【正文】 ............ (22) 河 南 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) III 將來展望 .............................................................................................. (22) 致 謝 ..................................................................................................... (24) 參考文獻(xiàn) ..................................................................................................... (25) 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書 ........................................................................................ (26) 河 南 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 1 1 緒 論 數(shù)控機(jī)床 概述 數(shù)控機(jī)床和數(shù)控技術(shù)是微電子技術(shù)同傳統(tǒng)機(jī)械技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，是一種技術(shù)密集型的產(chǎn)品和技術(shù)。 通過對(duì)微型調(diào)節(jié)支承的 原理及主要零部件 支承 桿 的加工工藝進(jìn)行分析，選出 支承 桿 所用的材料，加工所用的刀具、夾具、機(jī)床，并且編寫出一套工 藝規(guī)程和工藝卡片。 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 題目 ： 微型調(diào)節(jié)支承主要部件的數(shù)控加工 班 級(jí)： 0703 姓 名： 陳金山 專 業(yè)： 數(shù)控技術(shù) 指導(dǎo)教師： 張成光 答辯日期： 2022 年 5 月 24 日 河 南 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) I 摘 要 微型調(diào)節(jié)支承是一種常見的用來支承不太重的 工件， 并根據(jù)需要調(diào)節(jié)其支承高度的機(jī)構(gòu) 。 其構(gòu)成的主要零部件有底座、 套筒、螺釘、調(diào)節(jié)螺母和支承 桿 。 同時(shí)用 AutoCAD繪出工程圖和裝配圖， 用 SolidWorks 進(jìn)行實(shí)體造型，用 MasterCAM 進(jìn)行模擬加工并生成程序。它是根據(jù)機(jī)械加工工藝的要求，使電子計(jì)算機(jī)對(duì)整個(gè)加工過程進(jìn)行信息處理與控制，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動(dòng)化。同時(shí)，數(shù)控技術(shù)又是柔性制造系統(tǒng) (FMS)、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（ CIMS）的技術(shù)基礎(chǔ)之一，是機(jī)電一體化高新科技的重要組成部分。數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展十分迅速，從 第一代的電子管元件數(shù)控裝置，經(jīng)歷了晶體管電路、小中規(guī)模集成電路、大規(guī)模集成電路控制系統(tǒng)，發(fā)展到計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。 數(shù)控加工工藝 所謂數(shù)控加工工藝，就是用數(shù)控機(jī)床加工零件的一種方法?？梢姡瑢?shí)現(xiàn)數(shù)控加工，編程是關(guān)鍵。嚴(yán)格說來，數(shù)控編程也屬于數(shù)控工藝的范疇。 2)進(jìn)行數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)。 4)編寫加工程序 (自動(dòng)編程時(shí)為源程序，由計(jì)算機(jī)自動(dòng)生成目標(biāo)程序 —— 加工程序 )。 6)對(duì)程序進(jìn)行校驗(yàn)與修改。 8)數(shù)控加工工藝技術(shù)文件的編寫與歸檔。 