数控技术毕业设计(论文)组合零件的数控车削及宏程序编辑与加工.doc
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1、毕业设计题 目: 组合零件的数控车削及宏程序编辑与加工 院 (系): 机电工程系 专 业: 数 控 技 术 姓 名: 学 号: 指导教师: 二一一年十二月二十日毕业设计任务书学生姓名谢承平学号58010320090108专 业数控技术院(系)机电工程系毕业设计题目组合零件的数控车削及宏程序编辑与加工任务与要求1. 完成字数不少于5000字的毕业论文一篇2. 完成产品的二维设计图3. 完成合理毛坯的选择 4. 完成合理刀具的选择5. 完成加工余量的确定6. 完成高速切削刀具加工产品的数控加工工艺路线7. 完成答辩PPT一份要求:1. 字数足够,逻辑层次清晰,格式排版正确2. 分析合理,公式运用正
2、确3. 图表清晰,全部自己绘制完成,不能复制或粘贴4. 论文是在自己参考其他文献的基础上自主完成。5. 参考文献不少于8篇(尽量有一篇外文参考文献)完成时间段2011年11月8日 至2012年1月15日 共 10周指导教师单位重庆科创职业学院职称讲师院(系)审核意见毕业设计进度计划表日 期工 作 内 容执 行 情 况指导教师签 字201111.82011.1110选题2011.11.11-2011.1112下达任务书201111.132011.12.14毕业设计初稿2011.12.14201112.28毕业设计二稿2011.12.282012.1.15准备答辩20123.52012.3.6进行
3、答辩教师对进度计划实施情况总评 签名 年 月 日 本表作评定学生平时成绩的依据之一毕业设计中期检查记录表学生填写毕业设计题目: 组合零件的数控车削及宏程序编辑与加工学生姓名: 谢承平 学号:58010320090108专业: 数控技术指导教师姓名: 职称: 检查教师填写毕业设计题目工作量饱满一般不够毕业设计题目难度大适中不够毕业设计题目涉及知识点丰富比较丰富较少毕业设计题目价值很有价值一般价值不大学生是否按计划进度独立完成工作任务学生毕业设计(论文)工作进度填写情况指导次数学生工作态度认真一般较差其他检查内容:存在问题及采取措施:检查教师签字: 年 月 日院(系)意见(加盖公章): 年 月 日
4、摘 要数控机床加工工艺与普通机床加工工艺在原则上基本相同,但数控加工的整个过程是自动进行的。数控加工的工序内容比普通机床的加工的工序内容复杂。本文主要针对轴类配合零件的加工进行零件草图的绘制及零件工艺分析和编制加工程序。轴类零件通常由内外圆柱面、端面、台阶面、螺纹、圆弧等组成。为完成本设计,在设计过程中初步了解了宏程序的基本知识,然后根据零件图运用大学所学知识编制程序,并在加工过程掌握控制精度的方法,才能加工出合格的零件。关键词: 数控车削 Auto CAD 工艺分析 宏程序AbstractThe numerical controlled machine toll to process cra
5、ft and common machine tool to process a craft at in principle basic homology, but number control processed whole process is automatically carry on.The number controls a processed work preface the contents compare common machine tool of process of work preface contents complications. This text mainly
6、 aims at stalk to match with processing of spare parts to carry on drawing of spare parts grass diagram and spare parts craft analysis and draws up to process procedure.Stalk spare parts usually from inside outside cylinder noodles, carry noodles, step noodles, thread, and arc.etc. to constitute. Or
7、iginally design for completion, in the process of designing in first step understand the basic knowledge of the great procedure, then make use of the knowledge that university learns to draw up procedure according to the spare parts diagram, and control the method of controling the accuracy in the p
