三连接轴套的加工工艺分析与编程数控技术毕业论文

1、毕 业 论 文课 题 名 称连接轴套的加工工艺分析与编程分 院/专 业 机械工程学院/数控班 级学 号学 生 姓 名指导教师：2013年6月1日摘 要 随着机电一体化的加工技术的迅猛发展，数控机床的应用已日趋普及，机械制造业正在越来越多地采用数控技术来改善其生产加工方式，社会对其相应技术人才的需求也越来越高为此，我国机电产品呈现机电一体化发展的趋势，在机械设计中开始应用可靠性设计，优化设计和计算机辅助设计等现代设计方法，消化了引进先进技术和新材料，新工艺在产品设计中的推广采用技术标准向国际标准靠拢，标准化工作也有了新的发展，因而大大提高了机械设计和产品水平。 数控加工的目的

2、是让加工精度更高，效率更高，减少人为的加工失误为了满足和适应这个新的形势因此，本人概述了轴类典型零件的加工工艺及加工方案，通过自己所学专业知识和实际加工经验并把数控机床与普通机床合理的结合在一起，更好的应用到实际当中对于企业来说，产品的质量是企业生存的基础，那么产品工艺合理性就是根本中的根本本人经过工艺编制，将普通机床与数控机床合理的结合，使现有资源合理化，从而实现低成本高收益，首先进行轴类加工方案的确定，然后选择满足图定尺寸要求的机床，从而确定加工工艺。 本次毕业设计主要的内容是轴类零件的数控加工工艺设计采用普通机械加工和数控加工相结合的方式，设计编制轴类零件的普通加工工艺规程和数

3、控加工工艺规程，并编制精加工的数控加工程序。关键词：机械加工，数控加工，加工工艺Abstract 窗体顶端With mechatronics processing technology, the rapid development of the application of CNC machine tools has become increasingly popular, machinery manufacturing industry is increasingly using digital technology to improve their production and proce

4、ssing methods, social and technical personnel to its corresponding demand for increasingly higher. To this end, China's mechanical and electrical products showed mechatronics development trend started in mechanical design applications reliability design, optimized design and computer-aided desig

5、n, modern design methods, digest the introduction of advanced technologies and new materials, new processes in product design promote adoption. Technical standards closer to international standards, standardization work has also been a new development, thus greatly improving the mechanical design an

6、d product level.The purpose is to allow CNC machining and precision machined, more efficient, reduce human processing errors. In order to meet and adapt to this new situation. Therefore, I outlined the typical shaft parts processing technology and processing solutions have learned through their own

7、professional knowledge and practical experience in processing and the CNC machine tools and general machine reasonable combine them better into practice.For enterprises, the product quality is the basis of survival, then the product is fundamental in the process of rational fundamental. I go through

8、 the preparation process, the general machine tools and CNC machine tool reasonable combination of the rationalization of existing resources in order to achieve cost-income, first for shaft machining program to determine and select the figure given size to meet the requirements of machine tools, in

9、order to determine processing processes.The graduation project is the main contents of the shaft parts CNC machining process design. Using ordinary machining and CNC machining combination of design common shaft parts preparation process planning and CNC machining process planning and preparation of

10、finishing CNC machining process.Keywords: machining, CNC machining, processing窗体底端目 录第1章绪论.1 1.1 本课题的目的与意义.1 1.2 本课题应解决的主要问题.1 1.3 SWCNC的简单介绍.1第2章 数控技术的现状与发展.2 2.1 数控技术的现状.2 2.2 数控技术的发展.2第3章 零件图的加工工艺性分析.4 3.1 对零件的分析及毛坯的选择.43.2 机床的选择.6 3.3 确定零件的定位基准.6 3.4 装夹方式.7 3.5 选择刀具和量具.7 3.6 切削用量的选择.8 3.7 编制工艺卡.

11、9 第4章 零件加工步骤及SWCNC仿真和编程.14第5章 总结.20谢词.21参考文献.22第1章 绪论1.1 本课题的目的与意义目的：本课题的主要目的是通过对轴类零件加工工艺与编程，让我们了解数控技术在轴类零件中的应用。意义：通过本课题的编写可以使我自己的数控专业知识更加牢固，从中可以学到很多以前在课堂上所学不到的东西，能够真正的实现从理论到实践地转变，使自己的技术更进一步。1.2 本课题应解决的主要问题（1） 工件的工艺分析（2） 工件的SWCNC仿真（3） 工件的编程1.3 SWCNC的简单介绍 斯沃数控仿真的实时三维数控机床模拟系统和先进的G代码验证软件。它允许用户模拟所有的数控机床

