聯(lián)軸器的加工設(shè)計

聯(lián)軸器的加工設(shè)計,聯(lián)軸器,加工,設(shè)計 開題報告 回顧數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，從數(shù)控階段（1952—1970），到計算機數(shù)控（CNC）階段（1970——至今），數(shù)控技術(shù)已經(jīng)有了三十幾年的發(fā)展的歷史。 現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)發(fā)展的趨勢已經(jīng)向高速，高精加工方面。而數(shù)控系統(tǒng)具有多軸控制，多軸聯(lián)動和復合加工控制功能，多軸數(shù)控機床可以使用刀具幾何形狀對工件進行切削。隨著計算機網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用，數(shù)控系統(tǒng)也朝著開放化，智能化和網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展，開放式數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要有兩種形式，一種是基于PC的CNC系統(tǒng)，另一種是PC嵌入式。這種系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)為CNC+PC主扳。開放式系統(tǒng)以其極大的優(yōu)點顯示出強大的生命力。共享PC體系結(jié)構(gòu)的開放性和標準化以及其日新月異的技術(shù)成就，把運動控制，邏輯控制，人機界面，數(shù)據(jù)處理，通信等功能集成在一臺PC中，這就是開放式數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。 數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，而且隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴大，他對國計民生上午一些重要行業(yè)（IT 汽車 輕工 醫(yī)療等）的發(fā)展起著越來越重要的作用，因為這些行業(yè)所需裝備的數(shù)字化已是現(xiàn)代發(fā)展的大趨勢。從目前世界上數(shù)控技術(shù)及其裝備發(fā)展的趨勢來看，其主要研究熱點有以下幾個方面（1——4）。 我做的課題是《連軸器加工工藝的改進和刀具切削參數(shù)的研究》，所使用的Lgmazak系統(tǒng)，加工工藝的改進主要是在以下幾點。 一， 科學選擇數(shù)控刀具 數(shù)控加工刀具必須適應(yīng)數(shù)控機床高速，高效和自動化程度高的特點，一般應(yīng)包括通用刀具，通用連接刀柄及少量專用刀柄。刀柄要聯(lián)接刀具并裝在機床動刀頭上，因此已逐漸標準化和系列化。數(shù)控刀具的分類有多種方法。根據(jù)刀具結(jié)構(gòu)分為：①整體式；②鑲嵌式，采用焊接或機架式連接，機架式又可分為不轉(zhuǎn)位和可轉(zhuǎn)位兩種；③特殊型式，如復合式刀具，減震式刀具等。根據(jù)制造刀具所使用的材料可分為：①高速鋼刀具②硬質(zhì)合金刀具③金剛石刀具④其它材料刀具，如立方氮化硼，陶瓷刀具等。從切削工藝上可分為：①車削刀具，分外圓 內(nèi)孔 螺紋 切割刀具等多種②鉆削刀具，包括鉆頭 絞刀 絲錐等③鏜削刀具④銑削刀具等，為了適應(yīng)數(shù)控機床對刀具耐用、穩(wěn)定、易調(diào)、可換等的要求，近幾年機架式可轉(zhuǎn)位刀具得到廣泛的應(yīng)用，在數(shù)量上達到整個數(shù)控刀具的30%～40%，金屬切除量占總數(shù)的80%～90%。 