《机械毕业设计（论文）递增型阶梯轴数控车削加工工艺及编程【全套图纸三维】.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械毕业设计（论文）递增型阶梯轴数控车削加工工艺及编程【全套图纸三维】.doc（21页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、零件轴的设计摘 要：在本设计说明书中,我通过对零件的图形分析,零件的结构工艺性，技术要求进行仔细分析了，所设计的零件结构应便于成型，并且成本低，效率高，它的涉及面广，因此这一环节是技术的关键，以便在拟定工艺规程时采用适当的措施。材料分析,选好了加工毛坯,了解常用的毛坯种类：锻件.型材.焊接件.冷压件等，还有毛坯是根据零件要求的形状，工艺尺寸等方面而制成的进一步加工使用的生产对象。在制订零件的工艺规程时，正确的选择工件的基准有着很重要的意义，应划分阶段一般分粗加工.半精加工和精加工三个阶段。选择的机床型号是广州数控车床，广州数控教学型数控车床。另外还对加工的工序.工艺进行分析,从而手工将加工零件
2、的全部工艺过程、工艺参数、位移数据等以规定的代码、程序格式写出,编制出了适合所选车床的程序。关键词: 零件的分析，毛坯，工艺，工序尺寸，加工路线全套图纸，加153893706前 言随着科学技术飞速发展和经济竞争的日趋激烈，机械产品的更新速度越来越快，数控加工技术作为先进生产力的代表，在机械及相关行业领域发挥着重要的作用，机械制造的竞争，其实质是数控技术的竞争。本次设计就是进行数控加工工艺设计织机导板零件，侧重于设计该零件的数控加工夹具，主要设计内容有：完成该零件的工艺规程（包括工艺过程卡、工序卡和数控刀具卡）和主要工序的工装设计。并绘制零件图、夹具图。用G代码编制该零件的数控加工程序，在则学习
3、计算机辅助工艺设计（CAPP）相关知识，并编制其构架。限于编者的水平有限，对书中的不妥之处，敬请读者批评指正。目录第一章 数控加工工艺卡和刀具卡3第二章 零件的分析52.1零件的工艺分析 62.2工艺规程设计说明 72.3切削三要素的确定 7第三章 零件工艺规程的设计 93.1 定位基准的选择93.1.1 精基准的选择93.1.2 粗基准的选择93.2 零件表面加工方法的选择103.3 加工顺序的安排103.4 工艺的制定113.4.1机床的选择113.4.2工艺装备的选择123.4.3 加工余量的确定123.4.4 确定工序尺寸的方法13第四章 数控加工程序的编制144.1 数控编程方法及特
4、点144.2 编写零件的加工程序单144.3 零件的工艺文件的编制以及刀具走刀轨迹路径图16第五章 小结19参考文献 20第一章 数控加工工艺卡和刀具卡数控加工工艺卡班级数控062产品名称夹具名称使用设备姓名伍永康零件轴三爪定心卡盘广州数控车床工步号工步内容刀具号刀具名称刀具规格主轴转速r/mm进给速度mm/r备注1钻5中心孔中心钻5200手动2钻内孔，加工深度为55mm麻花钻头23200手动3扩大内孔，加工深度为35m麻花钻头28200手动4粗车镗内孔及两处C1倒角T01内孔镗刀20X209000.25自动5精车镗内孔及两处C1倒角T01内孔镗刀20X209000.25自动6车内槽T02内槽
5、刀25X255000.1自动7粗车外圆，加工尺寸为70mmT01外圆车刀25X259000.3自动8精车外圆，加工尺寸为70mmT01外圆车刀25X2512000.2自动9车R8圆弧T02外圆螺纹刀25X259000.2自动10车槽T03外圆切槽刀25X255000.15自动11粗车外圆，加工尺寸为90mmT01外圆车刀25X259000.3自动12精车外圆，加工尺寸为90mmT01外圆车刀25X2512000.2自动13车槽T03外圆切槽刀25X254000.15自动14车左螺纹T02外圆螺纹刀25X25400螺距自动15车右螺纹T02外圆螺纹刀25X25400螺距自动数控加工刀具卡序号刀具