12、操作和调试使用同一平台的NC代码！该软件套件包括：1.逼真的机器模拟器：设置，程序和操作一个虚拟的安全环境中的各种数控机床。模拟器允许所有的筹备和规划技能仿真过程，以及所有设置操作，如确定工件尺寸和夹紧，工件坐标原点，选择和测量工具的集成，最后加载刀塔和杂志。2. G-的代码backplotter（分析器和调试器），拥有先进的功能，如循环和宏罐头。该软件能够模拟NC程序，无论是在工件截面的二维可视化或虚拟3D加工区模拟和3D材料去除仿真。在模拟过程中，进行碰撞检测计算，并考虑到加工区域的所有组成部分。3. 服务器模块，远程指导和管理学生和管理测试。当软件安装在本地网络上的一个服务器 - 客户端

13、配置，它提供了教师与学生，班级和测试管理的能力。第2章 数控技术的现状与发展2.1 数控技术的现状 我国数控技术起步于1958年，近50年的发展历程大致可分为三个阶段：第一阶段从19581979年，即封闭式发展阶段。在此阶段，由于国外的技术封锁和我国基础条件的限制，数控技术的发展较为缓慢。第二阶段是在国家的“六五”、“七五”期问以及“八五”的前期，即引进技术，消化吸收，初步建立起国产化体系阶段。在此阶段，由于改革开放和国家的重视，以及研究开发环境和国际环境的改善，我国数控技术在研究、开发和产品的国产化方面都取得了长足的进步。第三阶段是在国家“八五”的后期和“九五”期间，即实施产业化的研究，进入

14、市场竞争阶段。在此阶段，我国国产数控装备的产业化取得了实质性进步。在“九五”末期，国产数控机床的国内市场占有率达50，配国产数控系统(普及型)也达到了10。目前我国一部分普及型数控机床的生产已经形成一定规模，产品技术性能指标较为成熟，价格合理，在国际市场上具有一定的竞争力。我国数控机床行业所掌握的五轴联动数控技术较成熟，并已有成熟产品走向市场。同时，我国也已进人世界高速数控机床生产国和高精度精密数控机床生产国的行列。我国现有数控机床生产厂家100多家，生产数控产品几千种以上。产品主要分为经济型、普及型和高档型三种类型。在CIMT2003上，中国内地共展出机床700多台，在600多台金属切削机床

15、和近100台金属成形机床展品中，数控机床分别占75和54。这既体现了中国机床市场的需求趋势，也反映了中国在数控机床产业化方面取得了突破性进展。虽然我国在数控产品的研究开发生产各方面有了较大的进步，但目前我国占据市场的产品主要集中在经济型产品上，而在中档、高档产品上市场比例仍然很小，与国外一些先进产品相比，在可靠性、稳定性、速度和精度等方面均存在较大差距。与发达国家相比，我国数控机床行业在信息化技术应用上仍然存在很多不足。2.2 数控技术的发展1.目前国外数控系统技术发展的总体趋势： (1) 新一代数控系统向Pc化和开放式体系结构方向发展。 (2) 驱动装置向交流、数字化方向

16、发展。 (3) 增强通信功能，向网络化发展。 (4) 数控系统在控制性能上向智能化发展。进入21世纪，人类社会将逐步进入知识经济时代，知识将成为科技和生产发展的资本与动力，而机床工业，作为机器制造业、工业以至整个国民经济发展的装备部门，其战略l生地位、受重视程度也将更加鲜明突出。2.智能化、开放性、网络化、信息化将成为未来数控系统和数控机床发展的主要趋势： (1) 向高速、高效、高精度、高可靠性方向发展。 (2) 向模块化、智能化、柔性化、网络化和集成化方向发展。 (3) 向PCbased化和开放性方向发展。 (4

17、) 出现新一代数控加工工艺与装备，机械加工向虚拟制造的方向发展。 (5) 信息技术(IT)与机床的结合，机电一体化先进机床将得到发展。 (6) 纳米技术将形成新发展潮流，并将有新的突破。 (7) 节能环保机床将加速发展，占领广大市场。第3章 零件图的加工工艺性分析3.1 对零件的分析及毛坯的选择图 3.1 零件1图 3.2 零件2图 3.3 零件3图 3.4 装配图 如图3.1,图3.2,图3.3这三件零件表面由圆柱面、圆锥面、圆弧面、螺纹面、沟槽及内孔等表面组成。虽然这三个零件的加工要求不怎么高，但是由于这三个零件要装配在一起，如图

