軸類零件配合畢業(yè)設(shè)計_說明

1、. . . . 畢業(yè)設(shè)計 課題名稱 軸類零件配合 目錄一、 緒論 3二、 二維圖 7三、 三維圖 9四、 零件的工藝分析 11五、 刀具與設(shè)備選擇 12六、 切削用量確定 13七、 工藝卡片 15八、 程序 16九、 加工難點(diǎn)、技術(shù)要點(diǎn)分析 21十、 設(shè)計小結(jié) 22十一、參考文獻(xiàn) 24 一、緒論數(shù)控技術(shù)，簡稱數(shù)控（Numerical Control ）即采用數(shù)字控制的方法對某一工作過程實(shí)現(xiàn)自動控制的技術(shù)。它所控制的通常是位置、角度、速度等機(jī)械量和與機(jī)械能量流向有關(guān)的開關(guān)量。數(shù)控的產(chǎn)生依賴于數(shù)據(jù)載體和二進(jìn)制形式數(shù)據(jù)運(yùn)算的出現(xiàn)。1948年，美國帕森斯公司接受美國空軍委托，研制直升飛機(jī)螺旋槳葉片輪廓

2、檢驗(yàn)用樣板的加工設(shè)備。由于樣板形狀復(fù)雜多樣，精度要求高，一般加工設(shè)備難以適應(yīng)，于是提出采用數(shù)字脈沖控制機(jī)床的設(shè)想。1949年，該公司與美國麻省理工學(xué)院(MIT)開始共同研究，并于1952年試制成功第一臺三坐標(biāo)數(shù)控銑床，當(dāng)時的數(shù)控裝置采用電子管元件。1959年，數(shù)控裝置采用了晶體管元件和印刷電路板，出現(xiàn)帶自動換刀裝置的數(shù)控機(jī)床，稱為加工中心，使數(shù)控裝置進(jìn)入了第二代。1965年，出現(xiàn)了第三代的集成電路數(shù)控裝置，不僅體積小，功率消耗少，且可靠性提高，價格進(jìn)一步下降，促進(jìn)了數(shù)控機(jī)床品種和產(chǎn)量的發(fā)展。60年代末，先后出現(xiàn)了由一臺計算機(jī)直接控制多臺機(jī)床的直接數(shù)控系統(tǒng)(簡稱 DNC)，又稱群控系統(tǒng)；采用小型

3、計算機(jī)控制的計算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)(簡稱 CNC)，使數(shù)控裝置進(jìn)入了以小型計算機(jī)化為特征的第四代。 1974年，研制成功使用微處理器和半導(dǎo)體存貯器的微型計算機(jī)數(shù)控裝置(簡稱 MNC)，這是第五代數(shù)控系統(tǒng)。20世紀(jì)80年代初，隨著計算機(jī)軟、硬件技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了能進(jìn)行人機(jī)對話式自動編制程序的數(shù)控裝置；數(shù)控裝置愈趨小型化，可以直接安裝在機(jī)床上；數(shù)控機(jī)床的自動化程度進(jìn)一步提高，具有自動監(jiān)控刀具破損和自動檢測工件等功能。20世紀(jì)90年代后期，出現(xiàn)了PC+CNC智能數(shù)控系統(tǒng)，即以PC機(jī)為控制系統(tǒng)的硬件部分，在PC機(jī)上安裝NC軟件系統(tǒng)，此種方式系統(tǒng)維護(hù)方便，易于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化制造?，F(xiàn)在，數(shù)控技術(shù)也叫計算機(jī)數(shù)控技術(shù)（C

4、omputerized Numerical Control 簡稱：CNC），目前它是采用計算機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)字程序控制的技術(shù)。這種技術(shù)用計算機(jī)按事先存貯的控制程序來執(zhí)行對設(shè)備的控制功能。由于采用計算機(jī)替代原先用硬件邏輯電路組成的數(shù)控裝置，使輸入數(shù)據(jù)的存貯、處理、運(yùn)算、邏輯判斷等各種控制機(jī)能的實(shí)現(xiàn)，均可以通過計算機(jī)軟件來完成。數(shù)控技術(shù)是制造業(yè)信息化的重要組成部分。控技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，而且隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，他對國計民生的一些重要行業(yè)（IT、汽車、輕工、醫(yī)療等）的發(fā)展起著越來越重要的作用，因?yàn)檫@些行業(yè)所需裝備的數(shù)字化已是現(xiàn)代發(fā)展的大

