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轴类零件的数控加工工艺设计与编程【3张图纸】【数控类+夹具】【优秀】

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轴类零件 数控 加工 工艺 设计 编程 图纸 夹具 优秀 优良
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轴类零件的数控加工工艺设计与编程[数控+夹具]

53页-18000字数+说明书+开题报告+中期报告+外文翻译+3张CAD图纸

Master CAM 仿真程序代码.doc

中期报告.doc

外文翻译--数控技术  中文版.doc

外文翻译--数控技术  英文版.pdf

机械加工工序卡21张.doc

毛坯图.dwg

设计图3张.dwg

轴类零件的数控加工工艺设计与编程开题报告.doc

轴类零件的数控加工工艺设计与编程论文.doc

轴零件.dwg

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摘要

   本次设计是根据被加工轴的技术要求和年生产量,进行机械加工工艺设计,然后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。主要工作包括绘制毛坯图、零件图、夹具总的设计图。了解零件的结构特点和技术要求;根据生产类型和生产条件,对零件进行结构分析和工艺分析;确定毛坯的种类及制造方法;拟定零件的加工工艺规程;选择各工序的加工设备和工艺设备,确定各工序的加工余量和工序尺寸,计算各工序的切削用量额定工时;填写加工工艺过程卡片、机械加工工序卡片等工艺卡片;设计制定选定的加工工序的专用夹具,绘制装配总图和主要零件图。


关键词:轴;加工工艺;夹具;编程


目  录

摘要I

AbstractII

符号表III

1 绪论1

1.1研究背景和意义1

1.2设计目的2

1.3研究现状2

1.4研究内容4

2 零件加工工艺分析5

2.1零件结构工艺性分析5

2.1.1零件图纸工艺分析5

2.1.2零件结构分析6

2.2零件技术要求分析6

2.3确定毛坯材料和制造形式6

2.3.1材料分析7

2.3.2毛坯分析7

2.4零件设备选择7

2.5基面选择8

2.5.1粗基准选择8

2.5.2精基准选择8

2.6确定走刀顺序和路线9

2.6.1基面先行9

2.6.2确定工序尺寸10

2.7确定切削用量及基本工时11

2.8刀具及量具选择17

2.8.1刀具选择18

2.8.2量具选择19

3 专用夹具设计20

3.1设计主旨20


3.2确定夹具结构设计方案20

  3.2.1数控车床常用装夹方式20

3.2.2确定合理装夹方式20

3.2.3钻孔专用夹具设计21

4 数控加工程序编程及仿真23

4.1数控加工特点23

4.2数控编程分类23

4.2.1手工编程23

4.2.2自动编程23

4.3确定编程坐标系及编程原点23

4.4数值计算24

4.4.1R6mm、R20mm两圆弧切点坐标计算24

4.4.2圆锥大端直径计算24

4.4.3螺纹尺寸计算25

4.5程序编程25

4.5.1左端25

4.5.2右端26

4.6MasterCAM仿真27

4.6.1建立模型27

4.6.2工件及刀具设置28

4.6.3实体加工模拟过程28

5 结论32

参考文献33

致谢34

附录1 Master CAM仿真程序代码37



设计目的

   通过设计,一方面能获得综合运用过去所学的知识进行工艺分析的基本能力,另一方面,也是对数控加工过程进行的一次综合训练。

   通过此次设计,我们可以在以下各方面得到锻炼:能运用已学过的基本理论知识,以及在生产实习中学到相应的实践知识,掌握从零件图开始到正确地编制加工程序的整个步骤、方法。根据被加工零件的技术要求,选择合理的工艺,编制出既经济又合理,又能保证加工质量的数控程序,并且学会使用各类设计手册及图表资料。还可以运用MasterCAM软件进行三维仿真。

1.3研究现状

   轴类零件是机器中经常遇到的典型零件之一。它在机械中主要用于支承齿轮带轮、凸轮以及连杆等传动件,传递扭矩。机器中作回转运动的零件就装在轴上。按轴类零件结构形式不同,一般可分为光轴、阶梯轴和异形轴三类;或分为实心轴和空心等。

   轴类零件的技术要求主要是支承轴颈和配合轴颈的径向尺寸精度和形位精度,轴向一般要求不高。几何形状精度主要是圆度和圆柱度,一般要求限制在直径公差范围之内。相互位置精度主要是同轴度和圆跳动;保证配合轴径对于支承轴颈的同轴度,是轴类零件位置精度的普遍要求之一。

   方便直观的几何造型MasterCAM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复杂的曲线、曲面零件。MasterCAM具有强劲的曲面粗加工及灵活的曲面精加工功能。MasteCAM提供了多种先进的粗加工技术,以提高零件加工的效率和质量。MasterCAM还具有丰富的曲面精加工功能,可以从中选择最好的加工方法,加工最复杂的零件。MasterCAM的多轴加工功能,为零件的加工提供了更多的灵活性。可靠的刀具路径校验功能MasterCAM可模拟零件加工的整个过程,模拟中不但能显示刀具和夹具,还能检查刀具和夹具与被加工零件的干涉、碰撞情况。

   CAD/CAM是随着轴类零件的设计理论和CAD/CAM技术的发展而发的。轴类由最初的只能代替手工进行计算,逐步发展到能实现三维实体造型、机构仿真、自动编程等功能,并且还在不断发展下去。

   轴类零件在整个制造工业中发挥着重要作用,数控机床代表着一个民族制造工业现代化的水平。随着现代化科学技术的迅速发展,制造技术和自动化水平的高低已成为衡量一个国家或地区经济发展水平的重要标志。当今世界各国制造业广泛采用数控技术,以提高制造能力和水平,提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力。此外世界上各工业发达国家还将数控技术及数控装备列为国家的战略物资,不仅采取重大措施来发展自己的数控技术及产业,而且在“高精尖”数控关键技术和装备方面对我国实行封锁和限制政策。总之,大力发展以数控技术为核心的先进技术已成为世界各发达国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。

