宇龙数控设计说明书

1、内蒙古工业大学 机械学院一、前言12目的与意义1.2.1 数控加工技术的研究与发展数控即数字控制，也称为NC技术，是用数字化信号发出指令并控制机械执行预定动作的技术。采用数控技术实现数字控制的一整套装置和设备，称为数控系统。数控技术也叫计算机数控技术，它是采用计算机实现数字程序控制的技术。由于采用计算机作为数控装置，使输入操作指令的存贮、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，处理生成的微观指令传送给伺服驱动装置驱动电机或液压执行元件带动设备运行。传统的机械加工都是用手工操作普通机床作业的，加工时用手摇动机械刀具切削金属，靠眼睛用卡尺等工具测量产品的精度的。现代工业

2、早已进入电脑数字化控制的机床进行作业的时代，数控机床可以按照技术人员事先编好的程序自动对任何产品和零部件直接进行加工。数控加工广泛应用在所有机械加工的任何领域，更是模具加工的发展趋势和重要和必要的技术手段。如今数控技术已经在机械加工中占据非常重要的地位，是典型的机电一体化高新技术。随着新材料和新工艺的出现，对数控机床的要求非常高，数控机床的发展趋势是高速化、高精度、工序化机床智能化合微型化等。随着产品加工精度要求的提高，产品的加工工艺设计也需要不断的细化，加工路线的确定、加工工序的安排等等都需要进行合理的设计。同时，各种类型的数控机床在生产中得到越来越广泛的应用，现代机械产品日益精密复杂，发展

3、现代数控机床是当前机械制造业技术改造、技术更新的必由之路。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如汽车、轻工、医疗等的发展起着越来越重要的作用。 1.2.2传动轴工艺分析的意义传动轴是组成机器零件的主要零件之一，一切做回转运动的传动零件如齿轮、蜗轮等都必须安装在传动轴上才能进行运动及动力的传动，传动轴的主要功能是支撑传动。轴类零件是机械加工中经常遇到的典型。从工艺角度分析，轴类是转体零件，起长度大于直径，加工表面常有内外圆柱面、圆锥面、端面以及螺纹、键槽、横向孔、沟槽等。 1.2.3 专

4、业综合设计的目的与意义本次毕业设计是对数控技术和数控系统及仿真技术等课程进行深入理解的教学环节，是学习深化与升华的重要过程，是对综合素质与实际动手能力的着重培养。通过课程设计，我们可以达到以下目的：能合理的编写机械加工工艺卡片、数控加工工序卡片等工艺文件，能够针对具体的零件确定合理的加工方案等，编写符合要求的设计说明书，并能正确绘制有关图表。本次课程设计是机械电子工程专业学生的一个极为重要的实践性教学环节，是综合运用所学过的基本理论、基本知识与基本技能去解决专业范围内的工程技术问题而进行的一次基本训练。这对我们即将从事的相关技术工作和未来事业的开拓都具有一定意义。二 零件加工工艺分析21 零件

5、的加工工艺分析由零件图可知，该零件的材料为45钢，毛坯为锻件，由于45钢有良好的切削加工性，加工比较容易。模锻毛坯表面光滑，余量分部均匀，由于毛坯是锻件，在加工前应经正火处理改善加工性能后再进行加工。表面粗糙度数值最小为Ra3.2m,加工方案为粗车、精车工来确保加工质量，保证零件的表面质量要求。零件结构不复杂，在加工后要去毛刺。在精加工阶段完成零件重要尺寸精度使表面粗糙度达到图纸要求。零件加工达到图纸尺寸要求后，要经过对零件的外圆、端面的尺寸、表面粗糙度和形位公差进行检验，确定零件是否合格，在对零件清洗涂油入库 22 确定加工方法加工方法的选择原则是保证加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求。（

6、1）所选择的加工方法能否达到零件精度的要求。 （2）零件材料的加工性能如何。淬火钢的精加工要用磨削，有色金属宜采用切削加工方法，不宜采用磨削加工。（3）生产率对加工方法有无特殊要求。为满足大批量生产的需要，内孔通常多采用拉床拉削加工法加工，应避免盲目采用高效加工方法和专用设备造成经济损失。（4）现有加工设备的工艺能力和加工经济精度如何 23 拟订加工路线机械加工工艺路线的拟订是制定工艺过程的总体布局,其主要任务是选择各个表面的加工方法和加工方案,确定给个表面的加工顺序以及整个工艺过程中工艺数目和各工序内容,拟订过程中应首先确定各次加工的定位基准和装夹方法，然后再确定所需要的辅助、热处理等工序。