8、rocess of processing, just can process a qualified spare parts.KEY WORD: The number controls a car to pare Auto CAD craft analyze great procedure目录第一章 零件草图的绘制1第一节 数控机床基本概述1第二节 组合零件的零件图4第三节 运用Auto CAD软件进行零件草图的绘制7第二章 组合零件的工艺分析10第一节 零件的形状分析10第二节 零件的材料分析10第三节 加工步骤分析11第三章 工件的定位与装夹12第一节 定位基准的选择12第二节 定位基准选
9、择的原则12第三节 装夹方式的选择12第四节 数控车床常用装夹方式12第五节 确定合理的装夹方式13第四章 刀具及切削用量14第一节 选择数控刀具的原则14第二节 选择数控车削用刀具14第五章 宏程序简介16第一节、宏程序概述16第二节 变量(HNC、FANUC系统)16第三节 运算符与表达式18第四节 椭圆举例18第六章 数控加工程序的编写20工序一程序20工序二程序22工序三程序24结束语27参考文献28第一章 零件草图的绘制第一节 数控机床基本概述随着社会生产和科学技术的飞速发展,机械制造技术发生了深刻的变化,机械产品日趋精密复杂,且改型频繁,尤其是在宇航、军事、造船等领域所需的零件,精
10、度要求高,形状复杂,批量又小。传统的普通加工设备已难以适应市场对产品多样化的要求。为了满足上述要求,以数字控制技术为核心的新型数字程序控制机床应运而生。(1) 1948年,美国帕森斯公司(Parsons Co)受美国空军委托与麻省理工学院伺服机构研究所(Servo Mechanismus Laboratory of the Massachusetts Institute of Technology)合作进行数控机床的研制工作。1952年,第一台三坐标立式铣床试制成功,但第一台工业用数控机床直到1954年11月才生产出来。(2) 我国数控机床的研制是从1958年起步的,由清华大学研制出了最早的样
11、机。(3) 早期的数控机床控制系统采用电子管,其体积大,功耗高,只在军事部门应用,只有在微处理机用于数控机床后,才真正使数控机床得到了普及。一、何谓数控机床(1)数控(NC)是数字控制(Numerical Control)的简称,是20世纪中叶发展起来的一种用数字化信息进行自动控制的一种方法。装备了数控技术的机床,称为数控机床,也简称为NC机床。(2)70年代初,随着计算机技术的发展,使小型计算机的价格急剧下降,采用小型计算机代替专用控制计算机的第四代数控系统,不仅在经济上更为合算,而且许多功能可用编制的专用程序来实现,将它存储在小型计算机的存储器中,构成所谓控制软件,提高了系统的可靠性和功能
12、特色。这种数控系统又称为软接线(软线)数控,即计算机数控系统,简称CNC(Computerized NC)。(3)1976年制成以微处理机为核心的数控系统,称为第五代微型机数控系统。简称MNC(Microcomputerized NC)。(4)国际信息联盟第五技术委员会对数控机床做了如下定义:(5)数控机床是一个装有程序控制系统的机床。该系统能够逻辑地处理,具有使用号码或其他符号编码指令规定程序。定义中的控制系统就是数控系统。二、 数控车床的分类:(1)经济型数控车床,经济型数控车床它们一般是在普通车床的基础上进行改进设计,并采用步进电机驱动的开环伺服系统。其控制部分采用单板机和单片机来实现。
13、此类车床结构简单、价格低廉,但无刀尖圆弧半径自动补偿和恒线速度切削等功能。(2)全能型数控车床。全能型数控车床就是通常所说的“数控车床”又称标准型数控车床,即它的控制系统是标准型的,带有高分辨率的CRT显示器以及各种显示、图形仿真和刀具补偿等功能,而且带有通信或网络接口。全功能型数控车床采用闭环或半闭环控制的伺服系统,可以进行多个坐标轴的控制、具有高刚度、高精度和高效率等特点。(3)车削中心。车削中心是以全功能型数控车床为主体,并配置有刀库、换刀装置、分度装置铣削动力头和机械手等,以实现多工序复合加工的机床。在工件一次装夹后,它可以完成回转类零件的车、铣、钻、绞和攻螺纹等多种加工工序。其功能全
