角過渡、輪廓與輪廓之間可通過圓弧或S字型方式來過渡形成光滑連接、生成光滑刀具軌跡，有效地滿足了高速加工對刀具路徑形式的要求。

16、@+ m3 s( e! J$ _& G8 l7 j) 前面已經(jīng)分析了零件的基本結(jié)構(gòu)：軸承孔，銷孔、沉孔、階梯孔等的設(shè)計操作步驟如下表1-1。 表1-1十字頭實體設(shè)計操作步驟 序號 操作內(nèi)容 實體圖 1 在x0y面繪制草圖，然后使用拉伸增料生成出十字頭部分。 2 在零件底面打自定義孔，進行陣列。 3 在十字頭上面創(chuàng)建草圖，繪制出要出去的截面，使用拉伸除料生成。 4 在此面上創(chuàng)建草圖，繪制出要出去的截面，使用拉伸除料生成。 5 做倒圓 6 在十字頭側(cè)面XOZ平面創(chuàng)建草圖，繪制出截面，進行旋轉(zhuǎn)除料

17、。 7 在XOZ平面上繪制草圖，以銷孔軸為旋轉(zhuǎn)軸，進行旋轉(zhuǎn)除料 8 在上表面繪制草圖，進行拉伸除料 9 在十字頭兩端進行邊倒角 10 全剖圖 第二章 十字頭的機械加工工藝編制 機械加工工藝規(guī)程是規(guī)定零件機械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件，是機械加工中最主要的技術(shù)文件，主要包括工藝過程卡和工序卡。編制機械加工工藝規(guī)程分以下幾個階段： 2. 1 分析十字頭零件的技術(shù)資料 一、分析十字頭的結(jié)構(gòu)形狀 （1）十字頭的一個對稱的滑套類零件，所以零件圖只采用了主視

18、圖（如圖2-1-1所示）表達其結(jié)構(gòu)。主視圖為全剖視圖，主要表達零件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和各表的軸向相對位置。 圖2-1-1 十字頭主視圖 （2）從主視圖可以看出，主體由銷孔、凹臺定位孔、通孔和內(nèi)孔端面等組成，在主體底部沿圓周方向均勻分布四個螺紋孔，由此可以想象出十字頭零件的結(jié)構(gòu)形狀。如圖2-1-2所示 圖2-1-2 十字頭結(jié)構(gòu)圖 半剖圖圖2-2-3： 圖2-1-3 十字頭全剖圖 二、明確十字頭的裝配位置和作用 由十字頭的結(jié)構(gòu)圖可知，十字頭的作用是支撐主軸承，并起軸向定位作用。外圓裝配于機體內(nèi)孔，35mm臍子內(nèi)壁孔安裝主軸承，M面為軸向定位面，于主軸

19、承的軸肩端面結(jié)合；N面為裝配基面，與機體側(cè)面結(jié)合，十字頭用螺栓固定在機體上，如圖1-2 三、確定十字頭加工關(guān)鍵 （1）的凹臺工藝定位用孔尺寸精度較高（查附表1《標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值》可知約為IT7級），該凸臺孔精度的好壞，將直接影響著許多工序的加工質(zhì)量，其表面粗糙度為3.2um。此端面是加工關(guān)鍵。 （2）的銷孔的的精度也為IT7級，表面的粗糙度要求很高，粗糙度為0.8，也是加工關(guān)鍵表面 （3）零件外端面的粗糙度皆為1.6um，都需要粗精加工，皆為加工表面。 2.2 確定十字頭零件的生產(chǎn)類型 生產(chǎn)類型是生產(chǎn)結(jié)構(gòu)類型的簡稱，是產(chǎn)品的品種、產(chǎn)量和生產(chǎn)

20、的專業(yè)化程度在企業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)技術(shù)、組織、經(jīng)濟效果等方面的綜合表現(xiàn)。不同的生產(chǎn)類型所對應(yīng)的生產(chǎn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其運行機制是不同的，相應(yīng)的生產(chǎn)系統(tǒng)運行管理方法也不相同。 1、 計算十字頭零件的生產(chǎn)綱領(lǐng) 從機械加工工業(yè)編制的依據(jù)中已知： （1）產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)Q=50000臺/年； （2）每臺產(chǎn)品中零件的數(shù)量n=1件/臺； （3）十字頭零件的備品百分率a=10% （4）十字頭零件的廢品百分率b=1%； 十字頭零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)計算如下： N=Qn（1+a）（1+1%） =500001（1+10%）（1+

