數(shù)控車軸畢業(yè)設(shè)計(jì)論文--數(shù)控車削零件的加工及仿真

1、<p>　　本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）</p><p>　　題 目 數(shù)控車削零件的加工及仿真 </p><p>　　學(xué) 院 理工學(xué)院 </p><p>　　專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化</p><p>　　年 級 2009級 &l

2、t;/p><p>　　學(xué) 號 </p><p>　　姓 名 </p><p>　　指 導(dǎo) 教 師 </p><p>　　成 績 </p&

3、gt;<p>　　年 月 日</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘要5</b></p><p><b>　　關(guān)鍵詞5</b></p><p>　　1 工藝方案分析6</p><p

4、><b>　　1.1零件圖6</b></p><p>　　1.2零件圖分析6</p><p>　　1.3毛坯的確定6</p><p>　　1.4零件毛坯圖7</p><p><b>　　2 工件的裝夾7</b></p><p>　　2.1定位基準(zhǔn)的選擇7&l

5、t;/p><p>　　2.2定位基準(zhǔn)選擇的原則7</p><p>　　2.3確定零件的定位基準(zhǔn)8</p><p>　　2.4裝夾方式的選擇8</p><p>　　2.5數(shù)控車床常用裝夾方式8</p><p>　　2.6確定合理的裝夾方式8</p><p>　　3 零件加工的分析以及確定9

6、</p><p>　　3.1加工工藝性分析9</p><p>　　3.2加工順序方案的分析9</p><p>　　3.3加工順序方案的確定10</p><p>　　3.4加工工藝過程卡10</p><p>　　4刀具及切削用量的選擇11</p><p>　　4.1選擇刀具11<

7、/p><p>　　4.2切削選擇切削用量11</p><p><b>　　5程序的編制12</b></p><p>　　5.1工件右端程序的編制12</p><p>　　5.2工件左端程序的編制15</p><p>　　6數(shù)控加工仿真18</p><p><b&

8、gt;　　參考文獻(xiàn)24</b></p><p><b>　　致謝25</b></p><p>　　數(shù)控車削零件的加工及仿真</p><p>　　摘要：數(shù)控技術(shù)是先進(jìn)制造技術(shù)的基礎(chǔ)，它的普及與應(yīng)用，使制造業(yè)發(fā)生了巨大的變化。數(shù)控技術(shù)的水平和普及程度，已成為衡量一個(gè)國家綜合國力和現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志。數(shù)控技術(shù)的高速、高精加工技術(shù)可極

9、大地提高效率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，縮短生產(chǎn)周期和提高市場競爭能力。而對于數(shù)控加工，無論是手工編程還是自動(dòng)編程，在編程前都要對所加工的零件進(jìn)行工藝分析，擬定加工方案，選擇合適的刀具，確定切削用量，對一些工藝問題（如對刀點(diǎn)、加工路線等）也需要一些處理。并在加工過程掌握控制精度的方法，才能加工出合格的產(chǎn)品。</p><p>　　關(guān)鍵詞：工藝分析 加工方案 進(jìn)給路線 刀具選擇 數(shù)控加工 </p>

10、<p>　　Abstract：Numerical control technology is the foundation of advanced manufacturing technology, and its popularization and application, causes the manufacturing industry to great changes have taken place. Numeri

11、cal control technology level and popularity, has become the measure of a nation's comprehensive power and the important symbol of the levels of modernization. Numerical control technology of high speed, high precisio

12、n machining technology can greatly improve efficiency, improve the quality </p><p>　　Key Words：industrial analysis, working scheme, Feed line, Tool selection, numerical control machining</p><p

13、><b>　　1 工藝方案分析</b></p><p><b>　　1.1零件圖</b></p><p>　　繪制零件圖如圖1.1所示</p><p><b>　　圖1.1零件圖</b></p><p><b>　　1.2零件圖分析</b></

14、p><p>　　該零件表面主要由圓柱面、螺紋、內(nèi)孔、圓錐面組成，尺寸標(biāo)注完整。圖中以的軸線為基準(zhǔn)，考慮到Φ22內(nèi)孔的加工所以必須以圓柱二端分別為基準(zhǔn)進(jìn)行二次裝夾加工。</p><p>　　工件材料為45鋼，毛坯為鑄件。機(jī)械加工前應(yīng)進(jìn)行正火處理來保證毛坯的質(zhì)量。</p><p>　　從圖紙上看，零件加工的關(guān)鍵是Φ22內(nèi)孔和的同軸度位置精度和外圓的表面粗糙度，應(yīng)該進(jìn)行多次加

