數(shù)控技術畢業(yè)設計——外螺紋內孔類零件的加工工藝分析

1、外螺紋內孔類零件的加工工藝分析 聲 明 本人所呈交的 外螺紋內孔類零件的加工工藝分析，是我在指導教師的指導和查閱相關著作下獨立進行分析研究所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內容外，本論文不包含其他個人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中作了明確說明并表示謝意。 作者簽名： 日期： 2010年6月18日 【摘要】數(shù)控機床給機械制造業(yè)帶來了革命性的變化，它加工柔性好，加工精度高，生產率高，減輕操作者勞動強度、改善勞動條件，有利于生產管理的現(xiàn)代化以及經(jīng)濟效益的提高。數(shù)控加工是依據(jù)被加工零件的工藝要求和圖樣,編成以數(shù)碼表現(xiàn)的程序,輸入到機械機床中或者計算機系統(tǒng)中

2、,以控制工件和刀具的相對運動使其加工出合格零件的方法。在數(shù)控機床加工之前,要對機床的運動過程,零件的工藝過程,刀具的選擇,切削用量和走刀路線等都編入程序?！娟P鍵詞】：數(shù)控加工、工藝分析、程序編制目錄引言1一、零件圖工藝分析2二、選擇設備2三、確定零件的定位基準和裝夾方式3（一）外輪廓加工3（二）內孔加工3四、刀具的選擇3（一）刀具的選擇原則3（二）加工零件的刀具卡片4五、工件加工5（一）加工準備5（二）零件的自動加工5 (三) 加工結束.5六、 操作注意事項6七、 程序編制6總結10參考文獻11致謝12引言從20世紀中葉數(shù)控技術出現(xiàn)以來，數(shù)控機床給機械制造業(yè)帶來了革命性的變化。數(shù)控加工具有如下

3、特點：加工柔性好，加工精度高，生產率高，減輕操作者勞動強度、改善勞動條件，有利于生產管理的現(xiàn)代化以及經(jīng)濟效益的提高。數(shù)控機床是一種高度機電一體化的產品，適用于加工多品種小批量零件、結構較復雜、精度要求較高的零件、需要頻繁改型的零件、價格昂貴不允許報廢的關鍵零件、要求精密復制的零件、需要縮短生產周期的急需零件以及要求100%檢驗的零件。數(shù)控機床的特點及其應用范圍使其成為國民經(jīng)濟和國防建設發(fā)展的重要裝備。數(shù)控技術是工業(yè)自動化的一門基礎技術,在工業(yè)生產中越來越得到廣泛的應用。數(shù)控機床問世以來,數(shù)控技術大幅度推進了制造技術與制造業(yè)的發(fā)展,數(shù)控技術應用課程在我國已成為各大院校機電類專業(yè)的主要專業(yè)課程之一

4、。數(shù)控技術是一門綜合性專業(yè)技術,涉及到設計,工藝,機床,刀具,夾具,材料,數(shù)字控制,電機,檢測等等。特別是CAD/CAM一體化技術,FMS,CIMS,它們是集設備,信息,物流與一體的綜合的自動化設計與制造系統(tǒng),而是一門綜合設計,工藝,制造及自動控制的多學科交叉型的科學技術。隨著計算機技術的飛速發(fā)展和廣泛應用,機械制造業(yè)正在發(fā)生著一場深刻的技術革命,這場革命從根本上改變了生產技術和管理技術,傳統(tǒng)的生產設備和方法已逐漸被計算機控制的各種系統(tǒng)所取代,數(shù)控加工中心正以其強大的加工功能在現(xiàn)代機械制造業(yè)中扮演重要的角色.我國正在成為世界的制造大國,需要大量具備扎實理論基礎和實踐知識的專門人才,因此,我們不

5、能只滿足于現(xiàn)有較低水平的數(shù)控技術課程實踐現(xiàn)狀,需要結合設計自動化,使加工過程自動化在數(shù)控技術課程實驗中得到更多的體現(xiàn)。機械制造工藝是研究如何科學的,最優(yōu)秀的生產和使用各種機械設備,研究在機械制造中優(yōu)質,高產,低消費的生產和使用機械設備的原理與方法的一門課程。機械制造過程中所涉及的問題極為廣泛,研究機床設備方面能對典型機床的工作原理,傳動系統(tǒng),典型機構,工藝特點,應用范圍等技術要求,有一定的應用能力和分析能力,對數(shù)控機床較先進設備亦有一定的知識和了解。在機械制造工藝方面能懂得其基本理論及各類零件的加工方法,能選擇毛坯確定加工余量,計算工序間尺寸和公差,能根據(jù)圖樣及生產綱領制定出高產,優(yōu)質,低消費

