高速切削加工技術(shù)設(shè)計

1、Hefei University項目設(shè)計PROJECT題目： 機械制造技術(shù) 系別： 機械工程系 專業(yè)： 機械設(shè)計制造及自動化 學制： 四年 姓名： 許磊 學號： 1306011031 導師： 姜海 2015 年 11 月 19 日目錄第 1 章 零件的數(shù)控車削加工程序設(shè)計31.1. 設(shè)計題目31.2. 設(shè)計要求3第 2 章 加工工藝方案設(shè)計42.1. 加工方式選擇42.2. 加工工序設(shè)計42.3. 走刀路線設(shè)計4第 3 章 刀具的選擇5第 4 章 切削用量的選擇5第 5 章 數(shù)控切削程序的編寫6設(shè)計小結(jié)7參考文獻8第 1 章 零件的數(shù)控車削加工程序設(shè)計1.1. 設(shè)計題目零件如圖所示。零件的毛坯

2、為 45 號鋼，尺寸為53mm×85mm；小批量生產(chǎn)。1.2. 設(shè)計要求1. 確定加工工藝方案，制定工藝路線；2. 合理選擇刀具，繪制出刀具的布置圖；3. 根據(jù)工件材料、刀具材料、機床等因素，通過計算，合理選 擇切削用量；（至少以一個外圓粗加工、外圓精加工為例，說明切削 用量計算過程）4. 編程應(yīng)合理正確，程序書寫清晰完整，并加以必要的注釋。5. 引用時應(yīng)標明參考文獻出處；最后注明參考文獻（包括作者、 文獻名、出版社或期刊名稱，出版時間等）；第 2 章 加工工藝方案設(shè)計2.1. 加工方式選擇該零件表面由圓柱面、圓弧面、螺紋面，槽等表面組成。圖上幾個精度要求較高的尺寸，因其公差值較小，

3、所以編程時沒有取平均值，而取其基本尺寸，且長徑比較大，所以適合用臥式數(shù)控車床加工。分為粗加工階段、精加工階段完成加工。2.2. 加工工序設(shè)計如上圖所示軸，其工藝過程包括以下加工內(nèi)容：車端面，車大外圓，車左端小外圓，小外圓倒角及左端大外圓倒圓角，車圓弧，車右端小外圓，車右端小外圓倒角及大外圓圓角車退刀槽，車螺紋。因此可將工序分為：工序1： 用三爪卡盤夾緊工件一端，車削2×45°的倒角，加工20X18mm圓柱，倒R3圓角，加工50X12mm圓柱，車R20mm圓弧，車50X27mm圓柱。工序2：用三爪卡盤夾緊工件另一端，車削2×45°的倒角，車螺紋外圓，倒R1

4、0圓角，車7×22mm溝槽，車削M30×2mm外螺紋。2.3. 走刀路線設(shè)計 工序1：先用復合循環(huán)若干次一層層加工，逐漸靠近由CDEFGH等基點組成的回轉(zhuǎn)面。后兩次循環(huán)的走刀路線都與ABC DEFGHIA相似。完成粗加工后，精加工的走刀路線是ABC DEFGHIA，如圖1示。 工序2： 先用復合循環(huán)若干次一層層加工，逐漸靠近由CDE等基點組成的回轉(zhuǎn)面。后兩次循環(huán)的走刀路線都與ABCDEFA相似。完成粗加工后，精加工的走刀路線是ABCDEFA，如圖2實線所示。 切槽刀切槽路線AHGHA，如圖2虛線所示。 外螺紋車刀車螺紋循環(huán)路線AICDA，如圖2虛線所示： 第 3 章 刀具的

5、選擇因為零件尺寸較小，切削余量不大，粗、精加工可用同一刀具。由于端面切削余量小，可和外圓一起選用的90°外圓車刀，減少了換刀次數(shù)。刀具為焊接式硬質(zhì)合金外圓車刀，刀片材料為YT15，刀桿截面尺寸為16mm*25mm。車削螺紋選用外螺紋車刀，刀具材料為YT15，為保證螺紋牙深度，刀尖應(yīng)小于輪廓最小圓弧半徑R=0.150.2mm。車退刀槽選用割槽刀，刀具材料為YT15。刀具選擇如下表所示序號刀具號刀具規(guī)格名稱加工表面?zhèn)渥?T0190°外圓車刀粗、精車外圓輪廓，車端面2T02割槽刀車退刀槽3T03外螺紋車刀車外螺紋刀具布置圖如下：第 4 章 切削用量的選擇根據(jù)工件材料、硬度、刀具材

