毕业设计(论文)-槽凸轮的加工工艺规划及数控加工.doc
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1、 槽凸轮的加工工艺规划及数控加工作 者 姓 名 专 业 机械设计制造及其自动化指导教师姓名 专业技术职务 副教授 目 录摘 要 4第一章 绪论411 课题内容412 选题意义513 与课题内容相关的现状及发展趋势5第二章 零件的工艺分析521 零件的图样分析5211 零件的结构特点 5212 零件的技术条件分析 522 零件的工艺分析 6第三章 毛坯的粗加工731 毛坯的选择7311 毛坯的种类 7312 毛坯选择应考虑的因素 732 加工余量的确定7321 加工余量的概念 7322 影响加工余量的因素 7323确定加工余量的方法 8 33 毛坯的加工方案 8 331 确定毛坯的加工方案 83
2、32 确定各工序所用的设备9333 表面加工方法的选择9334 各工序的切削用量10第四章 零件的数控加工1041数控机床 10411数控机床简介 11412数控加工 11413数控加工的过程 1242 零件的数控加工工艺12421确定工艺路线 11422确定各工序所用设备 11423工件的装夹 11424定位基准的选择 11425方案的具体实施 1243零件的数控编成 14431加工编成概述 15432加工编成的分类 15433程序 16第五章 小结及参考文献19 摘 要本文首先进行了墙板右内凸轮椭圆校订包本机的工艺分析,规划出零件的工艺加工路线:毛坯的粗加工(零件材料的选择,加工余量的确定
3、等);零件的数控加工包括工件的工艺方案(外围轮廓的加工,方孔的加工,中心孔的加工,凸轮槽的加工等)和数控编程。这就必须介绍数控机床和数控加工过程,然后根据已确定的零件的工艺路线,进行数控编成用G代码把零件的各工序用数控语言编写出来。期间用到的软件有:AUTOCAD, PRO/E。最后做一下总结,列出所用到的参考文献。关键词:数控加工 槽凸轮ABSTRACTThe first right of the panel wall cam elliptical editing package this aircraft technology analysis, planning out parts of
4、 the processing line techniques : blank the rough machining (parts material choice allowance identification, etc.); Parts of the digital processing techniques including working programme (external contours of the processing side Kong processing, the processing center Kong, cam shafts processing, etc
5、.) and digital programming. This must be introduced numerically controlled machine tools and digital processing, and then on the basis of the identified parts crafts line, digital organization - using G code parts of the processes used to prepare digital language out. The software used during : Auto