數(shù)控刀具與普通機床上所用的刀具相比，有許多不同的要求，主要有以下特點： ⑴剛性好（尤其是粗加工刀具），精度高，抗震及熱變形?。? ⑵互換性好，便于快速換刀； ⑶壽命高，切削性能穩(wěn)定、可靠； ⑷刀具的尺寸便于調(diào)整，以減少換刀調(diào)整時間； ⑸刀具應(yīng)能可靠地斷屑或卷屑，以利于切屑的排除； ⑹系列化，標準化，以利于編程和刀具管理。 1、 選擇數(shù)控刀具的原則 刀具壽命與切削用量有密切關(guān)系。在制定切削用量時，應(yīng)首先選擇合理的刀具壽命，而合理的刀具壽命則應(yīng)根據(jù)優(yōu)化的目標而定。一般分最高生產(chǎn)率刀具壽命和最低成本刀具壽命兩種，前者根據(jù)單件工時最少的目標確定，后者根據(jù)工序成本最低的目標確定。 選擇刀具壽命時可考慮如下幾點根據(jù)刀具復雜程度、制造和磨刀成本來選擇。復雜和精度高的刀具壽命應(yīng)選擇比單刃刀具高些。 對于機架可轉(zhuǎn)位刀具，由于換刀時間短，為了充分發(fā)揮其切削性能，提高生產(chǎn)效率,刀具壽命可選得低些，一般取15—30min。對于裝刀、換刀和調(diào)刀比較復雜的多刀機床、組合機床與自動化加工刀具，刀具壽命應(yīng)選得高些，尤應(yīng)保證刀具可靠性。 車間內(nèi)某一工序的生產(chǎn)率限制了整個車間的生產(chǎn)率的提高是，該工序的刀具壽命要選得低些當某工序單位時間內(nèi)所分擔到的全廠開支M較大時，刀具壽命也應(yīng)選得低些。大件精加工時，為保證至少完成一次走刀，避免切削時中途換刀，刀具壽命應(yīng)按零件精度和表面粗糙度來確定。與普通機床加工方法相比，數(shù)控加工對刀具提出了更高的要求，不僅需要剛性好、精度高，而且要求尺寸穩(wěn)定，耐用度高，斷和排性能壇同時要求安裝調(diào)整方便，這樣來滿足數(shù)控機床高效率的要求。數(shù)控機床上所選用的刀具常采用適應(yīng)高速切削的刀具材料（如高速鋼、超細粒度硬質(zhì)合金）并使用可轉(zhuǎn)位刀片。 2、 選擇數(shù)控車削用刀具 數(shù)控車削車刀常用的一般分成型車刀、尖形車刀、圓弧形車刀以及三類。成型車刀也稱樣板車刀，其加工零件的輪廓形狀完全由車刀刀刃的形狀和尺寸決定。數(shù)控車削加工中，常見的成型車刀有小半徑圓弧車刀、非矩形車槽刀和螺紋刀等。在數(shù)控加工中，應(yīng)盡量少用或不用成型車刀。尖形車刀是以直線形切削刃為特征的車刀。這類車刀的刀尖由直線的主副切削刃構(gòu)成，如900內(nèi)外圓車刀、左右端面車刀、切槽（切斷）車刀及刀尖倒棱很小的各種外圓個內(nèi)孔車刀。尖形車刀集合參數(shù)（主要是集合角度）的選擇方法與普通車削的基本相同，但應(yīng)結(jié)合數(shù)控加工的特點（如加工路線、加工干涉等）進行全面的考慮，并應(yīng)兼顧刀尖本身的強度。 圓弧形車刀是以一圓弧或線輪廓誤差很小的圓弧形切削刃為特征的車刀。該車刀圓弧刃每一點都是圓弧形車刀的刀尖，應(yīng)此，刀位點不在圓弧上，而在該圓弧的圓心上，圓弧形車刀可以用于車削內(nèi)外表面，特別適合于車削各種光滑連接（凹形）的成型面。選擇車刀圓弧半徑時應(yīng)考慮兩點車刀切削刃的圓弧半徑應(yīng)小于或等于零件凹形輪廓上的最小曲率半徑，以免發(fā)生加工干淺該半徑不宜選擇太小，否則不但制造困難，還會因刀尖強度太弱或刀體散熱能力差而導致車刀損壞。 二、設(shè)置刀點和換刀點 刀具究竟從什么位置開始移動到指定的位置呢？所以在程序執(zhí)行的一開始，必須確定刀具在工件坐標系下開始運動的位置，這一位置即位程序執(zhí)行時刀具相對于工件運動的起點，所以稱程序起始點或起刀點。此起始點一般通過對刀來確定，所以，該點又稱對刀點。在編制程序時，要正確選擇對刀點的位置。對刀點設(shè)置原則是：便于數(shù)值處理和簡化程序編制。易于找正并在加工過程中便于檢查，引起的加工誤差小。對刀點可以設(shè)置在加工零件上。也可以設(shè)置在夾具上或機床上，為了提高零件的加工精度，對刀點應(yīng)盡量設(shè)置在零件的設(shè)計基準或工藝基準上。 