三连接轴套的加工工艺分析与编程数控技术毕业论文.docx

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三连接轴套的加工工艺分析与编程数控技术毕业论文

毕业论文

课题名称

连接轴套的加工工艺分析与编程

分院/专业

机械工程学院/数控

班级

学号

学生姓名

指导教师：

2013年6月1日

摘要 

随着机电一体化的加工技术的迅猛发展，数控机床的应用已日趋普及，机械制造业正在越来越多地采用数控技术来改善其生产加工方式，社会对其相应技术人才的需求也越来越高．为此，我国机电产品呈现机电一体化发展的趋势，在机械设计中开始应用可靠性设计，优化设计和计算机辅助设计等现代设计方法，消化了引进先进技术和新材料，新工艺在产品设计中的推广采用．技术标准向国际标准靠拢，标准化工作也有了新的发展，因而大大提高了机械设计和产品水平。

数控加工的目的是让加工精度更高，效率更高，减少人为的加工失误．为了满足和适应这个新的形势．因此，本人概述了轴类典型零件的加工工艺及加工方案，通过自己所学专业知识和实际加工经验并把数控机床与普通机床合理的结合在一起，更好的应用到实际当中．

对于企业来说，产品的质量是企业生存的基础，那么产品工艺合理性就是根本中的根本．本人经过工艺编制，将普通机床与数控机床合理的结合，使现有资源合理化，从而实现低成本高收益，首先进行轴类加工方案的确定，然后选择满足图定尺寸要求的机床，从而确定加工工艺。

本次毕业设计主要的内容是轴类零件的数控加工工艺设计．采用普通机械加工和数控加工相结合的方式，设计编制轴类零件的普通加工工艺规程和数控加工工艺规程，并编制精加工的数控加工程序。

关键词：

机械加工，数控加工，加工工艺

Abstract窗体顶端

Withmechatronicsprocessingtechnology,therapiddevelopmentoftheapplicationofCNCmachinetoolshasbecomeincreasinglypopular,machinerymanufacturingindustryisincreasinglyusingdigitaltechnologytoimprovetheirproductionandprocessingmethods,socialandtechnicalpersonneltoitscorrespondingdemandforincreasinglyhigher.Tothisend,China'smechanicalandelectricalproductsshowedmechatronicsdevelopmenttrendstartedinmechanicaldesignapplicationsreliabilitydesign,optimizeddesignandcomputer-aideddesign,moderndesignmethods,digesttheintroductionofadvancedtechnologiesandnewmaterials,newprocessesinproductdesignpromoteadoption.Technicalstandardsclosertointernationalstandards,standardizationworkhasalsobeenanewdevelopment,thusgreatlyimprovingthemechanicaldesignandproductlevel.

ThepurposeistoallowCNCmachiningandprecisionmachined,moreefficient,reducehumanprocessingerrors.Inordertomeetandadapttothisnewsituation.Therefore,IoutlinedthetypicalshaftpartsprocessingtechnologyandprocessingsolutionshavelearnedthroughtheirownprofessionalknowledgeandpracticalexperienceinprocessingandtheCNCmachinetoolsandgeneralmachinereasonablecombinethembetterintopractice.

Forenterprises,theproductqualityisthebasisofsurvival,thentheproductisfundamentalintheprocessofrationalfundamental.Igothroughthepreparationprocess,thegeneralmachinetoolsandCNCmachinetoolreasonablecombinationoftherationalizationofexistingresourcesinordertoachievecost-income,firstforshaftmachiningprogramtodetermineandselectthefiguregivensizetomeettherequirementsofmachinetools,inordertodetermineprocessingprocesses.

ThegraduationprojectisthemaincontentsoftheshaftpartsCNCmachiningprocessdesign.UsingordinarymachiningandCNCmachiningcombinationofdesigncommonshaftpartspreparationprocessplanningandCNCmachiningprocessplanningandpreparationoffinishingCNCmachiningprocess.

