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轴类零件的数控加工工艺的编制及加工图一.课题介绍1.目的经过两年多的专业知识学习我掌握了一定的基本知识,毕业设计是对我前两年专业知识的综合也是一次回顾,把所学的理论知识灵活的运用到实践操作中来这样更能强化我对专业知识更深一步的理解。(1)数控加工与编程毕业设计是数控专业教学体系中构成数控加工技术专业知识及专业技能的重要组成部分。(2)是运用数控原理、数控工艺、数控编程、专业软件等专业知识和数控机床实际操作的一次综合实训练习。(3)对教学计划和课程设计的一次总结。2.任务(1)确定加工方法的选择与加工方案(2)确定零件的安装与夹具的选择(3)工步与工序的划分(4)刀具的选择与切削用量的确定(5)对刀点和换刀点的确定(6)加工路线的确定(7)编程误差及其控制(8)通过编程及加工出满足题目所要求精度的零件3.拟重点解决的问题(1)零件的装夹 (2)刀具的对刀(3)工艺路线的制订 (4)工序与工步的划分(5)刀具的选择 (6)切削用量的确定 (7)车削加工程序的编写 (8)机床的熟练操作二.主要内容1.主要技术指标(1)以小批量生产条件编程。(2)不准用砂布及锉刀等修饰表面③。(3)未注倒角采用 0.545o。(4)未注公差尺寸按 GB1804-M。2.设计方案、设计方法、设计手段(1)设计方案直接用三爪卡盘装夹,加工螺纹一端,再调头加工圆弧一端. ①装夹工件右端约 40 mm 处,用 90 硬质合金外圆车刀手动平端面 1mm,再换右端面外圆车刀用 G71 指令加工至фE10mm,再换切槽刀切槽 51.5mm,然后换螺纹刀加工螺纹。 ②将工件调头用铁皮将切槽处包住装夹该处, 先用车刀手动平端面约 18mm,再用外圆车刀 G71 指令加工至 51.5mm点。(注设计方案的具体装夹图见开题报告。)(2)设计方法①先对图纸进行分析确定该零件适合在哪类型的数控机床上加工比较合理 ②再根据我两年来所学的专为业知识对零件进行工艺分析 ③最后编写加工程序并对它进行校验 ④校验无误后即可进行数控自动加工。(3)设计手段每六个人成为一组,每个组选一个题目,每个组都有一位指导老师辅导着我们做所选的题目的毕业设计,要求每个人都要做出一份全格的毕业设计。3.主要工作程序(1)开机(2)调试 MDI(3)输入加工程序(4)装夹毛胚件(5)对刀(6)程序校验(7)自动加工三.主要仪器设备HNC-CK6140游标卡尺其它的辅助工具四.主要资料及参考文献[1]詹华西编 数控加工与编程 西安电子科技大学出版社 2004 年[2]李华编 机械制造技术 高等教育出版社,2006 年[3]薛彦成主编公差配合与技术测量北京机械工业出版社 1999 年[4]吕士峰、王士柱主编数控加工工艺北京国防工业出版社 2006 年[5]李澄,闻百桥主编 机械制图 北京高等教育出版社 2003 年[6]方新主编数控机床与编程 高等教育出版社 2007 年[7]袁哲俊主编金属切削刀具(第三版)上海科学技术出版社 1993 年[8]聂建武主编金属切削与机床西安电子科技大学出版社 2006 年[9]艾兴、肖诗钢主编切削用量手册(第三版)机械工业出版社 1994 年[10]刘杰华、任昭蓉主编金属切削与刀具实用技术国防工业出版 2006 年五.预期设计(论文)成果(1)能够在数控车床上加工出我们的零件且保证加工精度及各方面的工艺要求。(2)能够根据零件的程序编制进行零件加工。(3)能通过零件的自检。(4)工艺设计方案可通过可行性、经济性分析。(5)设计的全过程需作好全面、准确、周密的文字记录与总结。类零件的数控加工工艺的编制及加工图是在刘老师、闫老师两位教师的指导下,根据任务书的要求,独立撰写的。 本设计(论文)中所引用的其他个人或集体已发表的文字和研究成果,或为获得教育机构的学位或证书所使用过的材料,均已明确注明。凡为本文的撰写所提供的各种形式的帮助,本人在致谢中已经明确表达了谢意。本人完全意识到本声明的法律结果。毕业论文(设计)作者签名2008 年 11 月 12 日目 录摘 要 1前 言 21.