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1、 指导老师： 专业：机电一体化 班级：10机电三班 姓名： 学号： 1 题目： 课题一 套类零件的加工 以及盘类零件的设计与加工 摘 要前 言 第一章 零件图样工艺分析1.1零件图样分析 1.2零件工艺结构分析1.3 确定加工方法 1.4 确定加工方案 第二章 工件的装夹2.1定位基准的选择2.2定位基准选择的原则 2.3确定零件的定位基准 12.4装夹方式的选择2.5数控车床常用装夹方式2.6确定合理的装夹方式 第三章 刀具及切削用量3.1选择数控刀具的原则3.2选择数控车削用刀具3.3设置刀点和换刀点3.4确定切削用量第四章 典型轴类零件加工4.1 轴类零件加工的工艺分析4.2 典型轴类零
2、件加工工艺4.3 手工编程4.4 用proe绘图 4.5用proe对工件进行建模4.6 用proe装配零件4.7 用cad制图4.8 孔及螺纹的仿真和程序编写第五章 典型盘类零件的加工 5.1 盘类零件加工的工艺分析 5.2 典型盘类零件加工工艺 5.3 PROE绘图第六章 致谢词参考文献27 摘 要本零件在设计加工过程中分析了轴的特点及作用，介绍了轴的数控加工工艺设计与程序编制。要体现在对材料的选择、刀具的选择、工装夹具、定位元件、基准的选择、定位方式、对刀、工艺路线拟定、程序的编制、数控车、数控铣等。着重说明了数控加工工艺设计的主要内容 、数控加工工艺与普通加工工艺的区别及特点 、控刀具的
3、要求与特点 、数控刀具的材料 、选择数控刀具时应考虑的因素、工件的安装 、定位误差的概念和产生的原因 、数控车床的主要加工对象、数控车床的坐标系、零件图形的数学处理及编程尺寸设定值的确定 2 、工步顺序的安排 、切削参数选择 、数控铣床的主要加工对象等。全面审核投入生产制造中。其中轴的数控加工工艺分析、装夹、基准的选择、工艺路线的拟定、程序的编制既是重点又是难点。前 言制造业是所有与制造有关的行业的总称，是一个国家国民经济的支柱产业。它一方面为全社会日用消费品生产创造价值，另一方面也为国民经济各部门提供生产资料和装备。据估计，工业化国家70%80%的物质财富来自制造业，约有1/4的人口从事各种
4、形式的制造活动。可见，制造业对一个国家的经济地位和政治地位具有至关重要的影响，在21世纪的工业生产中具有决定性的地位与作用。由于现代科学技术日新月异的发展，机电产品日趋精密和复杂，且更新换代速度加快，改型频繁，用户的需求也日趋多样化和个性化，中小批量的零件生产越来越多。这对制造业的高精度、高效率和高柔性提出了更高的要求，希望市场能提供满足不同加工需求、迅速高效、低成本地构筑面向用户的生产制造系统，并大幅度地降低维护和使用的成本。同时还要求新一代制造系统具有方便的网络功能，以适应未来车间面向任务和定单的生产组织和管理模式。随着社会经济发展对制造业的要求不断提高，以及科学技术特别是计算机技术的高速
5、发展，传统的制造业已发生了根本性的变革，以数控技术为主的现代制造技术占据了重要地位。数控技术集微电子、计算机、信息处理、自动检测及自动控制等高新技术于一体，是制造业实现柔性化、自动化、集成化及智能化的重要基础。这个基础是否牢固， 直接影响到一个国家的经济发展和综合国力，也关系到一个国家的战略地位。因此，世界各工业发达国家均采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业。在我国，数控技术与装备的发展亦得到了高度重视，近年来取得了相当大的进步，特别是在通用微机数控领域，基于PC平台的国产数控系统，已经走在了世界前列。毕业设计是在修完所有课程之后，我们走向社会之前的一次综合性设计。主要用 3 到所学的数控
