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1、毕业设计（论文）回转体的工艺规程及工装夹具设计学院专业名称班级学号学生姓名指导教师201年月日回转体的工艺规程及工装夹具设计（曲轴零件）摘要本文是通过利用回转体零件诸如曲轴零件的工艺规程及工装夹具设计为例子，完成回转体曲轴零件的数控加工工艺规程设计。曲轴是柴油发动机的重要零件，它的作用是把活塞的往复直线运动变成旋转运动，将作用在活塞的气体压力变成扭矩，用来驱动工作机械和柴油发动机各辅助系统进行工作。曲轴在工作时承受着不断变化的压力、惯性力和它们的力矩作用，因此要求曲轴具有强度高、刚度大、耐磨性好，轴颈表面加工尺寸精确，口润滑可能。本设计是根据被加工曲轴的技术要求，进行数控加工工艺规程设计，然后
2、运用夹具设计的基本原理和方法，拟定夹具设计方案，完成夹具结构设计。主要工作有：绘制产品零件图和三维建模，了解零件的结构特点和技术要求：根据生产类型和所在企业的生产条件，对零件进行结构分析和工艺分析：确定数控加工工艺过程：拟定零件的数控加工工艺，制定数控加工工艺过程卡，并利用MASTERCAM对工件进行数控编程及模拟.并对曲轴零件进行工装夹具设计并绘制夹具装配图和零件图。关键词：回转体零件，曲轴，数控加工，夹具CrankshaftMachiningProcessAndFixtureDesignAbstractInthispaper,throughtheuseofrotaryparts,sucha
3、sprocessp1.anningandfixturedesigncrankshaftforexamp1.e,NCmachiningprocessp1.anningtocomp1.ete(erotatingcrankshaftparts.Crankshaftisavita1.partof(hediese1.engine.Itsro1.eisturning(he1.inearreciprocatingn)tionofthepistonintoaotar),motionandmakingthegaspressureactingonthepistonintoatorque.Inthatwayitca
4、ndriveworkingmachineryandvariousauxi1.iarysystemsofdiese1.engines(owork.Crankshaftsufferconstant1.ychangingpressure,intreiaforceandtheirmomentofforce.Therefor,crankshaftisrequiredtoachievethecharacteristicssuchashighstrength,NiffneSandwearresisiance.Meanwhi1.e,hemachiningsizeofthejourna1.surfaceshou
5、1.dbepreciseand1.ubricationre1.iab1.e.Basedonthetechnica1.requirementofthemachinedcrankshaft,thisdesigninc1.udesproceedingmechanica1.processp1.anning,protoco1.ingfixturedesignp1.anningandcomp1.etingfixturedesign(houghthebasicprincip1.esandmethodsoffixturedesign.Maintasksinc1.udethefo1.1.owing.FirstI
6、yJrawtheproductdetai1.drawingandrea1.izethestructureofa,tsandtechnica1.requirements.Second1.y,carryonstructura1.ana1.ysisandprocessana1.ysisofthepartsaccordingtotheproductiontypeandproductionconditions.ThirdIy,confirmheroughtypesandthemanufacturingmethods.Fourth1.y,protoco1.themachiningprocessofthep
7、artsandse1.ecteachstepCf1.heprocessingequipmentandprocessequipmentandconfinnhea1.1.owanceandstepsizeofeachprocessandthenca1.cu1.atethecuttingandfixedworkinghoursofeachprocess.Fif1.h1.y.fi1.1.inmachiningprocesscardandsoon.Thendesignthedesignatedspecia1.fixturesanddrawassemb1.yfigureandthefigureofmajo
8、rparts.KeyWords:Roatarj-parts,Cain,CNC,FixtureI绪论I1.1 毕业设计的背景及目的11.2 曲轴制造技术现状与趋势I1.2.1 概述I1.2.2 曲轴制造技术现状21.3 本设计应解决的主要问题41.4 零件图42零件分析62.1 零件的作用62.2 曲轴工艺分析63零件的三维建模73.1 PRoE三维软件介绍63.2 曲轴零件的三维建模64工艺规程设计74.1 确定毛坯的材料94.2 制定工艺路线104.3 零件的数控加工工艺分析114.4 数控加工工艺过程卡片I1.5MASTERCAM数控加工与编程设计75.1 MASTERCAM软件介绍95.