零件图工艺分析 31.1 数控加工工艺基本特点 41.2 设备选择 51.3 确定零件的定位基准和装夹方式 51.3.1 粗基准选择原则 51.3.2 精基准选择原则 51.3.3 定位基准 51.3.4 装夹方式 51.4 加工方法的选择和加工方案的确定 61.4.1 加工方法的选择 61.4.2 加工方案的确定 61.5 工序与工歩的划分 71.5.1 按工序划分 71.5.2 工歩的划分 71.6 确定加工顺序及进给路线 71.6.1 零件加工必须遵守的安排原则 71.6.2 进给路线 81.7 刀具的选择 91.8 切削用量选择 101.8.1 背吃刀量的选择 101.8.2 主轴转速的选择 101.8.3 进给速度的选择 111.9 编程误差及其控制 121.9.1 编程误差 131.9.2 误差控制 142.编程中工艺指令的处理 152.1 常用 G 指令代码功能表 152.2 常用 M 指令代码功能表 163.程序编制及模拟运行、零件加工或精度自检 173.1 程序编制 173.2 模拟运行 193.3 零件加工 193.4 精度自检 19致 谢 20设 计 小 结 21附 录 22轴类零件的数控加工工艺的编制及加工图摘 要数控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的渗透形成的机电一体化产品,即所谓的数字化装备,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但发展和应用领域的扩大他对归计民生的一些重要行业IT、汽车、医疗、轻工等的发展起着越来越重要的作用,因为这些行业所需要装备的数字化已是现代发展的大趋势.在我国加入 WTO 和对外开放进一步深化的新环境下,发展我国数控技术及装备是提高我国制造业信息化水平和国际竞争能力的重要性保证.数控加工与编程毕业设计是数控专业教学体系中构成数控加工技术专业知识及专业技能的重要组成部分,通过毕业设计使我们学会了对相关学科中的基本理论基本知识进行综合运用,同时使对本专业有较完整的系统的认识,从而达到巩固、扩大、深化所学知识的目的,培养和提高了综合分析问题和解决问题的能力以及培养了科学的研究和创新能力。选这个题目的目的是它能体现出我对所学知识的掌握程度和灵活规范的运用所学知识,在我认为要成为一名合格的在学生,以自己的的思路用所学的知识来完成一份成功的毕业设计是必不可少的。此次的毕业设计主要解决的问题是零件的装夹、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、机床的熟练操作。主要困难的是两次装夹中的水平 Z 向长度难以保证、切削用量的参数设定 、对刀的精度 、工艺路线的制订。 运用数控原理、数控工艺、数控编程、专业软件等专业知识和数控机床实际操作的一次综合练习,能让我感触当代科学的前沿,体验数控魅力,为人们的生活带来方便,进一步认识数控技术,熟练数控机床的操作,掌握数控,开发数控内在潜力。关键词数控 数控技术 毕业设计 前 言本次毕业设计是学院为了提高学生的数控技术及相关技能等综合运用能力,通过毕业设计和完成毕业论文也是学院对毕业生生毕业资格的审核条件,同时也为我们以后的工作打下理论基础,本次设计是由指导老师刘老师、闫老师精心指导下和六位同学的共同协作下完成的。数控技术是数字程序控制数控机械实现自动工作的技术。它广泛用于机械制造和自动化领域,较好地解决多品种、小批量和复杂零件加工以及生产过程自动化问题。随着科技的迅猛发展,自动控制技术已广泛地应用于数控机床、机器人以及各类机电一体化设备上。同时,社会经济的飞速发展,对数控装置和数控机械要求在理论和应用方面有迅速的发展和提高。数控加工和编程毕业设计是数控专业教学体系中构成数控加工技术专业知识及专业技能的重要组成部分,通过毕业设计使我们学会了对相关学科中的基本理论、基本知识进行综合运用,同时使对本专业有较完整的、系统的认识,从而达到巩固、扩大、深化所学知识的目的,培养和提高了综合分析问题和解决问题的能力,以及培养了科学的研究和创造能力。数控技术不断的发展,数控技术很快会普极中国工业基地,成为工业发展的标志,数控技术的成熟也是当代科技发展的标志,所以数控技术也是国家经济的体现,中国经济正加快向新兴工业化道路发展,制造业已成为国民经济的支柱产业。