轴套类零件的加工毕业论文内容

PAGEPAGE25轴类零件的数控车削加工李东仁机电工程系数控技术0801班指导老师：孙明江【摘要】数控技术是以数字量编程实现控制机械或其他设备自动工作的

技术。世界经济发展的趋势表明，制造业是一个国家经济发展的基石而机械制造技术是现代化经济的重要保障。在当今世界上，高度发展的制造业和先进的制造技术已经成为衡量一个国家综合经济实力和科技水平的重要标志，成为一个国家在竞争激烈的国际市场上获胜的关键因素。在经济全球化的过程中，随着劳动和资源密集型产业向发展中国家的转移，我国真在逐步成为世界的重要基地。但是，由于我国工业进程起步较晚，与国际先进水平相比，制造业和制造技术还存在着阶段性的差跕，因此我们必须加强对制造技术的研究，大胆的进ࡌ技术革新，同时积极引进和消化外来技术和理念，尽快形成我国自主创新和跨越式发展的先进技术体系。使我过的制造业立䪎不败之地。机械加工技术在我国在我国现代的形式下还ঁ持续一段时间。机械犠緥的工艺是现代加工技术的核ῃ部分。所以研究机械加工工艺具有一定的实用性 近年来，由于在机械制造领域采用了微电子、传感技术、机电一体化技䜯等，使机械制造技术取得了长足的发展。精密和超精ᯆ加工、柔性化和自动化制造、高速高效切削、智能化控制是机械制造技术发展的主要方向。【关键词】常用工程材料加工切削用量刀具材料切削速度芜湖职业技术学院学生毕业设计任务书毕业（论文）课题：轴类零件的数控车削加工设计零件图：设计要求：图示是模具芯轴的零件简图。零件的径向尺寸公寸公差为±0.01mm，角度公差为±0.1°，材料为45#钢。毛坯尺寸为φ66mmx100mm。生产纲领：批量30件。设计步骤与方法：数控技术概述;零件工艺分析;确定毛坯;工件夹具;工艺路线拟定;机床设备选择；刀具选择；确定切削三要素；数学处理；数控程序设计及程序卡；工件仿真验证；设计总结；参考文献。六安职业技术学院学生毕业设计（论文）开题报告书2011年3月15日姓名李东仁专业和年级数控技术0801学制3年毕业设计(论文)题目轴类零件数控车削加工毕业论文课题综述或毕业设计说明书轴类零件的数控车削加工，在中国的历史上有了很长的历史了，现在研究关于轴类零件的加工仍然有很重要的价值。我国现在处于发展中，发展工业，离不开轴类的应用和加工工艺。所以现阶段研究轴类零件的数控车削加工的工艺对我国的工业发展有着很重要的贡献，还有着很高的实用价值。对以后的就业有着很大的帮助。轴类零件在目前的市场上用处是最多的也是要求较高的，研究轴类零件的数控车削加工。我国在合金加工的方面仍然存在着一定不足之处，加工工艺相对发达国家仍然有一定的差距，在研究合金的加工的加工过程中我们应尽量大胆的创新，冲破传统工艺的束缚对我国的合金加工工艺进行创新。发展有中国特色的合金加工工艺，促进我国合金技术加工的发展，积极推动我国工业的发展，随着机械性能成数最级的提高，其价格成倍地下降；随着网络通讯的普及化、信息处理的智能化、多媒体技术的实用化；数控技术的普及应用越来越广泛，越来越深入，数控技术正向着开放、集成、智能和标准化的方向发展设计内容第一章：数控技术概述：数控机床的基本概况

数控（numericalcontrol,NC）机床，顾名思义，是一类由数字程序实现控制的机床。与人工操作的普通机床相比，它具有适应范围广、自动化程度高、柔性强、操作者劳动强度低、易于组成自动生产系统等优点。数控机床也就是一种装了程序控制系统的机床，该系统能逻辑处理具有使用号码或其他符号编码指令规定的程序。

