毕业设计数控车床加工实例的工艺设计及程序编程样本.doc

引言随着科学技术发展，数控加工技术是当代制造技术典型代表，在制造业各个领域，涉及军工、汽车、摩托车、模具、家电等行业应用日益广泛，已经成为这些行业不可缺少加工手段。数控车削加工技术则是应用最为普及一种数控加工技术。随着中华人民共和国加入世界贸易组合,全球制造业浮现向中华人民共和国转移倾向,国内对数控加工需求也呈现出高速持续增长趋势,大批大量生产，如汽车、拖拉机与家用电器零件，为理解决高产、优质问题，多采用专用工艺装备、专用自动化机床或专用自动生产线和自动车间进行生产。但是应用这些专用设备进行生产，生产准备周期长，产品改型不易，因而使产品开发周期增长。在机械产品中，但见于小批量产品占到70%80%,此类产品普通都采用通用机床加工，当产品变化时，机床与工艺装备均需作相应变换和调节，并且通用机床自动化限度不高，基本上由人工操作，难以提高生产效率和保证产品质量。特别是某些曲线、曲面轮廓构成复杂零件，只能借助靠模和仿形机床，或者借助划线和样板用于手工操作办法来加工，加工精度和生产效率受到很大限制。由于数控机床综合应用了电子计算机、自动控制、伺服驱动、精密见车与新型机械机构等方面技术成果，具备高柔型、高精度与高度自动化特点，因而，采用数控加工手段，解决了机械制造中常规加工技术难以解决甚至无法解决单件、小批量、特别是复杂性面零件加工。应用数控加工技术使机械制造业一次技术革命，使机械制造业发展进入了一种新阶段，提高了机械制造业制造水平，为社会提供了高质量、多品种及高可靠性机械产品。当前应用数控加工技术领域已从当时航空工业部门逐渐扩大到汽车、造船、机床、建筑等民用机械制造业，并已获得了巨大经济效益。正文 一、数控车床加工工艺 1、数控车床加工工艺特点 数控车床加工与普通车床加工在许多方面遵循原则基本上是一致。但数控车床加工自动化限度高，控制功能强，设备费用高，因而也就相应形成了数控车床加工工艺自身特点。 2、数控车床加工工艺内容 （1）选取并拟定适合在数控车床上加工零件并拟定工序内容。 （2）分析被加工零件图纸数控加工工艺，明确加工内容与技术规定。 （3）拟定零件加工反感，制定数控加工工艺路线，如划分工序、安排加工顺序等。 （4）设计数控加工工序，制定定位夹紧方案，划分工步，规划走刀路线，选取刀辅具，拟定切削用量，计算工序尺寸及工差等。 （5）数控加工专用技术文献编写。 二、图纸分析及工艺解决 1、工艺分析轴类零件是机械加工中不可缺少一类零件，在机械装配中起着举足轻重作用。工艺分析是数控车削加工前期工艺准备工作。工艺制定合理与否，对程序编制、机床加工效率和零件加工精度均有重要影响。该零件右端由SR9球头面、R5mm圆弧面、公称直径30mm螺距为1.5mm外螺纹、两端分别有两个C2mm倒角。左端由两段直径为32mm外圆柱面和一段直径为38mm外圆柱面构成。左端内孔有两个C1mm倒角、两段直径分别为22.5mm、20mm内圆柱面、公称直径24mm螺距为1.5mm内螺纹构成。如下图1-1零件图所示。图1-1 零件图 零件对表粗糙度有较高规定，表面粗糙度值为1.6m，别的表面粗糙度均规定为3.2m。工件总长为103mm，最大回转直径为38mm轴类零件，上偏差为0mm,下偏差为-0.039mm。轴右端有球头面、圆弧面、外螺纹、锥角。轴左端有内孔，孔里有公称直径为24mm内螺纹，右端有球头面和螺纹不易装夹，因而可用93外圆车刀先加工左端外轮廓，然后加工内孔，用直径为18mm钻头钻孔，用镗刀镗孔，用内螺纹刀加工内螺纹。