联轴器关键零件的数控加工毕业设计论文数控车床.doc
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毕业设计(论文)
课题名称:
联轴器关键零件的数控加工
系部:
汽车与机电工程学院
专业:
数控技术
班级:
姓名:
学号:
指导教师:
完成时间
-2-
目录
1、绪论 3
1.1数控加工 3
1.2本课题的内容 3
1.3本课题研究的目的及意义 4
2、联轴器总体工艺分析 4
2.1联轴器 4
2.1.1联轴器的介绍 4
2.1.2联轴器的技术指标 5
2.2联轴器的工艺分析 5
2.2.1联轴器的主要零件的工艺规划 5
2.2.2联轴器的主要零件加工的难点 7
2.3联轴器的三维实体造型 7
2.3.1造型软件介绍 7
2.3.2三维实体造型 7
2.4毛坯的确定 8
2.5确定生产类型 8
2.5.1零件质量分析 8
2.5.2确定生产类型 9
2.6联轴器的总体工艺分析 9
2.6.1工艺规划设计 9
2.6.2数控车削 11
2.6.3钻削加工 12
2.6.4镗削加工 13
2.6.5拉削加工 13
2.6.6铣削加工 13
2.6.7螺纹加工 13
2.6.8联轴器主要零件的加工工序安排 13
3、联轴器的数控加工 14
3.1扁套零件的加工工艺分析 14
3.1.1夹具的选择 14
3.1.2刀具选择 15
3.1.3切削走刀路线的分析 16
3.2套零件的加工工艺分析 22
3.2.1夹具的选择 22
3.2.2刀具选择 22
3.2.3切削走刀路线的分析 23
总结 28
致谢 29
参考文献 30
附录1扁套零件的数控车削加工程序 31
附录2套零件的数控车削加工程序 32
附录3扁套零件加工工艺过程卡 33
附录4扁套零件的数控加工工序卡 34
附录5套零件加工工艺过程卡 40
附录6套零件的数控加工工序卡 41
联轴器关键零件的数控加工
王建新
浙江工贸职业技术学院汽车与机电工程学院,班级:
数控0802班
摘要:
数控加工将程序以数字形式送入计算机或专用的数字计算装置进行处理输出,并控制生产过程中相应的执行程序,实现生产过程的自动化。
联轴器上的各个零件质量要求高、加工精密、需求量大,采用数控加工可以很好的满足加工需要。
本文以联轴器上的扁套零件和套零件为主要研究对象,认真分析其数控加工工艺过程、工艺参数、工装夹具等内容,重点对扁套零件和套零件的加工过程进行了走刀路径的分析。
和传统加工相比,数控加工显著地提高了产品质量和产品加工效率。
关键词:
数控加工联轴器工艺过程走刀路径
1、绪论
1.1数控加工
数控加工,就是泛指在数控机床上进行零件加工的工艺过程。
数控机床是一种用计算机来控制的机床,用来控制机床的计算机,不管是专用计算机、还是通用计算机都统称为数控系统。
数控机床的运动和辅助动作均受控于数控系统发出的指令。
而数控系统的指令是由程序员根据工件的材质、加工要求、机床的特性和系统所规定的指令格式(数控语言或符号)编制的。
数控系统根据程序指令向伺服装置和其它功能部件发出运行或终断信息来控制机床的各种运动。
当零件的加工程序结束时,机床便会自动停止。
任何一种数控机床,在其数控系统中若没有输入程序指令,数控机床就不能工作。
1.2本课题的内容
1、零件图纸的分析;
2、绘制零件三维模型;
3、程序的编制;
4、零件加工仿真;
5、设备的选择。
1.3本课题研究的目的及意义
1、通过课题研究回顾、总结大学三年所学。
在以后工作中,能更快速地提高专业技术;
2、综合性地运用大学期间所学的专业课程知识、理论和实习中学到的实践知识,正确地解决零件加工时遇到的问题。
使自己的实践动手、动笔、能力得到锻炼,增强了即将跨入社会去竞争,去创造的自信心;
3、提高动手能力,数据处理能力。