   数控编程技术是数控技术重要的组成部分。从数控机床诞生之日起,数控编程技术就受到了广泛关注,成为CAD/CAM系统的重要组成部分,各工业发达国家也投入了大量的人力物力开发实用的数控编程系统。在CAD/CAM一体化概念的基础上,出现了并行工程的概念。为了适应并行工程发展的需要,数控编程技术正向集成化和智能化方向发展。进入二十世纪九十年代,随着Web技术的不断发展,传统的产品设计、制造和生产模式正在发生深刻的变革,出现了协同设计制造、异地设计制造、全球制造等一系列新概念和新技术。将Web技术和CAM技术相结合,成为CAM系统的又一重要发展方向。

   21世纪数控装备将是具有一定智能化的系统,智能化的内容包括在数控系统的各个方面:追求加工效率和加工质量方面的智能化,如工艺参数的自动生成,简化编程、简化操作方面的智能化,智能化的自动编程、智能化的人机界面等;还有智能诊断、智能监控方面的内容、方便系统的诊断以及维修等。

   数控加工制造技术正逐渐得到广泛的应用,对零件进行编程加工之前,工艺分析具有非常重要的作用。工艺分析是数控加工编程的前期工艺准备工作,无论是手工编程还是自动编程,在编程之前均需对所加工的轴类零件进行工艺分析。如果工艺分析考虑不周,往往会造成工艺设计不合理,从而引起编程工作反复,工作量成倍增加,有时还会发生推倒重来的现象,造成一些不必要的损失,严重者甚。本文通过对典型的轴类零件数控加工工艺的分析,给出了对于一般零件数控加工工艺分析的方法,对于提高制造质量、实际生产具有一定的指导意义。

   目前正在研制的新一代CAM系统将采用面向对象、面向工艺特征的基本处理模式,系统的自动化水平、智能化程度将大大提高。国内外企业家和专家们已形成共识:今后相当一段时间内,机械加工技术的发展和竞争,主要是数控技术的发展与应用。

1.4研究内容

   本次设计主要是通过工艺特点,工艺安排,机械加工工艺过程几个方面对零件加工工艺进行分析,然后对零件的程序进行编制,最后用仿真加工以达到完成对零件的加工程序进行检验。

   首先对该课题进行深入的分析,深入研究,认真完成此次毕业设计,主要以论述与设计相结合进行研究与探讨,完成对本设计轴主要部位:内孔、外圆柱面、圆锥面、圆弧面、退刀槽、螺纹等的加工工艺设计及指定工序的夹具设计。

   难点在于设计轴加工工艺过程及其加工时的专用夹具,确定工件的尺寸、公差和技术条件。通过查阅期刊、书籍等相关资料进行对轴加工工艺和夹具的设计进一步了解,思考、分析和掌握轴加工的基本环节,完成计算并设计出轴加工工艺及夹具设计。