MIT 小組初步設(shè)想了采用 計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)、分析，并開發(fā)了交互式圖形處理系統(tǒng)、繪制出了工程圖，從而使 CAD 由試驗(yàn)階段過渡到了實(shí)施階段。它是 20世紀(jì) 50 年代 MIT 設(shè)計(jì)的一種專門用于零件 NC 加工的自動(dòng)編程語言，到 1967 年 APT系統(tǒng)己實(shí)用化。 70年代后期， CAD／ CAM進(jìn)人初期實(shí)用階段。 CAD／ CAM 技術(shù)從根本上改變了過去的手工繪圖、發(fā)圖、憑圖樣組織整個(gè)生產(chǎn)過程的技術(shù)管理方式，將它變?yōu)樵趫D形工作站上交互設(shè)計(jì)、用數(shù)據(jù)文件發(fā)送產(chǎn)品定義、在統(tǒng)一的數(shù)字化產(chǎn)品模型下進(jìn)行產(chǎn)品的設(shè)計(jì)打樣、分析計(jì)算、工藝計(jì)劃、工藝裝備設(shè)計(jì)、數(shù)控加工、質(zhì)量控制、編印產(chǎn)品維護(hù)手冊(cè)、組織備件訂貨供應(yīng)等等。 套筒 2 與底座 1 用細(xì)牙螺紋連接，帶有螺紋的支承桿 5 插入套筒 2 的圓孔中，轉(zhuǎn)動(dòng)帶有螺紋孔的調(diào)節(jié)螺母 4 可以使支承桿上升或下降，以支承工件。調(diào)節(jié)螺母 4 下端凸緣與套筒 2 上端的凹槽配合，以增強(qiáng)調(diào)節(jié)螺母轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的平穩(wěn)性。 河 南 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 4 2 各部分零件的工藝分析 金屬材料的分析 一、材料 機(jī)械制造中最常用的材料是鋼和鑄鐵，其次是有色金屬合金，非金屬材料如塑料、橡膠等，在機(jī)械制造中也得到廣泛的應(yīng)用 。含碳量小于 2%的鐵碳合金稱為鋼，含碳量大于 2%的稱為鐵。其中灰鑄鐵和球墨鑄鐵屬脆性材料，不能輾壓和鍛造，不易焊接，但具有適當(dāng)?shù)?易熔性和良好的液態(tài)流動(dòng)性，因而可鑄成形狀復(fù)雜的零件?；诣T鐵常用作機(jī)架或殼座。 2鋼 鋼的強(qiáng)度較高，塑性較好，可通過軋制、鍛造、沖壓、焊接和鑄造方法加工各種機(jī)械零件，并且可以用熱處理和表面處理方法提高機(jī)械性能，因此其應(yīng)用極為廣泛。結(jié)構(gòu)鋼可用于加工機(jī)械零件和各 種工程結(jié)構(gòu)。特殊用途鋼（不銹鋼、耐熱鋼、耐腐蝕鋼）主要用于特殊的工況條件下。碳素鋼的性能主要取決于含碳量，含碳量越多，其強(qiáng)度越高，但塑性越低。普通碳素結(jié)構(gòu)鋼（如Q21 Q235）一般只保證機(jī)械強(qiáng)度而不保證化學(xué)成分，不宜進(jìn)行熱處理，通常用于不太重要的零件和機(jī)械結(jié)構(gòu)中。低碳鋼的含碳量低于 %，其強(qiáng)度極限和屈服極限較低，塑性很高，可焊性好，通常用于制作螺釘、螺母、墊 圈和焊接件等。中碳鋼的含碳量在 %～ %之間，它的綜合力學(xué)性能較好，因此可用于制造受力較大的螺栓、螺母、鍵、齒輪和軸等零件。合金結(jié)構(gòu)鋼是在碳鋼中加入某些合金元素冶煉而成。每一種合金元素含量為 2%～ 5%或合金元素總含量為 5%～ 10%的稱為中合金鋼。加入不同的合金元素可改變鋼的機(jī)械性能并具有各種特殊性質(zhì)。但合金鋼零件一般都需經(jīng)過熱處理才能提高其機(jī)械性能；此外，合金鋼較碳素鋼價(jià)格高，對(duì)應(yīng)力集中亦較敏感，因此只用于碳素鋼難于勝任工作時(shí)才考慮采用。表 11 是常用的金屬材料的機(jī)械性能。脆性材料原則上只適用于制造承受靜載荷的零件，承受沖擊載荷時(shí)應(yīng)選擇塑性材料。零件在工作中有可能發(fā)生磨損之處，要提高其表面硬度，以增強(qiáng)耐磨性，應(yīng)選擇適于進(jìn)行表面處理的淬火鋼、滲碳鋼、氮化鋼。 （ 3） 零件的尺寸及質(zhì)量 零件尺寸的大小及質(zhì)量的好壞與材料的品種及毛坯制取方法有關(guān)，對(duì)外形復(fù)雜、尺寸較大的零件，若考慮用鑄造毛坯， 則應(yīng)選用適合鑄造的材料；若考慮用焊接毛坯，則應(yīng)選用焊接性能較好的材料；尺寸小、外形簡單、批量大的零件，適于沖壓和模鍛，所選材料就應(yīng)具有較好的塑性。此外還應(yīng)考慮加工成本及維修費(fèi)用。 各零部件的材料選擇及工藝分析 齒輪的材料及熱處理對(duì)齒輪的使用性能和壽命有很大 的影響。因其加工精度并不高，因此采用：鉆 — 車 — 擴(kuò) — 鉸的加工方案。加工工藝路線：車削外形 — 鉆內(nèi)孔 — 精車內(nèi) 孔 — 車螺紋— 鉆徑向孔 — 鉸孔 — 攻絲 。 其加工工藝路徑為：車削外輪廓 — 銑 削鍵槽 — 車 螺紋 — 熱處理。 