轴类零件的数控工艺分析与编程.docx

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轴类零件的数控工艺分析与编程

毕业设计（论文）

课题名称:

轴零件的数控工艺分析与编程

系别:

机械

专业:

数控应用与技术

2011年06月09日

毕业设计（论文）开题报告

学生姓名：

班级学号：

题目：

轴类零件的数控工艺分析与编程

内容要求：

（包括规定阅读的文献、应完成的程序、图纸、实验、说明书等）

1、掌握零件图的分析

2对图形，先进行机械制图手工绘图，后利用计算机绘图软件进行绘图

3、掌握对零件图的工艺分析、刀具的选择、加工路线的确定等

4掌握常见数控车床轴类零件的编程

毕业设计（论文）开题报告

学生姓名

班级

学号

指导教师

论文的题目

轴类零件的数控加工

1．选题的依据及意义

轴类零件是机械制造中经常遇到的典型零件之一。

它在机械中主要用于支承齿轮、带轮、凸轮以及连杆等传动件，以传递扭矩。

通过零件加工使我所学的知识得到了进一步的巩固的思想和提高，掌握方法，培养了实际的操作能力，也为了今后工作打下坚实的基础。

2．数控车削加工工艺处理

（1）零件图工艺分析。

（2）加工方案及加工路线的确定。

（3）刀具选择。

（4）确定工件坐标系、换刀点及对刀。

3．本课题的基本内容

1.数控机床的产生

2.数控机床的发展

3.零件的加工及工艺分析

4.零件加工程序的编制

5.数控车床日常维护

4.本课题的方案论证

（1）分析零件图样

根据任务书画出零件图，并对工件的形状、尺寸、精度等级、表面粗糙度、刀具及等技术进行分析。

（2）确定加工工艺方案

根据工艺的分析，选择加工方案，确定加工顺序，加工路线、装夹方式、切削用量材料等，要求有详细的设计过程和合理的参数。

（3）数值计算

根据零件图的尺寸，确定工艺路线及设计的坐标系，计算运动轨迹，得到刀位数据

（4）编写零件加工程序

根据数控系统的功能指令及程序格式，逐步编写加工程序单，写出有关的工艺文件如工序卡、数控刀具卡、刀具明细表、加工工序单等。

（5）程序校验

程序编完后，对程序进行校验，在数控仿真系统软件，来检查机床的动作和运行轨迹的正确性，以校验程序。

毕业设计（论文）进度计划表

起止时间

工作内容

2010.12.11~2011.1.16

毕业实习、调研、资料收集

2011.01.17~2011.03.02

整理、分析、确定内容

2011.03.03~2011.04.02

酝酿、组织过程

2011.04.03~2011.05.21

撰写毕业论文

2011.05.22~2011.06.10

提交毕业论文、准备答辩

指导教师意见

指导教师签名

年月日

摘要

数控车床主要用于加工轴类、盘类等回转体零件。

通过数控加工程序的运行，可自动完成圆柱面、圆锥面、螺纹、端面等工序的切削加工，并能进行车槽工作。

本文主要介绍了零件加工工艺路线的安排、刀具及切削用量的选择、切削液的使用、切削液在加工中特别是切槽时的使用、零件加工中的定位装夹、零件加工的编程的编制、数控车床日常维护。

关键词

数控车床工艺分析加工编程

前言

数控技术及数控机床在当今机械制造业中的重要地位和巨大效益，显示了其在国家基础工业现代化中的战略性作用，并已成为传统机械制造工业提升改造和实现自动化、柔性化、集成化生产的重要手段和标志。

数控技术及数控机床的广泛应用，给机械制造业的产业结构、产品种类和档次以及生产方式带来了革命性的变化。

数控是现代加工车间最重要的装备。

它的发展是信息技术与制造技术结合发展的结果。

现代的CAD/CAM、FMS、CIMS敏捷制造和智能制造技术，都是建立在数控技术之上的。

数控机床的大量使用，需要大批能熟练掌握现代数控机床的编程、操作和维修的工程技术技术人员。

在数控加工中，从零件的设计图纸到零件成品合格完成，不仅要考虑到数控程序的编制，还要考虑到诸如零件加工工艺路线的安排、加工机床的选择、切削刀具的选择、零件加工中的定位装夹等一系列因素的影响，在开始编程前，必须要对零件设计图纸和技术要求进行详细的数控加工艺分析，以最终确定哪些是零件的技术关键，哪些是数控加工的难点，以及数控程序编制的难易程度。

