機床數(shù)控技術(shù)課程設(shè)計方案參考資料

機床數(shù)控技術(shù)課程設(shè)計方案參考資料機床數(shù)控技術(shù)課程設(shè)計參考資料3.3.1軸類零件的數(shù)控車削加工工藝及編程下面以圖3-52所示零件為例，介紹其數(shù)控車削加工工藝。所用機床為MJ460數(shù)控車床。圖3-52軸類零件零件圖工藝分析該零件表面有圓柱、圓錐、順圓弧、逆圓弧及螺紋等表面組成。其中多個直徑尺寸有較嚴格的尺寸精度和表面粗糙度等要求；球面S^50mm的尺寸公差還兼有控制該球面形狀＜線輪廓）誤差的作用。尺寸標注完整，輪廓描述清楚。零件材料為45號鋼，無熱處理和硬度要求。通過上述分析，采取以下幾點工藝措施。1） 對圖樣上給定的幾個精度＜IT7~IT8）要求較高的尺寸，因其公差數(shù)值較小，故編程時不必取平均值，而全部取其基本尺寸即可。2） 在輪廓曲線上，有三處為過象限圓弧，其中兩處為既過象限又改變進給方向的輪廓曲線，因此在加工時應(yīng)進行機械間隙補償，以保證輪廓曲線的準確性。3） 為便于裝夾，毛坯件左端應(yīng)預先車出夾持部分＜雙點劃線部分），右端面也應(yīng)先車出并鉆好中心孔。毛坯選梅0mm棒料。確定裝夾方案確定毛坯件軸線和左端大端面＜設(shè)計基準）為定位基準。左端采用三爪自定心卡盤定心夾緊、右端采用活動頂尖支承的裝夾方式。確定加工順序加工順序按由粗到精的原則確定。即先從右到左進行粗車＜留0.20mm精車余量），然后從右到左進行精車，最后車削螺紋。MJ460數(shù)控車床具有粗車循環(huán)和車螺紋循環(huán)功能，只要正確使用編程指令，機床數(shù)控系統(tǒng)就會自行確定其加工路線，因此，該零件的粗車循環(huán)和車螺紋循環(huán)不需要人為確定其加工路線。但精車的加工路線需要人為確定，該零件是從右到左沿零件表面輪廓進給加工。?數(shù)值計算為方便編程，可利用AutoCAD畫出零件圖形，然后取出必要的基點坐標值；利用公式對螺紋大經(jīng)、小經(jīng)進行計算。＜1）基點計算以圖3-52上O點為工件坐標原點，貝VA、B、C三點坐標＜mm）分別為：XA=40mm＜直徑量）、Za=-69mm;Xb=38.76 mm＜直徑量）、Zb=-99mm；Xc=56mm＜直徑量）、Zc=—54.09mm。＜2）螺紋大經(jīng)、小經(jīng)計算d大=d O2165p=30021652=29.567mm；d小=宀大—.299p=29.567—.2992=26.969mm。?選擇刀具1） 粗車、精車均選用35°菱形涂層硬質(zhì)合金外圓車刀，副偏角48°,刀尖半徑0.4mm，為防與工件輪廓發(fā)生干涉，必要時應(yīng)用AutoCAD作圖檢驗。2） 車螺紋選用硬質(zhì)合金60。外螺紋車刀，取刀尖圓弧半徑0.2mm。?選擇切削用量＜1）背吃刀量粗車循環(huán)時，確定其背吃刀量ap=2mm;精車時，確定其背吃刀量ap=0.2mm。<2）主軸轉(zhuǎn)速1） 車直線和圓弧輪廓時的主軸轉(zhuǎn)速：查表取粗車時的切削速度v=90m/min,精車時的切削速度v=120m/min，根據(jù)坯件直徑<精車時取平均直徑），利用式n=1000v/nd計算，并結(jié)合機床說明書選?。捍周嚂r，主軸轉(zhuǎn)速n=500r/min;精車時，主軸轉(zhuǎn)速n=1200r/min。2） 車螺紋時的主軸轉(zhuǎn)速：按公式npW200vn為主軸轉(zhuǎn)速，p為螺距）。取主軸轉(zhuǎn)速n=320r/min。<3）進給速度 粗車時，選取進給量f=0.3mm/r，精車時選取f=0.05 mm/r。車螺紋的進給量等于螺紋導程，即f=2mm/r。