6、的零件機械加工工藝規(guī)程和部件,設備的裝備工藝規(guī)程,能對復雜及精度較高的零件,部件在加工中出現(xiàn)的關鍵問題進行分析提出合理的工藝措施。1、 零件圖工藝分析圖1-1 零件圖見圖1-1是由外螺紋、外圓錐面、倒角、內圓柱面、內圓錐面、內圓弧面等輪廓組成的。零件右端為圓錐面，小端直徑為30mm、大端直徑為33mm、長度為mm，有C1.5倒角，M36×2外螺紋的長度由和確定。零件右端內孔為mm、長度為10.5mm，內錐面大端直徑為mm、小端直徑為mm、長度有10.5mm和17.5mm確定，內孔 mm的深度由28mm和17.5mm確定，R7內圓弧面的終點為A點，mm孔的深度由mm和28mm確定。零件

7、表面粗糙度值要求均為Ra1.6um。該零件圖尺寸標注完整，輪廓描述清楚，零件材料45鋼或鋁，無熱處理和硬度要求，適合在數(shù)控車床上加工。 二、選擇設備 根據(jù)被加工零件的外形和材料等條件，選用數(shù)控機床來操作完成。選擇機床應與所加工的零件相適應，即使機床的精度與加工零件的技術要求相適應，避免盲目加大機床設備規(guī)格；機床的主要尺寸規(guī)格與加工零件的尺寸大小相適應，即機床的精度與被加工零件在該工序中的加工精度要求相適應。機床的生產率與被加工零件的生產類型相適應，對于這些小批量生產和模具零件的加工中，應充分利用現(xiàn)有的機床設備，但為保證被加工零件精度要求，對一些重要零件的重要表面，也可選用某些專用機床加工。根據(jù)

8、零件分析本設計用的是： FANUC-Oi系統(tǒng)CAK6140型落地臥式數(shù)控車床。三、確定零件的定位基準和裝夾方式（一）外輪廓加工1定位基準：確定零件軸線為定位基準；2裝夾方式：用三爪自動定心卡盤夾緊.工件裝夾、找正仍需遵守普通車床的要求，圓棒料裝夾時工件要水平安放，右手拿工件稍作轉動，左手配合右手旋緊夾盤扳手，使用校正劃針校正工件，經(jīng)校正后再將工件夾緊，工件找正工作隨即完成。（二）內孔加工1定位基準：內孔加工時以外圓定位；2裝夾方式：用三爪自動定心卡盤夾緊；四、刀具的選擇刀具的選擇如表4-1所示。表4-1 刀具卡片刀具號刀具規(guī)格數(shù)量加工內容刀尖半徑（mm）主軸轉速(r/min）進給速度(mm/r

9、）備注T0193°外圓偏刀1粗車外圓精車外圓0.2600100010.5T0293°內孔鏜刀1粗鏜內孔精鏜內孔0.25008000.10.05T0360°外螺紋刀1車螺紋0.23002T044mm高速鋼切斷刀1切下工件04000.05T05A3中心鉆1鉆中心孔03000.1T0615mm麻花鉆1鉆孔03000.15五、加工工藝分析1.難點分析該零件結構難度不大，需要加工外輪廓、內螺紋、內孔及倒角等。加工這個工件難點有兩個，一是螺紋的加工；二是如何確保零件各項尺寸精度和表面加工質量要求。2.工藝分析為了更好的消除螺紋加工的難點，在當編寫螺紋加工程序中，必須正確計算出

