畢業(yè)論文機器人小車行駛機構數(shù)控工藝與加工設計說明

1、 職業(yè)技術學院 畢業(yè)設計（論文）課題名稱：機器人小車行駛機構數(shù)控工藝與加工專業(yè)： 機電一體化班級： 機電114XX： 王顯浩學號： 113053435指導教師： 顧超 2014 年 6 月 10 日目錄1緒論31.1 引言31.2 論文容32、零件的工藝分析32.2 機床的選擇51從動輪52從動軸53底板軸承座54小車底板55主動輪56軸承座5數(shù)控車床CK6140型5DK7732快走絲線切割機床5臺鉆Z5166數(shù)控銑床XK6132型62.3 夾具的選用61從動輪62從動軸63底板軸承座64小車底板65主動輪66軸承座6平口鉗66666壓板66三爪卡盤666專用夾具66662.4 零件基準的選擇

2、62.5 刀具的選用62.6 切削用量的選用72.6.2 銑削層用量82.7 工序的劃分82.8 加工順序的安排92.9 確定加工路線92.10 擬定加工零件的工藝卡片102.10.1 從動軸數(shù)控加工工藝102.10.2 軸承座數(shù)控加工工藝122.10.3 從動輪軸數(shù)控加工工藝162.10.5 主動輪數(shù)控加工工藝202.10.6 小車底板數(shù)控加工工藝242.10.7底板軸承座數(shù)控加工工藝262.11 量具的選用292.10.1 游標卡尺292.11.2 千分尺302.11.3 徑百分表302.11.4 杠桿百分表312.11.5 量塊312.12 零件進行裝配31總結32參考文獻33致34機器

3、人小車行駛機構數(shù)控加工工藝分析摘要本課題針對機器人小車行駛機構的數(shù)控加工進行設計，該零部件有多個工序組成，加工時需要分次加工，特別是加工配合尺寸，加工精度要求很高，因此對機床、夾具、刀具、量具的選擇都很重要，機床、夾具和量具的選擇要與實際相結合，刀具的選擇最重要的是要根據(jù)零件的材料而選擇。對于數(shù)控加工最重要的是加工工藝，合理安排加工工序和加工程序，與對各個部分的加工進行精確的分析，并與實際加以結合，盡量以最簡便、快捷的方式進行加工，在做到簡便、快捷的同時也保證加工的精度，獲得最好的經(jīng)濟效益。這次加工較詳細地說明了機器人行駛機構各部分零部件的工藝加工過程，同時也說明了數(shù)控加工在我們現(xiàn)代工業(yè)中的作

4、用之大。關鍵詞機器人小車行駛機構；數(shù)控工藝1緒論1.1 引言數(shù)控技術與數(shù)控機床在當今機械制造業(yè)中的重要地位和巨大效益，顯示了其在國家基礎工業(yè)現(xiàn)代化中的戰(zhàn)略性作用，并已成為傳統(tǒng)機械制造工業(yè)提升改造和實現(xiàn)自動化、柔性化、集成化生產(chǎn)的重要手段和標志。數(shù)控技術與數(shù)控機床的廣泛應用，給機械制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)結構、產(chǎn)品種類和檔次以與生產(chǎn)方式帶來了革命性的變化。數(shù)控機床是現(xiàn)代加工車間最重要的裝備。它的發(fā)展是信息技術(IT)與制造技術(MT)結合發(fā)展的結果?，F(xiàn)代的CAD/CAM、FMS、CIMS、敏捷制造和智能制造技術，都是建立在數(shù)控技術之上的。掌握現(xiàn)代數(shù)控技術知識是現(xiàn)代機械類專業(yè)學生必不可少的。1.2 論文容本論

5、文以機器人小車行駛機構為例，分析了機器人小車行駛機構組件從動輪，從動軸，底板軸承座，小車底板，主動輪，軸承座等機構的數(shù)控加工工藝。2、零件的工藝分析機器人小車行駛機構由1從動輪，2從動軸，3底板軸承座，4小車底板，5主動輪，6軸承座組成這些零件的結構比較簡單，容易加工，加工時，各零件也便于裝夾，基準面也較易選擇，定位精度和尺寸精度容易達到要求，組成輪廓的各個幾何元素關系清楚，條件充分，所需要基點容易求得；材料為45鋼、硬鋁和樹脂，切削工藝性較好；根據(jù)分析，采取以下工藝措施：2.1.總裝配圖和機器人小車形式機構裝配圖總裝配圖2.1.2 校車行駛機構2.2 機床的選擇1從動輪2從動軸3底板軸承座4

