機電工程畢業(yè)論文

1、摘 要本文主要針對軸類零件的加工進行工藝分析。軸類零件通常由內外圓柱面、內外圓錐面、端面、臺階面、螺紋、圓弧等組成，主要用于支撐傳動零件，承受載荷，傳遞轉矩等，有較高的精度和粗糙度要求。 為保證軸類零件的高精度要求，本設計針對零件進行了工藝分析、尺寸計算、程序編寫以及數(shù)控仿真，制定了正確的工藝方案，包括：裝夾方案和工藝路線，選擇合理的刀具和夾具，并能利用數(shù)控仿真軟件進行了驗證。實現(xiàn)了數(shù)控車床的自動化，智能化，高精度、快速度，短周期等功能。數(shù)控加工制造技術正逐漸得到廣泛的應用。零件加工之前，進行工藝分析、編程設計具有非常重要的作用。本文通過對典型的軸類零件數(shù)控加工工藝的分析，給出了一般零件設計加

2、工工藝分析的方法，對于提高制造質量和實際生產，具有一定的指導意義。關鍵詞: 零件圖紙分析 ; 加工工藝 ; 編程 引 言數(shù)字控制機床(Numerical Control Machine Tools)簡稱數(shù)控機床，這是一種將數(shù)字計算技術應用于機床的控制技術。它把機械加工過程中的各種控制信息用代碼化的數(shù)字表示，通過信息載體輸入數(shù)控裝置。經運算處理由數(shù)控裝置發(fā)出各種控制信號，控制機床的動作，按圖紙要求的形狀和尺寸，自動地將零件加工出來。數(shù)控機床較好地解決了復雜、精密、小批量、多品種的零件加工問題，是一種柔性的、高效能的自動化機床，代表了現(xiàn)代機床控制技術的發(fā)展方向，是一種典型的機電一體化產品。 制造自

3、動化技術的廣泛使用，給機械制造業(yè)生產方式、產業(yè)結構、管理方式帶來了深刻變化，它的關聯(lián)效益和輻射能力更是難以估計。數(shù)控技術是制造業(yè)實現(xiàn)自動化、柔性化、集成化生產的基礎，離開了數(shù)控技術，先進制造技術就成了無本之木。因此，數(shù)控技術及數(shù)控裝備是關系到國家戰(zhàn)略地位和體現(xiàn)國家綜合國力水平的重要基礎性產業(yè)，其水平高低是衡量一個國家制造業(yè)現(xiàn)代化程度的核心標志，實現(xiàn)加工機床及生產過程數(shù)控化，已經成為當今制造業(yè)的發(fā)展方向。 在機械制造過程中，工藝技術水平不僅對企業(yè)的產品質量有至關重要的影響，而且影響著企業(yè)生產的物耗、能耗和效率等方面。也就是說，企業(yè)的工藝技術水平直接決定著各種投入資源在生產過程中的變換效

4、率，決定著企業(yè)經濟效益的優(yōu)劣。在企業(yè)工藝技術不變的情況下，盡管可以通過強化管理及其他手段，在一定程度上提高企業(yè)的經濟效益，但這種可能性是有限的。一定的工藝技術水平決定了企業(yè)經濟效益的大致區(qū)間，要持續(xù)不斷地提高企業(yè)的經濟效益，就必須不斷地開展工藝創(chuàng)新。目前，隨著國內數(shù)控機床用量的劇增，急需培養(yǎng)一大批各種層次的數(shù)控人才，特別是應用型高級技術人才及能熟練操作數(shù)控設備的技能人才。本課題以數(shù)控零件加工工藝的編制為主要內容，重點掌握零件圖的分析以及工藝過程卡的制定和程序的編制。難點是三個相交圓弧在加工過程中不能與刀具發(fā)生干涉，另外要保證同軸度零件同軸度的要求。從此典型零件中能讓我們對所學書本知識達到鞏固與

5、加強的目的，對數(shù)控零件的加工有一個全新的認識。第一章 零件圖樣及要求1.1 設計技術要求1.1.1 零件圖如圖所示：圖2-11.1.2 技術要求如下：（1）以中批量生產條件編程。（2）不準用砂布及銼刀修飾表面。（3）未注倒角1X45，銳邊倒鈍0.2X45。（4）未注公差尺寸按GB1804M。（5）端面允許打中心孔。（6）毛坯尺寸：（55X150）。（7）材料：45#，調質處理HRC2636。第二章 零件圖工藝分析2.1 零件幾何要素分析從結構上看該零件主要由圓柱面、圓錐面、圓弧面、內孔及螺紋等表面組成,其結構形狀復雜,很適合數(shù)控車床的車削加工。2.2 精度分析2.2.1 尺寸精度分析該零件件精