6、名称刀具规格/mm数量加工表面1中心钻51钻5mm中心孔2麻花钻头23和282钻23和28的内孔3内镗孔刀25X251镗内孔各表面4外圆车刀25X251自右至左车外表面5外圆螺纹刀25X251车M36和M206外圆切槽刀25X251车外槽7内槽刀25X251车内槽编制伍永康审核7/4/2009共1页第1页第二章 零件的分析根据数控车削加工的特点，对零件图样进行工艺性分析时，应主要分析与考虑以下一些问题。零件图样尺寸的正确标注 图一图二由于加工程序是以准确的坐标点来编制的，因此，各图形几何元素间的相互关系（如相切、相交、垂直和平行等）应明确，各种几何元素的条件要充分，应无引起矛盾的多余尺寸或者影
7、响工序安排的封闭尺寸等。例如，零件在用同一把切削刀同一个刀具半径补偿值编程加工时，由于零件轮廓各处尺寸公差带不同，如在图1中，就很难同时保证各处尺寸在尺寸公差范围内。这时一般采取的方法是：兼顾各处尺寸公差，在编程计算时，改变轮廓尺寸并移动公差带，改为对称公差，采用同一把切削刀同一个刀具半径补偿值加工，对图1中括号内的尺寸，其公差带均作了相应改变，计算与编程时用括号内尺寸来进行。2.1零件的工艺分析 （1）、零件各主要部分技术要求 A、未注倒角c2。 B、未注尺寸公差按GB/T 1804-m。 C、不得用砂布等工具对表面进行修饰加工。 D、工件材料用45#钢，（2）、工艺分析该零件的各配合段除了
8、有一定尺寸精度（各个公差）和表面粗糙度（0.8、1.6等），还有一定的位置精度（径向跳动）根据对个表面的具体要求，可采用如下的加工方案： 下料-粗车-调质-修研中心孔-半精车-精车-修研中心孔轴类零件的预加工 轴类零件的预加工是指加工的准备工序，即车削外圆之前的工艺。 校直 毛坯在制造、运输和保管过程中，常会发生弯曲变形，为保证加工余量的均匀及装夹可靠，一般冷态下在各种压力机或校值机上进行校值。(3) 轴类零件加工的定位基准和装夹 A、以工件的中心孔定位 在轴的加工中，零件各外圆表面，锥孔、螺纹表面的同轴度，端面对旋转轴线的垂直度是其相互位置精度的主要项目，这些表面的设计基准一般都是轴的中心线
9、，若用两中心孔定位，符合基准重合的原则。中心孔不仅是车削时的定为基准，也是其它加工工序的定位基准和检验基准，又符合基准统一原则。当采用两中心孔定位时，还能够最大限度地在一次装夹中加工出多个外圆和端面。 B、以外圆和中心孔作为定位基准（一夹一顶） 用两中心孔定位虽然定心精度高，但刚性差，尤其是加工较重的工件时不够稳固，切削用量也不能太大。粗加工时，为了提高零件的刚度，可采用轴的外圆表面和一中心孔作为定位基准来加工。这种定位方法能承受较大的切削力矩，是轴类零件最常见的一种定位方法。C、以两外圆表面作为定位基准 在加工空心轴的内孔时，（例如：机床上莫氏锥度的内孔加工），不能采用中心孔作为定位基准，可
10、用轴的两外圆表面作为定位基准。当工件是机床主轴时，常以两支撑轴颈（装配基准）为定位基准，可保证锥孔相对支撑轴颈的同轴度要求，消除基准不重合而引起的误差。D、以带有中心孔的锥堵作为定位基准 在加工空心轴的外圆表面时，往往还采用代中心孔的锥堵或锥套心轴作为定位基准，见图图二所示。 锥堵或锥套心轴应具有较高的精度，锥堵和锥套心轴上的中心孔即是其本身制造的定位基准，又是空心轴外圆精加工的基准。因此必须保证锥堵或锥套心轴上锥面与中心孔有较高的同轴度。在装夹中应尽量减少锥堵的安装此书，减少重复安装误差。实际生产中，锥堵安装后中途加工一般不得拆下和更换，直至加工完毕。 2.2工艺规程设计说明定位与夹具：数控
