畢業(yè)設(shè)計——回轉(zhuǎn)軸零件的數(shù)控車床加工

1、回轉(zhuǎn)軸零件的數(shù)控車床加工 目錄引言1一、數(shù)控機床介紹2（一）數(shù)控機床參數(shù)2（二）數(shù)控機床的應(yīng)用范圍3（三）數(shù)控機床的特點4（四）數(shù)控機床坐標(biāo)系的確定4（五）運動方向的確定4二、零件和毛坯說明5（一）零件毛坯和量具介紹6（二）工具及量具表6三、數(shù)控加工工藝分析6（一）零件圖6（二）走刀路線確定和加工順序的安排6（三）工件的裝夾6（四）確定工件與刀具的相對位置6（五）刀具的選擇和使用6（六）確定刀具切削用量7（七）切削液的選擇7四、加工程序代碼以及仿真8五、加工的預(yù)期問題和解決方法8總結(jié)9參考文獻(xiàn)11謝辭12引言在科學(xué)技術(shù)和社會生產(chǎn)的快速發(fā)展下，人們對機械產(chǎn)品的性能、質(zhì)量、生產(chǎn)率和成本等方面提出了

2、越來越高的要求。實現(xiàn)上述要求的重要措施之一就是機械加工工藝過程的自動化。它在提高品質(zhì)質(zhì)量和生產(chǎn)率及降低生產(chǎn)成本的同時還可以改善工人的勞動條件，但是其弊端就是需要很大的初期投資和較長的生產(chǎn)周期，而且想要顯著地經(jīng)濟效益就必須通過大批量的生產(chǎn)。隨著消費的個性化發(fā)展，單件小批量多品種產(chǎn)品占據(jù)了機械產(chǎn)品的70%80%，而像這一類產(chǎn)品一般采用普通機床加工。但是由于普通機床基本上靠人工操作，就很難同時保證生產(chǎn)率和質(zhì)量。像一些由曲線、曲面組成的復(fù)雜零件，就只好借助靠模和仿形機床或者借助畫線和樣板用手工操作的方法來完成，這樣會極大地影響到零件的加工精度和生產(chǎn)率。數(shù)控機床就是在為了解決這些問題，滿足小批量、多品種

3、，以及結(jié)構(gòu)復(fù)雜高精度要求零件的制造情況下蓬勃發(fā)展起來的。數(shù)控機床是安裝有數(shù)控系統(tǒng)的機床。它是一種機床與數(shù)控系統(tǒng)的結(jié)合體。這種具有高附加值的技術(shù)密集型產(chǎn)品，是集計算機、微電子、精密測量、現(xiàn)代控制和機械等多種現(xiàn)代技術(shù)為一體的高度機電一體化設(shè)備。這種機床的產(chǎn)生使傳統(tǒng)的機械加工發(fā)生了巨大的變化，這使復(fù)雜工件的加工制造成為可能，也使生產(chǎn)加工過程真正實現(xiàn)了自動化。本文以回轉(zhuǎn)軸零件為案例，主要寫該零件的工藝分析并稍微講述了下其加工仿真一、數(shù)控機床介紹數(shù)控機床數(shù)控機床是按照事先編制好的加工程序，自動地對被加工零件進行加工。我們把零件的加工工藝路線、工藝參數(shù)、刀具的運動軌跡、位移量、切削參數(shù)（主軸轉(zhuǎn)數(shù)、進給量、

4、背吃刀量等）以及輔助功能（換刀、主軸正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、切削液開、關(guān)等），按照數(shù)控機床規(guī)定的指令代碼及程序格式編寫成加工程序單，再把這程序單中的內(nèi)容記錄在控制介質(zhì)上（如穿孔紙帶、磁帶、磁盤、磁泡存儲器），然后輸入到數(shù)控機床的數(shù)控裝置中，從而指揮機床加工零件。圖1-1 數(shù)控車床CK6130（1） 機床技術(shù)參數(shù)表1-1 CK6130機床參數(shù)主要技術(shù)參數(shù)CK6130床身上最大工作回轉(zhuǎn)直徑mm310托板上最大工作回轉(zhuǎn)直徑mm100最大車削長度mm350兩頂尖最大支承長度mm500X/Y軸行程mmX:165 Z:350主軸通孔直徑mm34套管孔徑mm士40主軸錐孔錐度NO.Morse5主軸端部代號mmC5/A2