5、趨勢。從目前世界上數(shù)控技術(shù)與其裝備發(fā)展的趨勢來看，其主要研究熱點(diǎn)有以下幾個方面： 1、高速、高精加工技術(shù)與裝備的新趨勢 效率、質(zhì)量是先進(jìn)制造技術(shù)的主體。高速、高精加工技術(shù)可極提高效率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，縮短生產(chǎn)周期和提高市場競爭能力。為此日本先端技術(shù)研究會將其列為5大現(xiàn)代制造技術(shù)之一，國際生產(chǎn)工程學(xué)會（CIRP）將其確定為21世紀(jì)的中心研究方向之一。 在轎車工業(yè)領(lǐng)域，年產(chǎn)30萬輛的生產(chǎn)節(jié)拍是40秒/輛，而且多品種加工是轎車裝備必須解決的重點(diǎn)問題之一；在航空和宇航工業(yè)領(lǐng)域，其加工的零部件多為薄壁和薄筋，剛度很差，材料為鋁或鋁合金，只有在高切削速度和切削力很小的情況下，才能對這些筋、壁進(jìn)行加工

6、。近來采用大型整體鋁合金坯料“掏空”的方法來制造機(jī)翼、機(jī)身等大型零件來替代多個零件通過眾多的鉚釘、螺釘和其他聯(lián)結(jié)方式拼裝，使構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和可靠性得到提高。這些都對加工裝備提出了高速、高精和高柔性的要求。 從EMO2001展會情況來看，高速加工中心進(jìn)給速度可達(dá)80m/min，甚至更高，空運(yùn)行速度可達(dá)100m/min左右。目前世界上許多汽車廠，包括我國的通用汽車公司，已經(jīng)采用以高速加工中心組成的生產(chǎn)線部分替代組合機(jī)床。美國CINCINNATI公司的HyperMach機(jī)床進(jìn)給速度最大達(dá)60m/min，快速100m/min，加速度達(dá)2g，主軸轉(zhuǎn)速已達(dá)60000r/min。加工一薄壁飛機(jī)零件，只用3

7、0min，而同樣的零件在一般高速銑床加工需3h，在普通銑床加工需8h；德國DMG公司的雙主軸車床的主軸速度與加速度分別達(dá)12*1000r/mm和1g。 在加工精度方面，近10年來，普通級數(shù)控機(jī)床的加工精度已由10m提高到5m，精密級加工中心則從35m，提高到11.5m，并且超精密加工精度已開始進(jìn)入納米級(0.01m)。 在可靠性方面，國外數(shù)控裝置的MTBF值已達(dá)6 000h以上，伺服系統(tǒng)的MTBF值達(dá)到30000h以上，表現(xiàn)出非常高的可靠性。為了實(shí)現(xiàn)高速、高精加工，與之配套的功能部件如電主軸、直線電機(jī)得到了快速的發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步擴(kuò)大。 2、五軸聯(lián)動加工和復(fù)合加工機(jī)床快速發(fā)展 采用5軸聯(lián)動對

8、三維曲面零件的加工，可用刀具最佳幾何形狀進(jìn)行切削，不僅光潔度高，而且效率也大幅度提高。一般認(rèn)為，1臺5軸聯(lián)動機(jī)床的效率可以等于2臺3軸聯(lián)動機(jī)床，特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進(jìn)行高速銑削淬硬鋼零件時，5軸聯(lián)動加工可比3軸聯(lián)動加工發(fā)揮更高的效益。但過去因5軸聯(lián)動數(shù)控系統(tǒng)、主機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜等原因，其價格要比3軸聯(lián)動數(shù)控機(jī)床高出數(shù)倍，加之編程技術(shù)難度較大，制約了5軸聯(lián)動機(jī)床的發(fā)展。 當(dāng)前由于電主軸的出現(xiàn)，使得實(shí)現(xiàn)5軸聯(lián)動加工的復(fù)合主軸頭結(jié)構(gòu)大為簡化，其制造難度和成本大幅度降低，數(shù)控系統(tǒng)的價格差距縮小。因此促進(jìn)了復(fù)合主軸頭類型5軸聯(lián)動機(jī)床和復(fù)合加工機(jī)床（含5面加工機(jī)床）的發(fā)展。在EMO2001展會上，