9、2 MASTERCAM数控车加工工艺过程设计96专用夹具设计136.1 工序尺寸精度分析236.2 定位方案确定236.3 定位元件确定236.4 定位误差分析计算246.5 央案方案及元件确定25结论26致谢27参考文献281绪论1.1 毕业设计的背景及目的制造业生产的是具有直接使用价值的产品，而这些产品与社会的生产活动和人民活动息息相关。当今制造业不仅是科学发展和技术发明转换为现实规模生产力的关键环节，并已成为为人类提供生活所需物质财富和精神财畜的全要基础。机械制造工艺与机床极具设计是机械制造工艺与机床夹具教学的个必不可少的辅助环节。他是学生全面综合运用本课程及有关选修课程的理论联系实际的
10、一次重要实践。他对于培养学生编写机械加工工艺规程和机床夹具设计的能力，及以后到工厂从事工艺与夹具设计具有十分重要的意义。机械制造工艺是机械加工的基础，是机械产品的生产的基本技术，工艺工作是每个机械企业基本的生活内容，加工工艺技术研究，提高工艺水平，搞好工艺管理是提高机械产品质量，降低消耗的根本措施。此次设计的目的在于：根据被加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理和方法，制定夹具设计方案，完成夹具设计。1.2 曲轴制造技术现状与趋势1.2.1 概述曲轴是内燃机中的全要零件之一，是承受冲击载荷传递动力的关键零件，在内燃机五大件（机体、缸盖、曲轴、连杆、凸轮轴）中是最难以保证加工质量的零件。由于
11、的轴工况条件恶劣，因此对曲轴的材质、毛坯加工技术、精度、表面粗糙度、热处理和表面强化、动平衡等要求都卜分严格。若其中任何一个环节没有保证质量，即可严重影响曲轴的寿命和整机的可林性，因此包括中国在内的世界各国对曲轴的加工都十分重视，都在不断的改进曲轴加工工艺，最大可能的提高曲轴寿命.曲轴质量（指轻成）约占内燃机质址的10%，成本约占整机的IO%I2%,其材质大体分两类：一类是锻钢，一类是球墨铸铁。由于采用铸造方法可获得较为理想的结构形状，从而减轻质量，且机加工余量随铸造工艺水平的提高而减小，目前国外球铁铸造曲轴的单边加工余量可达23mm,另外球界铸铁的切削性能良好，并且和钢质曲轴一样可以进行各种
12、热处理和表面强化处理来提高曲轴的抗疲劳强度、硬度和耐磨性.而且球铁中的内摩擦所耗功比钢大，减小/工作时的扭转振动的振幅和应力，应力集中也没有刚质曲轴极感。所以球黑铸铁曲轴在国内外得到了广泛的应用。统计资料表明，车用发动机曲轴采用球铁材质的比例为:美国85%,日本40%,俄罗斯、比利时、荷兰和德国也已大批量生产。国内采用球铁曲轴的趋势则更加明显，中小型功率柴油机曲轴85%以上用球铁。近年来随着行业的不断发展，通过引进技术消化吸收和自行开发总体水平有了较大的提高。但是我们也应该看到，我国内燃机曲轴生产技术距世界先进水平仍相差很远，枝至于还满足不了我国内燃机工业技术发展的要求“国内曲轴专业生产厂家虽
13、然不是很多，但存在挖体规模小、专业化程度低、企业设备陈旧、产品设计和工艺落后、性能寿命和可花性差、品种杂乱和“三化”程度低等差距，它是影响整机适应国内及国际市场能力的重要因素“随着我国加入WTO内燃机零部件行业将面临更加激烈的市场竞争，也招迎来新的发展与机遇。我们只有充分了解国内外内燃机曲轴制造技术现状及发展趋势，及时的改进和提高曲轴制造技术水平，生产出具仃世界流水平的内燃机曲轴，才能以实力参与市场竞争。1.2.2 曲轴制造技术现状（1）毛坯的铸造技术国外防处理系统和单元多为自动化微机管理，型砂中水分和有效粘土含量及煤粉含量实测控制仪等。铸件的清理使用吊琏式抛丸室和铸件水平旋转鼠笼式抛丸机.我
