数控机床——毕业设计——数控凸台三、阶梯轴三的工艺设计与加工技术(常用版).doc
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1、数控机床毕业设计数控凸台三、阶梯轴三的工艺设计与加工技术(常用版)(可以直接使用,可编辑 完整版资料,欢迎下载)摘要 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。它的发展是信息技术(1T)与制造技术(MT)结合发展的结果。现代的CAD/CAM、FMS、CIMS、敏捷制造和智能制造技术,都是建立在数控技术之上的。掌握现代数控技术知识是
2、现代机电类专业学生必不可少的。 内容介绍了数控加工的特点、加工工艺分析以及数控编程的一般步骤。并通过一定的实例详细的介绍了数控加工工艺的分析方法。关键词: 数控技术 加工工艺 编程 目 录第一章:绪论1.1课题背景1.2课题意义1.3数控的发展第二章:数控车工2.1工艺分析 分析图样走刀路线图确定装夹方案切削用量选择与刀具选择确定加工顺序加工路线与加工余量的联系工艺卡片与刀具卡表2.2程序程序编制程序校验、仿真2.3加工材料选择机床配置夹具选择 程序加工第三章:数控铣工 3.1工艺分析 分析图样走刀路线图确定装夹方案切削用量选择与刀具选择确定加工顺序工艺卡片与刀具表3.2程序程序编制程序效验、
3、仿真3.3加工材料选择机床配置夹具选择程序加工第四章: 设计总结 第五章:致谢第六章:参考文献附录A引 言数控技术,简称“数控”。英文:Numerical Control(NC)。是指用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制的技术。它所控制的通常是位置、角度、速度等机械量和与机械能量流向有关的开关量。数控的产生依赖于数据载体和二进制形式数据运算的出现。1908年,穿孔的金属薄片互换式数据载体问世;19世纪末,以纸为数据载体并具有辅助功能的控制系统被发明;1938年,香农在美国麻省理工学院进行了数据快速运算和传输,奠定了现代计算机,包括计算机数字控制系统的基础。数控技术是
4、与机床控制密切结合发展起来的。1952年,第一台数控机床问世,成为世界机械工业史上一件划时代的事件,推动了自动化的发展。现在,数控技术也叫计算机数控技术,目前它是采用计算机实现数字程序控制的技术。这种技术用计算机按事先存贮的控制程序来执行对设备的控制功能。由于采用计算机替代原先用硬件逻辑电路组成的数控装置,使输入数据的存贮、处理、运算、逻辑判断等各种控制机能的实现,均可通过计算机软件来完成。本次毕业设计的课题要求独立完成车、铣零件各一件,包括制图、工艺分析以及实体加工。车床零件包括锥度、圆弧、螺纹、内孔等,铣床零件包括平面、槽、沉孔、通孔、螺纹孔等,则需根据零件图纸以及现场实际设备制定合理的工
5、艺路线。以小批量生产的原则为基准,在满足图纸要求的前提下尽可能少的选择加工设备以节约成本,在满足图纸要求的前提下尽可能少走刀以节约加工时间提高工作效率。本课题实践性强,其理论源于生产实际,是归根于生产实践的总结。做本课题要注重理论同实际相结合,根据不同的现场条件灵活运用理论知识,以获得解决生产实践问题的最佳方案。通过本课题的学习,应基本掌握数控加工中的基本知识和理论,达到本课程的要求。第一章 绪论 1.1课题背景两年多来通过对数控专业的学习和一段时间的实习,对数控机床和编程和操作有一定程度的了解和掌握,已经可以进行独立的编程和操作,这时就需要一次来锻炼自己,检验自己的掌握程度。这次设计就达到了
6、这样的目的,使自己更了解数控机床,对它的结构系统等有了一定更进一步的掌握,使自己的理论水平和实际操作水平更上一层楼。1.2课题意义装备工业的技术水平和现代程度决定着整个国民经济的水平和现代化程度,数控技术及装备是发展新兴高新技术产业和尖端工业(如信息技术及其产业、生物技术及其产业、航空、航天等国防工业产业)的使能技术和最基本的装备。马克思曾经说过“各种经济时代的区别,在于生产什么,而在于怎样生产,用什么劳动资料生产”。制造技术和装备就是人类生活的最基本的生产资料,而数控又是当今先进制造技术和装备最核心和技术。当今世界各国制造业广泛采用数控技术,以提高制造业能力和水平,提高对动态多变市场和适应能