1952年，美国PARSON公司与麻省理工学院（MIT）合作，研制出世界上第一台数控机床。从此机床行业，乃至整个制造业和相关产业进入了一个新的发展阶段。在机床行业，由于采用了数控技术，许多过去在普通机床上无法完成的工艺内容得以完成，大量普通机床为数控机床所代替，这就极大地促进了机床行业的技术进步和行业发展。对于整个制造业，由于大量引用数控机床，使得产品质量大幅度提高，新产品开发周期明显缩短，满足了广大消费者求新和追求个性化的要求，从而形成了制造业与市场相互促进的发展趋势。一段时期内机床行业在技术发展上曾被视为“夕阳工业”，如今再度受到全世界的高度重视。在这一历史转变中，数控机床的产生与发展功不可没。此外，数控机床的发展，还带动了众多相关产业和技术的发展。

随着科学技术的发展，机械产品的结构越来越合理，其性能、精度和效率日趋提高，更新换代频繁，生产类型由大批大量生产向多品种小批量生产转化。因此，对机械产品的加工相应地提出了高精度、高柔性与高度自动化的要求。在机床行业，由于采用了数控技术，许多过去在普通机床上无法完成的工艺内容得以完成，大量普通机床为数控机床所代替，这就极大地促进了机床行业的技术进步和行业发展。目前数控机床已经遍布军工、航空航天、汽车、造船、机车车辆、机床、建筑、通用机械、纺织、轻工、电子等几乎所有制造行业。

综上所述，数控机床在促进技术进步和经济发展，提高人类生存质量和创造新的就业机会等方面，起着非常重要的作用。

数控机床是一种高效能自动加工机床，是一种典型的机电一体化产品。与普通机床相比，数控机床具有如下一些优点：易于加工异型复杂零件；提高生产率；可以实现一机多用，多机看管；可以大大减少专用工装卡具，并有利于提高刀具使用寿命；提高零件的加工精度，易于保证加工质量，一致性好；工件加工周期短，效率高；可以大大减少在制品的数量；可以大大减轻工人劳动强度，减少所需工人数量等。

一般来说，数控机床可分为数控车床、数控铣床、加工中心、车削中心几类。此次毕业设计主要是针对立式加工中心主传动系统设计，故以下介绍一些加工中心的应用和发展情况。

数控技术的发展历程

回顾数控技术的发展已经经历了两个阶段，六代的发展历程。第一个阶段叫做NC阶段，经历了电子管、晶体管、和小规模集成电路三代。自1970年开始小型计算机开始用于数控系统就进入了第二个阶段，叫做CNC阶段，成为第四代数控系统：从1974年微处理器开始用于数控系统即发展到第五代。经过十多年的发展，数控系统从性能到可靠性都得到了根本性的提高。实际上从20世纪末期直到今天，在生产中使用的数控系统大部分都是第五代数控系统。但第五代数控系统以及以前各代都是一种专用封闭的系统，而第六代——开放式数控系统将代表着数控系统的未来发展方向，将在现代制造业中发挥越来越重要的作用。我国数控系统的发展概况在对内搞活，对外开放的方针指引下，于1980年开始引进日本就有70年代末期水平的微处理器数控系统和直流伺服拖动技术。并于1981年开始生产，到1988年又开始引进美国的GE和DYNAPATH公司的数控系统和拖动技术，在上海市机床研究所和辽宁精密仪器厂组织生产。1985年以后，我国的数控机床的可供品种已超过300种，其中数控机床占40%，加工中心占27%，其它品种为重型机床、镗铣床、电加工机床、磨床、齿轮加工机床等。目前我国数控机床生产厂家共有100多家，其中能批量生产的企业有42家，平均年产量40~50台，几家重点企业年产量可以达到400~700台；数控系统生产企业约50家，但生产具有一定批量的只有8家，生产数控机床配套产品的企业共计300余家，产品品种包括八大类2000种以上。我国的数控系统分为三种类型，经济型、普及型、和高级型。在经济型数控系统中，我国具有很大优势，在当前每年数千台经济型数控车床和电加工机床的市场上，国产数控系统占据了绝大份额。在普及型数控系统的市场上，我们正在取得进展。当然，拥有自主知识产权的数控系统在市场的开拓上仍要尽更大的力量。新开发的国产数控机床产品大部分达到国际80年代中期水平，部分达到90年代水平，在技术上也有所突破，如高速主轴制造技术、快速进给、快速换刀、柔性制造、快速成型制造技术等为下一代国产数控技术的发展奠定了基础。3.数控系统的发展趋势