7、根据先主后次，先粗后精的加工原则确定加工路线，采用固定循环指令对外轮廓进行粗加工，再精加工，然后车退刀槽，最后加工螺纹。 24 毛坯选择材料及毛坯尺寸在制订工艺规程时，合理选择毛坯不仅影响到毛坯本身的制造工艺和费用，而且对零件机械加工工艺、生产率和经济性也有很大的影响。由于零件属于轴类，用来传递动力的要求有较好的韧性，采用棒料。零件采用的是45钢，具有较好综合机械性能。所选毛坯为90×310mm 45钢棒料，毛坯余量为2mm，精加工余量为0.2 mm。 25 加工阶段划分将零件的加工过程划分为粗加工和精加工2个阶段。粗加工阶段。粗加工阶段的主要任务是去除各表面的大部分余量。因此，在这

8、个阶段中的主要问题是如何提高生产率。精加工阶段。精加工阶段的任务是达到零件的全部技术要求。在这个阶段中，加工余量比较小，主要问题是如何保证质量。 26 基准的选择基准就是用来确定生产对象上几何要素的几何关系所依据的点、线、面称为基准。在制定工艺流程时，必须正确地选择定位基准，在加工过程中，选择哪些点、线、面作为基准，是直接影响工作表面间相互位置精度的重要因素之一。1.选择粗基准时，主要考虑的问题是如何使各道工序均有足够的加工余量以及工件安装的稳定性。选择原则为：（1）为了保证加工面与不加工面之间的位置要求，应选不加工面为粗基准；（2）合理分配各加工表面的余量 （3）尽量选用面积大而平整的表面为

9、粗基准，以保证定位准确、夹紧可靠。 （4）粗基准一般不重复使用，同一尺寸方向的粗基准一般只能使用一次。2.选择精基准时，主要应考虑保证加工精度和工件安装方便可靠。其选择原则如下：(1) 基准重合原则 即选用设计基准作为定位基准，以避免定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差。(2) 基准统一原则 应采用同一组基准定位加工零件上尽可能多的表面，这就是基准统一原则。(3) 自为基准原则 某些要求加工余量小而均匀的精加工工序，选择加工表面本身作为定位基准，称为自为基准原则。(4) 互为基准原则 当对工件上两个相互位置精度要求很高的表面进行加工时，需要用两个表面互相作为基准，反复进行加工，以保证

10、位置精度要求。(5) 便于装夹原则 所选精基准应保证工件安装可靠，夹具设计简单、操作方便。 27 夹具和安装的选择数控加工对夹具主要有两个基本要求：一是夹具应具有足够的精度和刚度；二是夹具应有可靠的定位基准。选用夹具时，通常考虑以下几点：（1）尽量选用可调整夹具、组合夹具及其它通用夹具，避免采用专用夹具，以缩短生产准备时间。（2）在成批生产时才考虑采用专用夹具，并力求结构简单。（3）装卸工件要迅速方便，以减少机床的停机时间。（4）夹具在机床上安装要准确可靠，以保证工件在正确的位置上加工数控机床上零件的安装方法与普通机床一样，要合理选择定位基准和夹紧方案，注意以下两点：(1)力求设计、工艺与编程

11、计算的基准统一，这样有利于编程时数值计算的简便性和精确性。(2)尽量减少装夹次数，尽可能在一次定位装夹后，加工出全部待加工表面。根据以上的分析选择三爪卡盘作为夹具。在数控机床上加工零件时，为保证工件的加工精度和加工质量，必须使工件位于机床上的正确位置，也就是“定位”，然后将它固定也就是“夹紧”。工件在机床上定位与夹紧的过程称为工件的装夹过程。 28 加工设备的选择根据数控机床切削性能，选择FANUC系统标准数控车床。本车床采用优质床身，配华中数控系统，全数字交流伺服电机驱动，整机采用全防护一体化结构，外形美观，性能稳定可靠、功能丰富。 29 零件加工过程卡零件名称传动轴模具名称及编号传动轴零件

