常用机械零件的设计及应用.docx
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1、中国石油大学(北京)现代远程教育毕 业 设 计(论文)常用机械零件的设计及应用姓 名:尤长栓学 号:952107性 别:男专 业:机械设计制造及其自动化年 级:1803学习中心:奥鹏北京崇文学习中心指导教师:张金亚2020年3月20日iii中国石油大学(北京)现代远程教育毕业设计(论文)某型腔体零件的数控加工设计摘 要CNC车床是一种机床,它使用数字控制技术自动控制机床的加工过程。数控机床通常由输入/输出设备,数控设备,伺服单元,驱动设备,电气控制设备,辅助设备和机床反馈设备组成。凭借出色的灵活自动化性能,出色的稳定性,灵活性和多功能性,它引起了全球关注。机械机电产品开发的先驱已成为先进制造技
2、术的核心技术。本文首先介绍了该主题的研究目的和意义,国内外的研究现状以及杨纳久的内容。接下来,我们分析了数控加工技术,包括数控加工与通用机床加工路径设计之间的差异,并分析了数控加工路径设计中需要注意的问题,进一步分析了典型轴类零件的加工工艺,包括典型轴类零件的分析、工艺过程、加工工序的划分、编制工艺过程卡、编制加工工序卡,最后编写了加工程序及加工路线图。关键词:阶梯轴;数控加工;工艺设计;编程目 录摘 要i第一章 绪论11.1研究目的及意义11.2国内外研究现状11.3研究内容2第二章 刀具及切削用量选择32.1数控刀具选择32.2换刀点设置42.3切削用量选择5第三章 典型轴类零件的加工工艺
3、83.1典型轴类零件的分析83.1.1技术要求83.1.2加工精度分析93.1.3数控加工工艺内容的选择93.2 工艺过程93.3 加工工序的划分103.4 编制工艺过程卡113.4.1 工件的装夹方式113.4.2 切削用量的确定123.4.3 主轴转速的确定123.5 编制加工工序卡13第四章 编写加工程序及加工路线图184.1 刀具加工进给路线的确定184.2 绘制刀具加工路线图19结 论20参考文献21致 谢22附录23第一章 绪论1.1研究目的及意义机床是人类进行生产工作的重要工具,是社会生产力发展水平的重要标志,普通机床已有近200年的历史。随着电子技术,计算机技术及其自动化,精密
4、机械和测量技术的发展和广泛应用,产生了一种新型的机电式数控机床。在使用数控机床时,过去无法解决的许多问题都找到了科学的解决方案,这些解决方案显示出它们的独特优势和强大的生命力。过程分析是CNC加工编程的初步过程准备。 无论是手动编程还是自动编程,都必须在编程之前对加工零件进行过程分析。 如果未正确考虑过程分析,过程设计不充分,重复编程过程,工作量增加一倍并且在某些情况下减少了工作量,则导致不必要的损失。数控加工误差。因此,全面而合理的过程分析是NC编程的重要基础和保证。从零件设计图到合格产品的交付,必须考虑诸如NC程序准备,工艺路线的放置,机器和切削工具的选择,零件的定位和夹紧等因素的影响。
5、施工计划和技术要求要求对NC加工过程进行详细分析,以识别零件加工中重要且具有挑战性的技术方面。1.2国内外研究现状轴零件是用于加工的典型零件之一。 它的工作是通过支撑齿轮,皮带轮和连杆传递扭矩。根据它的材质与外形轮廓,可以把它分为阶梯轴、曲轴、空心轴、光轴、偏心轴、和各种各样的丝杠等等。轴类零件是一种旋转式零件,它的长度大于直径,通常,它由同心的圆形外表面,圆锥形表面,内孔和螺钉以及相应的端面组成。轴向长宽比小于5的花称为短轴,而长度大于20的花称为拉长轴,但大多数轴在两者之间。在我的工作中加工的零件-典型的轴零件(阶梯轴)。轴类零件加工工艺规程注意点轴零件的加工质量直接影响工件的质量,生产率
6、的质量和经济效益的质量。准备处理程序时,必须注意以下几点。(1)粗基准的选择:工件具有羊毛表面,必须选择羊毛表面的粗糙表面作为粗糙基底,并且必须选择光滑表面。如果选择具有良好稳定性的稳定表面,则不能重复使用粗糙表面。(2)精基准选择:必须根据参考点原理进行选择,并使用设计或装配日期作为定位日期。必须假设将遵守基准一致性原则。 将相同的基准放在多个过程中。轴类零件加工的技术要求轴的加工表面需要粗糙度要求,并且通常根据加工选项和经济性来确定。外部加工的方法很多,基本加工路径可以合并为两种。粗车半精车精车;粗车半精车粗磨精磨1.3研究内容本文首先介绍了课题的研究目的及意义、国内外研究现状及杨娜九内容