21、1%） =55550（件/年） 二、確定十字頭零件的生產(chǎn)類型及其工藝特征 根據(jù)十字頭零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為55550件/年，查《機加工工作各種生產(chǎn)類型的生產(chǎn)綱領(lǐng)及工藝特點》可知（十字頭零件是中型機械），生產(chǎn)類型屬于成批大量生產(chǎn)，其工藝特征如表2-2： 表2-2 十字頭的工藝特征 生產(chǎn)綱領(lǐng) 生產(chǎn)類型 工藝特征 55550件/年 大批生產(chǎn) （1） 毛坯采用金屬模機器的制造方法，精度高、加工余量小 （2） 加工設(shè)備采用自動機床、專用機床、按流水線排列 （3） 工藝裝備采用專用夾具、專用或復(fù)合刀具、專用量具、定程控制尺寸 （4） 工

22、藝擋需編制詳細的加工工藝過程卡片和工序卡片 （5） 生產(chǎn)效率高、成本低、對操作工人的技術(shù)要求較低，對調(diào)整工人的技術(shù)水平要求較高 2. 3 確定十字頭零件的毛坯類型及其制造方法 毛坯是還沒加工的原料，也可指成品未完成前的那一部分。不同種類、不同工況條件、不同生產(chǎn)類型的毛坯，起選用的材料、加工工藝過程、加工設(shè)備和工藝裝備都不相同。 一、確定十字頭的毛坯類型及其制造方法 1．選擇毛坯的類型 由附表5《常用毛坯類型》可知，鑄鐵材料的零件一般情況下只能采用鑄件。根據(jù)十字頭的制造材料（灰鑄鐵HT200）可以確定，其毛坯種類只能是鑄件。 2、選擇毛坯的制造方法 根

23、據(jù)十字頭的材料，查附表《機加工工作各種生產(chǎn)類型的生產(chǎn)綱領(lǐng)及工藝特點》可得出，十字頭的毛坯采用金屬模機器造型的鑄造方法。 二、估算十字頭毛坯的機械加工余量 根據(jù)十字頭毛坯的最大輪廓尺寸（85）和加工表面的基本尺寸φ85 ，查附表《鑄件的機械加工余量》（按中間等級2級精度查表）可得出，頂面的機械加工余量為1，底面及側(cè)面的機械加工機械余量為4，各加工表面的機械加工余量統(tǒng)一為5，查附表《鑄件的尺寸偏差》可得出，十字頭毛坯的尺寸偏差為0.8。 3、 繪制十字頭的毛坯簡圖，如表2-3： 表2-3 十字頭毛坯簡圖 步驟 圖例 （1）用雙點畫線畫出零件圖的全剖圖。只畫主要結(jié)構(gòu)，次要

24、細節(jié)簡化不畫，非毛坯制造的孔不畫 （2）將加工總余量按尺寸用粗實體畫在加工表面上 (3)加粗或加深毛坯輪廓線，在余量層內(nèi)打上網(wǎng)紋線，以區(qū)別剖面線 （4）標(biāo)注毛坯的主要尺寸 2. 4 選擇十字頭零件的定位基準(zhǔn)和加工裝備 1． 選擇十字頭的精基準(zhǔn) 精基準(zhǔn)選擇主要考慮的原則是：基準(zhǔn)重合、基準(zhǔn)統(tǒng)一，并保證工件定位準(zhǔn)確。夾緊可靠，操作方便。 （1）經(jīng)分析零件圖知，零件的孔軸線是高度和寬度方向的設(shè)計基準(zhǔn)，M面是長度方向的設(shè)計基準(zhǔn)。 （2）根據(jù)基準(zhǔn)重合原則，考慮選擇已加工的作為精基準(zhǔn)。這樣可以保證關(guān)鍵表面圓的同軸度、N面的垂直度要求。

25、 （3）根據(jù)基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，零件各表面的皆以的N及M面為基準(zhǔn)，這樣保證了零件的精準(zhǔn)度。 (4)選擇M面和N面作為主要定位基準(zhǔn)時，加工其他表面時能使用這一組定位基準(zhǔn)作為主要精基準(zhǔn)，既符合基準(zhǔn)重合原則，又符合基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，合理又可行。 （5）由于定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)重合，不需要對它的工序尺寸和定位誤差進行分析和計算 二、選擇粗基準(zhǔn) 粗基準(zhǔn)選擇主要考慮的原則是：便于加工轉(zhuǎn)化為精基準(zhǔn)；面積較大；平整光潔，無澆口、冒口、飛邊等缺陷的表面；有位子精度要求的表面；能保證各加工面有足夠的加工余量。 十字頭零件的第一道工序往往都是選擇面積較大、平整光潔平面作為粗基準(zhǔn)開始的，此次十字頭外表

