軸套配合件的數(shù)控加工設(shè)計(jì)說(shuō)明

1、容摘要在日益發(fā)展的生活中，機(jī)械行業(yè)的重要性是不言而喻的，而機(jī)械更新?lián)Q代的迅捷也使得其競(jìng)爭(zhēng)日益激烈。在其中，數(shù)控技術(shù)越來(lái)越起著決定性的作用。隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來(lái)了革命性的變化，還其他的一些重要行業(yè)發(fā)展起著越來(lái)越重要的作用。數(shù)控車床是目前使用最廣泛的數(shù)控機(jī)床之一。數(shù)控車床主要用于加工軸類、盤類等回轉(zhuǎn)體零件。通過(guò)數(shù)控加工程序的運(yùn)行，可自動(dòng)完成外圓柱面、圓錐面、成形表面、螺紋和端面等工序的切削加工，并能進(jìn)行車槽、鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔等工作。車削中心可在一次裝夾中完成更多的加工工序，提高加工精度和生產(chǎn)效率，特別適合于復(fù)雜形狀回轉(zhuǎn)類零件的加工。本文是對(duì)典型軸套類零件加工技術(shù)的

2、應(yīng)用與工藝性分析，主要是對(duì)零件圖的分析、毛坯的選擇、零件的裝夾、工藝路線的制訂、刀具的選擇、切削用量的確定、數(shù)控加工工藝的填寫、數(shù)控加工程序的編寫。選擇正確的加工方法，設(shè)計(jì)合理的加工工藝過(guò)程，充分發(fā)揮數(shù)控加工的優(yōu)質(zhì)、高效、低成本的特點(diǎn)。還重點(diǎn)對(duì)軸套零件的加工工藝進(jìn)行了分析，最后對(duì)零件自檢數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，和加工的結(jié)果分析。關(guān)鍵字：數(shù)控 工藝分析 加工程序 切削用量 仿真加工目 錄容摘要1第一章 數(shù)控加工與數(shù)控車床3第二章 配合軸套的工件圖52.1帶螺紋的半球頭軸的圖紙52.2外螺紋球頭套的圖紙62.3配合圖6第三章 零件的工藝分析73.1帶螺紋的半球頭軸的分析73.1.1刀具表73.1.2工序表7

3、3.1.3尺寸計(jì)算：83.2外螺紋球頭套的分析83.2.1刀具表9表3.3零件二刀具表93.3.2工序表9表3.4零件二工序表93.2.3尺寸計(jì)算：9第四章編程基礎(chǔ)114.1.宏程序格式與指令114.2 G指令與常用輔助功能M指令12第五章 軸套程序的編程與仿真加工135.1 帶螺紋的半球頭軸的程序編寫135.2 外螺紋球頭套的程序編寫155.3 仿真加工185.3.1帶螺紋的半球頭軸的毛坯185.3.2帶螺紋的半球頭軸的完成品195.3.3外螺紋球頭套的毛坯195.3.4外螺紋球頭套的完成品195.3.5軸套配合完成圖20致 21參考文獻(xiàn)22第一章 數(shù)控加工與數(shù)控車床1.數(shù)控加工數(shù)控加工，是

4、指在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行零件加工的一種工藝方法，數(shù)控機(jī)床加工與傳統(tǒng)機(jī)床加工的工藝規(guī)程從總體上說(shuō)是一致的，但也發(fā)生了明顯的變化。 用數(shù)字信息控制零件和刀具位移的機(jī)械加工方法。它是解決零件品種多變、批量小、形狀復(fù)雜、精度高等問(wèn)題和實(shí)現(xiàn)高效化和自動(dòng)化加工的有效途徑。隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控車床的工藝和工序?qū)⒏訌?fù)合化和集中化。即把各種工序（如車、銑、鉆等）都集中在一臺(tái)數(shù)控車床上來(lái)完成。目前國(guó)際上出現(xiàn)的雙主軸結(jié)構(gòu)就是這種構(gòu)思的體現(xiàn)。采用四軸三聯(lián)動(dòng)配置，線性軸X/Y/Z與旋轉(zhuǎn)C軸，C軸繞主軸旋轉(zhuǎn)。機(jī)床除具備一般的車削功能外，還具備在零件的端面和外圓面上進(jìn)行銑加工的功能。雙主軸、3刀塔的復(fù)合加工CNC車床可以同

