传动轴数控加工工艺的设计说明Word格式.docx
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指导教师(签名)年月日
教研室主任(签名)年月日
系主任(签名)年月日
毕业设计(论文)开题报告
设计(论文)题目
传动轴数控加工工艺设计
一、选题的背景和意义:
制造业是我国国民经济的支柱产业,其增加值约占我国国内生产总值的40%以上,而先进的制造技术是振兴制造业系统工程的重要组成部分。
数控加工又是其核心技术,它的出现及所带来的巨大效益,以引起了世界各国科技与工业界的普遍重视。
现正值做毕业设计阶段,而数控加工又是机械加工核心技术。
输出轴是机械行业很常见的车削类零件。
所以我做的输出轴的数控加工工艺设计就是其中的一个体现。
而且,在此阶段,我们还可以温故前面所学,将原先学得很分散的东西做一个整合。
如机械制图,机械设计,机械制造,编程等。
我想通过这次做毕业设计,必可将我的独立思考能力达到一个质的飞跃。
二、课题研究的主要内容:
1.工艺设计准备阶段
2.零件结构性、工艺性分析
3.零件加工内容分析与工序安排
4.加工工艺装备的选择(机床、刀具、量具、夹具等)
5.工序尺寸的计算与切削参数的选择与计算
6.编制工序卡片、过程卡片和数控加工程序
7.整理和编写设计说明书
8.答辩
三、主要研究(设计)方法论述:
1.上网查看相关的资料
2.到图书馆翻阅相关的书籍
3.运用CAD\CAM辅助设计
4.运用模仿到创新的方法设计
四、设计(论文)进度安排:
时间(迄止日期)
工作内容
8.1
下达任务书
8.2~8.4
熟悉课题明确目标,收集和整理相关资料
8.5
确定方案开始写开题报告
8.6~8.7
工艺设计准备阶段
8.8~8.11
零件结构性、工艺性分析和零件加工内容分析与工序安排
8.12~8.15
选择工艺装备和计算工序尺寸及切削参数的选择与计算,最后并交老师审查。
8.16~8.17
编制工序卡片、过程卡片和数控加工程序
8.18~8.19
整理和编写设计说明书
8.20~8.22
撰写论文初稿,并完成后叫老师审查指导,最后修改完善审稿。
8.22~8.24
审核定稿
五、指导教师意见:
指导教师签名:
年月日
六、系部意见:
系主任签名:
传动轴的数控加工工艺设计
摘要……………………………………………………………………7
引言……………………………………………………………………8.
第一章零件图样分析
1.1零件精度及加工内容分析………………………………………9..
1.2零件的形状分析…………………………………………………9
1.3零件的完整性与合理性分析……………………………………10.
第二章零件的工艺性分析
2.1安装与定位方式的分析…………………………………………10..
2.2确定加工顺序和进给路线………………………………………10
2.3零件毛坯的选择…………………………………………………10..
第三章装备的选择
3.1机床的选择………………………………………………………10.
3.2夹具的选择………………………………………………………11.
3.3刀具的选择………………………………………………………12
3.4刀具的选择………………………………………………………13
3.5切削用量的选择…………………………………………………14.
