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畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期報告 題目：軸類零件的數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)與編程 系 別 機(jī)電信息系 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化 班 級 姓 名 學(xué) 號 導(dǎo) 師 2013年 3月 20日 1.設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)展?fàn)顩r 1.1在開題報告之前畫了零件的二維和三維圖如圖1和2所示: 零件二維圖1 零件三維圖2 1.2在開題報告之后所進(jìn)展站工作 零件的結(jié)構(gòu)工藝性是指所設(shè)計(jì)的零件在能滿足使用要求的前提下制造的可行性和經(jīng)濟(jì)性，即所設(shè)計(jì)的零件結(jié)構(gòu)應(yīng)便于成形，并且成本低，效率高。 擬定零件的數(shù)控加工工藝規(guī)程，確定加工方案，選擇合適的刀具，確定切削用量，確定零件的定位基準(zhǔn)和裝夾方式，對刀點(diǎn)和換刀點(diǎn)的選擇，走刀路線的確定等。 1.2.1工藝分析 本零件上由圓柱面、內(nèi)孔、內(nèi)圓錐面、圓弧面、溝槽、和螺紋等部分組成。零件車削加工成形輪廓的結(jié)構(gòu)形狀較復(fù)雜、需兩頭加工，零件的加工精度和表面質(zhì)量要求都很高 該零件重要的徑向加工部位有mm圓柱段（表面粗糙度Rɑ=1.6μm）、圓柱段（表面粗糙度Ra=1.6μm）、R6mm圓弧與R20mm圓弧相切過渡區(qū)、的內(nèi)孔（表面粗糙度Ra=1.6μm）、長徑比為1:2的內(nèi)錐（小端直徑為、M20*2-6g三角形外螺紋，其余表面粗糙度均為Ra=3.2μm）。零件符合數(shù)控加工尺寸標(biāo)注要求，輪廓描述清楚完整，零件材料為45鋼，毛坯為50mm*130mm 1.2.2 零件技術(shù)要求分析 小批量生產(chǎn)條件編程，不準(zhǔn)用砂布和銼刀修飾平面，這是對平面高精度的要求，未注公差尺寸按GB1804-M，熱處理，調(diào)質(zhì)處理，HRC25-35，未注粗糙度部分光潔度按Ra6.3，毛坯尺寸50mm*130mm。 1.2.3 加工方案 (1) 對圖樣上給定的幾個精度要求較高的尺寸，編程時采用中間值。 (2) 在輪廓曲線上，有一處既過象限又改變進(jìn)給方向的輪廓曲線，因此在加工時應(yīng)進(jìn)行機(jī)械間隙補(bǔ)償，以保證輪廓曲線的準(zhǔn)確性。 (3) 零圖紙中含有圓柱度，為保證其形位公差，應(yīng)盡量一次裝夾完成左端面的加工以保證其數(shù)值。 (4) 本設(shè)計(jì)圖紙中的各平面和外輪廓表面的粗糙度要求可采用粗加工---精加工加工方案，并且在精加工的時候?qū)⑦M(jìn)給量調(diào)小些，主軸轉(zhuǎn)速提高。 (5) 螺紋加工時，為保證其精度，在精車時選擇改程序的方法，將螺紋的大徑值減小0.18-0.2mm，加工螺紋時利用螺紋千分尺或螺紋環(huán)規(guī)保證精度要求。 1.2.4 毛坯的分析 本零件的毛坯宜采用鍛件，由棒料鋸割，模鍛毛坯至40*425mm,使鋼材經(jīng)過鍛壓，獲得均勻的纖維組織，提高其力學(xué)性能，同時也提高零件與毛坯的比重，減少材料消耗。 1.2.5 零件設(shè)備的選擇 數(shù)控車床能對軸類或盤類等回轉(zhuǎn)體零件自動地完成內(nèi)外圓柱面、圓錐表面、圓弧面等工序的切削加工，并能進(jìn)行切槽、鉆、擴(kuò)等的工作。根據(jù)零件的工藝要求，可以選擇經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床，一般采用步進(jìn)電動機(jī)形式半閉環(huán)伺服系統(tǒng)。此類車床機(jī)構(gòu)簡單，價格相對較低，這類車床設(shè)置三爪自定心卡盤、普通尾座或數(shù)控液壓尾座，適合車削較長的軸類零件。根據(jù)主軸的配置的要求選擇臥式數(shù)控車床。