国际上，数控系统的发展趋势正朝着高速度高精度化、高可靠性、多功能化、智能化、集成化、具有开放性、网络化数控系统、并联机床及数控系统的方向发展。数控机床是50年代发展起来的新型自动化机床，较好解决了形状复杂、精密、小批量零件的加工问题，具有适应性强、加工精度和生产效率高的优点。由于数控机床综合了电子计算机、自动控制、伺服驱动、精密测量和新型机械结构等诸方面的先进技术，使得数控机床的发展日新月异，数控机床的功能越来越强大。数控机床的发展趋势体现在数控功能、数控伺服系统、编程方法、数控机床的检测和监控功能、自动调整和控制技术等方面的发展。

1.数控功能的扩展

1）数控系统插补和联动轴数的增加，有的数控系统能同时控制几十根轴。

2）数控系统中微处理器处理字长的增加，目前广泛采用32位微处理器。

3）数控系统中实现人机对话、进行交互式图形编程。

4）基于PC的开放式数控系统的发展，使数控系统得到更多硬件和软件的支持。

2.数控伺服系统的发展

1）交流伺服系统替代直流伺服系统。

2）前馈控制技术的发展增加了速度指令控制，使跟踪滞后误差减小。

3)高速电主轴和程序段超前处理技术（LOOKAHEAD）使高速小线段加工得以实现。

4）多种补偿技术的发展与应用如机械静摩擦与动摩擦非线性补偿，机床精度误差的补偿和切削热膨胀误差的补偿。

5）位置检测装置检测精度的提高采用细分电路大大提高了检测装置的分辧率。

3.编程方法的发展

1）在线编程技术的发展，实现前台加工操作，后台同时编程。

2）面向车间编程方法（WOP）的发展，即输入加工对象的加工轨迹，数控系统自动生成加工程序。

3）CAD／CAM技术的发展，实现计算机辅助设计与辅助制造。

4．数控机床的检测和监控功能的增强

数控机床在加工过程中对刀具和工件在线检测，发现工件超差，刀具磨损和破损及时反馈或报警处理。

5．自动调整控制技术的应用

按加工要求，数控系统动态调整工作参数，使加工过程始终达到最佳工作状态。

综上所述，由于数控机床不断采纳科学技术发展中的各种新技术，使得其功能日趋完善，数控技术在机械加工中的地位也显得越来越重要，数控机床的广泛应用是现代制造业发展的必然趋势。第二章:零件工艺分析；1.零件成型组成表面；零件由圆柱面、逆圆弧、直线、内孔和锥面几部分组成。是数控加工可选的内容。2.零件尺寸标注完整、轮廓表达清晰、零件结构合理；3.尺寸精度保证；图形上尺寸均为IT8级，用数控车床自身精度均可保证，编程时尺寸去基本尺寸即可。4.材料的选取；选用45#钢（热轧），无热处理及硬度要求，材料且学加工工艺性良好。5.各成型表面连接复杂程度中等，加工连续连续时间不长，不需用可转为刀片，用一般硬质合金刀即可。6．生产纲领；批量生产30件。第三章:确定毛坯1.毛坯尺寸的确定：由零件图的工艺分析可得，零件图的最大的圆柱面积为φ61mm尺寸长度为95.5。毛坯的表面不是光滑的，在加工前需要在普车上车表面，以保证圆柱表面的粗糙度。所以，确定零件的毛坯尺寸为φ66x100mm。2.毛坯材料的确定;毛坯选45#钢（热轧），无热处理和硬度处理。第四章：机床设备选择加工的零件材料是45#钢，无热处理和硬度的要求，选用CJK6140型号的机床既能满足加工的要求，机床带三爪自定心卡盘。第五章：工件夹具1.装夹方法（采用两次装夹）；（一）先加工左端，装夹右端，零件为圆柱型零件，选用三爪自定心卡盘夹持，并留有足够的的夹持长度（20毫米），如下图所示；一次装夹示意图（二）加工右端，装夹左端，零件为圆柱型零件，选用三爪自定心卡盘夹持，左端留有足够的长度，右端采用轴套，保证足够的刚度，如下图所示二次装夹示意图2.