Keywords:

machining,CNCmachining,processing

窗体底端

目录

第1章绪论........................................................................1

1.1本课题的目的与意义........................................................1

1.2本课题应解决的主要问题....................................................1

1.3swcnc的简单介绍...........................................................1

第2章数控技术的现状与发展.......................................................2

2.1数控技术的现状............................................................2

2.2数控技术的发展............................................................2

第3章零件图的加工工艺性分析.....................................................4

3.1对零件的分析及毛坯的选择..................................................4

3.2机床的选择................................................................6

3.3确定零件的定位基准........................................................6

3.4装夹方式..................................................................7

3.5选择刀具和量具............................................................7

3.6切削用量的选择............................................................8

3.7编制工艺卡................................................................9

第4章零件加工步骤及SWCNC仿真和编程.............................................14

第5章总结.......................................................................20

谢词.............................................................................21

参考文献.........................................................................22

第1章绪论

1.1本课题的目的与意义

目的：

本课题的主要目的是通过对轴类零件加工工艺与编程，让我们了解数控技术在轴类零件中的应用。

意义：

通过本课题的编写可以使我自己的数控专业知识更加牢固，从中可以学到很多以前在课堂上所学不到的东西，能够真正的实现从理论到实践地转变，使自己的技术更进一步。

1.2本课题应解决的主要问题

（1）工件的工艺分析

（2）工件的SWCNC仿真

（3）工件的编程

1.3SWCNC的简单介绍

斯沃数控仿真的实时三维数控机床模拟系统和先进的G代码验证软件。

它允许用户模拟所有的数控机床操作和调试使用同一平台的NC代码！

该软件套件包括：

1.逼真的机器模拟器：

设置，程序和操作一个虚拟的安全环境中的各种数控机床。

模拟器允许所有的筹备和规划技能仿真过程，以及所有设置操作，如确定工件尺寸和夹紧，工件坐标原点，选择和测量工具的集成，最后加载刀塔和杂志。

2.G-的代码backplotter（分析器和调试器），拥有先进的功能，如循环和宏罐头。

该软件能够模拟NC程序，无论是在工件截面的二维可视化或虚拟3D加工区模拟和3D材料去除仿真。

在模拟过程中，进行碰撞检测计算，并考虑到加工区域的所有组成部分。

3.服务器模块，远程指导和管理学生和管理测试。

当软件安装在本地网络上的一个服务器-客户端配置，它提供了教师与学生，班级和测试管理的能力。

第2章数控技术的现状与发展

2.1数控技术的现状

我国数控技术起步于1958年，近50年的发展历程大致可分为三个阶段：

第一阶段从1958—1979年，即封闭式发展阶段。

在此阶段，由于国外的技术封锁和我国基础条件的限制，数控技术的发展较为缓慢。

第二阶段是在国家的“六五”、“七五”期问以及“八五”的前期，即引进技术，消化吸收，初步建立起国产化体系阶段。

在此阶段，由于改革开放和国家的重视，以及研究开发环境和国际环境的改善，我国数控技术在研究、开发和产品的国产化方面都取得了长足的进步。

第三阶段是在国家“八五”的后期和“九五”期间，即实施产业化的研究，进入市场竞争阶段。

在此阶段，我国国产数控装备的产业化取得了实质性进步。

在“九五”末期，国产数控机床的国内市场占有率达50％，配国产数控系统（普及型）也达到了10％。

目前我国一部分普及型数控机床的生产已经形成一定规模，产品技术性能指标较为成熟，价格合理，在国际市场上具有一定的竞争力。

我国数控机床行业所掌握的五轴联动数控技术较成熟，并已有成熟产品走向市场。

同时，我国也已进人世界高速数控机床生产国和高精度精密数控机床生产国的行列。

我国现有数控机床生产厂家100多家，生产数控产品几千种以上。

产品主要分为经济型、普及型和高档型三种类型。

在CIMT2003上，中国内地共展出机床700多台，在600多台金属切削机床和近100台金属成形机床展品中，数控机床分别占75％和54％。

这既体现了中国机床市场的需求趋势，也反映了中国在数控机床产业化方面取得了突破性进展。

虽然我国在数控产品的研究开发生产各方面有了较大的进步，但目前我国占据市场的产品主要集中在经济型产品上，而在中档、高档产品上市场比例仍然很小，与国外一些先进产‘品相比，在可靠性、稳定性、速度和精度等方面均存在较大差距。

与发达国家相比，我国数控机床行业在信息化技术应用上仍然存在很多不足。

2.2数控技术的发展

1.目前国外数控系统技术发展的总体趋势：

（1） 新一代数控系统向Pc化和开放式体系结构方向发展。

（2） 驱动装置向交流、数字化方向发展。

（3） 增强通信功能，向网络化发展。

（4） 数控系统在控制性能上向智能化发展。

进入21世纪，人类社会将逐步进入知识经济时代，知识将成为科技和生产发展的资本与动力，而机床工业，作为机器制造业、工业以至整个国民经济发展的装备部门，其战略l生地位、受重视程度也将更加鲜明突出。

