定位套的數控車削加工工藝及編程畢業(yè)設計

1、畢業(yè)設計說明書定位套的數控車削加工工藝及編程系 部：專 業(yè)：班 級：姓 名: 學 號：指導老師：目錄第1章 定位套零件的車削加工工藝第2章 零件圖紙的工藝性分析 2.1尺寸精度分析 2.2形狀精度分析 2.3位置精度分析第3章 套類零件的加工方案設計 3.1數控車削總體方案的設計 3.2數控車床的選擇 3.3夾具的選擇第4章 加工順序及走刀路線的確定第5章 刀具和切削用量設計 5.1刀具的選擇 5.2量具的選擇5.3切削用量的選擇第6章 零件加工程序的編制6.1數控程序的編制方法 6.2 數控程序編制的內容及步驟6.3 編程原點的選擇6.4零件加工程序的編制總結謝辭參考文獻定位套的數控車削加工

2、工藝及編程第1章 定位套零件的車削加工工藝數控加工工藝是伴隨著數控機床產生的，發(fā)展而逐步完善起來的的一種應用型技術。是大量數控加工的實踐的經驗總結。數控加工工藝過程是利用切削刀具在數控機床上直接改變加工對象的形狀、尺寸、表面位置、表面形態(tài)等。使其成為成品和半成品的過程，數控加工工藝與數控編程之間有著重要的關系，且數控加工工藝是編程的前提。制定的數控車削加工工藝合理與否，對程序的編制，機床的加工效率和零件的加工精度都有影響。因此，應遵循一般的工藝原則并結合數控車床的特點，認真而詳細的制定好零件的數控車削加工工藝第2章 零件圖樣的工藝性分析零件圖的分析是制定數控車削工藝的首要內容。該零件是一個套類

3、零件，下面將著重對其加工工藝進行分析。2.1尺寸精度分析該零件圖尺寸完整，精度上，零件的58：經表查, 加工的精度等級為it850：經表查，加工的精度等級為it640：經表查，加工的精度等級為it7m30*1.5-7h,加工精度等級為it7,如上尺寸精度較高，其他尺寸的加工精度等級為it14.2.2形狀精度分析 該零件屬于軸套類零件加工內容包括外圓柱面、外圓弧面、外倒角、內圓柱面、內鏈面、內溝槽、內螺紋和內倒角。2.3位置精度分析工件外圍上有幾處圓弧面，且半徑較小，故加工時應注意保證精度，如圖中的r4、r5,還有幾處公差要求較高。在加工時應保證尺寸的精度、表面粗糙度得要求。第3章 套類零件的加

4、工方案設計一般應根據零件的加工精度，表面粗超度、材料、結構形狀、尺寸及生產類型確定零件表面的數控車削加工方法及加工方案。3.1數控車削總體方案設計（1）數控車削外回轉表面及端面加工方案的確定加工精度為it79級、ra0.81.6um的除淬火鋼以外的常用金屬，可采用普通型數控車床，按粗車、半精車、精車的方案加工。加工精度為it68級、ra0.20.63um的除淬火鋼以外的常用金屬，可采用精密型數控車床。按粗車、半精車、精車、細車的方案加工。加工精度高于it5級。ra0.08um的除淬火鋼以外的常用金屬，可采用高檔精密型數控車床。按粗車、半精車、精車、精密車的方案加工。對淬火鋼等難車削材料。其淬火

5、前可采用粗車、半精車的方法加工，淬火后安排磨削加工；對最終工序有必要用數控車削方法加工的難切削材料?？蓞⒖加嘘P難加工材料的數控車削方法進行加工。（2）數控車削內回轉表面加工方法的確定加工精度為it89級、ra1.63.2um的除淬火鋼以外的常用金屬，可采用普通型數控車床，按粗車、半精車、精車的方案加工。加工精度為it67級、ra0.20.63um的除淬火鋼以外的常用金屬，可采用精密型數控車床。按粗車、半精車、精車、細車的方案加工。加工精度高于it5級。ra0. 2um的除淬火鋼以外的常用金屬，可采用高檔精密型數控車床。按粗車、半精車、精車、精密車的方案加工。3.2數控機床的選擇當工件表面的加工