定位基准；端面基准设为左基准，回转基准设为轴线；设计基准、定位基准与工艺基准三者重合，以防止基准不重合，影响加工精度；在相应加工之前基准端面要先行加工。综上所述；在普车上先平端面，加工外圆去除表面的余量达到要求，完成坯料；然后把工件放在数控车床上采用三爪自定心卡盘分两次装夹，并留有足够的夹持长度和保证零件的刚度，依次完成加工的要求。第六章：工艺路线的拟定1．零件的加工顺序；（一）先加工左端，装夹右端，车平面，然后遵循由粗到精，从右向左（先近后远的加工原则），先孔后面的原则，加工时从右到左粗车各表面，粗车时留有精加工余量0.5mm，在加工螺纹孔时先采用φ8mm的钻，钻个中心孔，保证孔的垂直度，在葱孔，最后绞孔和攻丝。（二）在加工右端，装夹左端，平断面，依次加工圆弧，直线段，锥面。先粗车加工，在精加工，粗车时留精加工余量0.5mm。2.进给路线；（一）选CJK6140车床具有粗车循环和深孔螺纹的自动加工功能，加工时一句程序去自动完成。循环加工时，依零件外轮廓的引入段及延伸尺寸要足够。（二）对精加工，依零件外轮廓走刀一次完成精加工的切除。（三）深孔加工走刀次数的确定。3.走刀路线图；（一）图a为加工左端外轮廓走刀路线图（二）图b为加工左端精车走刀路线图（三）图c为深孔图的加工（四）图d为深孔加工螺纹图（五）图e为加工右端外轮廓的走刀路线图（六）图f为加工右端精车路线图（图a）加工左端外轮廓走刀路线图（图b）加工左端精车走刀路线图（图c）深孔图的加工（图d）深孔加工螺纹图（图e）加工右端外轮廓的走刀路线图（图f）为加工右端精车路线图第七章：刀具选择1.刀具材料为硬质合金：粗车时循环车削轮廓——取一般硬质合金93度右偏刀，从右到左依次车轮廓，为防涉取Kr=35度取刀杆直径D=20mmX20mm。精车轮廓时——取硬质合金93度，右偏刀，取Kr=35度取刀杆直径D=20mmX20mm。为保证刀尖圆角半径Rε小于结构上最小圆弧半径，取Rε=0.15--0.2mm。打中心孔——取硬质合金的中心钻直径为φ8mm的中心钻，长度为40mm。攻丝——麻花钻直径为φ12mm的麻花钻，长度为40mm。切割切削刃宽为4mm，取刀柄D=25mmX25mm。2.将以上所选定的刀具参数填入刀具卡。见下表：数控加工刀具卡产品的名称及代号零件图零件名称零件轴图号A4序号刀具号刀具规格及名称数量加工表面备注1T0193度硬合外圆右偏刀1粗车外表面及平端面2T0293度硬合外圆右偏刀1精车外表面3T03φ8mm的中心钻1钻中心孔4T04φ13mm的麻花钻1攻丝5T05切割1切断编制审核批准页数第八章：确定切削三要素1.被吃刀量的选择ap：（参考文献1：p221表5-7中间值）得ap=（2+6）/2=4mm由图纸得，φmax=46mm，φmin=30mm（46-30）/2=8mm由表面粗糙度Ra1.6-6.3，得留取精加工余量ap精=0.25所以ap粗总=8-0.25=7.75mm7.75/4=2次主轴转速：（参考文献1p221表5-7，并参阅机床手册中“主轴转速”）该零件的加工面由圆柱、圆弧、螺纹等表面组成。因为工件材料为45#中碳钢，尺寸较小。为保证表面精度要求选取切削速度范围为：Vc=90—110m/min。、外轮廓加工:粗加工：取Vc=（90+110）/2=100m/min考虑刀具耐用度，降20%，取Vc粗=80m/minn粗=80x1000/Πx50=560r/min精加工：Vc取中间值Vc=100m/min为保证表面粗糙度Ra，升20%。