然后倒转工件加工右端外轮廓，再用60外螺纹刀加工外螺纹。 在车削过程中先粗加工外轮廓，最后精加工时需要切削两次，以去除毛刺，提高表面质量。2、工艺解决 （1）毛坯选取 长度为103mm，最大回转直径为38mm，因而可选取40X105mm，材料为45钢。 （2）数控加工前零件预加工 零件毛坯在热解决前先进行粗车加工，为数控车削加工工序提供可靠工艺基准：用车床三爪卡盘装夹零件，零件内孔、外圆以及所在端面均留0.8mm或1.6mm余量；数控编程任务书如下表1。 表1 数控编程任务书 3月 23日07数控一班数控编程任务书产品零件图号07000-01任务书编号零件名称轴CK-01使用数控设备数控车床共1 页第1页重要工艺阐明及技术规定 1数控车削加工零件尺寸精度和表面质量均需达到图纸规定。2技术规定：（1）未注尺寸公差按IT12级；（2）去除毛刺飞边；收到编程时间年月 日经手人编制毕崇亮审核编程审核批准（3）数控车削加工安装方式 零件采用机床自身原则三爪卡盘，找正并夹紧，需进行两次装夹。第一次装夹夹住某些为右端毛坯外表面，加工左端外轮廓和内孔，第二次装夹夹住左端外圆柱面为防止划伤表面，在加工右端时，用铁皮或砂纸包住左端直径为32mm外圆柱面找正再进行加工。夹紧时一定要注意夹紧力大小要恰当，在夹紧时要防止工件左端变形。（4）数控车削加工工序 数控车削分两次装夹完毕切削加工：先使用93外圆车刀先粗车再精车零件左端处各某些尺寸，先加工外轮廓再加工内孔。换端面加工另一端，同样是先粗加工后精加工。数控加工工艺卡见表2。表2 数控加工工序卡 3月 23日 机械厂数控加工工序卡产品名称或代号零件名称零件图号轴加工轴套07000-01工艺序 号程序编号夹具名称夹具编号使用设备加工车间P1234三爪卡盘P1000数控车床实训基地工步号工步内容刀具号刀具规格主轴转速r/min进给速度mm/r背吃刀量mm1粗车左端外轮廓T010193外圆车刀6000.22精车左端外轮廓T010193外圆车刀10000.13钻3中心孔定位T02023mm钻头5000.154钻18孔至30mm处T030318mm钻头5000.155粗车左端内孔轮廓T040493内孔车刀6000.26精车左端内孔轮廓T040493内孔车刀10000.157车内螺纹T050560螺纹车刀35015（螺距）8粗车右端外轮廓T010193外圆车刀6000.28精车右端外轮廓T010193外圆车刀10000.159车右端外螺纹T060660螺纹车刀3501.5（螺距）编制毕崇亮审核批准第 1页共1 页（5）数控车削加工工具T01:93外圆车刀；T04：93内孔车刀；T05：60内螺纹刀；T06：60外螺纹刀。（6）切削用量选取 切削用量重要考虑加工尺寸精度和加工表面质量规定并兼顾提高刀具耐用度、机床寿命等因素。拟定主轴转速，粗车外轮廓600r/mm，精车外轮廓1000r/mm，粗车内孔轮廓600r/mm，精车内孔轮廓1000r/mm，车外螺纹350r/mm，车内螺纹350r/mm，钻孔500r/mm。粗车进给速度为f=0.2mm/r，精车进给速度f=0.15mm/r或f=0.1mm/r。三、数值计算 1、外螺纹计算 外螺纹大径：D=D-0.1P=30-0.1x1.5=29.85mm。 外螺纹小径：D=D-1.3P=30-1.3x1.5=28.05mm。2、内螺纹计算内螺纹大径：D=D-0.1P=24-0.1x1.5=23.85mm。 