數(shù)控車削樓梯欄桿柱的工藝分析畢業(yè)論文

1、黑龍江農(nóng)業(yè)經(jīng)濟職業(yè)學院畢業(yè)論文數(shù)控車削樓梯欄桿柱的工藝分析姓 名： 指導教師： 專 業(yè)： 模具設計與制造 班 級： 1 0 1 2012年10月19日目 錄摘要1前言21 零件圖工藝分析31.1 零件圖分析31.2 結構工藝性分析31.3 尺寸標注方法的分析31.4 精度及技術要求的分析31.5 輪廓幾何要素分析32 數(shù)控加工工藝路線的制定4 2.1 數(shù)控機床典型表面加工方法及加工方案簡介42.2 加工階段劃分42.3 工序的劃分4 2.4 加工順序安排53 數(shù)控加工工序設計53.1 機床的選擇53.2 工件的定位與夾緊方案的確定和夾具的選擇53.3 數(shù)控刀具的選擇53.4 走刀路線的確定和工

2、步順序的安排63.5 切削用量的確定63.6 加工余量63.7 工序尺寸及其公差的確定63.8 測量方法的確定54 加工程序的編輯7結論8參考文獻9謝辭10數(shù)控車削樓梯欄桿柱的工藝分析 摘 要: 數(shù)控車削加工是機械加工中最重要的數(shù)控加工方法之一。車削加工是指工件旋轉作主運動和車刀作進給運動的切削加工方法。其主要加工對象是回轉體零件。本課題圍繞數(shù)控車削欄桿柱時所選擇的設備、工藝、編程與操作等核心內(nèi)容，系統(tǒng)地概述了工件的整個加工過程。 關鍵詞:工藝分析，程序編制，車削加工，工件檢驗，樓梯行業(yè)前 言 科學技術的高速發(fā)展，使制造業(yè)發(fā)生了根本性的變化。由于數(shù)控技術的廣泛應用，數(shù)控車床比普通車床具有了較大

3、的優(yōu)勢，實現(xiàn)了機器自動操作，普通機床逐漸被高效率、高精度的數(shù)控機床所代替，形成了巨大的生產(chǎn)力。數(shù)控技術是關系國家戰(zhàn)略地位和體現(xiàn)國家綜合國力水平的重要基礎性產(chǎn)業(yè)，其水平高低和具有數(shù)控技術的設備的擁有量是衡量一個國家工業(yè)現(xiàn)代化的重要標志。 目前國內(nèi)外木制樓梯扶手彎頭加工技術與設備發(fā)展現(xiàn)狀的基礎上,提出了木制樓梯扶手彎頭加工技術應朝著數(shù)控化、規(guī)?；⑷嵝曰姆较虬l(fā)展.大力發(fā)展木梯制造業(yè)中數(shù)控專用加工機床在滿足國內(nèi)外市場需求和實現(xiàn)經(jīng)濟效益的同時,能夠提升我國木制品加工產(chǎn)業(yè)的自動化程度. 本課題就數(shù)控車床加工木質(zhì)工件進行簡單論述，闡明數(shù)控車削加工的流程，說明了數(shù)控車床在樓梯制造業(yè)中的優(yōu)勢。1. 零件圖的

4、工藝分析1.1 零件圖分析 該工件是木梯欄桿的一段，其表面組成簡單，但其中多個直徑尺寸與軸向尺寸有較高的尺寸精度要求。零件圖尺寸標注完整，符合數(shù)控加工尺寸標注要求；輪廓描述清楚完整；被加工材料為櫸木，切削加工性能符合加工條件，與鋼件不同之處在于有無后續(xù)處理要求。1.2 結構工藝性分析工藝性是指工件對加工方法的適應性，即所設計的形狀結構在材料硬度滿足車削加工的同時便于加工成型。在數(shù)控車床上加工木質(zhì)物件時，應該根據(jù)數(shù)控車削和木材的特點，認真審視被加工物結構的合理性。本次研究課題就應該使用多把車刀，以及其它輔助裝置來完成被加工材料的車削加工。1.3 尺寸標注方法分析零件圖上尺寸標注方法應適應車床加工

