发布时间 : 星期五 文章机械设计制造及其自动化毕业论文(完整版)更新完毕开始阅读88a84cc1974bcf84b9d528ea81c758f5f71f29ee
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.加工精度高,质量容易保证,发展前景十分广阔,因此掌握数控车床的加工编程技术尤为重要。
随着科学技术不断发展，数控机床的发展也越来越快，数控机床也正朝着高性能、高精度、高速度、高柔性化和模块化方向发展。 高性能：随着数控系统集成度的增强，数控机床也实现多台集中控制，甚至远距离遥控。高精度：数控机床本身的精度和加工件的精度越来越高，而精度的保持性要好。高速度：数控机床各轴运行的速度将大大加快。高柔性：数控机床的柔性化将向自动化程度更高的方向发展，将管理、物流及各相应辅机集成柔性制造系统。模块化：数控机床要缩短周期和降低成本，就必然然向模块化方向发展。图2-2
图2-2 九轴五联动车铣复合加工中心 2.1.3 数控车床加工轴类零件的优势
数控车床较好地解决了复杂、精密、小批、多变的零件加工问题，是一种灵活的、高效能的自动化机床，尤其对于约占机械加工总量80%的单件、小批量零件的加工，更显示出其特有的灵活性。概括起来，采用数控机床有以下几方面的好处： 提高加工精度，尤其提高了同批零件加工的一致性，使产品质量稳定；提高生产效率，一般约提高效率3-5倍，使用数控加工中改善了劳动条件；有利于生产管理和机械加工综合自动化的发展。心机床则可提高生产率5-10倍；可加工形状复杂的零件；减轻了劳动强度。
第三章 轴类零件的分析及加工工艺
3.1该零件的功能分析
根据零件图1-1可知该零件左端有螺纹，中间部分是沟槽，右端为球形轴头。该零件能承受中等载荷，起支撑作用的阶梯轴。用45号钢制作，该轴有良好的力学性能。
3.2该零件的结构分析
轴是组成机器的重要零件之一。用于支承作回转运动或摆动的零件来实现其回转或摆动，使其有确定的工作位置。
按照轴线形状分类：轴可分为直轴、曲轴和软轴 。
直轴：直轴按外形不同可分为光轴、阶梯轴及一些特殊用途的轴，如凸轮轴、花键轴齿轮轴及蜗杆轴等。
曲轴：曲轴是内燃机、曲柄压力机等机器上的专用零件，用以将往复运动转变为旋转运动，或作相反转变。图3-1
图3-1 曲轴
软轴：软轴主要用于两传动轴线不在同一直线或工作时彼此有相对运动的空间传动，也可用于受连续振动的场合，以缓和冲击。图3-2
图3-2软轴
按照所受载荷性质分类：轴可分为心轴、转轴和传动轴。
心轴：通常指只承受弯矩而不承受转矩的轴。如自行车前、后轮轴，汽车轮轴。
转轴：既受弯矩又受转矩的轴。转轴在各种机器中最为常见。
传动轴：只受转矩不受弯矩或受很小弯矩的轴。车床上的光轴、连接汽车发动机输出轴和后桥的轴，均是传动轴。
根据图1-1零件图可知，该零件图尺寸标注完整清晰，分布均匀合理。轴的右端是球形与圆弧相切，球形头内有￠28的孔用于固定、支撑轴。中间部分是有锥度的三个沟槽，尺寸相同均匀分布，用于安放固定件。左端是梯形轴头，带有螺纹，用于固定轴的左端。该轴是异形轴，设计合理，用45号钢制作，有良好的力学性能。
3.3该零件的材料与受力分析
轴类零件可根据使用要求、生产类型、设备条件及结构，选用棒料、锻件等毛坯形式。对于外圆直径相差不大的轴，一般以棒料为主；而对于外圆直径相差大的阶梯轴或重要的轴，常选用锻件，这样既节约材料又减少机械加工的工作量，还可改善机械性能。
根据生产规模的不同，毛坯的锻造方式有自由锻和模锻两种。中小批
生产多采用自由锻，大批大量生产时采用模锻。
