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1、机械设计制造及其自动 化毕业论文完整版Document number【AA80KGB-AA98YT-AAT8CB-2A6UT-A18GG】目录摘要3关键词3第一章任务介绍31.1轴的零件图31.2零件图的分析31.3选择加工设备（题目给定用数控车）3第二章数控车床的简介42.1概述42.1.1数控车床的特点及应用42.1.2数控车床的发展前景62.1.3数控车床加工轴类零件的优势 -7第三章轴类零件的分析73.1该零件的功能分析73.2该零件的结构分析73.3该零件材料及受力分析3.4该零件的精度分析 9第四章轴的加工工艺方案94.1零件图工艺分析94.2选择毛坯104.3确定加工顺序104.
2、4选择夹具及确定装夹方案114.5选择加工刀具114.6确定进给路线124.7合理选着切削用量124.8编写工艺卡134.9编写加工程序144.10调试模拟运行程序，无误后加工164.11完成零件加工并进行精度检测-16参考文献18致谢18摘要数控加工制造技术正逐渐得到广泛的应用,对零件进行编程加工之前, 工艺分析具有非常重要的作用。本文通过对典型的轴类零件数控加工工艺 分析,给出了对于一般轴零件数控加工工艺分析的方法,对于提高制造质 量、实际生产具有重要意义。关键词 数控系统 数控车床 轴类零件外圆车刀第一章 任务介绍1.1轴的零件图设计选用的零件图图 1-1 图 1-1 加工零件图1.2零
3、件图的分析该零件为典型轴类零件，零件表面由圆柱、圆锥、顺圆弧、逆圆弧及 螺纹等表面组成。其中多个直径尺寸有较严的尺寸精度和表面粗糙度等要 求；球面Sd480.02mm的尺寸公差还兼有控制该球面形状（线轮廓）误 差的作用。尺寸标注完整，轮廓描述清楚。零件材料为 45 钢锻件，无热处 理和硬度要求。1.3、选择加工设备（题目给定用数控车）根据题目给定的要求，该零件是回转体类，且有内外圆柱面、外圆 槽、螺纹。零件毛坯规格 150*55 是中小型零件，易于拆卸、安装。该零件 的精度等级为 7 级，且形状复杂。在普通车床上加工较为困难，因数控车 床具有较好的柔性加工性能，适合加工形状复杂的回转体类零件。
4、该零件 设计为中小批量生产，结合实习车间的实际情况，故选用CK6140数控车床 进行加工。第二章 数控车床的简介2.1 概述数控车床与普通车床一样，也是用来加工回转体零件的。但是由于数 控车床是自动完成内外圆柱面、圆弧面、端面、螺纹等工序的切削加工， 所以，数控车床的别适合加工形状复杂、精度要求较高的轴类或盘类零 件。数控车床具有加工灵活，通用性强，能自动适应产品的品种和规格频 繁变化的特点，能够满足新产品的的开发和多品种、小批量、生产自动化 的要求，因此被广泛用于制造业。2.1.1数控车床的特点及应用 数控车床用于加工回转体零件，它集中了卧式车床、转塔车床、多刀 车床、仿形车床、自动和半自动
5、车床的功能，是数控机床中产量最大的产 品之一。数控车床不需人工操作，而在保护罩的保护下自动工作。结构：CK6140（图2-1）数控车床切削速度很高，可充分发挥刀具的 切削性能。床身左端固定有主轴箱，床身中部为刀架溜板，分为两层，底 层为纵向溜板，可沿床身轨道作纵向（z向）移动，上层为横向溜板，可 沿纵向溜板的上轨道作横向（x向）移动。刀架溜板上装有转塔刀架，刀 架有4个工位，可装4把刀具。在加工过程中，可按照零件加工程序自动 转位，将所需的刀具转到加工位置。传动系统：主电动机可以是直流电动机，也可以是交流变频调速 电动机。主电动机经带轮副和四级变速机构驱动主轴。4个工位转塔刀架 的转位由液压马