5、-5裝刀基面至主軸中心距離mm17刀桿截面尺寸mm1616刀具數(shù)量（把）4尾架套筒錐孔錐度NO.Morse3主軸轉(zhuǎn)速范圍轉(zhuǎn)速級數(shù)r/min200-3000X/Z軸最快進給速度mm/min4500/6000XJZ軸最小設(shè)定單位mm0.001X/Z軸定位精度mmX:0.03 Z:0.32X/Z軸重復(fù)定位精度mmX:0.012 Z:0.013電動機功率KW2.2機床外形尺寸（長寬高）mm1526 x 1306 x 1415機床重量 Kg960（2） 數(shù)控機床的應(yīng)用范圍1. 加工精度很高而且輪廓形狀復(fù)雜的零件；2. 小批量、多品種零件的生產(chǎn)；3. 新產(chǎn)品的試制；4. 制造成本高昂的外加工零件等；5.

6、一些要求快速加工的零件。（3） 數(shù)控機床的特點1. 加工的精度高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定；2. 改善勞動條件，自動化程度高；3. 生產(chǎn)效率高；4. 經(jīng)濟效益好；5. 使用范圍廣，無論單件或小批量復(fù)雜工件都可加工。（4） 數(shù)控機床坐標(biāo)系的確定1. 機床坐標(biāo)系：采用右手笛卡爾直角坐標(biāo)系的數(shù)控機床上的坐標(biāo)系。2. 機床參考點：主要用來給機床坐標(biāo)系定位的機床上的一個固定點，使用來限制刀架移動的極限位置。3. 工件坐標(biāo)系：也稱作編程坐標(biāo)系，是編程人員編程時設(shè)定的坐標(biāo)系。4. 工件坐標(biāo)系原點的設(shè)定：是編程時根據(jù)被加工零件的形狀特點和尺寸選擇的零件圖上的某一點。從理論上來說工件上的任意一點都可以作為工件坐標(biāo)系原點，但

7、是為了計算方便，通常是選取工件的回轉(zhuǎn)中心作為工件坐標(biāo)系原點，設(shè)置時應(yīng)盡量使編程基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)和及定位基準(zhǔn)重合。5. 對刀：通過對刀可以弄清楚程序原點在機床坐標(biāo)系中的位置，其實質(zhì)是以此來確定工件坐標(biāo)系在機床坐標(biāo)系中的唯一位置。因此對刀的準(zhǔn)確性直接影響到了零件的加工精度，同樣的對刀的效率也會直接影響到數(shù)控加工效率。所以說對刀是數(shù)控加工中的主要操作和重要技能。6. 換刀：編程時選擇的在機床加工過程中需要換刀時的合適換刀點。換刀點可以設(shè)為相對工件原點的任意一點，也可以是某一固定點。換刀點應(yīng)在刀架轉(zhuǎn)位換刀時不碰工件及其他部位的前提下設(shè)置在工件或者夾具的外部。（5） 運動方向的規(guī)定1. Z軸與主軸的軸線重

8、合，當(dāng)Z軸遠(yuǎn)離工件向尾座移動的方向為正方向，（也就是工件和刀具之間的距離變大），向卡盤移動時為負(fù)方向。2. 與Z軸垂直的就是X軸，X軸的正方向是刀具遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)中心線的方向。二、零件的毛坯和說明（1） 零件的毛坯和量具介紹1. 該零件的毛坯為鋁，材料尺寸為9045。（如圖1-1）2. 游標(biāo)卡尺的最小刻度為0.02mm，可以使用它來檢測毛坯的尺寸和零件的尺寸。如圖（如圖1-2）3. 深度尺，用來測量孔或臺階深度，精度高。（如圖1-3）4. 外徑千分尺，測量精度很高。（如圖1-4）5. R規(guī)，用來測量圓角。（如圖1-5、1-6）6. 其他：卡盤扳手等（如圖1-7）圖1-1毛坯圖1-2游標(biāo)卡尺圖 圖1-