6、加工工艺设计、机械设计等方面的知识。着重说明一轴的数控加工方法,即零件图样的分析、数控加工的工艺分析、工艺路线的制定、数控程序的编制。通过本次毕业设计，使我更加了解数控加工的含义，以及懂得如何查阅相关资料和怎样解决在实际工作中遇到的实际问题，这为我以后从事这项职业打下了良好的基础。 第一章、 零件图样工艺分析 4 1.1 零件图样分析由零件图所示，这些零件是复杂的轴类零件，在很多方面都得到了广泛的应用。零件尺寸精度和位置精度高，表面粗糙度也由一定的要求，欲加工该零件必须选择合适的机床和刀具，以及切削用量，相关的切削参数。在选择基准方面有一定的要求，先加工零件的左端，以零件的内孔面轴线为基准，在
7、掉头，然后加工零件的右端，以加工后的零件左端为基准面，进行车削以及镗孔等。1.2 零件工艺结构分析经过分析以上零件中包括圆弧、锥度、螺纹以及内孔的加工等等。图示零件各几元素之间关系表达清楚完整，其中多个直径尺寸有较严的尺寸精度和表面粗糙何度要求。根据上述零件几何结构分析及技术分析，我们应该选择合适的 5尺寸作为毛坯，用来加工以上所示的零件图。在车床上按粗加工阶段、半精加工阶段和精加工阶段进行加工。粗加工时，为保证高的表面质量，留余量0.25mm待精加工。依据基准统一原则与重合的原则，精加工时，加工轮廓的外形，按“先基准后其他”的加工顺序原则。由于工件有硬度要求，粗加工后、精加工之前进行调质处理
8、，加工过程中，应穿插安排检验的辅助工序。 1.3确定加工方法加工方法的选择原则是保证加工表面的精度和表面粗糙度的要求，由于获得同一级精度及表面粗糙度的加工方法一般有许多，因而在实际选择时，要结合零件的形状、尺寸大小和形位公差等要求全面考虑。图上几个精度较高的尺寸，因其公差值较小，所以编程时有取平均值，而取其基本尺寸。通过以上数据分析，考虑加工的效率和加工的经济性，最理想的加工方式为车削，考虑该零件为大量加工，股加工设备采用数控车床。1.4确定加工方案零件上比较精密表面加工，常常是通过粗加工、半精加工和精加工逐步达到的。对这些表面仅仅根据质量要求选择相应的最终加工方法是不够的，还应正确的确定毛坯
9、到最终成形的加工方案。该典型轴加工顺序为：预备加工-车端面-钻孔-镗孔-切内螺纹退刀槽-车内螺纹-粗车左端面轮廓-精车左端面轮廓-调头-车端面-粗车轮廓-精车轮廓-退刀槽-粗车螺纹-精车螺纹。 第二章 、工件的装夹 62.1定位基准的选择 在制定零件加工的工艺规程时，正确的选择工件的定位的基准有着十分中的意义。定位基准选择的好坏，不仅影响零件加工的位置精度，而且对零件个表面的加工顺序也有很大的影响。合理的选择定位基准是保证零件加工精度的前提，还能简化加工工序，提高加工效率。2.2定位基准选择的原则 1）基准重合原则。为了避免基准不重合误差，方便编程，应选用工序基准作为定位基准，尽量使用工序基准
