毕业设计-轴类三件配合件、造型与设计

1 毕业设计 论文 指导老师 班 级 系 部 专 业 答辩时间 答辩时间 2 摘摘 要要 数控车床是是目前使用最广泛的数控机床之一 数控车床主要用于加工轴类 盘状类回 转体零件 通过数控加工程序的运行 可自动完成内外圆柱面 圆锥面 成型表面 螺纹和断 面等工序的加工 并能进行车槽 钻孔 扩孔 绞孔等工作 数控车床结构多样 但多数都是由 车床主体 操作面板 伺服系统三大部分组成 数控车床的编程方法有手动编程和自动编程两种 所谓编程就是将加工零件的加工工序 刀具 的运动轨迹 工艺参数 主轴转速 进给速度 切削深度 以及辅助操作 换刀 主轴正反转 冷却液开关等 加工信息 用规定的文字 数字 符号组成的代码 按一定格式编写成加工程 序 程序编制过程主要包括 分析零件图纸 工艺分析 数学处理 编写程序 程序效验五个 步骤 关键词关键词 数控车床 编程 实体建模 CAD 实体建模 Abstract CNCCNC lathe is the most widely used is one of CNC machine tools CNC lathe is mainly used for machining shafts discoid type rotary part Running through the NC program can be done automatically and external cylindrical surface conical surface forming surface such as thread and process cross section processing and can be tank cars drilling reaming reaming and so on CNC lathe structure varied but most are made turning the main body the control panel servo system has three major components CNC lathe programming methods are two kinds of manual programming and automatic programming Programming is the process called machining process tool trajectory process parameters spindle speed feed rate cutting depth and ancillary operations ATC spindle reversing coolant switch etc processing information with the provisions of Text numbers symbols of the code written by a certain format into the processing procedures Programming process includes analysis of part drawings technical analysis mathematical processing programming program efficacy of five steps 3 Keywords CNC lathes programming solid modeling CAD Solid Modeling 目目 录录 第一章第一章 前言前言 1 数控机床的起源与发展 4 2 数控机床的优点 4 3 国内数控机床现状 4 4 CAD 简介 4 第二章第二章 实体建模实体建模 1 完成件一实体建模 5 2 完成件二实体建模 5 3 完成件三实体建模 6 第三章第三章 加工工艺及编程加工加工工艺及编程加工 1 件一加工工艺分析及编程加工 7 2 件二加工工艺分析及编程加工 10 3 件一加工工艺分析及编程加工 12 结论结论 15 致谢致谢 15 参考文献参考文献 15 4 第一章第一章 