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1、 机械与电子工程系机械与电子工程系 2 20 01 11 1 届届专专科科毕毕业业生生毕毕业业设设计计 轴套螺纹配合零件轴套螺纹配合零件 作者姓名 指导教师 学科专业 研究方向 数控技术 所在班级 学习年限 二 一一年六月 目 录 摘 要 I ABSTRACT II 第一章 基础知识 1 1 1 数控车床的组成和工作原理 1 1 1 1 数控机床的组成 1 1 1 2 数控机床的工作原理 2 1 2 数控车床编程指令 2 第二章 轴套螺纹配合零件加工 4 2 1 分析图纸 4 2 2 设计工艺过程 6 2 2 1 划分工艺过程组成 6 2 2 2 选择定位基准 7 2 2 3 选择零件加工方法
2、和加工顺序 8 2 3 选择毛坯 9 2 4 工序设计 9 2 4 1 机床的选择和工艺装备 9 2 4 2 计算尺寸及公差 10 2 4 3 确定切削用量 10 2 5 编制程序 11 2 6 测量结果 19 2 7 加工结论 20 结 论 21 致 谢 22 参考文献 23 个人简历 24 摘 要 21 世纪 人类已迈入了一个知识经济快速发展的时代 同时 随着科学技术和 社会生产的迅速发展 产品更新换代的速度加快 人们对产品多样化的需求增加 使得机械制造业向多品种小批量的生产方式发展 从而促进数控机床朝着高精度 高速度 高可靠性 多功能 智能化以及开放化等方向发展 为适应时代的要求 一种灵
3、活 通用 高精度 高效率的 柔性 自动化生产 设备 数控机床应运而生 它中综了电子计算机 自动控制 伺服驱动 精密测 量和新型机械结构等多方面得计术成果 已成为先进制造技术不可缺少的工艺装备 数控加工特点及对象 1 可以加工具有复杂型面的工件 2 加工精度高 质量 稳定 3 生产效率高 4 改善劳动条件 5 有利于生产管理现代化 6 数控加工是 CAD CAM 技术和先进制造技术的基础 对象 1 适合多品种 单件小批量生产的 零件或新产品试制中的零件 2 几何形状复杂的零件 3 精度及表面粗糙度要求高 的零件 4 加工过程中需要进行多工序加工的零件 5 用普通机床加工时 需要昂 贵的工装设备
4、工具 夹具和模具 的零件 关键词 多样化 粗糙度 柔性 智能化 Abstract The 21st century mankind is stepping into a knowledge based economy has developed rapidly meanwhile with the age of technology and production of rapid development and product of velocity the diversified its products increased demand that machinery industry to
5、 a variety of small quantities of development Promote digit control machine tool the machine direction of high precision high speed high reliability and intelligent and openness such direction To meet the requirements of the times a flexible general purpose high precision and high efficiency of soft
6、 CNC machine tools automatic production equipment came into being It in a computer integrated automatic control servo drives precision measurement and a new mechanical structure of the outcome of many patients must be right advanced manufacturing technology has become an indispensable technique and
7、equipment Machining features and objects 1 Can be processed with complex surface of the workpiece 2 Processing of high precision and stable quality 3 Production efficiency 4 To improve the working conditions 5 Conducive to the production management modernization 6 NC is a CAD CAM technology and adva
8、nced manufacturing technology base Object 1 For many varieties single and small batch production of parts or components in new products development 2 Geometrically complex parts 3 For high accuracy and surface roughness of parts 4 The need for processing multi process machining parts 5 with the gene
