轴类零件的工艺分析与加工设计[带圆弧]【毕业论文答辩资料】

“ 5001类零件的工艺分析与加工 摘 要 通过对企业中实际生产的 “ 5001轴类零件进行加工工艺的分析、数控程序的编制以及在机床上进行实例的加工，介绍了齿向轴类的加工方法与刀具的选用分析，以及应用软件进自动化模拟加工的过程及程序的后处理。本论文采用 007、 过查阅相关书籍完成该零件的加工工艺和程序的编制。在设计完成的过程中涉及到零件的材料、通用夹具的知识等。 【关键词】：数控程序、模拟加工、齿向轴类、刀具与夹 具 of 5001on to of In 007, of to of In of is to of of 【 : NC 要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 目 录 引言 . 1 一、 “ 5001件加工数控设备简介 . 3 （一） 数控车床的使用条件 （二） “ 数控车床的简介 . 错误 !未定义书签。 （三） “型数控车床的加工原理 . 错误 !未定义书签。 （四） “型数控车床的组成 . 错误 !未定义书签。 （五） “型数控车床的主要参数 . 错误 !未定义书签。 （六） “型数控车床加工的特点 . 错误 !未定义书签。 二、 “ 5001件的工艺分析 . 错误 !未定义书签。 （一）读图和审图 . 错误 !未定义书签。 (二）加工方案的确定 7 (三） 工件装夹方案 .四） 加工顺序及进给路 线 .未定义书签。 （五）夹具、刀具和切削用量的选择 . 错误 !未定义书签。 （六）零件数控加工的工序卡 . 错误 !未定义书签。 三、 “ 5001零件的程序编制 . 错误 !未定义书签。 （一）采用 . 错误 !未定义书签。 （二）采用 . 错误 !未定义书签。 四“ 5001加工过程及注意事项 . 12 设计小结 . 13 致谢 . 14 参考文献 . 15 附录 . 16 2 引言 数控车 床又称为 床，即计算机数字控制车床。数控机床是集机械、电气、液压、气动、微电子和信息等多项技术为一体的机电一体化产品。是机械制造设备中具有高精度、高效率、高自动化和高柔性化等优点的工作母机。数控机床的技术水平高低及其在金属切削加工机床产量和总拥有量的百分比 是衡量一个国家国民经济发展和工业制造整体水平的重要标志之一。数控车床是数控机床的主要品种之一，它在数控机床中占有非常重要的位置，几十年来一直受到世界各国的普遍重视并得到了迅速的发展。 数控车床、车削中心，是一种高精度、高效率的自动化机床。它具有广泛的加工艺性能，可加工直线圆柱、斜线圆柱、圆弧和各种螺纹。具有直线插补、圆弧插补各种补偿功能，并在复杂零件的批量生产中发挥 了良好的经济效果。 3 一、 “ 5001件加工数控设备简介 （一） 数控车床使用条 件 机床的位置应远离振源、应避免阳光直接照射和热辐射的影响，避免潮湿和气流的影响。如机床附近有振源，则机床四周应设置防振沟。否则将直接影响机床的加工精度及稳定性，将使电子元件接触不良，发生故障，影响机床的可靠性。 一般数控车床安装在机加工车间，不仅环境温度变化大，使用条件差，而且各种机电设备多，致使电网波动大。因此，安装数控车床的位置，需要电源电压有严格控制。电源电压波动必须在允许范围内，并且保持相对稳定。否则会影响数控系统的正常工作。 数控车床的环境温 度低于 30 摄示度，相对温度小于 80%。一般来说，数控电控箱内部设有排风扇或冷风机，以保持电子元件，特别是中央处理器工作温度恒定 4 或温度差变化很小。过高的温度和湿度将导致控制系统元件寿命降低，并导致故障增多。温度和湿度的增高，灰尘增多会在集成电路板产生粘结，并导致短路。 4按说明书的规定使用机床 用户在使用机床时，不允许随意改变控制系统内制造厂设定的参数。这些参数的设定直接关系到机床各部件动态特征。只有间隙补偿参数数值可根据实际情况予以调整。 （二） “型数控车床的简介 1、床身上回转直径： 5002、刀架上回转直径： 3003、最大车削长度： 650 900 14004、主轴孔径： 525、主轴转速范围： 36 16006、主轴孔前端锥度：莫氏 7、横向 0 2m 8、纵向 0 4m 10、纵向 6m 11、公制螺纹范围： 4812、英制螺纹范围： 1 200牙吋 13、刀具容量： 4把 14、主电机功率： 15、纵向 16、 横向 17、 表面粗糙度可达 度 。 18、 产品优点 ： 这是一种在普通车床基础上发展起来的一种经济型数控车床。可以根据用户的需求，配备不同的数控系统， X、 单，价格便宜等特点。 （三） “型数控车床的加工原理 控机床的加工，是把刀具与工件的运动坐标分割成一些最小的单位量，即最小位移量，由数控系统按照零件程序的要求，使坐标移动若干个最小位移量（即控制刀具运 动轨迹），从而实现刀具与工件的相对运动，完成对零件加工。 刀具沿各坐标轴的相对运动，是以脉冲当量 !为单位的（ ! 脉冲）。 当走刀轨迹为直线或圆弧时，数控装置则在线段的起点和终点坐标值之间进行 “ 数据点的密化 ” ，求出一系列中间点的坐标值，然后按中间点的坐标值，向各坐标输出脉冲数，保证加工出需要的直线或圆弧轮廓。 5 数控装置进行的这种 “ 数据点的密化 ” 称做插补，一般数控装置都具有对基本函数（如直线函数和圆函数）进行插补的功能。 对任意曲面零件的加工，必须使刀具运动的轨迹与该曲面完全吻合，才能加工出所需的零件。 （四） “型数控车床的组成 数控机床由：程序、输人 /输出装置、 服系统、位置反馈系统、机床本体组成。见图 1、 程序的存储介质，又称程序载体 :穿孔纸带盒式磁带、软盘、磁盘、 U 盘、通信。 2、输人 /输出装置 对于穿孔纸带，配用光电阅读机； 对于盒式磁带，配用录放机； 对于软磁盘，配用软盘驱动器和驱动卡； 现代数控机床，还可以通过手动方式 (式 )； 3、 理和输出三个部分组成。 元接受数字化信息，经过数控装置的控制软件和逻辑电路进行译码、插补、逻辑处理后，将各种指令信息输出给伺服系统，伺服系统驱动执行部件作 进给运动。其它的还有主运动部件的变速、换向和启停信号；选择和交换刀具的刀具指令信号，冷却、润滑的启停、工件和机床部件松开、夹紧、分度台转位等辅助指令信号等。 刀具、进给速度、主轴： T， F， S 4、伺服系统 由驱动器、驱动电机组成，并与机床上的执行部件和机械传动部件组成数控机床的机 床 主 进 辅 运 给 助 动 运 动 机 动 作 构 机 机 构 构 电控制装置 辅助控制及强 程序编制 数 控 装 置 入装置 置检测装置 伺服驱动及位 图 1控机床的组成 6 进给系统。它的作用是把来自数控装置的脉冲信号转换成机床移动部件的运动。对于步进电机来说，每一个脉冲信号使电机转过一个角度，进而带动机床移动部件移动一个微小距离。每个进给运动的执行部件都有相应的伺服驱动系统，整个机床的性能主要取决于伺服 系统。 脉冲当量：每一个脉冲信号使机床移动部件移动的位移量。常用的脉冲当量为 冲。 5、位置反馈系统（检测反馈系统） 伺服电动机的转角位移的反馈、数控机床执行机构 (工作台 )的位移反馈。反馈装置把检测结果转化为电信号反馈给数控装置，通过比较，计算实际位置与指令位置之间的偏差，并发出偏差指令控制执行部件的进给运动。 反馈系统包括半闭环、闭环两种系统。 6、机床的机械部件 主运动部件 进给部件（工作台、刀架） 基础支承件（床身、立柱等） 辅助部分，如液压、气动、冷却和润滑部分等 储备 刀具的刀库，自动换刀装置 (对于加工中心类的数控机床，还有存放刀具的刀库、交换刀具的机械手等部件，数控机床机械部件的组成与普通机床相似，但传动结构要求更为简单，在精度、刚度、抗震性等方面要求更高，而且其传动和变速系统更便于实现自动化扩展。 图 1数控车床 (五） “型数控车床的主要参数 7 技术参数： 床身上最大工件回转直径： 500板上最大工件回转直径： 280大车削长度： 1000顶尖最大支撑长度： 750： 270/750具数量： 4/6把 主轴转速范围： 36： 4000/8000r/轴电机功率： 形尺寸： 265011501700 （六） “型数控车床加工的特点 性 能特点： 本车床采用优质床身，稳定可靠，功能丰富，整机采用全防护一体化结构，外形美观 自动完成内外圆表面、圆锥棉、圆弧面、端面、多种螺纹、钻、铰、镗孔等车削加工 。 