6、小車底板5主動輪6軸承座數(shù)控車床CK6140型DK7732快走絲線切割機床臺鉆Z516數(shù)控銑床XK6132型2.3 夾具的選用1從動輪2從動軸3底板軸承座4小車底板5主動輪6軸承座平口鉗壓板三爪卡盤專用夾具2.4 零件基準的選擇根據(jù)各個零件的特點與圖紙要求，用墊塊將毛坯墊起放平，然后用夾具加緊兩寬度方向上的外圓或平面，夾住圓或平面要保證與工作臺面的平行，并用杠桿百分表檢查。各個零件的原點坐標選在工件的圓心或零件的端面；用杠桿百分表來找原點坐標系X、Y，用Z軸對刀儀來找工件表面零點。2.5 刀具的選用為了保證數(shù)控機床的加工精度，提高數(shù)控機床的生產(chǎn)效率與降低刀具材料的消耗，在選用數(shù)控機床刀具和刀具

7、材料時，除滿足普通機床應具備的基本條件外，還要考慮在數(shù)控機床中刀具工作條件等多方面因素，如切屑的斷屑性能、刀具快速調整與更換，因此對刀具和刀具材料提出更高的要求。1）銑刀剛性要好 一是為提高生產(chǎn)效率而采用大切削用量的需要；二是為適應數(shù)控機床加工過程中難以調整切削用量的特點。2）銑刀的耐用度要高 尤其是當一把刀具加工的容很多時，如刀具不耐用而磨損較快，就會影響工件的表面質量與加工精度，而且會增加換刀引起的調刀與對刀次數(shù)，也會使工作表面留下因對刀誤差而形成的接刀臺階，降低了工件的表面質量。除上述兩點之外，互換性好，便于快速換刀；刀具的尺寸便于調整，以減少換刀調整時間； 刀具應能可靠地斷屑或卷屑，以

8、利于切屑的排除。3）車刀剛性要好 保證能切除大量的余量。4）車刀互換性要好 保證在刀具磨損后換到快速，來減少加工時間。根據(jù)零件結構特點與需要，銑削平面、外輪廓、鉆孔、軸等，考慮45鋼、硬鋁和樹脂是一般材料，加工性能較好，數(shù)控銑床上采用7：24的圓錐刀柄，選用了裝YT類硬質合金立銑刀的刀柄、裝標準麻花鉆的刀柄等；數(shù)控車采用機夾式可轉位刀具。2.6 切削用量的選用數(shù)控編程時，都必須要先確定每道工序的切削用量，并以指令的形式寫入程序中。切削用量包括切削速度、背吃刀量或切削寬度與進給速度等。對于不同的加工方法，需要選用不同的切削用量。切削用量的選擇原則是：保證零件加工精度和表面粗糙度，充分發(fā)揮刀具切削

9、性能，保證合理的刀具耐用度并充分發(fā)揮機床的性能，最大限度地提高生產(chǎn)率，降低成本。 精加工時留下0.2mm加工余量，確定主軸轉速與進給速度是，先查切削工藝手冊，確定切削速度與進給量，然后利用公式Vc=3.14dn1000計算主軸轉速?？紤]到機床與刀具的剛性，計算出來的理論轉速與編程時實際加工轉速與進給會進行一些調整。2.5.1 銑削速度V 指最大直徑切削刃的圓周線速度，即主運動的線速度，單位為mmin。計算公式：式中：d刀具徑，mm n主軸轉速，rmm從上式可得到：主軸轉速 n=1000vc/d表1 銑削速度v推薦值工作材料硬度/HB銑削速度v/（m/min）高速鋼銑刀硬質合金銑刀低、中碳鋼25

