轴套类零件的数控加工程序编制与加工.docx

轴套类零件的数控加工程序编制与加工.docx

《轴套类零件的数控加工程序编制与加工.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《轴套类零件的数控加工程序编制与加工.docx（18页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

轴套类零件的数控加工程序编制与加工

机械工程学院

专业课课程设计说明书

设计题目：

轴套类零件的数控加工程序编制与加工

专业：

　机械设计制造及其自动化

班级：

姓名：

学号　

指导教师：

年月日

1数控加工技术概述…………………………………………………3

1．1数控加工技术的发展……………………………………………3

1．2数控加工工艺的特点……………………………………………4

2夹具设计过程………………………………………………………5

2．1设计夹具的目的…………………………………………………5

2．2夹具的分类……………………………………………………5

2．3专用夹具的组成………………………………………………8

2．4夹具中的夹紧机构……………………………………………9

3机械加工工艺规程的制定………………………………………10

3．1机械加工工艺规程的作用……………………………………10

3．2机械加工工艺规程的制定程序………………………………11

3．3毛坯的选择……………………………………………………11

3．4定位基准的选择………………………………………………13

4．1支承套…………………………………………………………15

4．1．1零件加工工艺分析…………………………………………15

4．1．2毛坯的选择…………………………………………………17

4．1．3数控加工工艺分析及工序设计……………………………18

参考文献……………………………………………………………22

1数控加工技术概述

1.1数控加工技术的发展

数控加工的发展趋势是高速和精密，另一个发展趋势是完整加工，即在一台机床上完成复杂零件的全部加工工序。

数控加工中的程序编制也随着数控机床的更新而改变。

50年代，MIT设计了一种专门用于机械零件数控加工程序编制的语言，称为APT（AutomaticallyProgrammedTool）。

其后，APT几经发展，形成了诸如APTII、APTIII（立体切削用）、APT（算法改进，增加多坐标曲面加工编程功能）、APTAC（Advancedcontouring）（增加切削数据库管理系统）和APT/SS（SculpturedSurface）（增加雕塑曲面加工编程功能）等先进版。

采用APT语言编制数控程序具有程序简练，走刀控制灵活等优点，使数控加工编程从面向机床指令的“汇编语言”级，上升到面向几何元素.APT仍有许多不便之处：

采用语言定义零件几何形状，难以描述复杂的几何形状，缺乏几何直观性；缺少对零件形状、刀具运动轨迹的直观图形显示和刀具轨迹的验证手段；难以和CAD数据库和CAPP系统有效连接；不容易作到高度的自动化，集成化。

针对APT语言的缺点，1978年，法国达索飞机公司开始开发集三维设计、分析、NC加工一体化的系统，称为CATIA。

随后很快出现了像EUCLID，UGII，INTERGRAPH，MasterCAM，Pro/Engineering及NPU/GNCP等系统，这些系统都有效的解决了几何造型、零件几何形状的显示，交互设计、修改及刀具轨迹生成，走刀过程的仿真显示、验证等问题，推动了CAD和CAM向一体化方向发展。