5、的特點。本零件圖的尺寸標注能夠直觀的分析出各部分的尺寸，尺寸標注沒有不合理的部分。1.4 精度及技術要求分析對被加工物件的精度及技術要求進行分析，是工藝分析的重要內(nèi)容，只有在分析物件尺寸精度的基礎上，才能正確合理地選擇加工方法、裝夾方式、刀具及切削用量等。精度及技術要求分析的主要內(nèi)容如下： 1）分析精度及各項技術要求是否齊全、是否合理。2）分析本工序的數(shù)控車削加工精度能否達到圖樣要求，若達不到，需要采取其它措施彌補時，則應給后續(xù)工序留有余量。3）找出圖樣上有位置精度要求的表面，這些表面應在一次安裝下完成。4）對表面粗糙度要求較高的表面，應確定用恒線速度切削。1.5 輪廓幾何要素分析在分析零件圖

6、時，要分析幾何要素的給定條件是否充分。本零件圖幾何要素充分，圓弧與直線相切，總長度等于各段長度，符合輪廓幾何要素要求。2.數(shù)控加工工藝路線的制定2.1數(shù)控機床典型表面加工方法及加工方案簡介 其實在木質(zhì)工件的結構形狀是多種多樣的，但它們都是由平面、外圓面和內(nèi)孔或曲面、成型面等基本表面主成。每一種表面都有多種加工方法，具體選擇時應根據(jù)物件的加工精度、表面粗糙度、材料、結構形狀、尺寸及生產(chǎn)類型等，選擇相應的加工方法和加工方案。選擇零件的加工方法和加工方案，實質(zhì)上是選擇表面的加工方法和加工方案。下面介紹各基本表面常見的加工方法和加工方案：2.1.1 平面加工平面的加工常用的有：刨削、銑削、磨削、車削和

7、拉削等。精度較高的平面還需經(jīng)過研磨或刮削加工。2.1.2 外圓面加工外圓面加工方法常用的有車削和磨削。當表面粗糙度要求較高時，還要經(jīng)過光整加工。1）車削是加工外圓的主要方法。2）磨削是精加工外圓表面的重要方法。3）對于精度要求高的加工表面一般要在光整加工前進行研磨。4）最終工序為精細車或金剛車的加工方案，適用于要求較高的有色金屬的加工。不適用與本物件加工。5）對表面粗糙度要求高，而尺寸要求不高的外圓，可采用砂紙打磨的方法。 2.1.3 內(nèi)孔加工孔分為通孔、階梯孔、不通孔、交叉孔等?？椎木纫话闳Q于所用刀具的精度和機床的精度。2.1.4 平面輪廓和曲面輪廓的加工1） 平面輪廓常用的加工方法有數(shù)

8、控銑削及磨削等。2） 立體曲面輪廓加工方法主要是數(shù)控銑削、多用球頭銑刀，以“行切法”加工。 2.2 加工階段的劃分零件的加工質(zhì)量要求較高時，往往不能在一道工序內(nèi)完成一個或幾個表面的全部加工階段。必須把整個加工過程按工序性質(zhì)的不同劃分為幾個階段：1）粗加工階段2）半精加工階段3）精加工階段4）超精密加工階段 2.3 工序的劃分安排了物件的各表面的加工順序后，就要根據(jù)各表面所選用的加工方法的特點、定位基面的選擇和轉換以及所劃分的加工階段等，把各加工表面按工序劃分組合成若干工序。工序的劃分可采用兩種不同的原則，即工序集中原則和工序分散原則。1）工序集中原則：就是指每道工序包括盡可能多的內(nèi)容，將工件集

9、中在少數(shù)幾道工序內(nèi)完成。2） 工序分散原則：就是將工件的加工分散在較多的工序內(nèi)進行，每道工序的加工內(nèi)容較少，最少的即每道工序僅完成一個簡單的工步。2.4 加工順序安排在選定加工方法、劃分工序后，工藝路線擬定的主要內(nèi)容是合理安排這些加工方法和加工工序的順序。零件的加工順序通常包括切削加工工序、熱處理工序和輔助工序，這些工序的安排直接影響到零件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)效率和加工成本。因此在設計工藝路線時要安排好切削加工、熱處理和輔助工序的順序，并解決好工序間的銜接問題。本課題研究的配合零件加工應遵循切削加工順序的安排原則，即：1） 基面先行原則2） 先粗后精原則3） 先主后次原則4） 先面后孔原則5） 先