10、5290153654115高碳鋼3253758123648合金鋼22532510243780工具鋼20025012234583灰鑄鐵2302909184590可鍛鑄鐵200240152472110中碳鑄鋼16020015216090鋁合金180300360600銅合金45100120190鎂合金1802701506002.6.2 銑削層用量 1) 銑削寬度ae：銑刀在一次進給中所切掉工件表層的寬度，單位為mm。 一般取銑刀直徑的50%60%。2) 背吃刀量：銑刀在一次進給中切掉工件表層的厚度，單位為mm。 一般粗加工立銑不得超過7mm，端銑25mm，精銑約0.1mm0.5mm。2.7 工序的劃

11、分數(shù)控機床體現(xiàn)在加工工序的集中，根據(jù)數(shù)控機床的加工特點，加工工序的劃分有以下幾種方式：1）根據(jù)裝夾定位劃分工序 這種方法一般適應于加工容不多的工件，主要是將加工部位分為幾個部分，每道工序加工其中一部分。如加工外形時，以腔夾緊；加工腔時，以外形夾緊。2）按所用刀具劃分工序 為了減少換刀次數(shù)和空程時間，可以采用刀具集中的原則劃分工序，在一次裝夾中用一把刀完成可以加工的全部加工部位，然后再換第二把刀，加工其他部位。在專用數(shù)控機床或加工中心上大多采用這種方法。3）以粗、精加工劃分工序 對易產(chǎn)生加工變形的零件，考慮到工件的加工精度，變形等因素，可按粗、精加工分開的原則來劃分工序，即先粗后精。在工序的劃分

12、中，要根據(jù)工件的結構要求、工件的安裝方式、工件的加工工藝性、數(shù)控機床的性能以與工廠生產(chǎn)組織與管理等因素靈活掌握，力求合理。在本次數(shù)控加工中工序的劃分是根據(jù)裝夾定位劃分工序的。2.8 加工順序的安排加工順序的安排應根據(jù)工件的結構和毛坯狀況，選擇工件定位和安裝方式，重點保證工件的剛度不被破壞，盡量減少變形，因此加工順序的安排應遵循以下原則：1）上道工序的加工不能影響下道工序的定位與夾緊； 2）先加工工件的腔后加工工件的外輪廓；3）盡量減少重復定位與換刀次數(shù)；4）在一次安裝加工多道工序中，先安排對工件剛性破壞較小的工序。2.9 確定加工路線走刀路線就是刀具在整個加工工序中的運動軌跡，它不但包括了工步

13、的容，也反映出工步順序，走刀路線是編寫程序的依據(jù)之一。確定走刀路線時應注意以下幾點：1）尋求最短加工路線即減少空行程；2）最終輪廓一次走刀完成即明確粗精加工；3）選擇切線方向切入與切出；4）選擇使工件在加工后變形小的路線。2.10 擬定加工零件的工藝卡片2.10.1 從動軸數(shù)控加工工藝數(shù)控加工工序卡零件名稱從動軸零件圖號BYSJ-27夾具名稱三爪卡盤設備名稱與型號數(shù)控車床CK6140型材料名稱與牌號45硬度55HRC工序名稱1工序號1工步號工步容切削用量刀具量具Vcnf編號名稱編號名稱01砂紙打磨去鐵屑600 r/min02粗車外形80 m/min800 r/min0.2 mm/r0.9mm0

14、135外圓車刀01游標卡尺03精車外形120 m/min1200 r/min0.06 mm/r0.1mm0135外圓車刀 02外徑千分尺簽名王顯浩共 頁第 1 頁數(shù)控加工工序卡零件名稱從動軸零件圖號BYSJ-27夾具名稱專用夾具設備名稱與型號DK7732快走絲線切割機床材料名稱與牌號45硬度55HRC工序名稱2工序號2工步號工步容切削用量刀具量具Vcnf編號名稱編號名稱01線切割01外徑千分尺簽名王顯浩共頁第 2 頁2.10.2 軸承座數(shù)控加工工藝數(shù)控加工工序卡零件名稱軸承座零件圖號BYSJ-24夾具名稱平口鉗設備名稱與型號臺鉆Z516材料名稱與牌號硬鋁7075硬度60HBS工序名稱3工序號3