9、新日本工機(jī)的5面加工機(jī)床采用復(fù)合主軸頭，可實(shí)現(xiàn)4個垂直平面的加工和任意角度的加工，使得5面加工和5軸加工可在同一臺機(jī)床上實(shí)現(xiàn)，還可實(shí)現(xiàn)傾斜面和倒錐孔的加工。德國DMG公司展出DMUVoution系列加工中心，可在一次裝夾下5面加工和5軸聯(lián)動加工，可由CNC系統(tǒng)控制或CAD/CAM直接或間接控制。 數(shù)控加工中心本專業(yè)是為培養(yǎng)學(xué)生從事數(shù)控加工、機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計與制造、生產(chǎn)技術(shù)管理等方面的高等工程技術(shù)應(yīng)用型人才，是具有實(shí)用技能特點(diǎn)的特色專業(yè)。要求學(xué)生能在生產(chǎn)現(xiàn)場從事產(chǎn)品制造、開發(fā)工作，或在技術(shù)部門從事工藝、管理工作。主要培養(yǎng)學(xué)生數(shù)控編程、加工與數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控加工中心與其它數(shù)控設(shè)備的操作維修、維

10、護(hù)方面的理論知識和專業(yè)知識。 二、二維圖件一 三、三維圖四、零件的工藝分析 零件的材料為45號鋼， 強(qiáng)度較高，塑性和韌性尚好，用于制作承受負(fù)荷較大的小截面調(diào)質(zhì)件和應(yīng)力較小的大型正火零件。根據(jù)圖紙要求分析如下： 1、主要加工面：（1） 倆件全是通孔，20mm麻花鉆孔。（2） 通孔的錐度，螺紋。（3） 外輪廓 66mm外圓。（4） 外輪廓，橢圓 2、注意基準(zhǔn)面：（1）以61mm外圓為基準(zhǔn)的加工表面 包括 外橢圓 與件一上的臺階 外螺紋等。（2） 以22孔為基準(zhǔn)的加工表面 包括41mm孔，36mm孔，22mm孔，與30mm螺紋。 工藝路線： 工序1粗精鏜出41mm孔 錐度 36mm 22mm 23m

11、m孔工序2車螺紋工序3粗精 車件一左端外輪廓工序4車退刀槽工序5加工 M30X2的外螺紋工序6車件一右端外圓工序7車件一右端橢圓工序8車配合后 組合件的橢圓 五、刀具與設(shè)備選擇 設(shè)備： 數(shù)控車床刀具：切外圓90度外圓刀切橢圓 切橢圓30度外圓刀 30度外圓刀切退刀槽 切槽切槽刀（刀寬5mm） 切槽刀鏜孔 鏜孔鏜孔刀 鏜孔刀車外螺紋 打定位孔60度外螺紋刀 中心鉆打定位孔 外螺紋中心鉆 60度外螺紋刀擴(kuò)孔 螺紋麻花鉆 60度螺紋刀車螺紋 擴(kuò)孔60度螺紋刀 麻花鉆刀具材料：在車削的過程中，車刀的切削部分是在較大的切削抗力，較高的切削溫度和劇烈的摩擦條件下進(jìn)行工作的。車刀的切削部分是否具備優(yōu)良的切削

12、性能，直接影響了車刀的壽命長短和切削效率的高低，也影響加工質(zhì)量的好壞，因此車刀的切削部分材料應(yīng)該滿足以下的要求： 1、應(yīng)該具有高硬度，刀具材料的硬度高于工件的硬度1.31.5倍 2、應(yīng)該具有的耐磨性 3、應(yīng)該具有耐熱性 4、應(yīng)該具有足夠的強(qiáng)度和韌性 5、應(yīng)該具有良好的工藝性 六、切削用量確定1、切削用量的選用原則 粗車時，應(yīng)盡量保證較高的金屬切除率和必要的刀具耐用度。選擇切削用量時應(yīng)首先選取盡可能大的背吃刀量，其次根據(jù)機(jī)床動力和剛性的限制條件，選取盡可能大的進(jìn)給量，最后根據(jù)刀具耐用度要求，確定合適的切削速度。增大背吃刀量可使走刀次數(shù)減少，增大進(jìn)給量有利于斷屑。 精車時，對加工精度和表面粗糙度要

