1659-軸類零件機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)

1659-軸類零件機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì),零件,機(jī)械,加工,工藝,規(guī)程,設(shè)計(jì) 泰 州 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文 )開 題 報(bào) 告題 目： （車削）軸類零件機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)系　　別： 機(jī)電工程系 專業(yè)班級： 紡織機(jī)電 學(xué)生姓名： 宋國峰 學(xué) 號： 0509011153 指導(dǎo)教師： 黃順喜 2008　年　03　月　01　日學(xué)生姓名 宋國峰 專業(yè)班級 紡織機(jī)電 學(xué)　　號 050901153指導(dǎo)教師 黃順喜 開題時(shí)間 2008 年 01 月 25 日 　畢業(yè)設(shè)計(jì)題目 軸類零件機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)一、選題的依據(jù)本課題是以實(shí)踐為主，理論與實(shí)踐相結(jié)合的，通過對該軸類零件的設(shè)計(jì)與分析。如材料毛坯、刀具、夾具、量具的選擇?？梢蕴岣呶覀儗α慵D的分析能力，選擇經(jīng)濟(jì)高效的加工設(shè)備，制定符合工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)方案。通過本次設(shè)計(jì)，可以提升自己對數(shù)控加工原理及電氣控制等理論水平。提高動(dòng)手及工程繪圖的能力，以及對AUTOCAD、PRO/E 等制圖軟件的熟練掌握。 1.選題的目的，本課題的理論意義和實(shí)踐意義：目的：數(shù)控加工與編程畢業(yè)設(shè)計(jì)是數(shù)控專業(yè)教學(xué)體系中構(gòu)成數(shù)控加工技術(shù)專業(yè)知識及專業(yè)技能的重要組成部分，是運(yùn)用數(shù)控原理、數(shù)控工藝、數(shù)控編程、專業(yè)軟件等專業(yè)知識和數(shù)控機(jī)床實(shí)際操作的一次綜合練習(xí)。通過設(shè)計(jì)鞏固自己對知識的掌握。理論意義:如何保證各軸類零件加工表面的尺寸精度、表面粗糙度和主要表面之間的相互位置精度。軸類零件加工的典型工藝路線如下：毛坯及其熱處理→預(yù)加工→車削外圓→銑鍵槽等→熱處理→磨削實(shí)踐意義:根據(jù)所給零件圖進(jìn)行數(shù)控加工工藝零件分析，編制零件的數(shù)控加工程序，利用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行零件加工并進(jìn)行零件精度自檢。2.本課題國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀及生產(chǎn)需求狀況：數(shù)控機(jī)床的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀：數(shù)控技術(shù)和數(shù)控機(jī)床是制造業(yè)現(xiàn)代化的基礎(chǔ)，是一個(gè)國家綜合國力的重要體現(xiàn)。近幾年來，在引進(jìn)消化國外數(shù)控技術(shù)的基礎(chǔ)上，我國已生產(chǎn)出自主版權(quán)的數(shù)控系統(tǒng)和數(shù)控機(jī)床，但是中、高檔以上的數(shù)控系統(tǒng)仍然是以進(jìn)口產(chǎn)品為主。研究數(shù)控系統(tǒng)及技術(shù)的現(xiàn)狀與未來發(fā)展方向，將對開發(fā)中高檔的數(shù)控產(chǎn)品，擴(kuò)大數(shù)控機(jī)床市場份額起到重要作用。生產(chǎn)需求狀況：目前，我國數(shù)控機(jī)床操作技術(shù)工人缺少達(dá) 60 萬人，一些企業(yè)開出月薪 6000 元都找不到會(huì)操作數(shù)控機(jī)床的人才。具有數(shù)控知識的技工年薪更是高達(dá) 30 萬元。 有關(guān)人士指出，我國現(xiàn)在急缺兩類人才，一類是國際型的高級人才，一類是身懷絕技的技術(shù)工人，前一類已引起社會(huì)的廣泛關(guān)注，而后一類卻還沒有引起應(yīng)有的重視。