内容简介:
第1章 附录1 Master CAM仿真程序代码%O0000(PROGRAM NAME - Axial parts of Numerical Control Machining Process Planning and Programming 1)(DATE=DD-MM-YY - 03-05-13 TIME=HH:MM - 14:28)N100G20N102G0G17G40G49G80G90( 1/32 BALL ENDMILL TOOL - 1 DIA. OFF. - 21 LEN. - 2 DIA. - .03125)N104T1M6N106G0G90G54X-7.4524Y-5.9765A0.S5000M3N108G43H2Z1.1849N110Z1.0849N112G1Z.9349F6.16N114X.3814Y.7642R.4976N116G1X.6884N118X.6895N120G2X.6993Y.7592R.0121N122G1X.6997Y.7596N124G3X1.2394Y.5397R.7722N126X1.4175Y.5605R.7722N128G2X1.4758Y.5673R.2523N130X1.7114Y.4053R.2523N132X1.7274Y.3311R.2085N134G1X1.8534N136Y.3936N138G2X1.8695Y.4098R.0162N140G1X1.9057N142X1.9138Y.4077N144G2X1.9254Y.3884R.0304N146G1Y.3889N148G2X1.9451Y.4098R.021N150G1X2.0238N152X2.0319Y.4077N154G2X2.0435Y.3884R.0304N156G1Y.3889N158G2X2.0632Y.4098R.021N160G1X2.1419N162X2.15Y.4077N164G2X2.1616Y.3884R.0304N166G1Y.3889N168G2X2.1813Y.4098R.021N170G1X2.26N172X2.2681Y.4077N174G2X2.2797Y.3884R.0304N176G1Y.3889N178G2X2.2994Y.4098R.021N180G1X2.342N182X2.343Y.4099N184G2X2.353Y.4048R.0123N186G1X2.3533Y.4051N188X2.3896Y.3689N190G2X2.3963Y.3558R.0494N192G3X2.3972Y.3522R.026N194X2.3986Y.3454R.1549N196G1X2.4032N198G2X2.407Y.346R.0119N200X2.4167Y.341R.0119N202G1X2.4171Y.3413N204X2.4321Y.3264N206G2X2.4368Y.315R.0161N208G1X2.4369Y-.315N210Y-.3161N212G2X2.4321Y-.3256R.0119N214G1Y-.3264N216X2.3699Y-.3886N218G2X2.3578Y-.393R.0186N220X2.3403Y-.3805R.0186N222G3X2.3385Y-.3896R2.0488N224G2X2.3191Y-.4098R.0207N226G1X2.2403N228X2.2323Y-.4077N230G2X2.2207Y-.3884R.0304N232G1Y-.3889N234G2X2.201Y-.4098R.021N236G1X2.1222N238X2.1142Y-.4077N240G2X2.1025Y-.3884R.0304N242G1X2.1026Y-.3889N244G2X2.0829Y-.4098R.021N246G1X2.0041N248X1.9961Y-.4077N250G2X1.9844Y-.3884R.0304N252G1Y-.3889N254G2X1.9648Y-.4098R.021N256G1X1.8695N258G2X1.8534Y-.3936R.0162N260G1Y-.3311N262X1.7274N264G2X1.4758Y-.5673R.2521N266X1.4251Y-.5622R.2521N268G3X1.2396Y-.5395R.7724N270X.6997Y-.7596R.7724N272G2X.6884Y-.7642R.0161N274G1X.3814N276G2X-.0202Y-.9612R.5078N278X-.4177Y-.7694R.5078N280G1X-.7192Y-.9585N282G2X-.7278Y-.961R.0161N284G1X-1.0427N286G2X-1.0589Y-.9448R.0162N288G1Y-.7642N290X-2.342N292G2X-2.3533Y-.7594R.0161N294G1X-2.4321Y-.6807N296G2X-2.4368Y-.6693R.0163N298G1X-2.4369Y.6692N300G2X-2.4321Y.6807R.0163N302G1X-2.3534Y.7594N304G2X-2.342Y.7642R.0161N306G1X-1.0589N308Y.9448N310G2X-1.0427Y.961R.0162N312G1X-.7278N314X-.726Y.9612N316G2X-.7193Y.9585R.0096N318G1X-.7192N320X-.4177Y.7694N322X-7.4624Y5.9866N324Y-5.9866N326X7.4624N328Y5.9866N330X-7.4624N332Z-.8344N334G0Z-.6844N336M5N338G91G28Z0.N340G28X0.Y0.A0.N342X-7.4524N344Y-4.6172N346X7.4524N348Y-4.5937N350X-7.4524N352Y-4.5703N354X7.4524N356Y-4.5469N358X-7.4524N360Y-4.5234N362X7.4524N364Y-4.5N366X-7.4524N368Y-4.4765N370X7.4524N372Y-4.4531N374X-7.4524N376Y-4.4297N378X7.4524N380Y-4.4062N382X-7.4524N384Y-4.3828N386X7.4524N388Y-4.3594N390X-7.4524N392Y-4.3359N394X7.4524N396Y-4.3125N398X-7.4524N400Y-4.289N402X7.4524N404Y-4.2656N406X-7.4524N408Y-4.2422N410X7.4524N412Y-4.2187N414X-7.4524N416Y-4.1953N418X7.4524N420Y-4.1719N422X-7.4524N424Y-4.1484N426X7.4524N428Y-4.125N430X-7.4524N432Y-4.1015N434X7.4524N436Y-4.0781N438X-7.4524N440Y-4.0547N442X7.4524N444Y-4.0312N446X-7.4524N448Y-4.0078N450X7.4524N452Y-3.9844N454X-7.4524N456Y-3.9609N458X7.4524N460Y-3.9375N462X-7.4524N464Y-3.914N466X7.4524N468Y-3.8906N470X-7.4524N472Y-3.8672N474X7.4524N476Y-3.8437N478X-7.4524N480Y-3.8203N482X7.4524N484Y-3.7969N486X-7.4524N488Y-3.7734N490X7.4524N492Y-3.75N494X-7.4524N496Y-3.7265N498X7.4524N500Y-3.7031N502X-7.4524N504Y-3.6797N506X7.4524N508Y-3.6562N510X-7.4524N512Y-3.6328N514X7.4524N516Y-3.6094N518X-7.4524N520Y-3.5859N522X7.4524N524Y-3.5625N526X-7.4524N528Y-3.539N530X7.4524N532Y-3.5156N534X-7.4524N536Y-3.4922N538X7.4524N540Y-3.4687N542X-7.4524N544Y-3.4453N546X7.4524N548Y-3.4219N550X-7.4524N552Y-3.3984N554X7.4524N556Y-3.375N558X-7.4524N560Y-3.3515N562X7.4524N564Y-3.3281N566X-7.4524N568Y-3.3047N570X7.4524N572Y-3.2812N574X-7.4524N576Y-3.2578N578X7.4524N580Y-3.2344N582X-7.4524N584Y-3.2109N586X7.4524N588Y-3.1875N590X-7.4524N592Y-3.164N594X7.4524N596Y-3.1406N598X-7.4524N600Y-3.1172N602X7.4524N604Y-3.0937N606X-7.4524N608Y-3.0703N610X7.4524N612Y-3.0469N614X-7.4524N616Y-3.0234N618X7.4524N620Y-3.N622X-7.4524N624Y-2.976N626X7.4524N628Y-2.9531N630X-7.4524N632Y-2.9297N634X7.4524N636Y-2.9062N638X-7.4524N640Y-2.8828N642X7.4524N644Y-2.8594N646X-7.4524N648Y-2.8359N650X7.4524N652Y-2.8125N654X-7.4524N656Y-2.789N658X7.4524N660Y-2.7656N662X-7.4524N664Y-2.7422N666X7.4524N668Y-2.7187N670X-7.4524N672Y-2.6953N674X7.4524N676Y-2.6719N678X-7.4524N680Y-2.6484N682X7.4524N684