数控编程专项设计--大学毕业设计论文.doc

数控编程专项设计Hefei University项目设计PROJECT题目： 数控编程专项设计 系别： 机械工程系 专业： 机械设计制造及自动化 学制： 四年 姓名： 胡飞 学号： 1306012005 导师： 姜海 2015年 12月15 日目录1设计题目及要求12加工工艺方案设计12.1加工方式选择12.2加工工序设计12.3走刀路线设计23刀具的选择34切削用量的选择45数控切削程序的编写46设计总结67参考文献71 设计题目及要求设计要求：图示是模具芯轴的零件简图。 零件的径向尺寸公寸公差为0.01mm，角度公差为0.1，材料为45#钢。毛坯尺寸为66mmx100mm。生产纲领：批量30件。2 加工工艺方案设计2.1 加工方式选择1.零件成型组成表面；零件由圆柱面、逆圆弧、直线、内孔和锥面几部分组成。是数控加工可选的内容。2.零件尺寸标注完整、轮廓表达清晰、零件结构合理；3.尺寸精度保证；图形上尺寸均为IT8级，用数控车床自身精度均可保证，编程时尺寸去基本尺寸即可。4.材料的选取；选用45#钢（热轧），无热处理及硬度要求，材料且学加工工艺性良好。5.各成型表面连接复杂程度中等，加工连续连续时间不长，不需用可转为刀片，用一般硬质合金刀即可。2.2 加工工序设计1.装夹方法（采用两次装夹）； （一） 先加工左端，装夹右端，零件为圆柱型零件，选用三爪自定心卡盘夹持，并留有足够的的夹持长度（20毫米），如下图所示；一次装夹示意图（二）加工右端，装夹左端，零件为圆柱型零件，选用三爪自定心卡盘夹持，左端留有足够的长度，右端采用轴套，保证足够的刚度，如下图所示二次装夹示意图2.定位基准；端面基准设为左基准，回转基准设为轴线；设计基准、定位基准与工艺基准三者重合，以防止基准不重合，影响加工精度；在相应加工之前基准端面要先行加工。综上所述；在普车上先平端面，加工外圆去除表面的余量达到要求，完成坯料；然后把工件放在数控车床上采用三爪自定心卡盘分两次装夹，并留有足够的夹持长度和保证零件的刚度，依次完成加工的要求。2.3 走刀路线设计1零件的加工顺序；（一）先加工左端，装夹右端，车平面，然后遵循由粗到精，从右向左（先近后远的加工原则），先孔后面的原则，加工时从右到左粗车各表面，粗车时留有精加工余量0.5mm，在加工螺纹孔时先采用8mm的钻，钻个中心孔，保证孔的垂直度，在葱孔，最后绞孔和攻丝。（二）在加工右端，装夹左端，平断面，依次加工圆弧，直线段，锥面。先粗车加工，在精加工，粗车时留精加工余量0.5mm。2.进给路线；（一）选CJK6140车床具有粗车循环和深孔螺纹的自动加工功能，加工时一句程序去自动完成。循环加工时，依零件外轮廓的引入段及延伸尺寸要足够。（二）对精加工，依零件外轮廓走刀一次完成精加工的切除。（三）深孔加工走刀次数的确定。3.走刀路线图；（一）图a为加工左端外轮廓走刀路线图（二）图b为加工左端精车走刀路线图（三）图c为深孔图的加工（四）图d为深孔加工螺纹图（五）图e为加工右端外轮廓的走刀路线图（六）图f为加工右端精车路线图（图a）加工左端外轮廓走刀路线图（图b）加工左端精车走刀路线图（图c）深孔图的加工 （图d）深孔加工螺纹图（图e）加工右端外轮廓的走刀路线图（图f）为加工右端精车路线图3 刀具的选择1.刀具材料为硬质合金：（一） 粗车时循环车削轮廓取一般硬质合金93度右偏刀，从右到左依次车轮廓，为防涉取K r=35度取刀杆直径D=20mmX20mm。（二） 精车轮廓时取硬质合金93度，右偏刀，取K r=35度取刀杆直径D=20mmX20mm。为保证刀尖圆角半径R小于结构上最小圆弧半径，取R=0.15-0.2mm。（三） 打中心孔取硬质合金的中心钻直径为8mm的中心钻，长度为40mm。（四） 攻丝麻花钻直径为12mm的麻花钻，长度为40mm。（五） 切割-切削刃宽为4mm，取刀柄D=25mmX25mm。2.将以上所选定的刀具参数填入刀具卡。见下表：数控加工刀具卡产品的名称及代号零件图零件名称零件轴图号A4序号刀具号刀具规格及名称数量加工表面备注1T0193度硬合外圆右偏刀1粗车外表面及平端面2T0293度硬合外圆右偏刀1精车外表面3T038mm的中心钻1钻中心孔4T0413mm的麻花钻1攻丝5T05切割1切断编制审核批准页数4 切削用量的选择1.背吃刀量的选择 ap：（参考文献1：p221 表5-7 中间值）得ap=（2+6）/2=4mm由图纸得，max=46mm，min=30mm（46-30）/2=8mm由表面粗糙度Ra1.6-6.3，得留取精加工余量ap精=0.25所以ap粗总=8-0.25=7.75mm7.75/4=2次2、 主轴转速：（参考文献1p221 表5-7，并参阅机床手册中“主轴转速”）该零件的加工面由圆柱、圆弧、螺纹等表面组成。因为工件材料为45#中碳钢，尺寸较小。为保证表面精度要求选取切削速度范围为：Vc=90110m/min。（1） 、外轮廓加工:粗加工：取Vc=（90+110）/2=100m/min考虑刀具耐用度，降20%，取Vc粗=80m/minn粗=80x1000/x50=560r/min 精加工：Vc取中间值 Vc=100m/min 为保证表面粗糙度Ra，升20%。 