前言前言 1 1 数控的起源于发展 数控的起源于发展 1946 年诞生了世界上第一台电子计算机 标志人类创造了可增强和代替人脑力的 工具 为人类进入信息社会奠定了基础 6 年后即 1952 年 计算机技术应用到了机床上 在美国诞生了第一台数控机床 从此 传统机床产出了质的变化 半个世纪以来 数控系统经历了两个阶段的发展 1 1 数控 NC 阶段 1952 1970 早起的计算机运算速度慢 对当时科学计算和数据处理影响还不大 不能适应机 床实时控制的要求 人们不得不用数字逻辑电路 搭 成一台机床专用计算机作为数 控系统 被称为硬件连接数控 HARD WIRED NC 简称数控 NC 1 2 计算机数控 CNC 阶段 1970 今 到 1970 年 通用小型计算机已出现并成批量生产 于是将它移植过来作为数控 系统的核心部件 从此进入了计算机数控 CNC 阶段 1971 年 美国 INTEL 公司集成了中央处理器 CPU 后 1974 年微处理器被应用于数控 系统 到了 1990 年 PC 机 个人计算机 微机 的性能已发展到很高的阶段 完全能 够满足作为数控系统核心部件的要求 数控系统从此进入了基于 PC 的阶段 还要指出的是 虽然国外早已改称为计算机数控 CNC 而我国任习惯称数控 NC 所以我们日常讲 数控 即是指 计算机数控 5 2 2 数控机床的优点数控机床的优点 数控机床作为一种新型的自动化机床 在具有高度自动化的同时还具有广泛的 通用性 这是因为数控机床具有以下一些优点 1 数控机床能缩短生产准备时间 增加切削加工时间的比例 最佳切削参数和最 佳走刀路线的合理使用 能大大的缩短加工时间 提高生产效率 2 数控机床自动加工 不需要人为干预 而且还可以利用软件进行校正和补偿 因此进行数控机床生产可以保证零件的加工精度 稳定产品质量 3 只要改变程序就能改变刀具与工件之间的相对运动轨迹 就可以加工不同的零 件 使数控加工具备了广泛的适用性和较大的灵活性 还能够完成很多普通机 床难以完成活着不能加工的 具有复杂型面的的零件加工 4 数控机床能够实现自动换刀 使得零件一次性装夹成型 实现了一机多用 大 大节省了设备 提高了经济效益 5 一般情况下数控机床也不需要专用夹具 比普通机床上专用夹具的设计制造又 节约了成本 6 使用数控车床进行生产能大大减少工人的劳动强度 3 3 国内数控机床现状国内数控机床现状 近年来我国企业的数控机床使用率逐年上升 我国的数控机床无论从种类 技 术水平 质量和产量都取得了很大的发展 在一些关键技术领域也取得了突破 据统 计 目前我国可供市场的数控机床有 1500 种 可与日本 德国并驾齐驱 这标志了国 内数控机床已进入快速发展时期 4 CAD4 CAD 简介简介 计算机辅助设计 Computer Aided Design 简称 CAD 是指利用计算机的计算 功能和高效的图形处理能力 对产品进行辅助设计分析 建模 修改和优化 它综合 了计算机知识和工程制造知识 并且随着计算机硬件性能和软件功能的不断提升而逐 渐完善 AtuoCAD 是 Atuodesk 公司推出的计算机辅助绘图和设计软件 它以强大 完 6 善的功能和方便快捷的操作在机械工程 建筑等计算机设计领域得到了广泛的应用 第二章第二章 实体建模实体建模 1 1 完成件一实体建模完成件一实体建模 1 1 建立工程图 7 图 1 件一工程图 1 2 旋转拉伸建立实体模型 图 2 件一实体 2 2 完成件二实体建模完成件二实体建模 2 1 建立工程图 8 图 3 件二工程图 2 2 旋转 拉伸建立实体模型 图 4 件二实体 3 3 完成件三实体建模完成件三实体建模 3 1 建立工程图 9 图 5 件三工程图 3 2 旋转 拉伸建立实体模型 图 6 件三实体 10 第三章第三章 零件工艺及编程加工零件工艺及编程加工 1 1 件一工艺分析及编程加工件一工艺分析及编程加工 1 1 工程图 1 2 零件结构分析 1 2 1 件一是个小件 内部有一个 R80 的圆弧和 20 77 内圆表面组成 外圆 由两个台阶和一个 R1 圆弧连接 1 2 2 结构简单加工容易 要求完成内外各面的粗精加工 1 3 加工工艺分析 数控加工设备数控加工设备GSK980TD 