6、达经联轴节驱动凸轮轴。轴上装有圆柱凸轮机构，凸轮转 动时，拨动回转轮上的柱销，使回转轮、轴和转塔旋转。数控车床全部工作循环是在微机数控系统控制下实现的，许多功 能通过软件实现。车削对象改变后，只需改变相应的软件，就可适应新的 需要。图2-1 CK6140卧式数控车床外观图详细简介见表2- 1 ：表2-1车床规格表型号OdeLCK6140CK6240床身上最大工件直径 Max. Swing over bed400mm400mm刀架上最大工件直径 Max. Swing over carriage210mm210mm马鞍槽最大工件直径Max. Swing in gap630mm马鞍槽有效长度 Eff
7、ective gap length210mm最大工件长度Max.Length of work piece500mm or 750mm or 1000mm or2000mm床身宽度Wid th of bed400mm刀杆截面Sec tion of turning tool25X25mm轴 Sp in dl e主主轴转速范围 Spindle speeds11一1600 r/min (24 steps)主轴内孔Hole though spindle52mm(80mm)主轴孔锥度 Spindle taperMorse No.6 (莫氏 6 号)重复定位精度 Repeatability error0.0
8、1mm快移速度X/Z rapidtraverse3 /6 m /min尾 Ta il st oc k床床尾主轴最大行程 Max tailstock spindle travel150mm床尾主轴直径Tailstock spindle diameter75mm床尾主轴孔锥度Morse No.5 (莫氏 5 号)主电机Main motor7.5KW(10HP)形尺寸Overall dimensions for 500mm2550*1120*1700 mm夕卜 Overalldimensions for 750mm2800*1120*1700 mmOveralldimensions for 1000
9、mm3300*1120*1700 mmOveralldimensions for 2000mm3800*1120*1700 mm2.1.2 数控车床的发展前景数控技术也叫计算机数控技术，目前它是采用计算机实现数字程序控 制的技术。这种技术用计算机按事先存贮的控制程序来执行对设备的控制 功能。由于采用计算机替代原先用硬件逻辑电路组成的数控装置，使输入 数据的存贮、处理、运算、逻辑判断等各种控制机能的实现，均可通过计 算机软件来完成。数控机床是一种技术密集度及自动化程度很高的机电一体化加工设备, 是综合应用计算机、自动控制、自动检测及精密.加工精度高,质量容易保 证,发展前景十分广阔,因此掌握数控
10、车床的加工编程技术尤为重要。随着科学技术不断发展，数控机床的发展也越来越快，数控机床也正 朝着高性能、高精度、高速度、高柔性化和模块化方向发展。 高性能：随 着数控系统集成度的增强，数控机床也实现多台集中控制，甚至远距离遥 控。高精度：数控机床本身的精度和加工件的精度越来越高，而精度的保 持性要好。高速度：数控机床各轴运行的速度将大大加快。高柔性：数控 机床的柔性化将向自动化程度更高的方向发展，将管理、物流及各相应辅 机集成柔性制造系统。模块化：数控机床要缩短周期和降低成本，就必然 然向模块化方向发展。图 2-2图 2-2 九轴五联动车铣复合加工中心2.1.3 数控车床加工轴类零件的优势 数控