11、车床工作区应确定下列基准点：机床零点、工件零点、定位点、夹具零点、参考点等。参照零件图的工艺分析，该零件图要用到多个表面定位，应选择其中一个较大的表面为主要定位基准。先以工件毛胚大端外援作粗基准，粗车小端外圆和端面、螺纹和内孔。这样在车削大端时保证了加工余量。然后，掉头卡住工件最大端外圆，以大端外圆和肩面为定位基准，加工大端外圆，内孔及其断面。根据其尺寸要求，以保证同轴度等。2.3切削三要素的确定A、切削速度（线速度、园周速度）V(米/分)要选择主轴每分钟转数，必须首先知道切削线速度V应该取多少。V的选择：取决于刀具材料、工件材料、加工条件等。由于该零件图加工需要用到90度切削刀， V的速度可
12、以取得高些，一般可取100米/分以上，而60度螺纹车刀，切断刀和内镗孔车刀，V的速度可以取得低些一般情况下，我们采用在外圆粗车的情况下S为600800，精车时可以高些。S取（8001000）。而在螺纹加工，切断，镗孔的时候，S一般取较低，防止刀具材料的损坏，S一般取200300，甚至更低。B、进刀量（走刀量）F主要取决于工件加工表面粗糙度要求。精加工时，表面要求高，走刀量取小：0.060.12mm/主轴每转。粗加工时，可取大一些。主要决定于刀具强度，一般可取0.3以上，刀具主后角较大时刀具强度差，进刀量不能太大。C、吃刀深度（切削深度）精加工时，一般可取0.5（半径值）以下。粗加工时，根据工件
13、、刀具、机床情况决定，一般小型车床（最大加工直径在400mm以下）车削正火状态下的45号钢，半径方向切刀深度一般不超过5mm。另外还要注意，如果车床的主轴变速采用的是普通变频调速，那么当主轴每分钟转速很低时（低于100200转/分），电机输出功率将显著降低，此时吃刀深度及进刀量只能取得很小。第三章 零件工艺规程的设计3.1 定位基准的选择在制定零件加工的工艺规程时，正确地选择工件的定位基准有着十分重要的意义。定位基准选择的好坏，不仅影响零件加工的位置精度，而且对零件各表面的加工顺序也有很大的影响。本节先建立一些有关基准和定位的概念，然后再着重讨论定位基准选择的原则。3.1.1 精基准的选择重点
14、考虑：如何较少误差，提高定位精度。（1）基准重合原则。利用设计基准做为定位基准，即为基准重合原则。（2）基准统一原则。在大多数工序中，都使用同一基准的原则。 这样容易保证各加工表面的相互位置精度，避免基准变换所产生的误差。例如，加工轴类零件时，一般都采用两个顶尖孔作为统一精基准来加工轴类零件上的所有外圆表面和端面，这样可以保证各外圆表面间的同轴度和端面对轴心线的垂直度。（3）互为基准原则。加工表面和定位表面互相转换的原则。一般适用于精加工和光磨加工中。例如：车床主轴前后支承轴颈与主轴锥孔间有严格的同轴度要求，常先以主轴锥孔为基准磨主轴前、后支承轴颈表面，然后再以前、后支承轴颈表面为基准磨主轴锥
15、孔，最后达到图纸上规定的同轴度要求。（4）自为基准原则。以加工表面自身做为定位基准的原则，如浮动镗孔、拉孔。只能提高加工表面的尺寸精度，不能提高表面间的位置精度。还有一些表面的精加工工序，要求加工余量小而均匀，常以加工表面自身为基准。3.1.2 粗基准的选择粗基准影响：位置精度、各加工表面的余量大小。重点考虑：如何保证各加工表面有足够余量，使不加工表面和加工表面间的尺寸、位置符合零件图要求。（1）合理分配加工余量的原则。a、应保证各加工表面都有足够的加工余量：如外圆加工以轴线为基准；b、以加工余量小而均匀的重要表面为粗基准，以保证该表面加工余量分布均匀、表面质量高；如床身加工，先加工床腿再加工