26、面加工符合這一規(guī)律。 3、 選擇加工裝備 根據(jù)生產(chǎn)類型的工藝特點（《機加工工作各種生產(chǎn)類型的生產(chǎn)綱領(lǐng)及工藝特點》），工藝裝備采用通用夾具、專、通用刀具、標(biāo)準(zhǔn)量具的原則，夾具采用了活動壓板、T形槽用螺栓、氣動夾緊；道具常采用標(biāo)準(zhǔn)車刀、銑刀和麻花鉆等；量具常用千分尺，游標(biāo)卡尺、百分表、高度尺、塊規(guī)等。 2. 5 擬定十字頭零件的工藝路線 1． 確定各表面的加工方法和選擇加工設(shè)備 根據(jù)加工表面的精度和表面粗糙度要求，查附表《外圓表面加工方案》，可得各外圓的加工方案，詳見表2-5-1 表2-5-1 外圓的加工表面 加工表面 精度要求 表面粗糙度Ra/um 加工方案 外

27、圓 IT9 1.6 粗車→半精車 沉孔 IT6 3.2 粗車→半精車 孔端面 IT6 1.6 粗車→半精車→精車 銷孔 IT7 0.8 粗車→半精車→精車 根據(jù)成批零件的加工類型來加工十字頭零件的設(shè)備的選擇原則：加工設(shè)備采用通用機床；工藝設(shè)備采用通用夾具、專、通用刀具、萬能量具?，F(xiàn)有的加工設(shè)備中有： （1）20005000畫線平臺 （2） CA6140車床3臺 （3） X52K立式銑床3臺 （4） Z525鉆床1臺 （5） M1420磨床3臺 加工十字頭 （1）加工十字頭的外圓并車出工藝孔。 方案一：以底面為精基準(zhǔn)，銑的部分

28、外圓及工藝孔，底面沒有加工過，不能保證孔軸線，在定位是，不能很好的固定軸向轉(zhuǎn)動方向 定位如圖2-5-2： 圖2-5-2 方案一 方案二： 使用三爪卡盤，以右端毛坯定位，按35mm臍子內(nèi)壁找正，車外圓至，保證長70mm，車端面。車左端工藝孔至尺寸 定位如圖2-5-3： 圖2-5-3 方案2 加工方案分析比較見表2-5 表2-5 方案的比較 方案一 方案二 加工方法 銑 車-精車 工序設(shè)備 工序 車削加工、銑削加工 工序 車削加工 設(shè)備 X52K立式銑床 設(shè)備 CA6140車床 一次加工件數(shù) 1 1 加工精度 Ra1

29、.6、3.2 Ra1.6、3.2 單件功耗 5KW 3KW 空回程 有 無 多刀切削 有 有 加工效率 中等 較高 分析結(jié)果 良 優(yōu) 綜合比較結(jié)果應(yīng)選擇方案2. （2）加工右圓毛坯及右端面，并粗車孔 ①在CA6140數(shù)控車床上,使用三爪卡盤，夾緊左外圓已加工表面，按找正，車其余外圓至光滑接刀 ②車右端面，保證總長85.5mm ③車孔至Φ17.5mm （3） 劃線 劃十字頭銷孔中心線。劃銷孔臍子端面線35mm。 （4）加工銷孔及Φ24mmX3mm環(huán)槽。 ①在CA6140數(shù)控立式銑床上，以孔及端面定位，按線找正裝夾（

30、專用工裝），線鉆孔Φ15mm，再粗車，橫孔至尺寸Φ18mm。 ②車Φ24mmX3mm環(huán)槽，兩處，保證槽外端的距離為7.25mm，（這時外圓尺寸有5mm的加工余量）。 （5）精加工銷孔 ①在CA6140數(shù)控立式銑床上，以孔及端面定位，按Φ18mm孔找正裝夾（專用工裝），精車橫孔至圖樣尺寸（可精車，留加工留量0.06—0.10mm后，采用浮動鏜刀完成最后加工）。 （6）精車右端面，加工至尺寸加 ①在CA6140數(shù)控立式銑床上，以孔及端面定位，拉桿拉緊橫孔銷軸或壓緊銷軸兩端）（專用工裝或 組裝家具）裝夾工件，精車外圓至尺寸，車右端面至85.5mm ②車孔至圖樣尺寸。

