軸類零件數(shù)控加工編程

軸類零件數(shù)控加工編程專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化班級(jí)：13機(jī)自1姓名：

課程設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)院機(jī)械工程院班級(jí)13機(jī)自1姓名趙勃設(shè)計(jì)起止日期 /|111 I-I-) Jkl2016年12月12日——2( 日、..)16年12月16設(shè)計(jì)題目軸類零件數(shù)控加工程序編制設(shè)計(jì)任務(wù)（主要技術(shù)參數(shù)）:編制如圖所示軸類零件的數(shù)控車床加工程序。工作任務(wù)：1編制如圖所示軸類零件的數(shù)控車床加工程序。工作任務(wù)：1?零件的工藝分析2.數(shù)控機(jī)床的選擇3.編程中工藝指令的處理4.編制數(shù)控車床加工工藝過(guò)程卡5.編制數(shù)控加工程序6.設(shè)計(jì)說(shuō)明書1份。指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ):成績(jī):簽字:成績(jī):目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"引言 1\o"CurrentDocument"1軸類零件的工藝分析 2\o"CurrentDocument"1.1數(shù)控加工工藝的基本特點(diǎn) 2\o"CurrentDocument"1.2數(shù)控加工工藝的主要內(nèi)容 2\o"CurrentDocument"2數(shù)控機(jī)床的選擇 3\o"CurrentDocument"3編制軸類零件數(shù)控車床加工工藝過(guò)程卡 5\o"CurrentDocument"3.1工序與工步的劃分 5\o"CurrentDocument"3.2加工路線的確定 5\o"CurrentDocument"4編制軸類零件數(shù)控車床加工工藝過(guò)程卡 74.1刀具的選擇與切削用量的確定 ?\o"CurrentDocument"4.2對(duì)刀點(diǎn)和換刀點(diǎn)的確定 9\o"CurrentDocument"5數(shù)控加工程序編制 ?12\o"CurrentDocument"5.1工件坐標(biāo)系確定 12\o"CurrentDocument"5.2數(shù)控加工程序 1316參考文獻(xiàn)16引言隨著科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展和經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)的日趨激烈，機(jī)械產(chǎn)品的更新速度越來(lái)越快，數(shù)控加工技術(shù)作為先進(jìn)生產(chǎn)力的代表，在機(jī)械及相關(guān)行業(yè)領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用，機(jī)械制造的競(jìng)爭(zhēng)，其實(shí)質(zhì)是數(shù)控技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)。數(shù)控編程技術(shù)是數(shù)控技術(shù)重要的組成部分。從數(shù)控機(jī)床誕生之日起，數(shù)控編程技術(shù)就受到了廣泛關(guān)注，成為CAD/CAM系統(tǒng)的重要組成部分。以數(shù)控編程中的加工工藝分析及設(shè)計(jì)為出發(fā)點(diǎn)，著力分析零件圖，從數(shù)控加工的實(shí)際角度出發(fā)，以數(shù)控加工的實(shí)際生產(chǎn)為基礎(chǔ)，以掌握數(shù)控加工工藝為目標(biāo)，在了解數(shù)控加工銑削基礎(chǔ)、數(shù)控銑床刀具的選用、數(shù)控加工工件的定位與裝夾、擬定加工方案、確定加工路線和加工內(nèi)容以及對(duì)一些特殊的工藝問(wèn)題處理的基礎(chǔ)上，控制數(shù)控編程過(guò)程中的誤差，從而大大縮短了加工時(shí)間，提高了效率，降低了成本。1軸類零件的工藝分析1.1數(shù)控加工工藝的基本特點(diǎn)數(shù)控機(jī)床上加工零件時(shí)，要把被加工的全部工藝過(guò)程、工藝參數(shù)和位移數(shù)據(jù)編制成程序，并以數(shù)字信息的形式記錄在控制介質(zhì)。用它控制機(jī)床加工。由此可見(jiàn)，數(shù)控機(jī)床加工工藝與普通機(jī)床加工工藝在原則上基本相同，但數(shù)控加工的整個(gè)過(guò)程是自動(dòng)進(jìn)行的，因而又有其特點(diǎn)。具體來(lái)說(shuō)數(shù)控加工工藝特點(diǎn)分為以下三點(diǎn)：1、工藝詳細(xì)。2、工序集中。3、工序內(nèi)容復(fù)雜。1.2數(shù)控加工工藝的主要內(nèi)容退刀槽和螺紋，根據(jù)工件結(jié)構(gòu)選擇臥式數(shù)控車床進(jìn)行加工，選擇三爪自動(dòng)卡盤裝夾。

