联轴器的加工设计开题报告.doc

开题报告回顾数控技术的发展，从数控阶段（19521970），到计算机数控（CNC）阶段（1970至今），数控技术已经有了三十几年的发展的历史。现代数控技术发展的趋势已经向高速，高精加工方面。而数控系统具有多轴控制，多轴联动和复合加工控制功能，多轴数控机床可以使用刀具几何形状对工件进行切削。随着计算机网络的应用，数控系统也朝着开放化，智能化和网络化发展，开放式数控系统结构主要有两种形式，一种是基于PC的CNC系统，另一种是PC嵌入式。这种系统的基本结构为CNC+PC主扳。开放式系统以其极大的优点显示出强大的生命力。共享PC体系结构的开放性和标准化以及其日新月异的技术成就，把运动控制，逻辑控制，人机界面，数据处理，通信等功能集成在一台PC中，这就是开放式数控系统的发展趋势。数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，他对国计民生上午一些重要行业（IT汽车轻工医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势。从目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来看，其主要研究热点有以下几个方面（14）。我做的课题是连轴器加工工艺的改进和刀具切削参数的研究，所使用的Lgmazak系统，加工工艺的改进主要是在以下几点。一，科学选择数控刀具数控加工刀具必须适应数控机床高速，高效和自动化程度高的特点，一般应包括通用刀具，通用连接刀柄及少量专用刀柄。刀柄要联接刀具并装在机床动刀头上，因此已逐渐标准化和系列化。数控刀具的分类有多种方法。根据刀具结构分为：整体式；镶嵌式，采用焊接或机架式连接，机架式又可分为不转位和可转位两种；特殊型式，如复合式刀具，减震式刀具等。根据制造刀具所使用的材料可分为：高速钢刀具硬质合金刀具金刚石刀具其它材料刀具，如立方氮化硼，陶瓷刀具等。从切削工艺上可分为：车削刀具，分外圆内孔螺纹切割刀具等多种钻削刀具，包括钻头绞刀丝锥等镗削刀具铣削刀具等，为了适应数控机床对刀具耐用、稳定、易调、可换等的要求，近几年机架式可转位刀具得到广泛的应用，在数量上达到整个数控刀具的30%40%，金属切除量占总数的80%90%。数控刀具与普通机床上所用的刀具相比，有许多不同的要求，主要有以下特点：刚性好（尤其是粗加工刀具），精度高，抗震及热变形小：互换性好，便于快速换刀；寿命高，切削性能稳定、可靠；刀具的尺寸便于调整，以减少换刀调整时间；刀具应能可靠地断屑或卷屑，以利于切屑的排除；系列化，标准化，以利于编程和刀具管理。1、选择数控刀具的原则刀具寿命与切削用量有密切关系。在制定切削用量时，应首先选择合理的刀具寿命，而合理的刀具寿命则应根据优化的目标而定。一般分最高生产率刀具寿命和最低成本刀具寿命两种，前者根据单件工时最少的目标确定，后者根据工序成本最低的目标确定。选择刀具寿命时可考虑如下几点根据刀具复杂程度、制造和磨刀成本来选择。复杂和精度高的刀具寿命应选择比单刃刀具高些。对于机架可转位刀具，由于换刀时间短，为了充分发挥其切削性能，提高生产效率,刀具寿命可选得低些，一般取1530min。对于装刀、换刀和调刀比较复杂的多刀机床、组合机床与自动化加工刀具，刀具寿命应选得高些，尤应保证刀具可靠性。车间内某一工序的生产率限制了整个车间的生产率的提高是，该工序的刀具寿命要选得低些当某工序单位时间内所分担到的全厂开支M较大时，刀具寿命也应选得低些。大件精加工时，为保证至少完成一次走刀，避免切削时中途换刀，刀具寿命应按零件精度和表面粗糙度来确定。与普通机床加工方法相比，数控加工对刀具提出了更高的要求，不仅需要刚性好、精度高，而且要求尺寸稳定，耐用度高，断和排性能坛同时要求安装调整方便，这样来满足数控机床高效率的要求。数控机床上所选用的刀具常采用适应高速切削的刀具材料（如高速钢、超细粒度硬质合金）并使用可转位刀片。2、选择数控车削用刀具数控车削车刀常用的一般分成型车刀、尖形车刀、圆弧形车刀以及三类。成型车刀也称样板车刀，其加工零件的轮廓形状完全由车刀刀刃的形状和尺寸决定。数控车削加工中，常见的成型车刀有小半径圆弧车刀、非矩形车槽刀和螺纹刀等。