微型調(diào)節(jié)支承主要部件的數(shù)控加工

1、微型調(diào)節(jié)支承主要部件的數(shù)控加工摘要微型調(diào)節(jié)支承是一種常見的用來支承不太重的工件，并根據(jù)需要調(diào)節(jié)其支承高 度的機(jī)構(gòu)。其構(gòu)成的主要零部件有底座、套筒、螺釘、調(diào)節(jié)螺母和支承桿。通過對(duì) 微型調(diào)節(jié)支承的原理及主要零部件 - 支承桿的加工工藝進(jìn)行分析，選出支承桿所用 的材料，加工所用的刀具、夾具、機(jī)床，并且編寫出一套工藝規(guī)程和工藝卡片。同 時(shí)用AutoCAD繪出工程圖和裝配圖，用 SolidWorks進(jìn)行實(shí)體造型，用MasterCAM進(jìn) 行模擬加工并生成程序。關(guān)鍵詞： 微型調(diào)節(jié)支承 工藝分析 數(shù)控加工 程序目錄摘要 (I)1 緒論1.1 數(shù)控機(jī)床概述 (1)1.2 數(shù)控加工技術(shù) (1)1.3 數(shù)控加工工藝

2、 (1)1.4 CAD/CAM技術(shù) (2)1.5 本課題設(shè)計(jì)的主要容 (3)2 各部分零件的工藝分析2.1 金屬材料的分析 (4)2.2 各零部件的材料選擇及工藝分析 (7)3 主要零件的參數(shù)設(shè)置及加工路徑分析3.1 概述 (10)3.2 軸類零件的材料、毛坯及熱處理 (9)3.3 工藝裝備的選擇 (11)3.4 切削用量的選擇 (12)3.5 進(jìn)給路線的確定 (15)3.6 加工順序的確定 (16)3.7 加工余量的確定 (17)3.8 程序的確定 (17)3.9 支承桿的加工程序 (18)4 結(jié)論與展望4.1 本文總結(jié) (22)4.2 將來展望 (22)致 (24)參考文獻(xiàn) (25)畢業(yè)設(shè)

3、計(jì)任務(wù)書 (26)1 緒論1.1 數(shù)控機(jī)床概述數(shù)控機(jī)床和數(shù)控技術(shù)是微電子技術(shù)同傳統(tǒng)機(jī)械技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，是一種技術(shù) 密集型的產(chǎn)品和技術(shù)。它是根據(jù)機(jī)械加工工藝的要求，使電子計(jì)算機(jī)對(duì)整個(gè)加工過 程進(jìn)行信息處理與控制，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動(dòng)化。較好地解決了復(fù)雜、精密、多品種、 中小批量機(jī)械零件加工問題，是一種通用、靈活、高效能的自動(dòng)化機(jī)床。同時(shí)，數(shù) 控技術(shù)又是柔性制造系統(tǒng)（FMS）、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS的技術(shù)基礎(chǔ)之一，是 機(jī)電一體化高新科技的重要組成部分。1.2 數(shù)控加工技術(shù)數(shù)控加工技術(shù)是現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中的一門新型的發(fā)展十分迅速的高新技術(shù)，它 將制造技術(shù)、數(shù)字化技術(shù)、微電子技術(shù)、監(jiān)控檢測(cè)技術(shù)等多種

4、高新建設(shè)傳統(tǒng)的機(jī)械 加工技術(shù)有效地結(jié)合起來，成為制造自動(dòng)化領(lǐng)域最重要的基礎(chǔ)技術(shù)。數(shù)控加工技術(shù) 的發(fā)展十分迅速，從第一代的電子管元件數(shù)控裝置，經(jīng)歷了晶體管電路、小中規(guī)模 集成電路、大規(guī)模集成電路控制系統(tǒng)，發(fā)展到計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。數(shù)控裝置體積越來 越小，精度越來越高，在工業(yè)生產(chǎn)中日益發(fā)揮著重要作用。1.3 數(shù)控加工工藝所謂數(shù)控加工工藝，就是用數(shù)控機(jī)床加工零件的一種方法。在數(shù)控機(jī)床上加工 時(shí)，將記錄在控制介質(zhì)上、描述加工過程所需的全部工藝信息，即原先在通用機(jī)床 上加工時(shí)需要操作者考慮和決定的容及動(dòng)作的數(shù)碼信息輸人數(shù)控機(jī)床的數(shù)控裝置，對(duì)輸入信息進(jìn)行運(yùn)算和控制，并不斷向伺服機(jī)構(gòu)使機(jī)床實(shí)現(xiàn)加工運(yùn)動(dòng)的機(jī)電功