7、,然后分析了数控的加工工艺,包括1数控加工与通用机床加工工艺路线设计的区别、数控加工工艺路线设计中应注意的问题,进一步分析了典型轴类零件的加工工艺,包括典型轴类零件的分析、工艺过程、加工工序的划分、编制工艺过程卡、编制加工工序卡,最后编写了加工程序及加工路线图。第二章 刀具及切削用量选择2.1数控刀具选择刀具的选择是设计CNC加工技术的关键因素之一。 刀具选择的有效性不仅影响机床的加工效率,而且直接影响加工质量。(1)钻孔的刀具有许多钻孔工具,包括传统的麻花钻,可转位平孔钻和露天钻。 必须根据工件材料,加工尺寸和加工质量的要求适当选择。 麻花钻主要用于在CNC车床上钻孔。 麻花钻可用于高速钢和
8、硬质合金钢。 在此处选择5mm中心钻和25mm麻花钻。(2)粗车外圆刀 45硬质合金外圆车刀(3)切刀 宽3mm(4)镗刀 有许多类型的钻孔工具。 根据切削刃的数量,它们可以分为divided钻工具和双刃钻孔工具。 由于单刃钻具的刚度低并且在切割时容易振动,因此选择钻具的主偏角以减小径向力。 对于带有粗孔的钢孔,Kr =6075可提高工具的耐用性。 单刃钻刀结构简单,适用范围广,适用于粗加工和精密加工。 因此,使用具有55金刚石刀片和R0.2 mm弯曲刀片的单刃钻具对内孔表面进行粗糙化处理并进行精细钻孔。(6)外螺纹车刀 60硬质合金螺纹刀,刀尖圆弧0.1mm表2.1是这次加工工件所需要用的到
9、刀具的具体参数.表2.1 刀具卡片序号刀具号刀具名称材料直径(mm)数量刀具半径(mm)1T1外圆车刀90硬质合金10.42T2切刀硬质合金313T3螺纹车刀60硬质合金10.24T4镗刀55硬质合金10.45T55mm中心钻硬质合金10.26T625mm锥柄麻花钻硬质合金25mm12.2换刀点设置工具将移动到指定位置的位置?因此,在程序执行开始时,必须确定刀具在工件坐标系中开始移动的位置。该位置称为程序起点或起点,因为它是执行程序时刀具相对于工件的起点。该起始点通常由刀具设定点确定,这就是为什么将此点也称为刀具设定点的原因。编程期间必须正确选择工具设定点的位置。刀具设定值的原理是简单的数值处
10、理和简化的编程。在处理过程中易于查找和检查。几乎没有任何处理错误。可以在加工零件或夹具或机器上设置刀具设定点。为了提高零件的加工精度,应根据零件的设计或过程设置刀具设定点。在机床的实际操作中,可以执行手动工具设置过程,即,通过将“工具设置点”调整为“工具设置点”,将工具的工具位置放置在工具设置点处。所谓“工具位置点”是指工具的定位基准点,车削工具的工具位置点是刀尖的中心或刀尖的圆弧。平底立铣刀是刀具轴线和刀具底部的交点。球头立铣刀是球的中心,钻头是刀头。手动工具设置操作会降低准确性和效率。一些工厂使用光学对刀镜,对刀装置,自动对刀装置等来减少对刀时间并提高对刀精度。如果在此过程中需要更换工具,
11、则必须指定工具更换点。所谓“换刀点”是指转动刀具时刀架的位置。换刀点必须设置在工件或夹具之外。2.3切削用量选择对于NC编程,程序员必须确定每个过程的交集,并以指令形式将其写入程序。 交点包括主轴速度,反向速度和进给速度。 不同的处理器必须选择不同的交叉点。 交叉点的选择原则是确保零件的加工精度和表面粗糙度,充分显示工具的切削性能,证明工具具有足够的耐用性并最大化机床的性能,最大化生产率和降低成本。1、背吃刀量侧面叶数的选择主要取决于对表面质量的要求。根据加工系统和可接受机器的刚度,可以为进给选择大量反向旋转的刀具。 由于这部分的高精度要求,必须相应地设置成品车辆的剩余公差。背吃刀量的选择参数
