大专数控专业毕业论文定稿版文档格式.docx

大专数控专业毕业论文定稿版文档格式.docx

《大专数控专业毕业论文定稿版文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《大专数控专业毕业论文定稿版文档格式.docx（19页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

（1）使机械运转均匀?

?

飞轮高速旋转，由于惯性作用可贮藏能量，也可放出能量，克服运动阻力，使发动机运转平稳。

当超速运转时，它能把能量贮藏起来，使其缓慢提速，避免猛然高速运转，造成来不及操纵而失去控制；

当低速运转时，它能把能量释放出来，使其慢慢降速，避免猛然低速导致停车。

因此可使机械运转均匀，旋转平稳。

（2）协助启动?

柴油机是压缩点火的，启动时，首先必须快速摇转飞轮，使其具有启动惯性，帮助活塞越过压缩上止点，达到启动目的。

同时，在使用中，可使曲轴连杆机构越过不作功的进气、压缩、排气三个辅助行程，使曲轴能平稳旋转。

（3）方便校正供油提前角?

各种型号的柴油机，都有不同的供油提前角，如190A柴油机的供油提前角是在上止点前35度~39度；

S195柴油机的供油提前角是在上止点前16度~20度。

供油提前角过大，就会使喷入的柴油提前燃烧，工作粗暴，气缸有敲击声，柴油机功率下降，启动摇车时易发生反转；

供油提前角过小，就会启动困难，燃烧不完全，机温过高，油耗增大，排气管冒黑烟和功率下降。

但活塞是装在机体内面的，怎样才知道供油提前角是多大呢？

所以，为了准确调整供油提前角，就在飞轮边缘上刻有供油提前角的记号，校正供油提前角时，看准飞轮边缘上的刻度去校正就行了。

（4）方便调整气门间隙?

气门间隙过小，零件受热膨胀伸长时，引起气门关闭不严而漏气，燃烧不完全，烧坏气门与气门座，还有可能发生活塞顶部与气门相撞的现象;

气门间隙过大，会使气门迟开早关，开启延续时间缩短，气门开度减小，引起进气不足，废气排不干净，加剧气门与摇臂的撞击，增加其磨损。

总之，不管是过大还是过小，都会使柴油机功率下降，油耗上升。

因此在飞轮边缘上打有“0”号的上止点刻线，在校正气门间隙时，把飞轮转向压缩行程上止点，即“0”刻线，对准机体上的标志，使气门都处在关闭的情况下，才可进行气门间隙的调整。

（5）降低柴油机温度?