5、能轉(zhuǎn)換部件發(fā)送脈沖信號(hào)，伺服機(jī)構(gòu)對(duì)脈沖信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換與放大處理，然后由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)機(jī)床按所編程序進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，便可加工出我們所需要的零件。可見，實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工，編程是關(guān)鍵。但必須有編程前的數(shù)控工藝做必要準(zhǔn)備工作和編程后的善后處理工作。嚴(yán)格說來，數(shù)控編程也屬于數(shù)控工藝的疇。因此，數(shù)控加工工藝主要包 括以下幾方面的容：1) 選擇并確定需要進(jìn)行數(shù)控加工的零件及容。2) 進(jìn)行數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)。3) 對(duì)零件圖形進(jìn)行必要的數(shù)學(xué)處理。4) 編寫加工程序 ( 自動(dòng)編程時(shí)為源程序，由計(jì)算機(jī)自動(dòng)生成目標(biāo)程序加工程序)。5) 按程序單制作控制介質(zhì)。6) 對(duì)程序進(jìn)行校驗(yàn)與修改。7) 首件試加工與現(xiàn)場(chǎng)問題處理。8) 數(shù)控加工工

6、藝技術(shù)文件的編寫與歸檔。1.4 CAD / CAM技 術(shù)1963 年，美國(guó)麻省理工學(xué)院首次提出 CAD(Computer Aided Design 計(jì)算機(jī)輔 助設(shè)計(jì))的概念。 MIT 小組初步設(shè)想了采用計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)、分析，并開發(fā)了交互式圖形 處理系統(tǒng)、繪制出了工程圖，從而使CAD由試驗(yàn)階段過渡到了實(shí)施階段。 CAM(Computer Aided Manufacturing 計(jì)算機(jī)輔助制造)是從 APT開始的。它是 20 世紀(jì)50年代MIT設(shè)計(jì)的一種專門用于零件 NC加工的自動(dòng)編程語(yǔ)言，到1967年APT系統(tǒng)己實(shí)用化。從1974年開始，人們把CADS統(tǒng)和生產(chǎn)計(jì)劃管理及力學(xué)計(jì)算相結(jié)合， 發(fā)展成為CA

7、DZCAM綜合系統(tǒng)。70年代后期，CADXCAM進(jìn)人初期實(shí)用階段。CAD/ CAMJ術(shù)推動(dòng)了幾乎一切領(lǐng)域的設(shè)計(jì)革命，CAD技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用水平已 成為衡量一個(gè)國(guó)家科技現(xiàn)代化和工業(yè)現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志之一。CA/CAM技術(shù)從根本上改變了過去的手工繪圖、發(fā)圖、憑圖樣組織整個(gè)生產(chǎn)過程的技術(shù)管理方式， 將它變?yōu)樵趫D形工作站上交互設(shè)計(jì)、用數(shù)據(jù)文件發(fā)送產(chǎn)品定義、在統(tǒng)一的數(shù)字化產(chǎn) 品模型下進(jìn)行產(chǎn)品的設(shè)計(jì)打樣、分析計(jì)算、工藝計(jì)劃、工藝裝備設(shè)計(jì)、數(shù)控加工、 質(zhì)量控制、編印產(chǎn)品維護(hù)手冊(cè)、組織備件訂貨供應(yīng)等等。1.5 本課題設(shè)計(jì)的主要容微型調(diào)節(jié)支承是一種常見的用來支承不太重的工件，并根據(jù)需要調(diào)節(jié)其支承高 度的機(jī)構(gòu)，

8、其構(gòu)成的主要零部件，如圖所示：由圖可知，該傳動(dòng)器主要有以下幾部分組成：1、底座2、套筒3、螺釘4、調(diào) 節(jié)螺母5、支承桿。套筒2與底座1用細(xì)牙螺紋連接，帶有螺紋的支承桿 5插入套筒2的圓孔中， 轉(zhuǎn)動(dòng)帶有螺紋孔的調(diào)節(jié)螺母 4可以使支承桿上升或下降，以支承工件。螺釘 3旋進(jìn) 支承桿的導(dǎo)向槽，使支承桿只能升降而不能旋轉(zhuǎn)；同時(shí)螺釘還可以用來控制支承桿 升降的極限位置。調(diào)節(jié)螺母 4下端凸緣與套筒2上端的凹槽配合，以增強(qiáng)調(diào)節(jié)螺母 轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的平穩(wěn)性。F面就對(duì)本課題所設(shè)計(jì)的主要零部件的加工工藝進(jìn)行分析2 各部分零件的工藝分析2.1 金屬材料的分析一、材料機(jī)械制造中最常用的材料是鋼和鑄鐵，其次是有色金屬合金，非金屬

9、材料如塑 料、橡膠等，在機(jī)械制造中也得到廣泛的應(yīng)用。金屬材料主要指鑄鐵和鋼，它們都是鐵碳合金，它們的區(qū)別主要在于含碳量的 不同。含碳量小于 2%的鐵碳合金稱為鋼，含碳量大于 2%的稱為鐵。1 鑄鐵常用的鑄鐵有灰鑄鐵、球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵、合金鑄鐵等。其中灰鑄鐵和球墨鑄 鐵屬脆性材料，不能輾壓和鍛造，不易焊接，但具有適當(dāng)?shù)囊兹坌院土己玫囊簯B(tài)流 動(dòng)性，因而可鑄成形狀復(fù)雜的零件?；诣T鐵的抗壓強(qiáng)度高，耐磨性、減振性好，對(duì) 應(yīng)力集中的敏感性小，價(jià)格便宜，但其抗拉強(qiáng)度較鋼差。灰鑄鐵常用作機(jī)架或殼座。 球墨鑄鐵強(qiáng)度較灰鑄鐵高且具有一定的塑性，球墨鑄鐵可代替鑄鋼和鍛鋼用來制造 曲軸、凸輪軸、油泵齒輪、閥體等。2