10、內螺紋的起刀點坐標和終點坐標，裝夾螺紋刀的時候，刀具要垂直于主軸，刀尖高一點主軸軸線比較好。為了消除第二個加工難點，可以運用精加工和粗加工分開的原則編寫加工工藝。根據(jù)以上加工分析，可制訂以下加工步驟：（1）把毛坯右端面當作裝夾基準裝夾工件，手動車削外圓與端面進行對刀。（2）選取匹配規(guī)格的鉆頭鉆孔，長出要求尺寸3-5mm。（3）粗、精加工外形輪廓，保證尺寸mm、C1.5，螺紋大徑比理論值小0.2mm，避免螺紋加工經(jīng)擠壓后變大。（4）加工螺紋M36×2mm。（5）粗、精加工內孔mm、mm、mm，保證各尺寸精度和表面粗糙度要求。（6）切下工件，同時保證長度mm尺寸要求。加工工藝表如表5-1

11、所示。表5-1 加工工藝卡片工步號工步內容刀具號刀具規(guī)格主軸轉速(r/min）進給速度f(mm/r）背吃刀量備注1鉆中心鉆5A33000.1手動215鉆頭鉆孔，鉆孔深54mm（約比工件長4mm）6麻花鉆3000.15手動3粗、精車輪廓及端面193°外圓偏刀600/10000.15/0.11mm/0.5mm自動4外螺紋刀360°外螺紋刀3002自動5粗、精車內孔2內孔鏜刀500/8000.1/0.051mm/0.3mm自動6切斷4寬4mm高速鋼切槽刀400自動六、對刀步驟 （一）外圓刀對刀1確定主軸轉速且使主軸正轉。 2點動方式使刀具快速接近工件（先快進后用手輪）。 3用手輪

12、（選擇X100、 X10 、 X1 ）操作，移動工作臺使刀具貼近工件端面。 4當?shù)毒呓佑|到工件端面時，刀具縱向卻入到軸心線后退回（Z方向保持不變），然后在刀補里輸入Z0。5確定主軸轉速且使主軸正轉。用手輪（選擇X100、 X10 、 X1 ）操作，移動工作臺使刀具貼近工件外圓。6當?shù)毒呓佑|到外圓后，在 Z 軸不動情況下將刀具橫向移向左方4厘米 5厘米，保持Z不變往右面移出，主軸停，測量工件外徑（精確到小數(shù)點后兩位），打開刀補界面，輸入X的數(shù)值。 7在MDI中激活刀具這樣外圓刀對好了。后面幾把刀與外圓刀對刀相似。（二）內孔車刀（對刀時必須打好孔）1確定主軸轉速且使主軸正轉。 2點動方式使刀具快速

13、接近工件（先快進后用手輪）。 3用手輪（選擇X100、 X10 、 X1 ）操作，移動工作臺使刀具貼近工件端面。 4當?shù)毒呓佑|到工件端面時（Z方向保持不變），然后在刀補里輸入Z0。5確定主軸轉速且使主軸正轉。用手輪（選擇X100、 X10 、 X1 ）操作，移動工作臺使刀具貼近工件的內孔。6當?shù)毒呓佑|到內孔面后，在 Z 軸不動情況下將刀具橫向移向左方4厘米 5厘米持Z不變往右面移出，主軸停，測量工件內徑（精確到小數(shù)點后兩位），打開刀補界面，輸入X的數(shù)值。 7在MDI中激活刀具這樣內孔刀對好了。（三）外螺紋刀1確定主軸轉速且使主軸正轉。 2點動方式使刀具快速接近工件（先快進后用手輪）。 3用手輪

14、（選擇X100、 X10 、 X1 ）操作，移動工作臺使刀具貼近工件右端面。 4當目測刀具刀尖接觸到工件右端面時（Z方向保持不變），然后在刀補里輸入Z0。5確定主軸轉速且使主軸正轉。用手輪（選擇X100、 X10 、 X1 ）操作，移動工作臺使刀具貼近工件外圓。6與一號刀對刀相同，但無須橫向左移動4厘米 5厘米碰下那面即可。保持Z不變往右面移出，主軸停，打開刀補界面，輸入剛剛測量X軸的數(shù)值。7在MDI中激活刀具這樣外螺紋刀對好了。 （四）切斷刀1確定主軸轉速且使主軸正轉。 2點動方式使刀具快速接近工件（先快進后用手輪）。 3用手輪（選擇X100、 X10 、 X1 ）操作，移動工作臺使刀具貼近