Y-2.625N686X-7.4524N688Y-2.6015N690X7.4524N692Y-2.5781N694X-7.4524N696Y-2.5547N698X7.4524N700Y-2.5312N702X-7.4524N704Y-2.5078N706X7.4524N708Y-2.4844N710X-7.4524N712Y-2.4609N714X7.4524N716Y-2.4375N718X-7.4524N720Y-2.4141N722X7.4524N724Y-2.3906N726X-7.4524N728Y-2.3672N730X7.4524N732Y-2.3437N734X-7.4524N736Y-2.3203N738X7.4524N740Y-2.2969N742X-7.4524N744Y-2.2734N746X7.4524N748Y-2.25N750X-7.4524N752Y-2.2266N754X7.4524N756Y-2.2031N758X-7.4524N760Y-2.1797N762X7.4524N764Y-2.1562N766X-7.4524N768Y-2.1328N770X7.4524N772Y-2.1094N774X-7.4524N776Y-2.0859N778X7.4524N780Y-2.0625N782X-7.4524N784Y-2.0391N786X7.4524N788Y-2.0156N790X-7.4524N792Y-1.9922N794X7.4524N796Y-1.9687N798X-7.4524N800Y-1.9453N802X7.4524N804Y-1.9219N806X-7.4524N808Y-1.8984N810X7.4524N812Y-1.875N814X-7.4524N816Y-1.8516N818X7.4524N820Y-1.8281N822X-7.4524N824Y-1.8047N826X7.4524N828Y-1.7812N830X-7.4524N832Y-1.7578N834X7.4524N836Y-1.7344N838X-7.4524N840Y-1.7109N842X7.4524N844Y-1.6875N846X-7.4524N848Y-1.6641N850X7.4524N852Y-1.6406N854X-7.4524N856Y-1.6172N858X7.4524N860Y-1.5937N862X-7.4524N864Y-1.5703N866X7.4524N868Y-1.5469N870X-7.4524N872Y-1.5234N874X7.4524N876Y-1.5N878X-7.4524N880Y-1.4766N882X7.4524N884Y-1.4531N886X-7.4524N888Y-1.4297N890X7.4524N892Y-1.4062N894X-7.4524N896Y-1.3828N898X7.4524N900Y-1.3594N902X-7.4524N904Y-1.3359N906X7.4524N908Y-1.3125N910X-7.4524N912Y-1.2891N914X7.4524N916Y-1.2656N918X-7.4524N920Y-1.2422N922X7.4524N924Y-1.2187N926X-7.4524N928Y-1.1953N930X7.4524N932Y-1.1719N934X-7.4524N936Y-1.1484N938X7.4524N940Y-1.125N942X-7.4524N944Y-1.1016N946X7.4524N948Y-1.0781N950X-7.4524N952Y-1.0547N954X7.4524N956Y-1.0312N958X-7.4524N960Y-1.0078N962X7.4524N964Y-.9844N966X-7.4524N968Y-.9609N970X7.4524N972Y-.9375N974X-7.4524N976Y-.9141N978X7.4524N980Y-.8906N982X-7.4524N984Y-.8672N986X7.4524N988Y-.8437N990X-7.4524N992Y-.8203N994X7.4524N996Y-.7969N998X-7.4524N1000Y-.7734N1002X7.4524N1004Y-.75%毕业设计(论文)中期报告题目:轴类零件的数控加工工艺设计与编程 系 别 机电信息系 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 姓 名 学 号 导 师 2013年 3月 20日1.设计(论文)进展状况1.1在开题报告之前画了零件的二维和三维图如图1和2所示:零件二维图1零件三维图21.2在开题报告之后所进展站工作 零件的结构工艺性是指所设计的零件在能满足使用要求的前提下制造的可行性和经济性,即所设计的零件结构应便于成形,并且成本低,效率高。 拟定零件的数控加工工艺规程,确定加工方案,选择合适的刀具,确定切削用量,确定零件的定位基准和装夹方式,对刀点和换刀点的选择,走刀路线的确定等。1.2.1工艺分析 本零件上由圆柱面、内孔、内圆锥面、圆弧面、沟槽、和螺纹等部分组成。零件车削加工成形轮廓的结构形状较复杂、需两头加工,零件的加工精度和表面质量要求都很高该零件重要的径向加工部位有mm圆柱段(表面粗糙度R=1.6m)、圆柱段(表面粗糙度Ra=1.6m)、R6mm圆弧与R20mm圆弧相切过渡区、的内孔(表面粗糙度Ra=1.6m)、长径比为1:2的内锥(小端直径为、M20*2-6g三角形外螺纹,其余表面粗糙度均为Ra=3.2m)。零件符合数控加工尺寸标注要求,轮廓描述清楚完整,零件材料为45钢,毛坯为50mm*130mm1.2.2 零件技术要求分析小批量生产条件编程,不准用砂布和锉刀修饰平面,这是对平面高精度的要求,未注公差尺寸按GB1804-M,热处理,调质处理,HRC25-35,未注粗糙度部分光洁度按Ra6.3,毛坯尺寸50mm*130mm。1.2.3 加工方案(1) 对图样上给定的几个精度要求较高的尺寸,编程时采用中间值。(2) 在轮廓曲线上,有一处既过象限又改变进给方向的轮廓曲线,因此在加工时应进行机械间隙补偿,以保证轮廓曲线的准确性。(3) 零图纸中含有圆柱度,为保证其形位公差,应尽量一次装夹完成左端面的加工以保证其数值。(4) 本设计图纸中的各平面和外轮廓表面的粗糙度要求可采用粗加工-精加工加工方案,并且在精加工的时候将进给量调小些,主轴转速提高。(5) 螺纹加工时,为保证其精度,在精车时选择改程序的方法,将螺纹的大径值减小0.18-0.2mm,加工螺纹时利用螺纹千分尺或螺纹环规保证精度要求。1.2.4 毛坯的分析本零件的毛坯宜采用锻件,由棒料锯割,模锻毛坯至40*425mm,使钢材经过锻压,获得均匀的纤维组织,提高其力学性能,同时也提高零件与毛坯的比重,减少材料消耗。1.2.5 零件设备的选择数控车床能对轴类或盘类等回转体零件自动地完成内外圆柱面、圆锥表面、圆弧面等工序的切削加工,并能进行切槽、钻、扩等的工作。根据零件的工艺要求,可以选择经济型数控车床,一般采用步进电动机形式半闭环伺服系统。此类车床机构简单,价格相对较低,这类车床设置三爪自定心卡盘、普通尾座或数控液压尾座,适合车削较长的轴类零件。根据主轴的配置的要求选择卧式数控车床。数控车床具有加工精度高,能做直线和圆弧插补,数控车床刚性良好,制造和对刀精度高,能方便和精确地进行人工补偿和自动补偿,能够加工尺寸精度要求较高的零件。能加工轮廓形状特别复杂的表面和尺寸难于控制的回转体,而且能比较方便的车削锥面和内外圆柱面螺纹,能够保持加工精度,提高生产效率。所以对加工时非常有利的。1.2.6 确定工件的定位与夹具方案(1)确定装夹方案在数控车床上工件定位安装的基本原则与普通机床相同。工件的装夹方法影响工件的加工精度和效率,为了充分发挥数控机床的工作特点,在装夹工件时,应考虑以下几种因素: 1.尽可能采用通用夹具,必须时才设计制造专用夹具; 2.结构设计要满足精度要求; 3.易于定位和装夹; 4.易于切削的清理; 5.抵抗切削力由足够的刚度; 使用三爪自定心卡盘夹持零件的毛坯外圆,确定零件伸出合适的长度(应将机床的限位距离考虑进去)。零件需要加工两端,因此需要考虑两次装夹的位置,考虑到左端的38mm*35mm的台阶可以用来装夹,因此先加工左端,然后调头夹38mm*35mm的台阶加工右端。 (2)定位基准工件的定位与基准应与设计基准保持一致,应防止过定位,对与箱体工件最好选择“一面两销”作为定位基准,定位基准在数控机床上要仔细找正。 由于这个工件是个实心轴,末端要镗一个30的锥孔,因轴的长度不是很长,所以采用工件的右端面和48的外圆作定位基准,使用普通三爪卡盘夹紧工件,取工件的右端面中心为工件坐标的原点,对刀点在(100.100)处。由于此零件全部表面都需加工,应选用外圆及一端面为粗基准,然后通过“互为基准的原则”进行加工。遵循“基准重合”的原则。加工左端时选择在毛坯外圆柱段的右端外圆表面,加工右端时选择在38mm外圆柱段的表面,以体现定位基准是轴的中心线。1.2.7背吃刀量确定 背吃刀量根据机床,工件和刀具的 刚度来确定,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量,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,一般留0.2-0.5mm。总之,切削用量的具体数值应根据机床性能,相关的书册并结合实际经验用类比方法确定。总之,使主轴转速,切削深度及进给速度三者能相互适应,以形成最佳切削用量。