6、CAD, PRO/E. Finally done it concluded that the use of the references listed. Keywords: Digital processing cam shafts第一章 绪论第一节 课题内容一. 课题类型本课题属于工程设计类,因为我们不但要测绘出零件的具体尺寸,还要根据零件的结构,设计出它的加工工艺,进一步把工艺进行数控编成。二. 课题主要任务本课题主要研究零件的加工工艺及数控编程,通过对零件图纸的分析,了解零件的结构及技术要求,针对零件的类型及生产批量做出合理的加工方案。零件的工艺路线制定以后,应参照数控课本对每一工序进行
7、编程。第二节 选题意义通过对槽凸轮数控加工工艺的分析,对零件的加工过程有了一定的了解,能自行编制出加工工序,不但对四年来所学的知识进行了融会贯通,也为以后参加工作积累了经验。另外学生通过数控程序的编制,对数控机床有了进一步的认识。!所有下载了本文的注意:本论文附有CAD图纸和完整版word版说明书,凡下载了本文的读者请加QQ153893706,或留下你的联系方式(QQ邮箱)最后,希望此文能够帮到你!第三节 与客体内容相关的现状及发展趋势数控机床的发展趋势:目前,世界先进制造技术不断兴起,超高速切削、超精密加工等技术的应用,柔性制造系统的迅速发展和计算机集成系统的不断成熟,对数控加工技术提出了更
8、高的要求。为适应这种情况,数控机床正朝着以下几个方面发展。 1高速度、高精度化速度和精度是数控机床的两个重要指标,它直接关系到加工效率和产品质量。 目前,数控系统采用位数、频率更高的处理器,以提高系统的基本运算速度。同时,采用超大规模的集成电路和多微处理器结构,以提高系统的数据处理能力,即提高插补运算的速度和精度2CAD/CAM图形交互式自动编程已得到较多应用 这是数控技术发展的新趋势。它是利用CAD绘制的零件加工图样,再经计算机内的刀具轨迹数据进行计算和后置处理,从而自动生成NC零件加工程序,以实现CAD与CAM的集成。第二章 零件工艺分析第一节 零件的图样分析一. 零件的结构特点该零件形状
9、主要由外轮廓,中心孔,方孔和凸轮槽四部分组成,如图 1 除凸轮槽外,各加工面的几何形状很简单,而且该零件有合理的加工基准,中心孔可以为主要基准,外围轮廓线过渡很圆滑,这便于零件的加工。二零件的技术条件分析1技术要求(1) 如图1,同时加工JBBT 10.07-05和直径为 47,35 的孔,并保存尺寸260一致,直径为47和35的孔的轴线要和截面A保持垂直度为0.02的公差,还要同铣周边和方孔,并在A出打相同的标志。(2) 理论廓线按图中给定的坐标加工,过度时要圆滑,不允许有接痕。(3) 内外工作轮廓线为滚子运动轨迹的包络线,滚子外径22mm(4) 凸轮向径允差为+-0.05mm(5) 凸轮曲
10、面要进行氮化处理,可以获得表面强度950-1100HV(6) 除孔外,表面喷主机外观漆。(7) 全部倒角2技术条件(1) 轴孔精度槽凸轮上的轴孔是轴承的支撑孔,该孔不仅本身有较高的尺寸精度,几何形状精度,表面粗糙度,而且还有较高的孔距精度和同轴度要求,如果位于同一中心线的若干孔不同轴,将会使轴的装配发生困难,如果相邻孔的中心距偏差较大,或两孔中心线不平行,就会影响装配精度。如图2(2) 平面的精度底面和端面的表面粗糙度都是3.2um,但由于底面的加工面积大,加工时要选择不同的加工方案,底面对于端面的垂直度为0.02um,应先加工地米面再加工端面。第二节 零件的工艺分析1该工件为盘类零件,它的主