能够根据被要求的机床各个技术参数,选择合理的零部件,设计出既经济又合理车削中心,又能保证其加工精度。
4、学会使用各类设计手册及图表资料。
查找与本设计有关的各类资料的名称及出处,并能做到正确熟练运用。
2、联轴器总体工艺分析
2.1联轴器
2.1.1联轴器的介绍
联轴器属于机械通用零部件范畴,用来联接不同机构中的两根轴(主动轴和从动轴)使之共同旋转以传递扭矩的机械零件。
在高速重载的动力传动中,有些联轴器还有缓冲、减振和提高轴系动态性能的作用。
联轴器由两半部分组成,分别与主动轴和从动轴联接。
一般动力机大都借助于联轴器与工作机相联接,是机械产品轴系传动最常用的联接部件。
20世纪后期国内外联轴器产品发展很快,在产品设计时如何从品种甚多、性能各异的各种联轴器中选用能满足机器要求的联轴器,对多数设计人员来讲,始终是一个困扰的问题。
常用联轴器有膜片联轴器,鼓形齿式联轴器,万向联轴器,安全联轴器,弹性联轴器及蛇形弹簧联轴器。
联轴器是将两轴轴向联接起来并传递扭矩及运动的部件并具有一定的补偿两轴偏移的能力,为了减少机械传动系统的振动、降低冲击尖峰载荷,联轴器还应具有一定的缓冲减震性能。
联轴器有时也兼有过载安全保护作用。
联轴器实物图见图2-1。
图2-1联轴器实物图
2.1.2联轴器的技术指标
联轴器的标准回转直径D=200mm;公称扭矩Tn=35.5N.m;疲劳扭矩Tj=18N.m;联轴器转速n≈10r/min;轴承寿命Ln=5000h;轴线折角=3°;Ka——载荷修正系数;载荷均匀,工作平稳时,Ka=1.0;载荷不均匀,中等冲击时,Ka=1.1~1.3;较大冲击载荷和频繁正反转时,Ka=1.3~1.5;特大冲击载荷和频繁正反转时Ka>1.5。
对于转速高、折角大或其长度超出规定的万向联轴器,必须验算其转动灵活性,转动灵活性用n表示,一般情况下:
n>18000。
2.2联轴器的工艺分析
2.2.1联轴器的主要零件的工艺规划
图2-2扁套零件的二维图
图2-3套零件的二维图
对图2-2联轴器的零件扁套:
该零件图主要是轴类零件,采用车削的方法加工,由外轮廓、方槽、表面凹槽、一个φ195mm的通孔、10个M22和2个M16的内螺纹、4个台阶通孔组成。
外轮廓主体为台阶轴,可以采用车削加工。
数控车削加工在该加工过程中,能够保证良好的加工质量及较高的效率。
该零件还有很多的孔包括一个通孔,因通孔的直径为φ195mm,粗糙度要求为3.2,可用钻孔→粗镗孔→精镗孔的加工方式。
孔表面的加工方法有钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、拉孔、磨孔及光加工方法选择原则。
内螺纹主要的加工方式有:
车削、铣削、攻丝。
该零件的内孔上还有方槽,可以采用拉刀的加工方式。
对于表面台阶孔和槽,可用数控铣床加工。
对图2-3联轴器的零件套:
该零件图主要是轴类零件,采用车削的方法加工,由外轮廓、方槽、表面凹槽、一个φ210mm的通孔、16个φ26的通孔组成。
外轮廓主体为台阶轴,可以采用车削加工。
数控车削加工在该加工过程中,能够保证良好的加工质量及较高的效率。
该零件还有很多的孔包括一个通孔,因通孔的直径为φ210mm,粗糙度要求为3.2,可用钻孔→粗镗孔→精镗孔的加工方式。
孔表面的加工方法有钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、拉孔、磨孔及光加工方法选择原则。
该零件的内孔上还有方槽,可以采用拉刀的加工方式。
对于表面凹槽,可用数控铣床加工。
2.2.2联轴器的主要零件加工的难点
方槽:
在加工联轴器内孔上的方槽时由于铣刀都是圆的,所以无法用铣刀来加工方槽,所以要用拉刀来加工该零件内孔上的方槽。
群孔:
由于这2个零件有很多一样尺寸的孔,为了提高工作效率,所以采用群孔钻来加工,而群孔加工时,有一个缺点就是在多轴器上只能安装那些小的钻头,所以在用群孔加工好后还要进行扩孔加工。
曲面上钻孔:
由于麻花钻是尖的所以在曲面上加工孔的时候会导致铣刀无法找准端面,这时就应用钻套来定位,使麻花钻找准位置,便于加工。
2.3联轴器的三维实体造型
2.3.1造型软件介绍
Pro/Engineer操作软件是美国参数技术公司(PTC)旗下的CAD/CAM/CAE一体化的三维软件。
Pro/Engineer软件以参数化著称,是参数化技术的最早应用者,在目前的三维造型软件领域中占有着重要地位,Pro/Engineer作为当今世界机械CAD/CAE/CAM领域的新标准而得到业界的认可和推广。
是现今主流的CAD/CAM/CAE软件之一,特别是在国内产品设计领域占据重要位置。
2.3.2三维实体造型
图2-4联轴器的零件扁套三维模型
图2-5联轴器的零件套
利用Pro/Engineer绘图软件绘制万向联轴器的关键零件的工程图。
如上图所示:
2-4为联轴器的零件扁套的三维模型,2-5为联轴器的零件套的三维模型。
2.4毛坯的确定
联轴器的零件扁套和套的材料都为42CrMo,42CrMo是一种合金钢材料。
用于制造要求较35CrMo钢强度更高和调质截面更大的锻件,如机车牵引用的大齿轮、增压器传动齿轮、后轴、受载荷极大的连杆及弹簧夹。
其含主要化学成分有碳(0.38-0.45)、硅(0.17-0.37)、锰(0.50-0、80)、 硫(<0.035)、磷(<0.035)、铬(0.90-1.20)、镍(≤0.030)、铜(≤0.030)钼(0.15-0.25)。
硬度为HB不大于217。
由于万向联轴器零件的结构较大,所以在加工扁套零件时选用外径为φ354mm,内径为φ190mm,长度为333mm的无缝钢管做毛坯,加工套零件是则是选用外径为φ414mm,内径为φ205mm,长度为419mm的无缝钢管做毛坯,工件材料为42CrMo钢,毛坯的尺寸精度要求为IT11~12。
2.5确定生产类型
2.5.1零件质量分析
查金属材料手册得42CrMo的密度为7.85g/,然后用pro/ENGINEER软件,按照分析---模型---质量属性步骤后输入换算好后的材料密度得:
图2-6扁套的质量分析图2-7套的质量分析
由图2-6软件对扁套的质量分析可以得出扁套零件的质量为:
1.5774742e-01公吨≈158kg。
由图2-7软件对套的质量分析可以得出扁套零件的质量为:
1.3933108e-01公吨≈140kg。
2.5.2确定生产类型
已知此联轴器零件的生产纲领为100000套/年,扁套零件的质量是158kg/个,套零件的质量是140kg/个。
查《机械制造工艺设计简明手册》第2页表1.1-2,可确定该发生器的生产类型为中小批生产,所以初步确定工艺安排为:
加工过程划分阶段;工序适当集中;加工设备以通用设备为主,大量采用专用工装。
2.6联轴器的总体工艺分析
2.6.1工艺规划设计
(一)选择定位基准
定位基准选择原则:
基准重合原则,基准统一原则,便于装夹原则,便于对刀原则。
根据定位基准选择原则,避免不重合误差,便于编程,以工序的设计基准作为定位基准。
扁套零件在车、钻削加工时,先以Φ350mm,外圆的轴线作为轴向定位基准,见图2-8;铣削加工零件,以零件外圆Φ350mm的左右端面作为定位基准,见图2-9;套零件在车、钻削加工时,先以Φ410mm,外圆的轴线作为轴向定位基准,见图2-10;铣削加工零件,以零件外圆Φ410mm的左右端面作为定位基准,见图2-11。
图2-8扁套车削加工的轴向定位基准
图2-9扁套零件的铣削定位基准
图2-10套零件的车削是的轴向定位基准
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