1.2.8 确定走刀顺序和路线先粗后精 先主后次 先面后孔 基面先行此零件的的加工顺序如下:预备加工-车左端面-钻中心孔-镗孔-内槽刀切内孔-粗车左端外轮廓-精车左端外轮廓-调头-车右端面-粗车外轮廓-精车外轮廓-退刀槽-粗车螺纹-精车螺纹工序 车左端面,将毛坯车为127mm的棒料工序 左端面打中心孔 选用5mm的中心钻(手动钻孔)工序 左端钻孔(钻20mm深32mm的孔)手动钻孔工序 粗、精车左端内孔至要求尺寸工序 粗、精车零件左端面各部、倒角工序 调头车右端面将零件车至要求尺寸进给路线工序 调头粗、精车右端面各部倒角、切外螺纹退刀槽、三角形螺纹1.2.9 工艺卡片和的刀具选择单位名称产品名称或代号零件名称零件图号 轴工序号程序编号 夹具名称 使用设备车间001三爪自定心卡盘卧式数控车床数控车间工步号工步内容刀具号刀具规格主轴转速r/min进给速度mm/r背吃刀量mm备注1车端面T0135度车刀3500.10手动2粗车外轮廓T0290度车刀5000.30.2自动3精车外轮廓T0290度车刀10000.10.1自动4钻孔尾座20钻头3500.050手动5粗镗孔T03镗刀8000.20.2自动6精镗孔T03镗刀9000.10.1自动7切槽T04切槽刀3500.050自动单位名称产品名称或代号零件名称零件图号 轴工序号程序编号 夹具名称 使用设备车间002三爪自定心卡盘卧式数控车床数控车间工步号工步内容刀具号刀具规格主轴转速r/min进给速度min/r背吃刀量mm备注1车端面T0135度车刀3500.10手动2粗车外轮廓T0290度车刀5000.30.2自动3精车外轮廓T0290度车刀10000.10.1自动4切槽T03切槽刀3500.050手动5粗车螺纹T0460度螺纹刀4000.750.2自动6精车螺纹T0460度螺纹刀6000.750.1自动左端刀具卡片产品名称或代号零件名 称典型轴零件图号序号刀具号刀具规格名称数量加工表面备注1T01硬质合金端面35度车刀1粗、精车端面2T02硬质合金90度放型车刀1粗、精车外轮廓左偏刀3T03硬质合金镗刀1粗、精镗孔4T04硬质合金内槽刀1切槽5尾座硬质合金20钻头1钻孔右端刀具卡片产品名称或代号零件名 称典型轴零件图号序号刀具号刀具规格名称数量加工表面备注1T01硬质合金端面35度车刀1粗、精车端面2T02硬质合金90度放型车刀1粗、精车外轮廓左偏刀3T03硬质合金车槽刀1切槽4T0460度硬质合金外螺纹车刀1粗、精车螺纹夹具图3和4所示:夹具二维图图3 三爪卡盘 顶尖夹具三维图42.存在问题及解决措施到目前为止,在毕业设计中遇到问题如下:2.1 在零件的专用夹具设计时,觉得并没有真正理解专用夹具设计的用途,通过对相关资料的查阅,有了初步认识;最后确定用通用夹具三爪卡盘。2.2 在后期对切削用量进行详细计算;2.3在对刀具选择和走刀路线的确定时,发现相关知识比较欠缺,将机械制造技术基础又一次学习加深理解;2.4 对数控加工工序卡片的制作不够完善;2.5 对论文所涉及的知识认识得不够深刻,所以对命题的探讨不过深入。导致上述问题主要有两个原因,一是研究不够深入,二是撰写不够严密。针对这两个原因,解决方法有:(1) 对于论文所涉及的知识多理解及学习,多查阅相关书籍;(2) 对于写作过程中遇到的具体难题要多向指导老师请求援助;(3) 在设计遇到问题时多和同学交流,一起探讨,共同进步;(4) 自己也要对模具设计方面的知识多了解,并深刻理解,在现有的基础上提高自己,完善自己,更好地完成设计任务。3.后期工作安排在此后期的任务,主要是:(1)完成零件的三维建模;(2)编制数控车削加工程序;(3)用MasterCAM进行仿真;(4)完善前期工作;(5)编写设计说明书及校核图纸,交给导师查阅。 指导教师签字: 年 月 日毕业设计(论文)外文资料翻译系 别: 机电信息系 专 业: 机械设计制造及其自动化 班 级: 姓 名: 学 号: 外文出处: 机械工程设计 附 件: 1. 原文; 2. 译文 2013年03月数控技术1当前世界NC机床的研究现状世界各国对数控机床、加工中心以至FMS、CIMS等各种新技术的研究与发展进程,是与世界经济形势紧密相连的。机床工业有世界经济相互促进和发展,进入21世界知识机警时代,人们的知识所起的作用更加突出,而机床工业作为机器制造业的基础,其重点地位与战略意义也更加明显。在19911994年间,世界经济衰退,昂贵的FMS,CIMS降温,19952000年间,世界经济在低速增长,根据当前世界市场各方面用户为提高生产率对NC机床的要求以及世界四大国际机床展(欧洲的EMO、美国的IMTS、日本的JIMTOF、中国的CIMT)上展品的分析,当前世界NC机床的技术研究主要有以下几点:(1)更加重视新技术和创新在世界范围内,对新工艺、新材料、新结构、新单元、新元件的研究开发工作正在大力开展,如新的刀具材料、新的主轴结构、高速电主轴、高速直线电机等的开发研究。以加工工艺的改进创新为基础,为加工超硬、难切削材料及特殊复合材料及复杂零件、不规则曲面等在不断研究开发新机种。(2)提高机床加工的精度和研究为了提高加工中心的加工精度,不断提高机床的刚度、减少振动,消除热变形,降低噪声,提高NC机床的定位精度、重复精度、工作可靠性、稳定性、精度保持性,世界很多国家都在进行机床热误差、机床运动及负载变形误差的软件补偿技术研究,并采取精度补偿、软件补偿等措施加以改善,有的已经可以使此类误差消除60%。并在不断开发精细加工,纳米加工。(3)提高机床加工生产率的研究世界NC机床、加工中心及相应的高速点主轴、直线电机、测量系统、NC系统的开发,均以提高生产率为前提。(4)许多国家都已经开始对数控系统的智能化、开放化、网络化研究A数控系统的智能化的研究主要表现在:为追求加工效率和加工质量的智能化,对加工过程的自适应控制,工艺参数自动生成进行研究;为提高驱动性能及使用连接方便的智能化,对反馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负载自动选定模型、自整定等进行研究;还有智能化的自动编程、智能化的人机界面、智能诊断、智能监控等方面的研究。B数控系统开放化研究主要表现在:数控系统的开发在统一的运行平台上,面向机床厂家和最终拥护,通过改变、增加或剪裁结构对象(数控对象),形成系列化,并可方便地将用户的特殊应用和技术诀窍集成到控制系统中,快速实现不同品种、不同档次的开放式数控系统,形成具有鲜明个性的名牌产品。目前开放式数控系统的体系结构规范、通行规范、配置规范、运行平台、数控系统功能库以及数控系统功能软件开发工具等是当前研究的核心。C数控装备的网络化将极大地满足生产线制造系统、制造企业对信息集成的需求,也是实现新的制造模式的基础单元。2加工中心的分类(1)按主轴加工时的空间位置分类有:卧式和立式加工中心。卧式加工中心,是指主轴轴线水平设置的加工中心。卧式加工中心一般具有35个运动坐标轴,常见的是三个直线运动坐标轴和一个回转运动坐标轴(回转工作台),它能在工件一次装夹完成除安装面和顶面以外的其余4个面的加工,最适合加工箱体类工件。它与力式加工中心相比,结构复杂,占地面积大,质量大,价格高。立式加工中心,立式加工中心主轴的轴线为垂直设置,其结构多为固定立柱式,工作台为十字滑台,适合加工盘类零件,一般具有3个直线运动坐标轴,并可在工作台上安置一个水平轴的数控转台(第4轴)来加工螺旋类零件。立式加工中心结构简单,占地面积小,价格低,配备各种附件后,可进行大部分工件的加工。大型龙门式加工中心,主轴多为垂直设置,尤其使用于大型或形状复杂的工件,像航空、航天工业及大型汽轮机上的某些零件的加工都需要用这类多坐标龙门式加工中心。五面加工中心,这种加工中心具有立式和卧式加工中心的功能,在工件一次装夹后,能完成除安装面外的所有五个面的加工,这种加工方式可以使工件的形状误差降到最低,省去二次装夹工作,从而提高生产效率,降低加工成本。(2)按工艺用途分类有:镗铣加工中心,分为立式镗铣加工中心、卧式樘铣加工中心和龙门樘铣加工中心。其加工工艺以镗铣为主,用于箱体,壳体以及各种复杂零件特殊曲线和曲面轮廓的多工序加工,适合多品种小批量生产。复合加工中心,主要指五面复合加工,主轴头可自动回转,进行立,卧加工,在主轴自动回转后,在水平和垂直方向实现知道变换。(3)按特殊功能分类有:单工作台、双工作台加工中心;单轴、双轴、三轴及可换主轴箱的加工中心;立式转塔加工中心和卧式转塔加工中心;刀库加主轴换刀加工中心;刀库接写手加主轴换刀加工中心;刀库加机械手加双主轴转塔加工中心。3当今数控机床的发展趋势:目前,世界先进制造技术不断兴起,超高速切削、超精密加工等技术的应用,柔性制造系统的迅速发展和计算机集成系统的不断成熟,对数控加工技术提出了更高的要求。当今数控机床正在朝着以下几个方向发展。(1)高速度、高精度化速度和精度是数控机床的两个重要指标,它直接关系到加工效率和产品质量。目前,数控系统采用位数、频率更高的处理器,以提高系统的基本运算速度。同时,采用超大规模的集成电路和多微处理器结构,以提高系统的数据处理能力,即提高插补运算的速度和精度。并采用直线电动机直接驱动机床工作台的直线伺服进给方式,其高速度和动态响应特性相当优越。采用前馈控制技术,使追踪滞后误差大大减小,从而改善拐角切削的加工精度。为适应超高速加工的要求,数控机床采用主轴电动机与机床主轴合二为一的结构形式,实现了变频电动机与机床主轴一体化,主轴电机的轴承采用磁浮轴承、液体动静压轴承或陶瓷滚动轴承等形式。目前,陶瓷刀具和金刚石涂层刀具已开始得到应用。(2)多功能化配有自动换刀机构(刀库容量可达100把以上)的各类加工中心,能在同一台机床上同时实现铣削、镗削、钻削、车削、铰孔、扩孔、攻螺纹等多种工序加工,现代数控机床还采用了多主轴、多面体切削,即同时对一个零件的不同部位进行不同方式的切削加工。数控系统由于采用了多CPU结构和分级中断控制方式,即可在一台机床上同时进行零件加工和程序编制,实现所谓的“前台加工,后台编辑”。为了适应柔性制造系统和计算机集成系统的要求,数控系统具有远距离串行接口,甚至可以联网,实现数控机床之间的数据通信,也可以直接对多台数控机床进行控制。(3)智能化现代数控机床将引进自适应控制技术,根据切削条件的变化,自动调节工作参数,使加工过程中能保持最佳工作状态,从而得到较高的加工精度和较小的表面粗糙度,同时也能提高刀具的使用寿命和设备的生产效率。具有自诊断、自修复功能,在整个工作状态中,系统随时对CNC系统本身以及与其相连的各种设备进行自诊断、检查。一旦出现故障时,立即采用停机等措施,并进行故障报警,提示发生故障的部位、原因等。还可以自动使故障模块脱机,而接通备用模块,以确保无人化工作环境的要求。为实现更高的故障诊断要求,其发展趋势是采用人工智能专家诊断系统。(4)数控编程自动化随着计算机应用技术的发展,目前CADCAM图形交互式自动编程已得到较多的应用,是数控技术发展的新趋势。它是利用CAD绘制的零件加工图样,再经计算机内的刀具轨迹数据进行计算和后置处理,从而自动生成NC零件加工程序,以实现CAD与CAM的集成。随着CIMS技术的发展,当前又出现了CADCAPPCAM集成的全自动编程方式,它与CADCAM系统编程的最大区别是其编程所需的加工工艺参数不必由人工参与,直接从系统内的CAPP数据库获得。(5)可靠性最大化数控机床的可靠性一直是用户最关心的主要指标。数控系统将采用更高集成度的电路芯片,利用大规模或超大规模的专用及混合式集成电路,以减少元器件的数量,来提高可靠性。