2.智能化、开放性、网络化、信息化将成为未来数控系统和数控机床发展的主要趋势：

（1） 向高速、高效、高精度、高可靠性方向发展。

（2） 向模块化、智能化、柔性化、网络化和集成化方向发展。

 （3） 向PC—based化和开放性方向发展。

（4） 出现新一代数控加工工艺与装备，机械加工向虚拟制造的方向发展。

（5） 信息技术（IT）与机床的结合，机电一体化先进机床将得到发展。

 （6） 纳米技术将形成新发展潮流，并将有新的突破。

 （7） 节能环保机床将加速发展，占领广大市场。

第3章零件图的加工工艺性分析

3.1对零件的分析及毛坯的选择

图3.1零件1

图3.2零件2

图3.3零件3

图3.4装配图

如图3.1,图3.2,图3.3这三件零件表面由圆柱面、圆锥面、圆弧面、螺纹面、沟槽及内孔等表面组成。

虽然这三个零件的加工要求不怎么高，但是由于这三个零件要装配在一起，如图3.4，所以轴和孔的配合要求还是比较高的。

考虑到加工零件的费用，所以加工零件的材料选为45钢，因为45钢的加工性能好。

根据上述零件几何机构的分析及其技术分析，该零件分别应该选择的毛坯为φ50mmX110mm，φ60mmX40mm，,80mmX80mm.在数控车床上按照粗加工阶段、半精加工阶段、精加工阶段进行加工，粗加工时为保证精加工的表面粗糙度及加工精度，给精加工留余量0.5mm进行加工。

3.2设备的选择

由于我在实习期间操作的台湾三峰的数控机床，所以就选择此机床。

它的数控系统是FUNCK-OI-TD的系统。

3.3确定零件的定位基准

1.粗基准选择原则

（1）加工余量准则：

保证工件上某重要表面的加工余量均匀。

（2）保证位置精度原则：

应尽量选择不需要加工的表面。

2.精基准选择原则

（1）基准重合原则：

尽可能选择设计基准作为精基准；

（2）基准统一原则：

尽可能采用同一组基准定位来加工零件上尽可能多的表面。

（3）自为基准原则：

对于工件上重要表面的精加工，必须选择该表面本身作为基准。

（4）互为基准原则：

当对工件上两个相互位置精度要求很搞的表面进行加工时，需要用两个表面互相作为基准，反复进行加工，以保证位置精度要求。

3.定位基准

综合上述，粗、精基准选择原则，由于是轴类零件，在车床上用三爪卡盘装夹定位，定位基准应选在零件的轴线上，以毛坯ф48mm的棒料的轴线和左端面作为定位基准。

3.4装夹方式

数控机床与普通机床一样也要全里选择定位基准和夹紧应力求设计、工艺与编程计算的基准统一，减少装夹次数，尽可能在一次定位装夹后，加工出全部待加工表面，避免采用占机人工调整式加工方案，以充分发挥数控机床的效能。