14、国引进了混砂机和旧砂冷却装置，以及大容fit的滚筒筛,斗式提升机、砂形水分检自动检测和控制，型砂运输系统多为自动化控制。铸件清理全部在专机自动线上进行,多数劳动由机械手和机器人操作。球铁曲轴的生产继QT600.2、700-2之后，现己能稳定的生产QT8（X1.2、QT9（K）-2等几种牌号，目前己能大批Ift生产QT800-6球铁曲轴。但从整体水平来看，存在生产效率低，工艺装备落后，毛坯机械性能不稳定、精度低、废品率高等问题。在熔炼方面，高温低成纯净铁水的获得是生产高质量球铁的关键所在。经大量分析研究表明，国外球铁中破、磷、镁及稀土元素含量明显低于国产件，且金相组织中的公里圆整均匀。究其原因，
15、主要是国内以冲天炉为主的生产设备，铁水未进行顶脱硫处理：其次是而纯生铁少、焦炭质量差。为获得高温低破磷的铁水，可采用双联外加预脱硫的熔炼方法，既可以用冲天炉熔化铁水，经炉外脱磕（把硫降到0.01%以下），然后在感应电炉中升温并调整成分。炉前铁水成分的检测国内已普遍采用真空直读光谱仪来进行，无空宣读光谱仪引进的多为日本、美国、英国等国的检测设备。在造型方面，气流冲击造型工艺明显优于粘土阶造型工艺，可获得高精度的曲轴铸件，该工艺制作的砂型具有无反弹变形量的特点,这对于多拐曲轴尤为重要。目前国内一些厂家已从瑞上、德国、意大利、西班牙等国公司引进。在国外，曲釉造型多采用壳形工艺，其中酚酹树脂砂热固化壳
16、形工艺是比较成熟的一种。利用该工艺及其配套设备可制取高强度的铸型壳，从而确保铸件的高精度、较低的表面粗糙度和致密的金相组织。目前国内极少数厂家已引进整条生产线。在砂处理和消理方面，型砂质量是确保铸形质量的重要条件，在高效混砂和旧砂冷却方面是我国的薄弱环节。因此国内部分厂家从福国、日本、瑞士、美国引进了混砂机和旧砂冷却装理，以及大容量的滚筒筛、斗式提升机、砂形水分检测控制仪等。铸件的清理使用用链式抛丸室和铸件水平旋转鼠笼式抛丸机.国外砂处理系统和单元多为自动化微机管理，型砂中水分和有效粘土含量及煤粉含量实行自动检测和控制，型砂运辘系统多为自动化控制.铸件清理全部在专机自动线上进行，多数劳动由机械
17、手和机器人操作。（2）毛坯的锻造技术目前，国内虽已有一批先进的锻造设备，但由于数量少，加之模具制造技术和其他一些设施跟不上，使一部分先进设备未充分发挥应有的作用。但从总体上来讲，需改造的和更新的陈旧普通锻造设备多、落后的工艺和设备占主导地位，先进的技术有所应用但还不普遍,检测手段以手工测量为主，锻件质St不稳定，加工余fit偏大、材料利用率偏低、能耗商、噪声、振动和烟尘治理差，劳动强度大、生产效率低。（3）机械加工技术国内大部分专业厂家普遍采用普通机床和专用组合机床组成的流水线生产，生产效率、自动化程度较低。粗加工设备多采用S1-206A、SI-217或SI-130曲轴车床加工主轴颈及连杆颈，
18、工序质量稳定性较差，且容易产生较大的内部应力，难以达到合理的加工余量。外侧的磨削余量股单边留OSO.8mm：出推面单边余量般留0.3-0.4mm,为保证成品尺寸，采用多次磨削方式。一般精加工采用MQ8260曲轴磨床粗磨半精磨精磨-抛光。通常靠手工操作，加工质量不稳定，废品率较高。八五期间，部分企业曾先后引进数控内诜床铳曲轴主轴颈和连杆轴颈，数控磨床，数控砂带抛关机等先进设需.使曲轴机加工水平提高，但整体工艺水平仍很低.曲轴的关键技术项目与国外相差1-2个数量级。(4)热处理和表面强化处理技术曲轴的热处理关键技术是表面强化处理。曲轴般均采用正火处理，为表面处理做好组织准备。国内在正火工艺方面也进
19、行了大量的探索和创新。例如国内有的厂家试验成功了用铸造余热进行正火热处理的工艺，具有明显的节能降耗效果，值得推广应用.表面强化处理一般采用感应淬火或氮化工艺，少数厂家还引进门回角淬火技术和设备。八五期间我国引起了德国、美国、意大利等国家的曲轴淬火和气体氮化设备多套,近年来还引进了德国的曲轴软液软觌化和气体二段式氮化技术以及离子假化工艺，是我国的曲轴表面强化处理水平达到或接近国际先进水平。据国外资料介绍，球墨铸铁曲轴采用圆角滚压工艺与离子氮化结合使用进行复合强化，可使整条曲轴的抗疲劳强度提高130%以上。东风汽车公司工艺研究所的、曲轴圆角滚压强化与液压校直技术研究开发及应用解决了国内企业化巨资引