数控车床 装夹方案装夹方案工件采用三爪装夹 零件加工工序零件加工工序 序号序号工序内容工序内容刀号刀号刀具刀具 1 下料 40mmX25mm 2 夹持右端 车端面到 24 车 36 14 和 R1 圆弧 1 93 外圆车刀 11 件 1 加工工序卡 1 4 切削用量的选择 切削用量包括 背吃刀量 p 主轴转速 n 或切削速度 Vc 进给速度 Vf 或进给 量 f 1 4 1 确定进给速度 进给速度是数控机床加工时的重要参数 主要根据零件的表面粗糙度和加工精度 要求及刀具 工件材料来选取 最大进给速度受机床刚度和系统性能的影响 确定原则 在满足工件质量要求时 为提高生产效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 切槽加工深孔或用高速工具钢时 选择低 速 一般在 20 50mm min 这里零件没有切槽 不加工深孔 故选择高速加工 转速 1000n min 进给 126mm min 1 4 2 确定背吃刀量 刀具采用硬质合金材料 吃刀量可以稍微大点 但出于对设备和刀具的保护和这 并不是成批量生产故吃刀量定为 1mm 1 5 加工程序 加工右端 M03 T0101 S1000 G00 X40 Z0 G71 U0 5 R0 3 F126 G71 P1 Q2 U0 3 W0 G01 X35 X36 Z 0 5 3 钻 20 内孔 20 钻头 4 粗镗内孔 20 77 和 R80 内圆弧 2 镗刀 5 精镗内孔 20 77 和 R80 内圆弧 2 镗刀 6 调头夹持 36 7 粗车外圆 38 1 93 外圆车刀 8 精车外圆 38 1 93 外圆车刀 12 Z 14 G03 X38 Z 15 R1 G01 X38 Z 16 G00 X100 Z100 加工内部 M03 T0101 S1000 G00 X20 Z0 G71 U0 5 R0 3 F126 G71 P1 Q2 U0 3 W0 N01 G01 X31 856 G03 X20 772 Z 23 R80 N02 G01 X20 772 Z 24 G00 X18 Z100 M05 M30 调头加工左端 M03 T0101 S1000 G00 X40 Z0 G01 X39 Z 9 G00 X40 Z0 G01 X38 Z1 Z 9 G00 X100 Z100 M05 M30 13 2 2 件二工艺分析及编程加工件二工艺分析及编程加工 2 1 工程图 2 2 零件结构分析 2 2 1 零件外轮廓由外圆柱面 圆弧面 螺纹 皮带轮槽和退刀槽等部分组成 螺纹为普通三角螺纹 P 等于 1 5 2 2 2 本工序要求完成零件的各部分轮廓 2 3 加工工艺分析 数控加工设备数控加工设备GSK980TD 数控车床 装夹方案装夹方案工件采用三爪装夹 零件加工工序零件加工工序 序号序号工序内容工序内容刀号刀号刀具刀具 1 下料 40mmX64mm 2 夹持左端 车右端面到 63 1 93 外圆车刀 3 粗加工倒角 18 20 34 42 R4 3 到 40 1 93 外圆车刀 4 精加工 18 20 34 42 R4 3 到 14 表 件 2 加工工序卡 2 4 切削用量的选择 2 4 1 确定进给速度 外圆部分同件一样 切退刀槽和皮带轮槽时取 S 450N min F12 2 4 2 确定背吃刀量 刀具采用硬质合金材料 吃刀量可以稍微大点 但出于对设备和刀具的保护和这 并不是成批量生产故吃刀量定为 1mm 2 5 加工程序 右端加工程序 M03 T0101 S1000 G00 X45 Z0 40 5 切退刀槽到 17 2 3mm 切槽刀 6 加工皮带轮 2 3mm 切槽刀 7 加工 M20X1 5 螺纹 3 外三角螺纹刀 8 调头夹持 18 处 上顶尖 1 93 外圆车刀 9 粗加工 32 093 和 R80 外圆弧 1 93 外圆车刀 10 精加工 32 093 和 R80 外圆弧 1 93 外圆车刀 11 粗加工倒角到 42 到 26 1 93 外圆车刀 12 精加工 42 到 26 1 93 外圆车刀 15 G71 U0 5 R0 3 F126 G71 P1 Q2 U0 3 W0 N01 G01 X16 