到了80年代，在CAD/CAM一体化概念的基础上，逐步形成了计算机集成制造系统（CIMS）及并行工程（CE）的概念。

目前，为了适应CIMS及CE发展的需要，数控编程系统正向集成化，网络化和智能化方向发展。

1.2数控加工工艺的特点

数控加工工艺具有以下特点：

（1）数控机床加工精度高。

一般只需一次加工即能达到加工部位的精度，而不需分粗加工、精加工。

（2）在数控机床上工件一次装夹，可以进行多个部位的加工，有时甚至可完成工件的全部加工内容。

（3）由于刀具库或刀架上装有几把甚至更多的备用刀具，因此，在数控机床上加工工件时刀具的配置、安装与使用不需要中断加工过程，使加工过程连续。

（4）根据数控机床加工时工件装夹特点与刀具配置、使用的特点区别于普通机床加工时的情况，工件的各部位的数控加工顺序可能与普通、机床上加工工件的顺序也有很大的区别。

此外根据数控机床高速、高效、高精度、高自动化等特点，数控加工还具有以下工艺特点：

1）切削量用比普通机床大。

2）工序相对集中。

3）较多地使用自动换刀（ATC）。

4）首件需试切削。

5）工艺内容更具体更详细，工艺要求更严密更精确。

2.夹具设计过程

2.1设计夹具的目的

在机械制造的机械加工、检验、装配、焊接和热处理等冷、热工艺过程中，使用着大量的夹具。

所谓夹具就是一切用来固定加工对象，使之占有正确位置，接受施工或者检测的装置。

在机械制造中采用大量的夹具，机床夹具就是夹具中的一种。

它装在机床上，使工件相对刀具与机床保持正确的相对位置，并能承受切削力的作用。

机床夹具的作用主要有以下几个方面：

较容易、较稳定地保证加工精度，因为用夹具装夹工件时，工件相对机床（刀具）的位置由夹具来保证，基本不受工人技术水平的影响，因而能较容易、较稳定地保证工件的加工精度；提高劳动生产率，因为采用夹具后，工件不需要划线找正，装夹也方便迅速，显著地减少了辅助时间，提高了劳动生产率；扩大机床的使用范围，因为使用专用夹具可以改变机床的用途、扩大机床的使用范围，例如，在在车床或摇臂转床上安装镗模夹具后，就可以对箱体孔系进行镗削加工；改善劳动条件、保证生产安全，因为使用专用机床夹具可以减轻工人的劳动强度、改善劳动条件，降低对工人操作技术水平的要求，保证安全。

2.2夹具的分类

（1）通用夹具

通用夹具是指已经标准化的，在一定范围内可用于加工不同工件的夹具。

例如，车床上的三爪卡盘和四爪卡盘、顶尖和鸡心夹头；铣床上的平口钳、分度头和回转工作台等。

它们有很大的通用性，无需调整或稍加调整就可以用于装夹不同的工件。

这类夹具一般已经标准化。

由专业工厂生产，作为机床附件供应给用户。

（2）专用夹具

专用夹具是指专为某一工件的某道工序的加工而专门设计的夹具，具有结构紧凑，操作迅速、方便等优点。

专用夹具通常由使用厂根据要求自行设计和制造，适用于产品固定且批量较大的生产中。

（3）组合夹具

组合夹具是在机床夹具零部件标准化的基础上，由一整套预先制造好的，具有各种不同形状、不同规格尺寸的标准元件和合件，按照组合化的原理，针对工件的加工要求组装成各种专用夹具。