實際操作機床時，可通過手工對刀操作把刀具的刀位點放在對刀點上，即“刀位點”與“對刀點”的重合。所謂“刀位點”是指刀具的定位基準點，車刀的刀位點為刀尖或刀尖圓弧中心。平底立銑刀是刀具軸線與刀具底面的交點，球頭銑刀是球頭的球心，鉆頭是鉆尖等。用手動對刀操作，對刀精度較低，且效率低。而有些工廠采用光學對刀鏡、對刀儀、自動對刀裝置等，以減少對到時間，提高對刀精度。加工過程中需要換刀時，應(yīng)規(guī)定換刀點。所謂“換刀點”是指刀架轉(zhuǎn)動換刀時的位置，換刀點應(yīng)設(shè)在工件或夾具的外部，以換刀是不碰工件及其他部件為準。 三、數(shù)控加工切削用量的確定 合理選擇切削用量的原則是，粗加工是，一般以提高生產(chǎn)率為主，但也應(yīng)考慮經(jīng)濟性和加工成本，半精加工和精加工時，應(yīng)在保證加工質(zhì)量的前提下，兼顧切削效率、經(jīng)濟性和成本加工。具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機床說明書、切削用量手冊，并結(jié)合經(jīng)驗而定。 1 切削深度 在機床、工件和刀具剛度允許的情況下，t就等于加工余量，這是提高生產(chǎn)率的一個有效措施。為了保證零件的加工精度和表面粗糙度，一般應(yīng)留一定的余量進行精加工。數(shù)控機床的精加工余量可略小于普通機床。 數(shù)控編程時，編程人員必須確定每道工序的切削用量，并以指令的形式寫入程序中。切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速、背吃刀量及進給速度等。對于不同的加工方法，需要選用不同的切削用量。切削用量的選擇原則是：保證零件加工精度和表面粗糙度，充分發(fā)揮刀具切削性能，保證合理的刀具耐用度，并充分發(fā)揮機床的性能，最大限度提高生產(chǎn)率，降低成本。 2 確定主軸轉(zhuǎn)速 主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)根據(jù)允許的切削速度和工件（或刀具）直徑來選擇。其計算公式為：n=1000v/7 ID式中：v——切削速度，單位為m/m，由刀具的耐用度決定；n——主軸轉(zhuǎn)速，單位為r/min，D——工件直徑或刀具直徑，單位為mm。計算的主軸轉(zhuǎn)速n，最后要選取機床有的或較接近的轉(zhuǎn)速。 3 確定進給速度 進給速度是數(shù)控機床切削用量中的重要參數(shù)，主要根據(jù)零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性質(zhì)選取。最大進給速度受機床剛度和進給系統(tǒng)的性能限制。確定進給速度的原則：當工件的質(zhì)量要求能夠得到保證時，為提高生產(chǎn)率，可選擇較高的進給速度。一般在100-200mm/min范圍內(nèi)選?。辉谇袛?、加工深孔或用高速鋼刀具加工時，宜選擇較低的進給速度，一般在20-50mm/min范圍內(nèi)選取，表面粗糙度要求高時，進給速度應(yīng)小些，一般在20-50mm/min范圍內(nèi)選取，刀具空行程時，特別是遠距離“回零”時，可以設(shè)定該機床數(shù)控系統(tǒng)設(shè)定的最高進給速度。 4 確定背吃刀量 背吃刀量根據(jù)機床、工件和刀具的剛度來決定，在剛度允許的條件下，應(yīng)盡可能使背吃刀量等于工件的加工余糧，這樣可以減少走刀次數(shù)，提高生產(chǎn)效率。為了保證加工表面質(zhì)量，可留少量精加工余量，一般0.2-0.5mm，總之，切削用量的具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機床性能、相關(guān)的手冊并結(jié)合實際經(jīng)驗用類比方法確定。 同時，使主軸轉(zhuǎn)速、切削深度及進給速度三者相互適應(yīng)，以形成最佳切削用量。 切削用量不僅是在機床調(diào)整前必須確定的重要參數(shù)，而且其數(shù)值合理與否對加工質(zhì)量、加工效率、生產(chǎn)成本等有著非常重要的影響。