16、导轨面；（2）保证零件加工表面相对于不加工表面具有一定位置精度的原则。 一般应以非加工面做为粗基准，这样可以保证不加工表面相对于加工表面具有较为精确的相对位置。当零件上有几个不加工表面时，应选择与加工面相对位置精度要求较高的不加工表面作粗基准。（3）便于装夹的原则：选表面光洁的平面做粗基准，以保证定位准确、夹紧可靠。（4）粗基准一般不得重复使用的原则：在同一尺寸方向上粗基准通常只允许使用一次，这是因为粗基准一般都很粗糙，重复使用同一粗基准所加工的两组表面之间位置误差会相当大，因此，粗基一般不得重复使用。3.2 零件表面加工方法的选择(1) 经济加工精度和经济表面粗糙度。加工过程中，影响加工精度
17、和表面质量的因素很多。每种加工方法在不同的工作条件下所能达到的精度和表面粗糙度会有所不同。经济加工精度（经济表面粗糙度）是指在正常加工条件下（采用符合质量标准的设备、工艺装备和标准技术等级的工人，不延长加工时间）所能达到的加工精度（表面粗糙度）。(2) 典型表面加工方法及加工加工方案简介。一般的零件都是由若干个典型表面组成的。选择零件的加工方法和加工方案，实质上是选择典型表面的加工方法和加工方案。最常见的典型表面是平面、外圆面和内孔。(3) 成型表面和复杂表面的加工。成型表面的加工可分为轨迹法；成型法；包络法；复杂表面的加工可分为程序控制法；电火花加工；电解加工。3.3 加工顺序的安排工件的机
18、械加工工艺路线中要经过切削加工、热处理和辅助工序。因此，当拟定工艺路线时，要合理、全面安排好切削加工、热处理和辅助工序的顺序。（1）切削加工工序的安排原则基准先行；先粗后精；先主后次；先面后孔（2）热处理工序的安排预备热处理的目的是改善工件的加工性能，消除内应力，改善金相组织，为最终热处理做好准备；消除残余应力处理的目的是消除毛坯制造和切削加工过程中产生的残余应力；最终热处理的目的是提高零件的力学性能（如强度、硬度、耐磨性等）（1） 辅助工序的安排辅助工序包括检验、去毛刺、倒棱、清洗、防锈、去磁和平衡等。1）检验。除了工序中自检外，还需在下列场合单独安排检验工序：重要工序的前、后；送往外车间加
19、工之前；全部加工工序完成、去毛刺之后。2）去毛刺。去云毛刺常安排在下列场合进行：淬火工序之前；全部加工工序结束之后3.4 工艺的制定3.4.1机床的选择随着批量的不同，应采用不同的机床进行加工。当零件不太复杂、批量又较小时，宜采用通用的机床；当生产批量很大时，宜采用专用的机床；在多品种、小批量生产的情况下，对复杂零件使用数控机床能获得较高的经济效益。选择机床时，主要考虑以下因素：（1） 机床的规格应与工件的外形尺寸相适应，即大件用不机床，小件用小机床。（2） 机床精度应与工件加工精度要求相适应，机床精度过低，不能保证加工的精度；机床精度过高，又会增加工件的制造成本，应根据工件的要求合理的选择。
20、（3） 机床的生产效率应与工件的生产类型相适应。单件小批生产用通用设备或数控机床，大批大量生产应选高效专用设备。（4） 与现有条件相适应。要根据现有设备及设备负荷状况、外协条件等确定机床，避免“闭门造车”。3.4.2工艺装备的选择（1）刀具的选择。选择刀具时，一般优先采用标准刀具。必要时，可采用各种高效的专用刀具、复合刀具和刃刀具等。刀具的类型、规格和精度等级应符合加工要求。数控机床所用刀具的要求应高于普通机床所用刀具，因此还应注意以下几点：同一批刀具的切削性能和使用寿命要稳定，以便实现按刀具使用寿命换刀或由数控系统对刀具寿命进行管理。刀具必须具有较高的精度，以适应数控加工的高精度和自动换刀的
21、要求。刀具及其刀柄等附件的可靠性及适应性要高，以免在数控加工中发生意外损坏而影响加工的顺利进行。刀具的耐用度应比普通机床用的刀具更高，以减少更换、刃磨刀具及对刀次数，发挥数控机床的效益。刀具的断屑和排屑性能要好。（2）夹具的选择。数控加工的特点对夹具提出了两个基本要求：一是保证夹具的坐标方向与机床的坐标方向相对固定；二是要能协调零件与机床坐标系的尺寸。除此之外，重点考虑以下几点：单件小批生产时，优先选用组合夹具、可调夹具和其他通用夹具，以缩短生产准备时间和节省生产费用。成批生产时才考虑采用专用夹具，并力求结构简单。零件的装卸要快速、方便、可靠，以缩短机床的停顿时间。夹具上各零部件应不妨碍机床对
