多孔系短轴的测量分析与坐标测量
多孔系短轴的测量分析与坐标测量[20200123174116]
【摘要】
数控（NC，Numerical Control）技术是指用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制的技术。它所控制的通常是位置、角度、速度等机械量和与机械能量流向有关的开关量。数控的产生依赖于数据载体和二进制形式数据运算的出现。1938年，香农在美国麻省理工学院进行了数据快速运算和传输，奠定了现代计算机，包括计算机数字控制系统的基础。数控技术是与机床控制密切结合发展起来的。1952年，第一台数控机床问世，成为世界机械工业史上一件划时代的事件，推动了自动化的发展。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】数控技术、数控机床
引 言 1
一、零件图分析 2
二、零件总体工艺分析 2
（一） 选毛坯 2
（二） 工艺分析 2
（三） 加工工艺路线 3
四、确定数控加工内容 4
五、孔端数控加工设计 4
（一） 制订工序2的加工步骤 4
（二） 确定装夹方案 4
（三） 确定数控车床 4
（四） 确定数控车削刀具 5
（五） 编程相关坐标点设定 6
（六） 确定切削用量 6
（七） 刀具轨迹坐标值的数学处理 7
（八） 程序编制及说明 7
六、轴端数控加工设计 9
（一） 制订工序3的加工步骤 9
（二） 确定装夹方案 9
（三） 确定数控车削刀具 10
（四） 编程相关坐标点设定 10
（五） 确定切削用量 10
（六） 刀具轨迹坐标值的数学处理 11
（七） 程序编制及说明 12
七、程序输入及机床操作 13
（一） 程序输入及调试 13
（二） 程序校验 14
（三） 机床操作 14
附 录 17
总 结 18
参考文献 19
谢 辞 20
引 言
大学三年的学习生涯已接近尾声，为了检验我三年以来的所学，毕业综合实践设计是最好的途径。三年以来，我学了数控加工工艺、数控编程、数控机床、机械制设计基础、数控机床控制技术与系统、公差测量与配合等相关专业课程以及UG CAD、AUTO CAD等绘图软件，并且实训了加工中心等加工机床，而这次的毕业设计能很好的将这些软件、书本知识和实际生产结合运用起来，这对以后的工作有很大帮助。
本毕业综合实践设计是对课题零件的加工过程进行分析研究，使课题零件能够顺利的、完整的、正确的加工完成，并能够满足所有的尺寸，形位公差要求，从而能够投入日常生活中使用。
数控加工课程设计是在学院数控技术应用专业全部基础课程、技术基础课程和专业课程之后进行的，是在进入岗位实践之前，对所学课程的综合整理与应用，是一次理论联系实践的锻炼过程。
课程设计师适应性训练，其目的通过课程设计过程训练，锻炼分析问题和解决问题的能力。
一、零件图分析
设计任务所给的球头连接件是一回转结构体，绘制球头连接件的标准零件图如图1-1所示。
零件结构如图1-1的标准零件图所示，该零件材料为45钢，中小批量生产，无热处理工艺等其他要求。
零件虽为回转体，却在内部、外表及两端均有加工内容，零件的精加工不可能在一次装夹中完成。
零件的轴端分布有球头和螺纹结构，且表面粗糙度要求较高，如果先加工外部结构并作为装夹部位，其螺纹结构极易在调头装夹中被碰伤。
孔的一端壁厚尺寸足够支撑装夹刚性的需要，且内部结构在调头装夹中不易被破坏，故该零件在工艺方案中，应首先加工孔端（零件图示意的左端）。
图1-1标准零件图
二、零件总体工艺分析
（一）选毛坯
零件为45号钢，其长度与直径之比小，刚性好，可以直接按零件总长尺寸再加上两端车端面的余量后下料。
棒料毛坯，下料尺寸为?65㎜×450㎜，一根毛坯可加工五件。（棒料毛坯图略）
（二）工艺分析
本课程设计零件属于数控车削加工设计，主要包含内孔、外螺纹、外圆和椭圆等结构，粗加工采用端面循环功能，椭圆部分宜采用宏程序加工。具体分析如下：
1. 孔端。虽然结构简单，但内外圆柱尺寸较多，且具有较高表面质量要求，隐含较高的同轴度要求，可按实际生产环境确定选用普通卧式或数控车床(本课程设计采用数控车增加练习量）。
2. 轴端。轴的一端圆球面、螺纹面、椭圆面、倒角、沟槽等结构较多，表面粗糙度要求较高，普通车削加工很难控制，故应选择数控车。
