毕业设计——基于曲面螺纹锥度套件的加工工艺与分析

基于曲面螺纹锥度套件的加工工艺与分析系部：精密制造工程系学生姓名：柏晨专业班级：数控11C6 学号： 111021601 指导教师：黄华栋2012年4月5日声明本人所呈交的基于曲面螺纹锥度套件的加工工艺与分析论文，是我在指导教师的指导和查阅相关著作下独立进行分析研究所取得的成果。

除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。

作者签名：日期： 2014 年 4 月 5日【摘要】随着社会需求个性化、多样化的发展，生产规模沿着小批量——大批量——多品种变批量的方向发展，以及以计算机为代表的高技术和现代化管理技术的引入，渗透与融合，不断地改变着传统制造技术的面貌和内涵，从而形成了先进制造技术。

数控加工是机械行业一门新的专业，数控技术是数字程序控制数控机械实现自动工作的技术。

它广泛用于机械制造和自动化领域，较好地解决多品种、小批量和复杂零件加工以及生产过程自动化问题。

随着计算机、自动控制技术的飞速发展，数控技术已广泛地应用于数控机床、机器人以及各类机电一体化设备上。

同时，社会经济的飞速发展，对数控装置和数控机械要求在和应用方面有迅速的发展和提高。

数控就是一种自动控制技术，它所控制的一般是位置、角度、速度等机械量。

数控机床，就是采用了数控技术的机床，它是一个装有程序控制的机床，该系统够逻辑地处理具有使用号码或其他符号编码编码指令规定的程序本论文主要介绍数控机床的定义，数控机床的组成，数控机床的发展趋势，零件加工的分析，FANUC数控系统设备与编程，数控机床安全操作的规程等。

关键词：数控机床数控系统数控编程零件加工目录第一章前言 (1)1.1本课题研究的意义 (1)1.2本课题目前的现状 (2)1.3本课题研究的目的 (3)1.4本课题研究的可行性分析 (3)第二章零件的加工分析 (1)2.1零件图纸 (1)2.2 零件结构的分析 (3)2.3零件毛坯、材料的分析 (4)2.4数控刀具的选用 (5)2.5零件加工的加工方案 (7)后加工大件 (7)2.6零件加工的工艺卡片 (7)第三章 FANUC 系统与编程 (1)3.1 FANUC品牌发展史 (1)3.2 FANUC的编程方法及指令 (3)3.3 零件的加工程序 (7)参考文献 (2)谢辞 (3)第一章 前 言1.1本课题研究的意义1.1.1数控机床的概述数控机床是数字控制机床（Computer numerical control machine tools ） 简称CNC ，是一种装有程序控制系统的自动化机床。

该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，用代码化的数字表示，通过信息载体输入数控装置。

经运算处理由数控装置发出各种控制信号，控制机床的动作，按图纸要求的形状和尺寸，自动地将零件加工出来。

1.1.2数控机床的组成数控机床一般由输入装置、数控系统、伺服设备、测量装置和机床本体（组成机床本体的各机械部件）组成。

如图1-1所示图1-1数控机床的组成1.1.3伺服进给系统有三种，第一是开环伺服系统，第二是半闭环伺服系统，最后一个是闭环伺服系统。

1.1.4伺服进给系统的基本要求 （1）运转平稳 （2）过载能力控制 介质机床 本体数控机床 主轴驱动系统 计算 机数控装置可编程 控制器 进给伺 服驱动系统 测量 装置 人机 交互设备（3）快速响应（4）电机应能随频繁启动、制动和反转1.1.5数控机床的工作原理工作原理是数控装置内的计算机对以数字和字符编码方式所记录的信息进行一系列处理后，向机床进给等执行机构发出命令，执行机构则按其命令对加工所需各种动作，如刀具相对于工件的运动轨迹、位移量和速度等实现自动控制，从而完成工件的加工。