20、进国外技术的问题，该课题获得了国家机械工业局科技进步二等奖。1.3 本设计应解决的主要问题(1)完成零件图的三维建模。(2)对曲轴零件进行工艺分析。(3)制定曲轴零件的数控加工工艺规程及工序.(4)运用MASTERCAM设计曲轴零件的数控加工与编程。(5)曲轴零件的工装夹具设计。(6)设计说明书。(7)审核。1.5 毛坯零件图图1.1零件图2零件分析2.1 零件的作用曲轴是柴油发动机的电要零件。它的作用是把活塞的往第直线运动变成旋转运动，将作用在活塞上的气体压力变成扭矩，用来驱动工作机械和柴油发动机各辅助系统进行工作。曲轴在工作时承受着不断变化的压力、惯性力和它们的力矩作用，因此要求曲轴的强度
21、高、刚度大、耐磨性好、轴颈表面加工尺寸精确,2.2 曲轴工艺分析曲轴一般是由自由端、功率输出端和若干个曲拐组成“曲拐由主轴颈、连杆轴颈和曲柄组成。如零件图所示，该曲轴是整体式曲轴，有多个曲拐，上下多个曲拐的中心均对称分布。曲轴的工艺特点是：结构第杂，加工的尺寸精度、形位精度和表面质量耍求高，刚性差，属于易弯曲变形的异性轴类零件，曲轴的主要加工表面有：主轴颈、连杆轴颈等。3零件三维建模3.1PRoE三维软件介绍PWE是美国参数技术公司于1988年率先推出的以参数化为基础、以三维造型为设计模式的CAD/CAM系统.PmE是一个基特征的实体建模工具，系统认为特征是组成模型的基本单元，实体模型是通过多
22、个特征的创建完成设计。目前PnvE已成为3DCAD，CAM系统的标准软件,广泛应用于电子、通讯、机械、模具、工业设计、汽车、自行车、航天、家电、玩具等各行业PraE可谓是个全方位的3D产品开发软件，整合了零件设计、产品装配、模具开发、NC加工、钺金设计、储造件设计、造型设计、逆向工程、自动测量、机械设计、动态仿真、应力分析、产品数据库管理、协同设计开发等功能于体，模块众多。PnvC能筋方便的实现更杂曲面的造型工作并且支持自动编程的系统，具有良好的扩展性，并且可提供产生精加工零件最佳加工路径和智能化加工路径创建方法通过PWe软件进行了几何建模.ProZEnginccr操作软件是美国参数技术公司（
23、PTe）旗下的CAD/CAM/CAE一体化的三维软件。ProZEnginccr软件以参数化著称，是参数化技术的最早应用者，在目前的三维造型软件援域中占有着重要地位。ProZEngineer作为当今世界机械CD.CECM领域的新标准而得到业界的认可和推广，是现今主流的CAD/CAMQAE软件之一，特别是在国内产品设计领域占据重要位置。Pro,Engineer是软件包,并非模块，它是该系统的基本部分,其中功能包括参数化功能定义、实体零件及组装造型，：维上色实体或线框造型棚完整工程图产生及不同视图（三维造型还可移动，放大或缩小和旋转）。PMEnginCCr是一个功能定义系统，即造型是通过各种不同的设
24、计专用功能来实现,其中包括:筋（RibC、槽（SWC、例角（ChamferS）和抽空（She1.1.s）等,采用这种手段来建立形体，对于工程师来说是更自然，更直观，无需采用复杂的儿何设计方式。这系统的参数比功能是采用符号式的赋予形体尺寸，不象其他系统是直接指定些固定数值于形体，这样工程师可任意建立形体上的尺寸和功能之间的关系，任何一个参数改变，其也相关的特征也会白动修正。这种功能使得修改更为方便和可令设计优化更趋完美。造型不单可以在屏幕上显示，还可传送到绘图机上或一些支持PoSISCriP1.格式的彩色打印机。ProZEnginccr还可输出三维和二维图形给予其他应用软件，诸如有限元分析及后置