5、時(shí)連續(xù)對(duì)零部件進(jìn)行車削、銑削加工，只需進(jìn)行一次裝夾就可以完成對(duì)零部件的全加工。2.數(shù)控車床數(shù)控車床，是一種高精度、高效率的自動(dòng)化機(jī)床。配備多工位刀塔或動(dòng)力刀塔，機(jī)床就具有廣泛的加工藝性能，可加工直線圓柱、斜線圓柱、圓弧和各種螺紋、槽、蝸桿等復(fù)雜工件。具有直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)各種補(bǔ)償功能，并在復(fù)雜零件的批量生產(chǎn)中發(fā)揮了良好的經(jīng)濟(jì)效果。控車床即裝備了數(shù)控系統(tǒng)的車床。由數(shù)控系統(tǒng)通過(guò)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)去控制各運(yùn)動(dòng)部件的動(dòng)作，主要用于軸類和盤類回轉(zhuǎn)體零件的多工序加工，具有高精度、高效率、高柔性化等綜合特點(diǎn)，適合中小批量形狀復(fù)雜零件的多品種、多規(guī)格生產(chǎn)。數(shù)控車床按車削中心是在普通數(shù)控車床基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種復(fù)合加

6、工機(jī)床。除具有一般二軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控車床的各種車削功能外，車削中心的轉(zhuǎn)塔刀架上有能使刀具旋轉(zhuǎn)的動(dòng)力刀座，主軸具有按輪廓成形要求連續(xù)（不等速回轉(zhuǎn)）運(yùn)動(dòng)和進(jìn)行連續(xù)精確分度的C軸功能，并能與X軸或Z軸聯(lián)動(dòng)，控制軸除X、Z、C軸之外，還可具有Y軸?？蛇M(jìn)行端面和圓周上任意部位的鉆削、銑削和攻螺紋等加工，在具有插補(bǔ)功能的條件下，還可以實(shí)現(xiàn)各種曲面銑削加工。數(shù)控車床種類較多，但主體結(jié)構(gòu)都是由：車床主體、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)三大部分組成。第二章 配合軸套的工件圖2.1 帶螺紋的半球頭軸圖示： 帶螺紋的半球頭軸的毛坯為60mm×117mm和60mm×60mm的45鋼，試分析其加工工藝以與編寫數(shù)控車加

7、工程序。2.2外螺紋球頭套圖示：2.3.配合圖示：第三章 零件的工藝分析3.1帶螺紋的半球頭軸的分析：3.1.1刀具表：如表3-1表3.1軸刀具表名稱代號(hào)參數(shù)加工表面60°尖刀T010160°粗精加工外圓、倒角、圓弧切槽刀T0202刀寬3mm車槽、切斷孔尖刀T030355°粗精加工圓、倒角、圓弧3.1.2工序表：如表3-2表3.2軸工序表工序順序刀具加工部位切削用量備注對(duì)刀F0.1 S=200手動(dòng)工序一T01、T02加工零件右面自動(dòng)工步一T01粗加工外圓F0.15 S=600自動(dòng)工步二T01精加工外圓F0.1 S=1000自動(dòng)工步三T03粗加工圓F0.15 S=6

8、00自動(dòng)工步四T03精加工圓F0.1 S=1000自動(dòng)T01、T02、T03對(duì)刀F0.1 S=200手動(dòng)工序二T01、T02加工零件左面自動(dòng)工步一T01粗加工外圓F0.15 =S600自動(dòng)工步二T01精加工外圓F0.1 S=1000自動(dòng)工步三T02車槽F0.15 S=600自動(dòng)工步四 T03加工螺紋F0.1 S=400自動(dòng)3.1.3尺寸計(jì)算： 螺紋：M30x1.5 D小徑=D1.3P=301.3x1.5=28.05mm D實(shí) D0.1P=300.1x1.5=28.82mm H=0.65P=0.65x1.5=0.975mm3.2外螺紋球頭套的分析3.2.1刀具表：如圖3-3表3.3套刀具表名稱代

9、號(hào)參數(shù)加工表面偏刀T010190°粗精加工外圓切槽刀T0202刀寬5mm車槽孔刀T030355°粗精加工圓螺紋刀T040460°加攻螺紋3.2.2工序表：如表3-4表3.4套工序表工序順序刀具加工部位切削用量備注T01、T02、T03、T04對(duì)刀F0.1 S=200手動(dòng)工序一T01、T02、T03、T04加工零件右面自動(dòng)工步一T01粗加工外圓F0.05 S=600工步二T01精加工外圓F0.1 S=1000工步三T03粗技工圓F0.15 S=600工步四T03精加工圓F0.1 S=1000工步五T02車槽F0.15 S=600工步六T01加工螺紋F0.15 S=6