数控机床一般加工流程如图1-2所示图1-2数控机床加工流程1.2本课题目前的现状1.2.1数控机床的背景和发展趋势 （一） 数控技术的背景数控加工是当代制造技术的根本，这门行业对于制造业来说，具有非比寻常的意义和深远的影响。

随着数控加工技术的研究和发展，世界各工业发达国家都对它进行了深度的关注。

几十年的不断革新，在工业界，数控机床已经闯出一片天下，并且可以计算机控制，最显著的就要是在模具制造行业的普及应用。

由于各种金属切削加工工艺和特种加工工艺对于数控机床的强大需求，所以数控机床开发出了各种不同类型的机床。

其中数控铣床，数控磨床以及各种特种加工类型的数控机床应用尤为普及。

（二） 数控技术的未来蓝图速度高、精度高、效率高、可靠性高。

数控编程加工图样 编程手册工艺处理输入装置 机床 数控系统●柔性化、集成化。

●智能化，网络化。

从数控技术和设备的发展趋势，在以下领域的主要研究热点：●速度高、加工技术精度搞及装备的最新走向●五轴联动加工和复合加工机床快速发展。

●智能化、开放式、网络化。

如今，数控行业朝气蓬勃，未来的数控前景注定是一片大好，我们学好做好。

1.3本课题研究的目的通过本次的论文毕业设计，一方面：我从中学会了怎样学会运用以前的所学工艺分析的知识和一些加工的方法。

另一方面：我从技能实习中学会了怎样运用所学的理论知识来运用到技能的综合训练上。

总结为以下几点：1.学会了以理论上的知识来运用到技能实践中来。

2.掌握了从零件图到加工工艺、编程、加工步骤、正确的加工方法和控制好零件的精度要求。

3.提高了自己的操作速度、提高编程能力、编程方法、选择合理的加工工艺、加工步骤、保证加工时的速度和产品的质量。

4.学会了运用各类的图册与书籍。

5.按照机械图来绘制标准的零件图。

1.4本课题研究的可行性分析凭借着四年来所学的理论知识和实践知识，完成了钳工、普通车床中级工、数控车中级工，数控车高级工等考核，可以完成本论文的编写并与所学专业相对应，其具有充分的参考资料（例：数控加工工艺、金属工艺、机床数控技术基本常识、数控车编程与操作、机械制造技术基础知识、CAD/CAM制图等）和专业老师的耐心辅导，综合以上分析完成本课题。