取：Vc精=120m/minn精=120x1000/Πxd均=1200x1000/3.14x40=1000r/min考虑刀具走刀，取n精=800r/min、深孔螺纹加工：（由参考文献1：p221螺纹加工主轴转速公式n=1200/p-kn=1200/3-80=320r/minf=3mm/rVf=nxf=320mm/min(3)、端面：n粗=n粗外，n精=n精外（5）、外圆段加工时：ap=4mm端面用左偏刀倒吃刀ap=1mm，f=0.25mm/r根据上面的计算结果，填入下表：Ap（mm）N（r/min）Vc(m/mm)F(mm/r)Vf(mm/min)车削粗车356080精车0.75800120螺纹粗加工孔1.2320960精加工孔螺纹0．2320960切削0.055600.15切端面0.15600.15综合前面分析的各项内容并填入数控加工工艺卡片单位名称数控0801产品名称或代号零件名称零件图好零件轴零件轴A4工序号程序编号夹具名称使用设备车间001O1111三爪字定心卡盘CJK6140数控车床数控加工中心工号工布内容刀具号刀具规格主轴转速（r/min）进给速度（mm/min）被吃刀量（mm）备注1车端面T0120x305603手动2车外圆T0120x305603自动3粗车外轮廓T0120x305603自动4精车外轮廓T0220x305603自动5钻中心孔T03φ8x403200.75自动6攻丝T04φ12x403200.75自动二次加工；掉头加工右端单位名称数控0801产品名称或代号零件名称零件图好零件轴零件轴A4工序号程序编号夹具名称使用设备车间001O2222三爪字定心卡盘CJK6140数控车床数控加工中心工号工步内容刀具号刀具规格主轴转速（r/min）进给速度（mm/min）被吃刀量（mm）备注1车端面T0120x305603手动2车外圆T0120x305603自动3粗车外轮廓T0125X255600.05自动4.精车外轮廓T0220x203209601.2自动第九章：数学处理1.编程原点处理；将编程原点选在图形的最右端中心点处，避免基准不重合时带来的误差，而且不需进行尺寸链的换算。2.编程时尺寸处理；由于精度要求不高，编程时直接用基本尺寸处理深孔螺纹加工时处理；由于孔是螺纹孔，需要先用中心钻个中心孔，然后早用机床尾架，用手加工螺纹。第十章；数控加工程序单O1111；N10G54G99G21;N20T0101;N30M03S600;N40G00X64Z2;N50G01Z-66.24F0.2;N60G00X66Z0;N70G01X0F0.05;N80G00X200Z100;N90M05;N100T0202;N110M03S600;N120G00X0Z1;N130G74R1;N140G74Z32Q10F0.05;N150G00X200Z100;N160M05;N170T0101;N180G00X66Z2;N190G71U2R0.5;N200P210Q300U2W2F0.15;N210G00X20;N220G01Z-62.02F0.15;N230XZ-66.24;N240G70P210Q230;N250G00X100Z200;N260M05;N270M30;掉头装夹左端，加工右端02222;N10G54G99G21;N20T0101;N30M03S600;N40G00X64Z2;N50G01Z-32F0.2;N60G00X66Z0;N70G01X0F0.05;N80G00X66Z2;N90G73U3W3R4;N100G73P110QU0.5W0.5F0.2;N110G00X0;N120G03X26Z-R19.4F0.15;N130G01Z-F0.2;N140X61Z-17;N150XZ-29.26;N160P110Q150;N170M05;N180M30;第十一章；设计总结分析该数控加工内容的选择；数控加工内容的选择，适宜内容；一般选取普通车床无法加工的或无法保证高精度、高效率、高柔性的既无法保证经济性又浪费时间、金钱劳动力的，而且在数控机床上有足够的加工能力时，选取数控机床加工。