3、本課題的發(fā)展趨勢及存在的主要問題發(fā)展趨勢：2007 年 4 月 19 日從第七屆中國國際機(jī)床展獲悉，隨著科學(xué)技術(shù)不斷的發(fā)展，數(shù)控機(jī)床的發(fā)展也越來越快，數(shù)控機(jī)床也正朝著高性能、高精度、高速度、高柔性化和模塊化方向發(fā)展。 （1）高性能：隨著數(shù)控系統(tǒng)集成度的增強(qiáng)，數(shù)控機(jī)床也實(shí)現(xiàn)多臺集中控制，甚至遠(yuǎn)距離遙控。（2）高精度：數(shù)控機(jī)床本身的精度和加工件的精度越來越高，而精度的保持性要好。（3）高速度：數(shù)控機(jī)床各軸運(yùn)行的速度將大大加快。（4）高柔性：數(shù)控機(jī)床的柔性化將向自動(dòng)化程度更高的方向發(fā)展，將管理、物流及各相應(yīng)輔機(jī)集成柔性制造系統(tǒng)。（5）模塊化：數(shù)控機(jī)床要縮短周期和降低成本，就必然向模塊化方向發(fā)展，這既有利于制造商又有利于客戶。我國近幾年數(shù)控機(jī)床雖然發(fā)展較快，但與國際先進(jìn)水平還存在一定的差距，主要表現(xiàn)在：可靠性差，外觀質(zhì)量差，產(chǎn)品開發(fā)周期長，應(yīng)變能力差。為了縮小與世界先進(jìn)水平的差距，有關(guān)專家建議機(jī)床企業(yè)應(yīng)在以下 6 個(gè)方面著力研究：1．加大力度實(shí)施質(zhì)量工程，提高數(shù)控機(jī)床的無故障礙。2．跟蹤國際水平，使數(shù)控機(jī)床向高效高精度方面發(fā)展。3．加大成套設(shè)計(jì)開發(fā)能力上求突破。4．發(fā)揮服務(wù)優(yōu)勢，擴(kuò)大市場占有率。5．多品種制造，滿足不同層次的用戶。6．模塊化設(shè)計(jì)，縮短 開發(fā)周期，快速響應(yīng)市場。數(shù)控機(jī)床使用范圍越來越大，國內(nèi)國際市場容量也越來越大，但競爭也會(huì)加劇，我們只有緊跟先進(jìn)技術(shù)進(jìn)步的大方向，并不斷創(chuàng)新，才能趕超世界先進(jìn)水平。存在的主要問題：缺乏像日本“機(jī)電法和機(jī)信法”那樣的指導(dǎo)；嚴(yán)重缺乏各方面專家人才和熟練技術(shù)工人；缺少深入系統(tǒng)的科研工作；元部件和數(shù)控系統(tǒng)不配套；企業(yè)和專業(yè)間缺乏合作，基本上孤軍作戰(zhàn)，雖然廠多人眾，但形成不了合力。二、文獻(xiàn)綜述 1.詹華西主編《數(shù)控加工與編程》 第二版 西安電子科技大學(xué)出版社出版 36頁 1）機(jī)床坐標(biāo)系、程序原點(diǎn)：工件坐標(biāo)系是編程人員在編程時(shí)使用的，編程人員選擇工件上的某一已知點(diǎn)為原點(diǎn)，建立一個(gè)新的坐標(biāo)系，稱為工件坐標(biāo)系。工件坐標(biāo)系一旦成立便一直有效，直到被新的工件坐標(biāo)系所取代。工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)選擇要盡量滿足編程簡單，尺寸換算少，引起的加工誤差少等特點(diǎn)。一般情況下，程序原點(diǎn)應(yīng)選在尺寸標(biāo)注的基準(zhǔn)或定位基準(zhǔn)上。對車床編程而言，工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)一般應(yīng)選在工件軸線與工件的前端、后端面、卡爪前端面的交點(diǎn)上?？梢酝ㄟ^ CNC將相對于程序原點(diǎn)的任意點(diǎn)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為相對于機(jī)床零點(diǎn)的坐標(biāo)。加工開始時(shí)要設(shè)置工件坐標(biāo)系，用 G92 指令可建立工件坐標(biāo)系；用 G54—G59 及刀具指令可選擇工件坐標(biāo)系。編程時(shí)需要用到的 G 代碼指令代碼 組 意義 代碼 組 意義 代碼 組 意義G00 快速點(diǎn)定位G20 英制單位 G80 固定循環(huán)取消G01 直線插補(bǔ) G21b公制單位 G81-G89e固定循環(huán)G02aa 順圓插補(bǔ) G27 00 回參考點(diǎn)檢查G90 I 絕對坐標(biāo)編程G03 逆圓插補(bǔ) G28 回參考點(diǎn) G91 增量坐標(biāo)編程G32-G33 螺紋切削 G29 回參考點(diǎn)返回G92 00 預(yù)置寄存G04 00 暫停延時(shí) G40 刀補(bǔ)取消 G17 Xy 平面選擇G41 左刀補(bǔ) G18 ZX 平面選擇G42d右刀補(bǔ) G19CYZ 平面選擇G54-G59 f 零點(diǎn)偏置 第 69 頁表 2-2 常用公制螺紋切削的進(jìn)給次數(shù)與背吃刀量（雙邊）查得 M30×2 的螺紋加工要經(jīng)過 5 次車削，每次的背吃刀量分別為0.9，0.6，0.6，0.4，0.1。