22、零件各表面的加工，即夹具要敞开，其定位、夹紧机构元件不能影响加工中的走刀（如产生碰撞等）。为提高数控加工的效率，批量较大的零件加工可以采用多工位、气动或液压夹具。（3）量具的选择。单位小批生产应广泛采用通过量具如游标卡尺、百分尺和千分表等。大批大量生产应采用极限量规（通规、止规）和高效的专用检验夹具、量仪等。量具的精度必须与加工精度相适应。3.4.3 加工余量的确定在保证加工质量的前提下，加工余量越小越好。确定加工余量有以下三种方法。查表发；经验估计法；分析计算法。总加工余量： (手工造型)铸件 3.57mm自由锻件 2.57mm模锻件 1.53mm圆钢料 1.52.5mm工序余量：粗车 11
23、.5mm半精车 0.81mm高速精车 0.40.5mm低速精车 0.10.15mm磨削 0.150.25mm研磨 0.0020.005mm粗铰 0.150.35mm精铰 0.050.15mm珩磨 0.020.15mm3.4.4 确定工序尺寸的方法每道工序完成后应保证的尺寸称为该工序的工序尺寸。工件上的设计尺寸及其公差是经过各加工工序后得到的。每道工序的工序尺寸都不相同，它们逐步向设计尺寸接近。为了最终保证工件的设计要求，各中间工序的工序尺寸及其公差需要计算确定。（1） 基准重合时工序尺寸及其公差的计算。这是指加工的表面在各工序中均采用设计基准作为工艺基准，其工序尺寸及其公差的确定比较简单。（2
24、） 基准不重合时工序尺寸及其公差的计算。工序尺寸或定位基准与设计基准不重合时，工序尺寸及其公差计算比较复杂，需用工艺尺寸链来分析计算。第四章 数控加工程序的编制4.1 数控编程方法及特点由于这些零件的径向尺寸，无论是测量尺寸还是图纸尺寸，都是以直径值来表示的，所以数控车床采用直径编程方式，即规定用绝对值编程时，X为直径值；用相对值编程时，则以刀具径向实际位移量的二倍值为编程值。对于不同的数控车床、不同的数控系统，其编程基本上是相同的，个别有差异的地方，要参照具体机床的用户手册或编程手册。4.2 编写零件的加工程序单T0101-90度切削刀 T0202-60度螺纹刀 T0303-内镗孔刀 T04
25、04-切断刀01234G00 X100 Z100MO3S600T0101GOO X58 Z3G71 U1 R0.8G71 P70 Q160 U0.4 W0 F30N70 G01 Z0 F30X0X28X31.85 Z-18X36X40 Z-30G02 X40 Z-40 R5 F40G03 X54 Z-90 R27 F40G01 X50 Z-95 F30X55N160 Z-125G00 X100 Z100M05 M00M03 S600G00 X58 Z3G70 P70 Q160M05M00M03 S150T0404G00 X44 Z-18G01 X18 F10X44G00 X100 Z100M0
26、5M00M03 S300T0202G76 P010060 Q25 R0.025G76 X210.25 Z-15 P0.4875 Q250 F0.75G00 X100 Z100M05 M00M03 S150T0404G00 X58 Z-123 G01 X53 F10X58X50X51 Z-121X58Z-123X-1G00 X100 Z100 4.3 零件的工艺文件的编制以及刀具走刀轨迹路径图 图三工序内容：A.车一端平面，钻中心孔。 B.按图纸要求加工各平面。工装夹具：卡盘，顶针测量与检测：直尺，游标卡尺。 来回来工件上测量图四工序内容：用切断刀在18上切距离为3X2的槽。工装夹具：卡盘，顶针