2數(shù)控機(jī)床的選擇因?yàn)榧庸すぜ檩S類工件所以選用CAK6150DJ數(shù)控車床。變邊卩輔主軸 工書盯衛(wèi)型 竝鞄而柚腳護(hù)閘 滴皈 fttroitfe圖2CAK6150DJ數(shù)控車床表1 CAK6150DJ數(shù)控車床參數(shù)項(xiàng)目單位規(guī)格床身上最大回轉(zhuǎn)直徑mm①500導(dǎo)軌跨度mm400最大工件長(zhǎng)度mm1900最大車削長(zhǎng)度1860最大直削直徑①500滑板上最大回轉(zhuǎn)直徑①300主軸端部型式及代號(hào)—A8卡盤手動(dòng)①250主軸前端錐孔錐度—1:20主軸孔徑70主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)雙速電機(jī)12級(jí)主軸轉(zhuǎn)速范圍r/min40—1800主電機(jī)功率雙速電機(jī)6.5/8中心咼距床身mm250距地面mm1130快移速度X/Zm/min4/8（1900mm時(shí)Z為6）刀架轉(zhuǎn)位時(shí)間（一工位）s3刀架轉(zhuǎn)位重復(fù)定位精度±1.5表1 CAK6150DJ數(shù)控車床參數(shù)續(xù)表）X軸行程z軸行程—工件精度工件表面粗糙度

尾座套筒直徑/行程

尾座錐孔錐度刀架形式刀架尺寸機(jī)床重量mmmmmmmm250I860IT6-IT7Ral.6

75/150

莫氏5號(hào)mm外圓 mm內(nèi)孔 mmkg標(biāo)準(zhǔn)配置25X25?3229003編制軸類零件數(shù)控車床加工工藝過(guò)程卡工序與工步的劃分表面精度為IT7級(jí)精度使用CAK6150DJ數(shù)控車床，保證零件的加工要求，編程時(shí)可直接用基本尺寸代入。選取毛坯，為符合加工要求，選取?58的鋁棒。數(shù)控加工前先在普通車床上完成外圓的準(zhǔn)備加工，先使之獲得?58的外圓，從而獲得工件的回轉(zhuǎn)軸線，然后在平端面，獲得工件的長(zhǎng)度基準(zhǔn)。裝夾方法：用卡盤夾持坐右端，并留有足夠的夾持長(zhǎng)度。定位基準(zhǔn)：端面基準(zhǔn)設(shè)為右端面，回轉(zhuǎn)基準(zhǔn)設(shè)為軸線；設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工藝基準(zhǔn)三者要重合，這即符合基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，又可以防止基準(zhǔn)不重合，影響加工精度；在響應(yīng)加工之前基準(zhǔn)端面要先行加工。綜上所述，在普通機(jī)床上先平端面，加工外圓去除表面的余量達(dá)到要求，完成坯料，然后把工件放在數(shù)控車床上用卡盤夾持右端，并留有足夠的夾持長(zhǎng)度，由課程設(shè)計(jì)內(nèi)容依次加工圓錐、圓弧、圓柱、退刀槽與螺紋，最后用切割刀割斷即可完成。加工路線的確定根據(jù)表面粗糙度和尺寸精度要求，確定加工路線為粗車輪廓一精車輪廓一切槽一車螺紋一切斷一掉頭平端面的，粗車為精車留單邊0.2mm的余量。

