机制毕业设计样文Word文档格式.docx

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1.2数控加工技术（5）

1.3数控加工工艺（8）

1.4CAD/CAM技术（8）

1.5本课题设计的主要内容（9）

2各部分零件的工艺分析

2.1金属材料的分析（10）

2.2各零部件的材料选择及工艺分析（13）

3主要零件的参数设置及加工路径分析

3.1概述（15）

3.2轴类零件的材料、毛坯及热处理（16）

3.3工艺装备的选择（17）

3.4切削用量的选择（18）

3.5进给路线的确定（20）

3.6加工顺序的确定（22）

3.7加工余量的确定（22）

3.8程序的确定（23）

3.9轴的加工程序（24）

4结论与展望

4.1本文总结（38）

4.2将来展望（39）

致谢（40）

参考文献（41）

1.1数控机床

1.1.1数控机床的概述

数控机床和数控技术是微电子技术同传统机械技术相结合的产物，是一种技术密集型的产品和技术。

它是根据机械加工工艺的要求，使电子计算机对整个加工过程进行信息处理与控制，实现生产过程自动化。

较好地解决了复杂、精密、多品种、中小批量机械零件加工问题，是一种通用、灵活、高效能的自动化机床。

同时，数控技术又是柔性制造系统（FMS）、计算机集成制造系统（CIMS）的技术基础之一，是机电一体化高新科技的重要组成部分。

1.2数控加工技术

1.2.1数控加工技术简介

数控加工技术是现代化工业生产中的一门新型的发展十分迅速的高新技术，它将制造技术、数字化技术、微电子技术、监控检测技术等多种高新建设传统的机械加工技术有效地结合起来，成为制造自动化领域最重要的基础技术。

数控加工技术的发展十分迅速，从第一代的电子管元件数控装置，经历了晶体管电路、小中规模集成电路、大规模集成电路控制系统，发展到计算机控制系统。

数控装置体积越来越小，精度越来越高，在工业生产中日益发挥着重要作用。

1.3数控加工工艺

所谓数控加工工艺，就是用数控机床加工零件的一种方法。

在数控机床上加工时，将记录在控制介质上、描述加工过程所需的全部工艺信息，即原先在通用机床上加工时需要操作者考虑和决定的内容及动作的数码信息输人数控机床的数控装置，对输入信息进行运算和控制，并不断向伺服机构——使机床实现加工运动的机电功能转换部件发送脉冲信号，伺服机构对脉冲信号进行转换与放大处理，然后由传动机构驱动机床按所编程序进行运动，便可加工出我们所需要的零件。

可见，实现数控加工，编程是关键。

但必须有编程前的数控工艺做必要准备工作和编程后的善后处理工作。

严格说来，数控编程也属于数控工艺的范畴。

因此，数控加工工艺主要包括以下几方面的内容：

1）选择并确定需要进行数控加工的零件及内容。

2）进行数控加工工艺设计。

3）对零件图形进行必要的数学处理。

4）编写加工程序（自动编程时为源程序，由计算机自动生成目标程序——加工程序）。

5）按程序单制作控制介质。

6）对程序进行校验与修改。

7）首件试加工与现场问题处理。

8）数控加工工艺技术文件的编写与归档。

1.4CAD／CAM技术

1963年，美国麻省理工学院首次提出CAD（ComputerAidedDesign—计算机辅助设计）的概念。

MIT小组初步设想了采用计算机设计、分析，并开发了交互式图形处理系统、绘制出了工程图，从而使CAD由试验阶段过渡到了实施阶段。

CAM（ComputerAidedManufacturing—计算机辅助制造）是从APT开始的。

它是20世纪50年代MIT设计的一种专门用于零件NC加工的自动编程语言，到1967年APT系统己实用化。

从l974年开始，人们把CAD系统和生产计划管理及力学计算相结合，发展成为CAD／CAM综合系统。

70年代后期，CAD／CAM进人初期实用阶段。

CAD／CAM技术推动了几乎一切领域的设计革命，CAD技术的发展和应用水平已成为衡量一个国家科技现代化和工业现代化水平的重要标志之一。

CAD／CAM技术从根本上改变了过去的手工绘图、发图、凭图样组织整个生产过程的技术管理方式，将它变为在图形工作站上交互设计、用数据文件发送产品定义、在统一的数字化产品模型下进行产品的设计打样、分析计算、工艺计划、工艺装备设计、数控加工、质量控制、编印产品维护手册、组织备件订货供应等等。