10、內(nèi)后外原則6） 上道工序的加工不能影響到下道工序的定位于夾緊原則7） 以相同方式或同一刀具加工的工序，最好連續(xù)完成，以減少重復定位次數(shù)8） 在同一次安裝中進行的多道工序，應先安排對工件剛性破壞較小的工序3. 數(shù)控加工工序設計3.1 機床的選擇當工件表面的加工方法確定之后，機床的種類就基本上確定了。但是每一類機床都有不同的形式，它們的工藝范圍、技術規(guī)格、加工精度和表面粗糙度、生產(chǎn)率和自動化程度都各不相同。本課題選擇機床類型是：fanuc cka6150數(shù)控車床。3.2 工件的定位與夾緊方案的確定和夾具的選擇3.2.1 工件的定位與夾緊方案的確定在確定工件的定位與夾緊方案時，應考慮以下幾點： 1）

11、力求設計基準、工藝基準與編程計算的基準統(tǒng)一。2）盡量減少裝夾次數(shù)。3）避免采用占機人工調(diào)整方案，以免占機時間太多，影響加工效率。3.2.2 夾具的選擇數(shù)控加工的特點對夾具提出了兩個基本要求：一是要保證夾具的坐標方向與機床的坐標方向相對固定；二是要能協(xié)調(diào)工件與機床坐標系的尺寸關系。3.3 刀具的選擇數(shù)控車刀一般分為四類：一、外圓車刀。二、內(nèi)孔車刀。三、螺紋車刀。四、切斷刀。本課題將所選擇的刀具參數(shù)填入表2-1配合零件數(shù)控加工刀具卡片中，以便于編程和操作管理。注意：車削外輪廓時，為防止副后刀面與工件表面發(fā)生干涉，應選擇較大的副偏角，必要時可作圖檢驗。3.4 走刀路線的確定和工步順序的安排在數(shù)控加工

12、中，刀具刀位點相對于工件運動的軌跡稱為進給路線，也稱走刀路線。它不但包括了工步內(nèi)容，而且也反映出了工步的順序（工步順序是指同一道工序中各個表面加工的先后次序）。確定走刀路線時，主要遵循以下幾點原則：1）加工路線應保證工件的精度和表面粗糙度。2）應使加工路線最短，以減少空行程時間，提高加工效率。3）盡量簡化數(shù)學處理時的數(shù)值計算工作量，提高加工效率。4）當某段進給路線重復使用時，為了簡化編程，縮短程序長度，應使用子程序。此外，確定加工路線時，還要考慮工件的形狀與剛度、加工余量大小，機床與刀具的剛度情況，確定是一次進給還是多次進給來完成加工，先完成對剛度破壞較小的工步，后完成對剛性破壞較大的工步，以

13、免工件剛性不足，影響加工精度及設計刀具的切入切出方向等。結合本零件的結構特征，可先粗加工，然后精加工外輪廓表面。3.5 切削用量的確定根據(jù)被加工工件表面質(zhì)量要求、刀具材料和工件材料，參考切削用量手冊或有關資料選取切削速度與每轉進給量，然后計算主軸轉速與進給速度。3.6 加工余量加工余量是指當對被加工物件進行加工時從工件表面上切取的木料厚度。加工余量分為工序余量和總加工余量。1）工序余量：工序余量是指某一表面在一道工序中被切除的木料厚度，即為前后相鄰兩工序的工序尺寸之差。2）總加工余量：總加工余量是指由毛坯加工成成品的過程中，從某一加工表面切除的木料總厚度。其值等于某一表面的毛坯尺寸與成品零件圖

14、的設計尺寸之差，就稱為總加工余量。3.7 工序尺寸及其公差的確定工序尺寸是指工件在加工過程中各工序應保證的加工尺寸，與之相應的公差即工序尺寸的公差。工序尺寸及其公差的確定，不僅取決于設計尺寸、加工余量及各工序所能達到的經(jīng)濟精度，而且還與定位基準、工序基準、測量基準、編程原點的確定及基準的轉換有關。所以計算工序尺寸及公差時，應根據(jù)不同情況采用不同方法。3.8 測量方法的確定一般情況下，數(shù)控加工木質(zhì)工件的測量方法與普通機床加工鋼質(zhì)工件的測量方法幾乎相同：單件小批量生產(chǎn)應采用通用工具，如游標卡尺、百分表等；大批量生產(chǎn)時應采用各種規(guī)和一些提高生產(chǎn)率的專用檢具與量儀等。量具的精度必須與加工的精度相適應。