装夹应尽可能一次装夹加工出全部或最多的加工表面。

3.5选择刀具和量具

表3.1刀具

序号

名称

型号/规格

精度

数量

备注

1

外圆车刀

刀尖角35°、55°、90°

2

2

端面车刀

45°

2

3

外切槽刀

刀宽＜4，长≥9

2

4

外切断刀

刀宽≤5，直径≤60

2

5

内外三角螺纹车刀

刀尖角60°

P=1.5、2

2

6

外梯形螺纹刀

螺距6

2

7

圆弧车刀

R3

2

8

麻花钻

φ20、φ25

2

9

内孔车刀

盲孔，刀杆长度≥50

镗孔直径≥20

2

10

内切槽刀

盲孔，刀杆长度>35

镗孔直径＞φ25

3×3

（宽×深）

2

14

钻夹头

2

15

活顶尖

2

16

磁力表座

1套

含表头

18

垫刀片

若干

表3.2量具

序号

名称

型号/规格

精度

数量

备注

l

游标卡尺

0～200

0.02

1

2

外径千分尺

0～25、25～50、50～75、75～100

0.01

各1

3

深度千分尺

100

0.01

1

4

计算器

1

函数运算

3.6切削用量的选择

1.背吃刀量的选择

选择背吃刀量

：

背吃刀量是根据粗、精加工要求、已知的加工余量及加工系统刚性和机床功率来确定。

粗加工：

为提高生产效率，在刀具强度、加工系统刚性允许条件下，尽量一次切除余量即：

=A（A为工件半径方向余量）。

若余量多，表面粗糙一平、有硬皮等，可将加工余量分二次切除即：

1=（2/3-3/4）A，

2=（1/4-1/3）A。

精加工余量一般取

=0.5mm。

2.主轴转速的选择

主轴转速根据毛坯直径计算，并结合车床说明书选取：

粗车时，取主轴转速n=400r/min；精车时，取主轴转速n=600r/min。

车螺纹时取主轴转速n=200r/min，钻中心孔时，主轴转速n=300r/min；钻底孔时，主轴转速n=150r/min。

3.进给量的选取

在粗车45钢材料时，刀杆的尺寸为18X30mm、

=2mm及工件的直径为78mm，f=0.5mm-0.7mm/r。

4.进给速度的选取

根据实习时跟师傅学习数控车，一般选取：

粗车时，选择ｆ=0.3mm/r，精车时，取ｆ=0.1mm/r。

车螺纹的进给量等于螺纹螺距，即ｆ=1.5mm/r。

3.7编制工艺卡

表3.3零件1的加工工艺卡

数控加工工艺卡片

产品型号

零件图号

产品名称

零件名称

零件1

材料牌号

毛坯种类

45钢

毛坯外形尺寸

φ50mmX110mm

备注

工序号

工序名称

设备名称

设备型号

程序编号

夹具代号

夹具名称

冷却液

车间

1

车

数控车床

O0001，O0002

1

三爪自定心卡盘

油基切屑液

金工车间

工

步

号

工步内容

刀

具

号

刀具

量具及检具

主轴转速

（r/min）

切削速度

（mm/min）

进给速度

（mm/min）

背吃刀量

（mm）

备注

1

安装零件，夹持15mm

2

粗车右端外圆，ф26，倒角，ф40，倒角，ф48

T1

90°外圆车刀

游标卡尺，外径千分尺

400

50

50

2

3

精车右端外圆到尺寸

T1

90°外圆车刀

游标卡尺，外径千分尺

600

100

100

0.5

4

换割槽刀，车R4圆弧和8X4的槽

T3

外切槽刀

游标卡尺，外径千分尺

100

20

20

0.5

5

掉头装夹，取总长

T1

90°外圆车刀

游标卡尺，外径千分尺

400

50

50

2

6

粗出外圆ф30，ф37.61，倒角，ф48

T1

90°外圆车刀

游标卡尺，外径千分尺

400

50

50

2

7

精车外圆到尺寸

T1

90°外圆车刀

游标卡尺，外径千分尺

600

100

100

0.5

8

换割槽刀，车5X2槽，和槽宽6的槽

T3

外切槽刀

游标卡尺，外径千分尺

150

20

20

0.5

9

换螺纹刀车螺纹M30X1.5

T4

外螺纹刀

游标卡尺，外径千分尺

200

50

0.5

0.5

编制

审核

第1页共3页

表3.4零件2的加工工艺卡

数控加工工艺卡片

产品型号

零件图号

产品名称

零件名称

零件2

材料牌号

毛坯种类

45钢

毛坯外形尺寸

φ60mmX40mm

备注

工序号

工序名称

设备名称

设备型号

程序编号

夹具代号

夹具名称

冷却液

车间

2

车

数控车床

O0003，O0004

1

三爪自定心卡盘

油基切屑液

金工车间

工

步

号

工步内容

刀

具

号

刀具

量具及检具

主轴转速

（r/min）

切削速度

（mm/min）

进给速度

（mm/min）

背吃刀量

（mm）

备注

1

装夹工件，加持8mm

2

钻ф25的孔

T7

麻花钻

游标卡尺，内径千分尺

150

20

20

0.5

3

粗车外圆ф40，ф58

T1

90°外圆车刀

游标卡尺，外径千分尺

400

50

50

2

4

精车外圆到尺寸

T1

90°外圆车刀

游标卡尺，外径千分尺

600

100

100

0.5

5

镗孔到ф28.5

T2

镗孔刀

游标卡尺，内径千分尺

400

40

40

2

6

精车内螺纹M30X1.5-7H到尺寸

T6

内螺纹刀

游标卡尺，内径千分尺

200

80

80

0.5

7

掉头装夹，取总长

T1

90°外圆车刀

游标卡尺，外径千分尺

400

50

50

2

8

粗车外圆到ф52，ф58

T1

90°外圆车刀

游标卡尺，外径千分尺

400

50

50

2

9

精车外圆

T1

90°外圆车刀

游标卡尺，外径千分尺

600

100

100

0.5

10