2. 李華主編 《機(jī)械制造技術(shù)》 第一版 北京 高等教育出版社 2005 年 3月 23 頁-24 頁切削用量在切削加工過程中，針對不同的工件材料。工件結(jié)構(gòu)，加工精度，刀具材料和其他技術(shù)的經(jīng)濟(jì)要求，所需的成形運(yùn)動(dòng)的量值也不相同，根據(jù)加工要求選定適宜的螺 距 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 牙 深 0.649 0.974 1.29 1.624 1.949 2.273 2.598 1 次 0.7 0.8 0.9 1.0 1.2 1.5 1.5 2 次 0.4 0.6 0.6 0.7 0.7 0.7 0.8 3 次 0.2 0.4 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 4 次 0.16 0.4 0.4 0.4 0.6 0.6 5 次 0.1 0.4 0.4 0.4 0.4 6 次 0.15 0.4 0.4 0.4 7 次 0.2 0.2 0.4 8 次 0.15 0.3 背 吃 刀 量 和 切 削 次 數(shù) 9 次 0.2 成形運(yùn)動(dòng)量值，就是切削要素的選擇，主運(yùn)動(dòng)速度、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)速度或進(jìn)給量，還有切入運(yùn)動(dòng)的切入量等切削要素，成為切削用量。1） 切削速度 Vc，切削速度是主運(yùn)動(dòng)的線速度Vc=∏dn/1000d — 作主運(yùn)動(dòng)的回轉(zhuǎn)體上某一點(diǎn)的回轉(zhuǎn)直徑 mmn — 作主運(yùn)動(dòng)的回轉(zhuǎn)體的轉(zhuǎn)速 r/min 或 r/s2）進(jìn)給速度 Vf，進(jìn)給量 f1 和每齒進(jìn)給量方 f2Vf=nf1=nf23）背吃刀量 Ap主運(yùn)動(dòng)是回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)：Ap=1/2(dw-dm)主運(yùn)動(dòng)是直線運(yùn)動(dòng)時(shí)：Ap=Hw-Hm式中：dw：工件待加工表面直徑。Dm：工件已加工表面直徑。Hw：工件待加工表面厚度。Hm：工件已加工表面厚度。3 .李華主編《機(jī)械制造技術(shù)》　第二版　北京　高等教育出版社　2005 年 3 月215 頁-216 頁1) 加工方法的選擇加工方法的選擇原則是在保證加工表面的加工精度和表面粗糙度的前提下，兼顧生產(chǎn)效率和加工成本。車削加工是加工軸類、盤套類零件的主要方法。應(yīng)用車削加工方法可以加工各種回轉(zhuǎn)體內(nèi)外表面。采用特殊的裝置或技術(shù)后，在車床上還可以車削非圓零件表面，如凸輪、端面螺紋等。75 頁2) 零件的安裝與夾具的選擇力求設(shè)計(jì)、工藝與編程計(jì)算的基準(zhǔn)統(tǒng)一，減少裝夾次數(shù)，盡可能在一次定位裝夾后，加工出全部待加工表面，在零件的加工過程中盡可能地采用統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)。避免采用占機(jī)人工調(diào)整式加工方案，以充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的效能，夾具結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡單，零件的裝卸要迅速、方便，以縮短機(jī)床的停頓時(shí)間。4. 李澄 主編《機(jī)械制圖》 第二版 北京 高等教育出版社 零件圖的分析 了解零件圖，從零件圖的位置尺寸，形位尺寸去分析，弄清楚零件的實(shí)體形狀，測量孔的內(nèi)徑和軸的外徑，分別用到百分表和游標(biāo)卡尺，測量圓角用圓角規(guī)測量，測量角度用游標(biāo)量角器，在加工過程要保證零件的精度就要邊加工邊測量。為了使零件圖表達(dá)得清楚，會(huì)用到剖視圖，局部放大圖等。