軸類零件機械加工工藝規(guī)程設計[含槽]

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? xx學院 畢業(yè)設計(論文)開題報告 ? ? ? 題 目： 軸類零件機械加工 工藝規(guī)程設計 系　　別： 專業(yè)班級： 學生姓名： 學 號： 指導教師： 20 　年　 　月　 　日 學生姓名 專業(yè)班級 學　　號 指導教師 黃順喜 開題時間 　 畢業(yè)設計題目 軸類零件機械加工工藝規(guī)程設計 一、選題的依據(jù) 本課題是以實踐為主，理論與實踐相結合的，通過對該軸類零件的設計與分析。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)濟高效的加工設備，制定符合工藝規(guī)程的設計方案。通過本次設計，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踐意義： 目的：數(shù)控加工與編程畢業(yè)設計是數(shù)控專業(yè)教學體系中構成數(shù)控加工技術專業(yè)知識及專業(yè)技能的重要組成部分，是運用數(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)控機床實際操作的一次綜合練習。通過設計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→預加工→車削外圓→銑鍵槽等→熱處理→磨削 實踐意義:根據(jù)所給零件圖進行數(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)控機床進行零件加工并進行零件精度自檢。 2.本課題國內外的研究現(xiàn)狀及生產(chǎn)需求狀況： 數(shù)控機床的國內外發(fā)展現(xiàn)狀：數(shù)控技術和數(shù)控機床是制造業(yè)現(xiàn)代化的基礎，是一個國家綜合國力的重要體現(xiàn)。近幾年來，在引進消化國外數(shù)控技術的基礎上，我國已生產(chǎn)出自主版權的數(shù)控系統(tǒng)和數(shù)控機床，但是中、高檔以上的數(shù)控系統(tǒng)仍然是以進口產(chǎn)品為主。研究數(shù)控系統(tǒng)及技術的現(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，擴大數(shù)控機床市場份額起到重要作用。 生產(chǎn)需求狀況：目前，我國數(shù)控機床操作技術工人缺少達60萬人，一些企業(yè)開出月薪6000元都找不到會操作數(shù)控機床的人才。具有數(shù)控知識的技工年薪更是高達30萬元。 有關人士指出，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工人，前一類已引起社會的廣泛關注，而后一類卻還沒有引起應有的重視。 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床展獲悉，隨著科學技術不斷的發(fā)展，數(shù)控機床的發(fā)展也越來越快，數(shù)控機床也正朝著高性能、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，數(shù)控機床也實現(xiàn)多臺集中控制，甚至遠距離遙控。（2）高精度：數(shù)控機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)控機床各軸運行的速度將大大加快。（4）高柔性：數(shù)控機床的柔性化將向自動化程度更高的方向發(fā)展，將管理、物流及各相應輔機集成柔性制造系統(tǒng)。（5）模塊化：數(shù)控機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)控機床雖然發(fā)展較快，但與國際先進水平還存在一定的差距，主要表現(xiàn)在：可靠性差，外觀質量差，產(chǎn)品開發(fā)周期長，應變能力差。 為了縮小與世界先進水平的差距，有關專家建議機床企業(yè)應在以下6個方面著力研究： 1．加大力度實施質量工程，提高數(shù)控機床的無故障礙。 2．跟蹤國際水平，使數(shù)控機床向高效高精度方面發(fā)展。 3．加大成套設計開發(fā)能力上求突破。 4．發(fā)揮服務優(yōu)勢，擴大市場占有率。 5．多品種制造，滿足不同層次的用戶。 6．模塊化設計，縮短 開發(fā)周期，快速響應市場。 數(shù)控機床使用范圍越來越大，國內國際市場容量也越來越大，但競爭也會加劇，我們只有緊跟先進技術進步的大方向，并不斷創(chuàng)新，才能趕超世界先進水平。 存在的主要問題：缺乏像日本“機電法和機信法”那樣的指導；嚴重缺乏各方面專家人才和熟練技術工人；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 西安電子科技大學出版社出版36頁 1）機床坐標系、程序原點：工件坐標系是編程人員在編程時使用的，編程人員選擇工件上的某一已知點為原點，建立一個新的坐標系，稱為工件坐標系。工件坐標系一旦成立便一直有效，直到被新的工件坐標系所取代。工件坐標系的原點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。一般情況下，程序原點應選在尺寸標注的基準或定位基準上。對車床編程而言，工件坐標系的原點一般應選在工件軸線與工件的前端、后端面、卡爪前端面的交點上?？梢酝ㄟ^CNC將相對于程序原點的任意點的坐標轉換為相對于機床零點的坐標。加工開始時要設置工件坐標系，用G92指令可建立工件坐標系；用G54—G59及刀具指令可選擇工件坐標系。 編程時需要用到的G代碼指令 代碼 組 意義 代碼 組 意義 代碼 組 意義 G00 ? ? ? aa 快速點定位 G20 b 英制單位 G80 e 固定循環(huán)取消 G01 直線插補 G21 公制單位 G81-G89 固定循環(huán) G02 順圓插補 G27 00 回參考點檢查 G90 I 絕對坐標編程 G03 逆圓插補 G28 回參考點 G91 增量坐標編程 G32-G33 螺紋切削 G29 回參考點返回 G92 00 預置寄存 G04 00 暫停延時 G40 d 刀補取消 ? ? ? G17 ? C Xy平面選擇 G41 左刀補 ? ? ? G18 ZX平面選擇 G42 右刀補 ? ? ? G19 YZ平面選擇 G54-G59 f 零點偏置 ? ? ? 第69頁 表2-2 常用公制螺紋切削的進給次數(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 《機械制造技術》 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。