25、处理等，这都是通过标准数据交换格式来实现，用户更可配上Pr。，Engineer软件的其它模块或自行利用C语言编程，以增强软件的功能。它在单用户环境下（没有任何附加模块）具有大部分的设计能力，组装能力（人工）和工程制图能力（不包括ANShIS0,DIN或JIS标准），并且支持符合工业标准的绘图仪（HP,HpG1.）和黑白及彩色打印机的二维和三维图形输出，ProZEngineer功能如下：1 .特征驱动（例如：凸台、槽、倒角、腔、壳等）：2 .参数化（参数=尺寸、图样中的特征、我荷、边界条件等）；3 .通过零件的特征值之间，载荷/边界条件与特征参数之间（如表面积等）的美系来进行设计。4 .支持大型
26、、豆杂组合件的设计（规则排列的系列组件，交替排列，Pro/PROGRAM的各种能用零件设计的程序化方法等）。5 .贯穿所有应用的完全相关性（任何一个地方的变动都将引起与之有关的每个地方变动）。其它辅助模块聘进一步提高扩展Pro/ENGINEER的基本功能3.2曲轴零件的三维建模根据曲轴的特征，主要是回转体的零件绘制，所不同的是该曲轴零件主要是要先确定曲轴的三个釉，三个轴的中心距分别都是76,在分别的三个轴中心上对零件进行绘制，主要是三个轴上的进行旋转拉伸，建好模后曲轴的零件图如卜;4工艺规程设计4.1 确定毛坯的材料机械零件常用的毛坯主要有铸件、锻件、焊接件,各种型材及板料等.选择毛坯要粽合考
27、虑零件材料及其力学性能、零件材料的工艺性、零件结构形状和尺寸、生产类型、工厂生产条件。曲轴工作时要承受很大的转矩及变形弯曲应力，容易产生扭转、折断及轴颈磨损，要求材料应有较离的强度、冲击韧度、抗疲劳强度和耐磨性，球墨铸铁能很好地满足上述要求。该零件为小批量牛.产，采用铸造毛坯。材料为QT6002经热处理消除内应力，倒整硬度值到190-270HBS。机械加工的最初工序只能用工件毛坯上未加工的表面作为定位基准，这种定位基准成为粗基准。用已经加工过的表面作定位基准则成为精基准。在这定零件机械加工工艺规程时，总是先考虑选择怎样的精基准定位把工件加工到设计要求，然后考虑选择怎样的粗基准定位，把用作精基准
28、的表面加工出来.4.1.1 粗基准的选择粗基准选择的要求应能保证加工面与非加工面之间的位置要求及合理分配加工面的余增。同时要为后续工序提供精基准。具体有以下原则：为了保证加工面与非加工面之间的位置要求，应选择非加工面为粗基准;为了保证各加工面都有足够的加工余量，应选择毛坯余出最小的面为粗基准：粗基准应避免重身使用，在同一尺寸方向上，通常只允许使用一次：做粗基准的表面应平整光洁，以使工件定位稔定可靠，加紧方便。曲轴也是属于轴类零件，以外圆做为粗基准，可分别以主轴颈和连杆轴颈作为粗基准。4.1.2 精基准的选择精基准选择时应能保证加工精度和装夹可靠方便，有以下原则：基准重合原则：基准同一原则：自为
29、施准原则；互为基准原则；保证工件定位准确、加紧可靠、操作方便的原则。精基准的选择主要考虑基准重合的问题。当设计基准与工序不重合时，应进行尺寸换算。4.2 制定工艺路线工艺路线是工艺规程设计的总体布局。其主要任务是选择零件表面的加工方法、确定加工顺序、划分加工阶段。根据工艺路线，可以选择各工序的工艺基准，瑜定工序尺寸、设备、工装、切削用量和时间定额等。在拟定工艺路线时应从实际情况出发，充分考虑应用各种新工艺、新技术的可行性和经济性。机械加工工序的安排原则概括为十六字诀：基准先行，先生后次，先粗后精，先面后孔.在零件切削加工工艺过程中，首先要安排加工加准面的工序.作为精基准表面，一般都安打在第一道
30、工序进行加工，以便后续工序利用该基准定位加工其它表面。其次安排加工主要表面，至于次要表面则可在主要表面加工后穿插进行加工。当零件需要分阶段加工时，即先进行粗加工，在进行半精加工，最后进行精加工和光整加工。总之表面粗糙度值最低的表面和最终加工工序必须安排在最后加工，尽量避免磕碰高光洁的表面。所有机械零件的切削加工总是先加工出平面，然后再加工内孔。热处理工序的安排：预位热处理的目的是改善加工性能，为最终热处理做好准备和消除残余应力，如正火、退火和时效处理。最终热处理的目的是提高力学性能，如调质、淬火、渗碳淬火、潦斌等。调质、淬火、渗碳淬火安排在半精加工之后，精加工之前进行，以便在精加工磨削时纠正热
