毕业论文钻子零件轴加工工艺编制
毕业设计任务书 题 目钻子零件轴加工工艺编制 专 业 机械工程系 班 级 07数控2 学生姓名 指导教师 2010年 2 月 20 日目 录1 绪 论.32 工艺分析.83 编织工艺卡.124 计算编程尺寸.145 画出加工路线图.156 画出刀具调整图.167 列出数控刀具表.188 编制加工工序卡.199 加工程序.2010 毕业设计小结.2211 参考文献.231.绪论随着科学技术飞速发展和经济竞争的日趋激烈，机械产品的更新速度越来越快，多品种、中小批量生产的比重明显增加。同时，随着航空工业、汽车工业和轻工业消费品生产的高速增长，复杂形状的零件越来越多，精度要求也越来越高。此外，激烈的市场竞争要求产品研制周期越来越短，传统的加工设备和制造方法已难于适应这种多样化、柔性化与复杂形状零件的高效高质量加工要求。因此近几十年来，世界各国十分重视发展能有效解决复杂、精密、小批多变零件加工的数控加工技术。在加工设备中大量采用以微电子技术和计算机技术为基础的数控技术，将机械技术与现代控制技术、传感检测技术、信息处理技术、网络通信技有机地结合在一起，使机械制造业的生产方式发生了革命性变化。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，以提高系统的数据处理能力，既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。配有自动换到机构（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、较孔、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，根据切削条件变化，自动调解工作参数，使加工过程中能保持最佳状态，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接的各种设备进行自诊断、检查。一旦出现故障时，立即采取停机等措施，并进行故障报警，提示发生故障的部位、原因等。还可以自动是故障模块脱机，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，面前CAD/CAM图形交互时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，已实现CAD与CAM的集成。随着CIMS的技术的发展，当前又出现了CAD/CAPP/CAM集成的全自动编程方式，它与CAD/CAM系统编程的最大区别是其编程所需的加工工艺参数不必有人工参与，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，同时采用硬件结构本体的模块化、标准化和通用化及系统化，使得即提高硬件生产批量，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，是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。而利用新兴的彩色液晶薄型显示器替代传统的阴极射线管，将是数控操作系统进一步小型化。这样可以方便的将它安装载机床设备上，更便于对数控机床的操作使用。数控机床的特点 1加工精度高，具有稳定的加工质量;2可进行多坐标的联动，能加工形状复杂的零件；3加工零件改变时，一般只需要更改数控程序，可节约生产准备时间；4机床本身的精度高、刚性大，可选择有力的加工用量，生产率高（一般为普通机床的3-5倍）；5机床自动化程度高，可减少劳动强度；6随操作人员的素质要求较高，对维修人员的技术要求更高。数控机床一般由下列几个部分组成；1.主机，它是数控机床的主题，包括机床身、立柱、主轴、进给机构等机械部件。它是用于完成各种切削加工的机械部件。2.数控装置，是数控机床的核心，包括硬件（印刷电路板、CRT显示器、键盒、纸袋阅读机等）以及相应的软件，用于输入数字化的零件程序，并完成输入信息的存储、数据的变换、插补运算以及实现各种控制功能。*驱动装置，它是数控机床执行机构的驱动部件，包括主轴驱动单元、进给单元、主轴电机及进给电机等。他在数控装置的控制下通过电气或电液伺服系统实现主轴和进给驱动。当几个进给连动时，可以完成定位、直线、平面曲线和空间曲线的加工。