工件結構，加工精度，刀具材料和其他技術的經(jīng)濟要求，所需的成形運動的量值也不相同，根據(jù)加工要求選定適宜的成形運動量值，就是切削要素的選擇，主運動速度、進給運動速度或進給量，還有切入運動的切入量等切削要素，成為切削用量。 1） 切削速度Vc，切削速度是主運動的線速度 Vc=∏dn/1000 d — 作主運動的回轉體上某一點的回轉直徑 mm n — 作主運動的回轉體的轉速 r/min或r/s 2）進給速度Vf，進給量f1和每齒進給量方f2 Vf=nf1=nf2 3） 背吃刀量Ap 主運動是回轉運動時：Ap=1/2(dw-dm) 主運動是直線運動時：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《機械制造技術》　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。應用車削加工方法可以加工各種回轉體內外表面。采用特殊的裝置或技術后，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 力求設計、工藝與編程計算的基準統(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。避免采用占機人工調整式加工方案，以充分發(fā)揮數(shù)控機床的效能，夾具結構應力求簡單，零件的裝卸要迅速、方便，以縮短機床的停頓時間。 4. 李澄 主編《機械制圖》 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，弄清楚零件的實體形狀，測量孔的內徑和軸的外徑，分別用到百分表和游標卡尺，測量圓角用圓角規(guī)測量，測量角度用游標量角器，在加工過程要保證零件的精度就要邊加工邊測量。為了使零件圖表達得清楚，會用到剖視圖，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《公差配合與技術測量》 第二版 北京 機械出版社216頁 先要進行公差的計算 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形位公差項目，位置公差可分為定向、定位和跳動三類公差，定向公差有平行度，垂直度和傾斜度三個項目。同軸度：同軸度公差是限制被測要素軸線對基準要素、軸z線的同軸位置誤差。 測量方法：將零件的基準輪廓要素架在兩個刃口狀的V形塊上，并調整公共基準軸線使二端等高。沿被測圓柱的軸剖面移動兩指示器，測量各對應點讀數(shù)值，即︱M1-M2 ︳,取其中最大值作為該剖面內的同軸位置誤差,轉動被測零件,按上述方法測量若干剖面,取各個剖面測得的讀數(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、標注 三、本課題主要研究內容 1、本課題擬解決的主要問題 （1）、如何進行加工工藝分析； （2）、如何進行工件夾具的設計； （3）、如何正確在加工過程中進行準確測量； （4）、如何進行刀具的正確選擇； （5）、如何保證加工精度及表面粗糙度； 2、設計方案、實驗方案、論證方案的比較和選擇等 設計方案 （1） 分析表達方案 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、斷面的表達目的和作用。 （2） 分析形體、想出零件的結構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、利用投影關系進行分析，弄清零件各部分的結構形狀，想象出整個零件的結構形狀 （3） 分析尺寸 先找出零件長、寬、高三個方向的尺寸基準，然后從基準出發(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計和工藝要求。 （4） 分析技術要求 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，以便進一步考慮相應的加工方法。 實驗方案：計算機輔助設計(CAD，PRO/E)繪制零件圖；提供 CAD／CAM自動機床加工軟盤或普通機床加工用的樣板或刀具。 論證方案: 對軸類件進行匝力分析，計算出可用的流線形線型；人機對話，選擇符合設計要求的最佳線型，并對新設計軸類件計算疲勞壽命及進行可靠性分析；計算機輔助設計(CAD)，繪制工程圖；提供 CAD／CAM自動機床加工軟盤或普通機床加工用的樣板或刀具。 3、預期結果 分析零件圖知所加工的零件屬于細長軸零件，所以加工時容易晃動，故工件裝夾時可以采用一端用頂尖裝夾，加工時先加工零件右表面，第一次裝夾時，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，為保證零件表面質量裝夾是零件表面應用套筒裝夾，準確計算出零件各加工點的坐標。最終加工出標準的零件. 4、設計編程 通過編程，并在數(shù)控機床上進行調試，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，以便進一步考慮相應的加工方法。 2.計算機輔助設計(CAD，PRO/E)繪制零件圖；提供 CAD／CAM自動機床加工軟盤或普通機床加工用的樣板或刀具。 3.利用數(shù)控機床加工出零件模型. 4.在畢業(yè)設計期間，聽從指導老師的指導，按照題目和任務的具體要求，制定出畢業(yè)設計時間安排。經(jīng)指導老師批準后，在規(guī)定的時間內完成畢業(yè)設計的全部工作。 5.要求自己樹立嚴肅、嚴密、嚴謹?shù)目茖W作風，虛心聽取教師指導，獨立完成設計任務。 6.所做的畢業(yè)設計要結合工程實際的課題進行犯案論證。論證時應進行技術經(jīng)濟分析，其內容包括三個部分：技術可行性分析、經(jīng)濟合理性分析以及綜合評價與比較、擇優(yōu)。 7.繪制的工程圖紙應貫徹《技術制圖與機械制圖》的國家標準。 8.設計類的繪圖（A4）圖紙最少一張，并且用計算機進行設計、計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、如何進行加工工藝分析； 2、如何進行工件夾具的設計； 3、如何正確在加工過程中進行準確測量； 4、如何進行刀具的正確選擇； 5、如何保證加工精度及表面粗糙度； 解決的方法： 1、通過仔細閱讀研究設計任務書，通過圖紙研究加工工藝及零件形狀設計加工夾具 2、采用正確的測量方法保證測量的準確； 3、根據(jù)所設計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、嚴格按設計任務書完成設計任務； 六、畢業(yè)設計（論文）的總體安排與進度計劃 該課題計劃于20 年 月完成，具體時間安排如下： 指導教師評閱意見及建議： ? ? ? ? ? ? 指導教師簽字： 年　月　日 專業(yè)教研室畢業(yè)設計（論文）開題報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