7、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制造业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。1.3数控机床的发展 随着科学技术不断发展,数控机床的发展越来越快,数控机床也正朝着高性能、高精度、高速高柔性化和模块化方向发展。 高性能:随着数控系统集成度的增强,数控机床出实现多台集中控制,甚至远距离遥控。 高精度:数控机床本身的精度和加工件的精度越来越高,而精度保持性要好。 高速度:数控机床
8、各轴运行的速度将大大加快。 高柔性:数控机床的柔性化将向自动化程度更高的发展方向,将管理、物流及各相应辅机集成柔性制造系统。模块化:数控机床要缩短周期和降低成本,就必然向模块化方向发展,这既有利于制造商又有利于客户。我国近几年数控机床虽然发展较快,但与国际先进水平还有一定的差距,主要表现在:可靠性差,外观质量差,产品开发周期长,应变能力差。为了缩短与世界水平的差距,有关专家建议机床企业应在以下6个方面着力研究:1.加大力度实施质量工程,提高数控机床无故障率。2.跟踪国际水平,使数控机床向高效高精方面发展。3.加大成套设计开发能力上求突破。4.发挥服务优势,扩大市场占有率。5.多品种制造,满足不
9、同层次的用户。6.模块化设计,缩短开发周期,快速响应市场。数控机床使用范围越来越大,国际市场容量也越来越大,但竞争也会加剧,我们只紧跟先进技术进步的大方向,并不断创新,才能赶超世界先进水平。第二章数控车工2.1工艺分析分析图样该零件外形规则,结构比较简单,表面由台阶、锥面、槽、端面及螺纹等表面组成。被加工部分的各尺寸、形状和表面粗糙度值要求较高。大部分直径尺寸均达到了IT7IT9级精度,而右端面两槽的宽度及轴向尺寸精度要求较高,零件图尺寸标注完整,符合数控加工尺寸标注要求,轮廓描述清楚完整,零件材料为45号钢,切屑加工性较好,有热处理要求。 车床零件图走刀路线 车床走刀路线图确定装夹方案 加工
10、外轮廓时,为了保证一次安装加工出全部外轮廓,需用三爪卡盘夹持心轴左端,心轴右端有一个中心孔并用尾座顶尖顶紧,以提高工艺系统的刚性。切削用量选择 金属切削加工来说,被加工材料、切削工具、切削条件是三大要素。这些决定着加工时间、刀具寿命和加工质量。经济有效的加工方式必然是合理的选择了切削条件。 切削条件的三要素:切削速度、进给量和切深直接引起刀具的损伤。伴随着切削速度的提高,刀尖温度会上升,会产生机械的、化学的、热的磨损。切削速度提高20%,刀具寿命会减少1/2。 进给条件与刀具后面磨损关系在极小的范围内产生。但进给量大,切削温度上升,后面磨损大。它比切削速度对刀具的影响小。切深对刀具的影响虽然没
11、有切削速度和进给量大,但在微小切深切削时,被切削材料产生硬化层,同样会影响刀具的寿命。 用户要根据被加工的材料、硬度、切削状态、材料种类、进给量、切深等选择使用的切削速度。 最适合的加工条件的选定是在这些因素的基础上选定的。有规则的、稳定的磨损达到寿命才是理想的条件。 然而,在实际作业中,刀具寿命的选择与刀具磨损、被加工尺寸变化、表面质量、切削噪声、加工热量等有关。在确定加工条件时,需要根据实际情况进行研究。对于不锈钢和耐热合金等难加工材料来说,可以采用冷却剂或选用刚性好的刀刃。合理选择刀具粗车时,要选强度高、耐用度好的刀具,以便满足粗车时大背吃刀量、大进给量的要求。 精车时,要选精度高、耐用