10、鋼鋼的強(qiáng)度較高，塑性較好，可通過軋制、鍛造、沖壓、焊接和鑄造方法加工各種 機(jī)械零件，并且可以用熱處理和表面處理方法提高機(jī)械性能，因此其應(yīng)用極為廣泛。鋼的類型很多，按用途分，鋼可分為結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼和特殊用途鋼。結(jié)構(gòu)鋼可用于加工機(jī)械零件和各種工程結(jié)構(gòu)。工具鋼可用于制造各種刀具、模具等。特殊用途 鋼（不銹鋼、耐熱鋼、耐腐蝕鋼）主要用于特殊的工況條件下。按化學(xué)成分鋼可分 為碳素鋼和合金鋼。碳素鋼的性能主要取決于含碳量，含碳量越多，其強(qiáng)度越高， 但塑性越低。碳素鋼包括普通碳素結(jié)構(gòu)鋼和優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。普通碳素結(jié)構(gòu)鋼（如Q215 Q233 般只保證機(jī)械強(qiáng)度而不保證化學(xué)成分，不宜進(jìn)行熱處理，通常用于 不太重要

11、的零件和機(jī)械結(jié)構(gòu)中。碳素鋼的性能主要取決于其含碳量。低碳鋼的含碳 量低于 0.25%，其強(qiáng)度極限和屈服極限較低，塑性很高，可焊性好，通常用于制作螺 釘、螺母、墊圈和焊接件等。含碳量在 0.1%0.2%的低碳鋼零件可通過滲碳淬火使 其表面硬而心部韌，一般用于制造齒輪、鏈輪等要求表面耐磨而且耐沖擊的零件。 中碳鋼的含碳量在 0.3%0.5%之間，它的綜合力學(xué)性能較好，因此可用于制造受力 較大的螺栓、螺母、鍵、齒輪和軸等零件。含碳量在 0.55%0.7%的高碳鋼具有高的 強(qiáng)度和剛性，通常用于制作普通的板彈簧、螺旋彈簧和鋼絲繩。合金結(jié)構(gòu)鋼是在碳 鋼中加入某些合金元素冶煉而成。 每一種合金元素低于 2%

12、或合金元素總量低于 5%的 稱為低合金鋼。每一種合金元素含量為 2% 5%或合金元素總含量為 5%10%的稱為 中合金鋼。 每一種合金元素含量高于 5%或合金元素總含量高于 10%的稱為高合金鋼。 加入不同的合金元素可改變鋼的機(jī)械性能并具有各種特殊性質(zhì)。例如鉻能提高鋼的 硬度，并在高溫時(shí)防銹耐酸；鎳使鋼具有良好的淬透性和耐磨性。但合金鋼零件一 般都需經(jīng)過熱處理才能提高其機(jī)械性能；此外，合金鋼較碳素鋼價(jià)格高，對(duì)應(yīng)力集 中亦較敏感，因此只用于碳素鋼難于勝任工作時(shí)才考慮采用。用碳素鋼和合金鋼澆鑄而成的鑄件稱為鑄鋼， 通常用于制造結(jié)構(gòu)復(fù)雜、 體積較大 的零件，但鑄鋼的液態(tài)流動(dòng)性比鑄鐵差，且其收縮率的鑄

13、鐵件大，故鑄鋼的壁厚常大于10mm，其圓角和不同壁厚的過渡部分應(yīng)比鑄鐵件大。表1-1是常用的金屬材料的機(jī)械性能表1-1常用鋼鐵材料的機(jī)械性能材料選用的原則材料機(jī)械性能名稱牌號(hào)抗拉強(qiáng)度b(N/mm2)屈服強(qiáng)度s(N/mm)硬度(HBS)Q215335410215Q235375460235普通碳素結(jié)構(gòu)鋼Q255410510255Q27549061027520410245156優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼355303151974560035522018CcNi4W11883526035SiMn78551022940Cr981785247合金結(jié)構(gòu)鋼40CrNiMo98083526920CrMnTi107983421

14、765Mn735430285ZG230-450450230130鑄鋼ZG270-500550270143ZG310-570570310153HT150145150200灰鑄鐵HT200195170220HT250240190240QT450-10450310160210QT500-7500320170230球墨鑄鐵QT600-3600370190270QT700-2700420225305從各種各樣的材料中選擇出合用的材料是一項(xiàng)受到多方面因素制約的工作，通常應(yīng)考慮下面的原則:(1) 載荷的大小和性質(zhì)，應(yīng)力的大小、性質(zhì)及其分布狀況對(duì)于承受拉伸載荷為主的零件宜選用鋼材，承受壓縮載荷的零件應(yīng)選鑄鐵。

