轴类零件工艺设计、程序编制与零件加工

毕业设计设计题目轴类零件工艺设计、程序编制与零件加工专业数控技术班级学号___姓名______指导教师起止日期2013.3.1-2013.4.25成绩评定机电信息工程系制重庆航天职业技术学院机电信息工程系数控技术专业毕业设计任务书设计题目：轴类零件工艺设计、程序编制与零件加工1、内容：包括零件二维、三维图、工艺分析、工艺方案拟定、工艺规程设计、数控程序编制（坐标点位计算、刀具夹具、量具及切削用量选择）、零件仿真加工（加工过程、加工结果、仿真效果图）、零件加工过程中出现的问题及预防措施等。2、学生交出全部设计的期限：2013年4月20日3、设计的原始数据：①零件图：零件图②年产量：10000件.③废品率：1.5%备品率1%.④生产条件：工种齐全，设备完好.⑤工作制：单班制（每天8小时）⑥数控机床和数控系统：根据现有条件和自己能力选择4、计算及说明部分的内容（设计应包括的项目）.①摘要及目录②零件结构特点及工艺特点分析讨论③综合确定最佳工艺方案④主要工艺环节技术讨论⑤毛坯、加工余量、工艺装备、加工要求、产量计算及确定⑥编写数控加工工艺文件，按表格填写工艺文件（刀具卡、夹具、量具、工装卡片、切削参数），填写工序卡片，单独装订⑦用CAD/CAM软件（上海宇龙仿真软件）进行仿真加工，自动生成数控程序，完成工艺文件的编写。⑧参考资料⑨编写完整的设计说明书一份，字数：8000-10000字5、绘图部分的内容：（明确说明必绘之图）零件图各1张（A4）。毛坯图各1张（A4）。装配图1张（A3或A1）。三维零件图各1张。三维装配图1张。工序卡片若干张、坐标点位图、坐标系建立图、零件装夹图等。6、发出日期2013年3月10日设计指导教师：完成任务日期：2013年4月20日学生签名：目录1绪论...............................................................51.1数控加工技术的概论............................................61.1.1数控技术.................................................62数控加工工艺.......................................................62.1数控加工工艺内容的选择.........................................62.1.1选择适合数控加工的零件...................................72.2数控加工工艺的主要内容.........................................82.3轴类零件加工工艺分析........................................................................................83具体零件加工........................................................83.1零件图工艺分析.................................................83.2确定工件的定位与装夹方案......................................133.3确定走刀顺序及走刀路线........................................143.4加工工艺分析..................................................163.5切削用量的选择................................................183.6数控加工工艺文件的填写........................................184数控加工程序.......................................................204.1加工坐标系设置三维实体图.................................................................................错误!未定义书签。4.2手工编程...................................................................................................................215输入零件加工程序..............................................................................................................226三维实体图..........................................................................................................................错误!未定义书签。致谢..............................................................25参考文献..........................................................26前言数控加工是机械制造中的先进的加工技术是一种高效率，高精度与高柔性特点的自动加工方法，数控加工技术可有效解决复杂、精密、小批多变零件的加工问题，充分适应了现代化生产的需要，制造自动化是先进制造技术的重要组成部分，其核心技术是数控技术，数控技术是综合计算机、自动技术、自动检测及精密机械等高新技术的产物，它的出现及所带来的巨大利益，已引起了世界各国技术与工业界的普遍重视，目前，国内数控机床使用越来越普及，如何提高数控加工技术水平已成为当务之急，随着数控加工的日益普及，越来越多的数控机床用户感到，数控加工工艺掌握的水平是制约手工编程与CAD/CAM集成化自动编程质量的关键因素。