15、工步號工步容切削用量刀具量具Vcnf編號名稱編號名稱01打樣沖01樣沖02鉆孔105 m/min1000 r/min0.15mm/r1.5 mm023鉆頭簽名王顯浩共頁第 3 頁數(shù)控加工工序卡零件名稱軸承座零件圖號BYSJ-24夾具名稱平口鉗設備名稱與型號數(shù)控銑床XK6132型材料名稱與牌號硬鋁7075硬度60HBS工序名稱4工序號4工步號工步容切削用量刀具量具VcnVf編號名稱編號名稱01鉆中心孔105 m/min5000 r/min150 mm/min1.5 mm013中心鉆02鉆12的孔105 m/min1000 r/min200 mm/min4.5 mm0212麻花鉆01徑百分表03擴

16、孔105 m/min800 r/min 200 mm/min4mm0320擴孔鉆01徑百分表04粗銑200 m/min1000 r/min300 mm/min0.9 mm04 8立式銑刀 01徑百分表05精銑250 m/min1200 r/min150 mm/min0.1 mm04 8立式銑刀 01徑百分表簽名王顯浩共頁第 4 頁2.10.3 從動輪軸數(shù)控加工工藝數(shù)控加工工序卡零件名稱從動輪零件圖號BYSJ-25夾具名稱三爪卡盤設備名稱與型號數(shù)控車床CK6140型材料名稱與牌號鋁棒7075硬度60HBS工序名稱5工序號5工步號工步容切削用量刀具量具Vcnf編號名稱編號名稱01車外圓200 m/

17、min1000 r/min0.2 mm/r1.5 mm0135外圓車刀01游標卡尺02車槽150 m/min1200 r/min0.2 mm/r12mm02鏜刀02游標卡尺03 鉆中心孔105 m/min5000 r/min0.15 mm/r1.5 mm033中心鉆04鉆孔105 m/min5000 r/min0.15 mm/r1.5 mm043鉆頭簽名王顯浩共頁第 5 頁數(shù)控加工工序卡零件名稱從動輪零件圖號BYSJ-25夾具名稱專用夾具設備名稱與型號DK7732快走絲線切割機床材料名稱與牌號鋁棒7075硬度60HBS工序名稱6工序號6工步號工步容切削用量刀具量具Vcnf編號名稱編號名稱01線

18、切割D形孔01徑百分表簽名王顯浩共頁第 6 頁數(shù)控加工工序卡零件名稱從動輪零件圖號BYSJ-25夾具名稱平口鉗設備名稱與型號臺鉆Z516材料名稱與牌號鋁棒7075硬度60HBS工序名稱7工序號7工步號工步容切削用量刀具量具Vcnf編號名稱編號名稱01銼刀挫小平面01銼刀02打樣沖眼02樣沖03鉆孔105 m/min1000r/min0.06mm/r1.5mm033.2鉆頭04攻螺紋0.404M4絲錐簽名王顯浩共頁第 7 頁2.10.5 主動輪數(shù)控加工工藝數(shù)控加工工序卡零件名稱主動輪零件圖號BYSJ-01夾具名稱三爪卡盤設備名稱與型號數(shù)控車床CK6140型材料名稱與牌號鋁棒7075硬度60HBS

19、工序名稱10工序號10工步號工步容切削用量刀具量具Vcnf編號名稱編號名稱01車外圓200 m/min800 r/min0.2 mm/r1.5 mm0135外圓車刀01游標卡尺02車槽150 m/min1200 r/min 0.2 mm/r13.5mm02鏜刀01游標卡尺03 鉆中心孔105 m/min5000 r/min0.15 mm/r1.5 mm033中心鉆04 鉆3孔105 m/min5000 r/min0.15 mm/r1.5 mm043鉆頭簽名王顯浩共頁第 10 頁數(shù)控加工工序卡零件名稱主動輪零件圖號BYSJ-01夾具名稱專用夾具設備名稱與型號DK7732快走絲線切割機床材料名稱與

20、牌號鋁棒7075硬度60HBS工序名稱11工序號11工步號工步容切削用量刀具量具Vcnf編號名稱編號名稱01線切割D形孔01徑百分表簽名王顯浩共頁第 11 頁數(shù)控加工工序卡零件名稱主動輪零件圖號BYSJ-01夾具名稱平口鉗設備名稱與型號臺鉆Z516材料名稱與牌號硬鋁7075硬度60HBS工序名稱12工序號12工步號工步容切削用量刀具量具Vcnf編號名稱編號名稱01銼刀挫小平面01銼刀02打樣沖眼02樣沖03鉆孔105 m/min1000 r/min0.06mm/r1.6 mm033.2鉆頭04攻螺紋0.404M4絲錐簽名王顯浩共頁第 12 頁2.10.6 小車底板數(shù)控加工工藝數(shù)控加工工序卡零件