内螺纹小径：D=D-1.3P=24-1.3x1.5=22.05mm。四、 程序编制 采用手动编程，再编程过程中要注意提高工作效率为主，并且要保证工件尺寸精度和表面质量。参照程序如下：o1234t0101（加工左端外轮廓）s600m03g00x42.0z0g01x-1.0f0.1g00x42.0z2.0g71u3.0r0.5g71p10q20u2.0w0f0.2N10g00g42x28.0s1000z0f0.1x32.0w-2.0z-32.0x38.0z-38.0N20g00g40x41.0g70p10q20g00x100.0z100.0m05t0202（加工左端内孔）t0303t0404s600m03g00x0z2.0g71u3.0r0.5g71p30q40u-2.0w0f0.2N30g00z0g01x24.5f0.15x22.5w-1.0z-30.0N40g00x0g70p30q40g00z100.0x100.0m05m30t0505（加工左端内孔螺纹）s350m03g01x22.05z2.0f0.1g92x22.05z-20.0f1.5x22.65x22.85x23.25x23.45x23.85x23.85g00z20.0x20.0m05t0101（加工右端外轮廓）s600m03g00x42.0z2.0g71u2.5r0.5g71p50q60u1.5w0f0.2N50g00g42x0s1000g01z0f0.1g03x18.0w-9.0r9.0g02x22.0z-13.0r5.0g01x26.0w-10.0x30.0w-2.0w-21.0x26.0w-2.0w-8.0x32.0w-10.0N60g00g40x41.0g70p50q60g00x100.0z100.0m05t0606 (加工右端外螺纹)s350m03g00x32.0z-25.0g92x29.85z-46.0f1.5x29.25x29.05x28.65x28.45x28.05x28.05g00x100.0z100.0m05m30五、数控仿真加工操作 1、数控仿真系统启动及回原点 进如数控仿真系统界面按操控面板上得“急停”按钮按“系统启动”按“回原点”按钮按“Z”按钮按 “+”按“X”按 “+”X,Z相应批示灯亮.即完毕上述操作. 2、数控仿真工件装夹及刀具选取安装:（1）点击工具栏上“定义毛坯”设立直径为55mmX145mm45钢圆柱毛坯点击“放置零件”浮现“选取零件”对话框点选取毛坯点“安装零件”浮现“移动零件”对话框点击黄色“方向箭头”使毛坯外伸115mm。（2）外圆车刀T01选取安装：点击工具栏上“选取刀具”浮现“刀具选取”对话框选“1号刀位”选取“VBMT160402刃长为16mm刀尖半径为0.2mm35度菱形刀片”选取刀柄为93度外圆右向横柄点击“拟定”完毕操作。T04内孔车刀选取和T01选取流程基本是同样，只是刀位号是“4号刀位”。（3）内螺纹刀选取安装：选取刀位号5选取60度角菱形刀片选取“内孔刀柄”点击“拟定”完毕操作。（4）外螺纹刀选取安装：选取刀位号6选取60度角菱形刀片选取“外圆刀柄”点击“拟定”完毕操作。3、数控仿真刀具对刀 （1）按“MDI”键PROGRAM键入T0101按“EOB”键按“INSERT”键按“循环启动”键，调出T01外圆车刀。 （2）将模式调到“手动模式”按“主轴正转”按钮车刀沿“Z轴负向以适当背吃刀量切入”保持X轴不变按“主轴停止”“测量”得X( )为直径值按“编辑”键按“OFFSETSETING”键点击软键“形状”在番号01区域输入“X（ ）”点击软键“测量”完毕X轴对刀按“主轴正转”保持Z轴不变X轴正向提刀按“主轴停止”点击工具栏“测量”得Z（ ）将“Z（ ）+2=Z-k” 在番号01区域输入Z-k点击软键“测量”完毕Z轴对刀。（3）内孔车刀对刀方式和外圆车刀是同样，在这里不再赘述。（4）螺纹刀X轴对刀方式与外圆车刀同样。在这里仅说一下Z轴对刀：调到“手动方式”模式按“主轴正转”按钮调X,Z轴使螺 纹刀接近圆柱有端面调出手轮调X,Z轴使刀尖刚好接触右端面外圆按“OFFSETSETING”键点击软键“形状” 在番号04区域输入Z2.0点击软键“测量”完毕Z轴对刀。4、数控仿真程序导入、试运营、首件试切及自动加工（1）按“编辑”模式键PROGRAM点击软键“操作”点击软键向右黑色箭头点击工具栏“DNC传送”选取保存程序在操控面板上输入O1000点击软键“READ”点击软键“EXEC”程序被导入NC系统呈当前CRT/MDI操控面板上。（2）按“自动运营”模式按“试运营”按“CUSTOM”键按“循环启动”键。如果不浮现报警，则阐明程序运营正常。可以用来加工零件。 （3）按“自动运营”模式按单段按“循环启动”键不断地按直道完毕加工测量修正。 （4）按“自动运营”模式按“试运营按“CUSTOM”键按“循环启动”键自动加工。六、仿真示意图及UG实体图1、内螺纹加工图2、外螺纹加工图3、总体尺寸4、 实体图七、 实操刀具安装及对刀操作 1、数控车刀在数控机床刀架上安装条件及规定：（1）车刀刀尖和工件中心等高刀杆轴线和工件轴线垂直。如图1-2所示：切槽刀安装时，其刀刃和工件中心等高，其刀身轴线和工件轴线垂直。图1-2 刀具与工件位置关系合上机床电源开关，按下操控面板上“系统启动”键，带系统界面稳定后，机床回零点。用三爪卡盘按规定稍微加快工件，待工件找正后，加快工件。 （2）车刀安装在刀架上，伸出某些不适当太长，伸出量普通为刀杆11.5倍。伸出过长会使刀杆刚性变差，切削时易产生震动，影响工件表面质量。 （3）车刀垫铁要平整，数量要少，垫铁应与刀架对齐。车刀至少要用两个螺钉压紧在车刀架上，并逐个轮流拧紧。 （4）车刀刀尖应与工件轴线等高，否则会由于基面和切削平面位置发生变化，而变化车刀工作时前角和后角数值，当车刀刀尖高于工件轴线时，使后角减小，增大了车刀后刀面与工件摩擦；当车刀刀尖低于工件轴线时，使前角减小，切削力增长，切削不顺利。车端面时，车刀刀尖高于或低于工件中心，车削后工件端面中心处留有凸头。使用硬质合金车刀时，如不注意这一点，车削中心会使刀尖崩碎。 （5）车刀刀杆中心线应与进给方向垂直，否则会使主偏角和副偏角数值发生变化，如螺纹车刀安装歪斜，会使螺纹牙型半角产生误差。2、外圆车刀对刀操作 （1）对外圆车刀：在操控面板上按“手摇”键，摇动手轮，使外圆车刀接近工件，先端平右端面。在操控面板上按“OFFSETTING”键，再按软键“补偿”“形状”在番号01所在区域通过操控面板输入Z0，按软键“测量”完毕Z轴对刀。以一定背吃刀量沿Z轴方向切入工件一某些，退出刀具适当位置，用游标卡尺测量被切出外圆表面为50.26mm，在上面番号01区域输入X50.26,按软键“测量”完毕X轴对刀。 （2）对内螺纹刀：将控制模式调到手摇，摇动手轮，使螺纹刀刀尖接近工件右端面，微调螺纹刀使刀尖与右端面平齐。在上面番号05区域内输入Z2.0，按软键“测量”，完毕Z方向对刀。X轴对刀方式和外圆车刀对刀完全同样。 （3）对外螺纹刀：将控制模式调到手摇，摇动手轮，使螺纹刀刀尖接近工件右端面，微调螺纹刀使刀尖与右端面平齐。在上面番号06区域内输入Z2.0，按软键“测量”，完毕Z方向对刀。X轴对刀方式和外圆车刀对刀完全同样。总 结 毕业设计是大学学习一种重要构成某些，每一名大学生在毕业之前都必要完毕一份毕业设计，它是对咱们学习成果综合性总结和检阅。在教师耐心指引下，通过半个多月努力，我顺利完毕了一份毕业设计。 在做毕业设计过程中我翻阅了大量有关知识，我更加完善了自己专业知识，把以往没有学会知识重新学会，把学过知识再次温习了一遍，进一步巩固了自己专业知识。两年多来通过对数控专业学习，不但学会了有关专业知识，也使我更加结识到数控这个新兴行业在当代工业中重要地位，大量高精度零件、配件离不开数控，高精度模具设计更是离不开数控加工中心，随着经济发展，社会进步更加高科技五轴、六轴联动加工中心已经浮现，它能加工出更多以往无法加工出模具。 本次毕业设计，在向指引教师请教及她精心指引过程中，我深刻体会到教师认真负责工作态度，严谨治学精神和深厚理论知识水平。在此期间，我学到不但是咱们专业知识，还从中学习了许多待人处事道理、办法，通过对教师们社会阅历理解，对咱们这些刚刚大学毕业学生此后生活和工作有了很大协助。在设计过程中咱们遇到小困难也是层出不穷，在对这些困难解决中，同窗们共同分析、探讨，无形中，不但使咱们之间关系更加融洽，更培养了咱们团队合伙精神。通过本次毕业设计，我受益非浅。这对于我后来工作和生活均有很大协助。 编 者 .4.2 参照文献(1)杨老记 . 机械制图. 北京:机械工业出版社，1986(2)余英良 . 数控加工编程及操作. 北京:高等教诲出版社，1989(3)华茂发 . 数控机床加工工艺. 北京:机械工业出版社,1991(4)伍友德 ，李先跃 .车刀刃磨技术第二版. 北京:化学工业出版社，1992(5)陆剑中（上海理工大学），周志明（南京工程学院）. 金属切原理与刀具. 北京:机械工业出版社,1994(6)沈建峰 ，朱勤惠 . 数控加工生产实例. 北京:化学工业出版社，1996(7)陈于萍 ，高小康 . 互换性与测量技术第二版. 北京:高等教诲出版社，1998(8)孙小捞 . 数控技术实训. 北京:机械工业出版社，致 谢本文是我在李莉芳教师精心指引和大力支持下完毕，特别是在宏程序编程过程中，教师抽出课余时间给咱们补课，给咱们解说关于宏程序知识，不但让咱们学会了更多知识，也协助咱们顺利完毕了毕业设计。教师精益求精工作作风和宽容教学态度都深深地感染和勉励着我，为我后来生活和工作留下了美好风范。在此谨向李教师致以诚挚谢意。我也要感谢我母校青岛滨海学院，在这里它给咱们创造了良好学习氛围和优越学习条件，让咱们在这种环境下健康地成长，让咱们可以学到更多理论知识和课外知识，特别是学院“做事做到人人需要你，做人做到人人喜欢你”办学理念。将直接影响我将来走向工作岗位工作态度，在此感谢滨海学院两年多来给与我协助，为咱们提供了一种学习平台，这一切都将使我终身难忘。 同步也要感谢我父母，是她们给了我走进校园机会，让我学到更多知识，在这两年多大学生活里，她们给了我最大支持和勉励，让我顺利完毕了学业，在这里我要对她们表达最真诚感谢和祝愿。最后要感谢是这两年多大学生活里陪伴我一起走过教师、朋友和同窗，是你们关怀和协助始终鼓舞着我，陪伴着我渡过了这美好大学时光。在毕业设计编写过程当中，我认真地听取她们意见，使毕业设计阐明书表述更加清晰，内容更加完善。 附录：零件图