數(shù)控車零件工藝方案設計書及程序編制

1、題目:數(shù)控車零件工藝設計及程序編制姓名：李勝勝學院：工學院專業(yè)：機電一體化班級：09機電一體化學號：指導教師： 徐秀英職稱:講師20 年 月 日成人教育學院制摘要：本次設計主要是對數(shù)控加工工藝進行分析與具體零件圖的加工，首先對數(shù)控加工 技術(shù)進行了簡單的介紹，然后根據(jù)零件圖進行數(shù)控加工分析。第一，根據(jù)本零件材料的 加工工序、切削用量以及其他相關(guān)因素選用刀具及刀柄和零件的輪廓特點確定需要 刀具分別為外圓粗車刀、外圓精車刀、外切槽刀、外螺紋刀、內(nèi)鏜孔刀、內(nèi)切槽刀。第 二，針對零件圖圖形進行編制程序，此零件為軸類零件，外輪廓由直線、圓弧和螺紋組 成，零件的里面要鏜出一個錐孔，在加工過程中，工件需要調(diào)頭

2、鉆孔再鏜孔，第三，早 鉆孔對刀時要先回參考點，要以孔中心作為對刀點，刀具的位置要以此來找正，使刀位 點與換刀點重合。關(guān)鍵字：刀具的確定、走刀路線的選擇、刀具的對刀點、工件的定位Abstract: The desig n of the CNC machi ning process an alysis and process ing of specific parts diagram, a brief in troducti on, the first CNC machi ning tech no logy and CNC machining parts diagram analysis. Fir

3、st, according to the parts and materials process ing operati ons, the cutt ing parameters and other releva nt factors, selectio n of tools and tool holders and parts of the outline of the characteristics of seven tools to determ ine the n eed for cyli ndrical rough turning tool, Finish Turning Tool,

4、 exter nal grooving knife external thread cutter, with in bori ng knife, cut in side slot knife. Second, for the part graphics program ming, this part of the shaft parts, the outer con tour line, arc, and thread the in side of the parts to bori ng a tapered bore in the process, the work piece n eed

5、to tur n around the drill and the n bori ng third, as early drilli ng on the knife, the first back reference point to the hole center point to the knife, the tool positi on to come to this is the knife point and tool cha nge coin cide nce.Keywords: tool to determine the choice of the feed path, tool

6、 knife point, the positi oning of the work piece.目 錄第1章數(shù)控機床簡介 1第2章數(shù)控車削加工工藝及程序編制 32.1 零件工藝分析 32.2刀具選擇 42.3刀具卡片 52.4確定工件的定位與裝夾方案 52.5切削加工順序的安排 52.6切削用量的選擇 82.7數(shù)控加工工藝文件的填寫 92.8保證加工精度的方法 112.9數(shù)控加工程序 11第3章加工成果 233.1仿真軟件介紹 233.2 仿真加工過程 24結(jié) 論 28參考文獻 29第1章數(shù)控加工基礎(chǔ)1.1數(shù)控機床簡介、數(shù)控機床特點隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，采用數(shù)控系統(tǒng)的機床品種日益增多，有車床、

7、銑 床、鏜床、鉆床、磨床、齒輪加工機床和電火花加工機床等。此外還有能自動換 刀、一次裝卡進行多工序加工的加工中心、車削中心等。1）具有高度柔性、適應性強2）生產(chǎn)準備周期短3）工序高度集中4）生產(chǎn)效率和加工精高、質(zhì)量穩(wěn)定5）能完成復雜型面的加工6）技術(shù)含量高7）減輕勞動強度、改善勞動條件8）有利于生產(chǎn)管理、數(shù)控機床的分類數(shù)控設備的種類很多，各行業(yè)都有自己的數(shù)控設備和分類方法。 在機床行業(yè), 數(shù)控機床通常從以下不同角度進行分類。1 按工藝用途分類按其工藝用途可以劃分為以下四大類：（1）金屬切削類指采用車、銑、鏜、鉆、鉸、磨、刨等各種切削工藝的數(shù)控機床。它又可分為兩類：普通數(shù)控機床數(shù)控加工中心(2)