15、脆 性材料原則上只適用于制造承受靜載荷的零件，承受沖擊載荷時(shí)應(yīng)選擇塑性材料。（2）零件的工作條件在腐蝕介質(zhì)中工作的零件應(yīng)選用耐腐蝕材料，在高溫下工作的零件應(yīng)選耐熱材 料，在濕熱環(huán)境下工作的零件，應(yīng)選防銹能力好的材料，如不銹鋼、銅合金等。零 件在工作中有可能發(fā)生磨損之處，要提高其表面硬度，以增強(qiáng)耐磨性，應(yīng)選擇適于 進(jìn)行表面處理的淬火鋼、滲碳鋼、氮化鋼。金屬材料的性能可通過熱處理和表面強(qiáng) 化（如噴丸、滾壓等）來提高和改善，因此要充分利用熱處理和表面處理的手段來 發(fā)揮材料的潛力。（3）零件的尺寸及質(zhì)量零件尺寸的大小及質(zhì)量的好壞與材料的品種及毛坯制取方法有關(guān)， 對(duì)外形復(fù)雜、 尺寸較大的零件，若考慮用鑄

16、造毛坯，則應(yīng)選用適合鑄造的材料；若考慮用焊接毛 坯，則應(yīng)選用焊接性能較好的材料；尺寸小、外形簡(jiǎn)單、批量大的零件，適于沖壓 和模鍛，所選材料就應(yīng)具有較好的塑性。（4）經(jīng)濟(jì)性選擇零件材料時(shí)，當(dāng)用價(jià)格低廉的材料能滿足使用要求時(shí)，就不應(yīng)選擇價(jià)格高 的材料，這對(duì)于大批量制造的零件尤為重要。此外還應(yīng)考慮加工成本及維修費(fèi)用。 為了簡(jiǎn)化供應(yīng)和儲(chǔ)存的材料品種，對(duì)于小批制造的零件，應(yīng)盡可能減少同一部設(shè)備 上使用材料的品種和規(guī)格，使綜合經(jīng)濟(jì)效益最高。2.2 各零部件的材料選擇及工藝分析1. 底座齒輪的材料及熱處理對(duì)齒輪的使用性能和壽命有很大的影響?？紤]材料的綜合 性能及經(jīng)濟(jì)性，本課題所設(shè)計(jì)的底座的材料選用ZG230

17、-45O因其加工精度并不高,因此采用：鉆一車一擴(kuò)一鉸的加工方案。2. 套筒本課題所設(shè)計(jì)的套筒采用45鋼，因其綜合力學(xué)性能和切削加工性均較好，可以 用于制造受力較大的零件。加工工藝路線：車削外形一鉆孔一精車孔一車螺紋一鉆 徑向孔一鉸孔一攻絲。3. 支承桿通過對(duì)材料的綜合性能及經(jīng)濟(jì)性的分析，本課題所設(shè)計(jì)的支承桿采用45鋼，其在機(jī)構(gòu)中起支承作用，則需要有較高的強(qiáng)度、硬度，因此要表面發(fā)藍(lán)。其加工工藝 路徑為：車削外輪廓一銑削鍵槽一車螺紋一熱處理。4. 調(diào)節(jié)螺母本課題設(shè)計(jì)的調(diào)節(jié)螺母同樣也采用 45鋼，其加工路線為：車圓柱面及孔一銑六邊形一精車孔一車螺紋。3. 主要零件的參數(shù)設(shè)置及加工路徑分析3.1 概述

18、支承桿屬于軸類零件， 是機(jī)械加工中常見的典型零件之一。 它在機(jī)械中主要用于 支承齒輪、帶輪、凸輪以及連桿等傳動(dòng)件，以傳遞扭矩。按結(jié)構(gòu)形式不同，軸可以 分為階梯軸、錐度心軸、光軸、空心軸、曲軸、凸輪軸、偏心軸、各種絲杠等，其 中階梯傳動(dòng)軸應(yīng)用較廣，其加工工藝能較全面地反映軸類零件的加工規(guī)律和共性。根據(jù)軸類零件的功用和工作條件，其技術(shù)要求主要在以下方面： 尺寸精度 軸類零件的主要表面常為兩類：一類是與軸承的圈配合的外圓軸頸，即支承軸頸，用于確定軸的位置并支承軸，尺寸精度要求較高，通常為IT 5IT7 ;另一類為與各類傳動(dòng)件配合的軸頸，即配合軸頸，其精度稍低，常為IT6IT9 幾何形狀精度 主要指軸

19、頸表面、外圓錐面、錐孔等重要表面的圓度、圓柱度。其誤差一般應(yīng)限制在尺寸公差圍，對(duì)于精密軸，需在零件圖上另行規(guī)定其幾何 形狀精度。 相互位置精度 包括、外表面、重要軸面的同軸度、圓的徑向跳動(dòng)、重要端 面對(duì)軸心線的垂直度、端面間的平行度等。 表面粗糙度 軸的加工表面都有粗糙度的要求，一般根據(jù)加工的可能性和經(jīng) 濟(jì)性來確定。支承軸頸常為0.21.6卩m傳動(dòng)件配合軸頸為0.43.2卩m 其他 熱處理、倒角、倒棱及外觀修飾等要求。3.2 軸類零件的材料、毛坯及熱處理1 軸類零件的材料軸類零件材料 常用45鋼，精度較高的軸可選用40Cr、軸承鋼GCr15彈 簧鋼65Mn也可選用球墨鑄鐵；對(duì)高速、重載的軸，選

