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1、河南职业技术学院毕业设计（论文）题 目数控车床加工传动小主轴工艺分析及编程 系（分院） 机械电子工程 学生姓名 王海洋 学 号 07111153 专业名称 机电 一体化 指导教师 杜书玲 2009 年 12 月 23 日河南职业技术学院机械电子工程系（分院）毕业设计（论文）任务书姓 名王海洋专 业机电一体化班 级数控 072毕业设计（论文）题 目数控车床加工传动小主轴工艺分析及编程毕业设计（论文）选题的目的与意义毕业设计（论文）选题的目的与意义 本次课题贯穿本专业所学到的议论知识与实践操作技术，从分析设计到计算、 操作得到成品，本次选题的目的是数控专业教学体系中构成数控技术专业知识及专 业技能
2、的重要组成部分，是运用数控机床实际操作的一次综合练习。传统的小主轴 工件设计是应用系统方法分析和研究产品生产的问题和需求。现代小主轴类的数控 加工设计理论已经不拘泥于系统论的理论基础，开始强调产品尺寸精度，工艺严格 性，从而更加有利于学生的数控编程及操作的创新精神和实践能力。 毕业设计（论文）的资料收集情况（含指定参考资料）毕业设计（论文）的资料收集情况（含指定参考资料） 1周增文. 机械加工工艺基础. 中南大学出版社, 2003.7 2孙宝钧. 机械设计基础. 机械工业出版社, 2004.6 3工平、余蔚荔. Pro/E 野火版机械工程应用基础. 化工工业出版社, 2005.34建琳. PR
3、O/Engineer 典型机械设计. 机械工业出版社5. 家瀛. 机械制造技术概论. 机械工业出版社, 2001.7毕业设计（论文）工作进度计划毕业设计（论文）工作进度计划1.2009 年 11 月 3 日 论文具体题目，并广泛收集相关资料2.2009 年 11 月 10 日 具体格式，修改资料，完善不合理的地方3.2009 年 12 月 6 日 具体设计毕业论文，按格式进一步修改 4.2009 年 12 月 23 日 定稿 接受任务日期接受任务日期 20092009 年年 1111 月月 3 3 日日要求完成日期要求完成日期 20092009 年年 1212 月月 2424 日日学学 生签名
4、生签名年年 月月 日日指导教师签名：指导教师签名：年年 月月 日日 系（分院）系（分院）主任（院长）签名：主任（院长）签名：年年 月月 日日毕业设计（论文）指导教师评阅意见表姓 名王海洋学 号07111153性 别男专 业机电一体化班 级数控 072毕业设计（论文）题 目数控车床加工传动小主轴工艺分析及编程评 阅 意 见成绩指导教师签字年 月 日毕业设计（论文）答辩意见表姓 名王海洋学 号07111153性 别男专 业机电一体化班 级数控 072毕业设计（论文） 题 目数控车床加工传动小主轴工艺分析及编程答辩时间地 点姓 名职 称学 历从事专业组 长成 员答 辩 小 组 成 员秘 书答 辩 小
5、 组 意 见答 辩 成 绩：答辩小组组长签名：年 月 日数控车床加工传动小主轴的工艺分析及编程王海洋摘要：本次设计主要对这个传动小主轴进行工艺分析和加工编程，先对这个零件进行工艺分析确定一下各个参数并根据参数进行刀具和切削用量的选择。然后在计算一下在加工过程中的些节点，最后根据图纸轮廓进行编程并输入到机床进行校验和首件试加工。关键字：数控机床 车加工 主轴 工艺分析一、零件分析（一） 、零件结构精度分析 在数控车削加工中，零件重要的径向加工部位有；32mm 圆柱段，39.5mm圆柱段，零件的左支撑部位 35mm 圆柱段，零件的右支撑部位 40mm 圆柱段，45 的球体部，上述各部径向尺寸均有几
6、何形状公差要求，具体参见图 1.零件重要的轴向加工部位有；39.5mm 和 40mm 圆柱段的轴向长度为(830.435)mm,40mm 圆柱段端距球心间的轴向长度为（680.36）mm。零件两端的 B 型中心孔，是实现上述部位加工的基准，必须予以保证。（二） 、加工刀具分析 由零件图可知，在零件左端的加工中，为保证零件加工工艺的连续性，应该使用外圆精车车刀，在零件球体部位加工中，为保证球体根部 R1mm 圆弧，应该使用圆弧刀车削，综上所述，在数控车削加工中选择使用主偏角 k90负偏角 k27，车刀刀尖圆弧 R1mm 的外圆精车车刀。其他切槽加工使用外切槽车刀，螺纹加工使用外螺纹车刀。（三）
7、、 定位基准分析 数控粗车，半精车加工中，可以利用零件两端 B 型中心孔和 32mm90mm 圆柱段，采用一夹一顶进行装夹定位，在数控精车加工中，可以利用零件两端 B 型中心孔和完成粗加工的 32mm 和 45mm 球体部，采用双顶尖一鸡心夹的装夹方式进行零件的装夹定位，零件轴向的定位基准选择在 50mm 外圆柱段的右端面。二、工艺处理（一） 、数控加工前的零件预加工 零件的预加工的目的是为了数控车削加工工序提供可靠的装夹工艺基准。其工艺内容是；三爪自动定心卡盘装夹零件，粗车加工零件左右端外形(如是批量生产，可采用模锻后粗车)，零件右端球体部完成粗车加工三爪自动定心卡盘装夹零件右端 45mm