6、方法確定之后，機床的種類也就基本確定了。但是，每一類機床都有不同的形式。其工藝范圍、技術規(guī)格、加工精度、生產率及自動化程度都各不相同。為了正確的為每一道工序選擇機床，除了充分了解機床的性能之外，尚需考慮一下三點。1）機床的類型應與工序劃分的原則相適應。數控機床較通用機床適用于工序集中的單件小批生產；對大批量生產，則應選擇高效自動化機床和多刀、多軸機床。若工序按分散原則劃分，則應選擇結構簡單的專用機床。2）機床的主要規(guī)格尺寸應與工件的外形尺寸和加工表面的有關尺寸相適應，即小工件用小規(guī)格的機床加工，大工件用大規(guī)格的機床加工。3）機床的精度應與工序要求的加工精度相適應。粗加工工序，應選用精度低的機床

7、；精度要求高的精加工工序，應選用精度高的機床。機床精度不能過低，也不能過高。機 床精度過低，不能保證加工精度；機床精度過高，會增加零件的制造成本。應根據零件的加工精度的要求合理選擇機床。從加工工藝的角度分析，選用的數控機床功能還必須適應被加工零件的形狀，尺寸精度和生產節(jié)拍等要求。隨著數控車床制造技術的不斷發(fā)展，形成的產品繁多、規(guī)格不一的局面。因而也出現了幾種不同的分類方法。（1）按數控系統(tǒng)功能分1）經濟型數控車床。經濟型數控車床一般是在普通車床基上改進，采用步進電動機驅動的開環(huán)伺服系統(tǒng)。其控制部分采用單板機或單片機。此類車床結構簡單、價格低廉。但無刀尖圓弧半徑自動補償和恒線速度切削等功能。2）

8、全功能型數控車床。全功能型數控車床一般采用閉環(huán)或半閉環(huán)數控系統(tǒng)，具有高強度、高精度和高效率的特點。3）車削中心。車削中心是在全功能型數控車床的基礎上發(fā)展起來的一種復合加工機床。配備刀庫、自動換刀器、分度裝置銑削動力頭和機械手等部件。能完成回轉類零件的車、銑、鉆、鉸、攻螺紋等多工序復合加工。4）fmc車床。fmc車床實際上是一個由數控車床、機器人等構成的柔性加工單元。fmc車床能實現工件搬運、裝卸的自動化和加工調整準備的自動化。（2）按主軸配置形式分類1）臥式數控車床。主軸軸線處于水平位置的數控車床。2）立式數控車床。主軸軸線處于垂直位置的數控車床。3）雙軸臥式數控車床或雙軸立式數控車床。具有兩

9、根主軸的數控車床。（3）按數控系統(tǒng)控制的軸線分類1）兩軸控制的數控車床。機床上只有一個回轉刀架，可實現兩坐標軸控制。2）四軸控制的數控車床。機床上有兩個獨立的回轉刀架，可實現四坐標軸控制。依據上述各選擇原則，我們選用長城機床廠生產的ck7150a型數控車床。系統(tǒng)為fanuc0i,配置后置式刀架。3.3夾具的選擇數控加工的特點對夾具提出了兩個基本要求：一是保證夾具的坐標方向與機床的坐標方向相對固定；二是要協調零件與機床坐標系的尺寸。除此之外，數控夾具的選擇應著重考慮一下五點。1）單件小批量生產時，優(yōu)先選用組合夾具、可調夾具和其他通用夾具。以縮短生產準備時間和節(jié)省生產費用。2）在成批生產時，應考慮