31、处理变形。辅助工序的安排：辅助工序主要包括检验、去毛剌、清洗、涂防锈油等。检验工序是主要的辅助工序，重要零件粗加工或半精加工后，重要工序加工之前,，零件外送乍间加工之前，零件全部加工结束之后都要检胺。去毛刺也是不可缺少的工序，在成批生产中，对于车削回转表面的毛刺均由车工去除：对于刨、铳、磨、钻等表面毛刺均由钳工去除。4.3 零件数控加工条件分析(1)该曲轴零件主要分为三段轴颈部分，第一段为左端和右端的轴段，由于此段为整个曲轴的中心轴处，此段左端和右端可以直接在数控车床上分别租车和精车而成。同样以此中心的中间有几段轴段，由下是同一条中心线，所以直接上数控车床粗车和精车即可，以两端轴段为中心战准即
32、可。(2)第二段为以中心轴处向卜76mm处的曲轴轴颈段以及以中心轴向上76mm,此两处轴段的加工就需要上转塔数控车床上加工，因为转塔数控车床上配有四爪卡盘，针对偏心的轴可以进行偏心轴车削加工，其实这两段就相当于偏心轴而己，所以才有此方法加工。(3)曲轴的各偏心和中心轴处加工完后，剩余就是对右端轴端面上的蝶孔加工以及轴上键槽加工，这样的加工可以直接上铳床即可完成，(4)曲轴的各轴段表面均是表面粗糙度0.8的，以曲轴的两端轴G85为基准，各轴颈的圆跳度为0.05、圆度0.04、平行度0.03、圆柱度0.02。4.4 数控加工工艺过程卡片曲轴机械加工工艺过程卡片零件图号零件名称曲轴材料牌号QT600
33、-2毛坯种类球墨铸铁工序号工序名称工序内容设备工艺装备1铸铸造,酒理2然处理正火3车粗牟外IB端面数控车床外径千分尺、三爪卡盘4钻两端中心孔钻两端面钻中心孔卧式双面中心拈床Y形块、游标卡尺、车刀、中心钻5班车粗车左端小38、45,85数控车床两顶尖、千分尺、90度车刀余瞅1.-2rn6用车粗车右第力110,16O.485余贵1.20a数拄车床两顶尖、千分尺、90度车刀7车粗军中间轴段各685数控车床三爪卡盘、游标卡尺、90度车刀8车数车偏上76处各轴段85数控转塔车床四爪卜盘、游标K尺、90度车刀9车数车偏下76处各轴段685数控转塔车床四爪R盘、游标k尺、90度下刀10车精车偏上和偏F各轴段
34、85数控转塔车床四爪卡歙、游标卡尺、外明东刀11车精华中间轴段各485数拄车床两顶尖游标卡尺、90度外阀车刀12车精车左葡+38、*46、085数控车床三爪卡盘、谢标卡尺、外回乍刀13车桶车右编MHhI60485数控车床千分尺M洗键槽锐遗槽12x8x45方能铳床方能分度头、读恰跣刀15钻投钻校右侧由160端面上的616孔摇行砧麻15.8钻头、16较刀16热处理泮火17去毛毛在所有M面去除机械加工所留下的毛刺辍道上18清理井吹净在孔化液中清洗顶尖和油孔保证没有赃物弁吹净清洗机上19检验检验以上加工尺寸检验台上20修正中心孔修正中心孔21磨削磨一曲轴左右各轴段外网磨床两顶尖、卡规、千分尺、砂轮22
35、磨削螭一曲轴偏向上轴段外W1.磨床两r更尖、卡规、千分尺、砂轮23房削磨削曲轴偏向下轴段外，磨床偏心分度K盘、K规、千分尺、砂轮24去毛刺吹净在所有孔口处岫光梭边在主轴颈、连杆轴领上去W剌并吹净短道上25检验检验检验台上26动平衡曲轴动平衡依毋竭不大F120r.cmn6O0rmin动平衡机上27去除不平瓶量去除不平衡放立式钻床、At式诜床V形块28校真校百液压床上29终桧终检检验台上签字设计（口期）校对11W1)审核(E1.ffi)标准化（11ff1.会签口期）5MASTERCAM数控加工与编程设计5.1 MASTERCAM介绍Mastercam是美国CNCSoftwareInc.公司开发的基
