133084919机电一体化毕业设计(论文)轴类零件的工艺路线设计及NC编程.doc
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1、河南XXXX职业学院毕 业 设 计(论 文) 题 目轴类零件的工艺路线设计及NC编程系 别机电工程系专 业机电一体化班 级08XXX学生姓名XXX学 号0204308 指导教师 定稿日期2011年1月10日 河南XXXX职业学院毕业设计(论文)任务书专业班级08XXX姓名XXX学号0204308 指导教师 设计(论文)题目轴类零件的工艺路线设计及NC编程主要研究内容对设计零件的加工细节进行工艺分析及其设计,解决零件的装夹、刀具的对刀、工艺路线的制订、工序与工步的划分、刀具的选择、切削用量的确定、车削加工程序的编写等问题。绘制其加工路线图,最后根据确定下来的工艺对其进行NC编程,加工出实体零件。
2、主要技术指标或研究目标设计中所选轴零件具有代表性,零件材料处理为:45钢,调制处理HRC2636。要求具有倒角、圆角和槽等特征要求有数控加工程序和试加工。基本要求用AutoCAD绘图软件绘制出一个典型轴类零件的图样,使用仿真软件完成轴类零件的实体加工,各表面粗糙度符合要求,尺寸符合要求并根据零件图确定出加工工艺路线。主要参考资料及文献1金捷、刘小菡编 械制造技术与项目训练M. 复旦大学出版社.2010年2周虹主编加工工艺设计与程序编制M.人民邮电出版社.2010年3孙建东、程光主编 机械制图M.西安电子科技大学出版社. 2007年4黄应勇主编 数控机床M.北京大学出版社.2008年5 李华编
3、机械制造技术M. 高等教育出版社. 2006年摘 要本文主要针对回转轴类零件工艺进行数控加工工艺分析,它意义深重,本文将对它进行讲述。零件的工艺设计内容主要包括:零件加工工艺过程设计、加工工序设计、加工路线设计、程序设计,以及机床、刀具、夹具的选择等等。本文重点分析了零件数控加工工艺过程及所采用的加工路线和加工程序。例如合理运用G71、G73、G70、G90、G92等常用复合循环指令进行的粗加工、精加工程序的编制。课题贯穿本专业所学到的理论知识及实践操作技术。从分析设计到计算、操作得到成品,同时本次选题提供了自主学习、自主选择、自主完成的机会。毕业设计有实践性、综合性、探索性、应用性等特点。本
4、次选题的目的时检验自己所学专业知识的程度是数控技术专业技能的重要组成部分是运用数控仿真的综合练习。关键词:工艺分析,工艺设计、数控加工、程序编制ABSTRACTThis article mainly aims at to rotate kind parts of nc machining process technology analysis, it a meaning alot, this article will tell to it. Parts of the process design content mainly includes: parts processing process
5、 design, processing process design, processing route design, program design, and machine, cutter, jig choice and so on. This article mainly analyzes parts CNC machining process and adopted the processing route and processing procedures. For example, G71 reasonable use of G73, and G70, G90, G92 some
6、compound circulation instructions of rough machining, finish machining procedure formulation. Throughout this specialized subject has learned the theoretical knowledge and practical operation technology. From analyzing the design to calculation, operation get finished goods, while this topic provide