数控加工工艺是数控编程与操作的基础，合理的工艺是保证数控加工质量发挥数控机床的前提条件，从数控加工的实用角度出发，以数控加工的实际生产为基础，以掌握数控加工工艺为目标，在介绍数控加工切削基础，数控机床刀具的选用，数控加工的定位与装夹以及数控加工工艺基础等基本知识的基础上，分析了数控车削的加工工艺。关键词：刀具的确定、走刀路线的选择、刀具的对刀点、工件的定位1绪论1.1数控加工技术的概论1.1.1数控技术数控技术是本世纪中期发展起来的机床控制技术，是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术。数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造业的渗透形成的机电一体化产品，即所谓的数字化装备。这里先介绍“数控”，“数控机床”,“数控系统”等基本概念。（1）数控与数控车床数控是数字控制的简称，简称NC。数控是指用数字、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。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。数控的产生依赖于数据载体和二进制形式数据运算的出现。1908年，穿孔的金属薄片互换式数据载体问世；19世纪末，以纸为数据载体并具有辅助功能的控制系统被发明；1938年，香农在美国麻省理工学院进行了数据快速运算和传输，奠定了现代计算机，包括计算机数字控制系统的基础。数控技术是与机床控制密切结合发展起来的。1952年，第一台数控机床问世，成为世界机械工业史上一件划时代的事件，推动了自动化的发展。现在，数控技术也叫计算机数控技术数控机床技术密集度及自动化程度很高的机电一体化加工设备。简单地说就是采用了数控技术的机床，或者说是装备了数控系统的机床。国际定义为：数控机床是一种有程序控制的机床。该系统能逻辑地处理具有特定代码和其他的符号编码指令规定的程序。（2）数控系统数控系统是数字控制系统简称，早期是由硬件电路构成的称为硬件数控，1970年代以后，硬件电路元件逐步由专用的计算机代替称为计算机数控系统。（3）计算机控制系统计算机数控系统是用计算机控制加工功能，实现数值控制的系统。CNC系统根据计算机存储器中存储的控制程序，执行部分或全部数值控制功能，并配有接口电路和伺服驱动装置的专用计算机系统。（4）数控加工数控加工是根据零件图样及工艺要求等原始条件编制零件数控加工程序，输入数控系统，控制数控机床中刀具与工件的相对运动，从而完成零件加工。（5）数控程序数控程序或零件是输入数控系统中的，使数控机床执行一个确定加工任务的具有特定代码和编程的一系列指令。（6）数控编程数控编程是指生成用数控机床进行零件加工的数控程序的过程。2数控加工工艺2.1数控加工工艺内容的选择2.1.1选择适合数控加工的零件虽然数控机床具有高精度，高柔性，高效率等优点。但不是所有的零件都适合数控机床加工的。一般可分为三类：（1）最适合类1.形状复杂，加工精度要求高通用机床无法加工或很难保证加工质量的零件；2.具有复杂曲线或曲面轮廓的零件；3.具有难测量，难控制进给，尺寸行腔的壳体或盒型零件；4.必须在一次装夹中完成镗，绞或攻丝等多道工序的加工零件；（2）较适合类1.零件价值高，在普通机床上加工容易受人工因素干扰而影响质量，从而造成较大经济损失的零件；2.在通用机床上加工时必须制造复杂专用工装的零件；3.在通用机床上需要做长时间调整的零件；4.需要多次更改设计才能定型的零件；（3）不适合类1.生产大批量的零件；2.装夹困难的零件；3.加工余量不稳定，而且数控机床上无法在线检测系统可自动调整零件坐标位置的零件；4.必须用特定的加工工艺装备协调加工的零件；2.2数控加工工艺的主要内容1．选择适合在数控上加工的零件，确定工序内容。2．分析加工零件的图纸，明确加工内容及技术要求，确定加工方案，制定数控加工路线，如工序的划分、加工顺序的安排、非数控加工工序的衔接等。设计数控加工工序，如工序的划分、刀具的选择、夹具的定位与安装、切削用量的确定、走刀路线的确定等等。3．调整数控加工工序的程序。如对刀点、换刀点的选择、刀具的补偿。4．分配数控加工中的容差。5．处理数控机床上部分工艺指令。2.3轴类零件加工工艺分析（1）技术要求轴类零件的技术要求主要是支承轴颈和配合轴颈的径向尺寸精度和形位精度，轴向一般要求不高。轴颈的直径公差等级通常为IT6-IT8，几何形状精度主要是圆度和圆柱度，一般要求限制在直径公差范围之内。相互位置精度主要是同轴度和圆跳动；保证配合轴颈对于支承轴颈的同轴度，是轴类零件位置精度的普遍要求之一。图为特殊零件，径向和轴向公差和表面精度要求较高。（2）毛坯选择轴类零件除光滑轴和直径相差不大的阶梯轴采用热轧或冷拉圆棒料外，一般采用锻件；发动机曲轴等一类轴件采用球墨铸铁铸件比较多。如图典型轴类直径相差不大，采用直径为50mm，材料45#钢，在锯床上按90mm长度下料。（3）定位基准选择轴类零件外圆表面、内孔、螺纹等表面的同轴度，以及端面对轴中心线的垂直度是其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中心线。用两中心孔定位符合基准重合原则，并且能够最大限度地在一次装夹中加工出多格外圆表面和端面，因此常用中心孔作为轴加工的定位基准。3具体零件加工3.1零件图工艺分析3-1轴类零件图（1）零件图见图3-1中心轴类零件图（2）结构性分析通过读图3-1，典型轴零件加工内容包括外圆、圆弧、切槽、倒角等。零件尺寸及标注完整。（3）尺寸分析该零件图尺寸完整，主要尺寸分析该零件表面由圆柱、顺圆弧、逆圆弧、圆锥、槽等表面组成。尺寸标注完整，选用毛坯为45#钢，Φ50mm×90mm，无热处理和硬度要求。未标注的尺寸按公差等级IT12，按照“孔正轴负，