31、 （7） 銑橫孔臍子內(nèi)側(cè)面 ①在X52K小型立式數(shù)控銑床上，以Φ85.5mm及右端面定位，按線找正（專用工裝或組合夾具），銑橫孔臍子內(nèi)側(cè)面，保證尺寸35mm，及臍子內(nèi)部對稱 （8） 鉆螺紋孔 ①在Z3202鉆床上，以孔及端面定位，橫孔定向裝夾工件（組合夾具），鉆4XM6底孔，深10mm，攻4-M6，深8mm （9） 磨右端面 ①在M1420上，以孔及端面定位，拉桿緊橫孔銷軸（專用工裝），精磨外圓以至圖樣尺寸，靠磨右端面，保證總長尺寸85mm。 2、 工序順序的安排 根據(jù)“先基準(zhǔn)、后其他”和“先主要，后次要”的原則，先粗、精加工定位基準(zhǔn)面，然后進行其他工序的加工。 三、編

32、制工藝路線卡片 根據(jù)上述的分析，擬定加工工藝路線。 2. 6 設(shè)計十字頭零件的加工工序 1．確定加工余量 由查表法，得到十字頭的加工余量等級為D~F，毛坯尺寸為63~100是的加工余量為0.8~1.5mm，此處選加工余量為1.5mm；直徑小于40mm的孔和各螺紋孔可鑄成實心孔。不同的造型工藝水平可以有不同的毛坯加工余量，常用經(jīng)驗估算或查表修正和分析計算的方法確定。 （1） 車削加工工序中的加工余量（雙邊邊），一般分配為：粗車≤10mm、半精銑≤3mm和精銑≤0.2mm的加工余量。 （2） 平面銑削工序中的加工余量（單邊），一般分配為：粗銑≤5mm、半精銑≤3mm和精銑≤0

33、.3mm的加工余量。 二、確定切削用量 確定切削用量就是對不同的材質(zhì)，在已選定的刀具材料和幾何角度的基礎(chǔ)上，合理選擇主軸轉(zhuǎn)速n、切削速度vc、進給量af、背吃刀量ap和進給次數(shù)。 合理選擇工藝過程中各工序加工的切削用量， 十字頭零件屬成批生產(chǎn)，工廠的生產(chǎn)條件與資源中有立銑、車床和磨床，應(yīng)充分利用車床的多刀切削和磨床的精度優(yōu)勢，以提高生產(chǎn)效率和加工質(zhì)量。 盡量選擇標(biāo)準(zhǔn)刀具，鉆頭，絲錐等。 三、計算工時定額 確定各工序的加工工時（可查附表得知）。 4、 編制機械加工工序卡片及相關(guān)工藝附圖 編制機械加工工序卡片及相關(guān)工藝附圖，見表7-1~7-10

34、 第三章 數(shù)控編程與加工 3.1 數(shù)控加工概述 十字頭工序的數(shù)控加工流程見圖3-1所示。 圖 3-1 數(shù)控加工流程圖 3.2 選擇加工刀具及切削用量 1. 選擇加工刀具 由于本工序夾具剛度有限，本工序選用φ10平面銑刀，因為深入量不是很大，只加工表面，所以使用常規(guī)的刀刃長度L和刀柄長度H。詳圖查看3-2-1 圖3-2-1 刀具的選用 在X52K小型立式數(shù)控銑床上銑削，走刀方式采用環(huán)切法,因為需要加工的余量不是很大，所以采用順銑的形式，因為粗糙度要求只是12.5，所以行距不用太小，這里選用行距為5，Z軸的每到下入量為2，為了節(jié)省時間，

35、采用的行間連接方式為直線連接方式，加工精度達到0.1，加工余量達到0，設(shè)置方法見圖3-2-2。 圖2-2-2 加工參數(shù)的設(shè)置 2. 選擇加工切削用量 切削用量選擇要求是充分利用刀具切削性能和機床性能，在保證加工質(zhì)量的前提下，力求獲得高生產(chǎn)率和低加工成本，因此，在生產(chǎn)過程中，一般優(yōu)先選擇大的切削深度ap，再選擇較的的進給量f，最后根據(jù)材料和刀具耐用度選擇合適的切削速度Vc。設(shè)置方法見圖3-2-3。 圖3-2-3 切削用量的設(shè)置 （1）.切削深度ap 本工序加工余量大，且受夾具剛度及夾緊力所限，根據(jù)加工經(jīng)驗保險起見，每次走刀（切削深度）為2mm，實際生產(chǎn)過程中可適當(dāng)調(diào)整。

