575203470机电一体化毕业设计(论文)轴套配合件的数控车削加工.doc
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1、毕 业 设 计(论文)(说 明 书)题 目:轴套配合件的数控车削加工姓 名: 编 号: 平顶山工业职业技术学院 年 月 日平顶山工业职业技术学院毕 业 设 计 (论文) 任 务 书姓名 杨彩玲 专业 机电一体化 任 务 下 达 日 期 2012 年 月 日设计(论文)开始日期 2012 年 月 日设计(论文)完成日期 2012 年 月 日设计(论文)题目:轴套配合件的数控车削加工 A编制设计 B设计专题(毕业论文) 指 导 教 师 臧朝伟 系(部)主 任 张君 年 月 日平顶山工业职业技术学院毕业设计(论文)答辩委员会记录电力工程系机电一体化专业,学生杨彩玲于 年 月 日进行了毕业设计(论文)
2、答辩。设计题目:轴套配合件的数控车削加工 专题(论文)题目:轴套配合件的数控车削加工 指导老师: 臧朝伟 答辩委员会根据学生提交的毕业设计(论文)材料,根据学生答辩情况,经答辩委员会讨论评定,给予学生 毕业设计(论文)成绩为 。答辩委员会 人,出席 人答辩委员会主任(签字): 答辩委员会副主任(签字): 答辩委员会委员: , , , , , , 平顶山工业职业技术学院毕业设计(论文)评语第 页共 页学生姓名: 杨彩玲 专业 机电一体化 年级 09级 毕业设计(论文)题目:轴套配合件的数控车削加工 评 阅 人: 指导教师: 臧朝伟 (签字) 年 月 日成 绩: 系(科)主任: (签字) 年 月
3、日毕业设计(论文)及答辩评语: 摘要数控(英文名字:Numerical Control 简称:NC)技术是指用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制的技术。数控一般是采用通用或专用计算机实现数字程序控制,因此数控也称为计算机数控 (Computerized Numerical Control ),简称CNC,它所控制的通常是位置、角度、速度等机械量和与机械能量流向有关的开关量。数控加工工艺与编程是学习数控技术的重点。掌握数控加工工艺及程序编制的基本知识和基本理论,掌握机床、刀具、夹具及量具的相关知识;掌握数控加工工艺设计方法和数控加工程序编制方法的能力;同时,还能分析解
4、决生产中一般工艺问题的能力。关键词:数控技术 CNC 数控加工工艺 轴类配合件AbstractCNC (English name: Numerical Control referred to: NC) technology is the use of numbers, words and symbols to achieve the number of instructions one or more motion control technology machinery and equipment.NC general or special general is the use of dig
5、ital process control computer, so called computer numerical control CNC (Computerized Numerical Control), referred to as CNC, it is usually controlled by the location, angle, speed and other mechanical flow amount and the mechanical energy switch.Technology and Programming CNC Machining CNC technolo
6、gy is the focus of learning. CNC machining technology and master the basic knowledge of programming and basic theory, control machine tools, tools, fixtures and gauges related knowledge; control machining process design methods and numerical processing capability of the methodology; the same time, b