轴类零件的材料 轴类零件应根据不同的工作条件和使用要求选用不同的材料并采用不同的热处理规范（如调质、正火、淬火等），以获得一定的强度、韧性和耐磨性。45钢是轴类零件的常用材料，它价格便宜经过调质（或正火）后，可得到较好的切削性能，而且能获得较高的强度和韧性等综合机械性能，淬火后表面硬度可达45～52HRC。40Cr等合金结构钢适用于中等精度而转速较高的轴类零件，这类钢经调质和淬火后，具有较好的综合机械性能。
轴承钢GCr15和弹簧钢65Mn，经调质和表面高频淬火后，表面硬度可达50～58HRC，并具有较高的耐疲劳性能和较好的耐磨性能，可制造较高精度的轴。
精密机床的主轴（例如磨床砂轮轴、坐标镗床主轴）可选用38CrMoAIA氮化钢。这种钢经调质和表面氮化后，不仅能获得很高的表面硬度，而且能保持较软的芯部，因此耐冲击韧性好。与渗碳淬火钢比较，它有热处理变形很小，硬度更高的特性。
45号钢广泛用于机械制造，这种钢的机械性能很好。但是这是一种中碳钢，淬火性能并不好， 45号钢可以淬硬至HRC42~46。所以如果需要表面硬度，又希望发挥45＃钢优越的机械性能，常将45＃钢表面渗碳淬火，这样就能得到需要的表面硬度。
从轴的受力分析可知，它受扭转与弯曲复合作用力，由于其承受中等载荷，工作又较平稳，冲击力很小，所以材料可采用优质碳素结构钢的45号钢，坯料用热轧圆钢。
3.4该零件的精度分析
该零件是异形阶梯轴，如图1-1。其加工精度设计的非常合理，易于加工制造。轴的左端是M30*2-6g的螺纹，阶梯形￠52表面粗糙度值1.6微米。中间部分是在锥形轴上切三个沟槽，锥形段表面粗糙度值1.6微米。连接锥形段与圆弧段的一段轴表面粗糙度值1.6微米。右端由两段圆弧与球形组成，R8段没有公差要求，R9段公差范围是±0.02，S￠48段公差范围是±0.02。其余表面粗糙度均为3.2微米，该轴公差等级介于6-8级，属于较精密的轴。
第四章 轴的加工工艺方案
4.1零件图工艺分析
该零件表面由圆柱、圆锥、顺圆弧、逆圆弧及螺纹等表面组成。其中多个直径尺寸有较严的尺寸精度和表面粗糙度等要求；球面Sφ48±0.02㎜的尺寸公差还兼有控制该球面形状（线轮廓）误差的作用。尺寸标注完整，轮廓描述清楚。零件材料为45钢，无热处理和硬度要求。左端是螺纹，精度等级为6级，其余加工精度均在6-8级之间。表面粗糙度为1.6微米、3.2微米两种。该工件精度设计较为合理，易于加工制造。
通过上述分析，可采用以下几点工艺措施；对图样上给定的几个精度要求较高的尺寸，因其公差数值较小，故编程时不必取平均值，而全部取其基本尺寸即可；在轮廓曲线上，有三处为圆弧，其中两处为既过象限又改变进给方向的轮廓曲线，因此在加工时应进行机械间隙补偿，以保证轮廓曲线的准确性；车削时应预先车削对应的基准面，以保证加工精度。
4.2选择毛坯
题目已给出零件图1-1与零件的材料45号钢。根据题目要求，该零件选用45号钢棒料￠150*55，可以满足使用要求。
4.3确定加工顺序
轴类零件，零件表面由圆柱、圆锥、顺圆弧、逆圆弧及螺纹等表面组成。其中多个直径尺寸有较严的尺寸精度和表面粗糙度等要求；球面Sφ48±0.02㎜的尺寸公差还兼有控制该球面形状（线轮廓）误差的作用。尺寸标注完整，轮廓描述清楚。零件材料为45钢锻件，无热处理和硬度要求。
首先加工零件右端：车工件右端面；车工件右端外圆与圆弧至图纸要
求；
手工钻削内孔￠20mm；车工件右端内孔至图纸要求。图4-1
图4-1 右端刀具进给路线
掉头加工工件左端：车工件端面至总长尺寸；车工件
外圆至图纸要求；车螺纹；拆下工件检验。图4-2
图4-2 左端刀具进给路线
4.4 选择夹具及确定装夹方案
定位基准；确定坯料轴线和左右端大端面（设计基准）为定位基准。 装夹方法；左端采用三爪自定心卡盘定心夹紧时加工右端面，右端面用三爪自定心卡盘定心夹紧时加工左端面。
4.5 选择加工刀具
选用刀具如图；图4-3、图4-4、图4-5、图4-6、图4-7.