大专数控专业毕业论文

第 1 页 共 24 页13 届 机械 系专 业 数控加工与制造 学 号 050323130207 学生姓名 王宁 指导教师 王国章 完成日期 2016 年 6 月 15 日飞轮的数控加工工艺及程序设计河北机电职业技术学院毕业设计论文数控机床加工与编程第 2 页 共 24 页摘要 数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，他对国计民生的一些重要行业（IT、汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势,是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,是使国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。飞轮是一个惯性储能零件,拿四冲程发动机来说,进气,压缩,爆燃,排气,这是个冲程之间只有爆燃冲程是对外做正功的,其他三个冲程都是为了这个爆燃冲程所做的准备工作,这三个冲程的能量就是飞轮提供的,飞轮的能量是爆燃冲程积攒下来的,当然这是少部分能量,大部分都变成动力对外输出了。飞轮是发动机中有重要作用但结构形状相对简单的零件之一，本文主要介绍了某发动机飞轮的数控加工工艺，从零件图纸的分析到工艺的制定，再到程序的编制，最终完成该零件的加工。由于本人水平有限，加之时间过急，文中有不足之处还望老师加以指点。关键词：零件图 工艺规程 数控刀具 程序设计第 3 页 共 24 页目 录1 飞轮的作用 .42 零件图分析 .52.1 零件图 .52.2、零件的工艺分析 .63、工艺规程设计 .63.1、毛坯的制造形式 .63.2、基准面的选择 .73.2.1、粗基准的选择 .73.2.2、精基准的选择 .73.3、制定工艺路线 .74、数控加工工艺分析 .84.1、数控加工内容 .84.2、数控机床的选择 .84.2.1、数控车床参数 .84.2.2、数控插床参数 .94.2.3、数控铣床参数 .114.3、夹具的选择 .114.3.1、数控车床夹具 .124.3.2、数控插床夹具 .124.3.3、数控铣床夹具 .124.4、数控刀具的选择 .124.4.1、刀具的材料和性能 .124.4.2、刀具的选择 .134.5、切削用量的选择 .145、工艺卡片 .155.1、机械加工工艺过程卡片 .155.2、数控车削加工工序卡片 .166、数控加工程序清单 .176.1、数控车床程序 .176.2、数控铣床程序 .21总结 .22致谢 .23参考文献 .24第 4 页 共 24 页飞轮的数控加工工艺及程序设计前言 飞轮是一个惯性储能零件,拿四冲程发动机来说,进气,压缩,爆燃,排气,这是个冲程之间只有爆燃冲程是对外做正功的,其他三个冲程都是为了这个爆燃冲程所做的准备工作,这三个冲程的能量就是飞轮提供的,飞轮的能量是爆燃冲程积攒下来的,当然这是少部分能量,大部分都变成动力对外输出了。至于冷却水箱,它是作为发动机散热的一个液体回路,吸收缸体的热量,防止发电机过热.由于水的比热容是自然界中最大的,热导率也相当高,所以发动机的热量通过冷却水这个液体回路,利用水作为载热体,再通过大面积的散热片传递给空气,效率会比较高。而且冷却效果更均匀(相对直接空气冷却)。1 飞轮的作用柴油机上的飞轮看上去就是一块笨重的铸铁圆盘，它到底有什么作用呢?（1）使机械运转均匀 飞轮高速旋转，由于惯性作用可贮藏能量，也可放出能量，克服运动阻力，使发动机运转平稳。当超速运转时，它能把能量贮藏起来，使其缓慢提速，避免猛然高速运转，造成来不及操纵而失去控制；当低速运转时，它能把能量释放出来，使其慢慢降速，避免猛然低速导致停车。因此可使机械运转均匀，旋转平稳。（2）协助启动 柴油机是压缩点火的，启动时，首先必须快速摇转飞轮，使其具有启动惯性，帮助活塞越过压缩上止点，达到启动目的。同时，在使用中，可使曲轴连杆机构越过不作功的进气、压缩、排气三个辅助行程，使曲轴能平稳旋转。