3. 总体。工件结构虽然较复杂，但质量要求不高，选用数控车削中心一次加工完成虽然简便，但有点大马拉小车之嫌，既达不到锻炼学生基本加工能力的目的，也不利于引导学生加工设计时兼顾考虑合理性、可行性、经济性。因此，本例选用经济型数控车床。但经济型数控车床不具备自动调头加工功能，因此两头加工需要两次装夹。
本零件加工按中小批量生产设计，为解决此处的数控机床开动率问题，采用工序分散原则，将一次装夹的车削内容确定为一个单独的工序。
（三）加工工艺路线
最后一道工序采用装夹孔端已加工表面（精基准），将轴端（球头部分、螺纹、沟槽、锥面、椭圆槽、圆柱面等）内容在一次装夹中完成加工；倒数第二道工序加工孔端，孔端加工中直接装夹棒料毛坯。因此，零件的加工工艺路线如下：
下料→车削孔端→车削轴端→检验→入库。
三、零件加工工艺过程卡
表3-1 工艺过程卡
机械加工工艺过程卡 零件 图号 材料 件数 毛坯类型 毛坯尺寸
球头连接件 0001 45 小批量 棒料 见毛坯图
工序号 工序名称 工序内容 机床 工装
1 下料 按?65㎜×450㎜准备坯料，每毛坯加工5个工件 锯床 V形压板夹具
2 车削 粗、精车左端（孔端）各部，保证尺寸精度要求 数控车床 三爪自定心卡盘
3 车削 以?62㎜外圆装夹定位，车削右端（轴端）各部至图样要求 数控车床 三爪自定心卡盘（软爪）
4 钳工 清理，打标牌印记
5 检验 按图检验各档尺寸 千分尺、螺纹规、椭圆样板等量具
6 入库 清洗、封装入库
工艺设计 日期 共 页 第 页
四、确定数控加工内容
该回转零件的工艺过程卡中，工序2主要加工左端。左端的结构为端面、外圆柱面、圆柱孔、圆锥孔等，孔结构的圆柱面和外圆精度较高，应粗、精加工分开，采用精镗保证孔加工质量；在普通车床或经济型数控车床上加工都能较经济和方便地控制左端加工质量。本次设计将孔端加工放在数控车床上进行加工分析。
工序3加工右端。右端的圆弧加工内容如果在普通车床上不易控制加工质量，用双手操作法加工圆弧需要操作者高超的车削加工经验和技能水平，并且该加工方法在普通车床上也仅限于单件生产。圆弧面、椭圆弧面的加工如果能在数控机床上加工，则是最能发挥数控加工优势的能容之一。椭圆的加工采用数控机床宏程序功能简单易行。
因此，将工艺路线中的工序2、工序3确定在经济型数控车上加工，并且分别进行数控加工工艺分析和设计数控加工程序。
【摘要】
数控（NC，Numerical Control）技术是指用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制的技术。它所控制的通常是位置、角度、速度等机械量和与机械能量流向有关的开关量。数控的产生依赖于数据载体和二进制形式数据运算的出现。1938年，香农在美国麻省理工学院进行了数据快速运算和传输，奠定了现代计算机，包括计算机数字控制系统的基础。数控技术是与机床控制密切结合发展起来的。1952年，第一台数控机床问世，成为世界机械工业史上一件划时代的事件，推动了自动化的发展。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】数控技术、数控机床
引 言 1
一、零件图分析 2
二、零件总体工艺分析 2
（一） 选毛坯 2
（二） 工艺分析 2
（三） 加工工艺路线 3
四、确定数控加工内容 4
五、孔端数控加工设计 4
（一） 制订工序2的加工步骤 4
（二） 确定装夹方案 4
（三） 确定数控车床 4
（四） 确定数控车削刀具 5
（五） 编程相关坐标点设定 6
（六） 确定切削用量 6
（七） 刀具轨迹坐标值的数学处理 7
（八） 程序编制及说明 7
六、轴端数控加工设计 9
（一） 制订工序3的加工步骤 9
（二） 确定装夹方案 9
（三） 确定数控车削刀具 10
（四） 编程相关坐标点设定 10
（五） 确定切削用量 10
（六） 刀具轨迹坐标值的数学处理 11
（七） 程序编制及说明 12
七、程序输入及机床操作 13
（一） 程序输入及调试 13
（二） 程序校验 14
（三） 机床操作 14
附 录 17
总 结 18
参考文献 19
谢 辞 20
引 言
大学三年的学习生涯已接近尾声，为了检验我三年以来的所学，毕业综合实践设计是最好的途径。三年以来，我学了数控加工工艺、数控编程、数控机床、机械制设计基础、数控机床控制技术与系统、公差测量与配合等相关专业课程以及UG CAD、AUTO CAD等绘图软件，并且实训了加工中心等加工机床，而这次的毕业设计能很好的将这些软件、书本知识和实际生产结合运用起来，这对以后的工作有很大帮助。
