轴类零件的加工工艺 机械设计及其自动化专业毕业设计 毕业论.doc

无锡工艺职业技术学院 毕业设计（论文）题 目： 系 部：_ _ 专 业：_ _ 姓 名：_ _ _ _ 学 号：_ _ _ _ 指导教师：_ _ _ _职 称： _ 二O一一 年 五 月 十五 日轴类零件的加工工艺摘要随着着科学技术飞速发展和经济竞争的日趋激烈，机械产品的更新速度越来越快，数控加工技术作为先进生产力的代表，在机械及相关行业领域发挥着重要的作用，机械制造的竞争，其实质是数控技术的竞争。本次设计就是进行典型轴类零件的数控加工工艺与编程，该零件是具有椭圆、圆弧、斜度、外螺纹、凹槽、孔等特征的轴类零件，本文侧重于该零件的工艺分析、加工路线确定及加工程序的编制。并绘制零件图，加工路线图。用G代码编制该零件的数控加工程序，并附以编程尺寸的计算方法，其中零件工艺规程的分析是此次论文的重点和难点。关键字：数控加工技术; 数控加工工艺与编程; 加工路线With the rapid development of science and technology and economic competition is fierce，Mechanical products speed quickly，numerical control machining as the representative of the advanced productive forces，Machine and related industries in the field play an important role，Machinery manufacturing competition，Is the essence of the numerical control technology competition.The design is a typical parts of the class numerical control processing and programming,The parts of the ovals and circles, tilt and the thread, the tank, waiting for the parts of the characteristics of such.This article focuses on the part of the process of analysis, the line of processing the application processing and planning. Draw the map, and the parts of the road map. Use the parts of the code numerical control processing program and enclose a programmatic way to calculate the dimensions of the parts of the process of analysis of this thesis is of key and difficult.Key words: numerical control machining; numerical control processing and programming; the line of processing第一章 前言随着计算机技术的发展，计算机辅助设计/计算机辅助制造（CAD/CAM）技术在工程设计、制造等领域中具有重要影响的高新技术。CAD/CAM技术自动加工的实现对社会产生了巨大的经济效益。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。此次毕业设计主要以灵活运用专业知识来解决实际生产中的问题为目的，通过所学知识对零件进行图纸分析、选定加工方案和使用数控设备进行零件加工，加强了对数控实际操作的能力分析设计的过程分为绘制零件图装配图、编写工艺卡、工序卡、编写数控加工程序和撰写设计说明书四个阶段，在绘制零件图装配图中，我们熟悉课题的基本要求后查找资料，熟悉有关内容，于4月初结束这阶段的工作后转入编写工艺卡、工序卡阶段；在编写工艺卡、工序卡中，主要是提供工序卡片、刀具卡片、装夹简图的电子稿，于4月中旬完成了这个阶段性任务；编写数控加工程序，历经一个半月，主要是提供数控加工程序电子表；最后利用了一周的时间完成撰写设计说明书课题的所有设计工作于5月底全部结束。在设计中，通过对图纸分析对加工工艺工序、加工刀具、装夹方案等进行拟定，并编写出数控加工程序，本课题是零件一与零件二配合加工，主要的难点是椭圆加工，运用G158指令和跳转指令完成。椭圆是非圆曲线对于数控车削编程是个难点。利用二次曲线逼近法，加工椭圆以及用户宏程序法对椭圆曲线进行数控加工编程的应用方法。椭圆加工难点：(1)无条件转移(GOTO)语句转移到有顺序号n 的程序段。格式为：GOTOn，其中n 表示程序段号。例：GOTO1，表示转移到第一程序段。再如：GOTO#10，表示转移到变量#10决定的程序段。(2)条件转移(IF)语句在IF后指定一条件，当条件满足时，转移到顺序号为n 的程序段，不满足则执行下一程序段。格式为：IF 表达式 GOTO n。（3）椭圆是非圆曲线对于数控车削编程是个难点。利用二次曲线逼近法，加工椭圆以及用户宏程序法对椭圆曲线进行数控加工编程的应用方法。第二章 数控加工工艺2.1数控加工工艺分析在数控车床上加工零件时，要把被加工的全部工艺过程、工艺参数等编制成程序，整个加工过程时自动进行的，因此程序编制前的工艺分析是一项十分重要的工作。2.1.1数控加工内容的选择数控加工工艺内容的选择,对于一个需要加工的零件来说，并非全部的加工工艺过程都适合在数控机床上完成,只往往其中的一部分工艺内容适合使用数控加工的方法来加工工艺零件。