13、求較高，加工余量不大且較均勻。選擇精車的切削用量時，應(yīng)著重考慮如何保證加工質(zhì)量，并在此基礎(chǔ)土盡量提高生產(chǎn)率。因此，精車時應(yīng)選用較小（但不能太?。┑谋吵缘读亢瓦M(jìn)給量，并選用性能高的刀具材料和合理的幾何參數(shù)，以盡可能提高切削速度。2、切削用量的選取方法 （1）背吃刀量的選擇 粗加工時，除留下精加工余量外，一次走刀盡可能切除全部余量。也可分多次走刀。精加工的加工余量一般較小，可一次切除。在中等功率機(jī)床上，粗加工的背吃刀量可達(dá)810mm；半精加工的背吃刀量取0.55mm；精加工的背吃刀量取0.21.5mm。 （2）進(jìn)給速度（進(jìn)給量）的確定 粗加工時，由于對工件的表面質(zhì)量沒有太高的要求，這時主要根據(jù)機(jī)床

14、進(jìn)給機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度和剛性、刀桿的強(qiáng)度和剛性、刀具材料、刀桿和工件尺寸以與已選定的背吃刀量等因素來選取進(jìn)給速度。精加工時，則按表面粗糙度要求、刀具與工件材料等因素來選取進(jìn)給速度。 進(jìn)給速度f可以按公式f =f×n計算，式中f表示每轉(zhuǎn)進(jìn)給量，粗車時一般取0.30.8mmr；精車時常取0.10.3mm/r；切斷時常取0.050.2mm/r。 （3）切削速度的確定 切削速度vc可根據(jù)己經(jīng)選定的背吃刀量、進(jìn)給量與刀具耐用度進(jìn)行選取。實(shí)際加工過程中，也可根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和查表的方法來選取。 粗加工或工件材料的加工性能較差時，宜選用較低的切削速度。精加工或刀具材料、工件材料的切削性能較好時，宜選用較高

15、的切削速度。工件材料切深mm進(jìn)給量mm/ r切削液切削速度m/ min軟鋼.碳素鋼.合金鋼HB<180精加工10.3干式200（100250）粗.半精加工160.4（0.20.6）干式250（200300）重切490.6（0.50.8）干式200（150250）HB180280精加工10.3干式150（100200）粗.半精加工160.4（0.20.6）干式200（150250）重切490.6（0.50.8）干式150（100200）HB280350精加工10.3水溶液100（50150）粗.半精加工140.3（0.20.4）水溶液80（40120）奧氏體不銹鋼HB<200精加工1

16、0.2干式100（80120）粗.半精加工140.3（0.20.4）干式80（40120）高錳鋼HB<200140.2（0.10.4）干式80（60100）鈦合金HB<350150.2（0.10.3）水溶液40（20灰鑄鐵350N/mm2160.4（0.20.6）水溶液250（150300）高強(qiáng)鑄鐵450N/mm2160.4（0.20.6）水溶液200（150250）可鍛鑄鐵160.4（0.20.6）水溶液150（100200） 七、工藝卡片 八、程序O0001；件一右端孔 T0101；鏜孔刀M03 S600 F0.3；G0 X100 Z100；X20 Z5；G71 U1 R0.5

17、；G71 P70 Q130 U-0.2 W0；G01 X25；N70Z0；X23 Z-1；Z-15；X22；Z-36；X20；N130G0 Z100；X100；M30；O0002；件一右端外輪廓 T0202；90度外圓刀M03 S800 F0.3；G0 X100 Z100；X66 Z5；G71 U2 R0.5；G71 P70 Q140 U0.2 W0；GO1 X28；N70Z0；X30 Z-1；Z-20；X39；X41 Z-21；Z-27；X66；N140 G0 X100 Z100；M30；O0003；件一左端孔 T0101；鏜孔刀M03 S600 F0.3；G0 X100 Z100；X21

