THIRDANBLEPROCECTION零件的工艺分析与加工研究
THIRDANBLEPROCECTION零件的工艺分析与加工研究[20200123164612]
【摘要】
此次设计的三角法零件是日本KYB工业株式会社中国区投资主体——凯宓必（中国）投资有限公司的生产的产品。基于UGCAD软件进行了三角法零件的设计绘制，在充分进行零件工艺分析后，基于UGCAM软件进行自动编程。此三角法零件的加工难点在于装夹，夹紧力要适中，在攻M12的螺纹时需要用专业夹具。实践证明，整个设计工艺方案选择合理，程序编制正确，加工后能达到技术要求，产品的生产效率也得到了大幅度的提高。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】三角法零件；加工工艺；数控加工
引言 1
一、零件的工艺分析 2
（一）零件图工艺分析 3
（二）毛坯种类的选择 3
（三）定位基准的选择 4
（四）装夹方法的确定 4
（五）机床及工艺装备的选择 4
（六）刀具的选择 5
（七）切削用量的选择 5
二、工艺过程卡 6
三、零件的加工 7
（一）UG/CAD三维建模 7
（二）UG/CAM仿真加工 8
四、总 结 11
参考文献 13
谢 辞 14
附录 15
引言
本课题所取产品属于典型回转体零件，主要由旋转表面（例：内外圆柱轮廓面、外部深浅槽等）组成，此部分加工面符合车削加工的特征，而其外形特征中的非旋转表面的加工则比较适合运用铣削加工。由于结构特征的典型性和该零件的数控加工工艺的编制与加工的难易适中，因此，课题研究对数控技术专业的大专生来说，能较好的体现本专业基本知识与基本技能的综合运用，具有一定的创新性和实用价值。
目前，众多的回转体零件外形特征的加工几乎都需要车削与铣削加工。但因各企业之间在设备和技术力量存在差距，所以加工出的良品率也就不同。本课题拟在通过基于工作过程对零件的工艺分析与数控加工研究，为快速高效的制定产品生产最佳工艺路线提供实践依据与技术指导。
本课题采用的是数控铣削加工技术和数控车削加工技术，它结合了我这三年所学的知识。如UGCAD/CAM、数控编程技术、数控加工工艺、公差配合及技术测量、机械设计基础等知识的应用。这次毕业选题我选择的是THIRD ANBLE PROCECTION零件车铣配合的数控加工工艺分析。从零件图的设计、零件图的分析、加工工艺路线的制定等进行了详细的说明。以下就是我运用这几年所学到的专业知识，结合在学校实训的时候所学到的实践技术所做出的设计。
一、零件的工艺分析
此次课题的零件名称为“THIRD ANBLE PROCECTION三角法零件”基于UGCAD绘制如图1所示为“三角法零件”三维建模和工程图，该零件材料为45#钢，125mmx105mm的毛坯棒。
图1-1“三角法零件”UG工程图
图1-2“三角法零件”UG三维建模图
（一）零件图工艺分析
该零件为回转体零件，主要由外形轮廓、内孔、螺纹孔、六角平面等组成，总体符合车削加工的特征，在六角平面的加工中运用铣削加工。
回转体外轮廓表面常用的加工方法有车削、磨削和各种光整方法。该“三角法零件”的外径浅槽及深槽的偏差要求在0到-0.087内，表面粗糙度为Ra3.2，其加工精度较高，选择粗车—半精车—精车的加工方案。
内孔表面的常用加工方法有钻孔、铰孔、扩孔、镗孔、拉孔、磨孔和光整加工等。根据“三角法零件”内孔的偏差要求在+0.03到0内，表面粗糙度要求Ra3.2，其加工精度一般，选择钻—粗镗—半精镗加工方案。
如图1所示的六角平面采用的方法有数控铣及磨削等。该六角平面的表面粗糙度要求为Ra12.5，可采用粗铣—精铣方案。
M12的螺纹，可采用钻孔—手工攻螺纹的方法加工。
该零件图样清晰，标注完整。由于形状比较复杂，精度要求高。为了保证加工精度，经分析采用一次定位加工完成，按照基准面先行、先主后次、先粗加工后精加工的原则依次加工。材料为45号钢，切削加工性较好。选择以上方法完全可以保证尺寸、形状精度和表面粗糙度的要求。
（二）毛坯种类的选择
材料制成零件必须满足使用性能的要求，才能保证在工作中的安全可靠经久耐用，因此必须分析零件的工作条件、受力状况，分析零件主要失效形式，确定零件的使用性能要求，进而确定材料应具备的主要性能，再根据主要性能去选择材料。
对于我的零件，从经济性和切削性能方面以及学院的设施材料上考虑，我选择45号钢。该材料经过调质处理后既有良好的综合力学性能，加工零件的表面光洁度较好，又有较高的强度、硬度和较好的塑性、韧性，是优质碳钢中应用最广泛的一种。