先进数控技术的广泛使用,导致数控应用型人才严重短缺、作为当代的数控技术的学者我感到无比的荣幸,又感到无比的艰巨。本毕业设计内容主要是详细叙述利用数控车床来加工零件。大致包含了数控技术特点的阐述、零件的工艺的分析过程、加工中一些问题的解决方法、数控加工过程、、数控编程、机床操作与零件自检过程等,另外还有设计说明书、参考文献、毕业设计小结、致谢、附录等部分。设计者以严谨务实的认真态度进行了此次设计,但由于知识水平与实际经验有限,时间又较为紧迫。在设计中难免会出现一些错误、缺点和疏漏,诚请各位评审老师给于批评和指正。1.零件图工艺分析零件车削工艺分析 C-3 所示,零件材料处理为45 钢,调制处理 HRC26~36,下面对该零件进行数控车削工艺分析。零件如图图 1.1 零件图考核要求以小批量生产条件编程。不准用砂布及锉刀等修饰表面。未注倒角 0.545o。 未注公差尺寸按 GB1804-M。5、有关参数考生抽签决定按 14 组数据进行加工。A B C D E1 组 18 28 16 20 222 组 18.5 28.5 16.5 20.5 22.53 组 19 29 17 21 234 组 19.5 29.5 17.5 21.5 23.51.1 数控加工工艺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①数控加工的工序内容比普通机床的加工内容复杂,加工的精度高,加工的表面质量高,加工的内容较丰富。②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,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,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,如图 C3 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。该零件由螺纹、圆柱、圆锥、圆弧、槽等表面组成,其中由较严格直径尺寸精度要求的如Φ28±0.02mm,ф mm,轴线长度的精度如 5±0.04mm,27.5±0.04mm,粗糙度3.2μm,球面 Sф mm。可控制球面形状精度、30° 的锥度等要求。 经上面的分析,我可以采用一下几点工艺措施(1)零件上由精度较高的尺寸数据如圆柱 ф28±0.02mm、ф mm,轴向长度5±0.04mm、27.5±0.04mm,球 Sф mm,在加工时为了保证其尺寸精度应取其中间值分别取值为 ф28mm、ф23.005mm 长度 5mm,27.5mm,球 Sф29.015mm 即可。[注上述座标值是以半径值给出的。形式如(X,Z)](2)在轮廓曲线上,有四处圆弧依次相连,既过象限又改变进给方向的轮廓曲线。为了保证其轮廓曲线的准确性,我们通过计算到端部 R5mm 的圆弧与直线的切点坐标为(2.922,0),与 RCmm 的圆弧切点坐标为(7.791,-6.136),RC 与 SфBmm 的切点坐标为(11.210,-20.791),SфBnmm 与 R5mm 的切点为(12.271,-37.739),R5mm 与 фEmm的切点坐标为(11.5,-40.406)。[注上述座标值是以半径值给出的。形式如(X,Z)。](3)为便于装夹,为了保证工件的定位准确、稳定,夹紧方面可靠,支撑面积较大,零件的左端是螺纹,中段最大的直径的圆柱 ф28mm。右端是依次相连的圆弧,显然右端都是圆弧相连不可能装夹,所以应留在最后加工,应先装夹毛坯加工出左端螺纹及圆柱ф28mm。调头装夹 ф28mm 的圆柱加工右端圆弧,毛坯选 ф30120mm。1.2 设备选择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又有圆弧数值精度,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华中数控
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