21、名稱小車底板零件圖號BYSJ-03夾具名稱壓板設備名稱與型號數(shù)控銑床XK6132型材料名稱與牌號樹脂硬度工序名稱13工序號13工步號工步容切削用量刀具量具VcnVf編號名稱編號名稱01鉆28個3中心孔105 m/min5000 r/min150 mm/min1.5 mm013中心鉆02鉆28個3孔105 m/min5000 r/min150 mm/min1.5 mm023鉆頭01游標卡尺03鉆上下10中心孔105 m/min5000 r/min150 mm/min1.5 mm013中心鉆04鉆上下9.8孔105 m/min2000 r/min100 mm/min4.9 mm039.8鉆頭01游

22、標卡尺05鉸上下孔21 m/min200 r/min50 mm/min0.1 mm0410鉸刀02徑百分表簽名王顯浩共頁第 13 頁2.10.7底板軸承座數(shù)控加工工藝數(shù)控加工工序卡零件名稱底板軸承座零件圖號BYSJ-26夾具名稱平口鉗設備名稱與型號數(shù)控銑床XK6132型材料名稱與牌號硬鋁7075硬度60HBS工序名稱14工序號14工步號工步容切削用量刀具量具VcnVf編號名稱編號名稱01銑下底面200 m/min1200 r/min300 mm/min1mm0120銑刀02夾下邊3mm銑外形200 m/min1200 r/min200 mm/min10mm0120銑刀01游標卡尺03鉆4 個中

23、心孔105 m/min5000 r/min150 mm/min1.5 mm0204鉆4個3孔105 m/min5000 r/min150 mm/min1.5 mm03簽名王顯浩共頁第 14 頁數(shù)控加工工序卡零件名稱底板軸承座零件圖號BYSJ-26夾具名稱平口鉗設備名稱與型號數(shù)控銑床XK6132型材料名稱與牌號硬鋁7075硬度60HBS工序名稱15工序號15工步號工步容切削用量刀具量具VcnVf編號名稱編號名稱01鉆中心孔105 m/min5000 r/min150 mm/min1.5 mm013中心鉆02鉆10的通孔105 m/min2000 r/min100 mm/min5mm0210鉆頭0

24、1游標卡尺03粗銑圓柱面200 m/min800 r/min300 mm/min9.8 mm0312銑刀02徑百分表04精銑圓柱面250 m/min1200 r/min100 mm/min0.2 mm048銑刀 02徑百分表簽名王顯浩共頁第 15 頁04半精車10外圓200m/min1200 r/min0.15mm/r0.4mm0135外圓車刀 02千分尺05精車10外圓250 m/min1200 r/min0.06mm/r0.1 mm0135外圓車刀 02千分尺簽名亞民共頁第 16 頁2.11 量具的選用為保證質量，每個零件在根據(jù)圖樣制造的同時。零件是否符合圖樣要求，需要經(jīng)過測量工具檢驗才能

25、知道，這些用于測量的工具稱為量具。常用的量具有游標卡尺、千分尺、百分表等。在本次加工中需要使用的量具有以下幾種：2.10.1 游標卡尺游標卡尺是一種結構簡單、中等精度的量具，可以直接量出工件的外徑、徑、長度、和深度的尺寸。在使用游標卡尺時的注意事項：1）使用前，應先把量爪和被測工件表面的灰塵和油污等擦干凈，同時檢查各部件的相互作用，如尺框和微動裝置移動是否靈活，堅固螺釘是否能起作用等。2）檢查游標卡尺零位，使游標卡尺兩量爪緊密貼合。3）使用時，要掌握好量爪面同工件表面接觸時的壓力，既不太大，也不太小，剛好使測量面與工件接觸，同時量爪還能沿著工件表面自由滑動。有微動裝置的游標卡尺，應使用微動裝置