6、度要求較高的尺寸有: 右端內孔直徑28+0.04 0內孔深26+ -0.02、球面圓弧S48+ -0.02、凹圓弧R9+ -0.02、凸圓弧左端面直徑35 0 -0.03 、凸圓弧直徑42 0 -0.03、左端大圓外圓柱面直徑52 0 -0.03、槽寬3 0 -0.03、相鄰槽間距4+0.03 0、左端30圓柱面的長度33+ -0.02、零件總長145+ -0.08。需仔細對刀和認真調整機床，并采用合理的加工方案。2.2.2 形位精度分析主要的形位精度有:外圓52軸線對基準軸線A的同軸度公差要求。 表面粗糙度分析52圓柱面、35圓柱面、20º圓椎面、28內孔表面，加工后的表面粗糙度為

7、Ra1.6um，其他表面的粗糙度為Ra3.2 um。要保證零件的加工精度和表面粗糙度,就要通過制定合適的加工工藝,合理選擇工件的裝夾方式,通過選用合適的刀具及幾何參數(shù),正確的粗、精加工路線,合理的切削用量等措施來保證。2.3 加工方案的擬訂由于該零件比較復雜,加工部位較多,因而采用兩次裝夾后完成粗、精加工的加工方案。 手動鉆中心孔后，先加工工件左端外形，完成粗精加工后，掉頭加工工件右端。進行數(shù)控加工時盡可能采用沿軸向切削的方式進行加工,以提高加工過程中工件與刀具的剛性.2.4 工件的定位及裝夾為了減小工件加工過程中的定位誤差，工件在CKY400型數(shù)控車床上采用三爪卡盤進行定位與裝夾。當?shù)纛^加工

8、工件右端時，采用一夾一頂?shù)难b夾方式。工件裝夾過程中，應對工件進行找正，以保證工件軸線與主軸軸線同軸。第三章 編程尺寸的計算3.1 上下偏差換算成平均尺寸28+0.04 0換算為28.02+ -0.0235 0 -0.03換算為34.985+ -0.01542 0 -0.03換算為41.985+ -0.01552 0 -0.03換算為51.985+ -0.0153 0 -0.03換算為2.985+ -0.0154+0.03 0換算為4.015+ -0.015圖4-13.2 利用尺寸鏈解出圖中未標注的尺寸A0=A1+A2+A3+A4 解得 A3=18ES(A0)= ES(A1)+ ES(A2)+

9、ES(A3)+ ES(A4) 解得 ES(A2)=0圖 4-2EI(A0)= EI(A1)+ EI(A2)+ EI(A3)+ EI(A4) 解得 EI(A2)=0 A2=18A0=A7-A1-A2-A3-A4-A5-A6 解得A6=7 ES（A0）= ES（A7）- EI（A1）- EI（A2）- EI（A3）- EI（A4）- EI（A5）- EI（A6） 解得EI（A6）=-0.06EI（A0）=EI（A7）- ES（A0）- ES（A1）- ES（A2）- ES（A3）- ES（A4）- ES（A5）- ES（A6） 解得ES（A6）=+0.06 綜上可得A6=7+0.06 -0.06第

10、四章 加工路線圖4.1 工序一 手動鉆孔：4mm中心鉆4.2 工序二工步（一）：調用刀具T02外圓粗車刀，粗車左端面、臺階面主軸轉速600(r/min)、進給量0.2(mm/r)、背吃刀量1.5(mm)，留精加工余量X0.2mm、Z0.2mm。圖 5-1 工步（二）：調用刀具T03外圓精車刀，精加工左端面、臺階面主軸轉速1200(r/min)、進給量0.1(mm/r)、背吃刀量0.1(mm)，加工到標注要求尺寸。圖 5-2工步（三）：調用T04螺紋刀，車螺紋至要求尺寸圖 5-3主軸轉速400(r/min)、進給量2.0(mm/r)、背吃刀量0.90.1(mm)。螺紋刀的背吃刀量應按照螺紋加工手

11、冊查表，逐漸減小。螺紋刀在最后一次走刀的時候，重復多走一次，確保螺紋的光滑。4.3 工序三工步（一）：工件調頭裝夾，調用T05粗車右端外圓錐面、曲面 主軸轉速600(r/min)、進給量0.17(mm/r)、背吃刀量1.3（mm），圓錐面、曲面各留精加工余量X0.2mm、Z0.2mm。圖5-4 工步（二）：調用T06粗精車右端外圓錐面、曲面至要求尺寸圖 5-5主軸轉速1000(r/min)、進給量0.07(mm/r)、背吃刀量0.08（mm），加工標注要求尺寸。工步（三）：調用T07切槽刀，切圓錐面、右端面至要求尺寸圖5-6主軸轉速400(r/min)、進給量0.1(mm/r)，加工到標注要求