严禁内容：长期站用机床，加工余量不稳定，且在数控机床上无法自动调零的，一般不选用数控机床加工，在数控机床上加工不方便，效果不显著的或要经过多次加工的不选用数控机床加工。本设计工件精度要求为一般七级，表面粗糙度3.2MM所以既使用于数控机床加工，而对于小批量的生产适用于在普通机床加工，而对于成批量生产时，考虑到提高生产率的基础上，选择书空机床。数控车床加工工艺的主要内容选择合适的数控车床加工的零件，确定工序内容；分析被加工零件的图纸，明确具体的加工内容与要求；确定零件的加工方案，指定加工路线；加工工序的设计；数控加工工序的调整。数控车削加工工艺的分析零件图工艺分析：该零件表面由圆住、圆锥、逆、顺圆弧及螺纹等表面组成，其中多个直径尺寸有较严的尺寸精度和表面粗糙度要求。尺寸精度要求：该图上尺寸精度为IT7级，可以用数控车削加工工艺得到。形位精度：保证定位基准、设计基准、测量基准及编程原点的统一。表面粗糙度要求一般为R3.2~6.3UM之间，本零件设为5.3。确定在车床上的装夹方式。选择自定义三爪卡盘夹紧工件，尽量做到一次装夹中能把零件上所有特征加工出来，保证零件的定位基准应尽量与设计基准重合以减少误差。各个表面的加工顺序进刀路线，应按照先粗后精，先进后远，内外交叉，基面先行，易磨损的加工表面先行的加工原则。刀具、夹具及切削用量的选择：T01、T02、T03、T04左右粗精偏刀93度，T05切断槽刀、T06罗纹刀60、T07GB/T4459钻孔刀，夹具的选择：单位小批量生产优先选用组合刀具，可调夹具。进给量：粗车时F=0.3~0.8mm/r精车时F=0.1~0.3mm/r切断时F=0.05~0.2mm/r主轴转速n=1000vc/d车罗纹n小于1200/p关于坯料的下料方案的提出及处理单坯料：在单件小批量生产中，为方便装夹采用此方案左端留出夹持端次方案在普通车床上先车外圆后车端面。多坯料：在大批量生产中应将4根50X140的棒料同时安装此方案应在数控车床上完成。为考虑经济效益节省加工工时，保持工件表面质量精度，应采用方案二。数控工艺的制订过程。工艺措施选择理由：根据图样给定的尺寸，没有特别的精度要求，使用中等精度车床，为符合加工要求，要保留10mm的左夹持端有适当的余量。加工路线设定选择；方案一、最后加工螺纹时不能保证工件的刚度，精度不高；方案二虽然加工出来的工件表面叫好符合要求，但要采用2次装夹，各个基准点不能够统一。方案三保证了工件的刚度，编程容易，加工简单省工时所以选择方案三。工序划分原则使用说明：由于本加工内容不多，按安装次数划分工序，既以一次安装完成，用量值处理：根据〈数控加工工艺与装备〉等参考文献中的表格中的数据较理想，实际当中无法达到应选取降低10%。夹具选用处理：由于本零件为对称轴类零件，采用三爪自定心卡盘，装夹方便。编程时有关数据及指令的选择：关于本次设计过程中遇到的难题与解决途径：由于本加工零件为轴类零件，装夹时左端留10mm装夹余量，为防止轴向窜动，在另端设一辅助支撑；由于深度较大，车削时很难保证精度，在编程时先用G92指令，而不能用G93切削；加工路线中加工顺序应遵循先平端面，先粗后精，从右到左的加工原则由于螺纹易损坏，应后加工，以保证精度；各用量的选择要根据〈〈数控加工工艺装备〉〉〈〈数控加工工艺与编程〉〉中常常常常参考文献表格中参数降低10%总结经验：在加工短轴时，由于装夹不便，在用三爪自定心卡盘夹持时，为了保证精度要在右端用顶尖固定，在装夹时是否可以找到加工方法更简洁更经济的方案。