15、工，以保證加工精度。</p><p><b>　　1.3毛坯的確定</b></p><p>　　零件Φ20內(nèi)孔精度和粗糙度要求比較低，所以選擇內(nèi)孔為Φ20的鑄件，尺寸為Φ50mm×80mm。</p><p><b>　　1.4零件毛坯圖</b></p><p>　　繪制毛坯零件圖如圖1.2

16、所示。</p><p><b>　　圖1.2毛坯圖</b></p><p><b>　　2 工件的裝夾</b></p><p>　　2.1定位基準(zhǔn)的選擇</p><p>　　在制定零件加工的工藝規(guī)程時(shí)，正確的選擇工件的定位的基準(zhǔn)有著十分重要的意義。定位基準(zhǔn)選擇的好壞，不僅影響零件加工的位置精度，而且

17、對零件個(gè)表面的加工順序也有很大的影響。合理的選擇定位基準(zhǔn)是保證零件加工精度的前提，還能簡化加工工序，提高加工效率。</p><p>　　2.2定位基準(zhǔn)選擇的原則</p><p>　　1）基準(zhǔn)重合原則。為了避免基準(zhǔn)不重合誤差，方便編程，應(yīng)選用工序基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，盡量使用工序基準(zhǔn)，定位基準(zhǔn)、編程原點(diǎn)三者統(tǒng)一。</p><p>　　2）便于裝夾的原則。所選的定位基準(zhǔn)應(yīng)能

18、保證定位準(zhǔn)確、可靠，定位夾緊簡單、易操作，敞開性好，能夠加工盡可能多的表面。</p><p>　　3）便于對刀的原則。批量加工時(shí)在工件坐標(biāo)系已經(jīng)確定的情況下，保證對刀的可能性和方便性。 </p><p>　　2.3確定零件的定位基準(zhǔn)</p><p>　　從零件圖可以看出，該零件的加工以圓柱的軸線為基準(zhǔn)，又考慮螺紋加工和Φ22內(nèi)孔的加工則必須以圓柱二端面分別為基準(zhǔn)面進(jìn)

19、行二次裝夾加工，但主要是以圓柱的軸線為基準(zhǔn)的統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。</p><p>　　2.4裝夾方式的選擇</p><p>　　為了工件不至于在切削力的作用下發(fā)生位移，使其在加工過程始終保持正確的位置，需將工件壓緊壓牢。合理的選擇加緊方式十分重要，工件的裝夾不僅影響加工質(zhì)量，而且對生產(chǎn)率，加工成本及操作安全都有直接影響。</p><p>　　2.5數(shù)控車床常用裝夾方式<

20、;/p><p>　　1）在三爪自定心卡盤上裝夾。三爪自定心卡盤的三個(gè)爪是同步運(yùn)動(dòng)的，能自動(dòng)定心，一般不需要找正。該卡盤裝夾工件方便、省時(shí)，但夾緊力小，適用于裝夾外形規(guī)則的中、小型工件。</p><p>　　2）在兩頂尖之間裝夾。對于尺寸較大或加工工序較多的軸類工件，為了保證每次裝夾時(shí)的裝夾精度，可用兩頂尖。該裝夾方式適用于多序加工或精加工。</p><p>　　3）用卡

21、盤和頂尖裝夾。當(dāng)車削質(zhì)量較大的工件時(shí)要一端用卡盤夾住，另一端用后頂尖支撐。這種方式比較安全，能承受較大的切削力，安裝剛性好，軸向定位基準(zhǔn)，應(yīng)用較廣泛。</p><p>　　4）用心軸裝夾。當(dāng)裝夾面為螺紋時(shí)再做個(gè)與之配合的螺紋進(jìn)行裝夾，叫心軸裝夾。這種方式比較安全，能承受較大的切削力，安裝剛性好，軸向定位基準(zhǔn)。</p><p>　　2.6確定合理的裝夾方式</p><p&

22、gt;　　第一次裝夾在左端30mm處，用三爪自定心卡盤夾持棒料，棒料的一端留出50mm圓柱，然后一次完成圓柱、槽、螺紋的粗車和精車加工。</p><p>　　第二次裝夾用軟爪，夾在右端20mm處，然后一次完成圓柱、圓錐、內(nèi)孔的粗車和精車加工。</p><p>　　3 零件加工的分析以及確定</p><p>　　3.1加工工藝性分析</p><p&