（3）方便校正供油提前角 各种型号的柴油机，都有不同的供油提前角，如 190A 柴油机的供油提前角是在上止点前 35 度39 度；S195 柴油机的供油提前角是在上止点前 16 度20 度。供油提前角过大，就会使喷入的柴油提前燃烧，工作粗暴，气缸有敲击声，柴油机功率下降，启动摇车时易发生反转；供油提前角过小，就会启动困难，燃烧不完全，机温过高，油耗增大，排气管冒黑烟和功率下降。但活塞是装在机体内面的，怎样才知道供油提前角是多大呢？所以，为了准确调整供油提前角，就在飞轮边缘上刻有供油提前角的记号，校正供油提前角时，看准飞轮边缘上的刻度去校正就行了。第 5 页 共 24 页（4）方便调整气门间隙 气门间隙过小，零件受热膨胀伸长时，引起气门关闭不严而漏气，燃烧不完全，烧坏气门与气门座，还有可能发生活塞顶部与气门相撞的现象;气门间隙过大，会使气门迟开早关，开启延续时间缩短，气门开度减小，引起进气不足，废气排不干净，加剧气门与摇臂的撞击，增加其磨损。总之，不管是过大还是过小，都会使柴油机功率下降，油耗上升。因此在飞轮边缘上打有“0”号的上止点刻线，在校正气门间隙时，把飞轮转向压缩行程上止点，即“0”刻线，对准机体上的标志，使气门都处在关闭的情况下，才可进行气门间隙的调整。（5）降低柴油机温度 190A 型柴油机的飞轮前端铸有许多叶片，成为柴油机的冷却风扇。柴油机工作时，飞轮高速旋转，由于离心力作用，使飞轮室中心处的空气加速流动，降低柴油机、冷却水的温度。2 零件图分析2.1 零件图图 2.1 零件图从零件图 2.1 中可以看出该零件属于盘形零件，该零件主要由圆柱面、孔、第 6 页 共 24 页键槽等特征组成。2.2、零件的工艺分析飞轮的零件图规定了一些技术要求，如图 2.1 所示。200 外圆表面粗糙度为 Ra3.2um；200 外圆右端面粗糙度为 Ra12.5um；这些尺寸要求均不高，而图中中间的 38mm 内孔的尺寸精度与表面粗糙度均有要求，在车削中，应重点保证，以及孔中的键槽精度要求也较高。由于 200外圆表面对基准面 A 有同轴度要求，因此该两部位需要在一道工序内完成。该零件中的技术要求，在数控车削中能够将其保证，适合在数控车削中加工，对于键槽也可在插床中得以保证，在插削时，应该设计好工装夹具。3、工艺规程设计3.1、毛坯的制造形式零件的材料为 HT200，考虑到零件材料的综合性能及材料成本和加工成本,保证零件工作的可靠,采用铸造。由于年产量为 1000 件以上，属于中批生产的水平，而且零件轮廓尺寸不大，故可以采用铸造成型，这从提高生产率、保证加工精度上考虑，也是应该的。确定该零件的毛坯零件图如图 3.1 所示。图 3.1 毛坯图第 7 页 共 24 页3.2、基准面的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。3.2.1、粗基准的选择对于一般轴类零件而言，以外圆作为粗基准是完全合理的。按照有关的粗基准选择原则（保证某重要表面的加工余量均匀时，选该表面为粗基准。若工件每个表面都要求加工，为了保证各表面都有足够的余量，应选择加工余量最小的表面为粗基准。 ） ；本设计选择轴的 100 的外圆面作为粗基准。3.2.2、精基准的选择按照有关的精基准选择原则（基准重合原则；基准统一原则；可靠方便原则） ，对于本零件可以采用 200 外圆作为精基准。3.3、制定工艺路线制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度以及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已经确定为中批生产的条件下，考虑采用普通机床以及部分高效专用机床，配以专用夹具，多用通用刀具，万能量具。部分采用专用刀具和专一量具。并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。工艺路线：工序 1 铸造毛坯，如图 3.1 所示。工序 2 清砂。工序 3 热处理，对零件进行人工时效。