取：Vc精=120m/min n精=120x1000/xd均=1200x1000/3.14x40=1000r/min考虑刀具走刀，取n精=800r/min（2） 、深孔螺纹加工：（由参考文献1：p221 螺纹加工主轴转速公式 n=1200/p-k n=1200/3-80=320r/min f=3mm/r Vf=nxf=320mm/min （3）、端面：n粗=n粗外，n精=n精外（4）、外圆段加工时：ap=4mm 端面用左偏刀倒吃刀ap=1mm，f=0.25mm/r 根据上面的计算结果，填入下表：Ap（mm）N（r/min）Vc(m/mm)F(mm/r)Vf(mm/min)车削粗车356080精车0.75800120螺纹粗加工孔1.2320960精加工孔螺纹02320960切削0.055600.15切端面0.15600.15综合前面分析的各项内容并填入数控加工工艺卡片单位名称数控0801产品名称或代号零件名称零件图好零件轴零件轴A4工序号程序编号夹具名称使用设备车间001O1111三爪字定心卡盘CJK6140数控车床数控加工中心工号工布内容刀具号刀具规格主轴转速（r/min）进给速度（mm/min）被吃刀量（mm）备注1车端面T0120x305603手动2车外圆T0120x305603自动3粗车外轮廓T0120x305603自动4精车外轮廓T0220x305603自动5钻中心孔T038x403200.75自动6攻丝T0412x403200.75自动二次加工；掉头加工右端单位名称数控0801产品名称或代号零件名称零件图好零件轴零件轴A4工序号程序编号夹具名称使用设备车间001O2222三爪字定心卡盘CJK6140数控车床数控加工中心工号工步内容刀具号刀具规格主轴转速（r/min）进给速度（mm/min）被吃刀量（mm）备注1车端面T0120x305603手动2车外圆T0120x305603自动3粗车外轮廓T0125X255600.05自动4. 精车外轮廓T0220x203209601.2自动 5 数控切削程序的编写1.编程原点处理； 将编程原点选在图形的最右端中心点处，避免基准不重合时带来的误差，而且不需进行尺寸链的换算。2.编程时尺寸处理； 由于精度要求不高，编程时直接用基本尺寸处理3.深孔螺纹加工时处理； 由于孔是螺纹孔，需要先用中心钻个中心孔，然后早用机床尾架，用手加工螺纹。程序如下：O1001；N10 G54 G99 G21;N20 T0101 ;N30 M03 S600;N40 G00 X64 Z2;N50 G01 Z-66.24 F0.2;N60 G00 X66 Z0;N70 G01 X0 F0.05;N80 G00 X200 Z100;N90 M05;N100 T0202;N110 M03 S600;N120 G00 X0 Z1;N130 G74 R1;N140 G74 Z32 Q10 F0.05;N150 G00 X200 Z100;N160 M05;N170 T0101;N180 G00 X66 Z2;N190 G71 U2 R0.5;N200 P210 Q300 U2 W2 F0.15;N210 G00 X20;N220 G01 Z-62.02 F0.15;N230 X20 Z-66.24;N240 G70 P210 Q 230;N250 G00 X100 Z200;N260 M05;N270 M30;掉头装夹左端，加工右端02222;N10 G54 G99 G21;N20 T0101 ;N30 M03 S600;N40 G00 X64 Z2;N50 G01 Z-32 F0.2;N60 G00 X66 Z0;N70 G01 X0 F0.05;N80 G00 X66 Z2;N90 G73 U3 W3 R4;N100 G73 P110 Q U0.5 W0.5 F0.2;N110 G00 X0;N120 G03 X26 Z29.26 R19.4 F0.15;N130 G01 Z13.26 F0.2;N140 X61 Z-17;N150 X61 Z-29.26;N160 P110 Q150;N170 M05;N180 M30;6 设计总结在设计过程中,在螺纹车削编程中要注意,数控车床主轴上必须安装有脉冲编码器测定主轴实际转速,从而实现主轴转一转刀具进给一个螺纹导程的同步运动,从螺纹粗车到精车,主轴的转速必须保持不变. 该特殊轴零件结构，有螺纹、倒角、圆弧、槽等。该编程中螺纹车削采用螺纹加工循环指令G76,同时粗车时还运用多重复合循环指令G71，用这些指令编程可以不用写那么多步程序，较为方便省时。经过此次试验，我进一步了解了数控加工制造的特点，进一步熟悉了设计流程，对数控编程又有了进一步的了解。感谢老师对这次作业的布置，使得我们加深了对数控技术各方面的特性的了解，为我们今后的就业之路奠定了基石。 7 参考文献1 邵刚 主编。数控车操作技术；安徽科学技术出版社。20082 孙明江 主编。数控机床编程与仿真操作；西北工业大学出版社，20103 李华志 主编。数控加工工艺与装备；清华大学出版社，2005 4 徐宏海 主编。数控机床刀具及其应用；化学工业出版社20055 陈永泰.机械制造技术实践M.北京:机械工业出版社,2003.6 艾兴等 编著.高速切削加工技术.北京：国防工业出版社，20047 陈薇芳，王宏涛. 机床数控技术及应用M 科学出版社，20088 赵雪松，任小中，赵晓芬. 机械制造技术基础M 华中科技大学出版社201217