毕业论文-三角螺纹加工设计16422.doc
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1、装订线 专科生毕业设计(论文)题 目:三角螺纹加工 专 业:机电一体化 姓 名:王超 指导教师:管志强 院系站点: 长江大学继续教育学院 2013年04 月 摘 要现在,螺纹的加工仍是生产中最为复杂的一项任务。它对工艺过程的安全性提出了更高的要求,这是因为大多数结构部件都要经过很长的生产步骤,而螺纹加工往往是处于整个生产链的末尾。螺纹未经检验或者刀具一旦断裂,就会导致结构部件报废或者进行昂贵的再加工,这种情况必须避免。内螺纹通常采用不同的材料加工而成。在工业生产中,使用的材料范围从防锈、耐酸的软钢或者淬硬钢,到短切屑铸铁或者铝合金。在个别工业领域内例如航空和航天工业技术部门,还需要使用特种合金
2、(钛、镍)和复合材料。 生产技术面临着日益增长的国际竞争,需要提高整个生产领域的生产率。目前,企业不能只满足于安全的内螺纹加工,同时必须采用更高的切削和进给速度进行内螺纹加工.如何正确选取加工方法?需要尽可能地比较各种工艺方法的优、缺点以及使用限制。然后,从技术和经济的角度分析应该采用或者不采用某种加工方法。随着数控机床的普及,螺纹铣削加工技术在机械制造业的应用越来越多。螺纹铣削是通过数控机床的三轴联动,利用螺纹铣刀进行螺旋插补铣削而形成螺纹,刀具在水平面上每作一周圆周运动,在垂直面内则直线移动一个螺距。螺纹铣削具有加工效率高、螺纹质量高、刀具通用性好、加工安全性好等诸多优点。目前使用的各种螺
3、纹铣削刀具种类很多,本文拟从应用特点、刀具结构、加工工艺等角度对几种常见的螺纹铣刀作一些分析介绍。关键词:数控,刀具,编程,加工AbstractNow, screw thread processing is still a most complicated in the production of a task. It puts forward higher requirements on the safety of the process, this is because most of the structural members go through a long production
4、steps, and at the end of the thread processing is often in the entire production chain. As thread without inspection or break up, will lead to structure part scrapped or expensive rework, this situation must be avoided. Female usually adopt different materials processing and into. In industrial prod
5、uction, the use of materials, ranging from mild steel rust, acid or hardened steel, to short cutting cast iron or aluminum alloy. Within individual industries - such as aviation and aerospace industry technical department, also need to use special alloy and composite materials (titanium, nickel). Pr
6、oduction technology is facing growing international competition, the need to improve the productivity in the field of production. At present, the enterprise not only satisfied with the security of internal thread processing, at the same time higher cutting speed and feed must be used for internal th
7、read processing. How to correctly select the processing method? Need to compare the advantages and disadvantages of different processes as much as possible and use restrictions. Then, from the Angle of technical and economic analysis should use or not use some kind of processing method. With the pop