8、 金屬成形類指采用擠、壓、沖、拉等成形工藝的數(shù)控機床，常用 的有數(shù)控彎管機、數(shù)控壓力機、數(shù)控沖剪機、數(shù)控折彎機、數(shù)控旋壓機等。(3) 特種加工類主要有數(shù)控電火花線切割機、數(shù)控電火花成形機、數(shù) 控激光與火焰切割機等。(4) 測量、繪圖類主要有數(shù)控繪圖機、數(shù)控坐標測量機、數(shù)控對刀儀 等。2 按控制運動的方式分類(1) 點位控制數(shù)控機床：這類數(shù)控機床有數(shù)控鉆床、數(shù)控坐標鏜床、數(shù)控 沖床等。(2) 點位直線控制數(shù)控機床：這類機床有數(shù)控車床和數(shù)控銑床等。(3) 輪廓控制數(shù)控機床：這類機床有數(shù)控車床、銑床、磨床和加工中心等。3 按伺服系統(tǒng)的控制方式分類(1) 開環(huán)數(shù)控機床(2) 半閉環(huán)控制數(shù)控機床(3)

9、閉環(huán)控制數(shù)控機床此外，按所用數(shù)控系統(tǒng)的檔次通常把數(shù)控機床分為低檔、中檔、高檔三類數(shù) 控機床。中檔、高檔數(shù)控機床一般稱為全功能數(shù)控或標準型數(shù)控。第2章數(shù)控車削加工工藝及程序編制工藝分析是工藝員的中心工作也是設計者設計的一個重要環(huán)節(jié)，它是對工件進行數(shù)控加工的前期準備。合理正確的工藝分析也是編制數(shù)控加工程序的重要依 據(jù)。故工藝分析是數(shù)控加工不可缺少的。正確合理的工藝分析需完成如下工作步驟和內(nèi)容。零件尺寸的正確標注：由于加工程序是以準確的坐標點來編制的，因此，各 圖形幾何元素間的相互關(guān)系一定要明確；各種幾何元素的條件要充分，應無引起 沖突的多余尺寸或影響工序安排的封閉尺寸等； 構(gòu)成零件輪廓的幾何尺寸的

10、條件 應充分。識讀零件：零件圖紙直接反映零件的結(jié)構(gòu)，而零件的結(jié)構(gòu)決定工藝分析的合 理性，所以我們要保證良好的零件結(jié)構(gòu)。工藝步驟：制定數(shù)控加工程序、劃分工步、工序，確定對刀點、換刀點，刀 具補償，選擇切削刀具、冷卻液，編制工藝文件等。編制加工程序：將工藝分析融入加工程序，并對其程序進行校驗和優(yōu)化。2.1 零件工藝分析零件結(jié)構(gòu)分析1. 如圖所示零件便面由柱面，圓錐面，順圓弧，逆圓弧及外螺紋構(gòu)成，外螺紋絞復雜其中多個直徑尺寸由較高的精度，表面粗糙，零件圖尺寸編注完整,合工 注 輪 清 整, 料 鋼, 巾符 數(shù)控加 尺寸標 要求， 廓描述 楚完 零件材為45毛胚為60mm*122mm零件技術(shù)要求分析小

11、批量生產(chǎn)條件編程，不準用砂布和銼刀修飾平面，這是對平面咼精度的要 求，未注公差尺寸按GB1804-M熱處理，調(diào)質(zhì)處理，HRC25-35未注粗糙度部分 光潔度按Ra6.3，毛胚尺寸 巾60mm*122mm加工難點及處理方案分析圖紙可知，此零件對平面度的要求高，左端更有內(nèi)輪廓加工，為提高零 件質(zhì)量，采用以下加工方案：1. 對圖樣上給定的幾個精度要求較高的尺寸，編程時采用中間值。2. 在輪廓曲線上，有圓弧，因此在加工時應進行刀具半徑補償，以保證輪 廓曲線的準確性。本設計圖紙中的各平面和外輪廓表面的粗糙度要求可采用粗加工-精加工-超精加工方案。選擇以上措施可保證尺寸、形狀、精度和表面粗糙度2.2刀具選