就该零件的材料，使用调质处理(淬火加高温回火)。处理后的硬度一般为28～33HRC，满足零件加工要求。
（三）定位基准的选择
定位基准是工件在定位时所依据的基准。它的选择原则是：尽量选择在零件上的设计基准作为定位基准；一次装夹就能够完成全部关键精度部位的加工。
定位基准，是在加工中确定工件位置所用的基准，选择基准应掌握五个原则：
（1）基准重合原则；
（2）基准统一原则；
（3）自为基准原则；
（4）互为基准原则；
（5）保证工件定位准确、加紧可靠、操作方便的原则。
此零件设计的定位基准与尺寸标注的基准相统一，这样不仅有利于编程，同时也有利于设计基准、工艺基准与编程原点的相统一。
（四）装夹方法的确定
机床夹具的种类很多，车床主要用于加工内外圆柱面、圆锥面、回转成型面、螺纹及端平面等。车床夹具的典型结构如下：三爪自定心卡盘、四爪单动卡盘、花盘、心轴。数控铣床上的夹具，一般安装在工作台上，其形式根据被加工工件的特点可多种多样。如：平口虎钳、螺钉压板。
根据零件的结构特点，车削时工件外圆面定位，采用三爪卡盘进行装夹；铣削六角平面时由于考虑到已加工表面的加工精度，所以采用专业夹具；手工攻螺纹时，采用心轴定位，螺栓压紧进行装夹；选择以上装夹方式，结构相对简单，能保证加工要求，便于实施。
（五）机床及工艺装备的选择
在对机床的选择中，我们应该考虑一些因素：
（1）机床规格应与工件的外形尺寸相适应，及大件用大机床，小件用小机床。
（2）机床精度应与工件加工精度要求相适应。
在确定数控机床加工时应注意不同类型的零件应选用不同的机床，该零件属于回转体零件。选择机床为CK-6132A普通型数控机床，数控系统是FANUC 0i。其该机床的主要参数如下表2-1所示：
表2-1机床参数
项 目技术参数
床身上最大件回转直径Φ320 mm
拖板上最大件直径Φ160 mm
最大工件长度100 / 3000 mm
主轴转速范围70-2000 rpm
主轴通孔直径Φ38 mm
主轴内孔锥度MT5
主轴外端锥体锥度D4
刀架刀位数4
车刀刀杆最大尺寸18x18
尾座套筒内孔锥度MT3
尾座套筒最大移动距离100mm
【摘要】
此次设计的三角法零件是日本KYB工业株式会社中国区投资主体——凯宓必（中国）投资有限公司的生产的产品。基于UGCAD软件进行了三角法零件的设计绘制，在充分进行零件工艺分析后，基于UGCAM软件进行自动编程。此三角法零件的加工难点在于装夹，夹紧力要适中，在攻M12的螺纹时需要用专业夹具。实践证明，整个设计工艺方案选择合理，程序编制正确，加工后能达到技术要求，产品的生产效率也得到了大幅度的提高。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】三角法零件；加工工艺；数控加工
引言 1
一、零件的工艺分析 2
（一）零件图工艺分析 3
（二）毛坯种类的选择 3
（三）定位基准的选择 4
（四）装夹方法的确定 4
（五）机床及工艺装备的选择 4
（六）刀具的选择 5
（七）切削用量的选择 5
二、工艺过程卡 6
三、零件的加工 7
（一）UG/CAD三维建模 7
（二）UG/CAM仿真加工 8
四、总 结 11
参考文献 13
谢 辞 14
附录 15
引言
本课题所取产品属于典型回转体零件，主要由旋转表面（例：内外圆柱轮廓面、外部深浅槽等）组成，此部分加工面符合车削加工的特征，而其外形特征中的非旋转表面的加工则比较适合运用铣削加工。由于结构特征的典型性和该零件的数控加工工艺的编制与加工的难易适中，因此，课题研究对数控技术专业的大专生来说，能较好的体现本专业基本知识与基本技能的综合运用，具有一定的创新性和实用价值。
目前，众多的回转体零件外形特征的加工几乎都需要车削与铣削加工。但因各企业之间在设备和技术力量存在差距，所以加工出的良品率也就不同。本课题拟在通过基于工作过程对零件的工艺分析与数控加工研究，为快速高效的制定产品生产最佳工艺路线提供实践依据与技术指导。
本课题采用的是数控铣削加工技术和数控车削加工技术，它结合了我这三年所学的知识。如UGCAD/CAM、数控编程技术、数控加工工艺、公差配合及技术测量、机械设计基础等知识的应用。这次毕业选题我选择的是THIRD ANBLE PROCECTION零件车铣配合的数控加工工艺分析。从零件图的设计、零件图的分析、加工工艺路线的制定等进行了详细的说明。以下就是我运用这几年所学到的专业知识，结合在学校实训的时候所学到的实践技术所做出的设计。
