机械制造技术基础课程设计-定位销轴数控加工工艺设计.doc

广东工业大学华立学院 课 程 设 计（论文）课程名称 机械制造技术基础题目名称 定位销轴学 部（系）机电与信息工程学部专业班级 10 20 12 年 12 月 28 日序言机械制造工艺学课程设计实在我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的链接，也是一次理论联系实际的训练.因此,它在我们的大学学习生活中占有十分重要的地位。就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题解决问题的能力，为今后参加祖国的现代化建设打下一个良心的基础。由于能力所限,设计尚有许多不足之处,恳请老师给予指教。 在本设计中还采用了CAD绘图软件分别进行了工程图的绘制，运用CAD绘制曲轴零件图、夹具总图及相关图纸的零件图，通过对CAD的编辑工具与命令的运用，掌握了从CAD基础图形的绘制基础零件的绘制各类零件图的创建与绘制的方法，并且理解了机械图绘制的工作流程，为今后更好的学习和掌握各种应用软件和技能打下坚实的基础。 数控加工是机械制造中先进的加工技术，它是一种高效率、高精度与高柔性特点的自动加工方法，数控加工技术可有效解决复杂、精密、小批多变零件的加工问题，充分适应了现代化生产的需要，制造自动化是先进制造技术的重要组成部分，其核心技术是数控技术，数控技术是综合计算机、自动技术、自动检测及精密机械等高新技术的产物，它的出现及所带来的巨大利益，已引起了世界各国技术与工业界的普遍重视，目前，国内数控机床使用越来越普及，如何提高数控加工技术水平已成为当务之急，随着数控加工的日益普及，越来越多的数控机床用户感到，数控加工工艺掌握的水平是制约手工编程与CAD/CAM集成化自动编程质量的关键因素。数控加工工艺是数控编程与操作的基础，合理的工艺是保证数控加工质量发挥数控机床的前提条件，从数控加工的实用角度出发，以数控加工的实际生产为基础，以掌握数控加工工艺为目标，在介绍数控加工切削基础，数控机床刀具的选用，数控加工的定位与装夹以及数控加工工艺基础等基本知识的基础上，分析了数控车削的加工工艺。目录l 序言1l 摘要3l 数控加工技术4l 数控加工工艺的主要内容5l 零件加工工艺分析7l 总结10摘 要本次设计主要是对数控加工工艺进行分析与具体零件图的加工，首先对数控加工技术进行了简单的介绍，然后根据零件图进行数控加工分析。第一，根据本零件材料的加工工序、切削用量以及其他相关因素选用刀具及刀柄和零件的轮廓特点确定需要2把刀具分别为外圆车刀、外切槽刀。第二，针对零件图图形进行编制程序，此零件为轴类零件，外轮廓由直线、圆弧组成，零件的里面要镗出一个锥孔，在加工过程中，工件需要调头钻孔再镗孔，第三，在钻孔对刀时要先回参考点，要以孔中心作为对刀点，刀具的位置要以此来找正，使刀位点与换刀点重合。关键字：刀具的确定、走刀路线的选择、刀具的对刀点、工件的定位1.数控加工技术1.1 数控加工技术的概论1.1.1 数控技术 数控技术是本世纪中期发展起来的机床控制技术，是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术。数控装备是以数控技术为代表的新技术，对传统制造产业和新兴制造业的渗透形成的机电一体化产品，即所谓的数字化装备。1）数控与数控车床 数控是数字控制的简称，英文为 Numerical Control，简称NC。数控(Numerical Control,NC 数字控制)是指用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制的技术。它所控制的通常是位置、角度、速度等机械量和与机械能量流向有关的开关量。数控的产生依赖于数据载体和二进制形式数据运算的出现。数控技术是与机床控制密切结合发展起来的。1952年，第一台数控机床问世，成为世界机械工业史上一件划时代的事件，推动了自动化的发展。 