工序 4 细清砂。工序 5 喷漆，在非加工表面上涂上一层防锈漆。工序 6 装夹 100 外圆表面，车削加工，内容包括：车右端面，控制右端面至孔底的深度为 22.5；车外圆 200 至图样尺寸；钻车内孔 38mm 至尺寸要求；倒角 245。工序 7 掉头装夹 200 外圆表面，内容包括：车左端面，保证尺寸 110mm；车100 外圆表面，保证尺寸 95mm。第 8 页 共 24 页工序 8 划线，在 100 端面上划 100.018mm 键槽线。工序 9 在插床上插削键槽。工序 10 以 200 的外圆及其一端面定位，用键槽定向，钻 4-20 的孔。工序 11 零件静平衡检查。工序 12 按照图纸要求，检查各部分尺寸要求。工序 14 入库。4、数控加工工艺分析4.1、数控加工内容 数控车削包括端面、内外轮廓面、成形表面、螺纹、切断等工序的切削加工； 数控车床主要用于加工轴类、盘类等回转体零件； 车削中心上可以实现车削和铣削的复合加工； 数控车削工艺灵活多变，其丰富的循环功能指令、各类刀具的选择，是学习的重点内容。 在数控车床和车削中心上加工的零件，一般采用手工编程，对具有复杂外轮廓的回转体零件可以采用自动编程。4.2、数控机床的选择从该零件的图纸分析可以得出，该零件精度要求一般，选用数控机床加工的目的是为了提高生产效率，降低人力劳动，从而也能更有效的保证零件的加工精度，根据现场的设备。4.2.1、数控车床参数车床选择的机床是 CKA340A，其技术参数如下所示：全自动变频调速主轴系统 型号 CK340A 。广州数控系统 最大工件回转直径 340mm 。伺服电机/步进电机 刀架上最大回转直径 180mm 。手动脉冲 最大加工长度 350mm 。变频电机 自动刀架工位数 4 。四工位电动刀架 主轴转速范围 50-2000r/min 变频调速 。第 9 页 共 24 页精密滚珠丝杠付。手动卡盘 主轴通孔 42 。自动润滑系统 主轴内孔锥度 MT6# 。冷却系统 尾座套筒行程 110mm 。手动尾座 尾座套筒锥度 MT4# 。半封闭防护罩 导轨硬度 HRC52 。主电机功率 4KW 。驱动电机 伺服 步进 。X-4N X-8N 。Z-6N Z-12N 。快速移动速度 X-8m/min X-6m/min 。Z-8m/min Z-6m/min 。刀架重复定位精度 0.005mm 。X 轴重复定位精度 0.010mm 。Z 轴重复定位精度 0.010mm 。自动润没间歇时间 12min/time 。外形尺寸 16509501400 。机床重量 1500KG 。4.2.2、数控插床参数参数如下：型号：SKB5050A主电机功率：7500（kw）工件尺寸范围：1000*660*1000mm技术参数滑枕最大工作行程Max. stroke of the ram500mm工作台最大直径Max. diameter of the worktable1000mm工作台横向行程 660mm第 10 页 共 24 页Horizontal stroke of the worktable工作台纵向行程Vertical stroke of the worktable1000mm刀具支承面到床身前臂距离（喉伸）Distance from the bearing surface to front side of body1000mm滑枕往复次数Move and return times of ram9、12.5、18、25、36、50 次/分(times /minute)工作台纵横机动进给量范围Horizontal and vertical device feed quantity range of worktable01.2mm（无极）/滑枕往复一次(stepless)/the ram goes and returns one time工作台回转最小分度单位Min. graduation unit of the rotary of worktable0.001o最大切削力Max. cuttin