36、于PC平台的CDCM软件。它集二维绘图、三维实体造型、曲面设计、体素拼合、数控编程、刀具路径摸拟及真实感摸拟等到功能于一身。它具有方便直观的几何造型MUSIerCam提供了设计零件外形所需的理想环境，其强大稳定的造型功能可设计出现杂的曲线、曲面零件。MaSterCam9.0以上版本还有支持中文环境，而I1.价位适中，对广大的中小企业来说是理想的选择,是经济有效的全方位的软件系统，是工业界及学校广泛采用的CAD/CAM系统.MaSterCam不但具有强大稳定的造型功能，可设计出发杂的曲线、曲面零件，而且具有强大的曲面粗加工及灵活的曲面精加工功能。其可轼刀具路径效验功能使MaSterCam可模拟零
37、件加工的整个过程，模拟中不但能显示刀具和夹具，还能检查出刀具和夹具与被加工零件的干涉、碰撞情况，真实反映加工过程中的实际情况，不愧为一优秀的CAD/CAM软件。同时MaSterCam对系统运行环境要求较低，使用户无论是在造型设计、CNC铳床、CNC车床或CNC线切割等加工操作中，都能获得最佳效果本次数控加工软件我们采用的是MaS1.erCam9.1版本。通过上述的工艺分析我们可以了解到我们所要加工的支架是个规则的六面体，而且考虑到加工工艺的安排和厂家的经济利益。我们所要加工的支架在普通的机床上加工难以达到我们所要求的各面精度和尺寸要求。所以我们选择在加工中心来完成此项工艺过程。由于手工编程缺乏
38、方便性和准确性，所以我们将才用mastercam软件来进行编程，他提供了多轴加工的铳削，车削等加工。而且我们可以通过软件的界面对所要加工的零件进行三维的造型，并能自定义加工路径来得到NC加工程序。数控加工编程的一般过程：（1）构建加工所需的二维或三维工件模型.（2）选择刀具路径菜单中相应的就削功能。（3）设定当前路径操作的NC刀具参数和其他各项诜削参数，生成刀具路径。（4）使用路径模拟和实体切削模拟功能，对生成的刀具路径进行验证检查.（5）执行刀具路径的后置处理，生成数控加工NC程序.5.2 MASTERCAM数控加工过程通过曲轴零件的加工，简要说明本次设计的曲轴零件MaNerCAM的车端面、
39、粗车、精车等自动编程过程。JJEJ（I）启动MaSterCAM1.athe,按上图绘制出如图所示的轮廓形状,中间连线不绘制。绘制图形时，X方向输入的坐标值为直径值：加工时，对话框中X方向的值亦为直径值.5.1.1 生成端面加工刀具路径设置工件Tx1.,MCJ1.(vU4T“fftM44i*tUyPS”81anf)1.PAvtc*t1.xkbr*Vvhf41.tt*UD“Ue*PSt*1r.tk*brtt1.ax*rHDiB1.Uk1.GFrIxnUrT*1.ac通过ToOIoffSeIS设理刀具偏移“通过FeedCa1.cu1.ation设置工件材料。1 .MainMenu-Too1.path
40、s-Jobsetup系统弹出如图所示对话框。通过ToOpa1.hCOnfigUra【沁n设置刀具路径参数.通过PoNproCesSor设置后置处理程序。2 .选择BOUndariCS设置工件毛坯。见图对话框。图5-3(I)通过Stock项目设区工件毛坯大小。选择Paranw1.ers-Takcfrom2POin1.设置毛坯的左下角点为(-250,-1010),右上角点为(250,1010),生成虚线如图5-4所示的毛坯。通过TaiEOCk尾座顶尖的参数。(此例可不设置)通过ChUCk设置卡盘的参数.通过Steadyrest设冏辅助支控的参数。选择0k,工件设置完成。图5-43.生成车端面刀具路
41、径1 .MainMenu-Too1.paths-Facc系统弹出如图5-5所示的对话框。2 .在TOO1.Pammeteni参数对话框中选择刀具，并设置其他参数，3 .选择对话框中的FaCeParame1.erS标签，并设置参数。见图5-6所示。FaCeparameters选项中各参数的含义如下：(1) EntryamountEntryamount输入框用于输入刀具开始进刀时距工件表面的距离(2) Roughstcpovcr当选中RoUghSIepOVer输入框前面的复选框时，按该输入框设置的进刀量生成端面车削粗车刀具路径。(3) FinishStcpovcr当选中Fini9hstcpovcr
