轴类零件的加工工艺分析与编程设计机械制造毕业论文

轴类零件的加工工艺分析与编程设计机械制造毕业论文内容摘要：

时，选取进给量为，车螺纹时，进给量等于螺纹导程，选为。 背吃刀量确定 背吃刀量根据机床、工件和刀具的刚度来决定，在刚度允许的条件下，应尽可能使背吃刀量等于工件的加工余量 (除去精车量 )，这样可以减少走刀次数，提高生产效率。 为了保证加工表面质量，可留少量精加工余量，一般。 本例中，背吃刀量的选择大致为 如下表 ： 如表 ： 粗 精 外圆 (mm) (mm) 内孔 (mm) (mm) 螺纹 随进刀次数依次减少 槽 根据刀宽，分两次进行 注意 ： 背吃刀量的选择因粗、精加工而有所不同。 粗加工时，在工艺系统刚性和机床功率允许的情况下，尽可能取较大的背吃刀量，以减少进给次数；精加工时，为保证零件表面粗糙度要求，背吃刀量一般取 ~ mm 较为合适。 故在本例中粗加工时：切削深度为4mm，精车时切削深度为。 第四章 轴类零件的编程 10 数控机床是一种技术密集度 及自动化程度很高的机电一体化加工设备，是综合应用计算机、自动控制、自动检测及精密机械等高新技术的产物。 随着数控机床的发展与普及，现代化企业对于懂得数控加工技术、能进行数控加工编程的技术人才的需求量必将不断增加。 数控车床是目前使用最广泛的数控机床之一。 编程技巧 数控车床与普通车床相比，一个显著的优点是：对零件变化的适应性强，更换零件只需改变相应的程序，对刀具进行简单的调整即可做出合格的零件，为节约成本赢得先机。 但是，要充分发挥数控机床的作用，不仅要有良好的硬件，（如：优质的刀具、机床的精度等），更重要的是软件：编程，即根据不同的零件的特点，编制合理、高效的加工程序。 数控车床虽然加工柔性比普通车床优越，但单就某一种零件的生产效率而言，与普通车床还存在一定的差距。 因此，提高数控车床的效率便成为关键，而合理运用编程技巧，编制高效率的加工程序，对提高机床效率往往具有意想不到的效果。 1) 灵活设置参考点 一般来说，数控车床共有二根轴，即主轴 Z 和刀具轴 X。 棒料中心为坐标系原点，各刀接近棒料时，坐标值减小，称之为进刀；反之，坐标值增大，称为退刀。 当退到刀具开始时位置时，刀具停止，此位置称为参考点。 参考点是编程中一个非常重要的概念，每执行完一次自动循环，刀具都必须返回到这个位置，准备下一次循环。 因此，在执行程序前，必须调整刀具及主轴的实际位置与坐标数值保持一致。 然而，参考点的实际位置并不是固定不变的，编程人员可以根据零件的直径、所用的刀具的种类、数量调整参考点的位置，缩短刀具的空行程。 从而提高效率。 2) 化零为整法 在低压电器中，存在大量的短销轴类零件，其长径比大约为 2~3，直径多在 3mm 以下。 由于零件几何尺寸较小，普通仪表车床难以装夹，无法保证质量。 如果按照常规方法编程，在每一次循 环中只加工一个零件，由于轴向尺寸较短，造成机床主轴滑块在床身导轨局部频繁往复，弹簧夹头夹紧机构动作频繁。 长时间工作之后，便会造成机床导轨局部过度磨损，影响机床的加工精度，严重的甚至会造成机床报废。 而弹簧夹头夹紧机构的频繁动作，则会导致控制电器的损坏。 要解决以上问题，必须加大主轴送进长度和弹簧夹头夹紧机构的动作间隔，同时不能降低生产率。 由此设想是否可以在一次加工循环中加工数个零件，则主轴送进长度为单件零件长度的数倍 ，甚至可达主轴最大运行距离，而弹簧夹头夹紧机构的动作时间间隔相应延长为原来的数倍。 更重要的是， 原来单件零件的辅助时间分摊在数个零件上，每个零件的辅助时间大为缩短，从而提高了生产效率。 为了实现这一设想，我联想到 11 电脑程序设计中主程序和子程序的概念，如果将涉及零件几何尺寸的命令字段放在一个子程序中，而将有关机床控制的命令字段及切断零件的命令字段放在主程序中，每加工一个零件时，由主程序通过调用子程序命令调用一次子程序，加工完成后，跳转回主程序。 需要加工几个零件便调用几次子程序，十分有利于增减每次循环加工零件的数目。 通过这种方式编制的加工程序也比较简洁明了，便于修改、维护。 值得注意的是，由于子程序的各项参数在 每次调用中都保持不变，而主轴的坐标时刻在变化，为与主程序相适应，在子程序中必须采用相对编程语句。 3) 减少刀具空行程 在数控车床中，刀具的运动是依靠步进电动机来带动的，尽管在程序命令中有快速点定位命令 G00，但与普通车床的进给方式相比，依然显得效率不高。 因此，要想提高机床效率，必须提高刀具的运行效率。 刀具的空行程是指刀具接近工件和切削完毕后退回参考点所运行的距离。 只要减少刀具空行程，就可以提高刀具的运行效率。 （对于点位控制的数控车床，只要求定位精度较高，定位过程可尽可能快，而刀具相对工件的运 动路线是无关紧要的。 ）在机床调整方面，要将刀具的初始位置安排在尽可能靠近棒料的地方。 在程序方面，要根据零件的结构，使用尽可能少的刀具加工零件使刀具在安装时彼此尽可能分散，在很接近棒料时彼此就不会发生干涉；另一方面，由于刀具实际的初始位置已经与原来发生了变化，必须在程序中对刀具的参考点位置进行修改，使之与实际情况相符，与此同时再配合快速点定位命令，就可以将刀具的空行程控制在最小范围内从而提高机床加工效率。 