通过硬件功能软件化,以适应各种控制功能的要求,同时采用硬件结构机床本体的模块化、标准化和通用化及系列化,使得既提高硬件生产批量,又便于组织生产和质量把关。还通过自动运行启动诊断、在线诊断、离线诊断等多种诊断程序,实现对系统内硬件、软件和各种外部设备进行故障诊断和报警。利用报警提示,及时排除故障;利用容错技术,对重要部件采用“冗余”设计,以实现故障自恢复;利用各种测试、监控技术,当生产超程、刀损、干扰、断电等各种意外时,自动进行相应的保护。(6)控制系统小型化数控系统小型化便于将机、电装置结合为一体。目前主要采用超大规模集成元件、多层印刷电路板,采用三维安装方法,使电子元器件得以高密度安装,较大规模缩小系统的占有空间。而利用新型的彩色液晶薄型显示器替代传统的阴极射线管,将使数控操作系统进一步小型化。这样可以方便地将它安装在机床设备上,更便于对数控机床的操作使用。 121 2008. 2 Mechanical Engineering Design NC Technology McGraw-Hill Shigley J E. Mechanical Engineering Design. 1、Research current situation of NC lathe in our times Research and development process to such various kinds of new technologies as numerical control lathe , machining center , FMS , CIMS ,etc. of countries all over the world, linked to with the international economic situation closely. The machine tool industry has international economy to mutually promote and develop, enter 21 alert eras of World Affairs, the function that peoples knowledge plays is more outstanding , and the machine tool industry is regarded as the foundation of the manufacturing industry of the machine, its key position and strategic meaning are more obvious. Within 1991-1994 years, the economic recession of the world, expensive FMS, CIMS lowers the temperature, among 1995-2000 years, the international economy increases at a low speed, according to requisition for NC lathe and the world four major international lathes exhibition in order to boost productivity of users of various fields of present world market (EMO , IMTS , JIMTOF , China CIMT of Japan of U.S.A. of Europe), have the analysis of the exhibit, there are the following several points mainly in the technical research of NC lathe in our times: (1) 、) 、Pay more attention to new technology and innovation Worldwide , are launching the new craft , new material , new structure , new unit , research and development of the new component in a more cost-effective manner, developmental research of for instance new cutter material , the new electric main shaft of main shaft structure , high speed , high-speed straight line electrical machinery ,etc. Regard innovating in improvement of the processing technology as the foundation, for process ultra and hard difficult to cut material and special composite and complicated part , irregular curved surface ,etc. research and develop new lathe variety constantly. (2) 、) 、Improve the precision and research of machine tooling In order to improve the machining accuracy of the machining center , are 122 2008. 2 Mechanical Engineering Design improving rigidity of the lathe , reduction vibration constantly, dispel hotly and out of shape, reduce the noise , improve the precision of localization of NC lathe , repeat precision , working dependability , stability , precision keeping, world a lot of country carry on lathe hot error , lathe sport and load out of shape software of error compensate technical research, take precision compensate , software compensate measure improve , some may make this kind of error dispel 60% already. And is developing retrofit constantly, nanometer is being processed. (3) 、) 、Improve the research of the machine tooling productivity World NC lathe, machining center and corresponding some development of main shaft , electrical machinery of straight line , measuring system , NC system of high speed, under the prerequisite of boosting productivity. (4) 、) 、What a lot of countries have already begun to the numerical control system melt intelligently, openly, study net workedly A、 elligent research of the numerical control system Mainly showing in the following aspects: It is intelligent in order to pursue the efficiency of processing and process quality, the self-adaptation to the processing course is controlled, the craft parameter produces research automatically; Join the convenient one in order to improve the performance of urging and use intelligently, to the feedback control , adaptive operation , discerning automatically load selects models automatically , since carries on research whole definitely ,etc. of the electrical machinery parameter; There are such research of the respect as intelligent automatic programming , intelligent man-machine interface , intelligence diagnosing , intelligent monitoring ,etc. B、 The numerical control system melts and studies open Mainly showing in the following aspects: The development of the numerical control system is on unified operation platform, face the lathe producer and support finally, through changing, increasing or cutting out the structure target(numerical control target ), form the seriation, and can use users specially conveniently and the technical know-how is integrated in the control system, realize the open numerical control system of different variety , different grade fast, form leading brand products with distinct distinction. System structure norm of the open numerical control system 123 2008. 