10、00T01對(duì)刀F0.1 S=600工序二T01加工零件左面工步一T01粗加工外圓F0.15 S=600工步二T01精加工外圓F0.1 S=10003.2.3尺寸計(jì)算：螺紋：M30x1.5 D小徑=D1.3P=301.3x1.5=28.05mm D實(shí) D0.1P=300.1x1.5=28.82mm H=0.65P=0.65x1.5=0.975mm第四章 編程基礎(chǔ)4.1宏程序指令與格式（1） 條件轉(zhuǎn)移。編程格式：IF條件表達(dá) GOTO n如果變量#1的值大于10，轉(zhuǎn)移到順序號(hào)N2的程序程序如果條件滿足如果條件不滿足IF#GT10GOTO2;N2G00 G91 X10.0;說(shuō)明（1）如果條件表達(dá)式的

11、條件得以滿足，則轉(zhuǎn)而執(zhí)行程序中程序號(hào)為n的相應(yīng)操作，程序段號(hào)n可以由變量或表達(dá)式代替；（2）如果表達(dá)式中條件未滿足，則順序執(zhí)行下一段程序；（3）如果程序作無(wú)條件轉(zhuǎn)移，則條件部分可以被省略；（4）表達(dá)式可按如下書寫：#j EQ #k 表示#j NE #k 表示#j GT #k 表示#j LT #k 表示#j GE #k 表示#j LE #k 表示例：下面的程序計(jì)算數(shù)值110的總和。程序語(yǔ)句O9500#1=0 存儲(chǔ)和數(shù)變量的初值#2=1 被加數(shù)變量的初值N1IF#GT10GOT02 當(dāng)被加數(shù)大于10時(shí)轉(zhuǎn)移到N2#1=#1+#2 計(jì)算和數(shù)#2=#2+1 下一個(gè)被加數(shù)GOTO1 轉(zhuǎn)到NIN2M30 程

12、序結(jié)束（2）循環(huán)語(yǔ)句（ whileDO-END語(yǔ)句）編程格式：WHILE 條件表達(dá)式Dom(m=1,2,3)END mWHILE條件表達(dá)式Dom程序END m .如果條件不滿足如果條件滿足說(shuō)明（1）表達(dá)方式滿足時(shí)，程序段DOm至ENDm即重復(fù)執(zhí)行；（2）條件表達(dá)式不滿足時(shí)，程序轉(zhuǎn)到ENDm后執(zhí)行；（3）如果WHILE條件表達(dá)式部分被省略，則程序段Dom至ENDm之間的部分將一直重復(fù)執(zhí)行。4.2 G指令與常用輔助功能M指令4.2.1 G指令功能G指令組號(hào)功能G指令組號(hào)功能G0001快速定位點(diǎn)G7000精車循環(huán)G01直線插補(bǔ)G71外圓粗車 復(fù)合循環(huán)G02順時(shí)針圓弧插補(bǔ)G72端面粗車 復(fù)合循環(huán)G03

13、逆時(shí)針圓弧插補(bǔ)G73固定形狀粗加工復(fù)合循環(huán)G0400暫停G75切槽循環(huán)G2002英制尺寸G76螺紋切削復(fù)合循環(huán)G21米制尺寸G9001單一形狀固定循環(huán)G3201螺紋切削G92螺紋切削循環(huán)G4007取消刀具半徑補(bǔ)償G94端面切削循環(huán)G41刀尖圓弧半徑左補(bǔ)償G9602恒速切削控制有效G42刀尖圓弧半徑左右償G97恒速切削控制取消G5000設(shè)定坐標(biāo)系，主軸最高轉(zhuǎn)速G98進(jìn)給速度按每分鐘設(shè)定G54G5910工件坐標(biāo)系選擇G9905進(jìn)給速度按每轉(zhuǎn)設(shè)定4.2.2常用輔助功能M指令M指令功能M指令功能M00程序暫停M09切削液（冷卻液）關(guān)M01選擇停止M13主軸正轉(zhuǎn)切削液（冷卻液）開(kāi)M03主軸正轉(zhuǎn)M10主軸

14、反轉(zhuǎn)切削液（冷卻液) 開(kāi)M04主軸反轉(zhuǎn)M30程序結(jié)束，返回程序頭M05主軸停止M98調(diào)用子程序M08切削液（冷卻液）開(kāi)M99子程序結(jié)束，返回主程序第五章 軸套程序的編程與仿真加工5.1帶螺紋的半球頭軸的仿真加工程序（FANUC系統(tǒng)的數(shù)控車床）帶螺紋的半球頭軸程序段號(hào)程序容說(shuō)明N10G00G40G97G99M03S800T0101F0.2主軸正轉(zhuǎn)選刀N20X62.0刀具定位N30Z2.0刀具定位N40G71U1.5R0.3粗精加工指令N50G71P10Q11U0.5W0.05粗精加工指令N60N10G0X0快速定位N70G01Z0快速定位N80X24.0C1.0N90Z-15.5N100G02X