7、s of autonomous learning, independent selection, independent completed opportunities. Graduation design is practical, comprehensive and exploratory, applicability etc. Characteristics. The purpose of this topic when inspection praice professional knowledge degree of numerical control technology is a
8、n important part of professional skills is to use nc simulation of comprehensive practice. Key words: process analysis and process design, nc machining, programming. 目 录1 概述11.1问题的提出11.2 论文研究的目的和研究内容11.3数控加工的基本特点12 零件的工艺性分析22.1 零件的作用22.2零件的工艺分析32.2.1选择材料32.2.2结构分析32.2.3尺寸分析32.2.4表面粗糙度分析42.3制定机械加工工艺方
9、案42.3.1确定生产类型42.3.2确定工件的定位基准42.3.3选择加工方案42.3.4拟定加工工艺路线52.4设计数控加工工序52.4.1选择加工设备52.4.2选择工艺装备72.4.3确定工步及走刀路线73制定工艺路线74编制数控技术文档115.编制数控程序146.试加工与优化16总结22致谢23参考文献241 概述1.1问题的提出问题:传动轴主要用于汽车行业,就目前来看传动轴存在的问题还是很多的,尤其是汽车方面。很多汽车生产商不得不把自己所产汽车召回,浪费了大量的人力物力,也给消费者带来了诸多麻烦,给自己企业造成了负面影响。1.2 论文研究的目的和研究内容 本文研究的目的是研究传动轴
10、的工艺路线设计,从而培养学生综合分析和解决本专业的一般工程技术问题的独立工作能力,拓宽和深化学生的知识。综合运用机械设计课程及其他有关已修课程的理论和生产实际知识进行机械设计训练,主要内容是传动轴的如何选择材料,传动轴的分析和加工方法的选择,传动轴的加工方案的选择以及如何选择毛坯。继而根据图纸所示编写出零件加工的编程并在玉龙数控仿真软件上加工出实体。1.3数控加工的基本特点数控机床加工工艺与普通机床加工原则上基本相同,但数控机床是自动进行加工,因而有如下特点:数控加,这都无一例外的变成程序内容,正是由于这个特点,促使对加工程序正确性和合理性要求极高,工的工序内容比普通机床的加工内容复杂,加工的
11、精度高,加工的表面质量高,加工的内容较丰富。数控机床加工程序的编制比普通机床工艺编制要复杂些。这是因为数控机床加工存在对刀、换刀以及退刀等特点不能有丝毫的差错。否则加工不出合格的零件。在编程前我们一定要对零件进行工艺分析,这是必不可少的一步,我要对该零件进行精度分析,选择加工方法、拟定加工方案、选择合理的刀具、确定切削用量。2 零件的工艺性分析 2.1 零件的作用 轴是组成机器零件的主要零件之一。一切做回转运动的传动零件(例如:齿轮,蜗轮等)都必须安装在轴上才能进行运动及动力的传递。因此,轴的主要功用是支撑回转零件和传递运动和动力。按照承受载荷的不同,轴可以分为转轴,心轴,和传动轴三类。工作中
12、,既承受弯矩又承受扭矩的轴称为转轴。这类轴在各种机器中最为常见。只承受弯矩而不承受扭矩的轴称为心轴。心轴又分为转动心轴和固定心轴两种。只能承受扭矩而不承受弯矩的轴叫传动轴。2.2零件的工艺分析2.2.1选择材料一般轴类零件常用45钢,根据不同的工作条件采用不同的热处理规范(如正火、调质、淬火等),以获得一定的强度、韧性和耐磨性。对中等精度而转速较高的轴类零件,可选用40Cr等合金钢。这类钢经调质和表面淬火处理后,具有较高的综合力学件能。精度较高的轴,有时还用轴承钢GCrls和弹簧钢65Mn等材料,它们通过调质和表面淬火处理后,具有更高耐磨性和耐疲劳性能。轴类零件的毛坯轴类零件的毛坯最常用的是圆