第四章工艺卡片的制定与程序编制
4.1编制输出轴数控加工工艺过程卡………………………………15
4.2编制数控加工工序卡……………………………………………15
4.3编制程序
附录……………………………………………………………………24
结论……………………………………………………………………27
参考文献………………………………………………………………27
致谢……………………………………………………………………28
毕业设计(论文)成绩评定表………………………………………29
任翔
摘要
本设计对象为传动轴的数控加工工艺。
它的主要内容是:
工艺设计的准备阶段。
零件的结构性、工艺性分析。
零件加工内容分析与工序安排。
加工工艺装备的选择(如机床、刀具、量具、夹具等)。
工序尺寸的计算与切削参数的选择与计算。
编制工序卡片、过程卡片和数控加工程序。
此设计的成果是:
通过将近20天的努力,做出了输出轴的数控加工工艺设计。
在此阶段,我还可以温故前面所学,将原先学得很分散的东西做一个整合。
此设计的特点是:
1.它比较贴近我们平时所学2.它是典型的轴类零件数控加工工艺设计。
关键词:
数控加工工艺输出轴
Abstract
Thisdesignobjectforoutputshaft'
snumericalcontrolprocessingcraft.Itsprimarycoverageis:
technologicaldesignpreparatorystage.componentsconstitutiveproperty,technologicalanalysis.componentsprocessingcontentanalysisandworkingprocedurearrangement.processingcraftequipmentchoice(forexampleenginebed,cuttingtool,measuringinstrument,jigandsoon).workingproceduresizecomputationandcuttingparameterchoiceandcomputation.establishmentoperationcard,processcardandnumericalcontrolprocessingprogram.Thisdesign'
sachievementis:
Throughwillbenear20day-longendeavor,hasmadeoutputshaft'
snumericalcontrolprocessingtechnologicaldesign.Thereforeinthisstage,Imayalsoheatfrontstudy,willstudyscatteredthingtomakeaconformitytheverymuchoriginally.Ifmechanicaldrawing,machinedesign,machinemanufacture,programmingandsoon.Iwantthroughthistimetomakethegraduationproject,mustbepossibletoachievemineindependentthinkingabilityaqualitativeleap.Thisdesign'
scharacteristicis:
1.itcomparesdrawsclosetoususuallytostudy2.itisthetypicalaxisclasscomponentsnumericalcontrolprocessingtechnologicaldesign.
Keyword:
NumericalcontrolprocessingCraftOutputshaft
0前言
制造业是我国国民经济的支柱产业,其增加值约占我国国内生产总值的40%以上,而先进的制造技术是振兴制造业系统工程的重要组成部分。
当今社会数控加工又很常见。
可以加工盘、盖,、箱体和轴类等零件。
下面的图0-1即为输出轴图纸。
为了从视觉上更形象的识图,图0-2即为输出轴的三维造型图。
图0-1传动轴图纸
图0-2传动轴三维造型图
一、零件图样分析
1.1零件精度及加工内容分析:
1)Ф32f7Ra1.6两处,Ф50n7Ra1.6一处,属于较高精度要求。
2)轴段Ф50n7相对于基准A的同轴度公差为Ф0.03位置精度相对要求较高。
3)槽,倒角C2和螺纹(M22X1.5-6g)属于一般要求,加工时需在半精车时完成。
4)盲孔Ф7深3,通孔Ф7和键槽(表面粗糙度要求为Ra3.2)及四个小头平面(表面粗糙度要求为Ra3.2),属于一般精度要求。
它需在精加工以后上数控铣床进行加工。
5)输出轴精度总体要求较高,加工时注意刀具和切削三要素的选择。