7、ut also to analyze and solve the production to technological problems.Based on the above view, I choose NC Fourth National Skills Competition (Henan Division) selection of the final group of students in the CNC lathe parts of Shaft with a graduation project, and in order to reinforce the knowledge l
8、earned.Keywords: CNC Technology CNC Machining CNC Competition shaft with pieces of technology目录摘要1Abstract2第一章 引言5第二章 概述621数控车床概述6211数控车床的组成6212数控车床分类6213数控系统的发展趋势722轴类零件的加工概述7221轴类零件的功用与结构7222轴类零件的技术要求8223表面粗糙度8第三章 任务加工工艺分析与设计931零件图纸932任务描述1133任务分析1134工艺解析12341零件加工工艺分析12342零件装夹与定位基准分析12第四章 零件加工相关知识
9、1341刀具的材料与选用13411刀具的材料13412刀具结构15413刀具命名1842刀具半径补偿19421刀尖的分析19422未使用刀尖圆弧半径补偿时的加工误差分析20423刀具圆角的补偿方法21424刀尖圆弧半径补偿指令21425刀具补偿方位号2243尺寸链23431 有关尺寸链的基本概念23432尺寸链的类型24433极值法计算封闭环的尺寸2544切削用量的选择26441 切削用量的选用原则26442切削用量的选取方法27第五章 加工内容295.1所需刀具295.2所需量具295.3所需工具305.4工装制作305.5加工内容32第六章 加工程序单及说明36第七章 加工零件的实体造型4
10、4总结45致谢46参考文献47第一章 引言近几年来,机械加工业大量采用数控机床取代传统的普通机床进行机械加工,普通机械逐渐被数控机械所代替。数控机床综合了微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制、电机与拖动,电子和电力、精密测量、气液压及现代机械制造技术等多种先进技术的机电一体化产品,是数控机床的心脏。具有高精度,高效率,柔性自动化等特点决定了今后发展数控机床是我国机械制造业技术改造的必由之路,是工厂自动化的基础。数控机床在各个机械制造企业已成为大、中型企业的主要技术装备。数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化,使制造业成为工业化的象征,而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大
11、,他对国计民生的一些重要行业(IT、汽车、轻工、医疗等)的发展起着越来越重要的作用,因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势。数控车床是目前使用最广泛的数控机床之一。数据控车床主要用于加工轴类、套筒类、盘状类等精度要求高、表面质量要求高、表面形状复杂、带特殊螺纹的回转体零件。通过执行数控程序,可以自动完成外圆柱、圆锥面、成形表面、螺纹、端面等工序的切削加工,并能进行车槽、钻孔、扩孔、铰孔、攻丝等工作,数控车床具有加工精度高,能作直线和圆弧插补以及在加工过程中能自动变速的特点。第二章 概述21数控车床概述211数控车床的组成数控车床由数控装置、床身、主轴箱、刀架进给系统、尾座、液压系统、
12、冷却系统、润滑系统、排屑器等部分组成。212数控车床分类数控车床分为立式数控车床和卧式数控车床两种类型。立式数控车床用于回转直径较大的盘类零件车削加工。卧式数控车床用于轴向尺寸较长或小型盘类零件的车削加工。卧式数控车床按功能可进一步分为经济型数控车床、普通数控车床和车削加工中心。1.经济型数控车床:采用步进电动机和单片机对普通车床的车削进给系统进行改造后形成的简易型数控车床。成本较低,自动化程度和功能都比较差,车削加工精度也不高,适用于要求不高的回转类零件的车削加工。 2.普通数控车床:根据车削加工要求在结构上进行专门设计,配备通用数控系统而形成的数控车床。数控系统功能强,自动化程度和加工精度
13、也比较高,适用于一般回转类零件的车削加工。这种数控车床可同时控制两个坐标轴,即x轴和z轴。 3.车削加工中心:在普通数控车床的基础上,增加了C轴和动力头,更高级的机床还带有刀库,可控制X、Z和C三个坐标轴,联动控制轴可以是(X、Z)、(X、C)或(Z、C)。由于增加了C轴和铣削动力头,这种数控车床的加工功能大大增强,除可以进行一般车削外,还可以进行径向和轴向铣削、曲面铣削、中心线不在零件回转中心的孔和径向孔的钻削等加工。4液压卡盘和液压尾架液压卡盘是数控车削加工时夹紧工件的重要附件,对一般回转类零件可采用普通液压卡盘;对零件被夹持部位不是圆柱形的零件,则需要采用专用卡盘;用棒料直接加工零件时需