23、gt;　　零件的結(jié)構(gòu)工藝性是指所設(shè)計(jì)零件在能滿足使用要求的前提下制造的可行性和經(jīng)濟(jì)性，它包括零件整個(gè)工藝過程的工藝性，如鑄造、鍛造、沖壓、焊接、熱處理、切削加工等的工藝性，其涉及面廣，具有綜合性。</p><p>　　在不同的生產(chǎn)類型和生產(chǎn)條件下，同一種零件制造的可行性和經(jīng)濟(jì)性可能不同，所以，在對零件進(jìn)行工藝性分析時(shí)，必須根據(jù)具體生產(chǎn)類型和生產(chǎn)條件，全面、具體、綜合性分析。</p><p>

24、;　　在制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程時(shí)，主要進(jìn)行零件的切削加工工藝性分析，它主要涉及如下幾點(diǎn)：</p><p>　　工件應(yīng)便于在機(jī)床或夾具上裝夾，并盡量減少裝夾次數(shù)。</p><p>　　刀具易于接近加工部位，便于走刀、退刀、越程和測量。</p><p><b>　　便于觀察切屑情況。</b></p><p>　　盡量減少刀具調(diào)

25、整和走到次數(shù)。</p><p>　　盡量減少加工面積及空行程，提高生產(chǎn)效率。</p><p>　　改善加工條件，便于加工，必要時(shí)應(yīng)便于采用多刀、多件加工。</p><p>　　綜上所述，根據(jù)加工工藝分析，從圖樣上看出，該零件加工內(nèi)容為圓錐面、圓柱面、螺紋且都集中在外表面上。尺寸精度、表面粗糙度不算高，但是在能達(dá)到加工方案要求且不浪費(fèi)材料的情況下盡量做好每一步。<

26、;/p><p>　　3.2加工順序方案的分析</p><p>　　零件上表面比較精密表面的加工，常常是通過粗加工、半精加工和精加工逐步達(dá)到的。對這些表面僅僅根據(jù)質(zhì)量要求選擇相應(yīng)的最終加工方法是不夠的，還應(yīng)正確地確定從毛坯到最終成形的加工方案。</p><p>　　加工方案的選擇原則是保證加工表面的精度和表面粗糙度的要求，由于獲得同一級精度及表面粗糙度的加工方法一般有許多

27、，因而在實(shí)際選擇時(shí)，要結(jié)合零件的形狀、尺寸大小和形位公差等要求全面考慮。</p><p>　　由于零件的加工內(nèi)容為圓柱、圓錐、螺紋等，是常見的車削結(jié)構(gòu)，考慮加工的效率和加工的經(jīng)濟(jì)性，最理想的加工方式為車削，考慮該零件為批量生產(chǎn)，加工設(shè)備采用數(shù)控車床，選用裝有廣州數(shù)控系統(tǒng)的GSK-980T機(jī)床。</p><p>　　3.3加工順序方案的確定</p><p>　　工序1

28、，制造毛坯，Φ50mm×80mm，內(nèi)孔Φ20為的鑄件。</p><p>　　工序2，熱處理硬度為28~32HRC。</p><p>　　工序3，車削（第一次裝夾）。三爪自定心卡盤夾住棒料，棒料的一端留出50mm長度的圓柱，校平端面3mm，見光即可。</p><p>　　粗車Φ30mm×20mm、Φ36×25mm。</p>

29、<p>　　精車×20，精車Φ36×25mm，并倒角C1。</p><p><b>　　切槽4×3</b></p><p>　　加工M36×2-6g的長16mm的螺紋。</p><p>　　工序4，車削（第二次裝夾）：用軟爪夾住Φ30mm×20mm的圓柱棒料，校平端面保證總長。<

30、/p><p>　　粗車Φ400+0.039×15，R3圓弧面，Φ460+0.062×5，Φ42到Φ36圓錐面，鏜Φ220+0.062內(nèi)孔</p><p>　　精車Φ400+0.039×15，R3圓弧面，Φ460+0.062×5，Φ42到Φ36圓錐面，鏜Φ220+0.062內(nèi)孔，并倒角C1</p><p>　　工序5，檢驗(yàn)。按圖要求

31、檢查各部。</p><p>　　工序6.，入庫。涂油入庫。</p><p>　　4刀具及切削用量的選擇</p><p><b>　　4.1選擇刀具</b></p><p>　?、俅?、精車外圓：（因?yàn)槌绦蜻x用G71循環(huán)，所以粗、精選用同一把刀）硬質(zhì)合金90度放型車刀，Kr=90度，Kr’=60度；E=30度，（因?yàn)橛袌A弧輪