2 Mechanical Engineering Design at present, norm , disposing the norm , operation platform , numerical control systematic function storehouse and numerical control systematic function software developing instrument ,etc. are the core of present research to pass through. C、Meeting the manufacture system of the production line , demand for the information integration of the manufacturing company networkedly greatly of numerical control equipment, it is a basic unit of realizing the new manufacture mode too. 2、Classification of the machining center (1)Process according to main shaft space position when it classifies to be as follows, horizontal and vertical machining center. Horizontal machining center, refer to the machining center that the axis level of the main shaft is set up . Horizontal machining center for 3-5 sport coordinate axis, a common one three rectilinear motion coordinate axis and one turn the coordinate axis of sports round (turn the workingbench round), it can one is it is it finish other 4 Taxi processing besides installing surfaces and top surfaces to insert to install in work piece, most suitable for processing the case body work piece . Compared with strength type machining center it, the structure is complicated, the floor space is large, quality is large, the price is high. Vertical machining center, the axis of the main shaft of the vertical machining center, in order to set up vertically, its structure is mostly the regular post type, the workingbench is suitable for processing parts for the slippery one of cross, have 3 rectilinear motion coordinate axis generally , can find a room for one horizontal numerical control revolving stage (the 4th axle ) of axle process the spiral part at workingbench. The vertical machining center is of simple structure, the floor space is small, the price is low, after allocating various kinds of enclosures , can carry on the processing of most work pieces . Large-scale gantry machining center, the main shafts are mostly set up vertically, is especially used in the large-scale or with complicated form work piece , is it spend the many coordinate gantry machining center to need like aviation , aerospace industry , some processing of part of large-scale steam turbine. Five machining centers, this kind of machining center has function of the 124 2008. 2 Mechanical Engineering Design vertical and horizontal machining center, one is it after inserting , can finish all five Taxi processing besides installing the surface to install in work piece, the processing way can make form of work piece error lowest , save 2 times install and insert working, thus improve production efficiency , reduce the process cost. (2)Classify by craft use Is it mill machining center to bore, is it mill for vertical door frame machining center , horizontal door frame mill the machining center and Longmen door frame mill the machining center to divide into. Processing technology its rely mainly on the fact that the door frame is milled, used in case body, shell and various kinds of complicated part special curve and large processes , curved surface of outline process, suitable for many varieties to produce in batches small. Complex machining center, point five times and compound and process mainly, the main shaft head can be turned round automatically, stand, lie and process, after the main shaft is turned round automatically, realize knowing that varies in the horizontal and vertical direction. (3)Classify by special function Single workingbench , a pair of workingbench machining center; Single axle , dual axle , three axle can change machining center , main shaft of case; Transfer vertically to the tower machining center and transfer ; One hundred sheets of storehouses adds the main shaft and changes one one hundred sheets of machining centers; One hundred sheets of storehouses connects and writes hands to add the main shaft and change one hundred sheets of machining centers; One hundred sheets of storehouses adds the manipulator and adds one pair of main shafts to transfer to the tower machining center. 