8、ularity of CNC machine tools, screw thread milling technology application in mechanical manufacturing industry more and more. Thread milling is through the three axes linkage numerical control machine tool, using thread milling cutter in milling helical interpolation and form, the cutting tool in th
9、e horizontal plane circular motion for one week, each term in a vertical plane linear movement of a pitch. Thread milling processing with high efficiency, high quality, cutting tools, processing security good commonality, and many other advantages. Currently used many, many different kinds of thread
10、 milling cutter, the paper from the application characteristics, tool structure, processing technology and so on make some analysis of several common thread cutter is introduced. Key words: CNC, cutting tools, programming, processing 目 录第一章 概述11.1 数控机床的发展史31.2 数控机床的前景41.3 刀具的发展趋势6第二章 加工前准备 62.1 刀具的角
11、度62.2 刀具的选择 122.3 切削三要素的选择 132.4 三角螺纹 152.5 螺纹的加工类型 162.6 螺纹的计算公式 182.7 三角螺纹的车销方法 19第三章 数控加工243.1 车削三角螺纹工件的参数和工艺要求 243.2 车刀的选择、刃磨和安装 253.3 编写程序的方法要 253.4 检测螺纹参数 253.5 综合检测 25第四章 总结 30致谢31参考文献32第一章 概述1.1 数控机床的发展史 20世纪中期,随着电子技术的发展,自动信息处理、数据处理以及电子计算机的出现,给自动化技术带来了新的概念,用数字化信号对机床运动及其加工过程进行控制,推动了机床自动化的发展。
12、采用数字技术进行机械加工,最早是在40年代初,由美国北密支安的一个小型飞机工业承包商派尔逊斯公司(ParsonsCorporation)实现的。他们在制造飞机的框架及直升飞机的转动机翼时,利用全数字电子计算机对机翼加工路径进行数据处理,并考虑到刀具直径对加工路线的影响,使得加工精度达到0.0381mm(0.0015in),达到了当时的最高水平。 1952年,麻省理工学院在一台立式铣床上,装上了一套试验性的数控系统,成功地实现了同时控制三轴的运动。这台数控机床被大家称为世界上第一台数控机床。 这台机床是一台试验性机床,到了1954年11月,在派尔逊斯专利的基础上,第一台工业用的数控机床由美国本迪
13、克斯公司(Bendix-Cooperation)正式生产出来。 在此以后,从1960年开始,其他一些工业国家,如德国、日本都陆续开发、生产及使用了数控机床。 数控机床中最初出现并获得使用的是数控铣床,因为数控机床能够解决普通机床难于胜任的、需要进行轮廓加工的曲线或曲面零件。 然而,由于当时的数控系统采用的是电子管,体积庞大,功耗高,因此除了在军事部门使用外,在其他行业没有得到推广使用。 到了1960年以后,点位控制的数控机床得到了迅速的发展。因为点位控制的数控系统比起轮廓控制的数控系统要简单得多。因此,数控铣床、冲床、坐标镗床大量发展,据统计资料表明,到1966年实际使用的约6000台数控机床
14、中,85%是点位控制的机床。 数控机床的发展中,值得一提的是加工中心。这是一种具有自动换刀装置的数控机床,它能实现工件一次装卡而进行多工序的加工。这种产品最初是在1959年3月,由美国卡耐;特雷克公司(Keaney&TreckerCorp.)开发出来的。这种机床在刀库中装有丝锥、钻头、铰刀、铣刀等刀具,根据穿孔带的指令自动选择刀具,并通过机械手将刀具装在主轴上,对工件进行加工。它可缩短机床上零件的装卸时间和更换刀具的时间。加工中心现在已经成为数控机床中一种非常重要的品种,不仅有立式、卧式等用于箱体零件加工的镗铣类加工中心,还有用于回转整体零件加工的车削中心、磨削中心等。 1967年,英国首先把
15、几台数控机床连接成具有柔性的加工系统,这就是所谓的柔性制造系统(FlexibleManufacturingSystemFMS)之后,美、欧、日等也相继进行开发及应用。 1974年以后,随着微电子技术的迅速发展,微处理器直接用于数控机床,使数控的软件功能加强,发展成计算机数字控制机床(简称为CNC机床),进一步推动了数控机床的普及应用和大力发展。 80年代,国际上出现了14台加工中心或车削中心为主体,再配上工件自动装卸和监控检验装置的柔性制造单元(FlexibleManufacturingCellFMC)。这种单元投资少,见效快,既可单独长时间少人看管运行,也可集成到FMS或更高级的集成制造系统