表2數(shù)控加工工序卡工號(hào)工步內(nèi)容刀具號(hào)S/(r/min)F/(mm/r)ap/mm1粗車輪廓T015000.21.52精車輪廓T028000.10.23切槽T034000.150.54車螺紋T045002（螺紋導(dǎo)程）5切斷T054000.1514編制軸類零件數(shù)控車床加工刀具卡4.1刀具的選擇與切削用量的確定4.1.1刀具的選擇粗車選擇90°外圓車刀，精車選擇35°精車刀，切槽和切斷選擇4伽切斷刀，車螺紋選擇60。螺紋車刀。表3數(shù)控加工刀具卡序號(hào)刀具號(hào)刀具規(guī)格及名稱數(shù)量加工表面1T0190°外圓車刀1粗車外表面及平端面2T0235°精車刀1精車外表面3T034mm切斷刀1快退刀槽4T0460°螺紋車刀1車螺紋切削用量的確定數(shù)控編程時(shí)，編程人員必須確定每道工序的切削用量，并以指令的形式寫入程序中。切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速、背吃刀量及進(jìn)給速度等。對(duì)于不同的加工方法，需要選用不同的切削用量。切削用量的選擇原則是：保證零件加工精度和表面粗糙度，充分發(fā)揮刀具切削性能，保證合理的刀具耐用度；并充分發(fā)揮機(jī)床的性能，最大限度提高生產(chǎn)率，降低成本。1.主軸轉(zhuǎn)速的確定主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)根據(jù)允許的切削速度和工件（或刀具）直徑來(lái)選擇。其計(jì)算公式為：n=1000v/nD式中：v 切削速度，單位為m/min,由刀具的耐用度決定；n---主軸轉(zhuǎn)速，單位為r/min；D 工件直徑或刀具直徑，單位為mm。計(jì)算的主軸轉(zhuǎn)速n最后要根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書選取機(jī)床有的或較接近的轉(zhuǎn)速。通過(guò)查詢和計(jì)算確定粗車時(shí)主軸轉(zhuǎn)速為0.2m/r，精車時(shí)主軸轉(zhuǎn)速為0.1m/r，切槽時(shí)主軸轉(zhuǎn)速為0.15m/r，切斷時(shí)主軸轉(zhuǎn)速為0.15m/r。2．進(jìn)給速度的確定進(jìn)給速度是數(shù)控機(jī)床切削用量中的重要參數(shù)，主要根據(jù)零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性質(zhì)選取。最大進(jìn)給速度受機(jī)床剛度和進(jìn)給系統(tǒng)的性能限制。確定進(jìn)給速度的原則：1） 當(dāng)工件的質(zhì)量要求能夠得到保證時(shí)，為提高生產(chǎn)效率，可選擇較高的進(jìn)給速度。一般在100?200m/min范圍內(nèi)選取。2） 在切斷、加工深孔或用高速鋼刀具加工時(shí)，宜選擇較低的進(jìn)給速度，一般在20?50m/min范圍內(nèi)選取。3） 當(dāng)加工精度，表面粗糙度要求高時(shí)，進(jìn)給速度應(yīng)選小些，一般在20?50m/min范圍內(nèi)選取。4） 刀具空行程時(shí)，特別是遠(yuǎn)距離“回零”時(shí)，可以設(shè)定該機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)設(shè)定的最高進(jìn)給速度。通過(guò)查詢和計(jì)算確定粗車時(shí)進(jìn)給速度為0.2m/r，精車時(shí)進(jìn)給速度為0.1m/r，切槽時(shí)進(jìn)給速度為0.15m/r，切斷時(shí)進(jìn)給速度為0.15mm/r。3．背吃刀量確定背吃刀量根據(jù)機(jī)床、工件和刀具的剛度來(lái)決定，在剛度允許的條件下，應(yīng)盡可能使背吃刀量等于工件的加工余量，這樣可以減少走刀次數(shù)，提高生產(chǎn)效率。為了保證加工表面質(zhì)量，可留少量精加工余量，一般0.2?0.5mm?？傊?，切削用量的具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機(jī)床性能、相關(guān)的手冊(cè)并結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)用類比方法確定。同時(shí)，使主軸轉(zhuǎn)速、切削深度及進(jìn)給速度三者能相互適應(yīng)，以形成最佳切削用量。通過(guò)查詢和計(jì)算確定粗車時(shí)背吃刀量為1.5m,精車時(shí)背吃刀量為0.2m，切槽時(shí)背吃刀量為0.5m,,切斷時(shí)背吃刀量為1m。4.