轴套车削工艺设计毕业论文.doc

1、数控轴套车削工艺设计前 言数控技术，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。数控是先进制造技术的基础技术。数控加工在现代生产中显示出很大的优越性。数控加工就是在对工件材料进行加工前，事先在计算机上编写好程序，再将这些程序输入到使用计算机程序控制的机床指令性加工。其中数控车床是最常用的加工方法之一，其主要适用于加工轴类、盘类等回转体零件，可通过程序控制能完成大部分不规则的内外型面加工，并能进行车槽、钻孔、扩孔、铰孔等工作。摘要：拿到图纸后首先分析零件的外形、尺寸、对表面粗造度以及其他工艺的要求，观察图纸要求是否错误或者不足，后用CAD、UG等软件画出工件的直观图。接着对工件的外形、结构进行工艺分析，合理确定加工步骤；根据工艺分析和工件的形状特点进行刀具选择、主轴转速和进给速度的确定；根据安排的加工步骤个选择的刀具和夹具对工件进行编程；最后选择合适的数控机床进行零件加工。关键词：工艺设计，编写程序，数控加工。目录目录2第一章 绪论5第二章 数控工艺基本知识72.1 数控加工的定义72.2 数控加工工艺的定义52.3 数控加工工艺的特点52.4 毛坯的选择

2、82.5 工件的装夹和夹具的选择82.6 工序与工步的划分82.6.1 工序的划分82.6.2 工步的划分62.7 刀具的选择.8第三章 零件的分析93.1 零件图样分析93.2轴类零件定位装夹.103.3轴类零件的工艺特点及基本工艺过程11 3.3.1工艺特点11 3.3.2基本工艺过程113.4切削的三要素的确定及数值计算113.5选择走刀路线123.6工序划分13第四章 工序卡和刀具卡错误!未定义书签。第五章 数控加工程序的编制185.1 数控编程方法及特点185.2 编写加工程序18小结22参考文献23轴套平面图24轴套立体图25第一章 绪论数控加工技术在国内(外)的研究现状综述从1952年美国麻省理工学院研发第一台数控机床到现在已有60年的历史。按照电子器件的发展可分为五个阶段：电子管数控、晶体管数控、中小规模IC数控、小型计算机数控、微处理器数控；从体系结构的发展，可分为以硬件及连线组成的硬数控系统、计算机硬件及软件组成的CNC数控系统，后者也称为软数控系统；从伺服及控制的方式可分为步进电动机驱动的开环系统和伺服电机驱动的闭环系统。总之，数控技术的发展向着高速化，精密化，高

3、效能化，系列化及复合化方向发展。人类发明了机器，延长和扩展人的手脚功能：当出现数控系统以后，制造厂家逐渐希望数控系统能部分代替机床设计师和操作者的大脑，具有一定的智能，能把特殊的加工工艺、管理经验和操作技能放进数控系统，同时也希望系统具有图形交互、诊断功能等。 装备工业的技术水平和现代化程度决定着整个国民经济的水平和现代化程度，数控技术及装备是发展新兴高薪技术产业和尖端工业（如信息技术及其产业、生物技术及其产业、航空、航空等国防工业产业）的使能技术和最基本的装备。马克思曾经说过“各种经济时代的区别，不在于生产什么，而是在于怎么生产，用什么劳动资料生产”。制造技术和装备就是人类生产活动的最基本的生产资料，而数控技术又是当今先进制造技术和装备最核心的技术。当今在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，提高对动态多变的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其产业，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行政策。总之，大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国

4、家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。数控技术是近代发展起来的一种自动控制技术，机械加工现代化的重要基础与关键技术。数控机床是制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础，是国防工业现代化的重要战略装备，是关系到国家战略地位和体现国家综合国力水平的重要标志。 本论文设计的内容 本人的设计课题是轴类工件的数控加工的加工工艺与编程。 本次毕业论文主要包括一下内容：1) 零件的加工工艺的分析2) 数控加工工序卡的制定3) 零件的数控加工程序编制第二章 数控工艺基本知识2.1 数控加工的定义数控加工（numerical control machining），是指在数控机床上进行零件加工的一种工艺方法，数控机床加工与传统机床加工的工艺规程从总体上说是一致的，但也发生了明显的变化。用数字信息控制零件和刀具位移的机械加工方法。它是解决零件品种多变、批量小、形状复杂、精度高等问题和实现高效化和自动化加工的有效途径。2.2 数控加工工艺的定义数控加工工艺是采用数控机床加工零件时所运用各种方法和技术手段的总和，应用于整个数控加工工艺过程。数控加工工艺是伴随着数控机床的产生、发展而逐步完善起来的一

5、种应用技术，它是人们大量数控加工实践的总结。数控加工工艺是数控编程的前提和依据，没有符合实际的、科学合理的数控加工工艺，就不可能有真正可行的数控加工程序。数控编程就是将制定的数控加工工艺内容程序化。2.3 数控加工工艺的特点2.3.1数控加工的工艺内容十分明确而且具体。进行数控加工时，数控机床接受数控系统的指令，完成各种运动，实现加工要求。2.3.2数控加工的工艺要求相对准确而且严密。数控加工不能像通用机床加工那样，可以对加工过程中出现的问题由操作者根据自己的经验自由地进行调整。2.3.3数控加工的工序相对集中。一般来说，在普通机床上是根据机床的种类进行单工序加工，而在数控机床上往往是在工件的一次装夹中完成钻、扩、铰、铣、镗、攻螺纹等多工序的加工。2.4 毛坯的选择毛坯的选择包括选择毛坯的种类和确定毛坯的制造方法两个方面。常用的毛坯种类有铸件、锻件、压制件、冲压件、型材、焊接件和板材等。2.5 工件的装夹和夹具的选择机械加工时，为使工件的被加工表面获得规定的尺寸和位置精度要求，必须使工件在机床上或夹具中占有某一正确的位置，这个过程称为定位。在加工过程中，工件在各种力的作用下应当保持这正

