球形轴类多重配合数控车制作

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毕业设计(论文)

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题目:球形轴类.多重配合数控车制作

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球形轴类.多重配合数控车制作

摘要:毕业设计由三个轴类配合件组成一个装配体,用数控机床加工零件减少加工时间,节省劳动力,物力。数控技术及数控机床在当今机械制造业中的重要地位和巨大效益,显示了其在国家基础工业现代化中的战略性作用,并已成为传统机械制造工业提升改造和实现自动化、柔性化、集成化生产的重要手段和标志。数控技术及数控机床的广泛应用,给机械制造业的产业结构、产品种类和档次以及生产方式带来了革命性的变化。数控机床是现代加工车间最重要的装备。现代的CAD/CAM、FMSCIMS、敏捷制造和智能制造技术,都是建立在数控技术之上的。

本次设题目是:球形轴类.多重配合数控车制作;通过对零件图的分析,需要对其进行编程、钻孔、车削、车螺纹、切槽等数控加工,可以较高的满足零件的工艺要求,提高加工质量和设计率,数控加工的特点、加工工艺分析以及数控编程的一般步骤。并利用CAXA制造工程师软件完成零件的三维造型,进行加工轨迹设计,实现加工仿真。利用CAD/CAM软件及G代码指令进行手工编程。

从零件图入手分析其技术要求,确定零件的定位基准以及装夹方式。进而进一步对数控加工工序、工步顺序、刀具及刀具对刀点换刀点、加工余量、切削用量(背吃刀量、进给量、切削速度)的确定,得出完整的数控加工工艺卡片。这样对数控车削又有了进一步了解,拓展了自己的知识面,对程序编制也有进一步的提高。

关键词:数控技术;CAD/CAM;手工编程;机械加工;

目录

二、工艺方案分析…………………………………………………………………………………….4

1.分析零件..........................................................................................................................................4

2.确定加工方法......................................................................................................................................8

3.确定加工方案......................................................................................................................................8

4.CK型数控车床结构特..............................................................................................................8

三、工件的装夹.......................................................................................................................................9

(一)定位基准的选择...............................................................................................................................10

1.定位基准选择的原则...........................................................................................................................10

2.确定零件的定位基准...........................................................................................................................10

3.装夹方式的选择...................................................................................................................................10

4.数控车床常用装夹方式.......................................................................................................................11

(二)选择数控车削刀具...........................................................................................................................10

(三)确定切削用量...................................................................................................................................11

四、刀具及切削用量确定......................................................................................................................12

(一)选择数控刀具的原则.......................................................................................................................12

(二)背吃刀量的选择..........................................................................................................................13

五、典型套类零件加工..........................................................................................................................13

(一)配合件加工的工艺分析...................................................................................................................14

(二)典型配合件加工工艺.......................................................................................................................16

1.确定加工顺序及进给路线...................................................................................................................16

2.选择刀具..............................................................................................................................................16

3.选择切削用量......................................................................................................................................17

(三)走刀路线图及分析..........................................................................................................................20

1.工序卡..................................................................................................................................................26

六、手工编程程序.................................................................................................................................27

七、测量误差与原因分析.....................................................................................................................38

八、结束语.............................................................................................................................................40

致谢词.....................................................................................................................................................41

参考文献.................................................................................................................................................42

一、概述

从20世纪中叶数控技术出现以来,数控机床给机械制造业带来了革命性的变化。数控加工具有如下特点:加工柔性好,加工精度高,生产率高,减轻操作者劳动强度、改善劳动条件,有利于生产管理的现代化以及经济效益的提高。数控机床是一种高度机电一体化的产品,适用于加工多品种小批量零件、结构较复杂、精度要求较高的零件、需要频繁改型的零件、价格昂贵不允许报废的关键零件、要求精密复制的零件、需要缩短生产周期的急需零件以及要求%检验的零件。数控加工的最大特征有两点:一是可以极大地提高精度,包括加工质量精度及加工时间误差精度;二是加工质量的重复性,可以稳定加工质量,保持加工零件质量的一致。也就是说加工零件的质量及加工时间是由数控程序决定而不是由机床操作人员决定的。数控机床以其精度高、效率高、能适应小批量多品种复杂零件的加工等优点,在机械加工中得到日益广泛的应用

概栝起来,数控机床的加工有以下几方面的优点:

(1)适应性强

(2)精度高,质量稳定

(3)生产效率高

(4)能实现复杂的运动

(5)良好的经济效益

(6)有利于生产管理的现代化

复合机床的含义是指在一台机床上实现或尽可能完成从毛坯至成品的多种要素加工。根据其结构特点可分为工艺复合型和工序复合型两类。工艺复合型机床如镗铣钻复合—加工中心、车铣复合—车削中心、铣镗钻车复合—复合加工中心等;工序复合型机床如多面多轴联动加工的复合机床和双主轴车削中心等。采用复合机床进行加工,减少了工件装卸、更换和调整刀具的辅助时间以及中间过程中产生的误差,提高了零件加工精度,缩短了产品制造周期,提高了生产效率和制造商的市场反应能力,相对于传统的工序分散的生产方法具有明显的优势。

在机床主轴(一般为动平台)与机座(一般为静平台)之间采用多杆并联联接机构驱动,通过控制杆系中杆的长度使杆系支撑的平台获得相应自由度的运动,可实现多坐标联动数控加工、装配和测量多种功能,更能满足复杂特种零件的加工,具有现代机器人的模块化程度高、重量轻和速度快等优点。

20世纪40年代末,美国开始研究数控机床,年,美国麻省理工学院(MIT)伺服机构实验室成功研制出第一台数控铣床,并于年投入使用。这是制造技术发展过程中的一个重大突破,标志着制造领域中数控加工时代开始。数控加工是现代制造技术的基础,这一发明对于制造行业而言,具有划时代的意义和深远的影响。世界上主要工业发达国家都十分重视数控加工技术的研究的发展。我国于是年开始研制数控机床,成功试制出配有电子数控系统的数控机床,年开始批量生产配有晶体管数控系统的三坐标数控铣床。

数控机床种类繁多,模具制造常用数控加工机床有:数控铣床、数控电火花成型机床、数控电火花线切割机床、数控磨床和数控车床。数控机床通常由控制系统、伺服系统、检测系统、机械传动系统及其它辅助系统组成。控制系统用于数控机床的运算、管理和控制,通过输入介质得到数据,对这些数据进行解释和运算并对机床产生作用;伺服系统根据控制系统的指令驱动机床,使刀具和零件执行数控代码规定的运动;检测系统则是用来检测机床执行件(工作台、转台、滑板等)的位移和速度变化量,并将检测结果反馈到输入端,与输入指令进行比较,根据其差别调整机床运动;机床传动系统是由进给伺服驱动元件至机床执行件之间的机械进给传动装置;辅助系统种类繁多,如:固定循环(能进行重复加工)、自动换刀(可交换指定的刀具)、传动间隙补偿(补偿机械传动系统产生的间隙误差)等等。

零件数据准备:系统自设计和造型功能或通过数据接口传入CAD数据。确定粗加工、半精加工和精加工方案。生成各加工步骤的刀具轨迹。刀具轨迹仿真。后期处理输出加工代码。输出数控加工工艺技术文件。传给机床实现加工。数控加工机床与编程技术两者的发展是紧密相关的。数控加工机床的性能提升推动了编程技术的发展,而编程技术的提高也增加数控加工机床的发展,二者相互依赖。现代数控技术下在向高精度、高效率、高柔性和智能化方向发展,而编程方式也越来越丰富。

和以前的语言型自动编程系统相比,CAD/CAM集成系统可以提供单一准确的产品几何模型,几何模型的产生和处理手段灵活、多样、方便,可以实现设计、制造一体化。

二、工艺方案分析

(一)、零件图

图1件1零件图

图2件2零件图

图3件3零件图

图4装配图

二、分析零件

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.锻件等毛胚形式。对于外圆直径相差不大的轴一般以棒料为主。

由件1、件2、件3组成的配合件,加工工件包含圆柱、钻孔、圆弧、内螺纹、外螺纹、锥度切槽等加工内容组成,尺寸标注完整,选用毛坯为45号钢,Φ58mm×mm,Φ58mm×52mm,Φ58mm×87mm,无热处理和硬度要求。

1.确定加工方法

1)加工方法的选择原则是保证加工表面的精度和表面粗糙度的要求,由于获得同一级精度及表面粗糙度的加工方法一般有许多,因而在实际选择时,要结合零件的形状、尺寸大小和形位公差等要求全面考虑。