螺紋的切削次數(shù)和背吃刀量確定表4常用螺紋切削的進(jìn)給次數(shù)與吃刀量公制螺紋螺距/mm1.01.522.533.54牙深（半徑量）/m0.6490.9741.2991.6241.9492.2732.598切削次數(shù)及吃刀量（直徑值）/m1次0.70.80.91.01.21.50.52次0.40.60.60.70.70.70.83次0.20.40.60.60.60.60.64次0.160.40.40.40.60.65次0.10.40.40.40.46次0.150.40.40.47次0.20.20.48次0.150.39次0.2因?yàn)楸敬问褂玫穆菁y螺距是2m,所以切削5次，背吃刀量分別為a=0.9m、a=0.6m、a=0.6m、a=0.4m、a=0.15m。p1 p2 p3 p4 p5對(duì)刀點(diǎn)和換刀點(diǎn)的確定在編制加工程序時(shí)，要正確地選擇“對(duì)刀點(diǎn)”和“換刀點(diǎn)”的位置?！皩?duì)刀點(diǎn)”就是在數(shù)控機(jī)床上加工零件時(shí)，刀具相對(duì)于工件運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)。由于程序段從該點(diǎn)開(kāi)始執(zhí)行，所以對(duì)刀點(diǎn)心也叫做“程序起點(diǎn)”或“起刀點(diǎn)”。選擇對(duì)刀點(diǎn)的原則是：1）要便于數(shù)學(xué)處理和簡(jiǎn)化程序編制2）在機(jī)床上找正容易；3）加工過(guò)程中檢查方便；4）引起的加工誤差小。對(duì)刀點(diǎn)可選在工件上，也可選在工件外面（如選在夾具上或機(jī)床上）。但必須與零件的定位基準(zhǔn)有一定的尺寸聯(lián)系。這樣才能確定機(jī)床坐標(biāo)系和工件坐標(biāo)系的關(guān)系。為了提高加工精度，對(duì)刀點(diǎn)應(yīng)盡量選在零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)上，如以孔定位的工件，可選孔的中心作為對(duì)刀點(diǎn)。刀具的位置則以此孔來(lái)找正，使“刀位點(diǎn)”與“對(duì)刀點(diǎn)”重合。所謂“刀位點(diǎn)”是指車刀、鏜刀的刀尖；鉆頭的鉆尖；立銑刀、端銑刀刀頭底面的中心、球頭銑刀的球頭中心。零件安裝時(shí)，工件坐標(biāo)系要與機(jī)床坐標(biāo)系有確定的尺寸關(guān)系，在工件坐標(biāo)系設(shè)定后，從對(duì)刀點(diǎn)開(kāi)始的第一個(gè)程序段的坐標(biāo)值，為對(duì)刀點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值。對(duì)刀點(diǎn)既是程序的起點(diǎn)，也是程序的終點(diǎn)。因此在成批生產(chǎn)中要考慮對(duì)刀點(diǎn)的重復(fù)精度，該精度可用對(duì)刀點(diǎn)相距機(jī)床原點(diǎn)的坐標(biāo)值來(lái)校核。所謂“機(jī)床原點(diǎn)”是指機(jī)床上一個(gè)固定不變的極限點(diǎn)。例如，對(duì)車床而言，是指車床主軸回轉(zhuǎn)中心與車頭卡盤端面的交點(diǎn)?！皳Q刀點(diǎn)”是為數(shù)控車床、數(shù)控加工中心等多刀加工機(jī)床的編程設(shè)定的，回為這些機(jī)床加工中途需更換刀具，故應(yīng)規(guī)定換刀點(diǎn)。所謂“換刀點(diǎn)”是指刀架轉(zhuǎn)位換刀時(shí)的位置。該點(diǎn)可以是某一固定點(diǎn)（如加工中心機(jī)床，其換刀機(jī)械手的位置是固定的），也可以是任意的一點(diǎn)（如銑床）。換刀點(diǎn)的位置應(yīng)設(shè)在工件或夾具的外部，以刀架轉(zhuǎn)位時(shí)不碰工件及其它部件為準(zhǔn)。其設(shè)定值可用實(shí)際測(cè)量方法或計(jì)算確定。表5數(shù)控加工工序卡零件號(hào)001程序號(hào)0100編制日期2016-12-13零件名稱軸類零件編制趙勃-I-rH口工少號(hào)程序段號(hào)工步內(nèi)容使用刀具名稱切削參數(shù)刀具號(hào)補(bǔ)償號(hào)S/(r/min)F/(mm/r)a/mm1N1粗車輪廓90°外圓車刀5000.21.5T01012N2精車輪廓35°外圓車刀8000.10.2T02023N3切槽4mm切斷刀4000.150.5T03034N4車螺紋60°螺紋車刀5002（螺紋導(dǎo)程）T04045N5切斷4mm切斷刀4000.151T03035數(shù)控加工程序編制5.1工件坐標(biāo)系確定車床坐標(biāo)系的設(shè)置是根據(jù)相對(duì)位置來(lái)確定的，工件的縱向零點(diǎn)可以設(shè)置在工件右端面，或是左端面，x相的零點(diǎn)在主軸的回轉(zhuǎn)中心上。該工件將編程原點(diǎn)選在圖形的最右端，避免基準(zhǔn)不重合原則帶來(lái)的誤差，而且毋須進(jìn)行尺寸鏈換算。該工件上所有編程節(jié)點(diǎn)相對(duì)于工件坐標(biāo)系原點(diǎn)的坐標(biāo)值為A(24,0),B(20，28),C(26,28),D(26,38),E(42.78,62.29),F(53.12,73),G(56,74),H(56,95)