7?數(shù)控加工工藝文件的制定1） 按加工順序?qū)⒏鞴げ降募庸?nèi)容、所用刀具及其切削用量等填入表3-8數(shù)控加工工序卡片中。2） 將選定的各工步所用刀具的型號、刀片型號、刀片牌號及刀尖圓弧半徑等填入表3-9數(shù)控加工刀具卡片中。表3-8數(shù)控加工工序卡片,~T1~A數(shù)控加工工序卡產(chǎn)品名稱或代號零件名稱材料零件圖號<丄丿）軸45產(chǎn)品名稱零件名稱軸零件圖號程序編號工步刀具號刀具名稱刀具型號刀片刀具位置補償值刀尖半徑<mm）刀尖位置備注型號牌號X<mm)Z<mm)1T010135°菱形可轉(zhuǎn)位車刀000.432T020235°菱形可轉(zhuǎn)位車刀1.2030.7580.433T0303螺紋車刀—.302—.8190.28注：M30螺紋共分5次車削，但每次背吃刀量不同，查表 3-7確定為<直徑量）：0.9、0.6、0.6、0.4、0.1<mm）。表3-9數(shù)控加工刀具卡片共1頁 第1頁編制審核批準工步號工步內(nèi)容三爪自定心卡盤工序號 程序編號 夾具名稱夾具編號刀具號亦面使用設(shè)備MJ460主軸

轉(zhuǎn)速<rmin-1)進給量-1<mmr)背吃刀

量<mm）粗車軸外表面，留精車余量0.2mm精車軸外表面至尺寸車螺紋M30X2T0101T020_2T030—335菱形工步號工步內(nèi)容三爪自定心卡盤工序號 程序編號 夾具名稱夾具編號刀具號亦面使用設(shè)備MJ460主軸

轉(zhuǎn)速<rmin-1)進給量-1<mmr)背吃刀

量<mm）粗車軸外表面，留精車余量0.2mm精車軸外表面至尺寸車螺紋M30X2T0101T020_2T030—335菱形35菱

形60°5000.312000.050.2320見注編制審核例4-5編寫圖3-52典型軸類零件的精加工程序，工件右段中心點O為工件坐標原點，2號刀為基準刀，該刀尖的起始位置為<280,130）。精加工程序如下：03000;程序名N010G50X280Z130;建立工件坐標系N020M04S1200T0200;啟動主軸，換2號刀N030G00X26Z3M08;快速接近工件，并打開冷卻液N040G42G01Z0T0202F0.05;建立右刀補N050X29.567Z-2；倒角N060Z-18;車螺紋外表面029.567N070X26Z-20;倒角N080W-5;車扯6曹N090U10W-10;車錐面N100W-10;車036外圓柱面N110G02U-6W-9R15;車R15圓弧N120G02X40Z-69R25;車R25圓弧N130G03X38.76Z-99R25;

車S松0球面N140G02X34W-9R15;車R15圓弧N150G01W-5;車Q4圓柱面N160X56Z-154.05;車錐面N仃0Z-165;車幅6圓柱面N180G40G00U10T0200M05M09;取消刀補并關(guān)閉冷卻液N190G28U2W2;返回參考點N200M04S320T0300;主軸換速，換3號螺紋刀N210G00X40Z3T0303M08;刀具定位并建立位置補償N220G92X28.667Z-22F2;螺紋循環(huán)第一刀N230 X28.067;螺紋循環(huán)第二刀N240X27.467;N240X27.467;螺紋循環(huán)第三刀N250X27.067;螺紋循環(huán)第四刀N260X26.969；螺紋循環(huán)第五刀N270 G00 X45T0300M09；取消刀具位置補償并關(guān)冷卻液N280 G28U2W2；返回參考點N290M30；程序結(jié)束以上程序沒有考慮粗加工，請同學們自己寫出全部程序。