42、输入框前面的更选框时，按该输入框设置的进刀量生成端面车削精车刀具路径。图5-5Numberoffinish设置端面车削精车加工的次数。(5) Overcutamount该辘入框用输入在生成刀具路径时，实际车削区域超出由矩形定义的加工区域的距离。Retractamount该输入框用于输入退刀量，当选中Rapidretract复选框时快速退刀。Stockto1.eave该输入框用丁输入加工后的预置S1.1 Cutawayfromcenter当选中该驻选框时，从距工件旋转轴较近的位置开始向外加工，否则从外向内加工,4 .选择SeIeCIPOinI,确定加工区域。5 .选择0k,退出FaCe参数设置.
43、生成如图图5-6所示的刀具路径。4.生成轮咙粗车加工刀具路径接着前面的例子介绍轮廓粗车加工刀具路径的生成。I.MainMenu-TooIpaths-Rough-Chain.选取所加工的外恻柱表面，如图5-7所示。然后选择Donc,图5-62.系统弹出Too1.parameters参数对话框和Roughparameters参数对话框。3 .Too1.Para1.ne1.erS参数对话框见如图5-9所示。在Too1.parameters参数对话框中选择刀具，并设置其他参数。4 .选择对话框中的Roughparameters标_签，并设置参数.见图5-8所示，Roughparameters选项中各参
44、数的含义如下：(1)Over1.apamout图57当选中该复选框时，相邻相车削之间设置有重叠室。重叠距离由该发选框下面的输入框设置，.若为设理进刀重叠，则将在工件外形留下有凹凸不平的扇形，MasterCAM通过设置Jfi段量，使得租车加工留下的材料都有一样的厚度,当设理了重件量时，每次车削的退刀量等于设置的切削探度与重登量之和。RoughRough输入框用来设置每次车削加工的切削深度。切削深度的距离是以垂直于切削方向来计算的“当选中Equs1.steps复选框时，将最大切削深度设置为刀具允许的最大值.(3)Stockto1.eaveXStockto1.eaveX输入框用于输入在X轴方向上的预
45、留量。(11)Stockto1.eaveZStockto1.eaveZ输入框用T输入在Z轴方向上的预留址.EntryEntry输入框用于输入刀具开始进刀时距工件表面的距离。（6） CuttingMethodCuttingMethtxi框用于设置粗切加工的模式.MasterCAM中提供两种选样:One-Way（单向切削）和Zig-Zag（双向切削）。在单向切削中，刀具在工件的一个方向切削后立即退刀，并以快速移向另一方向，接着下刀进行下一次切削加工。而双向切削，刀具在工件的两个方向进行切削加工，只有刀具为双向刀具才能进行双向切削。（7） RoughDirectionZAngIeRoUghDireC
46、1.iOn/Ang1.e栏用丁,设置粗切方向和粗切角度,MasierCAM提供J4种加工方向： 0口（外径）：在工件外部直径方向上切削。 1口（内径）：在工件内部直径方向上切削。 卜ace（前端面）：在工件的前端面方向进行切削 Back（后端面）：在工件的后端面方向进行切削粗切角度可以被设置为介于。至360之间的任意数值，一般怙况下，外径或内径车削都是采用00用切角，端面车削则采用90粗切加。图5-9图5-10Too1.Compensation刀具偏移方式设置.Ieunn/Oui添加进刀/退刀刀具路径设置。0P1.ungeparameters设置底切森数。冲击P1.ungeparameters按钮