15、工件端面。 4當?shù)毒呓佑|到工件端面時（Z方向保持不變），然后在刀補里輸入Z0。5確定主軸轉速且使主軸正轉。用手輪（選擇X100、 X10 、 X1 ）操作，移動工作臺使刀具貼近工件外圓。6與一號刀對刀相同，但無須橫向左移動4厘米 5厘米碰下那面即可。保持Z不變往右面移出，主軸停，打開刀補界面，輸入剛剛測量X軸的數(shù)值。7在MDI中激活刀具這樣切斷刀就對好了。七、 程序編制零件加工程序見表7-1。表7-1 零件加工程序FANUC Oi系統(tǒng)數(shù)控程序注釋O0009程序名N10 T0101;1號外圓粗車刀N20 M03 S600;設置主軸轉速N30 G0 X42 Z2;快速到達循環(huán)起到點N40 G71

16、U1 R1;N50 G71 P60 Q100 U0.5 F0.15;調用外圓粗車粗車循環(huán)，設置加工參數(shù)N60 G0 X30;N70 G1 Z0;N80 G1 X33 Z-10;N90 G1 X35.8 Z-11.9;N100 G1 Z-47;FANUC Oi系統(tǒng)含義：輪廓精加工程序段N110 G0 X100;N120 Z100;粗加工完畢回參考點N130 M00;暫停，檢測N140 T0101;1號外圓精車刀N150 M03 S1000;設置主軸轉速N160 G0 X42 Z2;快速定位至循環(huán)起到點N170 G70 P60 Q100 F0.1;FANUC Oi系統(tǒng)采用G70進行精車外形N180

17、 G0 X100;N190 Z100;精加工完畢，回換刀點（100，100）N200 M00;暫停，檢測N210 T0303;3號外螺紋刀N220 M03 S400;設置主軸轉速N230 G0 X40 Z-5;快速定位至循環(huán)起到點N240 G92 X35 Z-45 F2;N250 X34.4;N260 X34;N270 X33.7;N280 X33.5;N290 X33.4;G92車外螺紋循環(huán)N300 G0 X100;N310 Z100;回換刀點（100，100）N320 M00;暫停，檢測N330 T0202;2號內孔粗車鏜刀N340 M03 S600;設置主軸轉速N350 G0 X14 Z

18、2;快速定位至循環(huán)起到點N360 G71 U1 R1;N370 G71 P380 Q440 U-0.3 F0.1;調用內圓粗車粗車循環(huán)，設置加工參數(shù)FANUC Oi系統(tǒng)含義：輪廓精加工程序段N380 G0 X26;N390 G1 Z0;N400 Z-10.5;N410 X22 Z-17.5;N420 Z-28;N430 G03 X16 Z-33.7446 R7;N440 G1 Z-44;快速定位循環(huán)起刀點調用內圓粗車循環(huán)，設置加工參數(shù)FANUC Oi系統(tǒng)含義：輪廓精加工程序段N450 G0 Z100;N460 X100;粗加工完畢，回換刀點（100，100）N470 M00;暫停，檢測N480

19、 T0202;2號內孔精車鏜刀N490 M03 S800;設置主軸轉速N500 G0 X14 Z2;快速到達循環(huán)起到點N510 G70 P380 Q440 F0.05;精車內輪廓N520 G0 Z100;N530 X100;精加工完畢，回換刀點（100，100）N540 M00;暫停，檢測N550 T0404;4號切斷刀N560 M03 S400;設置主軸轉速N570 G0 X40 Z-46;快速定位到起刀點N580 G1 X0 F0.05;切斷N590 G0 X100;N600 Z100;回換刀點（100，100）N610 M05;主軸停N620 M30;程序結束總結這段時間有點忙，所以畢業(yè)設計做的感覺也不是很好，但是也是盡我所力了，通過畢業(yè)設計感覺和真正的懂還是有段距離的，很多方面的知識都需要補充，特別在實際操作經(jīng)驗上很是欠缺，畢業(yè)設計也算是檢驗自己的一種方式吧，很多概念還很模糊，但是至少從沒做到做，也是一個過程，在設計中會遇到很多的問題，我也是盡我所能去合理的解決。通過這一次的數(shù)控實際操作，把一些理論和實際相結合，讓我更進一步的了解數(shù)