二、 “ 5001件的工艺分析 图 1 5001件图 8 工艺分析： 该零件表面由圆柱、圆锥、顺圆弧、逆圆弧以及螺纹等表面组成，零件图尺寸标注完整，加工要求明确，零件材料为 45号钢，比较容易切削加工 。故使用 数控车床型号为 控系统为 T C。 （一）读图和审图 1分析零件图： 5001用第三角视图的画法，零件图完整 、正确、视图正确、清楚。 2分析零件图的技术要求：数控车床的技术要求一般包括两个方面：表面粗糙度和尺寸精度，根据零件图的技术要求 a 用“ 数控车床加工的精度可以达到零件图所要求的精度，故此方案可行。 3零件材料的分析：本产品采用 42制成， 42 强度、淬透性高，韧性好，淬火时变形小，高温时有高的蠕变强度和持久强度。用于制造要求较 35机车牵引用的大齿轮、增压器传动齿轮、后轴、受载荷极大的连杆及弹簧夹，也可用于 2000m 以下石油深井钻杆接头与打捞工具等。 (二）加工方案的确定 外圆：根据 经济精度等级 析加工 5001加工的加工方案即可以满足该零件的技术要求。 螺纹：密封螺纹的加工精度一般要求较高，采用螺纹刀进行粗车、精车刀进行精车以防止高压油的泄漏 (三 ) 工件装夹方案 设定零件的轴线为定位基准，以工件右端面与零件轴线的交点为工件坐标系的原点，左端采用三爪自定心卡盘定心夹紧。 (四） 加工顺序及进给路线 加工顺序按由粗到精、由近到远的原则确定。先车削加工工件右端面后车削加工工件外圆，从右到左进行粗车（留 然后从右到左进行精车，最后车削螺纹。 加工（图 1 9 (五）夹具、刀具和切削用量的选择 夹具刀具： 选择切削刀具查表 2削零件端面和外圆时，粗车的刀具夹固系统采用压孔式 2级，可转位刀片型号为 片牌号为 车的刀具夹固系统采用压孔式 5级，可转位刀片型号为 片牌号为 削螺纹时刀具夹固系统采用压孔式 5级，可转位刀片型号为 片牌号为 切削用量的选择： 吃刀深度：粗车时 a p =3车时 a p= 轴转速：车削直线和圆弧轮廓时，根据零件材料与加工要求查表 2车切削速度 0m/车切削速度 20m/公式 000 ，计算粗车主轴转速 n=500r/车主轴转速 n=1200r/削螺纹主轴转速：按公式 n1200/算主轴转速 n=320r/ 进给速度：根据零件材料与加工要求查表 2车时进给速度 f=r，精车时进给速度 f=r, 经换算得进给速度：粗车 00mm/车 80mm/据图纸加工要求，螺纹车削进给速度 f=3mm/r。 （六）零件数控加工的工序卡 按装夹次数划分工序 , 该零件需两次装夹 ,故分两道工序。零件右端加工工序卡见附录 1，左端加工工序卡见附录 2。 三 “ 5001零件的程序编制 （一）采用 由于 5001画法运用了 基本的操作指令，所以本论文在有些地方省略，主要介绍了顺圆弧、逆圆弧的画法。 10 图 1图的设置 图 1转参数 图 1 回转后所要求的图形 （二）采用 控加工自动编程 11 零件按照自右向左的加工顺序加工，编程原点为工件右端面的原点，零件加工程序。本程序是由电脑的软件 便快捷。主界面如图 1示。 图 1-8 界面 图 1参数设置 12 图 1图 1、 5001加工过程及注意事项 （一）根据图纸的要求更换对应的夹头（位置 一般与卡盘的第一个齿等高）。 注意事项：一般在更换夹头的时候首先应该在卡盘里加足 保持卡盘内有足够的润滑而产生同等的夹紧力来防止工件在卡盘内的晃动。 （二）根据棒料的尺寸更换相应的变径筒来避免工件在拉杆中大幅度的晃动而影响加工的同轴度 （三）依照所给的刀具列表来选择合适的刀具。 （四）对刀：对刀是通过对刀仪来实现的，一般采用手轮来控制对刀，进给倍率一般放在 80%，刀尖在对刀仪的 2右。本例中要用到 4割断刀，对刀时要对刀具的内侧，以免刀杆发生干涉。 （五）用 2寸的软盘输入程序到机床的控制 系统，并更改刀号使得机床的刀架的号与其程序的刀号一致，则可以试运行该程序，检查程序的正确性 （六）由于 面加工比较较为简单，这里就只简单介绍一下螺纹及检测的方法。 