例如:图4的装配图中锥面的配合,这些因素都要考虑。

(2)图上几个精度较高的尺寸,因其公差值较小,所以编程时取平均值,为其基本尺寸。上述图中最大公差0.06,所以要求精度较高。

(3)通过以上数据分析,考虑加工的效率和加工的经济性,最理想的加工方式为车削,考虑该零件,因此加工设备采用数控车床。

(4)根据加工零件的外形和材料等条件,选用CK(FANC)数控机床。

2.确定加工方案

(1)零件上比较精密表面加工,常常是通过粗加工、半精加工和精加工逐步达到的。对这些表面仅仅根据质量要求选择相应的最终加工方法是不够的,还应正确的确定毛坯到最终成形的加工方案。

(2)Φ60mm×mm的毛坯先夹持在工件80mm处,先平左端面,粗车外轮廓至Ф58mm处、车台阶Φ50、凹圆弧R9.5、在退刀。车外轮廓、切槽、倒角、轮廓、车螺纹M24×2。

(3)Φ60mm×52mm的毛坯先夹持在工件20mm处,先车端面,粗车外轮廓至Ф58mm处、精车外轮廓、钻Φ27孔、镗孔、调头加工、平端面、粗车外轮廓至Ф58mm处、精车外轮廓、切槽。

(4)Φ60mm×87mm的毛坯先夹持在工件40mm处,先平右端面,粗车58mm处。调头加工,平端面、粗车外轮廓至Ф58mm处、钻Φ20的孔、镗孔、车内螺纹M24×2。调头装夹在最大Φ58留出长度62mm、平总长、车圆弧、车台阶。

(5)Φ60mm×mm的毛坯的加工顺序为:预备加工---车端面---粗车外轮廓---精车外轮廓---切槽---粗车外螺纹---精车外螺纹----取下工件。

(6)Φ60mm×52mm的毛坯的加工顺序为:预备加工---车端面---粗车外轮廓---精车外轮廓---钻孔---镗孔---切槽---取下工件。

(7)Φ60mm×87mm的毛坯的加工顺序为:预备加工---车端面---钻孔---镗孔------粗车外螺纹---精车外螺纹----粗车外轮廓---精车外轮廓---取下工件。

3.选择车床

数控车床CAK又叫CAK,为经济型数控加工车床,该机床可以进行机械零件的半精加工及精加工,结构可靠,操作方便、经济适用,可满足众多行业的需要。本数控车床特别适合轴类、盘类零件的内外圆柱表面、锥面、螺纹、钻孔、铰孔及曲线回转体等零件进行高效、大批量、高精度的车削加工。产品采用机、电、液一体化结构,整体布局紧凑合理,便于维修保养,机床外形符合人机工程学原理,宜人性好,便于操作。该机床采用的数控控制系统功能全面,性能可靠。产品采用模块化方式设计,根据用户的不同要求,组成不同规格、型号的产品。本产品采用的数控系统有广数TD系统、华中系统、FANUC0I-MATE系统、西门子系统等。数控车床采用的防护可靠,机床操作安全,外观大方宜人,有很强的市场需求和竞争优势。CAK的床身回转直径,滑板上最大回转直径,滑板上最大切削直径,主轴孔径53,主轴电机功率5.5KW

图5CK机床

三、工件的装夹

(一)定位基准的选择

一般刚开始时选毛坯表面来确定,之后工序中采用已加工表面来定位。有时会有种复杂的情况,工件上没有可以选取作为定位基准适合的表面,此时就必须在工件上专门的设置或加工出定位的基面,这种面称为辅助基准。辅助基准在零件中并无用途,只是作为工艺要求而做出来的。正确的选择工件的定位基准有着十分重要的意义。合理的选择定位基准是保证零件加工精度的前提,还能简化加工工序,提高加工效率。

1.定位基准选择的原则

定位基准分为粗基准和精基准,在刚开始时加工毛坯表面的定位方式为粗基准。用加工过的表面所做的定位基准为精基准。加工基准重合原则为了避免基准不重合误差,方便编程,应选用设计基准作为定位基准,尽量使用设计基准,定位基准、编程原点三者统一。便于装夹的原则,所选的定位基准应能保证定位准确、可靠,定位夹紧简单、易操作,敞开性好,能够加工尽可能多的表面。便于对刀的原则,批量加工时在工件坐标系已经确定的情况下,保证对刀的可靠性和方便性。