12、擇數(shù)控刀具的選擇和切削用量的確定是數(shù)控加工工藝中的重要內(nèi)容，它不僅影響數(shù)控機床的加工效率，而且直接影響加工質(zhì)量。刀具的選擇是在數(shù)控編程的人 機交互狀態(tài)下進行的。應根據(jù)機床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切 削用量以及其它相關(guān)因素正確選用刀具及刀柄。刀具選擇總的原則是：安裝調(diào)整 方便、岡性好、耐用度和精度高。在滿足加工要求的前提下，盡量選擇較短的刀 柄，以提高刀具加工的剛性。在經(jīng)濟型數(shù)控機床的加工過程中，由于刀具的刃磨、測量和更換多為人工手 動進行，占用輔助時間較長，因此，必須合理安排刀具的排列順序。一般應遵循 以下原則：盡量減少刀具數(shù)量；一把刀具裝夾后，應完成其所能進行的所有 加工步驟；

13、粗精加工的刀具應分開使用，即使是相同尺寸規(guī)格的刀具；先銑 后鉆；先進行曲面精加工，后進行二維輪廓精加工；在可能的情況下，應 盡可能利用數(shù)控機床的自動換刀功能，以提高生產(chǎn)效率等。綜上所訴：本零件的加工 選用 5mm中心鉆鉆削中心孔。用 巾20的鉆頭 加工左端的孔(2)粗車及平端面選用90硬質(zhì)合金左偏刀，為防止副后刀面與工 件輪廓干涉，副偏角不宜太小，選 Kr=35。(3)為減少刀具數(shù)量和換刀次數(shù)，精車和車螺紋選用硬質(zhì)合金 60外螺紋車刀，刀尖圓弧半徑應小于輪廓最小圓角半徑，取re=0.150.2mm2.3刀具卡片號1DIFD外圖車刀2$4久中4趴中2中2航左塔誘面叮2Pl6De外囲車刀2*15.

14、血外、乃、1Ui03*1,5的申心帖1卻的孔0.34041巾2D的禮D, 3S051巾2啲孔B.2505*20擴孔刀1卻的孔(U7覓為*的切刀1奶巧的樺13D36D* 的10J2.4確定工件的定位與裝夾方案在數(shù)控車床上工件定位安裝的基本原則與普通機床相同。工件的裝夾 方法影響工件的加工精度和效率，為了充分發(fā)揮數(shù)控機床的工作特點，在裝夾工 件時，應考慮以下幾種因素：1. 盡可能采用通用夾具，必須時才設計制造專用夾具；2. 結(jié)構(gòu)設計要滿足精度要求；3. 易于定位和裝夾；4. 易于切削的清理；5. 抵抗切削力由足夠的剛度；工件的定位與基準應與設計基準保持一致，應防止過定位，對與箱體工件最 好選擇“一

15、面兩銷”作為定位基準，定位基準在數(shù)控機床上要仔細找正。由于這個工件是個實心軸，末端要鏜一個 30的錐孔，因軸的長度不是 很長，所以采用工件的右端面和48的外圓作定位基準，使用普通三爪卡盤夾緊 工件，取工件的右端面中心為工件坐標的原點，對刀點在(100.1000)處。2.5切削加工順序的安排 先粗后精 先安排粗加工，中間安排半精加工，最后安排精加工和光整加工。 先主后次先安排零件的裝配基面和工作表面等主要表面的加工，后安排如鍵槽、緊固用的光孔和螺紋孔等次要表面的加工。由于次要表面加工工作量 小，又常與主要表面有位 置精度要求，所以一般放在主要表面的半精加工之后， 精加工之前進行。 先面后孔 對于

16、箱體、支架、連桿、底座等零件，先加工用作定位的平面 和孔的端面，然后再加工孔。這樣可使工件定位夾緊穩(wěn)定可靠，利于保證孔與平 面的位置精度，減小刀具的磨損，同時也給孔加工帶來方便。 基面先行 用作精基準的表面，要首先加工出來。所以，第一道工序一般 是進行定位面的粗加工和半精加工（有時包括精加工），然后再以精基面定位加工 其它表面。例如，軸類零件頂尖孔的加工綜上所訴：此零件的的加工順序如下:1.先進行右端部分的加工，右端部分首先加工主輪廓走刀路線如下螺紋加工2. 調(diào)頭加工，調(diào)頭之后的加工在分成 3部CD首先加工外輪廓，走刀路線如下：鉆孔：鉆一個巾20深度為29的孔C加工左端部分的內(nèi)輪廓，走刀圖如下