15、38.0Z-24.0R8.5N110G01X40.0F0.07N120#1=20宏指令N130WHILE#1GEODO1N100#2=20/10*SQRT20*20-#1*#1N150G01X#2Z#1F0.07N160#1=#1-0.1N170END1宏指令結(jié)束N180G01 X58.0Z-45.5N190Z-73.0N200N11G00Z150.0N210G00G40G97G99M03S1000T0101F0.1N220X62.0N230Z2.0N790Z2.0N800Z-6.0N810G03X36.0Z-41.0R50.0圓弧插補(bǔ)N820G00X59.0N830Z150.0退刀N840M

16、30主軸停止N850G00G40G97G99M03S400T0404F0.15換刀N860G00X18.0快速定位N870Z5.0N880G71U1.5R0.5粗精加工循環(huán)指令N890G71P10Q20U-0.5W0.05N900N10G00X52.0N910G01Z0N920G02X38.0Z-9.0R10.0N930G01X29.85N940X26.85W-1.5N950Z30.0N960X24.0N970Z-50.0N980N20G01X49.0N990G00Z100.0N1000M05程序暫停N1010M00主軸停止N1020G00X18.0N1030Z5.0N1040G70P10Q2

17、0精加工循環(huán)N1050G00Z100.0N1060X100.0退刀N1070M05程序暫停N1080M00主軸停止N1090G00G40G97G99M03S400T0101F0.1換刀N1100G00X28.0N1110Z-30.0N1120G01X-34.0N1130G04P2000N1100G01X28.0N1150G00Z100.0N1160X100.0退刀N1170M05程序暫停N1180M00主軸停止N1190M30程序結(jié)束N1200G00G40G97G99M03S400N1210T0202換刀N1220G00X27.0N1230Z5.0N1240G76P020060Q100R0.0

18、5螺紋指令N1250G76X29.85Z-27.0P975Q400F1.5N1260G00X100.0N1270Z100.0退刀N1280M30程序停止5.2外螺紋球頭套的程序外螺紋球頭套程序段號(hào)程序容說(shuō)明N10O0002程序名N20G40G97G99M03S500F0.2N30T0101選刀N40G00G42Z5.0快速定位N50X38.0N60G71U2.5R0.5粗精加工指令N70G71P10Q20U0.5W0.05N80N10G00X38.0N90G01Z0N100G02X44.20Z-6.18R10.0圓弧指令N110G03X44.20Z-36.82R21.0N120G02X38.0

19、Z-43.0R10.0N130N20G01Z-63.0N100G40G00X100N150Z100.0退刀N160M05主軸停轉(zhuǎn)N170M00程序停止N180G97G99M03S1000F0.1N190G42G00Z5.0N200X38.0N210G70P10Q20N220G40G00X100.0N230Z100.0退刀N240M05主軸停轉(zhuǎn)N250M00程序停止N260T0202換刀N270G97G99M03S500F0.08主軸正轉(zhuǎn)N280G00X40.0快速定位N290Z-48.0N300G01X24.0N310X39.0N320Z-53.0N330X30.0N340X39.0N350Z

20、-58.0N360X30.0N370X39.0N380Z-63.0N390X27.0N400X30.0N410Z-62.0N420G01X27.0Z-63.0N430M03X27.0Z-63.0圓弧插補(bǔ)N440X-1.0N450G00X100.0N460Z100.0退刀N470M09N480M30N490T0303換刀N500G97G99M03S500F0.08主軸正傳N510G00G42Z5.0N520X38.0N530G71U2.5R0.5N540G71P10Q20U0.5W0.05N550N10G00X38.0N560G00X24.0Z-8.5R8.5N570N20G01Z-32.0精加

21、工循環(huán)N580G40G00Z100.0N590X100.0N600M05N610M00N620G97G99M03S1000F0.1N630G42G00Z5.0N640X38.0N650G70P10Q20N660G40G00Z100.0N670X100.0退刀N680M05主軸停轉(zhuǎn)N690M30程序停止5.3仿真加工5.3.1 帶螺紋的半球頭軸的毛坯 這是用數(shù)控仿真軟件vnuc3.0仿真FANUC系統(tǒng)下的帶螺紋的半球頭軸的數(shù)控加工操作，輸入的毛坯外徑為70mm，高為150mm，選用的材料為45鋼。5.3.2 帶螺紋的半球頭軸的完成品 如上圖，這是加工完后帶螺紋的半球頭軸的最后完成品5.3.3 外螺紋球頭套的毛