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1、学生毕业论文题目：连接杆数控加工工艺设计及编程姓 名学 号系（部）机电工程系专业数控技术及应用指导教师开题时间完成时间毕业设计任务说明书一、设计课题连接杆数控加工工艺设计及编程二、设计任务及要求 要求：独立完成设计中的各项内容。任务：1、设计说明书一份2、设计零件的数控加工工艺3、典型工序的工装设计4、数控加工工序卡片5、数控加工程序6、用 CAD/CAM 软件绘制接合子轴的零件图三、本课题的作用及意义 连接杆的作用是起连接两个运动单元、传递很大的扭距力。在动力的旋转带动下获得传动力 矩，并能保证反向传动精度和轴向刚度。由于连接杆精度等级较高，一般为8 级，在结构方面含 平面、孔以及对称结构，
2、因此，以连接杆为加工对象，通过分析其加工工艺并编写数控加程序， 设计夹具，能够使设计者全面地了解数控加工工艺设计及编程的全过程，提高学生的理论知识和 实践能力，为我国的数控技术的发展和工业中的发展培养人。四、参考资料1、数控加工工艺与编程2、机械零件课程设计3、CAD/CAM 软件书籍4、机械零件设计手册目录前言摘要9第 1 章 绪论 101、数控加工工作原理 102、数控编程及其发展 112.1 手工编程 112.2 自动编程 11第 2 章 加工方案的拟定 121、材料毛坯的选择 121.1 毛坯材料的选择 121.2 毛坯类型的选择 122、机床的选用 123、装备的选择 133.1 夹
3、具的选择 133.2 量具的选择 143.3 切削液的选择 153. 4零件技术条件分析2、零件机械加工工艺过程卡片3、零件的加工工序卡片4、程序的编写5、铁链式钻模夹具图6、零件图7、立体图设计总结参考文献谢辞1823303839连接杆加工工艺设计及编程摘要：连接杆加工技术的演变是一个持续不断的过程，成功的解决方案取决于对许 多要素细致且广泛的分析，例如零件的工艺分析、加工工艺过程、设备要求、毛坯 的选择、精度的要求等等，没有一个单一的标准方案可以满足所有应用要求，所有 方案都是根据不同的应用领域量身定制的。连接杆需要经过几个不同的工序才能完 成，锻件毛坯或铸件毛坯对加工工艺也有不同的要求。
4、制造商对工艺的满意度取决 于他对连接杆单位生产成本、产量和投资成本的评估。连接杆本身是机床夹具零件刀具所构成的工艺系统中最薄弱的环节，零 件的不稳定性总是会影响到最小工序时间和加工质量的一致性。这对开发和设计刀 具、刀片以及相应的应用技术带来了很高的要求。它意味着优化切削刃的分布以实 现切削力平衡、优化提高针对不同类型表面的切削参数，从而使切削平顺而无振动 等等。第 1 章 绪论数控机床是按照事先编制好是数控程序自动地对工件进行加工的高效自动化设 备。数控程序除了能保证加工出符合图样要求的合格零件外，还应该充分地发挥、 利用数控机床的各种功能，使数控机床能安全、可靠、高效地工作。 1、数控加工
5、的工作原理数控加工就是将加工数据和工艺参数输入到机床，机床的控 制系统对输入信息进行运算与控制，并不断地向直接指挥机床运动的电动机功 能部件机床的伺服机构发送脉冲信号，伺服机构对脉冲信号进行转换和放大 处理，然后又传动机构驱动数控机床，从而加工零件。所以数控加工的关键是 加工数据和工艺参数的获取，即数控编程。2、数控编程及其发展数控机床和普通机床不同，整个加工过程中不需要人的操作，而由程序来进行 控制。在数控机床上加工零件时，首先要分析零件图样的要求、确定合理的加工路 线及工艺参数、计算刀具中心运动轨迹及其位置数据；然后把全部工艺过程以及其 他辅助功能（主轴的正转与反转、切削液的开与关、变速、
6、换刀等）按运动顺序， 用规定的指令代码及程序格式编制成数控加工程序，经过调试后记录在控制介质手工编程是指程序编制的整个步骤几乎全部是由人工来完成的。对于几何 形状不太复杂的零件，所需要的加工程序不长，计算也比较简单，出差机会较 少，这时用手工编程既及时又经济，因而手工编程仍被广泛地应用于形状简单 的点位加工及平面轮廓加工中。但是工件轮廓复杂，特别是加工非圆弧曲线、 曲面等表面，或工件加工程序较长时，使用手工编程将十分繁琐、费时，而且 容易出错，常会出现手工编程工作跟不上数控机床加工的情况，影响数控机床 的开动率。此时必须用自动编制程序。2.2 自动编程自动编程有两种：APT软件编程和CAM软件
7、编程。APT软件是利用计算机和 相应的处理程序、后置处理程序对零件源程序进行处理，以得到加工程序的编 程方法。在具体的编程过程中，除拟定工艺方案仍主要依靠人工进行外（有些 自动编程系统能自动确定最佳的加工工艺参数），其余的工作，包括数值计算、 编写程序单、制作控制介质、程序检查等各项工作均由计算机自动完成。编程 人员只需要根据图样的要求，使用数控语言编写出零件加工的源程序，送入计 算机，由计算机自动地进行数值计算、后置处理，编写出零件加工程序单，并 在屏幕模拟显示加工过程，及时修改，将加工程序直接通过 DNC 的方式送入数 控机床，指挥机床工作。1、毛坯的选择1.1 毛坯材料的选择轴类零件的毛