在数控加工中，应尽量少用或不用成型车刀。尖形车刀是以直线形切削刃为特征的车刀。这类车刀的刀尖由直线的主副切削刃构成，如900内外圆车刀、左右端面车刀、切槽（切断）车刀及刀尖倒棱很小的各种外圆个内孔车刀。尖形车刀集合参数（主要是集合角度）的选择方法与普通车削的基本相同，但应结合数控加工的特点（如加工路线、加工干涉等）进行全面的考虑，并应兼顾刀尖本身的强度。圆弧形车刀是以一圆弧或线轮廓误差很小的圆弧形切削刃为特征的车刀。该车刀圆弧刃每一点都是圆弧形车刀的刀尖，应此，刀位点不在圆弧上，而在该圆弧的圆心上，圆弧形车刀可以用于车削内外表面，特别适合于车削各种光滑连接（凹形）的成型面。选择车刀圆弧半径时应考虑两点车刀切削刃的圆弧半径应小于或等于零件凹形轮廓上的最小曲率半径，以免发生加工干浅该半径不宜选择太小，否则不但制造困难，还会因刀尖强度太弱或刀体散热能力差而导致车刀损坏。二、设置刀点和换刀点刀具究竟从什么位置开始移动到指定的位置呢？所以在程序执行的一开始，必须确定刀具在工件坐标系下开始运动的位置，这一位置即位程序执行时刀具相对于工件运动的起点，所以称程序起始点或起刀点。此起始点一般通过对刀来确定，所以，该点又称对刀点。在编制程序时，要正确选择对刀点的位置。对刀点设置原则是：便于数值处理和简化程序编制。易于找正并在加工过程中便于检查，引起的加工误差小。对刀点可以设置在加工零件上。也可以设置在夹具上或机床上，为了提高零件的加工精度，对刀点应尽量设置在零件的设计基准或工艺基准上。实际操作机床时，可通过手工对刀操作把刀具的刀位点放在对刀点上，即“刀位点”与“对刀点”的重合。所谓“刀位点”是指刀具的定位基准点，车刀的刀位点为刀尖或刀尖圆弧中心。平底立铣刀是刀具轴线与刀具底面的交点，球头铣刀是球头的球心，钻头是钻尖等。用手动对刀操作，对刀精度较低，且效率低。而有些工厂采用光学对刀镜、对刀仪、自动对刀装置等，以减少对到时间，提高对刀精度。加工过程中需要换刀时，应规定换刀点。所谓“换刀点”是指刀架转动换刀时的位置，换刀点应设在工件或夹具的外部，以换刀是不碰工件及其他部件为准。三、数控加工切削用量的确定合理选择切削用量的原则是，粗加工是，一般以提高生产率为主，但也应考虑经济性和加工成本，半精加工和精加工时，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性和成本加工。具体数值应根据机床说明书、切削用量手册，并结合经验而定。1切削深度在机床、工件和刀具刚度允许的情况下，t就等于加工余量，这是提高生产率的一个有效措施。为了保证零件的加工精度和表面粗糙度，一般应留一定的余量进行精加工。数控机床的精加工余量可略小于普通机床。数控编程时，编程人员必须确定每道工序的切削用量，并以指令的形式写入程序中。切削用量包括主轴转速、背吃刀量及进给速度等。对于不同的加工方法，需要选用不同的切削用量。切削用量的选择原则是：保证零件加工精度和表面粗糙度，充分发挥刀具切削性能，保证合理的刀具耐用度，并充分发挥机床的性能，最大限度提高生产率，降低成本。2确定主轴转速主轴转速应根据允许的切削速度和工件（或刀具）直径来选择。其计算公式为：n=1000v/7ID式中：v切削速度，单位为m/m，由刀具的耐用度决定；n主轴转速，单位为r/min，D工件直径或刀具直径，单位为mm。计算的主轴转速n，最后要选取机床有的或较接近的转速。3确定进给速度进给速度是数控机床切削用量中的重要参数，主要根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性质选取。最大进给速度受机床刚度和进给系统的性能限制。确定进给速度的原则：当工件的质量要求能够得到保证时，为提高生产率，可选择较高的进给速度。一般在100-200mm/min范围内选取；在切断、加工深孔或用高速钢刀具加工时，宜选择较低的进给速度，一般在20-50mm/min范围内选取，表面粗糙度要求高时，进给速度应小些，一般在20-50mm/min范围内选取，刀具空行程时，特别是远距离“回零”时，可以设定该机床数控系统设定的最高进给速度。