10、采用專用夾具，并力求夾具結構簡單。3）零件的裝卸要快速、方便、可靠，以縮短機床的停頓時間。4）夾具上各零部件應不妨礙機床對零件各表面的加工。即夾具要敞開。其定位、夾緊機構元件不能影響加工中的走刀（如生產碰撞等）。5）為提高數控加工的效率，批量較大的零件加工可以采用多工位、氣動或液壓夾具。依據上述原則，該零件采用三爪自動定心卡盤自定心夾緊。第四章 加工路徑及走刀路線的確定在數控機床加工過程中，由于加工對象復雜多樣，特別是輪廓曲線的形狀及位置千變萬化，加上材料不同，批量不同等多方面的影響，在對具體零件制定加工時，應該進行具體分析和區(qū)別對待，靈活處理，只有這樣，才能使制定的加工順序合理，才能達到質量

11、優(yōu)，效率高和成本低的目的。(1)加工順序的安排原則1)基面先行的原則2)先粗后精的原則3)先主后次的原則4)先近后遠的原則(2)走刀路線確定原則1）保證被加工零件的尺寸精度和表面質量2）數值計算簡單、路徑簡短、高效率（3）依據上述幾個原則，所以本例中采用如下加工順序及走刀路線1）鉆底孔（采用手動方式）2）車端面3）粗車，半精車外圓4）精車外圓5）粗鏜內孔6）精車內孔7）車內退刀槽8）車內螺紋9）切斷第五章 刀具和切削用量設計5.1刀具的選擇數控車削刀具的分類（1）根據加工用途分車床主要用于回轉表面的加工，如圓柱面，圓弧面，螺紋，切槽等切削加工。因此數控車床用刀具可分為外圓車刀，內孔車刀，螺紋車

12、刀，切槽刀等。(1)根據刀尖形狀分類數控車刀按刀尖的形狀一般分成3類，即尖型車刀圓弧形車刀和成型車刀(2)根據車刀的結構分類根據車刀的結構。數控車刀又可分為整形式車刀、焊接式車刀、機械夾固式車刀3類。外圓機夾車刀t0101，車端面，粗車，半精車，精車外圓內孔鏜刀t0202，車外表面內槽刀（3mm）t0303;切內槽。內螺紋車刀t0404;車內螺紋20麻花鉆t0505;鉆底孔。切斷刀（4mm）t0606;切斷。各刀具及參數詳見表2-1定位套的數控加工刀具加工卡片表2-1定位套的數控加工刀具卡片數控加工刀具卡片產品名稱或代號定位套零件名稱定位套零件圖號c03序號刀具號刀具規(guī)格名稱刀具參數刀具半徑刀

13、桿規(guī)格1t0101外圓車刀0.4mm25mm*25mm2t0202內孔鏜刀0.4mm16mm3t03033mm寬內槽刀25mm*25mm4t0404內螺紋車刀25mm*25mm5t050520麻花鉆莫式錐柄6t06064mm寬切斷刀25mm*25mm5.2量具的選擇為了保證零件的精度，加工出符合標準的零件，所以在完成每一個工序時，都要對零件進行測量，在這里，我們選擇一下量具：量程為200mm，分度值為0.02的游標卡尺，測量長度尺寸，外圓，內徑外徑，深度。測量范圍是2550。分度值為0.001的外徑千分尺。測量零件的厚度、高度或長度。測量范圍是5075分度值為0.001的千分尺，測量零件的厚度

14、、高度或長度。m30*1.5-7h塞規(guī)。測量螺紋尺寸的正確性。5.3 切削用量的選擇定義：切削用量是用來表示切削運動、調整機床加工參數的參量?？捎糜谒鼘χ鬟\動和進給運動進行定量表達。切削用量包括切削速度、進給量和背吃刀量三要素。（1） 背吃刀量：已加工表面與被加工表面之間的垂直距離，稱為背吃刀量（mm） ap=(dv-dn)/2 式中，dv待加工表面直徑，mm； dn已加工表面直徑，mm。鏜孔時，式中的dv與dn的位置互換一下，鉆孔加工的背吃刀量為鉆頭的半徑。所以粗車時，確定背吃刀量為2nn，精車時，確定背吃刀量為0.5mm。（2） 切削速度： 切削刃上選定點相對于件工主運動的瞬時線速度?；剞D