8、坯通常用圆钢和锻件。阶梯轴直径较大时，多采用锻件，以节省 材料，阶梯轴直径较小时，可采用圆钢。当需要毛坯有较高综合的机械性能时，应 采用锻件。由于连接杆阶梯轴直径较大，所以使用锻件。连接杆的毛坯根据批量大 小、尺寸、结构及材料品种来决定。批量较大的小型曲轴，采用模锻 ;单件小批的 中大型曲轴，采用模锻；本课题连接杆采用大批量生产，所以用模锻件。 2、机床的选择因为连接杆是机械加工中的一种常见轴类零件，首先应该选择数控车床加工，机床的型号选定为C6140、CK7150、摇臂钻床、4轴加工中心CK7150 车床高速性能好，工作未稳定可靠，定位精度和重复精度较高，适用于 加工轴类，套类和盘类等精度要
9、求较高的零件。主要参数：车床床身最大回转直径 500mm滑板上的最大回转直径 350mm最大车削直径 400mm，最大车削长度1000mmX 轴最大行程 220mm.Z 轴最大行程 1030mm主轴转速范围40-3300r /min;刀架刀位数83.1 夹具选择 硬三爪卡盘、软三爪卡盘、短心轴、分度头、可卸式钻模夹具。3.2 刀具的选择 刀具的选择是数控加工中重要的工艺内容之一，它不仅影响机床的加工效 率，而且直接影响加工质量。编程时，选择刀具通常要考虑机床的加工能力、 工序内容、工件材料等因素。与传统的加工方法相比，数控加工对刀具的要求更高。不仅要求精度高、 刚度高，耐用度高，而且要求尺寸稳
10、定、安装调整方便。这就要求采用新型优 质材料制造数控加工刀具，并优选刀具参数。经过查表本加工的刀具如表格所 示。加工的刀具表格序号刀具编号刀具规格名称加工表面1T0190 0外圆车刀粗精车外圆表面和端面2T0225m麻花钻钻孔3T033mm的面槽刀加工端面槽249.5 +0.1 mm04T04内孔车刀车孔5T054mm切槽刀加工59mm的槽3.2 量具的选择 根据上连接杆的尺寸规格，所需要的量具要游标卡尺、游标深度尺、内外径千 分尺。游标卡尺如图所示游标深度卡尺如下图所示定的防锈性能，可部分取代工序间防锈。根据零件技术要求，选择乳化液来作为冷 却液。3.4 定位与夹紧 在粗车加工时，都用软三爪
11、卡盘夹紧外圆，在精车时为了提高精度，先是精车 右端的端面，由于连接杆精度要求较高的是205。 mm的尺寸精度要求IT8,还有-0.072249+omm与205。 mm同轴度，所以在精车右端面后钻中心孔。在精车右端面使 0-0.072采用一夹一顶的方法来保证他们的精度，在精车左端时，由于右端的外圆表面比较 短，不利于夹紧，所以在精加工左端面时，用心轴和顶尖的方法来加工。4、切削用量的选择切削用量包括主轴转速（切削速度）、切削深度或宽度、进给速度（进给量） 等。切削用量的大小对切削力、切削功率、刀具磨损、加工质量和加工成本均 有显著影响。对于不同的加工方法，需选择不同的切削用量，并应编入程序单 内
12、。合理选择切削用量的原则是：粗加工时，一般以提高生产率为主，但也考 虑经经性和加工成本；半精加工和精加工时，应在保证加工质量的前提下兼 顾切削效率、经济性和加工成本。具体数值应根据机床说明书、切削用量手册， 并结合经验而定。进给量，计算进给速度并填入工序卡片中。V = f = f Z f n n n背吃刀量的选择应根据加工余量确定。粗加工时，一次进给应尽可能切除 全部余量。在中等功率的机床上，背吃刀量可选8 10mm。半精加工时，背吃刀 量取为0 52mm。精加工时，背吃刀量取为0.20.4。经过查表本加工的切削 用量参数如表格所示。切削用量参数表格刀具编进给量背吃刀加工内容主轴转速f/( m
13、mS/ ( r/min)/r)T01粗精车外圆表面和端800a /mmp1T09钻中心孔800.25T03加工端面槽6000.2249.5 +0mm0T08铣六方50015T06车端面槽5000.13第三章 零件的加工1、零件的工艺分析1.1 零件的功用分析连接杆的作用是起连接两个运动单元、传递很大的扭距力。在动力的旋转带动 下获得传动力矩，并能保证反向传动精度和轴向刚度。由于连接杆精度等级较高， 一般为 8 级，在结构方面含平面、孔以及对称结构，因此，以连接杆为加工对象， 通过分析其加工工艺并编写数控加程序。1.2 零件技术条件分析1）连接杆是为支撑传动零件，传动扭矩，承受载荷，以及保证装在
14、主轴上的工件 或刀具具有一定的回转精度。同轴外圆205h8（。）的公差等级IT8,其表面粗糙度-0.072Ra3.2 y m。2）台阶孔的公差等级达到了 IT8。8）另外此零件有多处倒角和倒圆角，分别位于工件两端以及孔内9）5度的锥面的要求与基准A同轴，同轴度误差小于0.03mm。10）锐边到钝，表面镀锌 0.008-0.012mm。工厂名机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号产品名称零件名称连接杆共5页第1页材料牌号毛坯种类模锻件毛坯外形尺寸257mm和 83mm每毛坯可制作数1每台件数1备注1工序号工序名称工序内容车间定位夹紧工艺装备工时准终单件1下料模锻余量为4mm2热处理正火3车车右端面见平外圆三爪卡盘C614010S4钻孔钻2 5 mm的孔、倒内角外圆三爪卡盘C61406min5车车外圆2530 mm,车台阶205。mm、-0.1-0.0722410 mm，倒角-0.1外圆三爪卡盘C61401min6车车端面249.5+0mm的槽0外圆三爪卡盘C614028S工厂名