36、 （2）.進給量f 由銑刀每齒進給量查得，結(jié)合實際,粗銑時每齒進給量選0.5mm/齒,精銑時每齒進給量選0.1mm/齒。 （3）. 切削速度Vc 銑削的切削速度Vc與刀具的耐用度、每齒進給量、背吃刀量、側(cè)吃刀量以及銑刀齒數(shù)成反比，而與銑刀直徑成正比。其原因是當(dāng)fz、ap、ae和Z增大時，刀刃負(fù)荷增加，而且同時工作的齒數(shù)也增多，使切削熱增加，刀具磨損加快，從而限制了切削速度的提高。為提高刀具耐用度允許使用較低的切削速度。但是加大銑刀直徑則可改善散熱條件，可以提高切削速度。銑削加工的切削速度Vc可參考表選取，也可參考有關(guān)切削用量手冊中的經(jīng)驗公式通過計算選取。 該工序工件材料為灰鑄鐵，所選

37、刀具為硬質(zhì)合金銑刀，因此切削速度選擇30mm/min，由公式n=1000V/πdn=955r/min,因此，主軸轉(zhuǎn)速選擇1000r/min， 3.3 Z軸下刀量的設(shè)置 因為是以右端面為基準(zhǔn)，以上表面為Z軸0基準(zhǔn)，所以臍子內(nèi)側(cè)面的起始Z軸為-20mm，終點Z軸為-40m，選擇邊界內(nèi)側(cè)加工，如圖3-3： 圖3-3 下刀量的設(shè)置 3.4 生成數(shù)控加工軌跡 對于本設(shè)計采用CAXA機械制造工程師軟件自動編程，在自動編程前應(yīng)先進行相關(guān)加工參數(shù)選擇及仿真，從而保證數(shù)控程序生成的準(zhǔn)確性。 自動編程前收集一些關(guān)于加工工序的參數(shù)。這些參數(shù)是：機床技術(shù)參數(shù)、刀具參數(shù)、工件材料參數(shù)、切削用量參數(shù)

38、。 1． 設(shè)置加工參數(shù)：見圖3-4； 窗體頂端 窗體底端 項目 保留字 結(jié)果 備注 軌跡順序編號 CAXAMEPATHNO 1 　 軌跡名稱 CAXAMEFUNCNAME 區(qū)域式粗加工 　 軌跡示意圖 CAXAMEPATHIMG HTML代碼 軌跡總加工時間(分) CAXAMEPATHTIME 14.59 　 軌跡總加工長度(mm) CAXAMEPATHLEN 7357 　 軌跡切削時間(分) CAXAMEPATHCUTTINGTIME 13.47 　 軌跡切削距離(mm) CAXAMEPATHCUTTINGLEN 4

39、009 　 軌跡快速移動時間(分) CAXAMEPATHRAPIDTIME 1.116 　 軌跡快速移動長度(mm) CAXAMEPATHRAPIDLEN 3348 　 圖3-4 仿真參數(shù) 2．選擇加工方式：采用環(huán)切加工，詳見圖3-3加工參數(shù)選用； 3．生成加工軌跡并仿真：先輸入相關(guān)參數(shù)，然后加工仿真。 圖3-5 十字頭的加工軌跡 3.5 生成G代碼 在確定加工軌跡與夾具不干涉的情況下就生成本工序如下G代碼： (十字頭,2010.11.21,15:29:36.121) N10G90G54G00Z100.000 N12S1000M03 N

40、14X0.000Y0.100Z100.000 N16Z-5.000 N18G01Z-20.000F200 N20Y2.500F300 N22G03X0.000Y2.500I0.000J-2.500 N24G01Y7.500 N26G03X0.000Y7.500I-0.000J-7.500 N28G01Y12.500 N30G03X0.000Y12.500I-0.000J-12.500 N32G01Z-10.000F200 N34G00Z50.000 N36Y0.100 N38Z-7.000 N40G01Z-22.000F200 N42Y2.500F300 N44G