11、要加工部分是外围轮廓线,中心孔和凸轮槽三部分,为保证他们的加工精度,必须首先保证直径为47的孔的加工精度。2由于板面的长度和壁厚的比值较大,加工时容易产生变形,为了减少孔径的变形和平面的翘曲,在加工过程中应增大夹紧面的面积,建议精铣时采用专用工装进行夹紧工作。3. 粗加工后进行调质处理,再进行精加工和铣削加工,可保证加工质量的稳定。4对于铣凸轮槽这个工艺,如果用组合夹具或专用工装,应要求备有槽位置度检查基准,可供加工时对刀具及加工后检查使用。5凸轮槽铣削时拐角处不能清根,采用钳工修锉的方法较合适,若不清根,会影响凸轮槽的使用。6A-A截面对直径为35和47内孔轴心线的垂直度公差可用偏摆仪进行检
12、测。7为了保证加工精度应使定位基准统一,该工件主要定位基准集中在孔和平面上。8孔的尺寸精度检验,使用内径千分尺或百分表进行测量,同一轴线上个各孔的同轴度,可用检验心轴进行检验。9.现代加工方法,对此种板料的加工根据其加工精度,多数采用数控火焰切割机或离子切割机进行加工,直接切割除凸轮的外轮廓线。第三章 毛坯的粗加工第一节 毛坯的选择一. 毛坯的种类1 铸件 加工形状复杂的毛坯,表面加工精度高 2 锻件 适合加工机械强度要求较高的钢制件,3 焊接件 适于单件小批量生产中制造大型毛坯,优点是制造简便,周期短,毛坯重量轻。4 型材 分为热轧和冷轧,热轧价格便宜,用于一般零件的毛坯;冷轧的尺寸较小,精
13、度高,多用于批量较大在自动机床上进行加工的情况。5 冲压件 冲压件的尺寸精度高,加工效率高,是与批量较大而零件厚度较小的中小型零件6 冷挤压件 生产效率高,表面粗糙度值小,可以不再进行机械加工,是与大批量生产中制造形状简单的小型零件。二. 毛坯选择应考虑的因素1零件的材料及对零件力学性能的要求零件的材料如果是青铜或铸铁,只能选铸造毛坯,不能选锻造,当材料的力学性能要求较高时,不管形状简单与复杂,都应选锻件,该零件对材料的力学性能无过高要求,所以选型材。2零件的结构形状与外形尺寸加工零件的台阶若直径相差不大,可用棒料,若台阶直径相差大,则宜用锻件,以节约材料,减少机械加工工作量。大型零件,受设备
14、条件限制,一般只能用自有段和砂型铸造。中小型零件根据需要可选用模锻和各种先进铸造方法。3生产类型大批量生产时,应选毛坯精度和生产率都高的先进毛坯制造方法,是毛坯的形状、尺寸尽量接近零件的形状、尺寸,以节约材料,由此所节约的费用会远远超出毛坯制造所增加的费用,获得好的经济效益。单件小批量生产时,应选用毛坯精度和生产率比较低的一半毛坯制造方法,如自由段和手工木模造型等方法。4生产条件选择毛坯时应考虑现有生产条件,如现有毛坯制造水平和设备情况,外协的可能性等。可能时,应尽可能组织外协,实现毛坯制造的社会专业化生产,以获得好的经济效益。第二节 加工余量的确定一. 加工余量的概念加工余量是指加工过程中从
15、加工表面所削去的金属层厚度,它由工序余量和加工总余量之分。工序余量是指某一工序所切除的金属层厚度,即相邻的工序尺寸之差;技工总余量是指某加工表面上切除的金属层总厚度,即毛坯尺寸与零件图设计尺寸之差。二. 影响加工余量的因素1 粗糙度Ra和表面缺陷层D为了保证加工质量,此工序必须将上工序留下来的表面粗糙度 ,以及由于切削加工而在表面留下的一层组织已遭破坏的塑性变形层全部切除。2. 上工序的尺寸公差T由于工序尺寸有公差,上工序的实际工序尺寸有可能出现最大或最小极限尺寸。为了使上工序的实际工序尺寸在极限尺寸的情况下,本工业能将上工序留下的表面粗糙度和缺陷层切除,本工序的加工余量应包括上工序的公差。3
16、. 工件各表面相互位置的空间偏差工践上有些形状和位置偏差不包括在尺寸公差之内,但这些误差又必须在本工序的加工中纠正,在本工序加工余量中必须包括他。4. 本工序的装夹误差如果本供需有装夹误差是是工件在加工时位置为之发生偏移,本工序加工余量应考虑这些误差的影响。二. 确定加工余量的方法 1. 查表法 根据各工厂长期的生产实践与试验研究所积累的有关加工余粮资料,制成各种表格并汇编成手册,如机械加工工艺手册,工艺设计手册等。却定加工余量时,查阅这些手册,在根据本厂的实际情况进行适当修订后确定。2经验估计法 技术人员根据工厂的生产技术水平,靠经验来确定加工余量。为防止圆余量不足而产生废品,通常所取得加工