190A型柴油机的飞轮前端铸有许多叶片，成为柴油机的冷却风扇。

柴油机工作时，飞轮高速旋转，由于离心力作用，使飞轮室中心处的空气加速流动，降低柴油机、冷却水的温度。

2零件图分析

2.1零件图

图2.1零件图

从零件图2.1中可以看出该零件属于盘形零件，该零件主要由圆柱面、孔、键槽等特征组成。

2.2、零件的工艺分析

飞轮的零件图规定了一些技术要求，如图2.1所示。

Ф200外圆表面粗糙度为Ra3.2um；

Ф200外圆右端面粗糙度为Ra12.5um；

这些尺寸要求均不高，而图中中间的Ф38mm内孔的尺寸精度与表面粗糙度均有要求，在车削中，应重点保证，以及孔中的键槽精度要求也较高。

由于Ф200外圆表面对基准面A有同轴度要求，因此该两部位需要在一道工序内完成。

该零件中的技术要求，在数控车削中能够将其保证，适合在数控车削中加工，对于键槽也可在插床中得以保证，在插削时，应该设计好工装夹具。

3、工艺规程设计

3.1、毛坯的制造形式

零件的材料为HT200，考虑到零件材料的综合性能及材料成本和加工成本,保证零件工作的可靠,采用铸造。

由于年产量为1000件以上，属于中批生产的水平，而且零件轮廓尺寸不大，故可以采用铸造成型，这从提高生产率、保证加工精度上考虑，也是应该的。

确定该零件的毛坯零件图如图3.1所示。

图3.1毛坯图

3.2、基准面的选择

基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。

否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。

对于一般轴类零件而言，以外圆作为粗基准是完全合理的。

按照有关的粗基准选择原则（保证某重要表面的加工余量均匀时，选该表面为粗基准。

若工件每个表面都要求加工，为了保证各表面都有足够的余量，应选择加工余量最小的表面为粗基准。

）；

本设计选择轴的ф100的外圆面作为粗基准。

按照有关的精基准选择原则（基准重合原则；

基准统一原则；

可靠方便原则），对于本零件可以采用ф200外圆作为精基准。

3.3、制定工艺路线

制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度以及位置精度等技术要求能得到合理的保证。

在生产纲领已经确定为中批生产的条件下，考虑采用普通机床以及部分高效专用机床，配以专用夹具，多用通用刀具，万能量具。

部分采用专用刀具和专一量具。

并尽量使工序集中来提高生产率。

除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。

工艺路线：

工序1铸造毛坯，如图3.1所示。

工序2清砂。

工序3热处理，对零件进行人工时效。

工序4细清砂。

工序5喷漆，在非加工表面上涂上一层防锈漆。

工序6装夹Ф100外圆表面，车削加工，内容包括：

车右端面，控制右端面至孔底的深度为22.5；

车外圆Ф200至图样尺寸；

钻车内孔38mm至尺寸要求；

倒角2×

45°

。

工序7掉头装夹Ф200外圆表面，内容包括：

车左端面，保证尺寸110mm；

车Ф100外圆表面，保证尺寸95mm。

工序8划线，在Ф100端面上划10±

0.018mm键槽线。

工序9在插床上插削键槽。

工序10以200的外圆及其一端面定位，用键槽定向，钻4-Ф20的孔。

工序11零件静平衡检查。

工序12按照图纸要求，检查各部分尺寸要求。

工序14入库。

4、数控加工工艺分析

4.1、数控加工内容

①数控车削包括端面、内外轮廓面、成形表面、螺纹、切断等工序的切削加工；

②数控车床主要用于加工轴类、盘类等回转体零件；

③车削中心上可以实现车削和铣削的复合加工；

④数控车削工艺灵活多变，其丰富的循环功能指令、各类刀具的选择，是学习的重点内容。

⑤在数控车床和车削中心上加工的零件，一般采用手工编程，对具有复杂外轮廓的回转体零件可以采用自动编程。

4.2、数控机床的选择

从该零件的图纸分析可以得出，该零件精度要求一般，选用数控机床加工的目的是为了提高生产效率，降低人力劳动，从而也能更有效的保证零件的加工精度，根据现场的设备。

车床选择的机床是CKA340A，其技术参数如下所示：

全自动变频调速主轴系统?

型号?

CK340A?

广州数控系统?

最大工件回转直径?

340mm?

伺服电机/步进电机?

刀架上最大回转直径?

180mm?

手动脉冲?

最大加工长度?

350mm?

变频电机?

自动刀架工位数?

4?

四工位电动刀架?

主轴转速范围?

50-2000r/min变频调速?

精密滚珠丝杠付。

手动卡盘?

主轴通孔?

φ42?

自动润滑系统?

主轴内孔锥度?

MT6#?

冷却系统?

尾座套筒行程?

110mm?

手动尾座?

尾座套筒锥度?

MT4#?

半封闭防护罩?

导轨硬度?

HRC52?

主电机功率?

4KW?

驱动电机?

伺服?

步进?

X-4N?

X-8N?

Z-6N?

Z-12N?

快速移动速度?

X-8m/min?

X-6m/min?

Z-8m/min?

Z-6m/min?

刀架重复定位精度?

≤0.005mm?

X轴重复定位精度?

≤0.010mm?

Z轴重复定位精度?

自动润没间歇时间?

12min/time?

外形尺寸?

1650×

950×

1400?

机床重量?

1500KG?

参数如下：

型号：

SKB5050A

主电机功率：

7500（kw）

工件尺寸范围：

1000*660*1000mm

技术参数

滑枕最大工作行程

Max.strokeoftheram

500mm

工作台最大直径

Max.diameteroftheworktable

1000mm

工作台横向行程

Horizontalstrokeoftheworktable

660mm

工作台纵向行程

Verticalstrokeoftheworktable

刀具支承面到床身前臂距离（喉伸）

Distancefromthebearingsurfacetofrontsideofbody

滑枕往复次数

Moveandreturntimesofram

9、12.5、18、25、36、50次/分（times/minute）

工作台纵横机动进给量范围

Horizontalandverticaldevicefeedquantity?