32、廓）以防于零件輪廓發(fā)生干涉，如果有必要就用圖形來檢驗(yàn)。</p><p>　?、阽M孔：選用90度硬質(zhì)合金鏜刀。</p><p>　　③槽刀：選用硬質(zhì)合金車槽刀（刀長12mm，刀寬4mm）。</p><p>　?、苈菁y刀：選用60度硬質(zhì)合金外螺紋車刀。</p><p>　　其加工參數(shù)詳情見表4-1、4-2。</p><p>

33、;<b>　　表4-1左端刀具表</b></p><p>　　表4-2右端刀具卡片</p><p>　　4.2切削選擇切削用量</p><p>　　其參數(shù)詳情見表4-3.</p><p>　　表4-3切削用量選擇</p><p>　　5程序的編制 </p&

34、gt;<p>　　5.1工件右端程序的編制</p><p>　　5.1.1粗加工路線圖</p><p><b>　　見圖5.1所示</b></p><p>　　圖5-1右端粗加工路線圖</p><p>　　5.1.2程序的數(shù)學(xué)處理</p><p>　　基點(diǎn)位置順序如圖5-2所示<

35、;/p><p>　　圖5-2右端基點(diǎn)順序位置</p><p>　　點(diǎn)1坐標(biāo)：X=14.0 Z=0.0</p><p>　　點(diǎn)2坐標(biāo)：X=15.0 Z=-1.0</p><p>　　點(diǎn)3坐標(biāo)：X=15.0 Z=-20.0</p><p>　　點(diǎn)4坐標(biāo)：X=17.0 Z=-20.0</p><

36、;p>　　點(diǎn)5坐標(biāo)：X=18.0 Z=-21.0</p><p>　　點(diǎn)6坐標(biāo)：X=18.0 Z=-36.0</p><p>　　點(diǎn)7坐標(biāo)：X=15.0 Z=-36.0</p><p>　　點(diǎn)8坐標(biāo)：X=15.0 Z=-40.0</p><p>　　點(diǎn)9坐標(biāo)：X=18.0 Z=-40.0</p><

37、;p>　　點(diǎn)10坐標(biāo)：X=18.0 Z=-45.0</p><p><b>　　5.1.3加工程序</b></p><p>　　加工程序單見表5-1.</p><p>　　5-1右端加工程序單</p><p>　　5.2工件左端程序的編制</p><p>　　5.2.1粗加工路線圖<

38、/p><p><b>　　見圖5-3所示</b></p><p>　　圖5-3左端粗加工路線進(jìn)給圖</p><p>　　5.2.2程序的數(shù)學(xué)處理</p><p>　　基點(diǎn)順序如圖5-4所示</p><p>　　圖5-4左端基點(diǎn)順序位置</p><p>　　點(diǎn)1坐標(biāo)：X=19.0

39、 Z=0.0</p><p>　　點(diǎn)2坐標(biāo)：X=20.0 Z=-1.0</p><p>　　點(diǎn)3坐標(biāo)：X=20.0 Z=-15.0</p><p>　　點(diǎn)4坐標(biāo)：X=23.0 Z=-18.0</p><p>　　點(diǎn)5坐標(biāo)：X=23.0 Z=-23.0</p><p>　　點(diǎn)6坐標(biāo)：X=21.0

40、Z=-23.0</p><p>　　點(diǎn)7坐標(biāo)：X=18.0 Z=-30.0</p><p>　　點(diǎn)8坐標(biāo)：X=13.0 Z=0.0</p><p>　　點(diǎn)9坐標(biāo)：X=11.0 Z=-2.0</p><p>　　點(diǎn)10坐標(biāo)：X=11.0 Z=-20.0</p><p><b>　　5.2.3加工程

41、序</b></p><p>　　加工程序單見表5-2</p><p>　　5-2左端加工程序單</p><p><b>　　6數(shù)控加工仿真</b></p><p><b>　　1.選擇機(jī)床</b></p><p><b>　　見圖6.1</b>

42、;</p><p><b>　　2定義毛坯</b></p><p><b>　　見圖6.2</b></p><p><b>　　3.放置零件</b></p><p><b>　　見圖6.3</b></p><p><b>

43、　　4.選擇刀具</b></p><p><b>　　見圖6.4</b></p><p><b>　　5.一號刀對刀</b></p><p>　　見圖6.5、6.6、6.7</p><p><b>　　6.二號刀對刀</b></p><p>

44、　　見圖6.8、6.9、6.10</p><p><b>　　7.三號刀對刀</b></p><p>　　見圖6.11、6.12</p><p><b>　　8.四號到對刀</b></p><p><b>　　見圖6.13</b></p><p><