4确定背吃刀量背吃刀量根据机床、工件和刀具的刚度来决定，在刚度允许的条件下，应尽可能使背吃刀量等于工件的加工余粮，这样可以减少走刀次数，提高生产效率。为了保证加工表面质量，可留少量精加工余量，一般0.2-0.5mm，总之，切削用量的具体数值应根据机床性能、相关的手册并结合实际经验用类比方法确定。同时，使主轴转速、切削深度及进给速度三者相互适应，以形成最佳切削用量。切削用量不仅是在机床调整前必须确定的重要参数，而且其数值合理与否对加工质量、加工效率、生产成本等有着非常重要的影响。所谓“合理的”切削用量是指充分利用刀具切削性能和机床动力性能（功率、扭矩），在保证质量的前提下，获得高的生产率和低的加工成本的切削用量。四、编程数控编程方法有手工编程和自动编程两种。手工编程是指从零件图样分析工艺处理、数据计算、编写程序单、输入程序到程序校验等各步骤主要有人工完成的编程过程。它适用于点位加工或几何形状不复杂的零件的加工，以及计算简单，程序段不多，编程易于实现的场合等。但对于几何形状复杂的零件（尤其是空间曲面组成的零件），以及几何元素不复杂但需要编制程序量很大的零件，由于编程时计算数值的工作相当繁琐，工作量大，容易出错，程序校验也较困难，用手工编程难以完成，因此要采用自动编程。所谓自动编程即程序编制工作的大部分或全部有计算机完成，可以有效解决复杂零件的加工问题，也是数控编程未来的发展趋势。同时，也要看到手工编程是自动编程的基础，自动编程中许多核心经验都来源于手工编程，二者相辅相成。方案论证数控车床是高精度的机床，如果加工余量过大，则容易产生“让刀”现象，使工件变形，企业造成不必要的浪费。只有加工余量在一定的范围内，才会减少误差。1从生产方面论证：随着制造业的发展，联轴器的运用广泛，例如用于发动机的轴向连接等，在机械行业有着重要作用。目前数控机床和车削中心为重要组成部分的柔性制造系统（FMS）和计算机集成制造系统（CIMS）已越来越多，数控机床的应用已渗透到机械制造业的各个领域，其中数控机床的种类很多，无论是那种机床都具有较高的精度，自动化程度也非常好，越来越多的制造业选择了数控机床。其中数控机床的操作是建立在普通机床的基础上，因此数控加工也离不开普通车床，他们的关系是相互依存，相互补充的。两者是加工中不可缺少的一部分，数控机床能加工高精度的零件，而普通车床却能方便的去除毛坯的余量。我们可以先上普通车床去余量，留23mm余量给数控车，节省了不必要的切削，提高了效率，同时也容易保证精度，不容易变形。所以生产上先用普通车床加工，然后再用数控车加工是可行的。2从工艺上论证：首先我们先确定加工端面，再加工外圆，然后镗孔。这样根据大概意图编写程序。a.备料45钢直径和总长b.粗车按工序图车至要求粗车孔直径c.调质表面不大于HB250心部HB180230d.精车一按工序图车至要求浸泡冷却液35分钟e.精车二按工序图精车大端面至要求f.磨按工序图磨大端面至要求g.加工中心钻铣h.钳攻英制1/4202B，所有孔口倒角i.检按图纸进行检验j.防锈处理按规定防锈油k.入库详细工艺见附录只有这样才能保证工件的光洁度，尽量比买内划伤，提高精度，想我今天设计的工件29323，其大外圆的公差只有两丝，入伙工件加工完后，不泡几分钟，那工件很可能因为温度而报废。所以，从工艺上论证也行的同的三文献综述在做毕业设计过程中，查阅了许多资料，方方面面都做了些了解，收获匪浅，虽然有些资料只是了解其中的小一部分，了解程度也较浅，但在不同内容综合为一体，用较为专业的语言重新叙述时，对资料的内容也加深了一些。在查阅资料的过程中，发现学校的教科书用处颇大，从我拿到零件图，到最后的编程、加工，都要查阅资料，把从前学的理论与现在的实际结合，这谁我的知识一点一点加深，拓展。另外，在网络上查阅资料索然不成体系，只是查阅某一方面就搜索这一方面，但零零碎碎的结合起来也有许多帮助，最后就是在市图书馆里查阅的资料，这些资料涉及的知识较深也较广，凭我先有的能力，许多内容还不是太懂，资料的专业性也较强，往往是一种专业的深度说明，所以用到的地方相对较少，只是其中的一点内容有些帮助。所以要对这些参考文献进行综述，只能突出其中一些毕业设计过程中用处较大的进行综述。由张主编，苏州大学出版社的机械制图是我做毕业设计的基础，拿到图纸首先要进行