12、如下。1. 1.2mm用于粗糙的外部车圈1.钻孔精细涂层的内表面和外表面时,请取0.5mm。2.粗镗需1毫米。2.钻中心孔至1.5mm。3.钻孔时需要10毫米;6.粗精内外螺纹时取分别取0.8mm 0.6mm 0.4mm 0.16mm。2、切削速度切削速度是根据直径值和加工零件的连接条件,刀具材料允许的切削速度和加工性能来确定的。选取数值如下:1,内,外表面粗加工时的主轴转速S = 600r / min f = 0.2mm / r;1.钻中心孔时主轴转速S = 600r / min。2.钻孔过程中主轴转速S = 300r / min。2.主轴转速S = 1100r / min f = 0.1m
13、m / r旋转结束3,精密镗削时的主轴转速S = 800r / min f = 0.1mm / r;6,开槽时主轴转速S = 500r / min f = 1.5mm / r;7.转动内螺纹和外螺纹时的主轴转速 由公式:n=1200/p-k得:n=1200/1.5-80=720r/min。考虑到机床刚性及其他原因取n=500r/min,即s=500r/min f=1.5 。3、进给速度进给速度的原理是,如果可以保证工件的质量要求,则在切削和旋转深孔时选择较高的进给速度和较低的进给速度。可以根据主轴速度和上部后部工具的数量来设置工具的数量并确定进给量。进给速度Vf是切削刃上的选定点相对于工件的进
14、给操作的瞬时速度,其与速度n和进给量f之间的关系如下: Vf=f*n由上式可得出:1.粗车镗孔的内,外圆表面的进给速度为Vf = 800r / min x 0.1mm / r = 80mm / min。1,细涂层外圆的进给速度Vf = 1000r / min0.05mm / r = 50mm / min;2.粗加工内孔时进给速度Vf = 400r / min0.2mm / r = 80mm / min2,进给速度Vf = 800r / min0.1mm / r = 80mm / min;3,毛坯车内,外螺丝进给速度Vf = 500r / min1.5mm / r = 750mm / min;6
15、.精车内外,外螺纹进给速度为Vf = 600r / min1.5mm / r = 950mm / min;7切槽的进给速度 Vf=300r/min0.6mm/r=180mm/min。该次加工过程切削用量选择如表3.2所示。表2.2 切削用量选择主轴转速s/(r/min)进给量f/(mm/r)背吃刀量(ap/mm)粗车外圆8000.11.5精车外圆10000.050.2粗车螺纹6001.50.4精车螺纹6001.50.1粗镗内孔4000.21.0精镗内孔8000.10.25钻内孔手动手动手动切槽3000.06第三章 典型轴类零件的加工工艺3.1典型轴类零件的分析图(3-1) 典型轴类零件剖面图3
16、.1.1技术要求上图轴类零件总长为145毫米,其中螺纹的大径为30毫米、长度为25毫米,外圆面的角度为20度、其中长29毫米,圆弧总体长则是57毫米、直径分别有48mm/18mm/16mm。外圆互相的位置精度则在0.02至0.04之间。直径为52毫米的外圆、外圆锥度及其孔的内表面的粗糙度都为1.6,其他位置的粗糙度都为3.2。在对其轴类零件加工时,得用粗加工与精加工结合的方法,在粗加工零件表面外形时,必须保证0.5mm的精加工余量,这样才能有效效地减小误差,这样才能确定零件在加工时精度方面能够用到达预期的效果。3.1.2加工精度分析(1)根据加工位置尽可能选择工件原点。 这有助于提高加工精度。
17、(2)为了便于计算坐标值,降低偏差率,提高加工零件的加工精度,请根据零件尺寸和工作面选择精度最高的工件原点。请(3)选择高精度滚珠丝杠,以减少螺丝误差对机器加工精度的影响。(4)进给部分的机械齿轮机构由减速齿轮,离合器,滚珠丝杠副和支撑轴组成。 影响精度值反向运动时,这些间隙会对CNC机床的精度产生重大影响。因此,减小每个链接上的间隙可以减少对CNC机床精度的影响。3.1.3数控加工工艺内容的选择选择时通常会考虑以下顺序:(1)必须为通用工具无法处理的内容选择优先级。(2)加工通用机床困难且质量保证困难;(3)如果加工效率低,手动工作量低且CNC机床仍具有足够的加工能力,则可以选择典型的机床。
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