12、尺寸。切槽刀在加工到最標注尺寸的時候，應在底部停留幾秒，保證槽底光滑。4.4 工序四工步（一）：調用T08鉆頭，鉆直徑為25的孔圖5-7主軸轉速300(r/min)、進給量0.1(mm/r)，加工到標注要求尺寸。工步（二）：調用T09內孔車刀，鏜內孔至要求尺寸。粗車時主軸轉速400(r/min)、進給量0.1(mm/r)，進給量1.2(mm)精車時主軸轉速800(r/min)、進給量0.08(mm/r)，進給量0.1(mm),加工到標注要求尺寸。圖 5-8第五章 刀具調整圖5.1 加工左端臺階面及螺紋圖6-15.2 調頭加工工件右端錐面、曲面，鉆孔并鏜孔圖 6-2圖 14第六章 數(shù)控加工工序卡

13、6.1 數(shù)控加工工序卡（一）數(shù)控加工工序卡片（一）工廠工序號程序編號夾具編號使用設備車間一無三爪卡盤普通車床1工步號工步內容加工面刀具號刀具規(guī)格主軸轉速(rmin)進給量(mmr)背吃刀量mm1鉆中心孔鉆孔T014mm中心鉆6.2 數(shù)控加工工序卡（二）數(shù)控加工工序卡片（二）工廠工序號程序編號夾具編號使用設備車間二O0001三爪卡盤塞塊數(shù)控車床2工步號工步內容加工面刀具號刀具規(guī)格主軸轉速(rmin)進給量(mmr)背吃刀量mm1粗車30外圓，臺階端面, 52外圓，留精加工余量 0.2mm30外圓，臺階端面, 52外圓T0295°左偏刀60002152精車30外圓，臺階端面, 52外圓至

14、尺寸30外圓，臺階端面, 52外圓T0395°左偏刀12000101 3車螺紋至尺寸螺紋T0460°螺紋刀4002.009、06、06、04、016.3 數(shù)控加工工序卡（三）數(shù)控加工工序卡片(3)工廠工序號程序編號夾具編號使用設備車間三O0002三爪卡盤(軟爪)數(shù)控車床2工步號工步內容加工面刀具號刀具規(guī)格主軸轉速(rmin)進給量(mmr)背吃刀量（mm）1粗車外圓曲面,錐面留精加工余量0.2mm外圓曲面,錐面T05主副偏角62.5º6000.171.32精車外圓曲面,錐面至尺寸外圓曲面,錐面T06主副偏角72.5 º10000.070.083切外圓曲面

15、,錐面端面到尺寸外圓曲面,錐面、右端面T073mm寬切槽刀4000.16.4 數(shù)控加工工序卡（四）數(shù)控加工工序卡片(3)工廠工序號程序編號夾具編號使用設備車間四O0003三爪卡盤(軟爪)數(shù)控車床2工步號工步內容加工面刀具號刀具規(guī)格主軸轉速(rmin)進給量(mmr)背吃刀量（mm）1鉆孔鉆孔T08直25鉆頭3000.12鏜內孔至尺寸28內孔T09左偏內孔鏜刀粗車4000.11.2精車8000.080.1第七章 數(shù)控加工程序的編寫7.1 工序一手動鉆中心孔7.2 工序二程序%0002;T0202; （粗車端面，外圓）M03 S600;G00 X58.0Z2.0;G71 U1.5 R1.0 P10

16、 Q20 X0.2 Z0.05 F0.2;N10 G00 X0;G01 Z0 F0.08;X26.4;X30.4 Z-2.0;Z-32.8;X50.4;X52.4 Z-34.0;N20 G01 Z-52.0;G00 X100;Z150 T0200;T0303; （精車端面、外圓）M03 S1200;G00 X26.0 Z2.0;G01 X26.0 Z0;X30 Z-2.0;Z-33.0;X49.985 Z-33.0;X51.985 Z-34;Z-52.0;G01 X58.0;G00 X100;Z150 T0300;T0404; （車螺紋）M03 S400;G00 X34.0 Z2.0;G82

17、X29.1 Z-25.0 F2.0;X28.5 Z-25.0;X27.9 Z-25.0;X27.5 Z-25.0;X27.4 Z-25.0;X27.4 Z-25.0;G01 X31.0;G00 X100;Z150 T0400;M05;M307.3 工序三程序%0003;T0505; （粗車曲、錐面）M03 S600;G00 X58.0 Z3;G71 U1.5 R1.0 P30 Q40 X0.2 Z0.05 F0.17;N30 G00 X37.86 Z2;G41;G01 X37.86 Z0 F0.07;G03 X35.465 Z-29.27 R24;G02 X36.845 W-12.95 R9;