18、3.4，所以轴和孔的配合要求还是比较高的。考虑到加工零件的费用，所以加工零件的材料选为45钢，因为45钢的加工性能好。根据上述零件几何机构的分析及其技术分析，该零件分别应该选择的毛坯为50mmX110mm，60mmX40mm，,80mmX80mm.在数控车床上按照粗加工阶段、半精加工阶段、精加工阶段进行加工，粗加工时为保证精加工的表面粗糙度及加工精度，给精加工留余量0.5mm进行加工。3.2 设备的选择 由于我在实习期间操作的台湾三峰的数控机床，所以就选择此机床。它的数控系统是FUNCK-OI-TD的系统。3.3 确定零件的定位基准1.粗基准选择原则 （1）加工余量准则：保证工件上某重要表面的

19、加工余量均匀。（2）保证位置精度原则：应尽量选择不需要加工的表面。2.精基准选择原则（1）基准重合原则：尽可能选择设计基准作为精基准；（2）基准统一原则：尽可能采用同一组基准定位来加工零件上尽可能多的表面。（3）自为基准原则：对于工件上重要表面的精加工，必须选择该表面本身作为基准。（4）互为基准原则：当对工件上两个相互位置精度要求很搞的表面进行加工时，需要用两个表面互相作为基准，反复进行加工，以保证位置精度要求。 3.定位基准 综合上述，粗、精基准选择原则，由于是轴类零件，在车床上用三爪卡盘装夹定位，定位基准应选在零件的轴线上，以毛坯48mm的棒料的轴线和左端面作为定位基准。3.4 装夹方式

20、数控机床与普通机床一样也要全里选择定位基准和夹紧应力求设计、工艺与编程计算的基准统一，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，避免采用占机人工调整式加工方案，以充分发挥数控机床的效能。装夹应尽可能一次装夹加工出全部或最多的加工表面。3.5 选择刀具和量具表3.1刀具序号名称型号/规格精度数量备注1外圆车刀刀尖角35°、55°、90°22端面车刀45°23外切槽刀刀宽4，长924外切断刀刀宽5，直径Æ6025内外三角螺纹车刀刀尖角60°P=1.5、226外梯形螺纹刀螺距627圆弧车刀R328麻花钻20、2529内孔车

21、刀盲孔，刀杆长度50镗孔直径20210内切槽刀盲孔，刀杆长度>35镗孔直径253×3(宽×深)214钻夹头215活顶尖216磁力表座1套含表头18垫刀片若干表3.2量具序号名称型号/规格精度数量备注l游标卡尺02000.0212外径千分尺025、2550、5075、751000.01各13深度千分尺1000.0114计算器1函数运算3.6 切削用量的选择1.背吃刀量的选择选择背吃刀量：背吃刀量是根据粗、精加工要求、已知的加工余量及加工系统刚性和机床功率来确定。粗加工：为提高生产效率，在刀具强度、加工系统刚性允许条件下，尽量一次切除余量即：=A（A为工件半径方向余量）。

22、若余量多，表面粗糙一平、有硬皮等，可将加工余量分二次切除即：1=（2/3-3/4）A，2=（1/4-1/3）A。精加工余量一般取=0.5mm。2.主轴转速的选择 主轴转速根据毛坯直径计算，并结合车床说明书选取：粗车时，取主轴转速n=400r/min；精车时，取主轴转速n=600r/min。车螺纹时取主轴转速n=200r/min，钻中心孔时，主轴转速n=300r/min；钻底孔时，主轴转速n=150r/min。3.进给量的选取 在粗车45钢材料时，刀杆的尺寸为18X30mm、=2mm及工件的直径为78mm，。4.进给速度的选取 根据实习时跟师傅学习数控车，一般选取：粗车时，选择=0.3mm/r，

23、精车时，取=0.1mm/r。车螺纹的进给量等于螺纹螺距，即=1.5mm/r。3.7 编制工艺卡表3.3 零件1的加工工艺卡数控加工工艺卡片产品型号零件图号产品名称零件名称零件1材料牌号毛坯种类45钢毛坯外形尺寸50mmX110mm备注工序号工序名称设备名称设备型号程序编号夹具代号夹具名称冷却液车间1车数控车床O0001，O00021三爪自定心卡盘油基切屑液金工车间工步号工步内容刀具号刀具量具及检具主轴转速（r/min）切削速度（mm/min）进给速度（mm/min）背吃刀量（mm）备注1安装零件，夹持15mm 2粗车右端外圆，26，倒角，40，倒角，48T190°外圆车刀游标卡尺，外