11、车床较好地解决了复杂、精密、小批、多变的零件加工问题，是 一种灵活的、高效能的自动化机床，尤其对于约占机械加工总量 80%的单 件、小批量零件的加工，更显示出其特有的灵活性。概括起来，采用数控 机床有以下几方面的好处： 提高加工精度，尤其提高了同批零件加工的一 致性，使产品质量稳定；提高生产效率，一般约提高效率 3-5 倍，使用数 控加工中改善了劳动条件；有利于生产管理和机械加工综合自动化的发 展。心机床则可提高生产率 5-10 倍；可加工形状复杂的零件；减轻了劳动 强度。第三章 轴类零件的分析及加工工艺3.1 该零件的功能分析根据零件图 1-1 可知该零件左端有螺纹，中间部分是沟槽，右端为球
12、 形轴头。该零件能承受中等载荷，起支撑作用的阶梯轴。用 45 号钢制作， 该轴有良好的力学性能。3.2 该零件的结构分析轴是组成机器的重要零件之一。用于支承作回转运动或摆动的零件来 实现其回转或摆动，使其有确定的工作位置。按照轴线形状分类：轴可分为直轴、曲轴和软轴 。 直轴：直轴按外形不同可分为光轴、阶梯轴及一些特殊用途的 轴，如凸轮轴、花键轴齿轮轴及蜗杆轴等。曲轴：曲轴是内燃机、曲柄压力机等机器上的专用零件，用以将往复 运动转变为旋转运动，或作相反转变。图 3-1图 3-1 曲轴软轴：软轴主要用于两传动轴线不在同一直线或工作时彼此有相对运动的空间传动，也可用于受连续振动的场合，以缓和冲击。图
13、 3-2图 3-2 软轴按照所受载荷性质分类：轴可分为心轴、转轴和传动轴。 心轴：通常指只承受弯矩而不承受转矩的轴。如自行车前、后轮轴， 汽车轮轴。转轴：既受弯矩又受转矩的轴。转轴在各种机器中最为常见。 传动轴：只受转矩不受弯矩或受很小弯矩的轴。车床上的光轴、连接 汽车发动机输出轴和后桥的轴，均是传动轴。根据图 1-1 零件图可知，该零件图尺寸标注完整清晰，分布均匀合 理。轴的右端是球形与圆弧相切，球形头内有028的孔用于固定、支撑 轴。中间部分是有锥度的三个沟槽，尺寸相同均匀分布，用于安放固定 件。左端是梯形轴头，带有螺纹，用于固定轴的左端。该轴是异形轴，设 计合理，用 45 号钢制作，有良
14、好的力学性能。3.3该零件的材料与受力分析轴类零件可根据使用要求、生产类型、设备条件及结构，选用棒料、 锻件等毛坯形式。对于外圆直径相差不大的轴，一般以棒料为主；而对于 外圆直径相差大的阶梯轴或重要的轴，常选用锻件，这样既节约材料又减 少机械加工的工作量，还可改善机械性能。根据生产规模的不同，毛坯的锻造方式有自由锻和模锻两种。中小批 生产多采用自由锻，大批大量生产时采用模锻。轴类零件的材料 轴类零件应根据不同的工作条件和使用要求选用不同 的材料并采用不同的热处理规范（如调质、正火、淬火等），以获得一定 的强度、韧性和耐磨性。45 钢是轴类零件的常用材料，它价格便宜经过调 质（或正火）后，可得到
15、较好的切削性能，而且能获得较高的强度和韧性 等综合机械性能，淬火后表面硬度可达4552HRC。40Cr等合金结构钢适 用于中等精度而转速较高的轴类零件，这类钢经调质和淬火后，具有较 好的综合机械性能。轴承钢GCrl5和弹簧钢65Mn，经调质和表面高频淬火后，表面硬度 可达5058HRC，并具有较高的耐疲劳性能和较好的耐磨性能，可制造 较高精度的轴。精密机床的主轴（例如磨床砂轮轴、坐标镗床主轴）可选用 38CrMoAIA氮化钢。这种钢经调质和表面氮化后，不仅能获得很高的表面硬 度，而且能保持较软的芯部，因此耐冲击韧性好。与渗碳淬火钢比较， 它有热处理变形很小，硬度更高的特性。45号钢广泛用于机械制造，这种钢的机械性能很好。但是这是一种 中碳钢，淬火性能并不好，45号钢可以淬硬至HRC4246。所以如果需 要表面硬度，又希望发挥 45钢优越的机械性能，常将 45钢
