单位代码学号分类号密级毕业论文轴类零件的数控加工工艺及编程院(系)名称工学院机械系专业名称数控技术学生姓名指导教师2011 年4月17日黄河科技学院毕业论文开题报告表课题来源:(1)教师拟订;(2)学生建议;(3)企业和社会征集;(4)科研单位提供课题类型:(1)A—工程设计(艺术设计);B—技术开发;C—软件工程;D—理论研究;E—调研报告(2)X—真实课题;Y—模拟课题;Z—虚拟课题要求(1)、(2)均要填,如AY、BX等。
轴类零件的数控加工工艺及编程摘要轴类零件在整个制造工业中发挥着重要作用。
在汽车领域起着连接动力装置和运动装置的部位,在重型机械领域,起着传动动力,吊卸重物的重要组成部分等。
阶梯轴作为轴类零件的一种,在整个轴类零件中也扮演着重要角色。
现根据其零件特性,对其加工过程作详细分析,具体过程将在正文中得以说明,确定了加工过程中所选刀具的种类、型号及其注意事项,并总结出该轴类零件的加工过程。
关键词:数控车床加工加工刀具加工工艺数控编程CNC lathe failure analysis and maintenance of MaintenanceTechnologyAuthor XXXTutor :XXAbstractAbstract: a high precision CNC machine tools Zuowei automation equipment, its ability to secure reliable operation, the machine depends largely on the proper use and daily maintenance, machine tool Zhang Qi Weiliaobaozheng safe and stable operation, maintenance Fei Yong Jiang Di, discover and eliminate risks, thereby enhancing the economic efficiency of enterprises. Maintenance of CNC machine tools through a typical daily work highlighted several practical fault diagnosis, repair and maintenance method for your reference.Keywords:CNC machine tools, automation, diagnostics, maintenance, service目录绪论 (1)第一章零件的分析 (2)1.1零件图的结构工艺性分析 (2)1.2零件的形状分析 (2)1.3零件的形位公差分析 (2)1.4零件的表面质量分析 (3)1.5零件的材料分析 (3)第二章毛坯的设计 (4)2.1毛坯的种类 (4)2.2毛坯的种类的选择 (4)2.3毛坯的形状与尺寸的选择 (4)第三章零件的工艺规程设计 (5)3.1机床的合理选择 (5)3.2 加工方法的选择 (6)3.3 加工顺序的安排 (6)3.4 工艺的制定 (6)3.4.1 确定加工方案 (7)3.4.2 切削用量的选择 (7)3.4.3 刀具的选择 (8)3.5 工艺卡片 (9)第四章数控编程与加工 (10)4.1数控编程的分类 (10)4.2零件加工程序清单 (10)设计总结 (12)致谢 (13)参考文献 (14)轴类零件的数控加工工艺及编程绪论数控机床代表一个民族制造工业现代化的水平,随着现代化科学技术的迅速发展,制造技术和自动化水平的高低已成为衡量一个国家或地区经济发展水平的重要标志。
当今世界各国制造业广泛采用数控技术,以提高制造能力和水平,提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力。
此外世界上各工业发达国家还将数控技术及数控装备列为国家的战略物资,不仅采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业,而且在“高精尖”数控关键技术和装备方面对我国实行封锁和限制政策。
总之,大力发展以数控技术为核心的先进技术已成为世界各发达国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。
21世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统,智能化的内容包括在数控系统中的各个方面:为追求加工效率和加工质量方面的智能化,如加工过程的自适应控制,工艺参数自动生成;为提高驱动性能及使用连接方便的智能化,如前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负载自动选定模型、自整定等;简化编程、简化操作方面的智能化,如智能化的自动编程、智能化的人机界面等;还有智能诊断、智能监控方面的内容、方便系统的诊断及维修等。
第一章零件的分析图1—1加工轴零件图1.1零件图的结构工艺性分析零件的结构工艺性是指所设计的零件,在能够满足使用性能要求的前提下制造的可行性和经济性。
好的结构工艺性会使零件加工容易,节省成本,节省材料;而较差的结构工艺性会使加工困难,加大成本,浪费材料,甚至无法加工。
通过对零件的结构特点、精度要求和复杂程度进行分析的过程,可以确定零件所需的加工方法和数控机床的类型和规格。