1.2零件的形状分析:
此传动轴有两个Ф32轴段,中间为Ф50轴段。
所以它属于阶梯轴,中间有台阶。
有常规性的铣键槽铣扁,打孔,以及切槽车螺纹。
另外此轴在位置度要求方面是:
轴段Ф50n7相对于基准A的同轴度公差为Ф0.03。
其他无特殊要求,故加工加工时按一般轴类零件加工就可以了。
1.3零件完整性、合理性分析:
1)图样中构成轮廓的几何元素完整、充分;
2)所有加工内容明确无误;
3)各加工内容计算坐标点有依据,坐标计算或转换较方便。
二、零件的工艺性分析
2.1安装与定位方式分析:
定位基准:
为了设计、工艺与编程计算的基准统一(+重合),这样有利于提编程时数值计算的简便性和精确性,确定棒料的轴线,在轴两端打中心孔,以两端中心孔替代理想中心线作定位进行加工。
装夹方式:
左端采用三爪自定心卡盘夹紧,右端采用顶尖顶紧的装夹方式。
2.2确定加工顺序及进给路线
加工按照由粗到精,由远及近的原则确定。
即先从右到左进行粗车,然后从右到左进行半精车和精车。
粗加工时要内角倒钝和倒角,在半精车后完成进行键槽和平面及再次倒角的加工。
然后再进行精加工。
此输出轴的具体加工步骤大体如下:
1.粗车φ22、φ27、φ32、φ50外圆。
2.半精车φ27、φ32、φ50外圆和切槽车螺纹3.精车φ32,φ50外圆4.铣键槽,铣平面,最后钻φ7深3的盲孔和φ7通孔。
2.3零件的毛坯选择:
因为:
1)批量生产。
2)需要较小的余量与之匹配。
3)常用材料45钢,能符合一般性能要求。
所以:
1)选用45圆钢(棒料)。
2)下料尺寸:
φ55×
200。
4)机床具体选择见表3-1
表3-1机床的选择
序号
机床名称
加工内容
型号
规格
参数
1
普通车床
粗车Ф32Ф50外圆
CA6136
Φ360×
850
见附表一
2
数控车床
半精车、精车Ф32Ф50外圆和车M22X1.5-6g的螺纹
CK320K
Φ320×
300
见附表二
3
数控铣床
铣宽φ14的键槽、铣φ7深3的盲孔和φ7的通孔、铣四个小头平面
XK5025B
500×
280×
100
见附表三
3.2夹具的选择
确定零件轴线为定位基准。
加工外轮廓时为保证一安装加工出全部外轮廓,需用三爪卡盘夹住左端,右端留有中心孔并用尾座顶尖顶紧以提高工艺系统的刚性。
上铣床时用V型块定位。
表3-2工装(夹具)的选择
零件名称
输出轴
工序
选用机床
夹具名称
粗加工φ32φ50外圆
CA6136普通车床
三爪卡盘顶针
半精加工φ32φ50外圆和M22X1.5-6g螺纹
CK320K数控车床
精加工φ32φ50外圆
4
铣宽φ14-0.018-0.061的键槽
XK5025B立式车铣中心
V型块分度头等
5
铣φ7深3的盲孔和φ7通孔
6
铣四个小头平面
3.3刀具的选择
轴类零件加工的内容主要是车削为主,且都须粗、精加工分开,中间还有半精加工工序。
因此,加工中选用的刀具根据加工内容的不同,则用不同要求的刀具,一般在粗加工中注重刀具的效率性能,而精加工更强调刀具的精度能力。
首先了解加工内容、加工顺序及加工内容的精度要求,然后选择加工必要的刀具。
这里将φ32φ50外圆同时进行精加工,要注意的是需用左右偏刀。
刀具的具体选择见表3-3。
表3-3刀具的选择
加工内容及精度要求
加工方法与刀具选择
加工方法
刀具内容
刀具名称
刀具号
端面和倒角
车
45°
车刀
16
T01
中心孔
钻
φ2的中心钻
A-2
T02
2×
φ32-0.025-0.050的外圆Ra1.6
粗车
90°
20
T03
半精车
93°
22
T04
精车
左右偏刀
T05
φ50+0.033+0.017的外圆Ra1.6
M22X1.5-6g螺纹
车削
螺纹车刀
T06
宽φ14-0.018-0.061的键槽
铣键槽
键槽铣刀
A-5
T07
小头平面
端铣
端铣刀
A-50
T08
φ7的盲孔和通孔
钻孔
φ7的钻头
φ7
T09
3.4量具的选择
检验是一个零件的内、外径尺寸精度是否符合图纸要求,首先应选择合理的量具。
所谓的合理是指所选的量具能真实、正确、有效地测量出零件的尺寸精度。
通常选择量具依据为:
1.被测量零件的部位和项目。
如有测量零件孔径的尺寸,就应该选择游标卡尺、内径千分尺或内径百分表。
2.被测量零件的精度(公称尺寸和公差)。
在选择量具时,首先应先看零件尺寸精度,公差较小时,应选择千分尺;
公差较大时,为测量方便、快速可选择游标卡尺。
3.测量的经济性。
选择合理的量具其中一条就是要考虑测量的经济性。
同样一个尺寸有时可以选择不同的量具来实现。
表3-4量具的选择
量具名称
精度
φ32-0.025-0.050和φ50+0.033+0.017
的外园Ra1.6
外径千分尺
50-75mm/
25-50mm
0.001mm
游标卡尺
0-200mm
0.02mm
表面粗糙度仪