第二章零件的加工分析2.1零件图纸件一件二配合1配合2 2.2 零件结构的分析由图可知：该零件是配合件，分为主、副两个零件。

主件由外圆、圆弧、锥面、外螺纹、顺圆弧、逆圆弧、椭圆、外切槽、内孔等部分组成。

副件由外圆、槽、圆弧、锥面、内孔、内螺纹、内切槽、等部分组成零件车削加工成形轮廓的结构形状较复杂、需两头加工，零件的加工精度和表面质量要求都很高。

零件符合数控加工尺寸标注要求，轮廓描述清楚完整。

选用毛坯为60#钢，Φ60mm×120mm和Φ60mm×60mm，无热处理和硬度要求。

2.3零件毛坯、材料的分析2.3.1毛坯的分析常见的毛坯种类有以下几种：（一）铸件对形状较复杂的毛坯，一般可用铸造方法制造。

（二）锻件锻件毛坯由于经锻造后可得到连续和均匀的金属纤维组织，因此锻件的力学性能较好，常用于受力复杂的重要钢质零件。

其中自由锻件的精度和生产率较低，主要用于小批量生产和大型锻件的制造。

（三）型材型材主要有板材、棒材、线材。

（四）焊接件焊接件主要用于单件小批量和大型零件及样机试制。

（五）其它毛坯其它毛坯包括冲压件、粉末冶金件、冷挤件、塑料压制件等。

2.3.2材料的分析该轴零件加工中，刀具与工件之间的切削力较大，应选择60号钢为该轴类零件的材料。

60号钢为亚共析钢，强度、硬度和弹性都很高，冷变形时塑性较低，切削性较差，焊接和淬透性差，水淬有产生裂纹倾向，大型制件多采用正火。

60号钢用于制造轴、弹簧圈、轮轴、各种垫圈、凸轮、钢绳等受力较大、在摩擦条件下工作，要求较高强度、耐磨性和一定弹性的零件。

2.4数控刀具的选用2.4.1数控机床的刀具特点数控加工对刀具的要求很是严格。

不仅要保证道具的精度，强度，刚度，寿命，而且在尺寸的把我和安装中也甚是严格。

时代的发展，刀具的规格也越来越先进，有了质的飞越，其切削性能也有显著的提高，很大的提高了削加工的效率。

现如今，切削刀具从高效率、高精度、高可靠性和专用化的数控刀具时代，使得现代加工技术更加精致，要求更高，产品更加完美。

，让人不得不感叹人类的智慧。

2.4.2刀具材料数控车床使用的刀具材料一般为高速钢、硬质合金、涂层硬质合金和陶瓷。

在数控切削加工时，数控刀具切削部分与切屑、工件相互接触的表面上承受很大的压力和摩擦，数控刀具在高温下进行切削的同时，还承受切削力、冲击和振动，因此数控刀具材料应满足硬度，耐磨性，强度，韧性，耐热性，导热性，膨胀系数，工艺性等各种系数的要求2.4.3数控刀具的选择1、数控刀具在制作材料上一般有硬质合金刀，高速钢刀，陶瓷刀，立方氮化硼刀和聚晶金刚石刀，现在主要使用的硬质合金刀。

2、数控刀具从切削工艺上有外圆刀，端面刀，内孔刀，镗刀，割槽刀，铣刀以及钻头等。

不同的加工程序使用不同的刀具。

一般应遵循以下原则：①尽量减少刀具数量；②一把刀具装夹后，应完成其所能进行的所有加工步骤；③粗精加工的刀具应分开使用，即使是相同尺寸规格的刀具；④先铣后钻；⑤先进行曲面精加工，后进行二维轮廓精加工；⑥在可能的情况下，应尽可能利用数控机床的自动换刀功能，以提高生产效率等。

本零件所需刀具有：90度外圆车刀、Φ20钻头、外三角螺纹刀、内三角螺纹刀、镗孔刀、切槽刀、尖刀等。

产品名称或代零件典型轴零件图号号名称序号刀具刀具规格名称数量加工表面备注号1T0101 90度硬质合金外圆车刀 1 粗、精车端面左偏刀2T0202 90度硬质合金外圆车刀 1 粗、精车外轮廓左偏刀3 T0303 硬质合金外切槽刀 1 切槽4 T0404 60度硬质合金外螺纹车刀 1 粗、精车螺纹表2-1刀具卡片2.4.4切屑用量的选择在加工同一道工序，用不同的切削用量，其效果也不同。

合理的切削用量能保证工件的质量要求（如加工精度和表面粗糙度），加工时，应该最大限度的发挥刀具的切削功能，保证工件的精度，同时也应该注意保养刀具的使用寿命。

1、粗车时切削用量的选择：粗加工时都是先将轮廓做好，提高效率，节约成本。

提高生产率的方法有很多种，其中刀具寿命的影响最大的是切削速率，切削深度对刀具寿命的影响最小，所以考虑粗加工切削用量时首先应选择一个尽可能大的切削深度，以减少进给次数，其次选择较大的进给速度，最后在刀具使用寿命和机床功率允许的条件下选择一个合理的切削速度。

2、精车、半精车时切削用量的选择：精车和半精车的切削深度是根据零件加工精度和表面粗糙度要求及粗车后留下的加工余量决定的，一般情况是一次去除余量。

当零件精度要求较高时，通常留0.2 ~ 0.4 mm （直径值）的精车余量。

精车和半精车的切削深度较小，产生的切削力也较小，所以可在保证表面粗糙度的情况下适当加大进给量。