河 南 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 10 3. 主要零件的參數(shù)設(shè)置及加工路徑分析 概述 支承桿屬于軸類零件， 是機(jī)械加工中常見的典型零件之一。按結(jié)構(gòu)形式不同，軸可以分為階梯軸、錐度心軸、光軸、空心軸、曲軸、凸輪軸、偏心軸、各種絲杠等，其中階梯傳動(dòng)軸應(yīng)用較廣，其加工工藝能較全面地反映軸類零件的加工規(guī)律和共性。 ⑵ 幾何形狀精度 主要指軸頸表面、外圓錐面、錐孔等重要表面的圓度、圓柱度。 ⑶ 相互位置精度 包括內(nèi)、外表面、重要軸面的同軸度、圓的徑向跳動(dòng)、重要端面對(duì)軸心線的垂直度、端面間的平行度等。支承軸頸常為 ～ m，傳動(dòng)件配合軸頸為 ～ m。 軸類零件的材料、毛坯及熱處理 1．軸類零件的材料 ⑴ 軸類零件材料 常 用 45 鋼，精度較高的軸可選用 40Cr、軸承鋼 GCr1彈簧鋼 65Mn，也可選用球墨鑄鐵；對(duì)高速、重載的軸，選用 20CrMnTi、 20Mn2B、 20Cr等低碳合金鋼或 38CrMoAl 氮化鋼。毛坯經(jīng)過加熱鍛造后，可使金屬內(nèi)部纖維組織沿表面均勻分布，獲得較高的抗拉、抗彎及抗 河 南 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 11 扭強(qiáng)度。 調(diào)質(zhì) 一般安排在粗車之后、半精車之前，以獲得良好的物理力學(xué)性能。 精度要求高的軸，在局部淬火或粗磨之后，還需進(jìn)行低溫時(shí)效處理。因此，采用淬火 3338HRC。應(yīng)根據(jù)地生產(chǎn)類型、具體加工條件、工件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)要求等選擇工藝裝備。 因?yàn)楸菊n題所要加工的軸形狀較簡單，采用通用夾具即可，因此選用 三角卡盤 。若采用機(jī)械集中，則可采用各種高效的專用刀具、復(fù)合刀具和多刃刀具等。 其次在選用刀具時(shí)還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： 1）在數(shù)控機(jī)床上銑削平面時(shí)，應(yīng)采用鑲裝可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金刀片的銑刀。當(dāng)連續(xù)切削時(shí)，粗銑刀直徑要小一些，精銑刀直徑要大一些，最好能包容待加工面的整個(gè)寬度。 2）高速鋼立銑刀多用于加工凸臺(tái)和凹槽，最好不要用于加工毛坯面，因?yàn)槊? 河 南 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 12 面有硬化層和夾砂現(xiàn)象，刀具會(huì)很快被磨損。 4）鑲硬質(zhì)合金的立銑刀可用于加工凹槽、窗口面、凸臺(tái)面和毛坯表面。 6）精度要求較高的凹槽加工時(shí)，可以采用直徑比槽寬小一些的立銑刀，先銑槽的中間部分，然后利用刀具半徑補(bǔ)償功能銑削槽的兩邊，直到達(dá)到精度要求為止。鉆孔前最好先用中心鉆鉆一個(gè)中心孔或用一個(gè)剛性好的短鉆頭锪窩引正。 三、量具的選擇 單件、小批生產(chǎn)應(yīng)廣泛采用通用量具 ，如游標(biāo)卡尺、百分尺和千分表等；大批、大量生產(chǎn)應(yīng)采用極限量塊和高效的專用檢驗(yàn)夾具和量儀等。 因本零件屬于小批量生產(chǎn)，因此，選用通用量具即可。這些條件決定著加工時(shí)間、刀具壽命和加工質(zhì)量。 在確定每道工序的切削用量時(shí)，應(yīng)根據(jù)刀具的耐用度和機(jī)床說明書中的規(guī)定去選擇。在選擇切削用量時(shí)要充分保 證刀具能加工完一個(gè)零件，或保證刀具耐用度不低于一個(gè)工作班，最少不低于半個(gè)工作班的工作時(shí)間。對(duì)于表面粗糙度 河 南 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 13 和精度要求較高的零件，要留有足夠的精加工余量，數(shù)控加工的精加工余量可比通用機(jī)床加工的余量小一些。 表 。本課題所加工的為 45鋼，由表可知：切削速度應(yīng)在70～ 220mm/min,根據(jù)經(jīng)驗(yàn) ,我們選擇 Vc=120mm/ n=1000v/∏ dw (dw未加工工件的直徑 )可以計(jì)算出 ,粗車時(shí) n=500r/min。所謂進(jìn)給路線就是數(shù)控機(jī)床在加工過程中刀具中心的移動(dòng)路線。 1）數(shù)控車削進(jìn)給路線的確定 確定數(shù)控車削進(jìn)給路線的工作重點(diǎn)，主要在于確定粗加工及空行程的進(jìn)給路線，精加工切削過程的進(jìn)給路線基本上都是沿其零件設(shè)計(jì)圖確定的輪廓順序進(jìn)行