數(shù)控加工程序表6數(shù)控加工程序0100程序號(hào)100Nl;粗車輪廓段N5G00G97G99S500M03T0101F0.2;快速定位，主軸正轉(zhuǎn)，以每分鐘500轉(zhuǎn)設(shè)定主軸轉(zhuǎn)速，以每轉(zhuǎn)進(jìn)給0.2mm設(shè)定進(jìn)給速度，刀具號(hào)01刀具補(bǔ)償號(hào)01。N10X80.Z20.;快速定位到點(diǎn)（80,20）N15G42X60.Z2.;刀尖圓弧半徑右補(bǔ)償，快速定位到點(diǎn)（60,2）N20G71U1.5R0.5;粗車復(fù)合固定循環(huán)，背吃刀量1.5mm,退刀量0.5mm.N25G71P30Q75U0.4W0.2;粗車復(fù)合固定循環(huán)，精車形狀程序段組中起始程序段的順序號(hào)30，精車形狀程序段組中結(jié)束程序段的順序號(hào)75.X方向預(yù)留的精加工余量0.4,Z方向預(yù)留的精加工余量0.2。N30G00X24.;快速定位到點(diǎn)（24,2）N35G01Z0.;直線插補(bǔ)進(jìn)給到點(diǎn)（24,0）N40Z-28.;直線插補(bǔ)進(jìn)給到點(diǎn)（24,-28）N45X26.;直線插補(bǔ)進(jìn)給到點(diǎn)（26,-28）N50Z-38;直線插補(bǔ)進(jìn)給到點(diǎn)（26,-38）N55X42.78Z-69.29;直線插補(bǔ)進(jìn)給到點(diǎn)（42.78，-69.29）N60G02X52.41Z-73.R5順時(shí)針圓弧插補(bǔ)中點(diǎn)坐標(biāo)為（52.12，-73）圓弧半徑為5mmN65G01X56.C1.；直線插補(bǔ)進(jìn)給到點(diǎn)（56,-73）過(guò)渡圓角（C1）N70Z-100;直線插補(bǔ)進(jìn)給到點(diǎn)（56,-100）N75X60.;直線插補(bǔ)進(jìn)給到點(diǎn)（60,-100）N80G00G40X80.Z20.;取消刀尖圓弧半徑右補(bǔ)償，快速定位到點(diǎn)（80,20）N85M05;主軸停轉(zhuǎn)