12、编号 1材料名称45 #毛坯尺寸90mmX310mm件数1工序工步工序内 容施工简要说明加工者车间与设备检验等级1备料将毛坯加工成所要求的尺寸锯床2夹装将毛胚装入三爪卡盘车床3粗加工车削掉大部分加工余量车床4精加工车削零件使零件符合要求车床5加工外螺纹车床6热处理 正火热处理热处理炉7去毛刺 8清洗用煤油清洗9检验按图样要求检验各部分10入库工艺员年 月 日零件质量等级三 数控加工工序设计 3. 1 刀具的选择数控车床能兼作粗、精加工。为使粗加工能以较大切削深度、较大进给速度地加工，要求粗车刀具强度高、耐用度好。精车首先是保证加工精度，所以要求刀具的精度高、耐用度好。 为了适应数控机床自动化加

13、工的需要，并不断提高产品的加工质量和生产效率，节省刀具费用，应多使用模块化和标准化刀具。以上选择原则，本加工采用的车刀为外圆车刀、螺纹车刀、外切槽刀。 3. 2 切削用量的选择车外圆，粗车主轴转速为500r/min，进给速度为0.3mm/r，精车主轴转速为800r/min，进给速度为0.08mm/r，切槽和车螺纹时，主轴转速为300r/min，进给速度为0.1mm/r。33数控加工工序卡数控加工工序卡零件图号1零件名称传动轴材料牌号45#毛坯种类锻件90mm×310mm备注工序号工序名称设备名称设备型号夹具名称冷却液车间车削数控车床三爪卡盘工步号工步内容刀具号刀具主轴转速（r/min

14、）切削速度（m/min）进给速度（mm/min）背吃刀量（mm）备注1夹装毛胚2粗车T745°车刀80050501.23粗车长度为12mm的外圆至91T745°车刀80050501.24精车外圆至90T845°车刀10001001000.35粗车长度为2mm外圆90至49T190°车刀80050501.26精车外圆49至47T290°车刀10001001000.37扩20的孔至39 孔深为10mmT4扩孔刀300404018镗39的孔至40T5镗孔刀700100300.29去毛刺倒棱T6倒角刀500201编制审核 四 编制零件的加工程序O000

15、1N001G00G40G18G98G21;N002T0101;N003G00 G98 G21;N004T0101;N005G50 X100.0 Z350.0;N006G00 X45.0 Z320.0 M03;N007G71 U3.5 R1.0;N008G71 P008 Q016 U2.0 W2.0 S500 F150;N009G00 X48.0 S800 F120;N010G01 W-70.0;N011X31.0 W-60;N012W-15.0;N013X40.0;N014W-20.0;N015G02 X40.0 W-60.0 R70.0;N016G01 W-10.0;N017X42.5;N0

16、18W-65.0;N019G00 X100.0 Z350.0N020S630 F150;N021G50 X100.0 Z350.0;N022G00 X21.0 Z312.0;N023G01 X24.0 Z308.0;N024Z250.0;N025X25.0;N026X31.0 Z190.0;N027Z175.0;N028X37.0;N029X40.0 Z172.0;N030Z155.0;N031G02 X40.0 Z95.0 I63.25 K-30.0;N032G01 Z85.0;N033X42.5;N034Z20.0;N035X45.0;N036G00 X100.0 Z350.0 M05;N

17、037T0202;N038S315 F100;N039G00 X26.0 Z250.0 M03;N040G01 X21;N041G04 X4.0;N042G00 X100.0;N043Z350.0 M05;N044T0303;N045S200;N046G00 X25.0 Z312.0 M03;N047G92 X23.55 Z252.0 F2;N048X23.25;N049X22.95;N050X22.75;N051X22.7;N052T0202;N053S315 F100;N054G00 X45.0 Z20.0 M03;N055G01 X1.0;N056G00 X100.0;N057Z350.0;N058G00 X100.0 Z350.0 M05;N059M02;五 数控仿真加工截图UG仿真加工宇龙仿真加工 六 设计小结本设计通过传动轴零件图的分析，确定了该零件的毛坯材料及尺寸规格。通过对零件的加工工艺分析，确定了该零件的加工工艺路线。编写了详细的零件加工过程卡和工序卡。这次设计极大的提高了自己把从书本上学到的知识转向实践的能力，深化了课题的内容，理解更深层次的设计。通过本次设计，我学会了分析生产零件的图纸及技术要求，如何进行工艺分析、确定工艺方案、编制加工工艺及数