數(shù)控車床具有加工精度高，能做直線和圓弧插補(bǔ)，數(shù)控車床剛性良好，制造和對刀精度高，能方便和精確地進(jìn)行人工補(bǔ)償和自動補(bǔ)償，能夠加工尺寸精度要求較高的零件。能加工輪廓形狀特別復(fù)雜的表面和尺寸難于控制的回轉(zhuǎn)體，而且能比較方便的車削錐面和內(nèi)外圓柱面螺紋，能夠保持加工精度，提高生產(chǎn)效率。所以對加工時非常有利的。 1.2.6 確定工件的定位與夾具方案 （1）確定裝夾方案 在數(shù)控車床上工件定位安裝的基本原則與普通機(jī)床相同。工件的裝夾方法影響工件的加工精度和效率，為了充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的工作特點(diǎn)，在裝夾工件時，應(yīng)考慮以下幾種因素： 1.盡可能采用通用夾具，必須時才設(shè)計(jì)制造專用夾具； 2.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要滿足精度要求； 3.易于定位和裝夾； 4.易于切削的清理； 5.抵抗切削力由足夠的剛度； 使用三爪自定心卡盤夾持零件的毛坯外圓，確定零件伸出合適的長度（應(yīng)將機(jī)床的限位距離考慮進(jìn)去）。零件需要加工兩端，因此需要考慮兩次裝夾的位置，考慮到左端的38mm*35mm的臺階可以用來裝夾，因此先加工左端，然后調(diào)頭夾38mm*35mm的臺階加工右端。 （2）定位基準(zhǔn) 工件的定位與基準(zhǔn)應(yīng)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)保持一致，應(yīng)防止過定位，對與箱體工件最好選擇“一面兩銷”作為定位基準(zhǔn)，定位基準(zhǔn)在數(shù)控機(jī)床上要仔細(xì)找正。 由于這個工件是個實(shí)心軸，末端要鏜一個30的錐孔，因軸的長度不是很長，所以采用工件的右端面和48的外圓作定位基準(zhǔn)，使用普通三爪卡盤夾緊工件，取工件的右端面中心為工件坐標(biāo)的原點(diǎn)，對刀點(diǎn)在（100.100）處。 由于此零件全部表面都需加工，應(yīng)選用外圓及一端面為粗基準(zhǔn)，然后通過“互為基準(zhǔn)的原則”進(jìn)行加工。遵循“基準(zhǔn)重合”的原則。加工左端時選擇在毛坯外圓柱段的右端外圓表面，加工右端時選擇在38mm外圓柱段的表面，以體現(xiàn)定位基準(zhǔn)是軸的中心線。 1.2.7背吃刀量確定 背吃刀量根據(jù)機(jī)床，工件和刀具的 剛度來確定，在剛度允許的條件下，應(yīng)盡可能使背吃刀量等于工件的加工余量，這樣可以減少走刀次數(shù)，提高生產(chǎn)效率。為了保證加工表面質(zhì)量，可留少量精加工余量，一般留0.2-0.5mm。 總之，切削用量的具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機(jī)床性能，相關(guān)的書冊并結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)用類比方法確定?？傊?，使主軸轉(zhuǎn)速，切削深度及進(jìn)給速度三者能相互適應(yīng)，以形成最佳切削用量。 1.2.8 確定走刀順序和路線 ①先粗后精 ②先主后次 ③先面后孔 ④基面先行 此零件的的加工順序如下： 預(yù)備加工---車左端面---鉆中心孔---鏜孔---內(nèi)槽刀切內(nèi)孔---粗車左端外輪廓---精車左端外輪廓---調(diào)頭---車右端面---粗車外輪廓---精車外輪廓---退刀槽---粗車螺紋---精車螺紋 工序Ⅰ 車左端面，將毛坯車為127mm的棒料 工序Ⅱ 左端面打中心孔 選用5mm的中心鉆（手動鉆孔） 工序Ⅲ 左端鉆孔（鉆20mm深—32mm的孔）手動鉆孔 工序Ⅳ 粗、精車左端內(nèi)孔至要求尺寸 工序Ⅴ 粗、精車零件左端面各部、倒角 工序Ⅵ 調(diào)頭車右端面將零件車至要求尺寸進(jìn)給路線 工序Ⅶ 調(diào)頭粗、精車右端面各部倒角、切外螺紋退刀槽、三角形螺紋 1.2.9 工藝卡片和的刀具選擇 單位名稱 產(chǎn)品名稱或代號 零件名稱 零件圖號 軸 工序號 程序編號 夾具名稱 使用設(shè)備 車間 001 三爪自定心卡盤 臥式數(shù)控車床 數(shù)控車間 工步號 工步內(nèi)容 刀具號 刀具規(guī)格 