这就需要对零件图样进行仔细的工艺分析，选择那些最适合、最需要进行数控加工的内容和工序。在考虑选择内容时，应结合本企业设备的实际，立足于解决难题、攻克关键问题和提高生产效率，充分发挥数控加工的优势。1适于数控加工的内容：在选择时，一般可按下列顺序考1）通用机床无法加工的内容应作为优先选择内容； 2）通用机床难加工，质量也难以保证的内容应作为重点选择内容；3）通用机床加工效率低、工人手工操作劳动强度大的内容，可在数控机床尚存在富裕加工能力时选择。根据数控加工的优缺点，一般认为以下零件最适宜数控加工：(1)形状复杂、加工精度要求高、用普通机床无法加工或虽然加工很难保证产品质量的零件。(2)能用数学模型描述的复杂曲线或曲面零件。(3)具有难测量、难控制进给、难控制尺寸的不开敞内腔的课题或盒型零件。(4)必需在一次装夹中合并完成机、铰或螺纹加工等多道工序的零件2、不适于数控加工的内容1）占机调整时间长。如以毛坯的粗基准定位加工第一个精基准，需用专用工装协调的内容；2）加工部位分散，需要多次安装、设置原点。这时，采用数控加工很麻烦，效果不明显，可安排通用机床补加工；3）按某些特定的制造依据（如样板等）加工的型面轮廓。主要原因是获取数据困难，易于与检验依据发生矛盾，增加了程序编制的难度2.1.2数控加工零件的工艺性分析在确定了数控加工零件及其内容后，应该对零件的数控加工工艺性进行全面仔细的分析。工艺分析时对工件进行数控加工前期工艺准备工作，数控机床加工中所有工步的道具选择、走刀轨迹、切削用量、加工余量等都有预先确定好并编入加工程序。数控加工工艺性分析涉及内容广，在此仅从数控加工的必要性、可能性与方便性及毛坯的选择等方面加以分析。1、零件图分析1)熟悉产品的性能、用途、工作条件，结合总装图、部装图，了解零件在产品中的功用、工作条件，掌握零件上影响产品性能的关键技术要求，以便在制定工艺规程时采用相应措施予以重点保证。2）审查图样的正确性、合理性，视图应当正确、完整及表达清楚，符合国家要求，尺寸及有关技术要求应标注齐全，构成零件的几何元素（点、线、面、）的条件（如相切、相交、垂直、平行等），是数控编程的重要依据。手工编程时，要依据这些条件计算每一个节点的坐标。因此，我们要对给定的几何条件进行仔细的分析，看是否充分，准确。3）审查尺寸标注。零件图上尺寸标注的方法应适应数控加工的特点，如图中所示，在数控零件图上，应以同一基准标注尺寸或者直接给出坐标尺寸。这种标注方法既便于编程，又利于设计基准、工艺基准、测量基准和编程原点的统一。由于数控加工精度高，不会因为较大的累积误差而破坏零件的使用特性，因此，可将标注设为同一基准标注。4）材料选择要恰当在满足零件功能的前提下应选用廉价的材料。材料选择应立足国内，不要轻易选用贵重即紧缺的材料。2零件的结构工艺性分析所谓零件的结构工艺性，是指所设计的零件在满足使用要求的前提下，制造的可行性和经济性。零件的结构工艺性对其工艺过程影响很大，使用性能相同而结构不同的零件，其制造难易管理方式和成本可能会有很大差别。零件的结构工艺性问题涉及面广，毛坯制造、机械加工、热处理、装配对零件都有结构工艺性要求2.2数控加工工艺路线的设计工艺路线的拟定是制定工艺规程的重要内容之一，其主要内容包括：选择定位基准、选择加工方法、划分加工阶段、安排工序等。在实际加工中，我们应该结合零件的实际情况和现有的生产条件，制定出最佳的工艺路线。2.2.1零件表面数控车削加工方案的确定 一般根据零件的加工精度、表面粗糙度、材料、结构形状、尺寸及生产类型确定零件表面的数控车削加工方法及加工方案。数控车削内、外圆表面及端面的加工方案如下：（1）加工精度为IT9IT7级、表面粗糙度Ra为0.80.2um的除淬火钢以外的常用金属，可以采用粗车、半精车、精车的加工方案加工。（2）加工精度为IT7IT5级、表面粗糙度Ra为0.630.2um的除淬火钢以外的常用金属，可以采用粗车、半精车、精车、细车的加工方案加工。（3）加工精度高于IT5级、表面粗糙度Ra0.63um的除淬火钢以外的常用金属，可以采用高精密数控车床，按粗车、半精车、精车、精密车的加工方案加工。2.2.2加工阶段的划分当零件的加工质量要求较高时，应把整个数控加工过程划分为几个阶段，通常划分为粗加工、半精加工和精加工三个阶段。如果零件的精度要求很高，还需要安排专门的光整加工阶段。必要时，如果毛坯表面比较粗糙，余量也较大，还需要安排先进行荒加工和初始基准加工。 1粗加工阶段粗加工阶段是为了去除毛料或毛坯上大部分的余量，使毛料或毛坯在形状和尺寸上基本接近零件的成品状态，这个阶段最主要的问题是如何获得较高的生产效率。2半精加工阶段半精加工阶段是使零件的主要表面达到工艺规定的加工精度，并保留一定的精加工余量，为精加工做好准备。半精加工阶段一般安排在热处理之前进行，在这个阶段，可以将不影响零件使用性能和设计精度的零件次要表面加工完毕。3精加工阶段精加工阶段的目的是保证加工零件达到设计图纸所规定的尺寸精度、技术要求和表面质量要求。零件精加工的余量都较小，主要考虑的问题是如何达到最高的加工精度和表面质量。4光整加工阶段当零件的加工精度要求较高，如尺寸精度要求为IT6级以上，以及表面粗糙度要求较小（Ra=0.285 GOTOB MA1G00 X55 Z-20M03 S800 F0.15G158R20=0L06G00X70Z100T02 M03 S300(割51.5mm退刀槽)G00 X30 Z5 Z-25G01 X21 F0.08X25 Z-24X21G00X30Z100T03 M03 S450 (加工M241.5螺纹)R100=24 R101=0R102=24 R103=-20R104=1.5 R105=1R106=0.2 R109=5R110=2.5 R111=0.975R112=