20、用 20CrMnTi、20Mn2B 20Cr 等低碳合金鋼或38CrMoAI氮化鋼。 軸類毛坯 常用圓棒料和鍛件；大型軸或結(jié)構(gòu)復(fù)雜的軸采用鑄件。毛坯經(jīng)過 加熱鍛造后，可使金屬部纖維組織沿表面均勻分布，獲得較高的抗拉、抗彎及抗扭 強(qiáng)度。2軸類零件的熱處理 鍛造毛坯在加工前，均需安排正火或退火處理，使鋼材部晶粒細(xì)化，消除鍛造 應(yīng)力，降低材料硬度，改善切削加工性能。調(diào)質(zhì)一般安排在粗車之后、半精車之前，以獲得良好的物理力學(xué)性能。表面淬火一般安排在精加工之前，這樣可以糾正因淬火引起的局部變形。精度要求高的軸，在局部淬火或粗磨之后，還需進(jìn)行低溫時(shí)效處理。經(jīng)綜合考慮，本課題所設(shè)計(jì)的軸采用 45 鋼，因其在機(jī)

21、構(gòu)中起傳遞作用，則需要 有較高的強(qiáng)度、硬度和耐磨性。因此，采用淬火 33-38HRC。3.3 工藝裝備的選擇工藝裝備選擇的合理與否，將直接影響工件的加工精度、生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。應(yīng)根據(jù)地生產(chǎn)類型、具體加工條件、工件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)要求等選擇工藝裝備。一、夾具的選擇單件、小批生產(chǎn)應(yīng)首先采用各種通用夾具和機(jī)床附件，如卡盤、機(jī)床用平口虎 鉗、分度頭等；對(duì)于大批和大量生產(chǎn)，為提高生產(chǎn)率應(yīng)采用專用高效夾具；多品種 中、小批量生產(chǎn)可采用可調(diào)夾具或成組夾具。因?yàn)楸菊n題所要加工的軸形狀較簡(jiǎn)單，采用通用夾具即可，因此選用三角卡盤。二、刀具的選擇一般優(yōu)先采用標(biāo)準(zhǔn)刀具。若采用機(jī)械集中，則可采用各種高效的專用刀具、復(fù)

22、合刀具和多刃刀具等。刀具的類型、規(guī)格和精度等級(jí)應(yīng)符合加工要求。其次在選用刀具時(shí)還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1）在數(shù)控機(jī)床上銑削平面時(shí)，應(yīng)采用鑲裝可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金刀片的銑刀。一般采用兩次走刀，一次粗銑，一次精銑。當(dāng)連續(xù)切削時(shí)，粗銑刀直徑要小一些，精銑刀直徑要大一些，最好能包容待加工面的整個(gè)寬度。加工余量大，且加工面又不均勻 時(shí)，刀具直徑要選得小些，否則當(dāng)粗加工時(shí)會(huì)因接刀刀痕過深而影響加工質(zhì)量2）高速鋼立銑刀多用于加工凸臺(tái)和凹槽，最好不要用于加工毛坯面，因?yàn)槊髅嬗杏不瘜雍蛫A砂現(xiàn)象，刀具會(huì)很快被磨損。3）加工余量較小，并且要求表面粗糙度值較低時(shí)，應(yīng)采用鑲立方氮化硼刀片的 端銑刀或鑲瓷刀片的端銑刀。4 ）鑲硬質(zhì)

23、合金的立銑刀可用于加工凹槽、窗口面、凸臺(tái)面和毛坯表面。5 ）鑲硬質(zhì)合金的玉米銑刀可以進(jìn)行強(qiáng)力切削， 銑削毛坯表面和用于孔的粗加工。6 ）精度要求較高的凹槽加工時(shí)，可以采用直徑比槽寬小一些的立銑刀，先銑槽 的中間部分，然后利用刀具半徑補(bǔ)償功能銑削槽的兩邊，直到達(dá)到精度要求為止。7）在數(shù)控銑床上鉆孔，一般不采用鉆模，鉆孔深度為直徑的 5 倍左右的深孔加 工容易折斷鉆頭，應(yīng)注意冷卻和排屑。鉆孔前最好先用中心鉆鉆一個(gè)中心孔或用一 個(gè)剛性好的短鉆頭锪窩引正。锪窩除了可以解決毛坯表面鉆孔引正問題外，還可以 代替孔口倒角。三、量具的選擇 單件、小批生產(chǎn)應(yīng)廣泛采用通用量具，如游標(biāo)卡尺、百分尺和千分表等；大批、