333蓋板零件加工中心的加工工藝＜屬加工中心，不是數(shù)控銑床）蓋板是機械加工中常見的零件，加工表面有平面和孔，通常需經(jīng)過銑平面、鉆孔、擴孔、鏜孔、鉸孔以及攻螺紋等工步才能完成。下面以圖3-56所示蓋板為例介紹其加工工藝。4XMI6-H7材樸HT20D圖3-56蓋板零件簡圖1分析圖樣，選擇加工內(nèi)容該蓋板的材料為鑄鐵，故毛坯為鑄件。由圖3-56可知，蓋板的四個側(cè)面為不加工表面，全部加工表面都集中在A、B面上。最高精度為IT7級。從工序集中和便于定位兩個方面考慮，選擇B面及位于B面上的全部孔在加工中心上加工，將A面作為主要定位基準，并在前道工序中先加工好。2?選擇加工中心由于B面及位于B面上的全部孔，只需單工位加工即可完成，故選擇立式加工中心。加工表面不多，只有粗銑、精銑、粗鏜、半精鏜、精鏜、鉆、擴、锪、鉸及攻螺紋等工步，所需刀具不超過20把。選用國產(chǎn)TH5632型立式加工中心即可滿足上述要求。該機床工作臺工作面尺寸為1000mm320mm，x軸行程為750mm，y軸行程為400mm,z軸行程為470mm,主軸端面至工作臺臺面距離為180~650mm,定位精度和重復定位精度分別為0.012mm和0.006mm，刀庫容量為16把，工件在一次裝夾后可自動完成銑、鉆、鏜、鉸及攻螺紋等工步的加工。3.設(shè)計工藝<1）選擇加工方法B平面用銑削方法加工，因其表面粗糙度Ra6.3pm,故采用粗銑一精銑方案；櫛0H7孔為已鑄出毛坯孔，為達到IT7級精度和Ra0.8pm的表面粗糙度，需經(jīng)三次鏜削，即采用粗鏜一半精鏜一精鏜方案；對也2H8孔，為防止鉆偏和達到IT8級精度，按鉆中心孔—鉆孔一擴孔一鉸孔方案進行；（f）16mm孔在?12mm基礎(chǔ)上锪至尺寸即可；M16螺紋孔采用先鉆底孔后攻螺紋的加工方法，即按鉆中心孔一鉆底孔一倒角—攻螺紋方案加工。<2）確定加工順序按照先面后孔、先粗后精的原則確定。具體加工順序為粗、精銑B面；粗鏜、半精鏜、精鏜梅0H7孔；鉆各光孔和螺紋孔的中心孔；鉆、擴、锪、鉸 也2H8及協(xié)6孔；M16螺孔鉆底孔、倒角、和攻螺紋，詳見表3-11。（3>確定裝夾方案和選擇夾具該蓋板零件形狀簡單，四個側(cè)面較光整，加工面與不加工面之間的位置精度要求不高，故可選用通用臺鉗，以蓋板底面A和兩個側(cè)面定位，用臺鉗鉗口從側(cè)面夾緊。<4）選擇刀具所需刀具有面銑刀、鏜刀、中心鉆、麻花鉆、鉸刀、立銑刀<锪機6孔）及絲錐等，其規(guī)格根據(jù)加工尺寸選擇。B面粗銑銑刀直徑應(yīng)選小一些，以減小切削力矩，但也不能太小，以免影響加工效率； B面精銑銑刀直徑應(yīng)選大一些，以減少接刀痕跡，但要考慮到刀庫允許裝刀直徑VTH5632型加工中心的允許裝刀直徑：無相鄰刀具為機50mm，有相鄰刀具為慍0mm）也不能太大。刀柄柄部根據(jù)主軸錐孔和拉緊機構(gòu)選擇。<5）確定加工路線B面的粗、精銑削加工加工路線根據(jù)銑刀直徑確定，因所選銑刀直徑為?1O0mm，故安排沿x方向兩次進給<見圖3-57）。所有孔加工進給路線均按最短路線確定，因為孔的位置精度要求不高，機床的定位精度完全能保證，圖3-58圖3-62所示的即為各孔加工工步的加工路線。Y160初始平面—井平皿柳船平面初始平面—井平皿柳船平面圖3-57銃削B面加工路線V-|'IJ圖3-58鏜（J60H7孔加工路線圖3-59鉆中心孔加工路線圖3-60鉆、擴、鉸機2H8孔加工路線圖3-61锪機6mm孔加工路線Y對刀點cXZ1初貽平面Y對刀點cXZ1初貽平面圖3-62鉆螺紋底孔、攻螺紋加工路線<6）選擇切削用量查表確定切削速度和進給量，然后計算出機床主軸轉(zhuǎn)速和機床進給速度，詳見表（3-11>4?數(shù)控加工工藝文件的制定<1）按加工順序?qū)⒏鞴げ降募庸?nèi)容、所用刀具及其切削用量等填入表3-11數(shù)控加工工序卡片中。<2）將選定的各工步所用刀具的名稱、規(guī)格、刀輔具型號等填入表3-12數(shù)控加工刀具卡片中。表3-11數(shù)控加工工序卡片<工廠）數(shù)控加工工序卡產(chǎn)品名稱或代號零件名稱材料零件圖號蓋板HT200工序號程序編號夾具名稱夾具編號使用設(shè)備車間