14、面,但价格较高。(4)FMC车床。它实际上是一个由数控车床和机器人等构成的柔性加工单元。它能实现工件搬运、装卸的自动化和加工调整准备的自动化。三、数控车床的组成(1) 主轴箱(床头箱)。它固定在车床的最左边。主轴箱中的主轴通过卡盘等夹具装夹工件主轴箱的功能是支撑并传动主轴。使主轴带动工件按照规定的转速旋转,以实现机床的主运动。(2) 转塔刀架。它安装在机床的刀架滑板上,加工时可实现自动换刀。在加工时能准确、迅速的选择刀具。(3) 刀架滑板。它由纵向(Z向)滑板和横向(X向)滑板(4) 尾座。安装在床身导轨上,可沿导轨进行纵向移动。(5) 床身。固定在机床底座上,是机床的基本支撑件。(6) 底座
15、 。它是车床的基础,用于支撑机床的各部件。连接电器柜,支撑防护罩和安装排屑装置。(7) 防护罩。 安装在机床的底座上。(8) 机床的液压传动系统 。实现机床上的一些辅助运动,主要实现机床主轴的变速、未座套筒的移动及自动夹紧机构的操作。(9) 机床润滑系统。 它为机床的运动部件提供润滑和冷却。(10) 机床切削液系统。为机床提供充足的切削液,以满足切削加工的要求。(11) 机床电气控制系统。主要由数控系统(包括数控装置、伺服系统及可编程控制器)和机床的强电气控制系统组成。机床电气控制系统能完成对机床的自动控制。第二节 组合零件的零件图图1.1 零件图1图1.2 零件图2图1.3 组合后的零件图图
16、1.4 组后后的零件图第三节 运用Auto CAD软件进行零件草图的绘制(1)打开Auto CAD,进行CAD图层的建立。分别设置不同的图层,如中心线用紫色点划线、零件图1用红色0.25mm细实线、零件图2用绿色细实线、零件图3用蓝色0.25mm细实线、标注尺寸用粉红色细实线、填充用红色等。如下图:图1.4 图样(2)中心线、坐标的建立。图1-5(3)执行画直线命令,在对话框中输入”L”根据图纸尺寸要求画出零件图上半部分形状,再执行倒角命令完成零件的倒角。如图1-6(4)执行镜像命令,讲上端零件草图按水平中心线镜像到下端。形成图1-7 图1-7 (5)执行椭圆命令,再输入C选择椭圆中心,再输入
17、数值15作为椭圆短半轴。再输入椭圆长半轴长度25mm。完成椭圆的绘制。如图1-8图1-8执行修剪命令,得到 图1-9(6)执行尺寸标注命令,对零件图一进行尺寸标注。再对尺寸修改进行尺寸前缀、后缀的添加。如图1-10 图1-10完成后的零件图一如下、 (7)再选择另外设置好的图层,重复同样的动作完成零件图二、三的绘制。如图1-11 图1-11第二章 组合零件的工艺分析 第一节 零件的形状分析该零件为组合零件,分三个零件组合而成,配合精度及椭圆是加工时的难点。三零件的表面质量Ra1.6,左端和右端分别有两个椭圆,需要用到宏程序的编辑。零件二和零件三都有内孔,零件二需要钻通孔,零件三要钻长度为25m
18、m左右的盲孔。该零件有M24的螺纹配合,需在图一中加工外螺纹,在图二中加工M24的内螺纹,然后进行组合。第二节 零件的材料分析零件材料的选用是非常重要的,选材不当制成的零件不能满足使用要求,过早损伤和破坏产生不良影响或经济效益差等。机械零件选材的一般原则是:首先满足使用性能的要求,同时兼顾工艺性、经济性和环保性。对于轴类零件的选材应具有以下几点要求: 1.优良的综合力学性能,即要求有高的强度和韧性,以防止由于过载和冲击而引起的变形和断裂。2.高的疲劳极限,防止疲劳断裂。3.良好的耐磨性。4.在特殊条件工作时,还应有特殊要求。本零件的材料是45号钢,它属于低淬透性合金调质钢。其化学成分是:碳含量
19、0.37%0.45%,铬含量0.8%1.1%,锰含量0.17%0.37%,硫含量0.5%0.8% ,其中碳含量过高、过低均不能满足经调质后获得良好综合力学性能的要求,主加元素为铬,在配以硫、锰等合金元素,其作用是提高淬透性,强化铁素体和细化晶粒,因此,此钢的热处理变形小,废品率低,因而降低了工艺成本。其热处理特点是:当原始组织为珠光体时,预先热处理可采用正火或退火处理;该类钢最终热处理均采用淬火后在500-650的高温回火工艺,即调质处理工艺,调质处理可使材料具有良好的综合力学性能。取一件50x100的45号钢棒料备用。第三节 加工步骤分析首先在华中数控车床上加工加零件一:用外圆车刀粗加工左端
20、外形,倒角,切槽,车外螺纹, 再换刀提高转速精加工一次,然后用手工切断。掉头用铝皮包住再夹紧,防止夹紧力过大破坏已加工表面。再保证总长92mm,用外圆车刀车椭圆,完成零件一的加工。零件图二、先用中心钻钻中心孔,再用直径20mm钻头钻出长为30左右的内孔,再用内镗刀对内孔进行镗削加工 ,用外圆车刀加工出外形,倒角,切槽,手工切断。再掉头装夹 保证总长,再用内镗刀镗出有台阶的通孔。再以零件图一为基准和零件二进行配合,直到能达到图纸要求配合精度即可。零件图三、用中心钻钻出定位中心孔,再用直径20mm钻头钻出长24mm孔。再利用内镗刀镗出直径 22mm的内孔,再选择合适内螺纹刀以零件一位准则加工出M2
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