18、G03 X35.385 Z-57 R8;G01 X37.04 Z-61.17;G01 X41.13 Z-65;N40 X53.985 Z-95 G40;G00 X100;Z150 T0500;T0606; （精車曲、錐面）M03 S1000;G00 X37.46 Z2;G41;G01 X37.46 Z0 F0.07;G03 X35.065 Z-29.27 R24;G02 X36.445 W-12.95 R9;G03 X34.985 Z-57 R8;G01 X36.64 Z-61.17;G01 X40.73 Z-65;X53.985 Z-95;G40;G00 X100;Z150 T0600;T0

19、707; (切槽)M03 S400;G00 X55;Z-89;G01 X39;G04 P4;G01 X55;W7;X39;G04 P4;G01 X55;W7;X39;G04 P4;G01 X55;Z-65;X34.985;W5;X50;Z0;X0;Z3;G00 X100;Z150 T0700;M05;M30;7.4 工序四程序 先手動鉆孔%0004;T0909; （鏜內孔）M03 S400;G00 X25 Z3;G01 X26 Z0 F0.1;Z-26;G01 X10;G00 Z3;G01 X27;Z-26;X10;G00 Z3;G01 X27.8;Z-26;X10;G00 Z3;M03 S8

20、00;X30.02;G01 X30.02 Z0;X28.02 Z-1;Z-26;X10;G00 Z150X100 T0900;T0101;M05M30;結束語畢業(yè)設計是我們面臨畢業(yè)時的一項考驗，同時也是一次非常難得的理論與實際相結合的機會。本次課題貫穿本專業(yè)所學到的理論知識與實踐操作技術，從分析設計到計算、實際的編程、數(shù)控仿真，同時本次選題提供了自主學習，自主選擇，自主完成的機會。畢業(yè)設計有實踐性，綜合性，探索性，應用性等特點，本次選題的目的是數(shù)控專業(yè)教學體系中構成數(shù)控技術專業(yè)知識及專業(yè)技能的重要組成部分，是運用數(shù)控機床實際操作的一項重要準備工作。傳統(tǒng)的回轉體工件設計是應用系統(tǒng)方法分析和研究產

21、品生產的問題和需求。現(xiàn)代回轉體類的數(shù)控加工設計理論已經不拘泥于系統(tǒng)論的理論基礎，開始強調產品尺寸精度，工藝嚴格性，從而更加有得于學生裝的數(shù)控編程及操作的創(chuàng)新精神和實踐能力。通過這次對零件圖的完整工藝分析和編程設計，我擺脫了以前單純的理論知識學習狀態(tài)，讓我把所學與實際緊密的相結合起來，鍛煉了我的綜合運用所學的專業(yè)基礎知識，解決實際工程問題的能力，同時也提高我查閱文獻資料、設計手冊、設計規(guī)范以及電腦制圖等其他專業(yè)能力水平，而且通過對整體的掌控，對局部的取舍，以及對細節(jié)的斟酌處理，都使我的各方面能力都得到了鍛煉和提升。這是我們都希望看到的也正是我們進行畢業(yè)設計的目的所在。雖然在畢業(yè)設計過程中，我遇到

22、了許多的麻煩，但這讓我認識到了以前課程當中的純粹理論知識與實際的差異，也讓我知道了如何去面對和改善理論與實際的差異。在設計過程中，各種設計合理的適用條件，各種設備的選用標準，各種產品的加工方法，我都是隨著設計的不斷深入而不斷熟悉并學會應用的。工夫不負有心人，此次的設計讓我對零件加工過程中的各工藝分析得到了很大的提高并積累了寶貴的經驗。數(shù)控零件的加工工藝與編程是一門實踐性很強的課程，是機械設計制造及其自動化專業(yè)、機械工程及其自動化專業(yè)的專業(yè)課程，所以我們只有通過多多的實踐，才能更牢固的掌握書本上的知識，通過這次的畢業(yè)設計，是我們很好的把過去學過的知識能夠很好的串起來，當中也發(fā)現(xiàn)了很多的問題，通過與同學之間的共同討論和老師的指導，解決了很多問題，當然還存在很大的不足，希望在今后的學習過程當中，能夠查漏補缺，再接再厲，把這門課程的知識學的更扎實，為今后的工作打下堅實的基礎。 致 謝本論文在高世明老師的悉心指導和嚴格要求下完成的。三年的讀書生活在這個季節(jié)即將劃上