*辅助装置，指数控机床的一些必要的配套部件，用以保证数控机床的运行，如冷却、排屑、润滑、照明、监测等。它包括液压和气动装置、排屑装置、交换工作台、数控转台和数控分度头，还包括刀具及监控检测等装置。*编程及其他附属设备，可用来再机外进行零件的程序编程、存储等。数控机床的分类和应用*按工艺用途分类金属切削类数控机床，包括数控车床，数控钻床，数控铣床，数控磨床，数控镗床及加工中心。这些机床都有适用于单件、小批量和多品种和零件加工，具有很好的加工尺寸的一致性、很高的生产率和自动化程度，以及很高的设备柔性。金属成型类数控机床：这类机床包括数控折弯机，数控组合冲床、数控弯管机、数控回转头压力机等。数控特种加工机床：这类机床包括数控线（电极）切割机床、数控电火花加工机床、数控火焰切割机、数控激光切割机床、专用组合机床等。其他类型的数控设备：非加工设备采用数控技术，如自动装配机、多坐标测量机、自动绘图机和工业机器人等。*按运动方式分类点位控制：点位控制数控机床的特点是机床的运动部件只能够实现从一个位置到另一个未知的精确运动，在运动和定位过程中不进行任何加工工序。如数控钻床、数控坐标镗床、数控焊机和数控弯管机等。直线控制：点位直线控制的特点是机床的运动部件不仅要实现一个坐标位置到另一个位置的精确移动和定位，而且能实现平行于坐标轴的直线进给运动或控制两个坐标轴实现斜线进给运动。轮廓控制：轮廓控制数控机床的特点是机床的运动部件能够实现两个坐标轴同时进行联动控制。它不仅要求控制机床运动部件的起点与终点坐标位置，而且要求控制整个加工过程每一点的速度和位移量，即要求控制运动轨迹，将零件加工成在平面内的直线、曲线或在空间的曲面。*按控制方式类开环控制：即不带位置反馈装置的控制方式。半闭环控制：指在开环控制伺服电动机轴上装有角位移检测装置，通过检测伺服电动机的转角间接地检测出运动部件的位移反馈给数控装置的比较器，与输入的指令进行比较，用差值控制运动部件。闭环控制；是在机床的最终的运动部件的相应位置直接直线或回转式检测装置，将直接测量到的位移或角位移值反馈到数控装置的比较器中与输入指令移量进行比较，用差值控制运动部件，使运动部件严格按实际需要的位移量运动。*按数控控制机床的性能分类经济型数控机床；中档数控机床；高档数控机床；*按所用数控装置的构成方式分类硬线数控系统；软线数控系统；数控机床的选择（1） 数控机床主要规格的尺寸应与工件的轮廓尺寸相适应。即小的工件应当选择小规格的机床加工，而大的工件则选择大规格的机床加工，做到设备的合理使用。（2） 机床结构取决于机床规格尺寸、加工工件的重量等因素的影响。（3） 机床的工作精度与工序要求的加工精度相适应。根据零件的加工精度要求选择机床，如精度要求低的粗加工工序，应选择精度低的机床，精度要求高的精加工工序，应选用精度高的机床。（4） 机床的功率与刚度以及机动范围应与工序的性质和最合适的切削用量相适应。如粗加工工序去除的毛胚余量大，切削余量选得大，就要求机床有大的功率和较好的刚度。（5） 装夹方便、夹具结构简单也是选择数控设备时需要考虑的一个因素。选择采用卧式数控机床，还是选择立式数控机床，将直接影响所选择的夹具的结构和加工坐标系，直接关系到数控编程的难易程度和数控加工的可靠性。应当注意的是，在选择数控机床时应充分利用数控设备的功能，根据需要进行合理的开发，以扩大数控机床的功能，满足产品的需要。然后，根据所选择的数控机床，进一步优化数控加工方案和工艺路线，根据需要适当调整工序的内容。选择加工机床，首先要保证加工零件的技术要求，能够加工出合格的零件。其次是要有利于提高生产效率，降低生产成本。选择加工机床一般要考虑到机床的结构、载重、功率、行程和精度。还应依据加工零件的材料状态、技术状态要求和工艺复杂程度，选用适宜、经济的数控机床，综合考虑以下因素的影响。（1） 机床的类别（车、铣、加工中心等）、规格（行程范围）、性能（加工材料）。（2） 数控机床的主轴功率、扭矩、转速范围，刀具以及刀具系统的配置情况。（3） 数控机床的定位精度和重复定位精度。（4） 零件的定位基准和装夹方式。（5） 机床坐标系和坐标轴的联动情况。（6） 控制系统的刀具参数设置，包括机床的对刀参数设置，包括机床的对刀、刀具补偿以及ATC等相关的功能。与普通机床加工方法相比，数控加工对刀具提出了更高的要求，不仅需要刚性好、精度高，而且要求尺寸稳定，耐用度高，断屑和排