12、度好的刀具,以保证加工精度的要求。 为减少换刀时间和方便对刀,应尽量采用机夹刀和机夹刀片。确定加工顺序 在分析了零件图样和确定了工序装夹方式后,接下来即要确定零件的加工顺序。制定零件车削加工顺序遵循下列原则: 先粗后精 按照粗车-半精车-精车的顺序进行,逐渐提高加工精度。粗车将在较短的时间内将工件表面上的大部分余量切掉,一方面提高金属切削率,另一方面满足精车的余量均匀性要求。 先近后远 按加工部件相对于刀点的距离大小而言的。在一般情况下,离对刀点远的部位后加工,以便缩短刀具移动的距离,减少空行程。对于车削而言,先近后远还有利于保持坏件或半成品的刚性,改善其切削条件。 内外交加 即对有内表面,又
13、有外表面需加工的零件,安排加工顺序时,应先进行内外表面粗加工,后进行内外表面精加工。切不可将零件上一部分表面加工完毕后,再加工其它表面。加工路线与加工余量的联系目前,在数控车床还未达到普及使用的条件下,一般应把毛坯上过多的余量,特别是含有锻、铸硬皮层的余量安排在普通车床上加工。如必须用数控车床加工时,则需注意程序的灵活安排。工艺卡片工艺卡片轴产品类型零件图号CKZ-04产品名称零件名称轴共一页第一页材 料 牌 号45#毛坯种类棒材毛坯外形尺寸44100每台件数1工序号工序名称工 序 内 容说 明工 艺 装 备工 时准 终单 件1热处理调质2832HRC2普 车装夹、钻孔保证孔深度33mm三爪卡
14、盘、18钻头3车床装夹、车端面、对刀对4把刀三爪卡盘4粗车外圆,倒角,锥度,连接圆弧毛坯切削循环93外圆车刀5精车外圆,倒角,锥度,连接圆弧调用子程序精车93外圆车刀6切槽切424槽4mm割断刀7精车槽底4mm割断刀8加工螺纹螺纹切削循环60外螺纹车刀9调头装夹用铜皮包裹、车端面、对刀装夹保证同轴度、车端面保证整体长度尺寸、对4把刀的Z轴三爪卡盘、游标卡尺10粗车倒角外圆面毛坯切削循环93外圆车刀11精车倒角及外圆面调用循环子程序精车93外圆车刀12切槽切两个宽5mm的槽4mm割断刀13精车槽底4mm割断刀14粗车车内孔及内孔锥度内圆车刀15精车内孔内圆车刀16检验按照图纸要求检验产品是否合格
15、游标卡尺等刀具表序号刀具号刀具名称主轴转速(r/min)进给速度(mm/min)1T0193外圆车刀粗800精1500精150粗802T023mm割断刀 500 1.53T0360外螺纹车刀 500 252.2程序程序编制 DW01.MPF R106=0.1 R109=4 R110=1.5 M05G54 R111=0.812 R112=0 R113=5 M30G90G95G00X50Z50 R114=1 T01D01S800M03 LCYC97 G00X46Z5 G00X50 _CNAME=“J01” Z50 R105=9 R106=0.2 R108=1.5 T02D01S500M03 R10
16、9=0 R110=1 R111=0.2 G00Z-98.45R112=0.5 G01X0F0.1LCYC95 G00X50G00X50Z50 Z50J01 M05G00X50Z50 M30T02D01S800M03 子程序:G00X50Z-88 J01.SPFG01X37.978F0.1 G01X0Z0G04F1 X21.998CHF=1.414G00X50 Z-23Z-86.4 X27CHF=2.121G01X37.978F0.1 Z-44.98G04F1 G01X30Z-78 G02X41.2Z-64.998CR=4G01X37.978F0.1 G01X45.88G04F1 Z-98.45
17、G00X50 X48Z-76.4 M17G01X37.978F0.1 调头加工:G04F1 G54G00X50 G90G95G00X50Z50Z-44.98 T04D01S800M03G01X24F0.1 G00X22.025Z5G04F1 G01Z-25F0.05G00X50 X20Z-44.38 Z-28G01X24F0.1 G01X16F0.2G04F1 Z5G00X50 G01X25Z0F0.05Z50 X22.02Z-10T03D01S150M03 Z-25G00X26.98Z-20 X16R100=27 R101=-23 R102=27 G01X50R103=-41 R104=1.
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