17、以上為整個零件的加工路線2.6切削用量的選擇切削速度、進給量和切削深度三者稱為切削用量。它們是影響工件加工質(zhì)量 和生產(chǎn)效率的重要因素。車削時，工件加工表面最大直徑處的線速度稱為切削速度，以v(m/min)表示。其計算公式:v= n dn/1000(m/min)式中：d工件待加工表面的直徑(mmn車床主軸每分鐘的轉(zhuǎn)速(r/min )根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點，外輪廓用采用 90度外圓車刀，輪廓粗加工時留1mm 的精車余量，粗加工時選主軸轉(zhuǎn)速為s=800r/min，精加工選擇1000 r/min，由公式計算得：切削速度v粗加工：v=150(m/min)精加工：v=188(m/min)2.7數(shù)控加工工藝文件

18、的填寫2.7.1.工藝過程卡片機械加工工藝過程卡片萇西第L禹 | f慕1 f朋胳1毬朕 11錘外琳寸甌舊I時1翻2解腳腔鋪樣1耕致丈擁瞪蛾旅、m H窖脈、腹爛肆常3舫駅* HR.榨科瓦也貼止廈42.7.2. 機械加工工序卡片I電斗Mi %P t i/iin荻 alaiai 釧Tni1訓卡舐soO薛幾餓卡尺W0,ED,20.3!翔辛啊訥頫，肌.謝紐抑栩、喊并黔幾 舗卡無千族1300D.ED.20.!V辭*5,卵0啲純邛卡比瞰犧韌將卡屁千歆2000ClE0.20.?精牲輛耐鼻潮的他至時三爪卡盤、9C卿薛幾解卡艮Hft2500毗0.25耐2.5腫心鈾中訛邛栢，帕踴中祐8004lB0.20.?6邛卡亀

19、*刪麻酬900ClG0.20.27800O.E0.2OJB耐洲機耐姻飆至時三爪卡匕Mm800O.B0.20?g孵翊蛹舶汕馳訥純EMift,恥牌靭,崩卡&fit40,E0.!0.3w.n韓陽刪m（Ei）鑼日劃隣.曲iH SIKU騒 r/i:nai/nin般童 m/rM10輔軻叫輒帥加的純丁鋰 睡糊軻、黠林,內(nèi)躋眛1200D.B0.20.211辭忙關(guān)九戲冊1了卡戰(zhàn)、殲糰飯、黠卡他內(nèi)肝朋2000asD.20.212耕軻乩幡的內(nèi)畦財聽F卡鈦堿外蒔刀.朋卡乩皚時尺2500U.8ij. 50.21314孵右?guī)煿坟榔凇?WOI.削伽能量邛卡軌觸卡氐千分匕則卜囲輒8000.0U.S(I Ii7豐辭如輛臨帥加的

20、鏈邛卡乩赫卡氐千朕、90腿軻0.Eh.27?16解抑脳國,削In戕置邛卡盤.觸卡匕卅氐則用軻0,B0.20.?H踹軸師鮒乩機8、妳財睚時麻邛卡匕觸卡巳千施、90廂軻跚QD.Bfi.?0.2IB肌5、粗的飆駅寸蘇邛卡也誡牆韌靑辭尺800asD.?0.2I HI HIr/iin嫦 就 t/iiinmh刪19邛楠、哺卡克8000.30.20.220解urn.礪驟三解乩赭卡匕eomn.中朋諭卿峽6DD0,90,20.?21辭】阻5&I皺f邛卡匕輔卡艮鹹皺兒5000o.a0.20.22.8保證加工精度的方法為了保證和提高加工精度，必須根據(jù)生產(chǎn)加工誤差的主要原因，采取相應的 誤差預防或誤差補償?shù)扔行У墓に?/p>