2.怎样确定工件的定位基准

(1)以左、右端大端面为定位基准。

例如:第4页图1中的工件,加工右端面时,以左端面为基准。

(2)以工件的长度尺寸为定位基准

例如:第4页图1中的工件,在加工左端时,以工件的左端面为基准。

3.工件装夹方式的选择

为了工件不至于在切削力的作用下发生位移,使其在加工过程中始终保持正确的位置,需将工件夹紧夹牢。合理的选择夹紧方式十分重要,工件的装夹不仅影响加工质量,而且对生产率,加工成本及操作安全都有直接影响。

4.数控车床常用装夹方式

(1)在三爪自定心卡盘上装夹。三爪自定心卡盘的三个卡爪是同步运动的,能自动定心,一般不需找正。三爪自定心卡盘装夹工件方便、省时,自动定心好,但夹紧力较小,所以适用于装夹外形规则的中、小型工件。三爪自定心卡盘可装成正爪或反爪两种形式。反用来装央直径较大的工件。用三爪自定心卡盘装夹精加工过的表面时,被夹住件表面应包一层铜皮,以免夹伤工件表面。

(2)在两顶尖之间装夹。对于尺寸较大或加工工序较多的轴类工件,为了保证每次装夹时的装夹精度,可用两顶尖装夹。该装夹方式适用于多序加工或精加工。

(3)用卡盘和顶尖装夹。当车削质量较大的工件时要一段用卡盘夹住,另一段用后顶尖支撑。这种方式比较安全,能承受较大的切削力,安装刚性好,轴向定位准确,应用较广泛。

(4)用心轴装夹。当装夹面为螺纹时再做与之配合的螺纹配套件进行装夹,叫心轴装夹。这种方式比较安全,能承受较大的切削力,安装刚性好,轴向定位准确。

(二)选择数控车刀

选择刀具寿命时可考虑如下几点:根据刀具复杂程度、制造和磨刀成本来选择。复杂和精度高的刀具寿命应选得比单刃刀具高些。对于机夹可转位刀具,由于换刀时间短,为了充分发挥其切削性能,提高生产效率,刀具寿命可选得低些,一般取15-30min。对于装刀、换刀和调刀比较复杂的多刀机床、组合机床与自动化加工刀具,刀具寿命应选得高些,尤应保证刀具可靠性。车间内某一工序的生产率限制了整个车间的生产率的提高时,该工序的刀具寿命要选得低些当某工序单位时间内所分担到的全厂开支较大时,刀具寿命也应选得低些。大件精加工时,为保证至少完成一次走刀,避免切削时中途换刀,刀具寿命应按零件精度和表面粗糙度来确定。与普通机床加工方法相比,数控加工对刀具提出了更高的要求,不仅需要冈牲好、精度高,而且要求尺寸稳定,耐用度高,断和排性能坛同时要求安装调整方便,这样来满足数控机床高效率的要求。数控机床上所选用的刀具常采用适应高速切削的刀具材料(如高速钢、超细粒度硬质合金)并使用可转位刀片。

数控车削车刀常用的一般分成型车刀、尖形车刀、圆弧形车刀以及三类。成型车刀也称样板车刀,其加工零件的轮廓形状完全由车刀刀刃的形伏和尺寸决定。数控车削加工中,常见的成型车刀有小半径圆弧车刀、非矩形车槽刀和螺纹刀等。在数控加工中,应尽量少用或不用成型车刀。尖形车刀是以直线形切削刃为特征的车刀。这类车刀的刀尖由直线形的主副切削刃构成,如90°内外圆车刀、左右端面车刀、切槽(切断)车刀及刀尖倒棱很小的各种外圆和内孔车刀。尖形车刀几何参数(主要是几何角度)的选择方法与普通车削时基本相同,但应结合数控加工的特点(如加工路线、加工干涉等)进行全面的考虑,并应兼顾刀尖本身的强度。

二是圆弧形车刀。圆弧形车刀是以一圆度或线轮廓度误差很小的圆弧形切削刃为特征的车刀。该车刀圆弧刃每一点都是圆弧形车刀的刀尖,应此,刀位点不在圆弧上,而在该圆弧的圆心上。圆弧形车刀可以用于车削内外表面,特别适合于车削各种光滑连接(凹形)的成型面。选择车刀圆弧半径时应考虑两点车刀切削刃的圆弧半径应小于或等于零件凹形轮廓上的最小曲率半径,以免发生加工干浅该半径不宜选择太小,否则不但制造困难,还会因刀尖强度太弱或刀体散热能力差而导致车刀损坏。