臺鉗TH5632工步號工步內(nèi)容加工面刀具號刀具規(guī)格<mm)主軸轉(zhuǎn)速<rmin-1)進給速度<mmmin-1)背吃刀量<mm)備注1粗銃B平面留余量0.5mmT01機00300703.52精銃B平面至尺寸T13機00350500.53粗鏜?60H7孔至(J58mmT02松8400604半精鏜(J60H7孔至松9.95mmT03?59.95450505精鏜比0H7孔至尺寸T04?60H7500406鉆4X?12H8及4W16中心孑LT05?31000507鉆4X?12H8至松0T06松0600608擴4X(j)12H8至機1.85T07?11.85300409锪4X(j)16至尺寸T08?61503010鉸4X?12H8至尺寸T09?12H81004011鉆4XM16底孔至機4T10?44506012倒4XM16底孔端角T11?83004013攻4XM16螺紋孔T12M16100200編制審核批準共1頁第1頁表3-12數(shù)控加工刀具卡產(chǎn)品名稱零件名稱 蓋板 零件圖號程序編號工步刀具號刀具名稱刀柄型號刀具補償量<mm)備注直徑<mm)長度<mm)1T01面銃刀?1002T13面銃刀?1003T02鏜刀松84T03鏜刀?59.955T04鏜刀?60H76T05中心鉆?37T06麻花鉆?08T07擴孔鉆?11.859T08階梯銃刀?610T09鉸刀?12H811T10麻花鉆?412T11麻花鉆?813T12機用絲錐M16編制 審核批準共1頁第1頁數(shù)控線切割資料1、 數(shù)控線切割機床的加工數(shù)控線切割機床，又稱數(shù)控電火花線切割機床，其加工過程是利用一根移動著的金屬絲（鉬絲、鎢絲或銅絲等>作工具電極，在金屬絲與工件間通以脈沖電流，使之產(chǎn)生脈沖放電而進行切割加工的。如圖5-1所示，電極絲穿過工件上預先鉆好的小孔（穿絲孔〉，經(jīng)導輪由走絲機構(gòu)帶動進行軸向走絲運動。工件通過絕緣板安裝在工作臺上，由數(shù)控裝置按加工程序指令控制沿X、Y兩個坐標方向移動而合成所需的直線、圓弧等平面軌跡。在移動的同時，線電極和工件間不斷地產(chǎn)生放電腐蝕現(xiàn)象，工作液通過噴嘴注入，將電蝕產(chǎn)物帶走，最后在金屬工件上留下細絲切割形成的細縫軌跡線，從而達到了使一部分金屬與另一部分金屬分離的加工要求。走絲機構(gòu)（1>儲絲筒組合件旋轉(zhuǎn)時，其徑向跳動小于0.01mm；否則，可能引起鉬絲抖動，出現(xiàn)斷絲現(xiàn)象。將懸臂放置的走絲電機與軸承座連在一起，可增加其剛性，改善受力情況，并且在結(jié)構(gòu)工藝上容易保證與儲絲筒的同軸度安裝要求(2>為了保證儲絲筒上整齊排繞鉬絲，不出現(xiàn)疊絲現(xiàn)象，所以儲絲筒組合件轉(zhuǎn)動時，必須讓儲絲筒作相應(yīng)的軸向位移，且軸向位移應(yīng)平穩(wěn)和輕便。在圖5-2所示結(jié)構(gòu)中，在儲絲筒旋轉(zhuǎn)的同時，通過二級齒輪減速傳動帶動絲桿轉(zhuǎn)動，由于絲桿螺母副的作用而使得儲絲筒所在的滑動走絲拖板相對于機床座體(絲架所在〉產(chǎn)生軸向位移。如果二級齒輪傳動中，每一級減速比為 1:4,絲桿的螺距為2.75mm，則當儲絲筒轉(zhuǎn)過一圈時，其軸向位移為1/16>2.75= 0.