螺紋的形成與測量，螺紋的形成與測量，螺紋的牙型高，齒高，螺距，螺紋線數(shù)，繞向。5. 薛彥成 主編《公差配合與技術(shù)測量》 第二版 北京 機(jī)械出版社 216 頁先要進(jìn)行公差的計(jì)算這其中有孔和軸的尺寸偏差與公差 尺寸偏差:孔上偏 ES=Dmax-D孔下偏差:EI=Dmin-D軸上偏差:es=dmax-d軸下偏差:ei=dmin-d尺寸公差:孔公差 TD=Dmax-Dmin=︱ES-EI︱軸公差:Td=dmax-dmin=︱es-ei︱根據(jù)計(jì)算的尺寸，及零件本身的所要求的尺寸可查表 2-4，表 2-6，表 2-7 得公差值及軸孔的基本偏差值。根據(jù)零件圖的公差要求查表 4-1 形位公差項(xiàng)目，位置公差可分為定向、定位和跳動(dòng)三類公差，定向公差有平行度，垂直度和傾斜度三個(gè)項(xiàng)目。同軸度：同軸度公差是限制被測要素軸線對基準(zhǔn)要素、軸 z 線的同軸位置誤差。測量方法：將零件的基準(zhǔn)輪廓要素架在兩個(gè)刃口狀的 V 形塊上，并調(diào)整公共基準(zhǔn)軸線使二端等高。沿被測圓柱的軸剖面移動(dòng)兩指示器，測量各對應(yīng)點(diǎn)讀數(shù)值，即︱M1-M2 ︳,取其中最大值作為該剖面內(nèi)的同軸位置誤差,轉(zhuǎn)動(dòng)被測零件,按上述方法測量若干剖面,取各個(gè)剖面測得的讀數(shù)中的最大(絕對值)作為該零件的同軸度誤差.表面粗糙度:經(jīng)機(jī)械加工之后的零件表面,總是要出現(xiàn)宏觀和微觀的幾何形狀誤差,我們把微觀幾何誤差即微小的峰谷高低程度稱為表面粗糙度.表面粗糙度的選擇、測量、標(biāo)注三、本課題主要研究內(nèi)容1、本課題擬解決的主要問題（1） 、如何進(jìn)行加工工藝分析；（2） 、如何進(jìn)行工件夾具的設(shè)計(jì)；（3） 、如何正確在加工過程中進(jìn)行準(zhǔn)確測量；（4） 、如何進(jìn)行刀具的正確選擇；（5） 、如何保證加工精度及表面粗糙度；2、設(shè)計(jì)方案、實(shí)驗(yàn)方案、論證方案的比較和選擇等 設(shè)計(jì)方案（1） 分析表達(dá)方案 分析零件圖的視圖布局，找出主視圖、其它基本視圖和輔助視圖所在的位置。根據(jù)剖視、斷面的剖切方法、位置，分析剖視、斷面的表達(dá)目的和作用。 （2） 分析形體、想出零件的結(jié)構(gòu)形狀這一步是看零件圖的重要環(huán)節(jié)。先從主視圖出發(fā)，聯(lián)系其他視圖、利用投影關(guān)系進(jìn)行分析，弄清零件各部分的結(jié)構(gòu)形狀，想象出整個(gè)零件的結(jié)構(gòu)形狀 （3） 分析尺寸 先找出零件長、寬、高三個(gè)方向的尺寸基準(zhǔn)，然后從基準(zhǔn)出發(fā)，搞清楚哪些是主要尺寸。再用形體分析法找出各部分的定形尺寸和定位尺寸。在分析中要注意檢查是否有多余的尺寸和遺漏的尺寸，并檢查尺寸是否符合設(shè)計(jì)和工藝要求。 （4） 分析技術(shù)要求 分析零件的尺寸公差、形位公差、表面粗糙度和其他技術(shù)要求，弄清楚零件的哪些尺寸要求高，哪些尺寸要求低，哪些表面要求高，哪些表面要求低，哪些表面不加工，以便進(jìn)一步考慮相應(yīng)的加工方法。實(shí)驗(yàn)方案：計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD，PRO/E)繪制零件圖；提供 CAD／CAM 自動(dòng)機(jī)床加工軟盤或普通機(jī)床加工用的樣板或刀具。論證方案: 對軸類件進(jìn)行匝力分析，計(jì)算出可用的流線形線型；人機(jī)對話，選擇符合設(shè)計(jì)要求的最佳線型，并對新設(shè)計(jì)軸類件計(jì)算疲勞壽命及進(jìn)行可靠性分析；計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)，繪制工程圖；提供 CAD／CAM 自動(dòng)機(jī)床加工軟盤或普通機(jī)床加工用的樣板或刀具。3、預(yù)期結(jié)果分析零件圖知所加工的零件屬于細(xì)長軸零件，所以加工時(shí)容易晃動(dòng)，故工件裝夾時(shí)可以采用一端用頂尖裝夾，加工時(shí)先加工零件右表面，第一次裝夾時(shí)，毛坯伸出長度為 110∽120mm。右端用頂尖頂住，以便保證零件的同軸度，首先加工出端面與外圓，接著加工出切槽和螺紋，第一次裝夾是加工到外圓直徑為 Φ53mm 軸長為105mm 處，并保證加工精度。