(三)确定切削用量

编程人员必须确定每道工序的切削用量,包括主轴转速、背吃刀量、进给速度等,并以数控系统规定的格式输入到程序中。切削用量对于不同的加工方法,需选用不同的切削用量。合理的选择切削用量,对零件的表面质量、精度、加工效率影响很大。这在实际中也很难把握,要有丰富的实践经验才能够确定合适的切削用量。在数控编程时只能凭借编程者的经验和刀具的切削用量推荐值初步确定,而最终的切削用量将根据零件数控程序的调试结果和实际加工情况来确定。

切削用量的选择原则是:粗加工时以提高生产率为主,同时兼顾经济性和加工成本的考虑;半精加工和精加工时,应同时兼顾切削效率和加工成本的前提下,保证零件的加工质量。值得注重的是,切削用量(主轴转速、切削深度及进给量)是一个有机的整体,只有三者相互适应,达到最合理的匹配值,才能获得最佳的切削用量。

确定切削用量时应根据加工性质、加工要求,工件材料及刀具的尺寸和材料性能等方面的具体要求,通过查阅切削手册并结合经验加以确定,确定切削用量时除了遵循一般的原则和方法外,还应考虑以下因素的影响:

(1)刀具差异的影响——不同的刀具厂家生产的刀具质量差异很大,所以切削用量需根据实际用刀具和现场经验加以修正。

(2)机床特性的影响——切削性能受数控机床的功率和机床的刚性限制,必须在机床说明书规定的范围内选择。避免因机床功率不够发生闷车现象,或刚性不足产生大的机床振动现象,影响零件的加工质量、精度和表面粗糙度。

(3)数控机床生产率的影响——数控机床的工时费用较高,相对而言,刀具的损耗成本所占的比重较低,应尽量采用高的切削用量,通过适当降低刀具寿命来提高数控机床的生产率。

四、刀具及切削用量

(一)选择数控刀具的选择

1.数控刀具材料的选择

机械加工中常用的刀具材料主要有高速钢、硬质合金、聚晶立方氮化硼、(CBN)、陶瓷等。由于重型切屑的特点(切屑深度大、余量不均、表面有硬化层),刀具在粗加工阶段的磨损形式主要是磨粒磨损,由于切屑温度高,尽管切屑速度处于积屑瘤发生区,但高温可以使切屑与前刀面的接触部位处于液态,减小摩擦力抑制了积屑瘤的生成,所以刀具的材料的选择应要求耐磨、抗冲击,刀具涂成后的硬度可达80HRC,具有高的抗氧化性能和抗粘结性能,因而有较高的耐磨性和抗月牙洼磨损呢能力。硬质合金涂层具有较低的摩察系数,可降低切屑时的切屑力及切屑速度,可以大大提高刀具的耐用度(涂层硬质合金刀片的耐用度至少可以提高1倍)等优点,但由于涂层的锋利性、韧性、抗削弱和抗韧性能均不及为涂层刀片,故不适应高硬质材料和重载切屑的粗加工。陶瓷类刀具硬度高,抗弯强度低,冲击韧性差,不适用于余量不均的重型切屑,CBN刀具同样也存在这个问题,综合以上分析,只有硬质合金刀具适合与重型切屑的粗加工。

2.数控刀具的结构选择

机夹重型车刀根据粗加工加工余量大、切屑余量大得特点,用于加工的刀具应该具有很好的刚性。一般来讲,整体刀具的刚性较好,但重型刀具的结构笨重,装卸比较困难,所以发展方向应该是机夹刀具。机夹刀具的刀片夹持结构及加工精度对于刀具的选择很重要,实际加工中发现,偏心销加紧和勾头压紧式不适合重型粗加工,这是因为粗加工时的系统振动较大,常使压紧机构松动,导致刀片损坏。而上压式结构常因阻碍了切屑的流出造成压块的损坏。对机夹刀具的制造精度要求也很高,因为即使微小的误差,也会使定位机构变成承力机构,由于重型切屑的加工过程中切屑力巨大,就会造成刀具的损坏。板式刀架比较适合重型切削,因为它极大地增加了刀片受力方向的刚度,可以在增加切削用量后,不会产生振动,有利于生产效率和加工质量的提高。