16、中使用。 目前,FMS也从切削加工向板材冷作、焊接、装配等领域扩展,从中小批量加工向大批量加工发展。 所以机床数控技术,被认为是现代机械自动化的基础技术。我国的数控磨床水平不错,每年都有大量出口,因为它简单,基本属于劳动密集型。 金属加工主要是去除材料,得到想得到的金属形状。去除材料,主要靠车和铣,车床发展为数控车床,铣床发展为加工中心。高精度多轴机床,可以让复杂零件在精度和形状上一次到位,例如,飞机上的一个复杂零件,以前由很多种工人:车工、铣工、磨床工、画线工、热处理工用好几个月干,其中还有报废的,最新的复合数控机床几天甚至几个小时就全干好了,而且精度比你设计的还高。零件精度高就意味着寿命长
17、,可靠性好。由普通发展到数控,一个人顶原来的十个,在精度上,更是没法说,适应性上,零件变了,换个程序就行。把人的因素也降为最低,以前在工厂,谁要时会车涡轮、蜗杆,没个10年8年的不行,要是谁掌握了,那牛得很。现在用数控设备,只要你会编程,把参数输进去就可以了,很简单,刚毕业的技校学生都会,而且批量的产品质量也有保证。机床是一个国家制造业水平高低的象征,其核心就是数控系统。我们目前不要说系统,就是国内造的质量稍微好一点的数控机床,所用的高精度滚珠丝杠,轴承都是进口的,主要是买日本的,我们自产的滚珠丝杠、轴承在精度、寿命方面都有问题。目前国内的各大机床厂,数控系统100外购,各厂家一般都买日本发那
18、科、三菱的系统,占80以上,也有德国西门子的系统,但比较少。德国西门子系统为什么用的少呢?早期,德国系统不太能适合我们的电网,我们的电网稳定性不够,西门子系统的电子伺服模块容易烧坏。日本就不同了,他们的系统就烧不坏。近来西门子系统改进了不少,价格方面还是略高。德国人很不重视中国,所以他们的系统汉语化最近才有,不像日本,老早就有汉语化版的。近来随着中国的经济发展,也引起了世界一些主要机床厂商的注意,2000年,日本最大的机床制造商“马扎克”在中国银川设立了一家数控机床合资厂,据说制造水平相当高,号称“智能化、网络化”工厂,和世界同步。今年日本另外一家大机床厂大隈公司在北京设立了一家能年产1000
19、台数控机床的控股公司,德国的一家很有名的企业也在上海设立了工厂。目前,国家制定了一些政策,鼓励国民使用国产数控机床,各厂家也在努力追赶。国内买机床最多的是军工企业,一个购买计划里,80是进口,国产机床满足不了需要。今后五年内,这个趋势不会改变。不过就目前国内的需要来讲,我国的数控机床目前能满足中低档产品的订货。1.2 数控机床的前景控技术和数控装备是制造工业现代化的重要基础。这个基础是否牢固直接影响到一个国家的经济发展和综合国力,关系到一个国家的战略地位。因此,世界上各工业发达国家均采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业。在我国,数控技术与装备的发展亦得到了高度重视,近年来取得了相当大的进步
20、。特别是在通用微机数控领域,以PC平台为基础的国产数控系统,已经走在了世界前列。但是,我国在数控技术研究和产业发展方面亦存在不少问题,特别是在技术创新能力、商品化进程、市场占有率等方面情况尤为突出。在新世纪到来时,如何有效解决这些问题,使我国数控领域沿着可持续发展的道路,从整体上全面迈入世界先进行列,使我们在国际竞争中有举足轻重的地位,将是数控研究开发部门和生产厂家所面临的重要任务。为完成此任务,首先必须确立符合中国国情的发展道路。为此,本文从总体战略和技术路线两个层次及数控系统、功能部件、数控整机等几个具体方面探讨了新世纪的发展途径。 总体战略制定符合中国国情的总体发展战略,对21世纪我国数
21、控技术与产业的发展至关重要。通过对数控技术和产业发展趋势的分析和对我国数控领域存在问题的研究,我们认为以科技创新为先导,以商品化为主干,以管理和营销为重点,以技术支持和服务为后盾,坚持可持续发展道路将是一种符合我国国情的发展数控技术和产业的总体战略。1)以科技创新为先导。2)在商品化上狠下工夫3)将管理和营销作为产业发展重点4)大力加强技术支持和服务5)坚持可持续发展道路因此,我们的数控产品要在下一世纪走向国际市场,我们的企业就必须“从我做起,从现在做起”。 技术途径1)发展具有中国特色的新一代PC数控系统2)推进数控功能部件的专业化生产解决数控系统问题后,如何实现数控机床的模块化设计与制造便
22、是我国机床制造企业快速响应市场需求,在竞争中获胜的另一关键。要实现数控机床的模块化设计制造,必须解决数控机床功能部件的专业化生产问题。目前我国在这方面离实际需求还有相当大的差距。因此,在今后的若干年内,我们必须大力促进数控机床功能部件的开发和专业化生产。其要点如下:(1)新型永磁电主轴单元 (2)廉价的高性能伺服系统(3)直线交流伺服系统 (4)零传动数控转台与摆头 (5)高速高精度检测装置 加速数控机床的全国产化,打好市场翻身仗数控产业化的最终成功将体现在数控机床的全国产化和市场占有率上。在上述总体战略指导下,采取抓两头(低价位数控机床和高速高效数控机床)、带中间(普通数控机床)、促重型(重
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