24、 大量生產(chǎn)應(yīng)采用極限量塊和高效的專用檢驗(yàn)夾具和量?jī)x等。量具的精度必須與加工 精度相適應(yīng)。因本零件屬于小批量生產(chǎn)，因此，選用通用量具即可。3.4 切削用量的選擇對(duì)于高效率的金屬切削機(jī)床加工來說，被加工材料、切削刀具、切削用量是三 大要素。這些條件決定著加工時(shí)間、刀具壽命和加工質(zhì)量。經(jīng)濟(jì)的、有效的加工方 式，要求必須合理地選擇切削條件在確定每道工序的切削用量時(shí)， 應(yīng)根據(jù)刀具的耐用度和機(jī)床說明書中的規(guī)定去選擇。也可以結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)用類比法確定切削用量。在選擇切削用量時(shí)要充分保證 刀具能加工完一個(gè)零件，或保證刀具耐用度不低于一個(gè)工作班，最少不低于半個(gè)工 作班的工作時(shí)間。背吃刀量主要受機(jī)床剛度的限制，在機(jī)

25、床剛度允許的情況下，盡可能使背吃刀 量等于工序的加工余量，這樣可以減少走刀次數(shù)，提高加工效率。對(duì)于表面粗糙度 和精度要求較高的零件，要留有足夠的精加工余量，數(shù)控加工的精加工余量可比通 用機(jī)床加工的余量小一些。在確定切削用量時(shí)，要根據(jù)被加工工件材料、硬度、切削狀態(tài)、背吃刀量、進(jìn)給量，刀具耐用度，最后選擇合適的切削速度。表 2.1 為車削加工時(shí)的選擇切削條件的參考數(shù)據(jù). 2. 1 T刖二門購(gòu)I用HE蘭F和被切削材料名稱輕切削lO.inm 進(jìn)給皐0.050,3mii Vi一般切削 切漢1 4ium 進(jìn)給量0.2 0”皿訛巫切削 切深g12nun進(jìn)給呈0.4 -O.Sniin r優(yōu)廣碳素幼i(r100

26、-250150-25080 22045#60-23070*22080-180合金鋼 J b750MPa100-220100-2307022070-22080-22080-200根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選擇，一般粗車切削深度為 23mm半精車切削深度為0.52mnp 精車切削深度為0.20.5mm本課題所加工的為45鋼，由表可知：切削速度應(yīng)在 70220mm/min根據(jù)經(jīng)驗(yàn),我們選擇 Vc=120mm/min由公式 n=1000v/ndw （dw- 未加工工件的直徑）可以計(jì)算出,粗車時(shí)n=500r/min;精車時(shí)n=1200r/min.刀具及切削參數(shù)如下:Endmill Flat刀具類型參數(shù)A計(jì)算轉(zhuǎn)速腿紿3保存

27、至資料庫(kù)可斥于 粗加工 潔加工兩者刀幣宜徑6.0輪廊顯示自動(dòng)自設(shè)圖檔自設(shè)圖層刀貝歩取辦挖塔b惣租計(jì)蓿謹(jǐn)?shù)臍i數(shù)|tro oC JHfetr加工方可驅(qū) 世&du.uuui竊土標(biāo)I竝下刀佼査陀對(duì)竽標(biāo)rr件幣而剛塚LiS缶坐標(biāo)劃圧坐標(biāo)10.0審毎半訐0 0 時(shí)星土石-4.0珀宦坐17刀貝衽小處 走麗H方向狗占圮2萬FH5P址PJ A 丿I )RfflTDT彩式標(biāo)林?Wra X3.5 進(jìn)給路線的確定在數(shù)控機(jī)床加工過程中，進(jìn)給路線的確定是非常重要的，它與工件的加工精度 和粗糙度直接相關(guān)。 所謂進(jìn)給路線就是數(shù)控機(jī)床在加工過程中刀具中心的移動(dòng)路線。 確定進(jìn)給路線，就是確定刀具的移動(dòng)路線。1 ）數(shù)控車削進(jìn)給路線

28、的確定 確定數(shù)控車削進(jìn)給路線的工作重點(diǎn)， 主要在于確 定粗加工及空行程的進(jìn)給路線，精加工切削過程的進(jìn)給路線基本上都是沿其零件設(shè) 計(jì)圖確定的輪廓順序進(jìn)行的。車削進(jìn)給路線泛指刀具從對(duì)刀點(diǎn)（或機(jī)床固定原點(diǎn)）開始運(yùn)動(dòng)起，直至返回該 點(diǎn)并結(jié)束加工程序所經(jīng)過的路徑，包括切削加工的路徑及刀具切入、切出等非切削 空行程。其基本原則是： 力求空行程路線最短。 可通過巧用起刀點(diǎn)、 將起刀點(diǎn)與其對(duì)刀點(diǎn)重合在一起； 巧設(shè)換（轉(zhuǎn)）刀點(diǎn)，如果將第二把刀的換刀點(diǎn)也設(shè)置在合適點(diǎn)位置上，則可縮短空 行程距離，在合理安排“回零”路線時(shí)，應(yīng)使其前一刀終點(diǎn)與后一刀起點(diǎn)間的距離 盡量減短，或者為零，即可滿足進(jìn)給路線為最短的要求。 力求