21、途徑措施來直接控制原始誤差或控制原始誤 差對零件加工精度的影響。刀具半徑的選定1. 刀具的半徑R比工件轉(zhuǎn)角處半徑大時不能加工。2. 刀具較小時不能用較大的切削量加工（刀具剛性差）。282采用合適的切削液1. 切削液主要用來減少切削過程中的摩擦和降低切削溫度。合理使用切削 液，對提高刀具耐用度和加工表面質(zhì)量、加工精度起重要的作用。2. 非水溶性切削液：切削油、固體潤滑劑，非溶性切削液主要起潤滑作用。3. 水溶性切削液：水溶液、乳化液，水溶性切削液有良好的冷卻作用和清洗 作用。故本設計加工時采用水溶液進行冷卻。2. 9數(shù)控加工程序本零件采用電腦軟件編程，由于程序過多，這里只打出一部分，這里只展示

22、左端部分的程序O1234T0404M03 S1200M08 F1500G00 X77.917 Z13.100G00 Z6.549G01 X61.014 F5.000G01 X59.600 Z5.841G01 Z-14.200 F10.000X60.000G01 X61.414 Z-13.493 F20.000G01 X71.414G00 Z6.549G01 X60.014 F5.000G01 X58.600 Z5.841G01 Z-14.700 F10.000G01 X60.000G01 X61.414 Z-13.993 F20.000G01 X71.414G00 Z6.549G01 X59.

23、014 F5.000G01 X57.600 Z5.841G01 Z-15.200 F10.000G01 X60.000G01 X61.414 Z-14.493 F20.000G01 X71.414G01 Z-15.700 F10.000G01 X60.000G01 X61.414 Z-14.993 F20.000G01 X71.414G00 Z6.549G01 X57.014 F5.000G01 X55.600 Z5.841G01 Z-16.200 F10.000G01 X60.000G01 X61.414 Z-15.493 F20.000G01 X71.414G00 Z6.549G01 X5

24、6.014 F5.000G01 X54.600 Z5.841G01 Z-16.700 F10.000G01 X60.000G01 X61.414 Z-15.993 F20.000G01 X71.414G00 Z6.549G01 X55.014 F5.000G01 Z-17.200 F10.000G01 X60.000G01 X61.414 Z-16.493 F20.000G01 X71.414G00 Z6.549G01 X54.014 F5.000G01 X52.600 Z5.841G01 Z-17.700 F10.000G01 X60.000G01 X61.414 Z-16.993 F20.

25、000G01 X71.414G00 Z6.507G01 X1.414 F5.000G01 X0.000 Z5.800G01 X51.600 F10.000G01 Z-18.200G01 X59.600G01 Z-36.000G01 X61.014 Z-35.293 F20.000G01 X71.014G01 X50.600 F10.000G01 Z-18.700G01 X58.600G01 Z-36.000G01 X60.014 Z-35.293 F20.000G01 X70.014G00 Z5.507G01 X1.414 F5.000G01 X0.000 Z4.800G01 X49.600

26、F10.000G01 Z-19.200G01 X57.600G01 Z-36.000G01 X59.014 Z-35.293 F20.000G01 X69.014G00 Z5.007G01 X1.414 F5.000G01 X0.000 Z4.300G01 X48.600 F10.000G01 Z-19.700G01 Z-36.000G01 X58.014 Z-35.293 F20.000G01 X68.014G00 Z4.507G01 X1.414 F5.000G01 X0.000 Z3.800G01 X47.600 F10.000G01 Z-20.200G01 X55.600G01 Z-3

27、6.000G01 X57.014 Z-35.293 F20.000G01 X67.014G00 Z4.007G01 X1.414 F5.000G01 X0.000 Z3.300G01 X46.600 F10.000G01 Z-20.700G01 X54.600G01 Z-36.000G01 X0.000 Z2.800G01 X45.600 F10.000G01 Z-21.200G01 X53.600G01 Z-36.000G01 X55.014 Z-35.293 F20.000G01 X65.014G00 Z3.007G01 X1.414 F5.000G01 X0.000 Z2.300G01

28、X44.600 F10.000G01 Z-21.700G01 X52.600G01 Z-36.000G01 X54.014 Z-35.293 F20.000G01 X64.014G00 Z2.507G01 X1.414 F5.000G01 X0.000 Z1.800G01 X43.600 F10.000G01 X51.600G01 Z-36.000G01 X53.014 Z-35.293 F20.000G01 X63.014G00 Z2.007G01 X1.414 F5.000G01 X0.000 Z1.300G01 X42.600 F10.000G01 Z-22.700G01 X50.600