17、余量都偏大,此法一班用于单件小批生产。3计算法 应用上述加工余量计算公式通过计算确定加工余量。此法必需要有可靠的实际数据资料,目前应用较少。因为我们是单件小批量生产,加工精度要求又不是很高,所以采用经验估计法来确定加工余量。 三. 根据上述条件我们选择毛坯时选型材中的板材,并且板材的厚度应该是25mm,因为在切割零件时,毛坯容易产生内应力和热变形所以一边应留出2.5mm的加工余量。使毛坯成型的方法有:火焰切割、等离子切割、激光切割。等离子加工精度高,适合大批量生产;火焰切割在生活中比较常见,费用低,但机械加工工作量大;激光切割加工精度不如等离子切割,不用接触工件,但费用高。因为我们是单件生产,
18、而且生产条件较差,没有很高的加工精度,所以我们选火焰切割。切割形状如图所示端面留出5mm的加工余量。火焰切割完后,要进行退火处理,是工件 硬度达到16-21HRC,退火是将金属和合金加热到适当温度,保温一定时间 ,然后慢慢冷却的热处理工艺,退火可分为:完全退火,球化退火,去应力退火,在这里我们为了去除火焰切割后的塑性变形,以及型材内存在的残余应力,所以选择去应力退火。第三节 毛坯的加工方案一. 确定毛坯表面加工方案该零件的主要平面的粗糙度要求为Ra3.2um,平面度误差要求小于0.02mm,宜选用粗铣粗磨精磨的加工方案。二. 确定各工序所用的设备,刀具,夹具,量具和辅助工具1机床的选择选择机床
19、的原则:(1)机床规格应与零件外形尺寸相适应。(2)机床的精度应与工序要求的加工精度相适应(3)机床的生产率应与零件的生产类型相适应。(4)与现有设备条件相适应。综合上述各种因素,我们选择立式铣床来进行毛坯表面的加工2刀,夹,量具的选择(1) 刀具的选择 一般采用标准刀具,中批以上生产时,可采用高效率的复合刀具及有关专用刀具。刀具的类型、规格即精度等级应符合加工要求。在这里我们选择面铣刀,因为面铣刀主要用于加工台阶面和平面,特别适合较大平面的加工,用面铣刀加工平面,同时参加铣削的刀齿较多,又有副切削刃的修光作用,使加工表面粗糙度值小,因此可以用较大的切削用量(2) 夹具的选择 单件小批生产时,
20、应尽可能采用通用夹具,为提高生产效率,亦可采用族和家具。中批以上生产时,应采用专用家具,以提高生产效率,夹具的精度应予工序的加工精度相适应。我们采用如图所示夹具来夹紧毛坯在工件的四周用4个顶尖顶紧,而且要尽量布置得匀称,以提高加工精度。(3) 量具的选择 单件小批生产时,应尽可能选择通用量具,大批量生产时应广泛采用各种专用量具和检具,量具的精度等级应与被测工件的加工精度相适应。三. 表面加工方法的选择1铣削 铣削是加工平面的一种主要加工方法,通过合理的选用铣刀和铣床附件,铣削不仅可以加工平面、沟槽、成型面、台阶,还可以进行切断和刻度加工。铣削的另一个优点是生产效率高,铣削时,同时参加得刀齿多,
21、进给速度快 ,铣削的主运动是的旋转,有利于进行高速切削。另外,铣削的刀齿散热条件好,由于是间断切削,每个刀齿依次参加切削,在切离工件的一段时间内,刀齿可以得到冷却,有利于减少铣刀的磨损,延长使用寿命。铣削有粗铣和精铣、顺铣和逆铣之分,加工毛坯时我们选择粗铣、顺铣,顺铣是刀齿的切削厚度逐渐减至零,没有逆铣时的滑行现象,冷硬程度大为减轻以加工表面质量高,工件表面无硬皮等缺陷 ,耐用度比逆铣高,粗铣将工件厚度铣至21mm,工件铣完后,接下来要进行磨削。2磨削 平面磨削有周磨和端磨两种方式。周磨:利用砂轮的圆柱面进行磨削,砂轮与工件的接触面积小,且排屑和冷却条件好,工件发热小,磨粒与磨屑不易落入砂轮与
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