26、。4）游標卡尺讀數(shù)時，應把游標卡尺水平地拿著朝亮光的方向，使視線盡可能地和尺上所讀的刻線垂直，以免由于視線的歪斜而引起讀數(shù)誤差。2.11.2 千分尺千分尺是一種精密量具。生產(chǎn)中常用的千分尺的測量精度為0.01mm。它的精度比游標卡尺要高，并且比較靈敏，因此，對于加工精度要求較高的零件尺寸，要用千分尺來測量長度、外徑、厚度等。1）使用千分尺時，一般用手握住隔熱裝置。2）千分尺兩測量面將與工件接觸時，要使用測力裝置，不要轉動微分筒。3）千分尺測量軸的中心線要與工件被測長度方向相一致，不要歪斜。4）千分尺測量面與被測工件相接觸時，要考慮工件表面幾何形狀。5）測量時，應使測砧測量面與被測表面接觸，然后

27、擺動測微頭端找到正確位置后，使測微螺桿測量面與被測表面接觸，在千分尺上讀取被測值。當千分尺離開被測表面讀數(shù)時，應先用鎖緊裝置將測微螺桿鎖緊再進行讀數(shù)。2.11.3 徑百分表徑百分表是一種借助于百分表為讀數(shù)機構，是精密量具，常用的徑百分表測量精度為0.01mm。主要用于測量孔徑或槽寬、孔或槽的幾何形狀誤差。在使用徑百分表時的注意事項：在測量前必須根據(jù)被測工件的尺寸，選用相應尺寸的測頭。在調整與測量工作中，徑百分表的測桿應與環(huán)規(guī)與被測孔徑垂直，即在徑向找最大值，在軸向找其最小值。在測量槽寬時，在徑向與軸向找其最小值。具有定心器的徑百分表，在測量孔時，只要將儀器按孔的軸線方向來回擺動，其最小值，即為

28、孔的直徑。2.11.4 杠桿百分表杠桿百分表又被稱為杠桿表或靠表，體積小、精度高，適應于一般百分表難以測量的場所是利用杠桿。在這里主要用于測量工件幾何形狀誤差和相互位置正確性，并找正工件坐標系原點，在找正過程中還需借助輔助工具鏡子，利用鏡子的反照功能，解決了找Y軸坐標和校正工件的平行度時的一些麻煩。在使用杠桿百分表時的注意事項：1）根據(jù)杠桿百分表的工作原理，可以清楚看出，測桿（杠桿短臂）的有效長度直接影響測量誤差，因此在測量工作中必須盡可能使測桿的軸線垂直于工件尺寸線。2）如果由于特殊工件的測量需要，無法調整測桿軸線使工件尺寸線與測量線重合，將會使測桿的有效長度減小，指示讀數(shù)增大。測量結果應進

29、行修正。2.11.5 量塊 量塊又名塊規(guī)，是無刻度的端面量具。用鉻錳合金鋼制成，線膨脹系數(shù)小，不易變形，且耐磨性好。量塊除作為基準外，還作為標準量具用于檢定和校準計量器具、調整機床、精密劃線，有時也用作精密測量。2.12 零件進行裝配本次畢業(yè)設計共有從動輪，從動軸，底板軸承座，軸承座，主動輪。在裝配時應注意一下幾點：1）裝配前嚴格檢查并清除零件加工時殘留的銳角、毛刺和異物。2）裝配前應對零件的主要配合尺寸，特別是配合尺寸與相關精度進行復查。3）裝配過程中和裝配結束后要進行重要部位的潤滑與保護?？?結通過本畢業(yè)設計，利用AutoCAD繪制二維零件圖，然后進行加工零件的工藝分析，制作加工工藝卡片，最后利用Office軟件編寫設計論文，讓我對這些基本的運用有了更深刻的了解。在本次畢業(yè)設計中，從每一零件圖的工藝分析到數(shù)控機床的選擇等問題上都要考慮機床和刀具的剛性與加工效率，以確保加工出合格的零件。1)在確定每個零件加工時的裝夾與基準問題，選用了平口鉗來裝夾工件，不盡快捷，拆裝方便，還提高工藝系統(tǒng)的剛性。2)在切削用量選擇方面，考慮到機床與刀具的剛性和加工的需要，在