41、03X0.000Y2.500I0.000J-2.500 N46G01Y7.500 N48G03X0.000Y7.500I-0.000J-7.500 N50G01Y12.500 N52G03X0.000Y12.500I-0.000J-12.500 N54G01Z-12.000F200 N56G00Z50.000 N58Y0.100 N60Z-9.000 N62G01Z-24.000F200 N64Y2.500F300 N66G03X0.000Y2.500I0.000J-2.500 N68G01Y7.500 N70G03X0.000Y7.500I-0.000J-7.500

42、 N72G01Y12.500 N74G03X0.000Y12.500I-0.000J-12.500 N76G01Z-14.000F200 N78G00Z50.000 N80Y0.100 N82Z-11.000 N84G01Z-26.000F200 N86Y2.500F300 N88G03X0.000Y2.500I0.000J-2.500 N90G01Y7.500 N92G03X0.000Y7.500I-0.000J-7.500 N94G01Y12.500 N96G03X0.000Y12.500I-0.000J-12.500 N98G01Z-16.000F200 N

43、100G00Z50.000 N102Y0.100 N104Z-13.000 N106G01Z-28.000F200 N108Y2.500F300 N110G03X0.000Y2.500I0.000J-2.500 N112G01Y7.500 N114G03X0.000Y7.500I-0.000J-7.500 N116G01Y12.500 N118G03X0.000Y12.500I-0.000J-12.500 N120G01Z-18.000F200 N122G00Z50.000 N124Y0.100 N126Z-15.000 N128G01Z-30.000F200 N

44、130Y2.500F300 N132G03X0.000Y2.500I0.000J-2.500 N134G01Y7.500 N136G03X0.000Y7.500I-0.000J-7.500 N138G01Y12.500 N140G03X0.000Y12.500I-0.000J-12.500 N142G01Z-20.000F200 N144G00Z50.000 N146Y0.100 N148Z-17.000 N150G01Z-32.000F200 N152Y2.500F300 N154G03X0.000Y2.500I0.000J-2.500 N156G01Y7.500

45、 N158G03X0.000Y7.500I-0.000J-7.500 N160G01Y12.500 N162G03X0.000Y12.500I-0.000J-12.500 N164G01Z-22.000F200 N166G00Z50.000 N168Y0.100 N170Z-19.000 N172G01Z-34.000F200 N174Y2.500F300 N176G03X0.000Y2.500I0.000J-2.500 N178G01Y7.500 N180G03X0.000Y7.500I-0.000J-7.500 N182G01Y12.500 N184G03X0.0

46、00Y12.500I-0.000J-12.500 N186G01Z-24.000F200 N188G00Z50.000 N190Y0.100 N192Z-21.000 N194G01Z-36.000F200 N196Y2.500F300 N198G03X0.000Y2.500I0.000J-2.500 N200G01Y7.500 N202G03X0.000Y7.500I-0.000J-7.500 N204G01Y12.500 N206G03X0.000Y12.500I-0.000J-12.500 N208G01Z-26.000F200 N210G00Z50.000

47、N212Y0.100 N214Z-23.000 N216G01Z-38.000F200 N218Y2.500F300 N220G03X0.000Y2.500I0.000J-2.500 N222G01Y7.500 N224G03X0.000Y7.500I-0.000J-7.500 N226G01Y12.500 N228G03X0.000Y12.500I-0.000J-12.500 N230G01Z-28.000F200 N232G00Z50.000 N234Y0.100 N236Z-25.000 N238G01Z-40.000F200 N240Y2.500F300

48、N242G03X0.000Y2.500I0.000J-2.500 N244G01Y7.500 N246G03X0.000Y7.500I-0.000J-7.500 N248G01Y12.500 N250G03X0.000Y12.500I-0.000J-12.500 N252G01Z-30.000F200 N254G00Z50.000 N256Y0.100 N258Z-27.000 N260G01Z-42.000F200 N262Y2.500F300 N264G03X0.000Y2.500I0.000J-2.500 N266G01Y7.500 N268G03X0.000Y

49、7.500I-0.000J-7.500 N270G01Y12.500 N272G03X0.000Y12.500I-0.000J-12.500 N274G01Z-32.000F200 N276G00Z50.000 N278Y0.100 N280Z-29.000 N282G01Z-44.000F200 N284Y2.500F300 N286G03X0.000Y2.500I0.000J-2.500 N288G01Y7.500 N290G03X0.000Y7.500I-0.000J-7.500 N292G01Y12.500 N294G03X0.000Y12.500I-0.00