仃2mm，就算用直徑為(0.15mm的鉬絲都不會產(chǎn)生疊絲。為了保證收絲方與放絲方不疊絲，可在絲架的上面和下面各放一塊硬質(zhì)合金擋絲塊，并特地偏開一定的距離(約1.5mm>。(3>儲絲筒組合件由三相四極交流馬達通過彈性聯(lián)軸節(jié)直接帶動，保證鉬絲走速為8?10m/s。采用彈性聯(lián)軸節(jié)可以減緩因走絲換向帶給儲絲筒的沖擊。4>為了循環(huán)使用鉬絲，必須要讓儲絲筒能自動正反轉(zhuǎn)換向。由于同時具有儲絲筒拖板的軸向移動，所以可在合適位置上安裝倒順換向開關(guān)。這樣，當儲絲筒拖板往某一方向移動到壓下?lián)Q向開關(guān)時，機床電器線路將會使走絲電機自動反轉(zhuǎn)，同時儲絲筒開始反方向走絲，儲絲筒拖板也相應(yīng)地換向往回移動，直到碰到另一端的換向開關(guān)后再正轉(zhuǎn)換向，如此反復，即達到循環(huán)走絲的目的。當然倒順換向開關(guān)應(yīng)做成可調(diào)節(jié)距離的形式，以適應(yīng)不同長度鉬絲量的要求。倒順換向開關(guān)的位置應(yīng)調(diào)節(jié)到保證換向時，儲絲筒上排絲的一方還有一定長度的鉬絲；否貝V,會將絲沖斷。3、快走絲線切割機床(1>鍵盤輸入。每次輸入的程序最多可達380條，具有完備的檢索、修改、刪除、插入的功能。程序指令采用LED數(shù)碼顯示方式。(2>具有圖形縮放功能，可放大一倍或縮小至一半。鉬絲偏移功能。在工件切割前一次置入，內(nèi)外偏移量最大為0.999mm。(4>齒隙補償功能。用于消除從步進電機到十字拖板間傳動齒隙造成的誤差，提高加工精度。X、y方向齒補量開機后一次置入，兩個方向的補償量均為0?0.015mm,可任選。(5>回退功能。系統(tǒng)具有從當前加工點按原加工路線回退到本段程序起始處的功能。(6>通過加工程序輸入，預置任意程序，加工結(jié)束后暫停，再按切割鍵(REG>即可繼續(xù)加工(或重復加工>。(7>坐標變換功能。坐標變換功能包括象限變換功能和對稱加工功能。4、工件的裝夾工件的裝夾形式對加工精度有直接影響。線切割機床的夾具比較簡單。一般是在通用夾具上采用壓板螺釘固定工件。當然有時也會用到磁力夾具、旋轉(zhuǎn)夾具或?qū)Ｓ脢A具。工件裝夾的一般要求(1>工件的基準表面應(yīng)清潔無毛刺，經(jīng)熱處理的工件，在穿絲孔內(nèi)及擴孔的臺階處，要清除熱處理殘物及氧化皮。(2>夾具應(yīng)具有必要的精度，將其穩(wěn)固地固定在工作臺上，擰緊螺絲時用力要均勻。(3>工件裝夾的位置應(yīng)有利于工件找正，并應(yīng)與機床行程相適應(yīng)，工作臺移動時工件不得與絲架相碰。(4>對工件的夾緊力要均勻，不得使工件變形或翹起。(5>大批零件加工時，最好采用夾具，以提高生產(chǎn)效率。(6>細小、精密、薄壁的工件應(yīng)固定在不易變形的輔助夾具上。支撐裝夾方法：(1＞懸臂支撐方式。通用性強，裝夾方便。但由于工件單端壓緊，另一端懸空，因此工件底部不易與工作臺平行，所以易出現(xiàn)上仰或傾斜致使切割面與工件上下平面不垂直或達不到預定的精度。只用于要求不高或懸臂較小的情況。(2＞兩端支撐方式(如圖5-8(a＞所示＞。其支撐穩(wěn)定，平面定位精度高，工件底面與切割面垂直度好，但對于較小的零件不適用。(3＞橋式支撐方式(如圖5-8(b＞所示＞。采用兩塊支撐墊鐵架在雙端夾具體上。其特點是通用性強，裝夾方便，大、中、小工件裝夾都比較方便。(4＞板式支撐方式(如圖5-9(a＞所示〉?？筛鶕?jù)經(jīng)常加工工件的尺寸而定，可呈矩形或圓形孔，并可