夹具使用完毕后，可以拆卸，留待组装新夹具时使用。

组合夹具的应用范围十分广泛。

它最适合于品种多、产品变化快、新产品试制和单件小批生产等场合，在批量生产中也可利用组合夹具代替临时短缺的专用夹具，以满足生产要求。

用组合夹具元件可以组装成各类机床夹具。

数控机床和柔性制造单元的出现，更加推动了组合夹具技术的进步，扩大了组合夹具的应用范围。

组合夹具具有以下特点：

组合夹具元件可供多次使用，但其一旦组装成某个夹具后，该夹具结构仍属专用性，只能一次使用。

当变换加工对象时，一般仍需全部拆开，重新组装成新夹具结构，以满足新工件的加工要求。

和专用夹具不一样，组合夹具的最终精度，是靠各组成元件的精度，直接组合来保证的，不允许进行任何补充加工，否则无法保证元件的互换性。

由于组合夹具是由各标准元件组合起来的，因此刚性较差，尤其是元件连接的结合面接触刚度，对加工精度影响较大。

一般组合夹具的外形尺寸较大，不及专用夹具那样紧凑。

这种夹具不受生产类型的限制，可以随时组装，以应生产之急。

（4）拼装夹具

拼装夹具是指按某一工件的某道工序的加工要求，由标准化、系列化的夹具元件，直接按专用夹具的装配方法（销钉定位、螺栓紧固）装配成的专用夹具。

采用拼装夹具大大缩短了专用夹具的设计与制造周期，而且当产品改型时原来夹具的大部分元件仍可拆下重新使用，适用于多品种、小批量生产中。

（5）通用可调夹具

通用可调夹具是指根据不同尺寸或种类的工件，调整或更换个别定位元件或夹紧元件而形成的专用夹具。

加工对象不很确定，通用范围较大，适用于多品种、小批量生产中。

（6）成组夹具

成组夹具是指专为加工成组工艺中某一组零件而设计的可调夹具。

加工对象明确，只需调整或更换个别定位元件或夹紧元件便可使用，调整范围只限于本零件组被的工件，适用于成组加工。

通用可调夹具和成组夹具都是一种比较先进的、继承性好的新型夹具。

采用这两种夹具可大大减少专用夹具数量，缩短生产准备周期，降低生产成本，加快产品的更新换代，并可有效地促进并实现机床夹具标准化、系列化和通用化。

通用可调夹具与成组夹具的区别在于：

前者的加工对象不很确定，其更换调整部分的结构设计，往往具有较大的适应性，通用范围大；而成组夹具则是为成组加工工艺中一组零件而专门设计的，加工对象十分明确，可调范围也只限于本组内的零件，因此后者亦称为专用可调夹具。

2.3专用夹具的组成

（1）定位装置

这种装置包括定位元件及其组合，其作用是确定工件在夹具中的位置，即通过它使工件加工时相对于刀具及切削成形运动处于正确的位置，如支撑钉、支撑板、V形块、定位销等。

（2）夹紧装置

它的作用是将工件压紧夹牢，保证工件在定位时所占据的位置在加工过程中不因受重力、惯性力以及切削力等外力作用而产生位移，同时防止或减小振动。

它通常是一种机构，包括夹紧元件（如夹爪、压板等），增力及传动装置（如杠杆、螺纹传动副、斜楔、凸轮等）以及动力装置（如气缸、油缸）等。

（3）对刀—引导装置

它的作用是确定夹具相对于刀具的位置，或引导刀具进行加工，如对刀块、钻套、镗套等。

（4）其他元件及装置

如定向件、操作件以及根据夹具特殊功用需要设置的一些装置，如分度装置、工件顶出装置、上下料装置等。

（5）夹具体

用于连接夹具各元件及装置，使其成为一个整体的基础件，并与机床有关部位连接，以确定夹具相对于机床的位置。

2.4夹具中的夹紧机构

夹具中的夹紧装置一般由动力源和夹紧机构两个部分组成。

动力源是产生原始作用力的部分，如用人的体力对工件进行夹紧，称为手动夹紧；若采用气动，液动，电动以及机床的运动等动力装置来代替人力进行夹紧，则称为机动夹紧。

夹紧机构是接受和传递原始作用力，使其变为夹紧力并执行夹紧任务的部分，包括中间传递力机构和夹紧元件。

中间传递力机构把来自人力或者动力装置的力传给夹紧元件，再由夹紧元件直接与工件受压面接触，最终完成夹紧任务。

在夹紧的组成中可以看出，不论采用任何动力源（手动或者机动），外加的原始作用力要转化为夹紧力，都必须通过夹紧机构。

夹具中常用的夹紧机构有斜碶夹紧机构、螺旋夹紧机构、圆偏心夹紧机构、铰链夹紧机构、定心对中夹紧机构以及联动夹紧机构等。

（1）斜碶夹紧机构：

斜碶夹紧机构是夹紧机构中最基本的形式之一，螺旋夹紧机构，圆偏心夹紧机构，定心对中夹紧机构等均是斜碶夹紧机构的变形，由于手动的斜碶夹紧机构在夹紧工件时既费时又费力，效率很低，故实际上多在机动夹紧装置中采用。

（2）螺旋夹紧机构：

利用螺杆直接夹紧工件，或者与其他元件组成复合夹紧机构夹紧工件，是应用较广泛的一种夹紧机构，由于螺旋夹紧机构具有结构简单，容易制造，夹紧可靠，扩力比较大和夹紧行程不受限制等特点，所以在手动夹紧装置中被广泛使用，在夹具中除采用螺杆直接夹紧工件外，经常采用螺旋压板夹紧机构。

（3）圆偏心夹紧机构：

由于偏心圆的夹紧力小，自锁性能又不是很好，故只使用于切削负荷不大而且无很大震动的场合，为满足自锁条件，其夹紧行程也相应受到限制，用与夹紧行程较小的场合。

（4）铰链夹紧机构：

因铰链夹紧机构的结构简单，扩力比较大，适用于多点或多件夹紧，在气动或者液动夹具中广泛应用。

（5）定心、对中夹紧机构：

定心，对中夹紧机构是一种特殊的夹紧机构，工件在其上同时实现定位和夹紧