所謂“合理的”切削用量是指充分利用刀具切削性能和機床動力性能（功率、扭矩），在保證質(zhì)量的前提下，獲得高的生產(chǎn)率和低的加工成本的切削用量。 四、編程 數(shù)控編程方法有手工編程和自動編程兩種。手工編程是指從零件圖樣分析工藝處理、數(shù)據(jù)計算、編寫程序單、輸入程序到程序校驗等各步驟主要有人工完成的編程過程。它適用于點位加工或幾何形狀不復雜的零件的加工，以及計算簡單，程序段不多，編程易于實現(xiàn)的場合等。但對于幾何形狀復雜的零件（尤其是空間曲面組成的零件），以及幾何元素不復雜但需要編制程序量很大的零件，由于編程時計算數(shù)值的工作相當繁瑣，工作量大，容易出錯，程序校驗也較困難，用手工編程難以完成，因此要采用自動編程。所謂自動編程即程序編制工作的大部分或全部有計算機完成，可以有效解決復雜零件的加工問題，也是數(shù)控編程未來的發(fā)展趨勢。同時，也要看到手工編程是自動編程的基礎(chǔ)，自動編程中許多核心經(jīng)驗都來源于手工編程，二者相輔相成。 方案論證 數(shù)控車床是高精度的機床，如果加工余量過大，則容易產(chǎn)生“讓刀”現(xiàn)象，使工件變形，企業(yè)造成不必要的浪費。只有加工余量在一定的范圍內(nèi)，才會減少誤差。 1 從生產(chǎn)方面論證：隨著制造業(yè)的發(fā)展，聯(lián)軸器的運用廣泛，例如用于發(fā)動機的軸向連接等，在機械行業(yè)有著重要作用。目前數(shù)控機床和車削中心為重要組成部分的柔性制造系統(tǒng)（FMS）和計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）已越來越多，數(shù)控機床的應(yīng)用已滲透到機械制造業(yè)的各個領(lǐng)域，其中數(shù)控機床的種類很多，無論是那種機床都具有較高的精度，自動化程度也非常好，越來越多的制造業(yè)選擇了數(shù)控機床。其中數(shù)控機床的操作是建立在普通機床的基礎(chǔ)上，因此數(shù)控加工也離不開普通車床，他們的關(guān)系是相互依存，相互補充的。兩者是加工中不可缺少的一部分，數(shù)控機床能加工高精度的零件，而普通車床卻能方便的去除毛坯的余量。我們可以先上普通車床去余量，留2～3mm余量給數(shù)控車，節(jié)省了不必要的切削，提高了效率，同時也容易保證精度，不容易變形。所以生產(chǎn)上先用普通車床加工，然后再用數(shù)控車加工是可行的。 2 從工藝上論證：首先我們先確定加工端面，再加工外圓，然后鏜孔。這樣根據(jù)大概意圖編寫程序。 a. 備料 45鋼 直徑和總長 b. 粗車 按工序圖車至要求 粗車 孔 直徑 c. 調(diào)質(zhì) 表面不大于HB250 心部HB180—230 d. 精車一 按工序圖車至要求 浸泡冷卻液3～5分鐘 e. 精車二 按工序圖精車大端面至要求 f. 磨 按工序圖磨大端面至要求 g. 加工中心 鉆銑 h. 鉗 攻英制1/4—20—2B，所有孔口倒角 i. 檢 按圖紙進行檢驗 j. 防銹處理 按規(guī)定防銹油 k. 入庫 詳細工藝見附錄 只有這樣才能保證工件的光潔度，盡量比買內(nèi)劃傷，提高精度，想我今天設(shè)計的工件29323，其大外圓的公差只有兩絲，入伙工件加工完后，不泡幾分鐘，那工件很可能因為溫度而報廢。所以，從工藝上論證也行的同的 三文獻綜述 在做畢業(yè)設(shè)計過程中，查閱了許多資料，方方面面都做了些了解，收獲匪淺，雖然有些資料只是了解其中的小一部分，了解程度也較淺，但在不同內(nèi)容綜合為一體，用較為專業(yè)的語言重新敘述時，對資料的內(nèi)容也加深了一些。 在查閱資料的過程中，發(fā)現(xiàn)學校的教科書用處頗大，從我拿到零件圖，到最后的編程、加工，都要查閱資料，把從前學的理論與現(xiàn)在的實際結(jié)合，這誰我的知識一點一點加深，拓展。