主軸轉(zhuǎn)速r/min 進(jìn)給速度mm/r 背吃刀量mm 備注 1 車端面 T01 35度車刀 350 0.1 0 手動 2 粗車外輪廓 T02 90度車刀 500 0.3 0.2 自動 3 精車外輪廓 T02 90度車刀 1000 0.1 0.1 自動 4 鉆孔 尾座 Ф20鉆頭 350 0.05 0 手動 5 粗鏜孔 T03 鏜刀 800 0.2 0.2 自動 6 精鏜孔 T03 鏜刀 900 0.1 0.1 自動 7 切槽 T04 切槽刀 350 0.05 0 自動 單位名稱 產(chǎn)品名稱或代號 零件名稱 零件圖號 軸 工序號 程序編號 夾具名稱 使用設(shè)備 車間 002 三爪自定心卡盤 臥式數(shù)控車床 數(shù)控車間 工步號 工步內(nèi)容 刀具號 刀具規(guī)格 主軸轉(zhuǎn)速r/min 進(jìn)給速度min/r 背吃刀量mm 備注 1 車端面 T01 35度車刀 350 0.1 0 手動 2 粗車外輪廓 T02 90度車刀 500 0.3 0.2 自動 3 精車外輪廓 T02 90度車刀 1000 0.1 0.1 自動 4 切槽 T03 切槽刀 350 0.05 0 手動 5 粗車螺紋 T04 60度螺紋刀 400 0.75 0.2 自動 6 精車螺紋 T04 60度螺紋刀 600 0.75 0.1 自動 左端刀具卡片 產(chǎn)品名稱或代號 零件名 稱 典型軸 零件圖號 序號 刀具號 刀具規(guī)格名稱 數(shù)量 加工表面 備注 1 T01 硬質(zhì)合金端面35度車刀 1 粗、精車端面 2 T02 硬質(zhì)合金90度放型車刀 1 粗、精車外輪廓 左偏刀 3 T03 硬質(zhì)合金鏜刀 1 粗、精鏜孔 4 T04 硬質(zhì)合金內(nèi)槽刀 1 切槽 5 尾座 硬質(zhì)合金Ф20鉆頭 1 鉆孔 右端刀具卡片 產(chǎn)品名稱或代號 零件名 稱 典型軸 零件圖號 序號 刀具號 刀具規(guī)格名稱 數(shù)量 加工表面 備注 1 T01 硬質(zhì)合金端面35度車刀 1 粗、精車端面 2 T02 硬質(zhì)合金90度放型車刀 1 粗、精車外輪廓 左偏刀 3 T03 硬質(zhì)合金車槽刀 1 切槽 4 T04 60度硬質(zhì)合金外螺紋車刀 1 粗、精車螺紋 夾具圖3和4所示： 夾具二維圖圖3 三爪卡盤 頂尖 夾具三維圖4 2.存在問題及解決措施 到目前為止，在畢業(yè)設(shè)計(jì)中遇到問題如下： 2.1 在零件的專用夾具設(shè)計(jì)時，覺得并沒有真正理解專用夾具設(shè)計(jì)的用途，通過對相關(guān)資料的查閱，有了初步認(rèn)識；最后確定用通用夾具三爪卡盤。 2.2 在后期對切削用量進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算； 2.3在對刀具選擇和走刀路線的確定時，發(fā)現(xiàn)相關(guān)知識比較欠缺，將機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)又一次學(xué)習(xí)加深理解； 2.4 對數(shù)控加工工序卡片的制作不夠完善； 2.5 對論文所涉及的知識認(rèn)識得不夠深刻，所以對命題的探討不過深入。導(dǎo)致上述問題主要有兩個原因，一是研究不夠深入，二是撰寫不夠嚴(yán)密。針對這兩個原因，解決方法有： （1） 對于論文所涉及的知識多理解及學(xué)習(xí)，多查閱相關(guān)書籍； （2） 對于寫作過程中遇到的具體難題要多向指導(dǎo)老師請求援助； （3） 在設(shè)計(jì)遇到問題時多和同學(xué)交流，一起探討，共同進(jìn)步； （4） 自己也要對模具設(shè)計(jì)方面的知識多了解，并深刻理解，在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上提高自己，完善自己，更好地完成設(shè)計(jì)任務(wù)。 3.后期工作安排 在此后期的任務(wù)，主要是： （1）完成零件的三維建模； （2）編制數(shù)控車削加工程序； （3）用MasterCAM進(jìn)行仿真； （4）完善前期工作； （5）編寫設(shè)計(jì)說明書及校核圖紙，交給導(dǎo)師查閱。 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日