3、Development trend of the current numerical control lathe At present, the advanced manufacturing technology in the world is rising constantly, such application of technology as ultrafast cutting , ultraprecision processing ,etc., the rapid development of the flexible manufacturing system and integrated system of the computer one is constant and ripe, have put forward higher 125 2008. 2 Mechanical Engineering Design demand to the process technology of numerical control. Nowadays the numerical control lathe is being developed in several following directions. (1) . The speed and precision at a high speed , high accuracy are two important indexes of the numerical control lathe , it concerns directly that processes efficiency and product quality. At present, numerical control system adopt-figure number, frequency high processor, in order to raise basic operation speed of system. Meanwhile , adopt the super large-scale integrated circuit and many microprocessors structure, in order to improve systematic data processing ability , namely improve and insert the speed and precision of mending operation. Adopt the straight line motor and urge the straight line of the lathe workingbench to be servo to enter to the way directly, it is quite superior that its responds the characteristic at a high speed and dynamically. Adopt feedforward control technology , make it lag behind error reduce greatly , thus improve the machining accuracy cut in corner not to track. For meet ultrafast demand that process, numerical control lathe adopt main shaft motor and lathe structure form that main shaft unite two into one, realize frequency conversion motor and lathe main shaft integrate , bearing , main shaft of electrical machinery adopt magnetism float the bearing , liquid sound pigeonhole such forms as the bearing or the ceramic rolling bearing ,etc. At present, ceramic cutter and diamond coating cutter have already begun to get application. (2). Multi-functional to is it change all kinds of machining centers of organization (a of capacity of storehouse can up to 100 of the above ) automatically to furnished with, can realize milling paring , boring and pares , bores such many kinds of processes as paring , turning , reaming , reaming , attacking whorl ,etc. to process at the same time on the same lathe , modern numerical control lathe adopt many main shaft , polyhedron cut also , carry on different cutting of way process to one different position of part at the same time. The numerical control system has because adopted many CPU structure and cuts off the control method in grades, can work out part processing and procedure at the same time on a lathe , realize so-called the front desk processes , the backstage supporter is an editor . In order to meet the needs of integrating the systematic one in flexible manufacturing system and computer, numerical control system have remote serial interface , can network , realize data 126 2008. 2 Mechanical Engineering Design communication , numerical control of lathe, can control many numerical control lathes directly too. (3). Intelligent modern numerical control lathe introduce the adaptive control technology, according to cutting the change of the condition, automatic working parameter, make the processing course can keep the best working state , thus get the higher machining accuracy and roughness of smaller surface , can improve the service life of the cutter and production efficiency of the equipment at the same time . Diagnose by oneself , repair the function by oneself, among the whole working state, the system is diagnosed, checked by oneself to CNC system and various kinds of equipment linking to each other with it at any time. While breaking down , adopt the measure of shutting down etc. immediately , carry on the fault alarm, brief on position , reason to break down ,etc. Can also make trouble module person who take off automatically , put through reserve module , so as to ensure nobody demand of working environment. For realize high trouble diagnose that requires , its development trend adopts the artificial intelligence expert to diagnose the system. (4). Numerical control programming automation with the development of application technology of the computer, CAD/CAM figure interactive automatic programming has already get more application at present, it is a new trend
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本文标题:轴类零件的数控加工工艺设计与编程【3张图纸】【数控类+夹具】【优秀】
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