1.5本课题设计的主要内容

传动器是一种常见的中间传递机构,其构成的主要零部件,如图所示：

由图可知，该传动器主要有以下几部分组成：

中间是箱体,内部是轴,其左侧是端盖,右侧分别是端盖、调整环和齿轮。

传动器是动力的中间传递机构。

当动力通过齿轮输入时，通过键联接，带动轴传动，只要在轴的左端安上齿轮、带轮等零件，就可实现动力的传递。

下面就对本课题所设计的主要零部件的加工工艺进行分析。

2.1金属材料的分析

一、材料

机械制造中最常用的材料是钢和铸铁，其次是有色金属合金，非金属材料如塑料、橡胶等，在机械制造中也得到广泛的应用。

金属材料主要指铸铁和钢，它们都是铁碳合金，它们的区别主要在于含碳量的不同。

含碳量小于2%的铁碳合金称为钢，含碳量大于2%的称为铁。

1铸铁

常用的铸铁有灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁、合金铸铁等。

其中灰铸铁和球墨铸铁属脆性材料，不能辗压和锻造，不易焊接，但具有适当的易熔性和良好的液态流动性，因而可铸成形状复杂的零件。

灰铸铁的抗压强度高，耐磨性、减振性好，对应力集中的敏感性小，价格便宜，但其抗拉强度较钢差。

灰铸铁常用作机架或壳座。

球墨铸铁强度较灰铸铁高且具有一定的塑性，球墨铸铁可代替铸钢和锻钢用来制造曲轴、凸轮轴、油泵齿轮、阀体等。

2钢

钢的强度较高，塑性较好，可通过轧制、锻造、冲压、焊接和铸造方法加工各种机械零件，并且可以用热处理和表面处理方法提高机械性能，因此其应用极为广泛。

钢的类型很多，按用途分，钢可分为结构钢、工具钢和特殊用途钢。

结构钢可用于加工机械零件和各种工程结构。

工具钢可用于制造各种刀具、模具等。

特殊用途钢（不锈钢、耐热钢、耐腐蚀钢）主要用于特殊的工况条件下。

按化学成分钢可分为碳素钢和合金钢。

碳素钢的性能主要取决于含碳量，含碳量越多，其强度越高，但塑性越低。

碳素钢包括普通碳素结构钢和优质碳素结构钢。

普通碳素结构钢（如Q215、Q235）一般只保证机械强度而不保证化学成分，不宜进行热处理，通常用于不太重要的零件和机械结构中。

碳素钢的性能主要取决于其含碳量。

低碳钢的含碳量低于0.25%，其强度极限和屈服极限较低，塑性很高，可焊性好，通常用于制作螺钉、螺母、垫圈和焊接件等。

含碳量在0.1%~0.2%的低碳钢零件可通过渗碳淬火使其表面硬而心部韧，一般用于制造齿轮、链轮等要求表面耐磨而且耐冲击的零件。

中碳钢的含碳量在0.3%~0.5%之间，它的综合力学性能较好，因此可用于制造受力较大的螺栓、螺母、键、齿轮和轴等零件。

含碳量在0.55%~0.7%的高碳钢具有高的强度和刚性，通常用于制作普通的板弹簧、螺旋弹簧和钢丝绳。

合金结构钢是在碳钢中加入某些合金元素冶炼而成。

每一种合金元素低于2%或合金元素总量低于5%的称为低合金钢。

每一种合金元素含量为2%~5%或合金元素总含量为5%~10%的称为中合金钢。

每一种合金元素含量高于5%或合金元素总含量高于10%的称为高合金钢。

加入不同的合金元素可改变钢的机械性能并具有各种特殊性质。

例如铬能提高钢的硬度，并在高温时防锈耐酸；

镍使钢具有良好的淬透性和耐磨性。

但合金钢零件一般都需经过热处理才能提高其机械性能；

此外，合金钢较碳素钢价格高，对应力集中亦较敏感，因此只用于碳素钢难于胜任工作时才考虑采用。

用碳素钢和合金钢浇铸而成的铸件称为铸钢，通常用于制造结构复杂、体积较大的零件，但铸钢的液态流动性比铸铁差，且其收缩率的铸铁件大，故铸钢的壁厚常大于10ｍｍ，其圆角和不同壁厚的过渡部分应比铸铁件大。

表1-1是常用的金属材料的机械性能。

表1-1常用钢铁材料的机械性能

材料

机械性能

名称

牌号

抗拉强度

b（N/mm2）

屈服强度

s（N/mm2）

硬度

（HBS）

普通碳素结构钢

Q215

Q235

Q255

Q275

335~410

375~460

410~510

490~610

215

235

255

275

优质碳素结构钢

20

35

45

410

530

600

245

315

355

156

197

220

合金结构钢

18Cr2Ni4W

35SiMn

40Cr

40CrNiMo

20CrMnTi

65Mn

118

785

981

980

1079

735

835

510

834

430

260

229

247

269

217

285

铸钢

ZG230-450

ZG270-500

ZG310-570

450

550

570

230

270

310

130

143

153

灰铸铁

HT150

HT200

HT250

145

195

240

—

150~200

170~220

190~240

球墨铸铁

QT450-10

QT500-7

QT600-3

QT700-2

500

700

320

370

420

160~210

170~230

190~270

225~305

二、材料选用的原则

从各种各样的材料中选择出合用的材料是一项受到多方面因素制约的工作，通常应考虑下面的原则：

（1）载荷的大小和性质，应力的大小、性质及其分布状况

对于承受拉伸载荷为主的零件宜选用钢材，承受压缩载荷的零件应选铸铁。

脆性材料原则上只适用于制造承受静载荷的零件，承受冲击载荷时应选择塑性材料。

（2）零件的工作条件

在腐蚀介质中工作的零件应选用耐腐蚀材料，在高温下工作的零件应选耐热材料，在湿热环境下工作的零件，应选防锈能力好的材料，如不锈钢、铜合金等。

零件在工作中有可能发生磨损之处，要提高其表面硬度，以增强耐磨性，应选择适于进行表面处理的淬火钢、渗碳钢、氮化钢。

金属材料的性能可通过热处理和表面强化（如喷丸、滚压等）来提高和改善，因此要充分利用热处理和表面处理的手段来发挥材料的潜力。

（3）零件的尺寸及质量

零件尺寸的大小及质量的好坏与材料的品种及毛坯制取方法有关，对外形复杂、尺寸较大的零件，若考虑用铸造毛坯，则应选用适合铸造的材料；

若考虑用焊接毛坯，则应选用焊接性能较好的材料；

尺寸小、外形简单、批量大的零件，适于冲压和模锻，所选材料就应具有较好的塑性。

（4）经济性

选择零件材料时，当用价格低廉的材料能满足使用要求时，就不应选择价格高的材料，这对于大批量制造的零件尤为重要。

此外还应考虑加工成本及维修费用。

为了简化供应和储存的材料品种，对于小批制造的零件，应尽可能减少同一部设备上使用材料的