零件的数控加工艺分析是编制数控程序中最重要而又极其复杂的环节，也是数控加工工艺方案设计的核心工作，必须在数控加工方案制定前完成。

一个合格的编程人员对数控机床及其控制系统的功能及特点，以及影响数控加工的每个环节都要有一个清晰、全面的了解，这样才能避免由于工艺方案考虑不周而可能出现的产品质量问题，造成无谓的人力、物力等资源的浪费。

全面合理的数控加工工艺分析是提高数控编程质量的重要保障。

摘要

前言

第一章数控机床的产生……………………………………………..1

第二章零件的加工及工艺分析……………………………………..3

2.1零件图…………………………………………………………………...3

2.2零件加工工艺分分析…………………………………………………..3

2.3工艺处理………………………………………………………………..4

2.4数控车削加工工艺……………………………………………………..4

第三章零件加工程序的编制………………………………………10

第四章数控车床日常维护…………………………………………14

总结……………………………………………………………………..15

致谢……………………………………………………………………..16

参考文献………………………………………………………………..16

一、数控发展

1．1数控机床的产生

在机械制造工业中并不是所有的产品零件都具有很大的批量，单件与小批量生产的零件约占机械加工总量的80%以上。

为了满足多品种，小批量的自动化生产，迫切需要一种灵活的，通用的，能够适用产品频繁变化的柔性自动化机床。

数控机床就是在这样的背景下诞生与发展起来的。

它为单件、小批量生产的精密复杂零件提供了自动化的加工手段。

数控机床即使采用了数控技术的机床，或者说装备了数控系统的机床。

从应用来说，数控机床就是将加工过程所需的各种操作和步骤，以及刀具与工件之间的相对位移量都用数字化的代码来表示，通过控制介质将数字信息送入专用的或通用的计算机，计算机对输入的信息进行处理与运算，发出各种指令来控制机床的伺服系统或其他执行元件，是机床自动加工出所需要的零件。

1.2我国数控系统的发展史

1.我国从1958年起，由一批科研院所，高等学校和少数机床厂起步进行数控系统的研制和开发。

由于受到当时国产电子元器件水平低，部门经济等的制约，未能取得较大的发展。

2.在改革开放后，我国数控技术才逐步取得实质性的发展。

经过“六五"（81----85年）的引进国外技术，“七五”（86---90年）的消化吸收和“八五”（91---95年）国家组织的科技攻关，才使得我国的数控技术有了质的飞跃，当时通过国家攻关验收和鉴定的产品包括北京珠峰公司的中华I型，华中数控公司的华中I型和沈阳高档数控国家工程研究中心的蓝天I型，以及其他通过“国家机床质量监督测试中心”测试合格的国产数控系统如南京四开公司的产品。

3.我国数控机床制造业在80年代曾有过高速发展的阶段，许多机床厂从传统产品实现向数控化产品的转型。

但总的来说，技术水平不高，质量不佳，所以在90年代初期面临国家经济由计划性经济向市场经济转移调整，经历了几年最困难的萧条时期，那时生产能力降到50%，库存超过4个月。

从1995年“九五”以后国家从扩大内需启动机床市场，加强限制进口数控设备的审批，投资重点支持关键数控系统、设备、技术攻关，对数控设备生产起到了很大的促进作用，尤其是在1999年以后，国家向国防工业及关键民用工业部门投入大量技改资金，使数控设备制造市场一派繁荣。