10、，定位基准、编程原点三者统一。 2）便于装夹的原则。所选的定位基准应能保证定位准确、可靠，定位夹紧简单、易操作，敞开性好，能够加工尽可能多的表面。 3）便于对刀的原则。批量加工时在工件坐标系已经确定的情况下，保证对刀的可能性和方便性。2.3确定零件的定位基准以左右端大端面为定位基准。2.4装夹方式的选择 为了工件不至于在切削力的作用下发生位移，使其在加工过程始终保持正确的位置，需将工件压紧压牢。合理的选择加紧方式十分重要，工件的装夹不仅影响加工质量，而且对生产率，加工成本及操作安全都有直接影响。2.5数控车床常用装夹方式 1）在三爪自定心卡盘上装夹。三爪自定心卡盘的三个爪是同步运动的，能自动定
11、心，一般不需要找正。该卡盘装夹工件方便、省时，但夹紧力小，适用于装夹外形规则的中、小型工件。 7 2）在两顶尖之间装夹。对于尺寸较大或加工工序较多的轴类工件，为了保证每次装夹时的装夹精度，可用两顶尖。该装夹方式适用于多序加工或精加工。 3）用卡盘和顶尖装夹。当车削质量较大的工件时要一端用卡盘夹住，另一端用后顶尖支撑。这种方式比较安全，能承受较大的切削力，安装刚性好，轴向定位基准，应用较广泛。 4）用心轴装夹。当装夹面为螺纹时再做个与之配合的螺纹进行装夹，叫心轴装夹。这种方式比较安全，能承受较大的切削力，安装刚性好，轴向定位基准。2.6确定合理的装夹方式 装夹方法：先用三爪自定心卡盘夹住右端，加
12、工左端达到工件精度要求；再工件调头，用三爪自定心卡盘夹住工件右端，在加工到工件精度要求。第三章 刀具及切削用量3.1选择数控刀具的原则刀具寿命与切削用量有密切的关系。在制定切削用量时，应首先选择合理的刀具寿命，而合理的刀具寿命则应根据优化的目标而定。一般分最高生产率刀具寿命和最低成本刀具寿命两种，前者根据单件工时最少的目标确定，后者根据工序成本最低的目标确定。选择刀具寿命时可考虑如下几点根据道具复杂程度、制造和磨刀成本来选择。复杂和精度高的刀具寿命应选的比单刃刀具高些。对于机夹可转位刀具，由于换到时间短，为了充分发挥其切削性能，提高生产效率，刀具寿命可选的低些，一般取15-30min对于装刀、
13、换刀和调刀比较复杂的多刀机床、组合机床与自动化加工刀具，刀具寿命应选的高些，尤其保证刀具可靠性。车间内某一工序的生产率限制了整个车间的生产率的提高时，该工序的刀具寿命要选的低些，当某工序单位时间内所分担到的全厂开支M较大时，刀具寿命也应选的低些。大件精加工时，为保证至少完成一次走刀，避免切削时中途换刀，刀具寿命应按零件 8 精度和表面粗糙度来定。与普通机床加工方法相比，数控加工对刀具提出了更高的要求，不仅需要刚性好、精度高，而求要求尺寸稳定，耐用度高断和排性能同时要求安装和调整方便，这样来满足数控机床高效率的要求。数控机床上所选用的道具常采用适应高速切削的刀具材料（如高速钢、超细粒质硬质合金）
14、并使用可转位刀片。更高的要求，不仅需要刚性好、精度高，而求要求尺寸稳定，耐用度高断和排性能同时要求安装和调整方便，这样来满足数控机床高效率的要求。数控机床上所选用的道具常采用适应高速切削的刀具材料（如高速钢、超细粒质硬质合金）并使用可转位刀片。3.2选择数控车削用刀具 数控车削刀常用的一般分成型车刀、尖形车刀、圆弧形车刀三类。成型车刀也称样板车刀，其加工零件的轮廓形状完全由车刀刀刃的形状和尺寸决定。数控车削加工中，常见的成型车刀有小半径圆弧车刀、非矩形车槽刀和螺纹刀等。在数控加工中，应尽量少用或不用成型车刀。尖形车刀是以直线形切削刃为特征的车刀。这类车刀的刀尖由直线型主副切削刃构成，如90度内外圆车刀、左右端面车刀、切槽（切断）车刀及刀尖倒棱很小的各种