13、棒料和锻件,只有某些大型的、结构复杂的轴才采用铸件。 轴类零件的预加工 轮类零件在切削加工之前,应对其毛坯进行预加工。预加工包括校正、切断和切端面和钻中心孔。 1、校正:校正棒料毛坯在制造、运输和保管过程中产生的弯曲变形,以保证加工余量均匀及送料装夹的可靠。校正可在各种压力机上进行。2、切断:当采用棒料毛坯时,应在车削外圆前按所需长度切断。切断叮在弓锯床上进行,高硬度棒料的切断可在带有薄片砂轮的切割机上进行。3、切端面钻中心孔:中心孔是轴类零件加工最常用的定位基准面,为保证钻出的中心孔不偏斜,应先切端面后再钻中心孔。2.2.2结构分析如图1-1所示,该零件属于典型轴类零件,加工内容包括圆柱面,
14、倒角、内孔、键槽、及螺纹。2.2.3尺寸分析该零件图尺寸完整,主要尺寸如下:经查表可知加工精度等级为IT6经查表可知加工精度等级为IT6经查表可知加工精度等级为IT7M241.56g经查表可知加工精度等级为IT6M241.58g经查表可知加工精度等级为IT8经查表可知加工精度等级为IT6经查表可知加工精度等级为IT6其它尺寸的加工精度等级为IT122.2.4表面粗糙度分析 槽表面粗糙度为3.2,其它外圆柱面轮廓表面粗糙度均为0.8。根据分析传动轴所有表面都可以加工出来,经济性能良好。2.3制定机械加工工艺方案2.3.1确定生产类型 零件数量为1件,属于单件小批量生产。2.3.2确定工件的定位基
15、准 轴类零件的定位基面,最常用的是两中心孔。因为轴类零件各外圆表面、螺纹表面的同轴度及端面对轴线的垂直度是相互位置精度的主要项目,而这些表面的设计基准一般都是轴的中心线,采用两中心孔定位就能符合基准重合原则。而且由于多数工序都采用中心孔作为定位基面,能最大限度地加工出多个外圆和端面,这也符合基准统一原则。2.3.3选择加工方案该零件的加工表面大多为回转体加工表面精度最高等级为IT6表面粗糙度为0.8,采用加工方法有粗车半精车精车。表12外圆表面加工方案加工方法加工精度等级(IT)表面粗糙度Ra/粗车11125012.5半精车8106.33.2精车670.80.4但该零件存在键槽,精度等级为IT
16、8表面粗糙度为3.2。采用加工方法有粗铣半精铣。2.3.4拟定加工工艺路线按下料车削各表面去毛刺车螺纹铣削键槽去毛刺检验2.4设计数控加工工序2.4.1选择加工设备根据该零件的外形是轴类零件,比较适合在车床上加工,由于零件上既有切槽尺寸精度,在普通车床上是难以保证其技术要求。所以要想保证技术要求,只有在数控车床上加工才能保证其加工的尺寸精度和表面质量。由于本校现使用的是宇龙数控系统,选用长城机床厂生产的CK7150A型数控车床系统为FANUC0i,配置为后置刀架。选用北京第一机床厂生产的XKA714/B型加工中心,系统为FANUC0i。图21CK7150A型数控车床图2-1图22XKA714/
17、B型加工中心图2-22.4.2选择工艺装备该零件采用三爪自动定心卡盘定心夹紧,铣键槽时采用抬口钳夹紧。刀具选择如下: 外圆车刀T0101:车端面,粗车、半精车、精车外圆。 切槽刀T0303:刃宽为3mm 切定位槽。 外螺纹车刀T0202:车螺纹。 平底立铣刀T0101:铣键槽。2.4.3确定工步及走刀路线车端面粗车外圆 粗车三个台阶,调头粗车另外四个台阶热处理 调质处理HRC2438半精车 半精车台阶面及退刀槽精车 外轮廓车螺纹 车一端M241.56g调头车另一端M241.58g铣键槽 钳 去毛刺3制定工艺路线工序I 车削轴的两端面,打中心孔机床:采用普通车床加专用夹具 刀具:YG6硬质合金端
18、车刀粗车M24的两端面,以M24端面作为粗基准工序II 粗车外圆大小端各外径机床:CK7150A型数控车床,转速n=400r/min 刀具:选用YT6硬质合金外圆车刀,主偏角为90,后刀面最大磨损限度1.01.4,刀具寿命60min. 由n=1000vc/d则 切削速度 vc=dn/1000=3.14x47x400/1000=59.032m/min 进给量: f=0.05mm/r 进给量f与背吃刀量有着密切的关系,粗车时一般取0.30.8mm/r,精车时一般取0.10.3mm/r。 端面加工 (以小端端面为基准) 毛坯65 段加工46 从65切削至50,背吃刀量ap=2.0mm;切削长度L=
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