15、在特殊情況下，如加工面積較大的工件，其腹板中間的厚度，用通用量具已無法檢測，加工后和加工中的測量都存在問題，此時應用特殊測量工具（超聲波測量儀）來進行檢測。加工較復雜工件時，為了在加工中能隨時掌握質(zhì)量情況，應安排幾次計劃停機。用人工介入方法進行中間檢測。4. 加工程序的編輯如圖所示為一種樓梯欄桿柱一段工件，工件原點設置在左端面，其數(shù)控車削程序編寫如下：00016 no g50x140. z360.0；n1g30u0w0； n2g50s1500t010l m08； n3g96s200m03; n4g00x63.0z303.o； n6g42g01x60.0z300.0f0.15； n8g02x60

16、.o z250.0r36.0； n10z200.0； n12x98.o z170.0； n14z140.o； n16x60.0z 110.0； n18z30.0； n20x102.o； n22g40 g00x140.0z360.0m09； n24g30u0w0m05； n26m30；結 論數(shù)控技術是當今先進制造技術和裝備最核心的技術。數(shù)控機床具有高精度、高速度、高效率及高柔性決定等特點。本課題就是以數(shù)控技術簡單研究木質(zhì)工件的數(shù)控車削加工的加工全過程?？偨Y了木質(zhì)工件在數(shù)控機床上的操作過程，包括工件的工藝分析、加工程序與操作步驟、數(shù)控刀具工藝卡及數(shù)控加工工藝卡的填寫。充分體現(xiàn)了數(shù)控技術在木質(zhì)工件加

17、工領域的先進性，當今樓梯行業(yè)在國內(nèi)是個新興行業(yè)，在整個制造過程中，數(shù)控技術扮演著越來越重要的角色，相信伴隨著數(shù)控技術的突飛猛進，樓梯這一新興行業(yè)也必定會越走越成熟。 參考文獻1 畢承恩數(shù)控技術北京：機械工業(yè)出版社，19862 王啟平機械制造工藝學哈爾濱：工業(yè)大學出版社，19953 陳洪亮數(shù)控加工工藝與編程北京：高等教育出版社，20034 蔣建強數(shù)控加工技術與實訓北京：電子工業(yè)出版社，20045 賓鴻贊，曾慶福機械制造工藝學北京：機械工業(yè)出版社，19906 趙長明，劉萬菊數(shù)控加工工藝及設備北京：高等教育出版社，20037 田 萍數(shù)控機床加工工藝及設備北京：電子工業(yè)出版社，20058 王麗潔數(shù)控加

18、工工藝與裝備北京：清華大學出版社，20069 孫自力，姜晶機械制造技術大連：大連理工大學出版社，200510 李 超fanuc 數(shù)控加工實例遼寧：遼寧科學技術出版社，200511 楊江河，程繼學精密加工實用技術北京：機械工業(yè)出版社，200612 宗國成數(shù)控車工技能鑒定考核培訓教程北京：機械工業(yè)出版社，200613 傅有保國外木工機械的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢北京：世界林業(yè)研究，199614 南生春，傅萬四淺談數(shù)控技術在木材加工機械上的應用北京：木材加工機械，200415 王國才木制品加工機床(上冊)哈爾濱：東北林業(yè)大學出版社，199516 葉明亮，任長清木制樓梯扶手彎頭數(shù)控加工技術的發(fā)展哈爾濱：東北林業(yè)大學出版社，2006謝 辭當我以學子的身份踏入黑龍江農(nóng)業(yè)經(jīng)濟職業(yè)學院校門那天起，便已注定我將在這里度過人生中最美的青春年華。提筆寫下“謝辭”我才驚覺自己即將真正離開，人生亦從此展開新的畫卷，盡管不舍，卻更珍惜，因為我生命中有那么多的人值得感激。他們使我的大學生活充滿了色彩，無論收獲還是遺憾，對我來說都是一筆寶貴的財富。飲其流時思其源，成吾學時含吾師。在此論文完成之際，向我尊敬的指導老師 致以誠摯的謝意和崇高的敬意。在模具設計的