45、;b>　　9.右端粗加工</b></p><p><b>　　見圖6.14</b></p><p><b>　　10.右端精加工</b></p><p><b>　　見圖6.15</b></p><p><b>　　11.左端粗加工</b>

46、;</p><p><b>　　見圖6.16</b></p><p><b>　　左端精加工</b></p><p><b>　　見圖6.17</b></p><p>　　圖6.1選擇機(jī)床 圖6.2定義毛坯</p><p

47、>　　圖6.3放置零件 圖6.4選擇刀具</p><p>　　圖6.5一號刀X方向?qū)Φ?圖6.6一號刀適切數(shù)據(jù)</p><p>　　圖6.7一號刀Z方向?qū)Φ?lt;/p><p>　　圖6.8二號刀X方向?qū)Φ?圖6.9適切數(shù)據(jù)</p>&

48、lt;p>　　圖6.10二號刀Z方向?qū)Φ?lt;/p><p>　　圖6.11三號刀X對刀 圖6.12適切數(shù)據(jù)</p><p>　　圖6.13四號刀對刀</p><p>　　圖6.14右端粗加工 圖6.15右端精加工</p><p>　　圖6

49、.16左端粗加工 圖6.17左端精加工</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]王先逵.機(jī)械制造工藝學(xué)[第2版] [M].機(jī)械工業(yè)出版社，2006年. </p><p>　　[2]陸建中，孫家寧.金屬切削原理與刀具[第4版] [M].機(jī)械工業(yè)出版社，2005年.</p

50、><p>　　[3]龔仲華.數(shù)控技術(shù) [M].機(jī)械工業(yè)出版社，2004年.</p><p>　　[4]楊瑞成，丁旭.機(jī)械工程材料[第2版] [M].重慶大學(xué)出版社，2004年. </p><p>　　[5]崔洪斌，肖新華.AutoCAD2010[中文版] [M].人民郵電出版社，2009年.</p><p>　　[6]吳宗澤，羅圣國．機(jī)械設(shè)計(jì)課程

51、設(shè)計(jì)手冊[第3版] [M].高等教育出版社，2006年.</p><p>　　[7]紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì)[第八版] [M].高等教育出版社，2006年.</p><p>　　[8]賈亞洲．金屬切削機(jī)床概論 [M].機(jī)械工業(yè)出版社，1996年．</p><p>　　[9]趙家齊.機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書[第2版] [M].機(jī)械工業(yè)出版社，2000年.</p>

52、;<p>　　[10]王伯平.互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)[第3版] [M].機(jī)械工業(yè)出版社，2008年. </p><p>　　[11]姜敏鳳.工程材料及熱成型工藝[M].高等教育出版社，2003年.</p><p>　　[12]李伯民.現(xiàn)代磨削技術(shù)[M].北京機(jī)械工業(yè)出版社，2004年.</p><p>　　[14]董麗華.金工實(shí)訓(xùn)教程[M].電子工業(yè)出版

53、社，2005年.</p><p>　　[15]隋錫喜.公差配合及量具使用[M].高等教育出版社，1991年.</p><p>　　[16]亞軍.機(jī)械工藝手冊[M].高等教育出版社，1996年.</p><p>　　[17]艾興.切削用量手冊[M].機(jī)械工業(yè)出版社，1994年.</p><p>　　[18]張秀珍，馮偉．?dāng)?shù)控加工課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)．機(jī)

54、械工業(yè)出版社，2012年．</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　歷時(shí)將近一個(gè)月的時(shí)間終于將這篇論文寫完，在論文的寫作過程中遇到了無數(shù)的困難和障礙，都在同學(xué)和老師的幫助下度過了。尤其要強(qiáng)烈感謝我的論文指導(dǎo)老師，她對我進(jìn)行了無私的指導(dǎo)和幫助，不厭其煩的幫助進(jìn)行論文的修改和改進(jìn)。在此向幫助和指導(dǎo)過我的各位老師表示最中心的感謝！</p>

55、<p>　　感謝這篇論文所涉及到的各位學(xué)者。本文引用了數(shù)位學(xué)者的研究文獻(xiàn)，如果沒有各位學(xué)者的研究成果的幫助和啟發(fā)，我將很難完成本篇論文的寫作。</p><p>　　感謝我的同學(xué)和朋友，在我寫論文的過程中給予我了很多你問素材，還在論文的撰寫和排版燈過程中提供熱情的幫助。</p><p>　　由于我的學(xué)術(shù)水平有限，所寫論文難免有不足之處，懇請各位老師和學(xué)友批評和指正！</p&