X18 Z 1 Z 4 X20 Z 5 Z 18 X34 Z 28 G02 X38 Z 35 5 R4 3 N02 G01 X39 Z 38 5 G70 P1 Q2 S1400 G00 X100 Z100 T0202 S450 F12 G00 X35 Z 24 5 G01 X26 G00 X34 Z 25 205 G01 X26 Z 24 5 G00 X35 Z 18 G01 X17 G00 X100 Z100 T0303 S450 G00 X20 Z 4 G92 X19 9 Z 15 F1 5 X19 5 X19 00 X18 5 16 X18 3 X18 2 X18 1 X18 06 X18 05 G00 X100 Z100 M05 M30 调头左端加工程序 M03 T0101 S1000 G00 X40 Z0 G71 U0 5 R0 3 F126 G71 P1 Q2 U0 3 W0 N01 G01 X20 77 G03 X32 093 Z 24 5 R80 G01 X38 N02 G01 X39 Z 25 G70 P1 Q2 S1400 G00 X100 Z100 M05 M30 3 3 件三工艺分析及编程加工件三工艺分析及编程加工 3 1 工程图 17 3 2 结构分析 3 2 1 零件外轮廓由外圆柱面 圆锥面 内圆弧 内螺纹和工艺槽等部分组成 螺纹为普通三角螺纹 P 等于 1 5 3 2 2 本工序要求完成零件的各部分轮廓 3 3 加工工艺分析 数控加工设备数控加工设备GSK980TD 数控车床 装夹方案装夹方案工件采用三爪装夹 零件加工工序零件加工工序 序号序号工序内容工序内容刀号刀号刀具刀具 1 下料 40mmX26mm 2 夹持右端 车右端面到 25 1 93 外圆车刀 3 钻通孔 18 18 钻头 4 加工 20 内孔到 15 3 镗刀 5 加工 M20X1 5 4 内三角螺纹刀 6 调头夹持左端 7 加工内圆锥面 内倒角 3 镗刀 18 件三加工工序卡 3 4 切削用量的选择 3 4 1 确定进给速度 外圆部分同件一样 工艺刀槽取 S 450N min F12 3 4 2 确定背吃刀量 刀具采用硬质合金材料 吃刀量可以稍微大点 但出于对设备和刀具的保护和这 并不是成批量生产故吃刀量定为 1mm 车削内孔时因为排削不便 吃刀量因减小到 0 5mm 3 5 加工程序 加工内部左端 M03 T0101 S1000 G00 X16 Z0 G71 U0 4 R0 3 F100 G71 P1 Q2 U0 3 W0 N01 G01 X21 X18 05 Z 1 5 N02 G01 Z 15 G70 P1 Q2 S1200 G01 X16 G00 Z100 T0202 S450 F40 G00X18 05 Z0 G92 X18 1Z 15 F1 5 J0 5 K0 5 X18 5 X18 45 X19 00 8 旋入工件 2 夹持左端 9 车削外圆锥面 外圆柱面 34 1 93 外圆车刀 10 切工艺槽到 28 宽 7 2 3mm 切槽刀 19 X19 5 X19 85 X19 95 X19 98 X19 99 X20 00 X20 00 G01 X16 G00 Z100 M05 M30 加工内部右端 M03 T0101 S1000 G00 X16 Z0 G71 U0 4 R0 3 F100 G71 P1 Q2 U0 3 W0 N01 G01 X25 856 X22 Z 4 X20 X18 Z 5 N02 Z 10 G70 P1Q2 S1200 G01 X16 G00 Z100 M05 M30 加工外部 M03 T0101 S1000 G00 X40 Z0 G71 U0 5 R0 3 F126 G71 P1 Q2 U0 3 W0 20 N01 G01 X31 856 X34 Z 4 N02 Z25 G70 P1 Q2 S1400 G00 X100 Z100 T0202 S450 F12 G00 X35 Z 15 G01 X28 G00 X35 Z 12 G01 X28 G00 X35 Z 11 G01 X28 Z 15 G01 Z 12 G00 X100 Z100 M05 M30 21 结论结论 本