14、要采用弹簧卡盘。对轴向尺寸和径向尺寸的比值较大的零件,需要采用安装在液压尾架上的活顶尖对零件尾端进行支撑,才能保证对零件进行正确的加工。尾架有普通液压尾架和可编程液压尾架。5数控车床的刀架数控车床可以配备两种刀架: (1)专用刀架 由车床生产厂商自己开发,所使用的刀柄也是专用的。这种刀架的优点是制造成本低,但缺乏通用性。 (2)通用刀架 根据一定的通用标准(如VDI,德国工程师协会)而生产的刀架,数控车床生产厂商可以根据数控车床的功能要求进行选择配置。6铣削动力头数控车床刀架上安装铣削动力头后可以大大扩展数控车床的加工能力。如:利用铣削动力头进行轴向钻孔和铣削轴向槽。213数控系统的发展趋势数
15、控系统是由系统程序、输入输出设备、通信设备、数控装置、可编程控制器、伺服驱动装置和测量装置等组成。数控装置是数控系统的核心,数控装置有两种类型:一是完全由硬件逻辑电路的专用硬件组成的数控装置即NC装置;二是由计算机硬件和软件组成的计算机数控装置即CNC装置。从目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来看,数控系统正在向电气化、电子化、高速化、精密化等方面高速发展,其主要研究热点有以下几个方面:l 高精高速高效化速度l 柔性化l 多轴化l 软硬件开放化l 实时智能化22轴类零件的加工概述221轴类零件的功用与结构轴是组成机械的重要零件,也是机械加工中常见的典型零件之一。它支撑着其它转动件回转并传递扭
16、矩,同时又通过轴承与机器的机架连接。 轴类零件是旋转零件,其长度大于直径,由外圆柱面、圆锥面、内孔、螺纹及相应端面所组成。加工表面通常除了内外圆表面、圆锥面、螺纹、端面外,还有花键、键槽、横向孔、沟槽等。 根据功用和结构形状,轴类有多种形式,如光轴、空心轴、半轴、阶梯轴、花键轴、偏心轴、曲轴、凸轮轴等。222轴类零件的技术要求1加工精度 (1)尺寸精度 轴类零件的尺寸精度主要指轴的直径尺寸精度和轴长尺寸精度。按使用要求,主要轴颈直径尺寸精度通常为IT6-IT9级,精密的轴颈也可达IT5级。轴长尺寸通常规定为公称尺寸,对于阶梯轴的各台阶长度按使用要求可相应给定公差。 (2)几何精度 轴类零件一般
17、是用两个轴颈支撑在轴承上,这两个轴颈称为支撑轴颈,也是轴的装配基准。除了尺寸精度外,一般还对支撑轴颈的几何精度(圆度、圆柱度)提出要求。对于一般精度的轴颈,几何形状误差应限制在直径公差范围内,要求高时,应在零件图样上另行规定其允许的公差值。 (3)相互位置精度 轴类零件中的配合轴颈(装配传动件的轴颈)相对于支撑轴颈间的同轴度是其相互位置精度的普遍要求。通常普通精度的轴,配合精度对支撑轴颈的径向圆跳动一般为0.01-0.03mm,高精度轴为0.001-0.005mm。 此外,相互位置精度还有内外圆柱面的同轴度,轴向定位端面与轴心线的垂直度要求等。 223表面粗糙度 根据机械的精密程度,运转速度的
18、高低,轴类零件表面粗糙度要求也不相同。一般情况下,支撑轴颈的表面粗糙度 Ra值为0.63-0.16 m;配合轴颈的表面粗糙度Ra值为2.5-0.6 m第三章 任务加工工艺分析与设计31零件图纸该配合零件分为壳体和轴两部分,都为45号钢。壳体加工完成后的最终尺寸长为36mm,最大直径为40mm。如图3-1图3-1 壳体零件图轴加工完成后的最终尺寸长为96mm,最大直径为40mm。如图3-2图3-2 轴体零件图由此确定其毛坯尺寸,如图3-3图3-3 毛坯料最终配合后,还要保证其配合尺寸为如图3-4图3-4 装配图32任务描述轴套配合件为典型的轴类零件。该配合件形状轨迹复杂,综合了台阶、圆弧、圆球、
19、直槽、圆弧槽、螺纹、椭圆、锥面和内孔等形状,而且还要保证相互的配合,有内外螺纹配合、圆锥面配合、球孔配合和台阶面间的配合。另外尺寸精度、几何精度和形位公并差方面要求严格,都在正负偏差0.02mm左右,粗糙度要求在3.2-0.8。所以加工该零件重点在于数控加工知识的运用和加工中相互衔接的总体考虑。33任务分析这对配合件主要加工的面有内外圆柱面、内外圆锥面、内外螺纹、半椭圆、圆弧及孔的加工,故而选择卧式数控车床即可完成所有加工面的加工要求(我选用的是我学院由沈阳机床厂生产的FANUC-0i型经济数控机床)。由选用的毛坯料可确定加工路线:先加工轴图3.1-2的左端,再调头加工壳体图3.1-1的左端,
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