连接杆数控加工工艺设计及编程

1学生毕业论文题目： 连接杆数控加工工艺设计及编程 姓 名 学 号 系 (部) 机电工程系 专 业 数控技术及应用 指导教师 开题时间 完成时间 2毕业设计任务说明书一、设计课题连接杆数控加工工艺设计及编程二、设计任务及要求要求：独立完成设计中的各项内容。任务：1、设计说明书一份2、设计零件的数控加工工艺 3、典型工序的工装设计4、数控加工工序卡片5、数控加工程序6、用 CAD/CAM 软件绘制接合子轴的零件图三、本课题的作用及意义连接杆的作用是起连接两个运动单元、传递很大的扭距力。在动力的旋转带动下获得传动力矩，并能保证反向传动精度和轴向刚度。由于连接杆精度等级较高，一般为 8 级，在结构方面含平面、孔以及对称结构，因此，以连接杆为加工对象，通过分析其加工工艺并编写数控加程序，设计夹具，能够使设计者全面地了解数控加工工艺设计及编程的全过程，提高学生的理论知识和实践能力，为我国的数控技术的发展和工业中的发展培养人。四、参考资料1、 数控加工工艺与编程2、 机械零件课程设计3、CAD/CAM 软件书籍4、 机械零件设计手册5、 机械制造工艺学等3目 录前言摘要 .9第 1 章 绪论 .101、数控加工工作原理 .102、数控编程及其发展 .112.1 手工编程 .112.2 自动编程 .11第 2 章 加工方案的拟定 .121、材料毛坯的选择 .121.1 毛坯材料的选择 .121.2 毛坯类型的选择 .122、机床的选用 .123、装备的选择 .133.1 夹具的选择 .133.2 量具的选择 .143.3 切削液的选择 .153.4 定位与夹紧 .154、切削用量的选择 .16第 3 章 零件的加工 .171、工艺分析 .173.4 零件的功用分析 .1743.4 零件技术条件分析 .172、零件机械加工工艺过程卡片 .183、零件的加工工序卡片 .234、程序的编写 .305、铰链式钻模夹具图6、零件图7、立体图设计总结 .38参考文献 .39谢辞 .405连接杆加工工艺设计及编程摘要：连接杆加工技术的演变是一个持续不断的过程，成功的解决方案取决于对许多要素细致且广泛的分析，例如零件的工艺分析、加工工艺过程、设备要求、毛坯的选择、精度的要求等等，没有一个单一的标准方案可以满足所有应用要求，所有方案都是根据不同的应用领域量身定制的。连接杆需要经过几个不同的工序才能完成，锻件毛坯或铸件毛坯对加工工艺也有不同的要求。制造商对工艺的满意度取决于他对连接杆单位生产成本、产量和投资成本的评估。连接杆本身是机床夹具零件刀具所构成的工艺系统中最薄弱的环节，零件的不稳定性总是会影响到最小工序时间和加工质量的一致性。这对开发和设计刀具、刀片以及相应的应用技术带来了很高的要求。它意味着优化切削刃的分布以实现切削力平衡、优化提高针对不同类型表面的切削参数，从而使切削平顺而无振动等等。关键词：零件的工艺分析；机加工工艺路线确定；连接杆的加工工艺过程6第 1 章 绪论数控机床是按照事先编制好是数控程序自动地对工件进行加工的高效自动化设备。数控程序除了能保证加工出符合图样要求的合格零件外，还应该充分地发挥、利用数控机床的各种功能，使数控机床能安全、可靠、高效地工作。1、数控加工的工作原理数控加工就是将加工数据和工艺参数输入到机床，机床的控制系统对输入信息进行运算与控制，并不断地向直接指挥机床运动的电动机功能部件机床的伺服机构发送脉冲信号，伺服机构对脉冲信号进行转换和放大处理，然后又传动机构驱动数控机床，从而加工零件。所以数控加工的关键是加工数据和工艺参数的获取，即数控编程。2、数控编程及其发展数控机床和普通机床不同，整个加工过程中不需要人的操作，而由程序来进行控制。在数控机床上加工零件时，首先要分析零件图样的要求、确定合理的加工路线及工艺参数、计算刀具中心运动轨迹及其位置数据；然后把全部工艺过程以及其他辅助功能（主轴的正转与反转、切削液的开与关、变速、换刀等）按运动顺序，用规定的指令代码及程序格式编制成数控加工程序，经过调试后记录在控制介质（或称程序载体）上；最后输入到数控机床的数控装置中，以此控制数控机床完成工件的全部加工过程。