24、径千分尺400505023精车右端外圆到尺寸T190°外圆车刀游标卡尺，外径千分尺6001001000.54换割槽刀，车R4圆弧和8X4的槽T3外切槽刀游标卡尺，外径千分尺10020 200.55掉头装夹，取总长T190°外圆车刀游标卡尺，外径千分尺400505026粗出外圆30，37.61，倒角，48T190°外圆车刀游标卡尺，外径千分尺400505027精车外圆到尺寸T190°外圆车刀游标卡尺，外径千分尺6001001000.58换割槽刀，车5X2槽，和槽宽6的槽T3外切槽刀游标卡尺，外径千分尺15020200.59换螺纹刀车螺纹M30X1.5T4外

25、螺纹刀游标卡尺，外径千分尺200500.50.5编制审核第1页 共3页表3.4零件2的加工工艺卡数控加工工艺卡片产品型号零件图号产品名称零件名称零件2材料牌号毛坯种类45钢毛坯外形尺寸60mmX40mm备注工序号工序名称设备名称设备型号程序编号夹具代号夹具名称冷却液车间2车数控车床O0003，O00041三爪自定心卡盘油基切屑液金工车间工步号工步内容刀具号刀具量具及检具主轴转速（r/min）切削速度（mm/min）进给速度（mm/min）背吃刀量（mm）备注1装夹工件，加持8mm2钻25的孔T7麻花钻游标卡尺，内径千分尺15020200.53粗车外圆40，58T190°外圆车刀游标卡

26、尺，外径千分尺400505024精车外圆到尺寸T190°外圆车刀游标卡尺，外径千分尺6001001000.55镗孔到28.5T2镗孔刀游标卡尺，内径千分尺400404026精车内螺纹M30X1.5-7H到尺寸T6内螺纹刀游标卡尺，内径千分尺20080800.57掉头装夹，取总长T190°外圆车刀游标卡尺，外径千分尺400505028粗车外圆到52，58T190°外圆车刀游标卡尺，外径千分尺400505029精车外圆T190°外圆车刀游标卡尺，外径千分尺6001001000.510车M52X1的螺纹T4外螺纹刀游标卡尺，外径千分尺200500.50.511

27、粗车内锥孔，37.61和R3圆弧T2镗孔刀游标卡尺，内径千分尺4004040212精车内孔到尺寸T2镗孔刀游标卡尺，内径千分尺60080800.5编制审核第2页 共3页表3.5零件3的加工工艺卡数控加工工艺卡片产品型号零件图号产品名称零件名称零件3材料牌号毛坯种类45钢毛坯外形尺寸80mmX80mm备注工序号工序名称设备名称设备型号程序编号夹具代号夹具名称冷却液车间3车数控车床O0005,O00061三爪自定心卡盘油基切屑液金工车间工步号工步内容刀具号刀具量具及检具主轴转速（r/min）切削速度（mm/min）进给速度（mm/min）背吃刀量（mm）备注1装夹工件2钻内孔20T8麻花钻游标卡尺

28、，内径千分尺15020200.53车外圆58，78T190°外圆车刀游标卡尺，外径千分尺400505024粗车内孔52，40，26T2镗孔刀游标卡尺，内径千分尺400505025精车内孔T2镗孔刀游标卡尺，内径千分尺6001001000.56车内槽T9内槽刀游标卡尺，外径千分尺10020200.57车内螺纹M52X1T6内螺纹刀游标卡尺，内径千分尺200500.50.58掉头装夹，取总长T190°外圆车刀游标卡尺，外径千分尺400505029粗车外圆34，斜角，70T190°外圆车刀游标卡尺，外径千分尺4005050210精车外圆到尺寸T190°外圆车刀

29、游标卡尺，外径千分尺6001001000.5编制审核第3页 共3页第4章 SWCNC仿真及加工程序1 零件1右端加工步骤及SWCNC仿真和编程图4.1 零件1的右端加工步骤(加工完如图4.1所示)：G0X100Z100;M05;G55S200T0202M3;G0X30Z16;G1X26;G03X26Z-21R4;G0X45;G0Z-71.5;G1X32;G1Z79.5;G0X50;G0X100Z100;M30；1. 安装零件，加持15mm。2. 粗车右端外圆，26，倒角，40，倒角，48。3. 精车右端外圆尺寸。4. 换割槽刀，车R4圆弧和8X4的槽 。G1Z0F0.2;G03X26Z-7R1