本毕业综合实践设计是对课题零件的加工过程进行分析研究，使课题零件能够顺利的、完整的、正确的加工完成，并能够满足所有的尺寸，形位公差要求，从而能够投入日常生活中使用。
数控加工课程设计是在学院数控技术应用专业全部基础课程、技术基础课程和专业课程之后进行的，是在进入岗位实践之前，对所学课程的综合整理与应用，是一次理论联系实践的锻炼过程。
课程设计师适应性训练，其目的通过课程设计过程训练，锻炼分析问题和解决问题的能力。
一、零件图分析
设计任务所给的球头连接件是一回转结构体，绘制球头连接件的标准零件图如图1-1所示。
零件结构如图1-1的标准零件图所示，该零件材料为45钢，中小批量生产，无热处理工艺等其他要求。
零件虽为回转体，却在内部、外表及两端均有加工内容，零件的精加工不可能在一次装夹中完成。
零件的轴端分布有球头和螺纹结构，且表面粗糙度要求较高，如果先加工外部结构并作为装夹部位，其螺纹结构极易在调头装夹中被碰伤。
孔的一端壁厚尺寸足够支撑装夹刚性的需要，且内部结构在调头装夹中不易被破坏，故该零件在工艺方案中，应首先加工孔端（零件图示意的左端）。
图1-1标准零件图
二、零件总体工艺分析
（一）选毛坯
零件为45号钢，其长度与直径之比小，刚性好，可以直接按零件总长尺寸再加上两端车端面的余量后下料。
棒料毛坯，下料尺寸为?65㎜×450㎜，一根毛坯可加工五件。（棒料毛坯图略）
（二）工艺分析
本课程设计零件属于数控车削加工设计，主要包含内孔、外螺纹、外圆和椭圆等结构，粗加工采用端面循环功能，椭圆部分宜采用宏程序加工。具体分析如下：
1. 孔端。虽然结构简单，但内外圆柱尺寸较多，且具有较高表面质量要求，隐含较高的同轴度要求，可按实际生产环境确定选用普通卧式或数控车床(本课程设计采用数控车增加练习量）。
2. 轴端。轴的一端圆球面、螺纹面、椭圆面、倒角、沟槽等结构较多，表面粗糙度要求较高，普通车削加工很难控制，故应选择数控车。
3. 总体。工件结构虽然较复杂，但质量要求不高，选用数控车削中心一次加工完成虽然简便，但有点大马拉小车之嫌，既达不到锻炼学生基本加工能力的目的，也不利于引导学生加工设计时兼顾考虑合理性、可行性、经济性。因此，本例选用经济型数控车床。但经济型数控车床不具备自动调头加工功能，因此两头加工需要两次装夹。
本零件加工按中小批量生产设计，为解决此处的数控机床开动率问题，采用工序分散原则，将一次装夹的车削内容确定为一个单独的工序。
（三）加工工艺路线
最后一道工序采用装夹孔端已加工表面（精基准），将轴端（球头部分、螺纹、沟槽、锥面、椭圆槽、圆柱面等）内容在一次装夹中完成加工；倒数第二道工序加工孔端，孔端加工中直接装夹棒料毛坯。因此，零件的加工工艺路线如下：
下料→车削孔端→车削轴端→检验→入库。
三、零件加工工艺过程卡
表3-1 工艺过程卡
机械加工工艺过程卡 零件 图号 材料 件数 毛坯类型 毛坯尺寸
球头连接件 0001 45 小批量 棒料 见毛坯图
工序号 工序名称 工序内容 机床 工装
1 下料 按?65㎜×450㎜准备坯料，每毛坯加工5个工件 锯床 V形压板夹具
2 车削 粗、精车左端（孔端）各部，保证尺寸精度要求 数控车床 三爪自定心卡盘
3 车削 以?62㎜外圆装夹定位，车削右端（轴端）各部至图样要求 数控车床 三爪自定心卡盘（软爪）
4 钳工 清理，打标牌印记
5 检验 按图检验各档尺寸 千分尺、螺纹规、椭圆样板等量具
6 入库 清洗、封装入库
工艺设计 日期 共 页 第 页
四、确定数控加工内容
该回转零件的工艺过程卡中，工序2主要加工左端。左端的结构为端面、外圆柱面、圆柱孔、圆锥孔等，孔结构的圆柱面和外圆精度较高，应粗、精加工分开，采用精镗保证孔加工质量；在普通车床或经济型数控车床上加工都能较经济和方便地控制左端加工质量。本次设计将孔端加工放在数控车床上进行加工分析。
工序3加工右端。右端的圆弧加工内容如果在普通车床上不易控制加工质量，用双手操作法加工圆弧需要操作者高超的车削加工经验和技能水平，并且该加工方法在普通车床上也仅限于单件生产。圆弧面、椭圆弧面的加工如果能在数控机床上加工，则是最能发挥数控加工优势的能容之一。椭圆的加工采用数控机床宏程序功能简单易行。
因此，将工艺路线中的工序2、工序3确定在经济型数控车上加工，并且分别进行数控加工工艺分析和设计数控加工程序。
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