rangeofworktable

0～1.2mm（无极）/滑枕往复一次

（stepless）/theramgoesandreturnsonetime

工作台回转最小分度单位

Min.graduationunitoftherotaryofworktable

0.001o

最大切削力

Max.cuttingforce

16000N

主电机功率

Powerofmainmotor

7.5kw

机床重量

Netweightofthemachine

（约approx.）10T

机床轮廓（长×

宽×

高）

Overalldimensions（length*width*height）

3480×

2085×

3307mm

根据现场的设备，选择XK714床身式数控铣床，具体参数如下：

FANUC-Oi系统型号XK714规格400*800

技术参数：

802D

802-S

单位

工作台面尺寸

400x800

mm

工作台T型槽宽x槽数

18x3

工作台最大承重

500

kg

工作台最大纵向行程

600

工作台最大横向行程

400

垂向主轴头上下最大行程

主轴端面至工作台面距离

125-650

主轴中心至垂直导轨面距离

510

主轴孔锥度

BT40

主轴转速范围

50-8000

r/min

主轴电机功率

5.5/7.5

kw

20-5000

5-500

mm/min

快速进给速度

7500

2500

定位精度

±

0.01

重复定位精度

气源压力

5.5x105

Pa

机床外形尺寸

2000x2200x2500

机床净重

3000

4.3、夹具的选择

本题中的零件为回转型零件，切同轴度要求不高。

可直接选用机床的自带的三爪自定心卡盘装夹即可。

三爪卡盘是最常用的车床也是数控车床的通用卡具。

三爪卡盘最大的优点是可以自动定心。

它的夹持范围大，但定心精度不高，不适合于零件同轴度要求高时的二次装夹。

三爪卡盘常见的有机械式和液压式两种。

液压卡盘装夹迅速、方便，但夹持范围小，尺寸变化大时需重新调整卡爪位置。

数控车床经常采用液压卡盘，液压卡盘特别适用于批量加工。

由于键槽部位的精度要求较高，为了保证其精度要求，并提高生产效率，在插削时选用专用夹具进行装夹，夹具名称为B5020，此夹具为组合夹具。

夹具如图4.1所示。

图4.2夹具三视图

在铣床上主要是用来钻孔，目的为了提高加工效率，夹具选用钻床的夹具进行装夹，即选用Z525专用钻模进行装夹。

4.4、数控刀具的选择

刀具材料的发展对切削技术的进步起着决定性的作用。

切削中所使用的刀具材料有金刚石、聚晶立方氮化硼、陶瓷、硬质合金、高速钢等。

刀具损坏机理是刀具材料合理选用的理论基础，刀具材料与工件材料的性能匹配合理是切削刀具材料选择的关键依据，要根据刀具材料与工件材料的力学、物理和化学性能选择刀具材料，才能获得良好的切削效果。