29、切削進(jìn)給路線最短。切削進(jìn)給路線為最短，可有效地提高生產(chǎn)效率，降 低刀具的損耗等。進(jìn)給路線較短。矩形進(jìn)給路線，適用于棒料毛坯，三角形進(jìn)給路線，適用于棒料毛坯，進(jìn)給路線較長(zhǎng)一種走刀路線較適合。2）數(shù)控銑削進(jìn)給路線的確定數(shù)控銑削加工中進(jìn)給路線對(duì)零件的加工精度和表面質(zhì)量有直接的影響，因此，確定好進(jìn)給路線是保證銑削加工精度和表面質(zhì)量的 工藝措施之一。下面是銑削中幾種常見的走刀路線。在圖中，左圖和中圖分別為用行切法加工和環(huán)切法加工凹槽的走刀路線，而右圖是先用行切法，最后環(huán)切一刀光整輪廓表面。三種方案中，左圖方案的加工表面 質(zhì)量最差，在周邊留有大量的殘余；中圖方案和右圖方案加工后的能保證精度，但 中圖方案采

30、用環(huán)切的方案，走刀路線稍長(zhǎng)，而且編程計(jì)算工作量大。根據(jù)以上分析，本課題所加工的軸上的鍵槽采用右圖所示的走刀方案。3.6加工順序的確定支承桿加工順序安排如下：外圓輪廓的粗加工外輪廓的精加工銑鍵槽攻螺紋熱處理。當(dāng)主要表面加工順序確定后，就要合理地插入非主要表面加工工序。 對(duì)支承桿來 說非主要表面指的是鍵槽、螺紋等。這些表面加工一般不易出現(xiàn)廢品，所以盡量安 排在后面工序進(jìn)行，主要表面加工一旦出了廢品，非主要表面就不需加工了，這樣 可以避免浪費(fèi)工時(shí)。但這些表面也不能放在主要表面精加工后，以防在加工非主要 表面過程中損傷已精加工過的主要表面。3.7 加工余量的確定加工余量的大小等于每個(gè)中間工序加工余量的

31、總和。 工序間的加工余量的選擇 應(yīng)根據(jù)下列條件進(jìn)行。1 ）應(yīng)有足夠的加工余量，特別是最后的工序，加工余量應(yīng)能保證達(dá)到圖樣上所 規(guī)定的精度和表面粗糙度值要求。2 ）應(yīng)考慮加工方法和設(shè)備的剛性，以及工件可能發(fā)生的變形。過大的加工余量 反而會(huì)由于切削抗力的增加而引起工件變形加大，影響加工精度。3 ）應(yīng)考慮到熱處理引起的變形，否則可能產(chǎn)生廢品。4 ）應(yīng)考慮工件的大小。工件越大，由切削力、應(yīng)力引起的變形亦會(huì)越大，加工 余量也要相應(yīng)地大一些。5 ）在保證加工精度的前提下，應(yīng)盡量采用最小的加工余量總和，以求縮短加工 時(shí)間，降低加工費(fèi)用。3.8 程序的確定一、數(shù)控指令的介紹 數(shù)控程序的指令由一系列的程序字組成

32、，而程序字通常由地址（ address ）和數(shù) 值（number）兩部分組成，地址通常是某個(gè)大寫字母。數(shù)控程序中的地址代碼意義 如表 1-1 所示。表 1-1功能地址意義程序號(hào):(ISO) , O (EIA)程序序號(hào)順序號(hào)N順序號(hào)準(zhǔn)備功能G動(dòng)作模式（直線、圓弧等）尺寸字X、Y、Z坐標(biāo)移動(dòng)指令A(yù) B、C、U、V、W附加軸移動(dòng)指令R圓弧半徑I、J、K圓弧中心坐標(biāo)進(jìn)給功能F進(jìn)給速率主軸旋轉(zhuǎn)功能S主軸轉(zhuǎn)速刀具功能T刀具號(hào)、刀具補(bǔ)償號(hào)輔助功能M輔助裝置的接通和斷開補(bǔ)償號(hào)H、D補(bǔ)償序號(hào)暫停P、X暫停時(shí)間子程序號(hào)指疋P子程序序號(hào)子程序重復(fù)次數(shù)L重復(fù)次數(shù)參數(shù)P、Q R固定循環(huán)、程序編制方法的確定程序編制分為：

33、手工編程和自動(dòng)編程兩種。1. 手動(dòng)編程：整個(gè)編程過程由人工完成。對(duì)編程人員的要求高（不僅要熟悉數(shù) 控代碼和編程規(guī)則，而且還必須具備機(jī)械加工工藝知識(shí)和數(shù)值計(jì)算能力）手工編程 適用于：幾何形狀不太復(fù)雜的零件。2. 自動(dòng)編程：編程人員只要根據(jù)零件圖紙的要求，按照某個(gè)自動(dòng)編程系統(tǒng)的規(guī)定，將零件的加工信息用較簡(jiǎn)便的方式送入計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)自動(dòng)進(jìn)行程序的編制，編程系統(tǒng)能自動(dòng)打印出程序單和制備控制介質(zhì)。自動(dòng)編程適用于：形狀復(fù)雜的零件、 雖不復(fù)雜但編程工作量很大的零件（如有數(shù)千個(gè)孔的零件）、雖不復(fù)雜但計(jì)算工作量 大的零件（如輪廓加工時(shí)，非圓曲線的計(jì)算）。根據(jù)以上各種程序編制的特點(diǎn)，對(duì)軸的加工程序的編制進(jìn)行以下