M22X1.5-6g的螺纹
螺纹通止规
内径千分尺
0-25mm
深度千分尺
φ7深3的盲孔和φ7通孔/四个小头平面
3.5切削用量的选择
在加工工序中需要给定切削用量(背吃到刀量,主轴转速和进给量),所以在工艺处理中必须确定数控加工的切削用量。
在选定刀具耐用度的情况下,根据数控机床使用说明书,被加工材料类型(是铸铁,钢材还是有色金属等),加工要求(粗加工,半精加工还是精加工)以及其他工艺要求,并结合实际经验来确定切削用量。
同时,切削用量的选取还应考虑机床的动态刚度,为了适应数控机床的动态特性,应取较高的切削速度和较小的进给量。
切削用量选择的原则是:
保证零件加工精度和表面粗糙度,充分发挥机床性能,最大限度提高生产效率,降低成本。
切削用量的具体选择见表3-4。
切削速度Vc换算成转速的公式如下:
n=1000Vc/3.14d(r/min)
式中,d—切削表面直径(mm);
Vc—切削速度m/min。
表3-4切削用量选择
工序内容
切削三要素
背吃刀量(mm)
进给量
(mm/r)
切削速度
(m/min)
粗车φ22,φ27,φ32外圆
2.5
0.4
108
粗车φ32,φ50外圆
半精车φ32外圆
0.5
0.2
132
车螺纹
80
半精车φ27,φ32,φ50外圆
7
精车φ32,φ50外圆
0.1
150
精车φ32外圆
8
.铣键槽
2.75
0.3
120
9
铣平面
10
钻φ7深3的盲孔和φ7通孔
0.15
四、编制输出轴的数控加工过程卡和数控加工工序卡
4.1编制输出轴的机械加工过程卡片
数控加工工艺过程卡片是以工序为单位说明零件机械加工过程的一种工艺文件。
它概略了加工过程的全貌,是制定其他工艺文件的基础。
此种卡片对各工序的规定及说明不够具体,所以在成批生产和大量生产时一般不能知道工人操作,而多作为生产管理数控加工使用,需编制数控加工工序卡,对操作者进行指导。
但在单件小批量生产中,通常不再编制更详细的工艺文件,可用它直接指导生产,指导工人操作。
这里针对本例输出轴进行数控加工工艺过程卡片编制和编制数控加工工序卡,如表4-1.1至4-1.2所示是输出轴数控加工工艺过程卡。
4.2编制机械加工工序卡片
数控加工工序卡片是用来指导生产的一种详细的工艺文件。
它详细地说明了该工序中的每个工步的加工内容、工艺参数、操作要求、所用设备和工艺装备等。
一般都有工序简图,注明该工序的加工表面和应达到的尺寸公差、形位公差和表面粗糙度值。
如表4-2.1至4-2.6所示是输出轴数控加工工序卡片。
FANUCOiMate-Tc系统
O1000
N010G54G98G21
N020M03S1500
N030T0101
N040G00X60.0Z5.0
N050G71u1.5R1.0
N060G71P070Q170u0.5w0.5F150
N070G00X0.0
N080G01Z0.0F100
N090X28.0
N100X32.0Z-2.0
N110Z-35.0
N120X46.0
N130X50.0Z-98.0
N140M30
O1001
N020M03S1000
N030T0202
N040GOOX60.0Z5.0
N090X18.0
N100X21.8Z-2.0
N110X-37.0
N120X31.0
N130Z-55.0
N140X32.0Z-97.0
N150G02X38.0Z-100.0R3.0
N160G01X46.0
N170X50.0Z-102.0
N180G00X100.0Z100.0
N190M0
N200M03S1500
N210T0303
N220G00X60.0Z60.0
N230G75R0.5
N240G75X18.5Z-35.0P0Q0F20
N250G00X100.0Z100.0
N260M0
N270M03S600
N280T0404
N290G00X30.0Z4.0F1.5
N300G92X21.5Z-33.0
N310X20.7
N320X20.1
N330X19.8
N340X19.7
N350X19.6
N360X19.5
N370X19.5
N380X19.5
N390G00X100.0Z100.0
N400M30
信院
数控加工工艺过程卡片
产品型号
零件图号
产品名称
输出轴
共
页
第
材料牌号
45钢
毛坯种类
圆钢
毛坯外形尺寸
200
每毛坯件数
每台件数
备注
工序号
工名
序称
工序内容
车间
工段
设备
工艺装备
卡片
工时
夹具
量具
协作
检验
准终
单件
落料
圆钢φ55×
检
粗车一
1.车右端面,打中心孔
机加
2.粗车φ22,φ27,φ32外圆,并倒内圆弧和倒角
15
粗车二
1.车左端面,打中心孔.
同上
2.粗车φ32,φ50外圆,并倒角
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