另外，在網(wǎng)絡(luò)上查閱資料索然不成體系，只是查閱某一方面就搜索這一方面，但零零碎碎的結(jié)合起來也有許多幫助，最后就是在市圖書館里查閱的資料，這些資料涉及的知識較深也較廣，憑我先有的能力，許多內(nèi)容還不是太懂，資料的專業(yè)性也較強，往往是一種專業(yè)的深度說明，所以用到的地方相對較少，只是其中的一點內(nèi)容有些幫助。所以要對這些參考文獻進行綜述，只能突出其中一些畢業(yè)設(shè)計過程中用處較大的進行綜述。 由張主編，蘇州大學出版社的《機械制圖》是我做畢業(yè)設(shè)計的基礎(chǔ)，拿到圖紙首先要進行分析，從各個視圖到尺寸，查閱的地方不計其數(shù)。《機械制圖》是汲取了高等職業(yè)技術(shù)院校幾年來的教學經(jīng)驗，本著“以實用為木的，以必須、夠用、高小為度”的險些原則，突出了實用性和 可操作性。采用了最新的國家邊追，對舊標準進行了更新，其涉及的內(nèi)容較廣，從基本的作圖到軸測圖，幾何體，進而到組合體，機件的知識，并含概了尺寸、公差和標準件、裝配圖、由淺到深，由易到難，范圍大，編輯廣，應(yīng)用極為方面。體現(xiàn)了它的概括性。 由柴建國主編，蘇州大學出版社出版的《機械制造基礎(chǔ)》教材，針對學生的實際接受能力，適當降低了理論要求，突出了實際應(yīng)用，其中包括工程材料、熱加工處理、公差與配合，以及金屬切削等各個層次的知識，對我了解材料的性能，毛坯的制造和各種加工以及刀具有很大的幫助。其中的數(shù)據(jù)精確，具有很好的科學性。 有夏鳳芳主編，高等教育出版社出版的《數(shù)控機床》教材，讓我能針對所要加工的零件正確地選擇數(shù)控機床，這本書的含量大，基本的數(shù)控機床都作了較詳細的分析，包括用途最大的數(shù)控車床，數(shù)控銑床和加工中心的結(jié)構(gòu)、分類、用途、工作原理等等，是選擇機床的參考書。其中的原理構(gòu)成等具有較強的權(quán)威性。 由王志平主編，高等教育出版社出版的《數(shù)控編程與操作》教材，對畢業(yè)設(shè)計中在坐標系選擇，程序編制中用處很大，它是一部分程序編寫的依據(jù)。這一材料著重培養(yǎng)實際應(yīng)用能力，對各種數(shù)控系統(tǒng)的加工編程，指令介紹與實際操作都較為詳細，在操作實踐中用處很大。王志平為高級技師，所以它不僅有概括性更有權(quán)威性。 由王榮興主編，高等教育出版社出版的《數(shù)控中級工認證強化實訓》是一本理論與實踐結(jié)合性很強的教材，這本教材以就業(yè)為向?qū)?，以企業(yè)需求為依據(jù)，以綜合職業(yè)素質(zhì)為基礎(chǔ)，以能力為本位，適應(yīng)行業(yè)技術(shù)發(fā)展，以應(yīng)用為目的，在增強理論知識的同時，時間能力也有 很大的提高。 由范欽武主編，化學工業(yè)出版社出版的《模具數(shù)籠加工技術(shù)及應(yīng)用》也是畢業(yè)設(shè)計過程中用處較大的書，書中涉及中的內(nèi)容很廣，從數(shù)控機床的分類和選用原則，到數(shù)控機床的結(jié)構(gòu)、數(shù)控系統(tǒng)、刀具、工件裝夾及操作編程。具有較高的實用性，便于查閱，但其內(nèi)容深度不夠，只是大概了解各方面的知識。 此外，還有一些資料在這里不再做介紹，詳細請查看“參考資料”內(nèi)容 四進度安排 摘要 當今制造業(yè)越來越廣泛的使用數(shù)控技術(shù)，普通車床將被高效率的數(shù)控機床所代替。 本文詳細論述了刀具的切削用量方面的探討，包括主軸的轉(zhuǎn)速，進給量，進給速度，以提高加工工件的精度。而在加工工藝方面的改進主要提高加工的效率，盡量減少編程的工作量，并通過具體的例子加以說明。工件中心軸是汽車配件—萬向節(jié)上一個重要的組成部分。因此，要求的加工的精度比較高，生產(chǎn)的效率是一個企業(yè)發(fā)展的根本，那就體現(xiàn)了加工工藝改進的必須性。 關(guān)鍵詞：數(shù)控技術(shù)，中心軸，刀具的切削，06142