6、料、機床等因素考慮切削用量，一般由經(jīng)驗確定。此次我們根據(jù)工件表面質(zhì)量要求，同時參考機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課本中表3-21表3-22表3-23合理選擇切削用量。切削用量選擇：主軸轉(zhuǎn)速s/(r/min)進給量f/(mm/r)背吃刀量ap/mm粗車外圓5000.153.0精車外圓10000.150.2車螺紋2002.00.5切槽3150.2第 5 章 數(shù)控切削程序的編寫試切法對刀:在數(shù)控加工中，工件坐標系確定后，還要確定刀尖點在工件坐標系中的位置，即通常所說的對刀問題。在數(shù)控車床上，目前常用的對刀方法為試切對刀法。將工件安裝好之后，先用MDI方式操作機床，用已選好的刀具將工件端面車一刀，然后保持刀具在縱向

7、（Z）尺寸不變，沿橫向（x）退刀。當取工件右端面O為工件原點時，對刀輸入為Z0，如圖3-4（a）用同樣的方法，再將工件的表面車一刀，然后保持刀具在橫向上的尺寸不變，從縱向退刀，停止主軸轉(zhuǎn)動，再量出工件車削后的直徑如圖3-4（b）根據(jù)長度和直徑，既可確定刀具在工件坐標系中的位置。其他各刀都需要進行以上操作，從而確定每把刀具在工件坐標系中的位置。在對刀時將兩端面1mm的余量切除，選取工件右端中心點為工件坐標原點。程序如下：O0001N10 G50 X150.0 Z50.0; 工件坐標系設(shè)定N20 S1000 T0102 M03; 換1號刀N30 G71 U3.0 R1.0； 定義粗車循環(huán)，切削深度

8、為3mm，退刀量為1mmN35 G71 P40 Q110 U4.0 W2.0 F0.3 S500;N40 G00 X12.0 Z2.0 S1000 M08; 至工件前端N50 G01 X20.0 Z-2.0 F0.15; 倒角N60 Z-18.0; 車20外圓N70 X44.0; 車臺階N80 G03 U6.0 W-3.0 R3.0; 倒圓角N90 G01 Z-30.0; 車50外圓N100 G02 W-26.0 R20.0; 車R20圓弧N110 G01 W-27.0; 車50外圓N120 G70 P40 Q110; 精車循環(huán)N130 X55.0; 橫向退刀N140 G00 X150.0 Z

9、50.0 M09; 退刀N150 M00; 停止，掉頭車另一端N160 G50 X150.0 Z50.0; 重新設(shè)立坐標系N170 S1000 M03;N180 G71 U3.0 R1.0; 定義粗車循環(huán)，切削深度為3mm，退刀量為1mmN185 G71 P190 Q220 U4.0 W2.0 F0.3 S500;N190 G00 X22.0 Z2.0 M08;N200 G01 X30.0 Z-2.0 F0.15; 倒角N210 Z-67.0; 車螺紋外圓N220 G03 U20.0 W-10.0 R10.0; 倒R10圓角N230 G70 P190 Q220; 精車循環(huán)N240 X55.0;

10、N250 G00 X150.0 Z50.0 T0100 M09; 退刀N260 G30 U0 W0 T0201; 換2號刀N270 S500 M03;N280 G00 X35.0 Z-67.0 M08;N290 G01 X22.0 F0.2; 車退刀槽N300 G04 O5.0; 暫停5SN310 G00 X35.0;N320 X150.0 Z50.0 T0200 M09; 退刀N330 G30 U0 W0 T0301; 換3號刀N340 S200 M03;N350 G00 X35.0 Z5.0 M08; 快速接近車螺紋進給起點N360 G92 X29.0 Z-60.0 F2.0; 螺紋車削循

11、環(huán)，螺距為2mmN370 X28.5; 螺紋車削循環(huán)，螺距為2mmN380 X28.0; 螺紋車削循環(huán)，螺距為2mmN390 X27.84; 螺紋車削循環(huán)，螺距為2mmN400 G00 X150.0 Z50.0 T0300 M09; 取消刀補，返回起刀點N410 M05;N420 M30;設(shè)計小結(jié)在設(shè)計過程中,在螺紋車削編程中要注意,數(shù)控車床主軸上必須安裝有脈沖編碼器測定主軸實際轉(zhuǎn)速,從而實現(xiàn)主軸轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)刀具進給一個螺紋導程的同步運動,從螺紋粗車到精車,主軸的轉(zhuǎn)速必須保持不變. 該特殊軸零件結(jié)構(gòu)，有螺紋、倒角、圓弧、槽等。該編程中螺紋車削采用螺紋加工循環(huán)指令G76,同時粗車時還運用多重復合循環(huán)指令G71，用這些指令編程可以不用寫那么多步程序，較為方便省時。經(jīng)過