15、主運動的切削速度vc(m/min)為vc=3.14dn/1000 式中，d切削刃上選定點處所對應的工件或刀具的回轉直徑，mm； n工件或刀具的轉速r/m。主軸轉速：粗車外圓時，確定主軸轉速為800轉每分鐘；精車外圓時，確定主軸轉速為1200轉每分鐘；車螺紋時，確定主軸轉速500轉每分鐘；切槽時，確定主軸轉速600轉每分鐘；切斷時，確定主軸轉速400轉每分鐘。（3） 進給量：刀具在進給運動方向上相對于工件的位移量，稱為進給量。用刀具或工件每轉或每行程的位移量f來表示，其單位用mm/r或mm/行程（如刨削等）表示。數控編程時，通常采用進給速度vf（f指令）表示刀具與工件的相對運動速度，單位是mm/

16、min。車削時的進給速度vf為vf=nf對于鉸刀、銑刀等多齒工具。通常規(guī)定每齒進給量fz（mm），其含義是刀具每轉過一個齒，刀具相對于工件在進給運動方向上的位移量。進給速度vf與每齒進給量的關系為vf=nzfz式中，z刀齒數。粗車外圓時，確定進給量為0.2mm/r；精車外圓時，確定進給量為0.1mm/r；切槽、斷槽時，確定進給量為0.05mm/r。上面重點分析了零件的工藝，而數控加工工藝卡片能夠很完整的展現零件的工藝。也是操作人員配合數控程序進行數控加工的主要指導性文件。工序卡片的主要內容包括，工步順序、工步內容、各工步所用刀具及切削用量等。當工序內容十分復雜時，也可以把工序簡圖畫在工序卡片上

17、。數控車削加工工藝卡片如表2-2所示：表2-2定位套的數控加工工序卡片數控加工工藝卡零件名稱定位套零件圖號003工序號程序編制材料數量夾具名稱使用設備10o300145鋼1三爪卡盤ck7150a數控車間切削用量刀具量具工序號工步內容v(m/min)n(r/min)f(mm/r)ap(mm)編號名稱名稱1鉆孔253000.120t050520麻花鉆游標卡尺2車端面1508000.21t0101外圓車刀游標卡尺3粗車 半精車外圓1508000.21.5t0101外圓車刀游標卡尺4精車外圓22012000.10.25t0101外圓車刀外徑千分尺5粗鏜內孔508000.151t0202內孔鏜刀游標卡尺

18、6精鏜內孔9410000.081t0202內孔鏜刀游標卡尺7車內退刀槽354000.05t0303內槽刀8車內螺紋687201.5t0404內螺紋刀m30+1.5-7h9切斷4000.05t0606切斷刀游標卡尺第六章 零件加工程序的編制6.1數控程序編制的一般方法編制數控加工程序是使用數控機床的一項重要技術，理想的數控程序不僅應該保證加工符合零件的圖樣要求的合格零件，還應該數控機床的功能得到合理的應用于從分的發(fā)揮，使數控機床能安全、可靠、高效的工作。6.2數控程序的編制的內容（1）分析零件圖樣和制定工藝方案這項工作的內容包括：對零件的圖樣的分析，明確加工的內容和要求。確定加工方案。選擇合理的

19、數控機床。選擇或設計刀具和夾具，確定合理的走刀路線及合理的切削用量等，（2）數學處理在確定工藝方案后，就需要根據零件的幾何尺寸、加工路線等。計算刀具中心運動軌跡以獲得刀位數據。（3）編寫零件加工程序在完成上述工藝處理及數值計算工作后，即可編寫零件加工程序。（4）程序校驗將編寫好的加工程序輸入數控系統(tǒng)，就可以控制機床的工作。一般在正式加工之前，要對程序進行校驗。6.3編程原點的選擇從理論上講編程原點選在零件的任何一點都可以但實際上，為了換算尺寸盡可能簡便，減少計算誤差，應選擇一個合理的編程原點。車削零件編程原點的x向零點應選在零件的回轉中心。z向零點一般選在零件的右端面、設計基準或對稱平面內，車