N2;精車輪廓段N90GOOS800M03T0202FO.l;快速定位，主軸正轉(zhuǎn)，以每分鐘800轉(zhuǎn)設(shè)定主軸轉(zhuǎn)速，以每轉(zhuǎn)進(jìn)給O.lmm設(shè)定進(jìn)給速度，刀具號(hào)O2刀具補(bǔ)償號(hào)O2。N95G42X60.Z2.;刀尖圓弧半徑右補(bǔ)償，快速定位到點(diǎn)（6O,2）N1OOG70P30Q75;精車固定循環(huán)精車形狀程序段組中起始程序段的順序號(hào)3O,精車形狀程序段組中結(jié)束程序段的順序號(hào)75。N105GOOG40X80.Z20.;取消刀尖圓弧半徑右補(bǔ)償，快速定位到點(diǎn)（8O,2O）N11OM05;主軸停轉(zhuǎn)N3;切槽段N115GOOS400M03T0303F0.15;快速定位，主軸正轉(zhuǎn)，以每分鐘4OO轉(zhuǎn)設(shè)定主軸轉(zhuǎn)速，以每轉(zhuǎn)進(jìn)給O.15mm設(shè)定進(jìn)給速度，刀具號(hào)O3刀具補(bǔ)償號(hào)O3。N120Z-28.;快速定位到點(diǎn)（8O,-28）N125X3O.;快速定位到點(diǎn)（3O,-28）N13OG75RO.5;切槽固定循環(huán)，X向退刀量是O.5mmN135G75X2OP5OO;切槽固定循環(huán)，徑向進(jìn)刀的終點(diǎn)坐標(biāo)是2O，X方向每次進(jìn)刀量為5OOumoN14OGOOX8O.;快速定位到點(diǎn)（8O,-28）N145Z2O.;快速定位到點(diǎn)（8O,2O）N15OMO5;主軸停轉(zhuǎn)N4;車螺紋段N155GOOS5OOMO3TO4O4;快速定位，主軸正轉(zhuǎn)，以每分鐘5OO轉(zhuǎn)設(shè)定主軸轉(zhuǎn)速，刀具號(hào)O4刀具補(bǔ)償號(hào)O4。N16OX26.Z2.;快速定位到點(diǎn)（26,2）表6數(shù)控加工程序續(xù)表）

N165G92X23.1Z-30.F2.;車削圓柱螺紋的終點(diǎn)坐標(biāo)為（23.1,-30）螺紋導(dǎo)程是2N170X22.5;車削圓柱螺紋的終點(diǎn)坐標(biāo)為（22.5,-30）螺紋導(dǎo)程是2N175X21.9;車削圓柱螺紋的終點(diǎn)坐標(biāo)為（21.9,-30）螺紋導(dǎo)程是2N180X21.5;車削圓柱螺紋的終點(diǎn)坐標(biāo)為（21.5,-30）螺紋導(dǎo)程是2N185X21.4;車削圓柱螺紋的終點(diǎn)坐標(biāo)為（21.4,-30）螺紋導(dǎo)程是2N190G00X80.;快速定位到點(diǎn)（80,-30）N195Z20.;快速定位到點(diǎn)（80,-20）N200M05;主軸停轉(zhuǎn)N5;切斷段N205G00S400M03T0303F0.15;快速定位，主軸正轉(zhuǎn)，以每分鐘400轉(zhuǎn)設(shè)定主軸轉(zhuǎn)速，以每轉(zhuǎn)進(jìn)給0.15mm設(shè)定進(jìn)給速度，刀