第二章零件的加工及工艺分析

2.1零件图

图1

2.2零件加工工艺分分析

（1）精度分析零件中尺寸的精度要求比较高，且表面粗糙度要求也较高，因此要合理选择加工参数。

在车削加工中，零件中尺寸的精度要求比较高,那零件重要的径向加工部位：

Φ35

mm圆锥面、Φ42

mm圆柱段、Φ36

mm圆柱面、圆弧R19.48mm、Φ30

mm圆柱面、螺纹M24×1.5－5g/6g，具体参见图1。

零件轴向加工部位尺寸的精度要求不高，由上述尺寸可以确定，零件的轴向尺寸应该以零件右端面为准。

Φ35

mm圆锥面、Φ42

mm圆柱段表面粗糙度Ra值为1.6其余为3.2。

（2）形状分析该零件轮廓有圆柱面、圆锥面、圆弧面、槽、螺纹，但零件的尺寸精度要求较高。

（3）零件装夹与定位基准分析零件的轴线为定位基准，以工件右端面与零件轴线的交点为工件坐标系的原点，采用三爪自定心卡盘定心夹紧。

（4）加工刀具分析在该零件的数控车削加工中,为保证零件加工轨迹的连续性，使用93°外圆刀、3mm切槽刀，螺纹刀，就可满足加工要求。

2.3工艺处理

零件使用三爪自动定心卡盘装夹,两次车削加工，第一次装夹零件的右端，车削零件左端轮廓，用划针盘找正外圆找正；第二次调头装夹零件时，用三爪自动定心卡盘夹左端Φ35

mm，车削零件右端轮廓，用划针盘找正外圆找正。

车槽、车削加工零件右端螺纹。

2.4数控车削加工工艺

1、工艺分析

（1）轴类零件一般常用的材料有45钢、40Cr合金钢.轴类零件最常用的毛坯是棒料和锻件，只有一些大型或结构复杂的轴，在质量允许时才采用铸件。

由于毛坯经过锻造后，能使金属内部纤维组织沿表面均匀分布，可获得较高的抗拉、抗弯及抗扭强度。

所以除了光轴、直径相差不大的阶梯轴可使用热轧棒料或冷拉棒料外，一般比较重要的轴大都采用锻件。

另外轴类零件的毛坯还需要经过热处理。

该零件毛坯材料的确定材料为#45钢、棒料，无热处理要求和硬度要求。

其毛坯长度为Φ45×120，数控车床为CJK6032，其系统为华中系统。

（2）数控车削加工时的零件装夹安装方式，零件采用三爪自动定心卡盘装夹零件。

装夹后，用划针盘找正外圆找正。

（3）数控车削加工的工艺路线。

工序一：

采用三爪自动定心卡盘装夹，车削零件左端轮廓至尺寸要求。

1）车削左端面。

2）粗、精加工倒角、圆锥面、圆柱面至尺寸要求。

工序二：

调头，采用三爪自动定心卡盘装夹左端Φ35

mm外圆面，车削零件右端轮廓至尺寸要求。

1）车削右端面。

2）粗、精加工倒角、各外圆轮廓面至尺寸要求。

3）车削宽5mm的沟槽。

4）车削M24×1.5-5g/6g的螺纹。

2、刀具及切削用量的选择

1）、刀具的安装

1　刀尖应与主轴中心等高。

2　车刀伸出刀座的长度不应超过刀杆截面高度的1.5倍。

3　刀尖应与主轴中心等高。

4　切槽刀要装正，以保证两副偏角对称。

5　螺纹车刀牙型对称于中心线且垂直于工件轴线，可用样板对刀。

2）、切削用量的选择

A、确定螺纹加工的切削用量

本文设计的零件用的是手工编程，首先确定出所需的参数如下：

螺纹牙深：

h=1.5×0.6495=0.97425mm

（1）、计算螺纹小径d=D（螺纹公称直径）-1.3P（螺纹螺距）=24-1.3x1.5=22.05mm

故槽车刀的直径为22.05mm。

（2）、确定螺纹背吃刀量分布查表

分别为0.8mm、0.6mm、0.4mm、0.15mm、0.15mm、0.15mm、0.15mm光整加工7次加工螺纹。

（3）、确定车螺纹转速

不同的数控系统车螺纹式推荐使用不同的主轴转速范围。

大多数经济型数控车床的数控系统推荐车螺纹式主轴转速n为：

n≤1200/P-k（k取70）

即n≤1200/2-70=530r/m