8、外圆部位，完成 20mm 内孔的车削调质处理使用中心钻研磨零件左右端 B 型中心孔。（二） 、零件后续加工 其工艺内容是，钻削加工 9mm 孔铣削加工键槽零件右端球头部研磨零件右端球头部镀铬。三、数控车削加工工艺（一） 、零件半精加工时采用三爪自动定心卡盘后顶尖装夹方式，如表 1 中图示。零件半精加工，精加工时的工件坐标系原点设定相同，零件精加工时采用双顶尖一拔盘，鸡心夹方式进行零件的装夹定位安装。数控精加工时的工件安装和工件坐标系原点设定见表 1.表 1 数控加工工件安装和工件坐标原点设定卡零件图号Dmj25020装夹次数4 次零件名称小主轴夹具名称鸡心夹，双顶尖（二） 、数控车削加工分半精
9、加工和精加工二次切削，数控加工工序卡及切削用量选择表表 2 数控加工工序卡 零件名称零件图号 数控加工工序卡产品名称传动小主轴DMJ250-20工艺序号程序编号夹具名称夹具编号使用设备车间鸡心夹，顶尖华中数控车床工序号工序内容加工面刀具号刀具规格主轴转速r/min进给速度备注1半精车加工零件左端外形轨迹T190480100半精车2半精车加工零件右端外形轨迹T490480100半精车3精车加工零件左端外形轮廓T19060060精车4切槽T2B325050精车5车削螺纹T3螺纹车刀250精车6精车加工零件右端外形轮廓T49060050精车编制审核批准（三） 、数控车削加工刀具。数控加工刀具卡见表
10、3表 3 数控刀具明细表刀具道具地址换刀方式规格长度刀具号刀位号刀具名称刀具图号设定设定直径自动手动加工部位T1外圆车刀K90自动零件左端T2切槽车刀B3自动零件左端T3螺纹车刀自动零件左端编制审核批注（四） 、编程计算 该零件左端车削加工的形状比较复杂，由零件图就可直接得到零件左端编程所需的尺寸。但需要特别注意的是，由于使用的车刀刀尖圆弧为R1mm，当应用刀尖圆弧中心为工件坐标系始点进行编程时，编程尺寸与零件给定尺寸在圆柱段和端平面处相差 1mm，但是在倒角处和圆锥处，其编程尺寸与零件尺寸均有不同的变化，并且使得零件的轴向编程尺寸和径向编程尺寸均有变化。如图 2所示AB 为所需倒角，CO 为
11、车刀刀尖圆弧半径，C 点在 AB 的延长线上，I 点在BA 的延长线上，D 点在 HA 的延长线上。车削加工中，车刀圆弧中心运行到 FE 就转入倒角，而是延长运行 FO 线段后再进行倒角。同理，倒角后的圆柱段加工轨迹不是 AH，而是 GL 线段。因此，倒角加工中，车刀圆弧中心的连续运行轨迹为FOOGGL。.粗车编程参数计算方法同理因此。粗车加工采精车运行轨迹但留出精车余量的作法进行加工。零件右端球体计算，由图 3 可知AO22.48BO10设定车刀刀尖 R1 圆弧运行轨迹，延迟 O3O1弧于的延长线交于2，由2点开始运行到3 点结束。数控精车计算,2=22.4810=21.44；3=23.48
12、16=17.185数控粗车计算，2=23.910=21.707；3=23.9816.4=17.385(五)、机车刀具轨迹节点坐标与零件加工的轨迹运行。数控精车加工零件右端见表(六)、数控精车加工零件右端程序编制见表。其他略表数控加工程序表程 序.(七)、数控编程辅助参数的确定刀具；号刀位，外圆精车车刀。号刀位,刃宽=5MM 切槽刀号刀位,螺纹车刀刀补值未设置，刀偏值未设置，间隙补偿值未设置，快速运行值为默认值八、数控加工对刀在数控车床上装夹零件向对刀。首先启动车床主轴，以刀尖上顶点在方向上接工件毛胚，停车测量零件直径， （设定测量零件直径为 100MM）此时车刀刀尖点在轴方向上为零件直径之半，
13、在继续沿轴正方向移动车刀 15050=100MM，即完成向的对刀，完成后记下此时位置刻度。向对刀，启动车床主轴，以刀尖左侧顶点在方向上接触工件毛胚，停车测量零件加工端面距坐标系原点距离，设定测量距离为 1953=198（3MM 为零件轴向长度余量） ，此时先沿轴正方向退出车刀，以防止在后续操作中车刀与车尾座顶尖发生干涉，在继续沿轴正方向移动车刀 200198=2MM，即完成向对刀。完成后记下此时位置刻度。完成上述操作，保证了车刀刀尖圆弧中心置于工件加工起点。需要指出；由于误差的存在，还不能保证此时的工件加工起点就是最终的工件加工起点，必须经过首件试切或粗加工后的测量尺寸，经过方向和方向尺寸的相
14、应调整，才能最终确定工件加工起点。结束语本文主要介绍了这个典型传动小主轴的工艺分析和编程，这个主轴零件比较细长在加工过程中有一定的难度主要是细容易产生径向跳动影响最后的加工精度，所以采用三爪自动定心卡盘后顶尖装夹方式。在编程的过程中要先计算外轮廓的各个节点再进行轮廓编程要注意球形轮廓的节点计算。在整个分析过程中要充分考虑各个加工参数然后确定加工的刀具和进给。通过对这个零件的工艺分析。使我基本掌握了其中的技巧和分析步骤，应先根据他的材料和外形来确定它的两端的装卡顺序和走刀路线。再根据刀具参数来判定主轴转速和进给。然后才可以编程。参考文献：周增文. 机械加工工艺基础. 中南大学出版社. 2003.7 孙宝钧. 机械设计基础. 机械工业出版社. 2004.6 工平.余蔚荔. Pro/E 野火版机械工程应用基础. 化工工业出版社, 2005.3钟建琳. PRO/Engineer 典型机械设计.