6、确位置始终不变，这叫夹紧。因该零件在数控车床上加工，根据零件图的外形比较简单，该产品采用三爪卡盘来装夹。2.6 工序与工步的划分2.6.1 工序的划分在数控机床加工零件，工序可以比较集中，在一次装夹中尽可能完成大部分或全部工序。首先应根据零件图样，考虑被加工零件是否可以在一台数控机床上完成整个零件的加工工作，若不能则应决定其中哪一部分在数控机床上加工哪一部分在其他机床上加工，即对零件的加工工序进行划分。2.6.2 工步的划分工步的划分主要从加工精度和效率两个方面考虑。在一个工序内往往需要采用不同的刀具和切屑用量，对形状不太复杂、要求不太高的表面进行加工。为了便于分析和描述较复杂的工序，在工序内又细分为工步。2.7 刀具的选择刀具的选择是数控加工工艺中重要的内容之一，它不仅影响机床的加工效率，而且直接影响加工质量。切削刀具的种类有很多，如车刀、刨刀、铣刀和钻头等等，我们要根据加工的零件的材料、产品加工的形状还有所有的机床等各个方面来确定。第三章 零件的分析一、零件图样分析图1零件如图所示。a) 结构特点：该轴零件主要由50mm轴主体部分、长为100mm,24mm的螺纹部分，一处开槽，以及

7、R24、R8、R10三处圆弧相切部分。 b) 料、热处理及毛坯: 零件材料为45钢调质处理，切削性能较好，无热处理和硬度要求。经审查在此零件加工材料可用型材45钢, 50mm圆钢。c) 主要技术要求：（1）加工的精度。长度的精度一般要求相对较低，即使各阶梯长度要求较高时，也是0.050.2mm，其形状精度（圆度、圆柱度）一般应限制在公差之内。（2）表面粗糙度。根据轴类零件要求的不同，表面粗糙度也不同，一般配合轴颈的Ra值1.60.8um;其余的Ra傎为6.33.2um。二、轴类零件的定位装夹图21. 装夹的方法是有几种的：1） 以两中心孔定位装夹；2） 以孔定位装夹；3） 以外圆定位装夹，而以外圆定位装夹又分为三种，短轴（L/D6）加工时可直接用卡盘装夹；长轴，加工时可一可头用卡盘一头用顶尖装夹（简称“一夹一顶”）；而真径较大的重型轴就要用一端用卡盘，另一端用中心架支托（简称“一夹一顶”）因为这个轴类零件比较短，所以采用三爪自定心卡盘自定心夹紧，在装夹时工件不要伸得太长在1518mm左右就可以了，如果过长了在工件转起来时就会加大离心力，引起工件摆动现象。2. 对刀点选在工件的右端面与回

8、转轴线的交点。三、轴类零件的工艺特点及基本工艺过程工艺特点：（1） 车削和磨削是轴类零件的主要加工方法。车削和磨削可完成外圆梯柱面、螺纹、圆锥面、端面的加工，因此，一般精度的轴经过粗精车即可满足加工的要求，对于精度较高或表面粗糙度较小的回转表面，可通过磨削来满足加工要求。（2） 轴类零件一般都要需要进行热处理和表面淬火。为提高轴类零件的确综合机械性能，可安排热处理调质，对于有相对运动的轴劲需安排表面淬火处理，以提高其耐磨性，但这个零件无这样的要求，所以不需热处理和淬火处理。（3） 加工轴类零件广泛使用卧式车床和通用夹具，轴类零件的主要加工表面是回转表面，因此，其它加工设备主要是车床，所用的夹具也主要是卡盘或顶尖。特别是以中心孔定位、采用顶两头装夹，即符合基准重合的原则，又可以在粗精加工各磨削中做到基准统一，避免基准不重合误差，有利于提高加工精度。基本工艺过程： 轴类零件因结构形状、技术要求、材料种类、生产类型及生产条件的不同，其加工工艺也有一定的差异，但其主要工序和加工顺序却具有共性，特别是单件小批生产，工艺过程更是大同小异。轴类零件单件小批生产的基本工艺过程如下：按先主后次，先粗后精的加工原则确定加工路线，采用固定循环指令对外轮廓进行粗加工，再精加工，然后把工件调转工件，加工旋转体，加工螺纹，最后车退刀槽。四、切削的三要素的确定及数值计算1、背吃刀量：粗车循环时，其背吃刀量确定为ap=3mm；精车是ap=0.25。2、主轴转速。车直线时各圆弧轮廓时的主轴转速可通过查表获得，取粗车的切削速度Vc=90m/mim,精车的切削速度Vc=120m/min。根据坯件直径（精车时取平均直径）利用公试n=1000Vc/3.14d计算，（Vc是切削速度（mm/min），d为切削刃选定点所对应的工件或刀具的回转直径（mm）并结合机床的说明书先取粗车时主轴转速n=500r/min:精车

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