轴类零件按其结构形状的特点,可分为光轴、阶梯轴、空心轴和异形轴(包括曲轴、凸轮轴和偏心轴等)四类。
本题零件为阶梯轴,它适合于数控加工,结构简单,加工过程中不易变形。
1.2零件的形状分析该零件为回转型零件,装夹方便,只要采用三爪自定心卡盘即可。
1.3零件的形位公差分析(1)形状公差:构成零件的几何特征的点,线,面要素之间的实际形状相对与理想形状的允许变动量。
给出形状公差要求的要素称为被测要素。
(2)位置公差:零件上的点,线,面要素的实际位置相对与理想位置的允许变动量。
来确定被测要素位置的要素称为基准要素。
该零件形状及位置公差没有做具体要求,易加工。
1.4零件的表面质量分析在机械学中,粗糙度指加工表面上具有的较小间距和峰谷所组成的微观几何形状特性。
它是互换性研究的问题之一。
表面粗糙度一般是由所采用的加工方法和其他因素所形成的,例如加工过程中刀具与零件表面间的摩擦、切屑分离时表面层金属的塑性变形以及工艺系统中的高频振动等。
由于加工方法和工件材料的不同,被加工表面留下痕迹的深浅、疏密、形状和纹理都有差别。
表面粗糙度与机械零件的配合性质、耐磨性、疲劳强度、接触刚度、振动和噪声等有密切关系,对机械产品的使用寿命和可靠性有重要影响。
该零件表面主要由圆柱面、圆锥面、圆弧、槽构成,表面粗糙度没做具体要求,加工相对容易。
1.5零件的材料分析45#钢是轴类零件的常用材料,它价格便宜经过调质(或正火)后,可得到较好的切削性能,而且能获得较高的强度和韧性等综合机械性能,淬火后表面硬度可达45~52HRC。
第二章毛坯的设计轴类零件可根据使用要求、生产类型、设备条件及结构,选用棒料、锻件等毛坯形式。
对于外圆直径相差不大的轴,一般以棒料为主;而对于外圆直径相差大的阶梯轴或重要的轴,常选用锻件,这样既节约材料又减少机械加工的工作量,还可改善机械性能。
根据生产规模的不同,毛坯的锻造方式有自由锻和模锻两种。
中小批生产多采用自由锻,大批大量生产时采用模锻。
轴类零件应根据不同的工作条件和使用要求选用不同的材料并采用不同的热处理规范(如调质、正火、淬火等),以获得一定的强度、韧性和耐磨性。
45#钢是轴类零件的常用材料,它价格便宜经过调质(或正火)后,可得到较好的切削性能,而且能获得较高的强度和韧性等综合机械性能,淬火后表面硬度可达52HRC。
40Cr等合金结构钢适用于中等精度而转速较高的轴类零件,这类钢经调质和淬火后,具有较好的综合机械性能。
轴承钢GCr15和弹簧钢65Mn,经调质和表面高频淬火后,表面硬度可达50~58HRC,并具有较高的耐疲劳性能和较好的耐磨性能,可制造较高精度的轴。
精密机床的主轴(例如磨床砂轮轴、坐标镗床主轴)可选用38CrMoAIA氮化钢。
这种钢经调质和表面氮化后,不仅能获得很高的表面硬度,而且能保持较软的芯部,因此耐冲击韧性好。
与渗碳淬火钢比较,它有热处理变形很小,硬度更高的特性。
2.1毛坯的种类毛坯是用来加工各种工件的坯料,毛坯的生产方法主要有:铸造、锻造、焊接、冲压件,以及各种型材也可以用作毛坯。
2.2毛坯的种类的选择该零件为轴类零件,采用型材类毛坯,材料选择45#钢。
2.3毛坯的形状与尺寸的选择选择圆柱型型材,根据零件图的尺寸,为了减少加工时间,尽可能在保证精度的情况下选择少的粗加工余量,本题可选择Φ40X150的圆柱型棒料。
第三章零件的工艺规程设计对于一个零件来说,并非全部加工工艺过程都适合在数控机床上完成,而往往只是其中的一部分工艺内容适合数控加工。
这就需要对零件图样进行仔细的工艺分析,选择那些最适合、最需要进行数控加工的内容和工序。
在考虑选择内容时,应结合本企业设备的实际,立足于解决难题、攻克关键问题和提高生产效率,充分发挥数控加工的优势。
一适于数控加工的内容在选择时,一般可按下列顺序考虑:(1)通用机床无法加工的内容应作为优先选择内容;(2)通用机床难加工,质量也难以保证的内容应作为重点选择内容;(3)通用机床加工效率低、工人手工操作劳动强度大的内容,可在数控机床尚存在富裕加工能力时选择。
二不适于数控加工的内容一般来说,上述这些加工内容采用数控加工后,在产品质量、生产效率与综合效益等方面都会得到明显提高。
相比之下,下列一些内容不宜选择采用数控加工:(1)占机调整时间长。
如以毛坯的粗基准定位加工第一个精基准,需用专用工装协调的内容;(2)加工部位分散,需要多次安装、设置原点。
这时,采用数控加工很麻烦,效果不明显,可安排通用机床补加工;(3)按某些特定的制造依据(如样板等)加工的型面轮廓。
主要原因是获取数据困难,易于与检验依据发生矛盾,增加了程序编制的难度。
此外,在选择和决定加工内容时,也要考虑生产批量、生产周期、工序间周转情况等等。
总之,要尽量做到合理,达到多、快、好、省的目的。
要防止把数控机床降格为通用机床使用。
3.1机床的合理选择数控机床通常最合适加工具有一下特点的零件(1)多品种、小批量生产的零件新产品试制中的零件。
(2)轮廓形状复杂,或对加工精度要求较高的零件。
(3)用普通机床加工时需用昂贵的工艺装备(工具、夹具和模具)的零件(4)需要多次改型的零件。
(5)价格昂贵,加工中不允许报废的零件。
(6)需要最短时间周期的急需零件。
3.2 加工方法的选择加工方法的选择原则是:同时保证加工精度和表面粗糙度的要求。
此外还应考虑生产效率及经济性的要求,以及现场生产设备等实际情况。
本题的零件采用数控车床进行加工。
3.3 加工顺序的安排顺序的安排应根据零件的结构和毛坯状况,以及定位、安装与夹紧的需要来考虑。