一、零件的工艺分析
此次课题的零件名称为“THIRD ANBLE PROCECTION三角法零件”基于UGCAD绘制如图1所示为“三角法零件”三维建模和工程图，该零件材料为45#钢，125mmx105mm的毛坯棒。
图1-1“三角法零件”UG工程图
图1-2“三角法零件”UG三维建模图
（一）零件图工艺分析
该零件为回转体零件，主要由外形轮廓、内孔、螺纹孔、六角平面等组成，总体符合车削加工的特征，在六角平面的加工中运用铣削加工。
回转体外轮廓表面常用的加工方法有车削、磨削和各种光整方法。该“三角法零件”的外径浅槽及深槽的偏差要求在0到-0.087内，表面粗糙度为Ra3.2，其加工精度较高，选择粗车—半精车—精车的加工方案。
内孔表面的常用加工方法有钻孔、铰孔、扩孔、镗孔、拉孔、磨孔和光整加工等。根据“三角法零件”内孔的偏差要求在+0.03到0内，表面粗糙度要求Ra3.2，其加工精度一般，选择钻—粗镗—半精镗加工方案。
如图1所示的六角平面采用的方法有数控铣及磨削等。该六角平面的表面粗糙度要求为Ra12.5，可采用粗铣—精铣方案。
M12的螺纹，可采用钻孔—手工攻螺纹的方法加工。
该零件图样清晰，标注完整。由于形状比较复杂，精度要求高。为了保证加工精度，经分析采用一次定位加工完成，按照基准面先行、先主后次、先粗加工后精加工的原则依次加工。材料为45号钢，切削加工性较好。选择以上方法完全可以保证尺寸、形状精度和表面粗糙度的要求。
（二）毛坯种类的选择
材料制成零件必须满足使用性能的要求，才能保证在工作中的安全可靠经久耐用，因此必须分析零件的工作条件、受力状况，分析零件主要失效形式，确定零件的使用性能要求，进而确定材料应具备的主要性能，再根据主要性能去选择材料。
对于我的零件，从经济性和切削性能方面以及学院的设施材料上考虑，我选择45号钢。该材料经过调质处理后既有良好的综合力学性能，加工零件的表面光洁度较好，又有较高的强度、硬度和较好的塑性、韧性，是优质碳钢中应用最广泛的一种。
就该零件的材料，使用调质处理(淬火加高温回火)。处理后的硬度一般为28～33HRC，满足零件加工要求。
（三）定位基准的选择
定位基准是工件在定位时所依据的基准。它的选择原则是：尽量选择在零件上的设计基准作为定位基准；一次装夹就能够完成全部关键精度部位的加工。
定位基准，是在加工中确定工件位置所用的基准，选择基准应掌握五个原则：
（1）基准重合原则；
（2）基准统一原则；
（3）自为基准原则；
（4）互为基准原则；
（5）保证工件定位准确、加紧可靠、操作方便的原则。
此零件设计的定位基准与尺寸标注的基准相统一，这样不仅有利于编程，同时也有利于设计基准、工艺基准与编程原点的相统一。
（四）装夹方法的确定
机床夹具的种类很多，车床主要用于加工内外圆柱面、圆锥面、回转成型面、螺纹及端平面等。车床夹具的典型结构如下：三爪自定心卡盘、四爪单动卡盘、花盘、心轴。数控铣床上的夹具，一般安装在工作台上，其形式根据被加工工件的特点可多种多样。如：平口虎钳、螺钉压板。
根据零件的结构特点，车削时工件外圆面定位，采用三爪卡盘进行装夹；铣削六角平面时由于考虑到已加工表面的加工精度，所以采用专业夹具；手工攻螺纹时，采用心轴定位，螺栓压紧进行装夹；选择以上装夹方式，结构相对简单，能保证加工要求，便于实施。
（五）机床及工艺装备的选择
在对机床的选择中，我们应该考虑一些因素：
（1）机床规格应与工件的外形尺寸相适应，及大件用大机床，小件用小机床。
（2）机床精度应与工件加工精度要求相适应。
在确定数控机床加工时应注意不同类型的零件应选用不同的机床，该零件属于回转体零件。选择机床为CK-6132A普通型数控机床，数控系统是FANUC 0i。其该机床的主要参数如下表2-1所示：
表2-1机床参数
项 目技术参数
床身上最大件回转直径Φ320 mm
拖板上最大件直径Φ160 mm
最大工件长度100 / 3000 mm
主轴转速范围70-2000 rpm
主轴通孔直径Φ38 mm
主轴内孔锥度MT5
主轴外端锥体锥度D4
刀架刀位数4
车刀刀杆最大尺寸18x18
尾座套筒内孔锥度MT3
尾座套筒最大移动距离100mm
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