50、0J-12.500 N296G01Z-34.000F200 N298G00Z50.000 N300Y0.100 N302Z-31.000 N304G01Z-46.000F200 N306Y2.500F300 N308G03X0.000Y2.500I0.000J-2.500 N310G01Y7.500 N312G03X0.000Y7.500I-0.000J-7.500 N314G01Y12.500 N316G03X0.000Y12.500I-0.000J-12.500 N318G01Z-36.000F200 N320G00Z50.000 N322Y0.100 N32

51、4Z-33.000 N326G01Z-48.000F200 N328Y2.500F300 N330G03X0.000Y2.500I0.000J-2.500 N332G01Y7.500 N334G03X0.000Y7.500I-0.000J-7.500 N336G01Y12.500 N338G03X0.000Y12.500I-0.000J-12.500 N340G01Z-38.000F200 N342G00Z50.000 N344Y0.100 N346Z-35.000 N348G01Z-50.000F200 N350Y2.500F300 N352G03X0.000Y2

52、.500I0.000J-2.500 N354G01Y7.500 N356G03X0.000Y7.500I-0.000J-7.500 N358G01Y12.500 N360G03X0.000Y12.500I-0.000J-12.500 N362G01Z-40.000F200 N364G00Z50.000 N366Y0.100 N368Z-37.000 N370G01Z-52.000F200 N372Y2.500F300 N374G03X0.000Y2.500I0.000J-2.500 N376G01Y7.500 N378G03X0.000Y7.500I-0.000J-7

53、.500 N380G01Y12.500 N382G03X0.000Y12.500I-0.000J-12.500 N384G01Z-42.000F200 N386G00Z50.000 N388Y0.100 N390Z-39.000 N392G01Z-54.000F200 N394Y2.500F300 N396G03X0.000Y2.500I0.000J-2.500 N398G01Y7.500 N400G03X0.000Y7.500I-0.000J-7.500 N402G01Y12.500 N404G03X0.000Y12.500I-0.000J-12.500 N406

54、G01Z-44.000F200 N408G00Z50.000 N410Y0.100 N412Z-41.000 N414G01Z-56.000F200 N416Y2.500F300 N418G03X0.000Y2.500I0.000J-2.500 N420G01Y7.500 N422G03X0.000Y7.500I-0.000J-7.500 N424G01Y12.500 N426G03X0.000Y12.500I-0.000J-12.500 N428G01Z-46.000F200 N430G00Z50.000 N432Y0.100 N434Z-43.000 N436

55、G01Z-58.000F200 N438Y2.500F300 N440G03X0.000Y2.500I0.000J-2.500 N442G01Y7.500 N444G03X0.000Y7.500I-0.000J-7.500 N446G01Y12.500 N448G03X0.000Y12.500I-0.000J-12.500 N450G01Z-48.000F200 N452G00Z50.000 N454Y0.100 N456Z-45.000 N458G01Z-60.000F200 N460Y2.500F300 N462G03X0.000Y2.500I0.000J-2.5

56、00 N464G01Y7.500 N466G03X0.000Y7.500I-0.000J-7.500 N468G01Y12.500 N470G03X0.000Y12.500I-0.000J-12.500 N472G01Z-50.000F200 N474G00Z100.000 N476M05 N478M30 3.6 設(shè)計機床的通訊參數(shù) XON-DC為17，XOFF-DC為11，波特率為9600，握手方式選擇RTS/CTS 詳情參考圖3-5： 圖3-5 通訊參數(shù) 3.7

57、 把機床調(diào)到執(zhí)行外部程序，開始傳送 以上程序校核夠后，進行工件試切削和試運動，試運動成功后，正式進行工件加工，保存工藝文件備案，工件加工完成后，進行工件驗收。 設(shè)計小結(jié) 經(jīng)過辛苦努力，本次畢業(yè)設(shè)計終于告一段落。 在做畢業(yè)設(shè)計的這段日子里，突然覺得自己做什么事情都特別的認(rèn)真了起來，也許是以前從未認(rèn)真做過一件事吧。每天守著一大堆資料，隨時還要上網(wǎng)查詢，有時為了查一個數(shù)據(jù)就要耗去近一個小時的時間，證實了卻又感到莫名地興奮與愉悅。整個制作過程都是那么的緊張和嚴(yán)緊。偶然間回想到了過去度過的時光，感覺留下了些許的遺憾和欣慰。遺憾里有后悔，有痛恨，曾