现在，数控技术也叫计算机数控技术(Computer Numerical Control )数控机床（Numerical Control MACHINE TOOLS)技术密集度及自动化程度很高的机电一体化加工设备。简单地说就是采用了数控技术的机床，或者说是装备了数控系统的机床。国际定义为：数控机床是一种有程序控制的机床。该系统能逻辑地处理具有特定代码和其他的符号编码指令规定的程序。2）数控系统 数控系统是数字控制系统简称，英文名称为Numerical Control System，早期是由硬件电路构成的称为硬件数控（Hard NC），1970年代以后，硬件电路元件逐步由专用的计算机代替称为计算机数控系统。 3）数控加工 数控加工是根据零件图样及工艺要求等原始条件编制零件数控加工程序，输入数控系统，控制数控机床中刀具与工件的相对运动，从而完成零件加工。4）数控程序 数控程序或零件是输入数控系统中的，使数控机床执行一个确定加工任务的具有特定代码和编程的一系列指令。5）数控编程 数控编程是指生成用数控机床进行零件加工的数控程序的过程。3.数控加工工艺3.1 数控加工工艺内容的选择3.1.1选择适合数控加工的零件虽然数控机床具有高精度、高柔性、高效率等优点。但不是所有的零件都适合数控机床加工的。一般可分为三类： 1） 最适合类1.形状复杂，加工精度要求高通用机床无法加工或很难保证加工质量的零件；2.具有复杂曲线或曲面轮廓的零件；3.具有难测量，难控制进给，尺寸行腔的壳体或盒型零件；4.必须在一次装夹中完成镗，绞或攻丝等多道工序的加工零件。2）较适合类1.零件价值高，在普通机床上加工容易受人工因素干扰而影响质量，从而造成较大经济损失的零件；2.在通用机床上加工时必须制造复杂专用工装的零件；3.在通用机床上需要做长时间调整的零件；4.需要多次更改设计才能定型的零件。3）不适合类1.生产大批量的零件；2.装夹困难的零件；3.加工余量不稳定，而且数控机床上无法在线检测系统可自动调整零件坐标位置的零件；4.必须用特定的加工工艺装备协调加工的零件。2. 数控加工工艺的主要内容1选择适合在数控上加工的零件，确定工序内容。2分析加工零件的图纸，明确加工内容及技术要求，确定加工方案，制定数控加工路线，如工序的划分、加工顺序的安排、非数控加工工序的衔接等。设计数控加工工序，如工序的划分、刀具的选择、夹具的定位与安装、切削用量的确定、走刀路线的确定等等。3调整数控加工工序的程序。如对刀点、换刀点的选择、刀具的补偿。4分配数控加工中的容差。5处理数控机床上部分工艺指令。2.1 加工路线的确定在数控加工中，刀具（严格说是刀位点）相对于工件的运动轨迹和方向称为加工路线。即刀具从对刀点开始运动起，直至结束加工程序所经过的路径，包括切削加工的路径及刀具引入、返回等非切削空行程。加工路线的确定首先必须保证被加工零件的尺寸精度和表面质量，其次考虑数值计算简单，走刀路线尽量短，效率较高等。进而确定出最佳的加工路线，使零件的加工效率提高。根据制定加工方案的一般原则：先粗后精，先近后远，先内后外，程序段最少，走刀路线最短以及特殊情况特殊处理。1、 先粗后精为了提高生产效率并保证轴承套零件的精加工质量，在切削加工时，应先安排粗加工工序，在较短的时间内，将精加工前大量的加工余量去掉，同时尽量满足精加工的余量均匀性要求。当粗加工工序安排完后，应接着安排换刀后进行的半精加工和精加工。其中，安排半精加工的目的是，当粗加工后所留余量的均匀性满足不了精加工要求时，则可安排半精加工作为过渡性工序，以便使精加工余量小而均匀。在安排可以一刀或多刀进行的精加工工序时，轴承套零件的最终轮廓应由最后一刀连续加工而成。这时，加工刀具的进退刀位置要考虑妥当，尽量不要在连续的轮廓中安排切人和切出或换刀及停顿，以免因切削力突然变化而造成弹性变形，致使光滑连接轮廓上产生表面划伤、形状突变或滞留刀痕等疵病。2 、先近后远这里所说的远与近，是按加工部位相对于对刀点的距离大小而言的。