1关于 缩写，属于美国标准的 60 度锥管螺纹国家标准可查阅 12716T 是 缩写，是 55 度密封圆锥管螺纹，属惠氏螺纹家族，多用于欧洲及英联邦国家常用于水及煤气管行业，锥 度规定为 1:16 国家标准可查阅 7306 是 55 度非螺纹密封管螺纹，属惠氏螺纹家族标记为 G 代表圆柱螺纹国家标准可查阅 7307外螺纹中的 1/4、 1/2、 1/8 标记是指螺纹尺寸的直径，单位是英吋行内人通常用分来称呼螺纹尺寸，一吋等于 8 分， 1/4 吋就是 2 分，如此类推 G 就是管螺纹的统称 ( 55， 60度的划分属于功能性的，俗称管圆。即螺纹由一圆柱面加工而成。 称管锥，即螺纹由一圆锥面加工而成，一般的水管接头都是这样的，国 13 标标注 为 制螺纹用螺距来表示，美英制螺纹用每英寸内的螺纹牙数来表示，这是它们最大的区别， 公制螺纹是 60 度等边牙型，英制螺纹是等腰 55 度牙型，美制螺纹60 度。 公制螺纹用公制单位， 美英制螺纹用英制单位。 管螺纹主要用来进行管道的连接，其内外螺纹的配合紧密，有直管与锥管两种。公称直径是指所连接的管道直径，显然螺纹直径比公称直径大。 1/4， 1/2， 1/8 是英制螺纹的公称直径，单位是英寸。该螺纹系列适用于完整螺纹长度内的外螺纹和内螺纹。实际上它对各种类型的管路连接都适用。这种螺纹具有较高的强度和良好和密封性，在 具有薄截面的脆硬材料上采用内锥螺纹可以减少断裂现象 2螺纹的检测：该系列螺纹采用 2 只六步幅螺纹塞规和 1 只光滑塞规来检测螺纹的基本尺寸、有效深度及牙顶高，允许公差： 1 丝。螺纹环规如图 1 图 1图 1螺纹环规 具体的检测方法是： 1牙、 1/2牙 设计小结 通过这次的毕业设计，不仅是对我的专业知识的考验，也锻炼了我的自学、动手能力，为以后在企业的发展奠定了良好的基础。 知识是离不开实践的，我们在实践中的到了充分的学习，弥补了课本中的不足之处，将企业知识与课本知识相结合、作比较。 此外，在这次的设 计过程中，我也学到了很多书本上没有涉及到的东西，充分运用网络及各种书籍是我们新世纪青年所要掌握的基本的东西，问题的多样化更让我们的思维得到了扩展。 通过毕业论文，综合性地运用几年内所学知识去分析、解决一个问题，在作毕业论文的过程中，所学知识得到疏理和运用，它既是一次检阅，又是一次锻炼。 认真对待的态度是我这次能够完成此次毕业设计的重要的组成部分，在今后的人生道路上不管我们从事什么样的工作，心态是一个决定成败的因素，把每一件事情做的自己认为的最好是我们的目标追求，也是我们成功的法宝。 所以作一次实战性的设计是非常 有必要的，同时也是对我们生存能力的一种检验。 14 致谢： 在本次 毕业 设计过程中， 陈歆 老师对该 课题 从选题，构思到最后定稿的各个环节给予细心指引与教导 ,使我得以最终完成毕业设计。在学习中 , 陈歆 严谨的治学态度、丰富渊博的知识、 丰富的实际经验、以及严谨的治学态度值得我终身学习。 同时，我还要感谢帮助我完成此次毕业设计的同学和朋友，感谢他们对我的鼓励和支持， 在此， 还要感谢网络带给我的方便，它给我提供了很多宝贵的资料，使得我的设计可以顺利的完成，同时我的自学能力也有了很大的提高 ，懂得了如何有效的利用资源和时间。 最后， 我还得鸣谢康平科技（苏州）公司的领导和同事们，他们给我提供了良好的实习环境，实践中的很多帮助。 15 参考文献： 1 刘力 高等教育出版社 月第一版。 2 南秀蓉、马素玲 北京大学出版社 月第一版。 3 赵长旭 西安电子科技大学出版社 月第一版。 4 王侃夫 机械工业出版社 月第二版。 5 苏建修 机械工业出版社 月第二版。 6 老虎工作室 机械设计实战训练 人民邮电出版社 2007 年 7 月第一版。 7 苏州工业职业技术学院 实用教程。 16 附录 1：“ 5001件数控加工工序卡 （工厂） 数控加工工序卡 产品名称和代号 零件名称 材料 零件图号 5001枢轴 427序号 程序编号 夹具名 称 夹具编号 使用设备 车间 1 卡盘 步号 工步内容 刀具号