34、選擇：由于支 承桿的幾何形狀不太復(fù)雜，因此對(duì)其外圓表面的加工，應(yīng)選擇手工編程；其軸上的 鍵槽雖不復(fù)雜但計(jì)算工作量大，因此選擇自動(dòng)編程。3.9支承桿的加工程序支承桿的加工尺寸如圖所示:12.5,as1P?61、粗車N045 G01 X3101111N050 Z-116N005 G50 X60 Z20N055 X32N010G00X45 ZO S500 T0101 M03N060 GOO X100 Z100N015 G01 XO F1N070 M05N020 Z2N080 M30N025 GOO X36調(diào)頭裝夾N030 G01 Z-11602222N035 X38N005 G50 X60 Z20、

35、軸外圓表面的加工程序如下：N040 GOO Z2N010 GOO XO Z5 S500 T0101 M03N055 Z-25N015 G01 Z-1 F1N020 G02 X39 Z-5 CR=40N025 G01 Z-19N030 G00 100 Z100N035 T0202N040 G00 X40 Z-23N045 G01 X24 F1N050 G00 X402、精車O3333N005 G50 X60 Z20N010G00X20 Z2 S500 T0101 M03N015 G01 X30 Z-3 F0.5N020 Z-118N025 G00 X100 Z100N030 M05N035 M3

36、0N060 G01 X24N065 Z-23N070 G00 X40 Z-24N075 X100 Z100N080 M05N085 M30調(diào)頭裝夾O4444N005 G50 X60 Z20N010G00X0 Z-1 S500 T0101 M03N015 G02 X38 Z-4 CR=39N020 G01 Z-19N025 G00 X100 Z100N030 M05N035 M30、軸上鍵槽的銑削路徑如圖所示：N102 G91G28 Z0.N100 G0 G17 G40 G49 G80 G90N104 S0 M5N130 G3 Y-1. R1.N132 G1 Z-4.N134 X70.N136

37、G3 Y1. R1.N138 G1 X0.N140 G3 Y-1. R1.N142 G1 Z6.N144 G0 Z50.N146 G91 G28 Z0N148 M05N150 M30%N106 G0 G90 G54 X0. Y-1.N108 Z50.N110 Z10.N112 G1 Z-1.95 F1.5N114 X70.N116 G3 Y1. R1.N118 G1 X0.N120 G3 Y-1. R1.N122 G1 Z-3.9N124 X70.N126 G3 Y1. R1.N128 G1 X0.螺紋的加工O6666N005 G50 X60 Z20N010 G00 X30 Z5 S500 T

38、0303 M03N015 G01 25.5 F0.5N020 G76 X25.5 Z-118 I0 K2.25 D0.5 F2 A60 P1N025 G00 X100N030 Z100N035 M05N040 M304 結(jié)論與展望4.1 本文總結(jié)通過做這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我對(duì)大學(xué)三年的學(xué)習(xí)有了更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，也更加系統(tǒng)的考核了我對(duì)所學(xué)專業(yè)知識(shí)的掌握程度及運(yùn)用能力。機(jī)床的發(fā)展趨向是高速化、高精度化、高可靠性、多功能、復(fù)合化、智能化和 開放式結(jié)構(gòu)。主要發(fā)展動(dòng)向是研制開發(fā)軟、硬件都具有開放式結(jié)構(gòu)的智能化全功能 通用數(shù)控裝置。數(shù)控技術(shù)是機(jī)械加工自動(dòng)化的基礎(chǔ)，是數(shù)控機(jī)床的核心技術(shù)，其水 平高低關(guān)系到國(guó)家戰(zhàn)略地位和體現(xiàn)國(guó)家綜合實(shí)力的水平 . 它隨著信息技術(shù)、微電子 技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)和檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展。數(shù)控加工中心是一種帶有刀庫(kù)并能自動(dòng)更換刀具，對(duì)工件能夠在一定的圍進(jìn)行多種加工操作的數(shù)控機(jī)床。在加工中心上加工零件的特點(diǎn)是：被加工零件經(jīng)過一次裝夾后，數(shù)控系統(tǒng)能控制機(jī)床按不同的工序自動(dòng)選擇和更換刀具；自動(dòng)改變機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給量和刀具相對(duì)工件的運(yùn)動(dòng)軌跡及其它輔助功能，連續(xù)地對(duì)工件各加工面自動(dòng)地進(jìn)行鉆孔、锪孔、鉸孔、鏜孔、攻螺紋、銑削等多工序加工。由于加工中心能集中地、自動(dòng)地完成多種工序，避