五、配合件零件加工

(一)配合件加工的工艺分析

1.技术要求

配合类零件是机械中精度要求较高的重要零件之一。配合类零件主要加工表面是内孔、外圆和端面。这些表面不仅有形状精度、尺寸精度和表面粗糙度的要求,而且彼此间还有较高的位置精度要求。车削套类工件必须高度重视如何保证这些技术要求。因此应选择合理的安装方法和车削工艺。

在单件小批量车削套类工件生产中,可以在一次安装中尽可能把工件全部或大部分表面加工完成。这种方法不存在因安装工件而产生的定位误差,如果车床精度较高,可获得较高的形位精度。但采用这种方法车削时,需要经常转换刀架,尺寸较难掌握,切削用量也需要经常改变。

2.定位基准的选择

零件的定位基准要能保证零件经多次装夹后其加工表面之间相互位置的正确性。定位基准最好是表面已有的面或孔。再确定所有加工表面的加工方法和加工方案;选择刀具和切削用量。然后拟订加工方案确定所有工步的加工顺序,把相邻工步划为一个工序,即进行工序划分;先面后孔的加工顺序,因为平面尺寸轮廓较大,用平面定位比较稳定,而且孔的深度尺寸又是以平面为基准的,故应先加工平面后加工孔。最后再将需要的其他工序如普通加工工序插入,并衔接于数控加工工序序列之中,就得到了要求零件的数控加工工艺路线。切削用量经过查表和计算求得,然后在填入工艺文件里面。最后,让我们在数控机床上加工出该零件达到要求。

3.配合类零件预备加工

(1)车削之前常需要根据情况安排预备加工,内容通常有:毛坯出厂时或在运输、保管过程中,或热处理时常会发生弯曲变形。过量弯曲变形会造成加工余量不足或装夹不可靠。因此在车削前需增加校正工序。

(2)切断—用棒料切得所需长度的坯料。切断可在弓形锯床、圆盘锯床和带锯上进行,也可以在普通车床上切断或在冲床上涌冲模冲切。

4.加工工序划分

在数控机床上加工零件,工序可以比较集中,一次装夹应尽可能完成全部工序。常用工序划分原则有:

(1)保证精度原则。数控加工要求工序应尽可能集中,通常粗、精加工在一次装夹下完成,为减少热变形和切削力变形对工件的形状、位置精度、尺寸精度和表面粗糙度的影响,应将粗盘类零件,将待加工面先粗加工,留少量余量再精加工,以保证表面质量要求。对轴上有孔、螺纹加工的工件,应先加工表面而后加工孔、螺纹。粗、精加工分开进行。此时可用不同的机床或不同的刀具进行加工,通常在一次安装中,不允许将零件的某一部分表面加工完毕后,再加工零件的其他表面。

(2)提高生产效率的原则。在数控加工中,为减少换刀次数,节省换刀时间,应在需用同一把刀加工的加工部位全部完成后,再换另一把刀来加工其他部位。同时应尽量减少空行程,当用同一把刀加工工件的多个部位时,应以最短的路线到达各加工部位。工序的划分有很多种常见的划分方法有:

5.配合件加工的技术要求

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,这样既节约材料减少机械加工的工作量,还可改善机械性能。

轴套类零件的几何形状精度主要是指轴颈、外锥面、莫氏锥孔等的圆度、圆柱度等,一般应将其公差限制在尺寸公差范围内。对精度要求较高的内外表面,应在图纸上标注其允许偏差。

轴套类零件的位置精度要求主要是由轴在机械中的位置和功用决定的。通常应保证装配传动件的轴颈对支承轴颈的同轴度要求,否则会影响传动件(轮等)的传动精度,并产生噪声。普通精度的轴,其配合轴段对支承轴颈的径向跳动一般为0.01~0.03,高精度轴(如主轴)通常为0.~0.。

6.表面粗糙度

零件的加工表面都有粗糙度的要求,一般根据加工的可能性和经济性来确定。该配合件的最大为Φ58的外圆、外轮廓及孔的内表面的粗糙度均为1.6

在加工该配合件零件时,需采用粗车与精车结合的方法,在粗加工零件表面轮廓时,必须保证0.5的精加工余量,必要时需使用补,对工件加工时刀具进给,使误差得到控制,有效地减小误差,才能确定该零件在加工方面的精度。