因此，把从分析零件图样开始到获得正确的程序载体为止的全过程称为零件加工程序的编制。2.1 手工编程7手工编程是指程序编制的整个步骤几乎全部是由人工来完成的。对于几何形状不太复杂的零件，所需要的加工程序不长，计算也比较简单，出差机会较少，这时用手工编程既及时又经济，因而手工编程仍被广泛地应用于形状简单的点位加工及平面轮廓加工中。但是工件轮廓复杂，特别是加工非圆弧曲线、曲面等表面，或工件加工程序较长时，使用手工编程将十分繁琐、费时，而且容易出错，常会出现手工编程工作跟不上数控机床加工的情况，影响数控机床的开动率。此时必须用自动编制程序。2.2 自动编程自动编程有两种：APT 软件编程和 CAM 软件编程。APT 软件是利用计算机和相应的处理程序、后置处理程序对零件源程序进行处理，以得到加工程序的编程方法。在具体的编程过程中，除拟定工艺方案仍主要依靠人工进行外（有些自动编程系统能自动确定最佳的加工工艺参数），其余的工作，包括数值计算、编写程序单、制作控制介质、程序检查等各项工作均由计算机自动完成。编程人员只需要根据图样的要求，使用数控语言编写出零件加工的源程序，送入计算机，由计算机自动地进行数值计算、后置处理，编写出零件加工程序单，并在屏幕模拟显示加工过程，及时修改，将加工程序直接通过 DNC 的方式送入数控机床，指挥机床工作。第 2 章 加工方案的拟定81、毛坯的选择1.1 毛坯材料的选择轴类零件的毛坯通常用圆钢和锻件。阶梯轴直径较大时，多采用锻件，以节省材料，阶梯 轴直径较小时，可采用圆钢。当需要毛坯有较高综合的机械性能时，应采用锻件。由于 连接杆阶梯轴直径较大，所以使用锻件。连接杆的毛坯根据批量大小、尺寸、结构及材料品种来决定。批量较大的小型曲轴，采用模锻;单件小批的中大型曲轴，采用模 锻；本课题连接杆采用大批量生产，所以用模锻件。2、机床的选择因为连接杆是机械加工中的一种常见轴类零件，首先应该选择数控车床加工，机床的型号选定为 C6140、CK7150、摇臂钻床、4 轴加工中心CK7150 车床高速性能好，工作未稳定可靠，定位精度和重复精度较高，适用于加工轴类，套 类和盘类等精度要求较高的零件。主要参数：车床床身最大回转直径 500mm滑板上的最大回转直径 350mm 最大车削直径 400mm，最大 车削长度 1000mmX 轴最大行程 220mm.Z 轴最大行程 1030mm主轴转速范围 40-3300rmin; 刀架刀位数 8快速移动速度：X 轴 16mmin,Z 轴 20（40）mmin主电机功率 15KW，定位精度 X 轴 0.008mm,Z 轴 0.015mm重复定位精度 X 轴 0.006mm,Z 轴 0.008mm配套数控系统为 FANUCOTC3、装备的选择93.1 夹具选择硬三爪卡盘、软三爪卡盘、短心轴、分度头、可卸式钻模夹具。3.2 刀具的选择刀具的选择是数控加工中重要的工艺内容之一，它不仅影响机床的加工效率，而且直接影响加工质量。编程时， 选择刀具通常要考虑机床的加工能力、工序内容、工件材料等因素。与传统的加工方法相比，数控加工对刀具的要求更高。不仅要求精度高、刚度高，耐用度高，而且要求尺寸稳定、安装 调 整方便。这就要求采用新型优质材料制造数控加工刀具，并优选刀具参数。经过查表本加工的刀具如表格所示。加工的刀具表格序号 刀具编号 刀具规格名称 加工表面1 T01 外圆车刀09粗精车外圆表面和端面2 T02 25m 麻花钻钻孔3 T03 3mm 的面槽刀加工端面槽 mm1.052494 T04 内孔车刀 车孔5 T05 4mm 切槽刀 加工 59mm 的槽6 T06 端面车刀 加工 182 的槽7 D07 17mm 钻头钻定位孔 4X 17mm8 T08 40mm 端面铣刀 加工六面9 T09 中心钻 钻中心孔103.2 量具的选