9、ral machining the Requires expensive tooling equipment tools fixtures and molds of the parts Key words diversification roughness flexibility intelligent 第一章 基础知识 1 1 数控车床的组成和工作原理 1 1 1 数控机床的组成 数控机床一般由输入 输出装置 数控装置 可编程控制器 伺服系统 检测 反馈装置和机床主机等组成如下图所示 输 入 输 出 装 置 数 控 装 置 伺 服 系 统 机 床 本 体 反馈装置 输入 输出装置 输入输出设
10、备的作用是实现数控加工程序及相关数据的输入 显示 存储 以及打印等 常用输入设备由软盘驱动器 RS232C 串行通信口以及 MDI 方式等 输 出设备有显示器 打印机等 数控装置 数控装置是数控机床的核心与主导 完成所有加工数据的处理 计算工作 最 终实现数控机床各功能的指挥工作 它包含微计算机的电路 各种接口电路 CRT 显示器等硬件及相应的软件 可编程控制器 即 PLC 它对主轴单元实现控制 将程序中的转速指令进行处理而控制主轴转 速 管理刀库 进行自动刀具交换 选刀方式 刀具累计使用次数 刀具剩余寿命 及刀具刃磨次数等管理 控制主轴正反转和停止 准停 切削液开关 卡盘夹紧松 开 机械手取
11、送刀等动作 还对机床外部开关 行程开关 压力开关 温控开关等 进行控制 对输出信号 刀库 机械手 回转工作台等 进行控制 伺服系统 伺服系统的作用是把来自数控装置的脉冲信号转换为机床移动部件的运动 使 工作台 或溜板 精确定位或按规定的轨迹作严格的相对运动 最后加工出符合图 纸要求的零件 在数控机床的伺服系统中 常用的伺服驱动元件有功率步进电机 电液脉冲马 达 直流伺服电机和交流伺服电机等 检测反馈装置 由检测元件和相应的电路组成 主要是检测速度和位移 并将信息反馈于数控 装置 实现闭环控制以保证数控机床加工精度 机床本体 数控机床的主体 是用于完成各种切削加工的机械部分 主要包括床身 主轴
12、进给传动机构等机械部件 还有冷却 润滑 转位部件以及夹紧 换刀机械手等辅 助装置 1 1 2 数控机床的工作原理 用数控机床技工零件时 首先应将加工零件的几何信息和工艺信息编织成加工 程序 由输入部分送入数控装置 将过数控装置的处理 运算 按各坐标的分量送 到各轴的驱动电路 经过转换 放大后驱动伺服电动机 带动各轴运动 并进行反 馈控制 使刀具与工件及其他辅助装置严格地按照加工程序规定的顺序 轨迹和参 数有条不紊的工作 从而加工出零件 1 2 数控车床编程指令 在数控加工中编程指令有很多 我现在所接触的主要是 FANCU 0i 车床常用编程的几种指令 T 刀具号 刀在刀盘上的位置 我们所用的刀
13、盘是 8 刀位的旋转刀盘 D 刀具补偿号 从 0 9 刀补号 M 辅助指令 一般常用的 M00 程序暂停 可以按 启动 加工继续执行 M03 主 轴正转 M04 主轴反转 M05 主轴停止 M30 主程序结束 M08 冷却液开 M09 冷却 液关 M02 子程序结束 S 主轴转速 主轴单位为转 分 F 进给率 单位毫米 分钟或毫米 转 G00 指令为快速插补指令 在快速走刀时候所用的指令 一般注意走刀路线不 与工件生干涉现象 例如 G00X100 Z150 刀具就会快速的移动到工件坐标系 X100 Z150 的位置 G01 指令为直线插补指令 在刀具做直线切削的时候所用的指令 一般注意道 具的
14、背吃刀量和走刀速度 G02 顺时针圆弧插补 G03 逆时针圆弧插补 G71 外径 内径粗车循环指令 格式 G71U R G71P Q U W F S T G72 端面粗车循环指令 该指令的执行过程除了其切削进程平行于 X 轴之外 其他与 G71 相同 G73 成型车削循环指令 该指令只需只需指定精加工路线 系统会自动给出粗加工路线 适于车削 铸造 锻造毛胚或半成品 G70 精车循环指令 用 G71 G72 G73 粗车完毕后 可用 G70 指令 使刀具进行精加工 G90 直线车削循环 锥体车削循环 G92 螺纹车削循环指令 G99 每转进给量 单位 毫米 转 G97 主轴速度以转速设定 单位
15、r min G40 刀尖半径补偿方式的取消 G28 返回参考点 第二章 轴套螺纹配合零件加工 2 1 分析图纸 该装配图是一个轴孔配合零件 是由三个零件组合而成的一个套类零件 如图 2 1 所示 图 2 1 装配图 图 2 2 零件一 图 2 2 所示零件是内外轮廓组成的零件 零件由外圆柱面和外螺纹组成的外轮 廓表面 零件图尺寸标注完整 符合数控加工尺寸标注要求 轮廓描述清楚完整 图 2 3 零件二 图 2 3 所示零件是内外轮廓组成的零件 零件外轮廓是由外圆柱面组成的外轮 廓表面 零件内轮廓是由内圆柱面所组成的零件 零件图尺寸标注完整 符合数控 加工尺寸标注要求 轮廓描述清楚完整 图 2 4
16、 零件三 图 2 4 所示零件是内外轮廓组成的零件 零件外轮廓是由外圆柱面 外螺纹外 直角凹槽 外逆时针圆弧组成的外轮廓表面 组成的外轮廓表面 零件内轮廓是由 内圆柱面所组成的零件 零件图尺寸标注完整 符合数控加工尺寸标注要求 轮廓 描述清楚完整 通过上述分析采用以下几点工艺措施 1 对图样上带公差的尺寸分析 因公差值较小而且同向 所以编程时不必取平 均值 而取基本尺寸即可 2 三个零件左右端面均有多个设计尺寸的基准 相应的工序加工之前 应首先 将左右端车出来 2 2 设计工艺过程 在数控加工中还需要分析加工工艺过程 确定好加工路线和加工方法以免零件 加工一半而无法再加工下去 1 通过图样了解零件的形状 结构并检验图样的完整性 2 分析图样上规定的尺寸及其公差 表面粗粗度 形状和位置公差等技术要求 并审查其合理性 必要时应参阅部 组件装配图或总装图 3 找出主要加工表面和某些特殊的工艺要求 分析其可行性 以确保其最终能 顺利实现加工 2 2 1 划分工艺过程组成 首先加工零件 1 作为配合基准 1 加工右端面 2 加工外圆柱面 3 凹槽加工 4 掉头加工左端面 5 加工外轮廓 6 外螺