20、削零件的編程原點選擇。編程原點選定后，就應把個點的尺寸換算成以編程原點為基準的坐標值。為了在加工過程中有效的控制尺寸公差，應按尺寸公差的中值來計算坐標值。6.4 零件加工程序的編制編程原點選在工件的右端面的中心處，粗車外圓時，用g71編程程序如下;o3001主程序名n10t0505換5號麻花鉆n20m03s300主軸正轉n30m08冷卻液開n40g00x0z5n50g01z0n60z-40鉆孔n70z0n80g00x150z150快速退刀n90t0101換1號外圓車刀n100m03s800n110g00x60z3n120g01z-2n130g01x0f0.2車端面n140g00x150z150

21、快速退刀n150g00x61z5快速定位n160g71u1.5r0.5粗車循環(huán)n170g71p180q260u0.5w0.05f0.2n180g42g00x34刀具補償n190z1n200x40z-2n210z-44n220g03x50z-49r5n230g01z-84n240g03x58z-88r4n250g01z-107n260g40g00x61取消刀補n270m03x1200n280g70p180q260f0.1精車循環(huán)n290g00x150z150快速退刀n300t0202換2號內孔鏜刀n310m03s800n320g00x19z5快速定位n330g71u1r0.5粗車循環(huán)n340g7

22、1p350q420u-0.5w0.05f0.15n350g41g01x34.5建立刀具補償n360z1n370x28.5z-2n380z-18n390x20z-30n400z-34n410x19n420g40g00z0取消刀具補償n430m03s1200n440g70p350q420f0.1精車循環(huán)n450g00z200n460x150n470t0303換3號內切刀n480m03s400n490g00x28z5n500z-18n510g01x34f0.05切退刀槽n520x28n530z-17n540g01x34f0.05切退刀槽n550x28n560g00z150n570x150n580t0

23、404換4號內螺紋刀n590m03s720n600g00x25z5n610g92x28.8z-16f1.5車削螺紋，螺距1.5mmn620x29.4n630 x29.8n640x30n650g00x150z200n660t0606換6號切斷刀n670m03s300n680g00x60z5n690z-106n700g01x1f0.05n710g01x60f0.2n720g00x150n730z150n740m09冷卻液關n750m05主軸停止n760m30程序結束總結我所選的論文題目是“定位套零件的數控加工工藝設計與程序編程”。之所以選擇這個題目，是因為我自己感覺它具有挑戰(zhàn)性，越是自己薄弱的環(huán)節(jié)

24、越要去嘗試，在論文寫作過程中，有時感覺很辛苦甚至有時還會產生放棄的念頭。但是我最終還是堅持了下來，出色完成了我的畢業(yè)設計，為了自己的目標，更是為了自己的選擇。剛開始是搜集資料，在指導老師的指點下，我通過各種渠道開始畢業(yè)設計的準備工作網絡、圖書館搜集相關學術論文、外文期刊、書籍等。通過一個月的深入學習，我搜集了一大推與畢業(yè)設計相關的資料，在杜老師的指導下，我摒棄了一些無關緊要的內容，保留了有參考價值的資料作為備用。在這段期間，我?guī)缀跏翘焯斐鋈雸D書館，在中國知網上，搜集了一些學術論文和期刊文章，我為將來打好基礎。接下來，我開始對所搜集的資料進行整理、分析與研究，并且制作了課題研究的方案，在開題報告完成后，我隨即進入了緊張而有序的寫作之中，根據取其精華，去其糟糠的原，我撰寫了初稿，當然其中也加入了自己的見解。一篇優(yōu)秀的論文不是寫出來的，而是經過多次的修改而成。這期間需要的是恒心和耐心。在完成畢業(yè)設計的過程中，我遇到的問題很多，有些是在自己的能力范圍之外。每當中國時候，我就會出現浮躁不安的情緒，但是我沒有放棄，而是適時地調整自己的心態(tài)，最后在老師同學的幫助下，我完成了初次的設計，越是不懂得東西才越要去學，你會發(fā)現，在學習的過程中，你會收獲很多，感悟很多謝辭經過三年的基礎與專業(yè)知識的學習，培養(yǎng)了我獨立做工藝設計的能力。在老師的指導和同學的幫助下，我基本完成了這次