(二)典型配合类零件加工工艺

1.确定加工顺序及进给路线

(1)基面先行原则

用作精基准的表面,应优先加工。因为定位基准的表面越精确,装夹误差就越小,所以任何零件的加工过程,总是先对定位基准面进行粗加工和半精加工,必要时还要进行精加工。

(2)先粗后精原则

各个表面的加工顺序一般是按照粗加工——半精加工——精加工——光整加工的顺序进行,这样才能逐步提高加工表面的精度和减少表面粗糙度。

(3)先主后次原则

零件上的工作面及装配精度要求较高的表面,属于主要表面,应先加工。自由表面、键槽、紧固用的螺孔和光孔等表面,精度要求较低,属于次要表面,可穿插进行,一般安排在主要表面达到一定精度后,最终精加工之前加工。

(4)先面后孔原则

对于箱体类、支架类、机体类的零件,一般先加工平面,后加工孔。这样安排加工顺序,一方面是用加工过的平面定位,稳定可靠;另一方面是在加工过的平面上加工孔,比较容易,并能提高孔的加工精度。

2.选择刀具

(1)车端面:选用硬质合金35°车刀,粗、精车一把刀完成。

(2)粗、精车外圆:(因为程序选用G71循环,所以粗、精选用同一把刀)硬质合金90°外圆车刀,Kr=90°,Kr’=35°;(因为有圆弧轮廓)以防于零件轮廓发生干涉,如果有必要就用图形来检验。

(3)钻孔:选用Ф20、Ф27的高速钢麻花钻头。

(4)镗孔:选用90°镗刀。

(5)内槽刀:硬质合金内槽刀。

(6)内螺纹刀:选用60°硬质合金内螺纹刀。

(7)槽刀:选用硬质合金车槽刀。

外螺纹刀:选用60°硬质合金外螺纹车刀。3.选择切削用量

表1切削用量选择

表2件1刀具卡片

表3件2刀具卡

表4件3刀具卡

用以上数据编制工艺卡如下:

表4件1数控加工工艺卡

表5件2数控加工工艺卡

表6件3数控加工工艺卡

(三)走刀路线图分析

外轮廓走刀图

件1-左端走刀图

件1-右端走刀图

件2-走刀图

件3-走刀图

走刀路线分析:

走刀路线图主要反映零件加工时的进给量和切削用量的合理搭配,从图中可以看出,该工件主要由圆弧、倒角、直线、锥面、台阶、内孔、螺纹组成。走刀路线是指数加工过程中刀具(刀位点)相对于被加工工件的运动轨迹。设计好走刀路线是编制合理加工程序的条件之一。

表6件1加工工序卡

表7件2加工工序卡

表8件3加工工序卡

表9装配图

六、程序编制

七、测量误差与原因分析

测量过程中,误差主要分为三大类:

1.随机误差

在相同条件下,测量同一量时误差的大小和方向都是变化的,而且没有变化的规侓,这种误差就是随机误差。

2.系统误差

在相同条件下,重复测量同一量时误差的大小和方向保持不变,或者测量时条件改变,误差按照一定的规侓变化,这种误差为系统误差。

3.操作误差

操作人员的不良习惯或不规范操作而产生的误差,这种误差为操作误差

产生误差原因

量具或量仪各部分的间隙和变形,测量力的变化,目测或者估计的判断误差。量具或量仪的刻度不准确,校正量具或量仪的校正工具有误差,精密测量时环境的温度没有在20℃测量时操作精力不集中,粗心大意解决测量误差的方法

从误差根源予以消除(减小温度波动、控制测量力等),还可以按照正态分布概率估算随机误差的大小。测量前必须对量具进行检定,应当对照规程进行修正消除误差。加强测量工作者的责任心保证测量条件稳定。

总结:随着大学毕业日子的到来,毕业设计也即将结束。在这过程中遇到了许许多多的困难,在老师的指导下、同学们的帮助下、自己的努力下,困难-离我而去,在这做毕业设计的期间我学会很多知识和技能,可以说是硕果累累啊。