（1）高速钢是一种加入了较多的钨、钼、铬、钒等合金元素的高合金工具钢。

高速钢具有较高的强度和韧性，并且具有一定的硬度和耐磨性。

适合各类刀具的要求。

高速钢刀具制造工艺简单，容易磨成锋利切削刃，因此尽管各种新型刀具材料不断出现，高速钢刀具在金属切削中仍占较大的比例。

可以加工有色金属和高温合金。

由于高速钢具有以上性能，活塞加工中的铣浇冒口、铣横槽及铣膨胀槽用铣刀、钻油孔用钻头等刀具都为高速钢材料。

（2）硬质合金是由难熔金属碳化物（如WC、TiC、TaC、NbC等）和金属粘结剂（如Co、Ni等）粉末经粉末冶金的方法制成。

由于硬质合金中都含有大量的金属碳化物，这些碳化物都有熔点高、硬度高、化学稳定好、热稳定性好等特点，因此，硬质合金材料的硬度、耐磨性、耐热性都很高。

常用硬质合金的硬度为89～93HRA，比高速钢的硬度（83～86.6HRA）高，在800～1000℃时尚能进行切削。

在540℃时，硬质合金的硬度为82～87HRA，在760℃时，硬度仍能保持77～85HRA。

因此，硬质合金的切削性能比高速钢高得多，刀具耐用度可提高几倍到几十倍，在耐用度相同时，切削速度可提高4～10倍。

根据刀具材料的性能以及零件的材料及热处理要求，可确定该零件的刀具材料可选择YT15、YW1、YW2。

根据现场的刀具情况，决定选择YT15进行车削。

具体的刀具请参见表4.1。

表4.1数控加工刀具卡

加工机床

刀具号

刀具名称

刀具规格

刀具材料

数控车床

T0101

端面车刀

95°

如图4.3所示

YT15

T0202

外圆车刀

90°

T0303

麻花钻

Ф30mm

T0404

镗刀

数控铣床

T01

中心钻

Ф5mm

高速钢

T02

Ф20mm

图4.3

4.5、切削用量的选择

切削用量包括主轴转速、背吃刀量及进给速度，并常被称为切削三要素。

其确定原则是：

保证零件加工精度和表面粗糙度，充分发挥刀具切削性能，保证合理的刀具耐用度；

并充分发挥机床的性能，最大限度提高生产率，降低成本。

影响切削用量的因素很多，工件的材料和硬度、加工精度的要求、刀具的材料和耐用度，是否使用切削液等都是直接影响到切削用量的大小。

在数控程序中，决定用量的参数是主轴转速和进给速度，它们两者的选择与在普通机床加工时的值相似，可以通过查表和计算得到，也可以查阅金属切削工艺手册根据经验数值给定。

本文在这里主要讲述车削用量的选择。

（1）主轴转速

主轴转速应根据允许的切削速度和工件（或刀具）直径来选择。

其计算公式为：

n=1000v/πD

式中

v----切削速度，单位为m/min，由刀具的耐用度决定；

n---主轴转速，单位为r/min；

D----工件直径或刀具直径，单位为mm。

综合公式、机床说明书及加工经验,加工粗车主轴转速S=600r/min，精车外表面S=1200r/min，精车内轮廓S=800r/min。

（2）进给速度

进给速度是数控机床切削用量中的重要参数，主要根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具与零件的材料性质来选取。

当加工精度和表面粗糙度要求高时，进给量应选择的小些。

最大进给量受机床刚性和进给系统的性能影响，并与数控系统脉冲当量的大小有关。

车削加工时，进给量F与进给速度之间关系为：

f=v/n

本加工中粗车F=0.2~0.25mm/r；

精车F=0.15~0.2mm/r，部分圆角、倒角F=0.1mm/r。

（3）背吃刀量

背吃刀量根据机床、工件和刀具的刚度来决定，在刚度允许的条件下，应尽可能使背吃刀量等于工件的加工余量，这样可以减少走刀次数，提高生产效率。

为了保证加工表面质量，可留少量精加工余量，一般0.2～0.5mm。

本加工中粗车背吃刀量为1.5mm，精车被吃刀量为0.5mm。

此外，车削加工中，切削三要素是相互关联的。

在粗加工中，为提高效率，一般采用较大背吃刀量，此时切削速度和进给量相对较小；

而在半精加工和精加工阶段，一般采用较大切削速度、较小进给量和背吃刀量，以获得加工质量。

总之，切削用量的具体数值应根据机床性能、相关的手册并结合实际经验用类比方法确定。

同时，使主轴转速、切削深度及进给速度三者能相互适应，以形成最佳切削用量。

5、工艺卡片

5.1、机械加工工艺过程卡片

材料

45#钢

毛坯种类

铸件

毛坯外形尺寸

Ф210×

120

工序号

工序名称

工序内容

车间

工段

设备

1

铸造

2

清砂

3

热处理

人工时效

4

细清砂

5

涂漆

非加工面涂防锈漆

6

车

夹Ф100mm外圆，车Ф200mm外圆及右端面，保证尺寸22.5mm,钻车内孔38mm至图样尺寸要求，倒角2×

CAK340A

7

调头，夹Ф200mm外圆，平左端面保证尺寸110mm和95mm，倒角2×

8

划线

在Ф100mm端面上划键槽10±

0.018mm

9

插

以Ф200mm外圆及其右端面定位，按Ф38内孔中心找正，插键槽

数控插床

10

钻

以Ф200mm外圆及其一端面定位，钻4个20的孔

XK714

11

钳

零件静平衡检查

12

检验

按图纸要求，检查各部尺寸及精度

13

入库

5.2、数控车削加工工序卡片

班级

08-26

产品名称

夹具名称

使用设备

姓名

张翠

飞轮

三爪自定心卡盘

工步号

工步内容

主轴转速r/mm

进给速度mm/r

备注

平端面，并倒角

0.2

粗车外圆

精车外圆

1200

0.15

钻孔

300

粗镗孔

精镗孔

800

0.05

粗车端面

精车端面，并倒角

6、数控加工程序清单

6.1、数控车床程序

（1）第一次装夹程序

O0001

T0101（端面车刀）

M03S600

M08

G00X212Z7

G94X200Z0F0.2

X190

X180

X170

X160

X150

X140

X130

X120

X110

X100

X90

X80

X70

X60

X50

X40

X30

X20

X10

X0

G00X212Z0S1200

G01X0F0.15

G00Z2

X300Z150

T0202（外圆车刀）

G00X212Z2

G90X208Z-98F0.2

X206

X204

X202

X200.5

X200S1200

G00X196

G01Z0F0.2

G01X200Z-2F0.15（倒角）

G00X300Z150

T0303（麻花钻）

M03S300

G00X0Z5

G01Z-125F0.2

Z5F0.5

T0404（镗刀）

G00X28Z2

G90X32Z-125F0.15

X34

X36

X37.9

X38F0.05S800

G00X42

G01Z0F0.15

X38Z-2F0.05

G00X30

Z150

X300

M30

（2）第二次装夹程序

O0002

M03S600

G00X102Z7

G94X90Z0F0.2

X38

G00Z0

G01X0F0.1S1200

X2