在一般情况下，特别是在粗加工时，通常安排离对刀点近的部位先加工，离对刀点远的部位后加工，以便缩短刀具移动距离，减少空行程时间。对于车削加工，先近后远有利于保持毛坯件或半成品件的刚性，改善其切削条件。2.2 切削用量的选择切削用量包括主轴转速（切削速度）、切削深度或宽度、进给速度（进给量）等。对于不同的加工方法，需选择不同的切削用量。合理选择切削用量的原则是：粗加工时，一般以提高生产率为主，但也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、经济性和加工成本。根据零件的结构特点，被吃刀量：粗车时，确定被吃刀量为1mm，半精车时，确定被吃刀量为0.5mm。主轴转速：粗车时，确定主轴转速为800r/min，半精车时，确定主轴转速为1200r/min，切槽时，确定主轴转速为400r/min，车螺纹时，确定主轴转速为720r/min。进给量：粗车时，确定进给量为0.2mm/r，半精车时，确定进给量为0.1mm/r，切槽时，确定进给量为0.05mm/r。3.零件加工工艺分析3.1 零件工艺性分析技术要求1、尖角倒钝。2、防锈处理。3、热处理5560HRC4、材料T10A。1、零件图样分析1）图中以20mm轴心线为基准，尺寸18mm与尺寸20mm的同轴度公差要求为0.02mm。2）图中以20mm轴心线为基准，外径30mm的圆柱端面与基准轴心线的垂直度为公差为0.02mm。3）工件热处理后硬度为5560HRC。4）选用材料为高级优质碳素工具钢T10A。2、定位销轴机械加工工艺过程卡（表2-1）。表2-1定位销轴机械加工工艺过程卡工序号工序名称工序内容工艺装备1下料棒料35mm35mm带锯C6202粗车夹毛坯的一端外圆，粗车外圆尺寸至24mm，长度为8mm，端面见平即可。继续车外圆尺寸至33mm，长度为9mm，加工精度为IT11C6203粗车倒头夹已加工外圆24mm，车另一端各部，外圆为21mm，保证总长为32mm加工精度为IT11C6204精车以21mm外圆定位夹紧车外圆24mm尺寸至20mm，长度为10mm，加工精度为IT7；车退刀槽18mm2mm。车端面，保外圆20mm总长为10mm。将尺寸33mm车至图样尺寸30mm，钻中心孔A2C6205精车以20mm外圆定位夹紧（垫上铜皮），车另一端外圆至18mm。车30mm外圆处长度尺寸为5mm，保证定位锁轴总长为30mm。车小头15mm处锥度；切退刀槽16mm2mm。钻中心孔A2C6206热处理热处理5560HRC7磨修研两端中心孔，并以两中心孔定位装夹工作，磨削两轴径20mm和18mm至图样尺寸，并磨削两端面，保证垂直度M14208检验按图样要求检验各部9入库涂油入库偏摆仪3、工艺分析1）定位销轴是在夹具体中做定位用的零件，从图中可以看出，20mm是用来做定位部分的，15mm与18mm形成的锥体是在装夹工件时起导向作用的，由于在使用中，需要反复装夹工件，所以要求定位销轴应具有较好的耐磨性，因此，应选用较好的材料T10A或选用20号钢表渗碳淬火。2）定位销轴在单件或小批量生产时，采用普通车床加工，若批量较大时，可采用专业性较强的设备加工，如转塔车床等。3）零件除单件下料外，可采用5件一组连下，在车床上加工时，车一端后，用切刀切下一件，加工完一批后，再加工另一端面。4）由于该零件有同轴度和垂直度要求，在车削工序时加工出两端中心孔，零件淬火后采用中心孔定位装夹再磨削，这样可以更好地保证零件的精度要求。5）零件长度L和直径D的比值较小，在热处理时不易变形，所以可留有较少的磨削余量。6）对精度要求较低的零件，可将粗、精加工合成一道工序完成。7）同轴度和重直度的检验可采用如图2-2所示的工具检测，也可采用偏摆仪检测。 图2-2 同轴度检具 技术要求 1、顶尖和底座要有较好的平行度。2、其中一顶尖应为活顶尖。 总结通过这次的课程设计，我从设计的过程中学到了很多在书本上没有的内容，加深了对数控机床的了解，巩固了书本的知识。 结