第二次裝夾，卡盤夾于外圓直徑為 Φ44mm 處，為保證零件表面質(zhì)量裝夾是零件表面應(yīng)用套筒裝夾，準(zhǔn)確計(jì)算出零件各加工點(diǎn)的坐標(biāo)。最終加工出標(biāo)準(zhǔn)的零件.4、設(shè)計(jì)編程通過編程，并在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行調(diào)試，使自己熟悉數(shù)控車床和數(shù)控銑床的操作和編程流程；5、熟悉數(shù)控機(jī)床的基本操作四、本課題的主要工作方法1.分析零件的尺寸公差、形位公差、表面粗糙度和其他技術(shù)要求，弄清楚零件的哪些尺寸要求高，哪些尺寸要求低，哪些表面要求高，哪些表面要求低，哪些表面不加工，以便進(jìn)一步考慮相應(yīng)的加工方法。2.計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD，PRO/E)繪制零件圖；提供 CAD／CAM 自動(dòng)機(jī)床加工軟盤或普通機(jī)床加工用的樣板或刀具。3.利用數(shù)控機(jī)床加工出零件模型.4.在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，聽從指導(dǎo)老師的指導(dǎo)，按照題目和任務(wù)的具體要求，制定出畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)間安排。經(jīng)指導(dǎo)老師批準(zhǔn)后，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的全部工作。5.要求自己樹立嚴(yán)肅、嚴(yán)密、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)，虛心聽取教師指導(dǎo)，獨(dú)立完成設(shè)計(jì)任務(wù)。6.所做的畢業(yè)設(shè)計(jì)要結(jié)合工程實(shí)際的課題進(jìn)行犯案論證。論證時(shí)應(yīng)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，其內(nèi)容包括三個(gè)部分：技術(shù)可行性分析、經(jīng)濟(jì)合理性分析以及綜合評價(jià)與比較、擇優(yōu)。7.繪制的工程圖紙應(yīng)貫徹《技術(shù)制圖與機(jī)械制圖》的國家標(biāo)準(zhǔn)。8.設(shè)計(jì)類的繪圖（A4）圖紙最少一張，并且用計(jì)算機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)、計(jì)算和繪圖并且打印圖紙五、本課題存在的主要困難及解決方法本課題存在的問題： 1、如何進(jìn)行加工工藝分析；2、如何進(jìn)行工件夾具的設(shè)計(jì)；3、如何正確在加工過程中進(jìn)行準(zhǔn)確測量；4、如何進(jìn)行刀具的正確選擇；5、如何保證加工精度及表面粗糙度；解決的方法：1、通過仔細(xì)閱讀研究設(shè)計(jì)任務(wù)書，通過圖紙研究加工工藝及零件形狀設(shè)計(jì)加工夾具2、采用正確的測量方法保證測量的準(zhǔn)確；3、根據(jù)所設(shè)計(jì)的工件的加工要求選擇刀具；4、采用先里后外的銑削方式保證加工精度；5、嚴(yán)格按設(shè)計(jì)任務(wù)書完成設(shè)計(jì)任務(wù)；六、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的總體安排與進(jìn)度計(jì)劃該課題計(jì)劃于 2008 年 06 月完成，具體時(shí)間安排如下：2008－01－15 至 2008－01－25 ：借閱資料、收集資料、編寫開題報(bào)告2008－01－26 2008－02－15 ：編寫說明書2008－02－16 至 2008－02－23 ：加工及檢驗(yàn)2008－02－24 至 2008－03－15 ：定稿2008－03－15 至 2008－03－30 ：教師評閱2008－06－14 至 2008－06－15 畢業(yè)答辯指導(dǎo)教師評閱意見及建議： 指導(dǎo)教師簽字： 年　 月　 日專業(yè)教研室畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告檢查小組審核意見難　度□ 偏大□ 適中□ 偏小分　量□ 偏多□ 適中□ 偏少綜合訓(xùn)練程度□ 很　 好□ 一　 般□ 不合格□　同意開題　　□　不合格，需重新開題教研室主任簽字： 年　 月　 日