18、Z5；G71 U1 R0.5；G71 P70 Q130 U-0.2 W0；GO1 X43；N70Z0；X41 Z-1；Z-10；X36 Z-20；Z-30；X21；N130GO1 Z100；X100；M30；O0004；件一左端外橢圓T0303；30度外圓刀M03 S800 F0.3；G0 X100 Z100；X66 Z5；G73 U10 R5；G73 P70 Q160 U0.2 W0；G01 X47；N70Z0；1=0；2=6* SQRT1-1*1/144；N100G01 X-2*2+59 Z1；1=1-1；IF 1GE-12 GOTO 100；GO1 X61；Z-40；X66；N160G0

19、 X100 Z100；M30；O0005；件二孔 T0101；鏜孔刀M03 S600 F0.3；GO X100 Z100；X20 Z5；G71 U1 R0.5；G71 P70 Q140 U-0.2；G01 X43；N70Z0；X41 Z-1；Z-7；X30；X27.4 Z-8；Z-27；X20；N140G0 Z100；X100；M30；O0006；件二螺紋T0404；60度螺紋M03 S500 F0.3；GO X100 Z100；X25 Z5；G92 X27.3 Z-28 F2；X27.9；X28.5；X28.9；X29.2；X29.4；X29.4；G0 X100 Z100；M30；O0007

20、；件一外螺紋T0101；60度外螺紋刀MO3 S500 F0.3；GO X100 Z100；X35 Z5；G92 X29.1 Z-16 F2；X28.5；X27.9；X27.5；X27.4；G0 X100 Z100 ；M30； O0008；組合件橢圓T0202；30度外圓刀M03 S800 F0.3；G0 X100 Z100；X65 Z5；G73 U7 R7；G73 P70 Q160 U0.2；GO1X59；N70Z0；X61 Z-1；Z-15；#1=12；#2=6*SQRT1-#1*#1/144；N120G01 X-2*#2+59 Z#1-27；#1=#1-1；IF#1GE-12 GOTO1

21、20；G01 X65；N160G0 X100 Z100；M30； 九、加工難點(diǎn)、技術(shù)要點(diǎn)分析 這個零件的技術(shù)要點(diǎn) ，在于它是配合件和非圓曲線的加工。也就是件一、件二螺紋配合與倆零件上的橢圓。 螺紋配主要是考驗(yàn)單一螺紋的好壞，包括螺紋的牙深，牙型，以與導(dǎo)程。說的簡單點(diǎn)就是要螺紋通止規(guī)，中經(jīng)千分尺，頂徑，這三項(xiàng)檢測合格。還有在螺紋配合時，不僅要保證螺紋尺寸的準(zhǔn)確，還要注意螺紋附近孔、外圓的尺寸與配合。防止螺紋配合的較好而外圓沒配合好，從而配合不進(jìn)去。 下一個難點(diǎn)就是橢圓的切削，一般情況下我們切的橢圓都是用宏程序，尺寸精度比較難控制，而且橢圓部分不太好測量。如果只是單一的外橢圓還好，如果是橢圓配合，

22、難度就加大了。這次選擇的圖紙中并沒用橢圓的配合，但它是倆個工件上都有橢圓，如果分開切削，花費(fèi)的時間就會很長。這個配合件還有的較方便的地方是件一、件二的橢圓是一個整體，所以就可以選擇倆件配合起來以后一起切削，這樣不但花費(fèi)的時間縮短，還可以使倆件的橢圓比較統(tǒng)一和完整。 十、設(shè)計小結(jié)轉(zhuǎn)眼間，在學(xué)院里學(xué)習(xí)的時間已經(jīng)過半了，雖然不長，但是對我來說卻異常珍貴。在這里我從一個懵懂的少年成長成為一個合格的技校學(xué)生。自主獨(dú)立，團(tuán)結(jié)友愛，明禮守紀(jì)等等?；仡欉^去可以撥開時間的迷霧，清晰的回首所走過的路，從而為以后的人生旅程累計經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，讓我們的人生之路走得更為順利。在技校的三年，在成長的過程中，需要的不僅是知識的積累，還需要正確的思想基礎(chǔ)和正確的人生觀、價值觀。知識可以不斷獲得，而人生觀一旦形成，對一個人的一生都有難以估量的影響。我自認(rèn)為無愧于高職三年，我曾為身為技校生而懊喪過。但很快，我選擇了坦然面對。因?yàn)槲疑钚牛墙鹱釉谌?/p>