30、1;G1Z-26;G1X40;G1Z-65;G1X48;N12G1Z-73;G70P11Q12;程序：O0001;G54T0101S400M3;G0X26Z2;G71P11Q12U1R0.5F0.2;N11G1Z-26F0.2;G0X50;Z1;G0X14Z1;二.零件1左端加工步骤及SWCNC仿真和编程图4.2 零件1的左端加工步骤(加工完如图4.2所示)：M05;G55T0202M3S200;G0X35Z-21;G1X26;G0X40;G0Z-30;G1X24;G0X50;Z100;M05;G55T0303M3S400;G76X28.5Z-16R0P1000Q150F0.2;G0X50Z1

31、00;M30;1. 掉头装夹，取总长。2. 粗车外圆30，37.61，倒角，48。3. 精车外圆到尺寸。4. 换割槽刀，车5X2槽和宽6的槽。5. 换螺纹刀车螺纹M30X1.5。程序：O0002;G54T0101M3S400;G0X30Z1;G71P11Q12U1R0.5F0.2;N11G1Z-21;G1X36;G1Z-30;N12G1X48;G70P11Q12G0X50Z100;三.零件2右端加工步骤及SWCNC仿真和编程图4.3 零件2的右端加工步骤(加工完如图4.3所示)：1. 装夹工件，加持8mm。2. 粗车外圆40，58。3. 精车外圆到尺寸。G0X50Z100;M05;G56T04

32、04M3S400;G0X52Z1;G71P21Q22U-1R0.5F0.2;N21G1Z0;G1X36Z-9;G1Z-18.5;G02X30Z-21.5R3;N22G0Z10;G0X50Z100;M30;M05;T0202M3S200;G0X55Z-15;G1X48F0.01;G0X55;G0X50Z100;M05;G55T0303M3S150;G0X0Z10;G83X0Z-40R0.5Q10F0.1;G0Z10;4. 钻25的孔。5. 镗孔到28.5。6. 车内螺纹M30X1-7H到尺寸。程序：O0003;G54T0101M3S400;G71P11Q12U1R0.5F0.2;N11G0X52

33、Z1;G1Z-15;G1X58;N12G1Z-27;G70P11Q12;G0X50Z100;四.零件2左端加工步骤及SWCNC仿真和编程图4.4 零件2的左端加工步骤(加工完如图4.4所示)：1. 掉头装夹，取总长。2. 粗车外圆到52，58。3. 精车外圆到尺寸。4. 车M52X1的螺纹。G0X30Z1;G71P21Q22U-1R0.5F0.2;N21G1Z-13.5;N22G0Z10;G0X50Z100;M05;G56T0303MSS300;G0X30Z1;G76X28.5Z-14P1500Q500F3;G0X0;G0Z10;G0X50Z100;M30;5. 粗车内锥孔，37.61和R3的

34、圆弧。6. 精车内孔到尺寸。程序：O0004;G54T0101S400M03;G71P11Q12U1R0.5F0.2;N11G0X40Z1;G1Z-8;N12G1X58;G70UP11Q12;G0X50Z100;M05;G55T0202M3S400;五零件3右端加工步骤及AWCNC仿真和编程图4.5 零件3的右端加工步骤(加工完如图4.5所示)：1. 装夹尺寸。2. 车外圆58，78。3. 钻内孔20。4. 粗车内孔52，40，26。G55T0202M3S200;G83X0Z-80R0.5Q10F0.1;G0Z10;G0X50Z100;M05;G56T0303M3S400;G71P21Q22U

35、-1R0.5F0.2;N21G0X26Z1;G1Z-21.5;N22G0Z10;G0X500Z500;M30;5. 精车内孔。6. 车内槽。7. 车内螺纹M52X1。程序：O0005;G54T0101M3S400;G71P11Q12U1R0.5F0.2;N11G0X34Z1;G1Z-3;G1X78Z-61;N12G1Z-70;G0X500Z500;M05;六零件3左端加工步骤及SWCNC仿真和编程图4.6 零件3的左端加工步骤(加工完如图4.6所示)：1. 掉头装夹，取总长。2. 粗车外圆34，斜角，70。G1X40;G1Z-53.5;N22G1X26;G0Z10;G0X100Z100;M05;G56T0303S200M3;G0X40Z1;G1Z-10;G1X56F0.05;G0X0;G0Z10;G0X100Z100;M30;3. 精车外圆到尺寸。程序：O0006;G54T0101S400M3;N11G0X58Z1;G1Z-5;N12G1X78;G70P11Q12;G0X1001500;M05;G55T0202S400M3;G71P21Q22U-1R0.5F0.2;N21G0X52Z1;G1Z-1