做为机制专业的学生,在此期间系统学习数控及编程知识,所以对于这次毕业设计就有一定的帮助。通过这次做毕业设计使我更深入了解数控知识。

此次设计既是对自己的一次锻炼,也是一次挑战。再设计过程中,每一步对我们来说都是新的尝试和挑战,在做这次毕业设计过程中使我学到很多,我感到无论做事都要认真、用心去做,才会使自己更快的成长。我相信,通过这次的实践,我对数控的加工能进一步了解,并能使我在以后的加工过程中避免很多不必要的错误,有能力加工出更复杂的零件,精度更高的产品。在没有做毕业设计以前觉得毕业设计只是对这几年来所学知识的单纯总结,但是通过这次毕业设计发现自己的看法有点太片面。毕业设计不仅是对前面所学知识的一种检验,而且也是对自己能力的一种提高。通过这次毕业设计使我明白了自己原来知识还比较欠缺。自己要学习的东西太多,以前老是觉得自己什么东西都会,什么东西都懂,有点眼高手低。通过这次毕业设计,我才明白学习是一个长期积累的过程,在以后的工作、生活中都应该不断的学习,努力提高自己知识和综合素质。因此,在以后遇到复杂还是简单的事只要思路清晰,然后耐心去解决,总能完成。

总之,毕业设计不是件简简单单的完成一个课题,在这次毕业设计中也使我们的同学关系更进一步了,同学之间互相帮助,有什么不懂的大家在一起商量,听听不同的看法对我们更好的理解知识,所以在这里非常感谢帮助我的同学。我的心得也就这么多了,不管学会的还是学不会的的确觉得困难比较多,真是万事开头难,不知道如何入手。最后终于做完了有种如释重负的感觉。此外,还得出一个结论:知识必须通过应用才能实现其价值!有些东西以为学会了,但真正到用的时候才发现是两回事,以我认为只有到真正会用的时候才是真的学会了。因此,无论从事任何工作,都应有严谨认真的工作精神,并且要不断去学习,有了丰富的知识储备量,对自己也是一种极大的帮助。只要相信自己就一定会把任何事做好。

八、结束语

本设计论文中采用含螺纹零件进行编程设计,在螺纹车削编程中要注意,从螺纹粗车到精车,主轴的转速必须保持不变,给一个特殊轴类零件结构,有螺纹、倒角、圆弧、孔、槽等。数控加工的基本编程方法时用点定位指令编写接近或离开工件等空行程轨迹,要用插补指令编写工件轮廓的切削进给轨迹。

通过数控实训过程可归纳为以下几步:零件图分析→拟定工艺方案→编程并输入→对刀→校验→加工零件。

毕业设计不仅仅是对在校所学的基础知识的回顾,也是将理论与实践相结合的一次尝试。这让我对之前的理论知识有了更深一层次的了解,为之后的工作生活中增添了一笔宝贵的财富。

这次毕业设计是对自己未来将在工作中添加一次适应性的训练,从中锻炼自己分析问题,解决问题的能力,为以后在工作当中打好结实的基础。

致谢

大学三年学习时光已经接近尾声,在此我想对我的母校,我的父母、亲人们,我的老师和同学们表达我由衷的谢意。感谢我的家人对我大学三年学习的默默支持;感谢学校给了我在大学三年造的机会,让我能继续学习和提高;感谢机电工程系的老师和同学们三年来的关心和鼓励。老师们课堂上的激情洋溢,课堂下的谆谆教诲;同学们在学习中的认真热情,生活上的热心主动,所有这些都让我的三年充满了感动。这次毕业设计我得到了很多老师和同学的帮助,其中我的毕业设计指导老师对我的关心和支持尤为重要。每次遇到难题,我最先做的就是向老师寻求帮助,而每次不管忙或闲,总会抽空来找我面谈,然后一起商量解决的办法。老师平日里工作繁多,但我做毕业设计的每个阶段,从选题到查阅资料,论文提纲的确定,中期论文的修改,后期论文格式调整等各个环节中都给予了我悉心的指导。这几个月以来老师不仅在学业上给我以精心指导,同时还在思想给我以无微不至的关怀,在此谨向老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。同时,感谢在整个毕业设计期间和我密切合作的同学,和曾经在各个方面给予过我帮助的伙伴们,在此,我再一次真诚地向帮助过我的老师和同学表示感谢!

参考文献

[1]张丽华.马立克.数控编程与加工技术.大连理工大学出版社

[2]吴京霞.典型零件数控加工.北京:航空航天大学出版社.

[3]韩加好.数控编程与操作技术.北京:冶金工业出版社,6

[4]张丽华.马立克.数控加工自动编程.大连:机械工业出版社,8

[5]刘占术.窦凯.数控机床及其维护.北京:人民邮电出版社,2

成品展示

件一

件二

件三

装配图




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