4) 优化参数，平衡刀具负荷，减少刀具磨损 由于零件结构的千变万化，有可能导致刀具切削负荷的不平 衡。 而由于自身几何形状的差异导致不同刀具在刚度、强度方面存在较大差异，例如：正外圆刀与切断刀之间，正外圆刀与反外圆刀之间。 如果在编程时不考虑这些差异。 用强度、刚度弱的刀具承受较大的切削载荷，就会导致刀具的非正常磨损甚至损坏，而零件的加工质量达不到要求。 因此编程时必须分析零件结构，用强度、刚度较高的刀具承受较大的切削载荷，用强度、刚度小的刀具承受较小的切削载荷，使不同的刀具都可以采用合理的切削用量，具有大体相近的寿命，减少磨刀及更换刀具的次数。 编程特点 1)在一个程序段中，根据图样上标注的尺寸 ，可以采用绝对值编程、增量值编程或二者混合编程。 2)由于被加工零件的径向尺寸在图样上和测量时，都是以直径值表示。 所以直径方向用 12 绝对值编程时， X 以直径值表示，用增量值编程时，以径向实际位移量的二倍值表示，并附上方向符号 (正向可以省略 )。 3)为提高工件的径向尺寸精度， X 向的脉冲当量取 Z 向的一半。 4)由于车削加工常用棒料或锻料作为毛坯，加工余量较大，所以为简化编程，数控装置常具备不同形式的固定循环，可进行多次重复循环切削。 5)编程时，常认为车刀刀尖是一个点，而实际上为了提高刀具寿命和工件表面质量，车刀刀 尖常磨成一个半径不大的圆弧，因此为提高工件的加工精度，当编制圆头刀程序时，需要对刀具半径进行补偿。 大多数数控车床都具有刀具半径自动补偿功能 (G4 G42)这类数控车床可直接按工件轮廓尺寸编程。 对不具备刀具半径自动补偿功能的数控车床，编程时，需先计算补偿量。 编程方法 数控编程方法有手工编程和自动编程两种。 手工编程是指从零件图样分析工艺处理、数据计算、编写程序单、输入程序到程序校验等各步骤主要有人工完成的编程过程。 它适用于点位加工或几何形状不太复杂的零件的加工，以及计算较简单，程序段不多，编程易于 实现的场合等。 但对于几何形状复杂的零件，以及几何元素不复杂但需编制程序量很大的零件，由于编程时计算数值的工作相当繁琐，工作量大，容易出错，程序校验也较困难，用手工编程难以完成，因此要采用自动编程。 所谓自动编程即程序编制工作的大部分或全部有计算机完成，可以有效解决复杂零件的加工问题，也是数控编程未来的发展趋势。 编程步骤 拿到一张零件图纸后，首先应对零件图纸分析，确定加工工艺过程，也即确定零件的加工方法，加工路线及工艺参数。 其次应进行数值计算。 绝大部分数控系统都带有刀补功能，只需计算轮廓相邻几何元素 的交点（或切点）的坐标值，得出各几何元素的起点终点和圆弧的圆心坐标值即可。 最后，根据计算出的刀具运动轨迹坐标值和已确定的加工参数及辅助动作，结合数控系统规定使用的坐标指令代码和程序段格式，逐段编写零件加工程序单，并输入 CNC 装置的存储器中。 13 设计总结 以上就是本次设计的全过程。 这次设计不仅使我对所设计的零件有了更深的了解，还使我学到了许多在书本上学不到的东西，这对我以后走上社会，走向工作岗位都有十分重要的意义。 毕业设计是综合运用所学知识进行设计实践的环节， 对我 在 实际 生产中进行调查研究的能力、观察问题、 分析问题能力的培养至关重要。 毕业设计不仅使我完善和复习了以前所学知识，同时从老师 同学那里学到了在课本上学不到的知识 ，在工厂里领会了许多以前不懂的内容。 它们将对我以后的工 作、学习和生活产生深远影响。 总之，一句话，毕业设计使我受益匪浅。 但是，这次毕业设计我分析的轴类零件加工工艺以及编程设计中，由于自己学识疏浅，未能更深层次地发掘和研究， 这些 仍需进一步 地补充和 完善。 本次设计是在 谢凡 导师耐心指导和悉心关怀下完成的， 他 对我们的高度责任心，给我的学习、生活和工作有很大的影响，并将激励我永远奋发向上。 14 参考文献 1．郑文伟，吴克坚．机械原理．北京：高等教育出版社， 1997 2．卢玉明．机械设计基础．北京：高等教育出版社， 1998 3．华大年．机械原理．北京：高等教育出版社， 1994 4．濮良贵，纪名刚．机械设计．北京：高等教育出版社， 2020 5．杨有君．数控技术．北京：机械工业出版社， 2020 6. 周虹 .数控加工工艺与编程 .人民邮电出版社， 2020 7. 刘雄伟 .数控机床操作与编程培训教程 .机械工业出版社， 2020 8. 杨仲冈 .数控加工技术 .机械工业出版社， 2020 9. 顾京 .数控机床加工程序编制 .机械工业出版社， 1999 内部资料 ， 请勿外传。 XuyUP2kNXpRWXm Aamp。 UE9aQ@Gn8xp$Ramp。 849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQc@UE%amp。 qYp@Eh5pDx2zVkumamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 ksv*3tnGK8! 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