58、經(jīng)是那么的無知。欣慰的是事過境遷，深刻地認(rèn)識了自己，一切改過還來的及。 雖有遺憾，但在這次制作的過程中又學(xué)到了很多東西，我學(xué)會的如何設(shè)計、如何計算，更重要的是我學(xué)會了合作，我懂得了團隊合作的重要性。我們以前做的設(shè)計都是一個人的，而且規(guī)模小，不需要什么規(guī)劃，這次可以說是綜合了我們的所有智慧。同時，得到了我們的指導(dǎo)老師——徐老師的大力支持。此外還有小組其他成員的幫助，在此表示感謝！ 不久，就是我要離開學(xué)校，去實習(xí)的時候了，收獲的季節(jié)，我卻并沒有看到累累碩果，但我會帶著一顆火熱而年輕的心上路，去尋找屬于我的那方熱土，奉獻我的熱血予需要我?guī)椭娜?，這也算是我今后的人生方向吧！ 設(shè)計的不足及改

59、進： 1、對加工中心還是不夠了解 2、對過程卡制作還不是很熟練 3、對定位夾具還不太了解 謝 辭 畢業(yè)設(shè)計是對我大學(xué)三年的總結(jié)，因而投入了極大的熱情和很高的積極性，更幸運的是得到了徐老師的多方面的指導(dǎo)幫助，使得我的這個畢業(yè)設(shè)計能夠順利完成，圓滿結(jié)束了三年的大學(xué)生活。 感謝徐老師長期以來悉心的指導(dǎo)和在設(shè)計過程提供的大量資料和修改意見，讓我對工藝設(shè)計有了較全面的了解，同時也感謝機電系孫國柱、郁文霞、王維英等老師的悉心輔導(dǎo)，置身老師們的指導(dǎo)過程中，了解了很多的知識的同時，也懂得了很多做人的道理，從萌萌不懂的男孩，向一個即將全面踏入社會的青年人發(fā)展，為日后的工作和

60、更進一步的學(xué)習(xí)打下了堅實的基礎(chǔ)，也積累了許多寶貴的設(shè)計經(jīng)驗。 此外還要感謝我們小組的其他幾位成員，在設(shè)計的整個過程中，我們相互討論，在一些問題上也得到了他們的幫助，解決了一定的問題，從你們身上我看到了“認(rèn)真”二字，在無形中也促使我更加用心的完成本次設(shè)計。 再次感謝三年來給予我支持和幫助的所有老師和同學(xué)，他們讓我在這三年里學(xué)到了好多知識，豐富了我的大學(xué)生活，讓我在即將結(jié)束的大學(xué)生活沒有一點的遺憾，讓我的大學(xué)生活畫上完滿的句號。 感謝我的父母，對我二十多年來辛勤的養(yǎng)育，他們對我無條件的支持，讓我可以去追求自己的夢想，他們的愛是我前行的動力。 在設(shè)計的過程中，也得到了許多同學(xué)寶貴的建議，在此

61、一并致以誠摯的謝意。 最后，衷心的感謝機電工程系的每位老師，謝謝你們在學(xué)習(xí)上、生活中給予我的關(guān)心與支持。 衷心祝愿無錫工藝學(xué)院的明天更加美好！ 參考文獻 1、徐海枝主編，機械加工工藝編制，北京：北京理工大學(xué)出版社，2009. 2、楊叔子主編 數(shù)控加工工藝手冊，北京：機械工業(yè)出版社,2006. 3、王先逵主編，機械加工工藝手冊,北京：機械工業(yè)出版社,2006. 4．徐嘉元，曾家駒主編, 機械制造工藝學(xué)，北京：機械工業(yè)出版社，1999. 5、劉守勇主編,機械制造工藝與機床夾具課程設(shè)計與指導(dǎo),北京：機械工業(yè)出版社,2005. 6、李華主編，機械制造技術(shù),北京：機械工業(yè)出版社,2001. 7、劉越主編，機械制造技術(shù)，北京：機械工業(yè)出版社，2006. 8、朱淑萍主編，機械加工工藝及裝備，北京：機械工業(yè)出版社,2001. 9、徐鴻本主編， 機床夾具設(shè)計手冊，沈陽：沈?qū)幙萍即髮W(xué)出版社,2004. 10、陳志祥主編, CAXA制造工程師2006實用教程，北京：電子工業(yè)出版社，2009. 11、李景仲，李大勇主編，CAXA三維實體設(shè)計教程，北京：國防工業(yè)出版社。2009