27、测量与检测：直尺，游标卡尺。 来回来工件上测量 图五工序内容：用60度螺纹车刀，在直径32X18，车M32X0.75-6h的螺纹工装夹具：卡盘，顶针测量与检测：直尺，游标卡尺。 来回来工件上测量 图六工序内容：在一端用直径为20的麻花钻，钻一个22深的孔。工装夹具：三角卡盘，基形架测量与检测：直尺，游标卡尺。 来回来工件上测量 图七工序内容：翻转工件，先钻一个中心孔，在用直径为25的钻头钻43深度的孔工装夹具：卡盘，顶针测量与检测：直尺，游标卡尺。 来回来工件上测量 图八工序内容：用直径为25的钻头钻43深度的孔，用内镗孔刀车锥度为15的内圆工装夹具：卡盘测量与检测：直尺，游标卡尺。 来回来工
28、件上测量第五章 小结本次课题贯穿本专业所学到的议论知识与实践操作技术，从分析设计到计算、操作得到成品，同时本次选题提供了自主学习，自主选择，自主完成的机会。毕业设计有实践性，综合性，探索性，应用性等特点，本次选题的目的是数控专业教学体系中构成数控技术专业知识及专业技能的重要组成部分，是运用数控机床实际操作的一次综合练习。传统的回转体工件设计是应用系统方法分析和研究产品生产的问题和需求。现代回转体类的数控加工设计理论已经不拘泥于系统论的理论基础，开始强调产品尺寸精度，工艺严格性，从而更加有得于学生装的数控编程及操作的创新精神和实践能力。随着毕业设计做完，也将意味我的大学生活即将结束，但在这段时间
29、里面我觉得自己是努力并快乐的。在繁忙的的日子里面，曾经为解决技术上的问题，而去翻我所学专业的书籍。经过这段时间我真正体会了很多，也感到了很多。通过次此的分析，需要对刀具的切削参数进行计算等方面的问题给予考虑，这些方面的知识都需要我们去复习以前的知识，在对以前学的知识进行初步系统回顾之后，大脑形成一初步的印象。各专业课之间相关联的知识也能很好的理解。 这次毕业设计，给我最大的体会就是熟练操作技能来源我们对专业的熟练程度。比如，我们想加快编程程度，除了对各编程指令的熟练掌握之外，还需要你掌握零件工艺方面的知识，对于夹具的选择，切削参数的设定我们必须十分清楚。在上机操作时，我们只有练习各功能键的作用
30、，在编程时才得心应手。因此，我总结出一个结论“理论是指导实践的基础，只有不断在实践中总结验，并对先前的理论进行消化和创新，自己的水平会很快的提高”本毕业的选题、设计内容、及设计的形成是在老师的悉心指导下完成的。在毕业论文的完成过程中倾注了老师大量的心血，因此，在论文完成之际，特向我尊敬的老师表示衷心的感谢。通过此次设计使我掌握了科学研究的基本方法和思路，为今后的工作打下了基础，在以后的日子我将会继续保持这份做学问的态度和热情.参考文献1.任殿阁，张佩勤主编设计手册辽宁科学技术出版社1991年9月2.付铁主编计算机辅助机械设计实训教程北京理工大学出版社3.方世杰主编机械优化设计机械工业出版社20
31、03年3月4.曹桄 高学满主编 金属切削机床挂图上海交通大学出版社1984年8月5.吴宗泽 罗圣国主编 机械设计课程设计手册高等教育出版社1982年12月6.华东纺织工学院 哈尔滨工业大学 天津大学机床设计图册上海科学技术出版社7.机械设计手册编写组机械设计手册机械工业出版社1986年12月8.邱宣怀主编 机械设计高等教育出版社2004年5月9.李华，李焕峰副主编 机械制造技术 机械工业出版社出版10.叶伟昌 ，林岗副主编 机械工程及自动化简明设计手册 机械工业出版社出版11.卜炎主编 机械传动装置设计手册 机械出版社出版12.徐锦康主编 机械设计 高等教育出版社出版13.大连理工大学画教研室编 机械制图 高等教育出版社出版14.隋明明主编 史艺农审 机械设计基础 机械工业出版社出版