29、G01 Z-36.000G01 X52.014 Z-35.293 F20.000G01 X62.014G00 Z1.507G01 X1.414 F5.000G01 X0.000 Z0.800G01 X41.600 F10.000G01 Z-23.200G01 X49.600G01 Z-36.000GOO Z1.007G01 X1.414 F5.000GO1 X0.000 Z0.300G01 X40.600 F10.000G01 Z-23.700G01 X48.600G01 Z-36.000G01 X50.014 Z-35.293 F20.000G01 X71.414G00 X77.917G00

30、 Z13.100G00 X100 Z100T0404M03 S1200G00 X70.318 Z11.144G00 Z0.707G00 X59.414G01 X-1.414 F5.000G01 X0.000 Z0.000G01 X40.000 F10.000G01 Z-24.000G01 Z-36.000G01 X49.414 Z-35.293 F20.000G01 X59.414G00 X70.318G00 Z11.144G00 X100 Z100T0505M3S500G0X20.Z20G0X0.Z5.G0Z5.X100.Z100.G0 T0606G97 S3600 M03G0 X21.92

31、 Z2.5 M8G50 S3600G96 S330G99 G1 Z-23.8 F.2X20.X17.172 Z-22.386X23.84G1 Z-23.8X21.52X18.692 Z-22.386GO Z2.5X25.76G1 Z-14.341X24.6 Z-15.965Z-23.8X23.44X20.612 Z-22.386GO Z2.5X27.68G1 Z-11.653X25.36 Z-14.901X22.532 Z-13.487GO Z2.5X29.6G1 Z-8.965X27.28 Z-12.213X24.452 Z-10.799GO X19.5Z2.X30.G1 Z0.Z-9.X2

32、5. Z-16.Z-24.X20.X17.172 Z-22.586G0Z2.M9G28 U0. W0. M05T0606M30第3章加工成果3.1仿真軟件介紹軟件簡介市面上的仿真軟件有很多，例如：南京斯沃和上海宇龍、斐克，這里我們選 用斯沃，南京斯沃軟件技術(shù)有限公司開發(fā)的，是結(jié)合機床廠家實際加工制造經(jīng)驗 與高校教學訓練一體所開發(fā)的國內(nèi)第一款自動免費下載更新的數(shù)控仿真軟件。通過該軟件可以使學生達到實物操作訓練的目的，又可大大減少昂貴的設備投入。斯沃數(shù)控仿真(數(shù)控模擬)軟件包括16大類，66個系統(tǒng)，121個控制面板。 具有 FANUC SIEMENS(SINUMERIK)MITSUBISHl FA

33、GOR美國哈斯 HAAS PA 廣州數(shù)控GSK華中世紀星HNC北京凱恩帝KND系統(tǒng)、大連大森DASEN南京華 興WA 江蘇仁和RENHE南京四開、天津三英、成都廣泰 GREAT巨森數(shù)控JNC 編程和加工功能，學生通過在 PC機上操作該軟件，能在很短時間內(nèi)掌握各系統(tǒng) 數(shù)控車、數(shù)控銑及加工中心的操作，可手動編程或讀入CAM數(shù)控程序加工，教師通過網(wǎng)絡教學，可隨時獲得學生當前操作信息。斯沃數(shù)控仿真軟件也是目前國內(nèi) 唯一自動免費下載更新的數(shù)控仿真軟件。斯沃界面打開軟件，選擇GSK980TD工作界面tfdflTD 筑比 K 0 & 口 口 寸1參*1筆 話骨 91 a 徉丨=:韋 0|卿-Q 0 匕怦濟回 日j曲詔口*“i*耳h-1卩穴7寧畫圃E3E3 回IQ I IBI ffllQ 1300 二 * 卜回MS9 rararanan 廠i ran qqq 刃o3.2仿真加工過程321第一段加工1. 裝入刀具2. 設置毛胚,憐棒管裝載工件文件工件材斜岡F低破鋼匸夾具類型3. 對刀，輸入刀補C5 弓 Z 980TD偏置00002 N1074NOxZRT101-473.