9、3深度尺圖1-4外徑千分尺 圖1-5 R規(guī)（1-6.5MM） 圖1-6 R規(guī)（7-14.5MM）圖1-7卡盤扳手（2） 工具及量具表2-1 刀具及量具表名稱規(guī)格精度數(shù)量備注帶表游標(biāo)卡尺0150mm0.01mm1深度尺0.02mm1外徑千分尺2550mm0.01mm1外徑千分尺025mm0.01mm1R規(guī)1-6.5mm1R規(guī)7-14.5mm1三、數(shù)控加工工藝分析（1） 零件圖圖3-1 零件圖（2） 走刀路線的確定和加工順序的安排刀具在整個加工工序中運動過的軌跡叫做走刀路線，它可以反映出工步順序和工步內(nèi)容，它也是編寫程序的一個重要依據(jù)，因此在程序的編寫過程中應(yīng)該注意以下幾點：1. 使用最短的加工路

10、線2. 最終的輪廓一刀走完3. 切入和切出方向預(yù)選好4. 避免采用會使工件加工后產(chǎn)生較大變形的路線（3） 工件的裝夾1 定位：使工件在機床上占據(jù)一個正確位置來保證零件加工時的精度。2 夾緊：定位后將工件夾緊壓牢，使其保持在正確位置不變。從定位到夾緊的全過程就是工件的裝夾。本工件使用三爪卡盤裝夾。（如圖3-2）圖3-2三爪卡盤在確定工件的裝夾時應(yīng)注意以下幾個問題：1. 盡量使設(shè)計基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)以及編程計算基準(zhǔn)統(tǒng)一；2. 盡可能使集中工序和減少裝夾次數(shù)，并盡量在一次裝夾后就能加工全部代加工面；3. 盡量采用占機人工調(diào)整時間較短的裝夾方案；4. 選擇工件剛性較好的部位作為夾緊力的作用點。（4） 確定

11、工件與刀具的相對位置在對刀后確定的刀具與工件相對位置的基準(zhǔn)點就是對刀點。一般選擇零件的加工原點作為對刀點。對刀點的選擇應(yīng)遵循以下原則：1. 盡量使程序編制方便；2. 選擇方便在加工時檢驗的位置；3. 選擇便于確定零件加工原點和容易找正的位置；4. 選擇有利于使加工精度更高的位置。因為加工中心、數(shù)控車床等為了在采用多刀進行加工的過程中自動換刀，所以要設(shè)置換刀點。像手動換刀的數(shù)控銑床，也要確定好相應(yīng)的換刀位置。換刀點常常被設(shè)置在加工零件的輪廓之外，還留有一定的安全余量，這是為了防止在換刀時碰傷零件、刀具或者夾具。（五） 刀具的選擇和使用一般是根據(jù)工序所采用的加工方法、被加工表面形狀、尺寸和精度以及

12、工件的材料等因素來選擇切削刀具的類型、構(gòu)造、尺寸和材料。通常情況下，標(biāo)準(zhǔn)刀具應(yīng)被優(yōu)先采用；而專用的切削刀具一般在按工序集中的原則組織生產(chǎn)時優(yōu)先選用，這樣不僅可以提高其位置精度，還可以增強機床的功能，擴大機床工藝范圍，節(jié)省加工時間。本回轉(zhuǎn)軸零件車加工的刀具選擇參見表3-1零件加工刀具表。表3-1 零件加工刀具表序號刀具號刀具規(guī)格名稱數(shù)量功能備注1T01外圓粗車刀1粗車外圓面2T02外圓精車刀1精車外圓面3T03切斷刀1切斷工件圖3-2 切斷刀 圖3-3外圓粗車刀圖3-4 外圓精車刀（六） 確定切削用量編程人員一般是根據(jù)被加工工件的材料、硬度、切削狀態(tài)、被吃刀量、進給量、刀具耐用度，然后選擇合適的

13、切削速度來確定切削用量。選擇切削用量時，應(yīng)將零件的加工精度、表面粗糙度、刀具的強度、剛度以及加工效率等因素充分考慮進去。然后在工藝系統(tǒng)剛性允許的情況下，首先盡可能選擇較大的切削深度，其次是選擇一個較大的進給量，最后應(yīng)該在機床功率和刀具耐用度允許的前提下選擇一個合理的切削速度。（七） 切削液的合理選擇像套類零件會因為使切削液不易到達(dá)切削區(qū)域的特性，而且由于切削區(qū)域溫度高會使刀具磨損更嚴(yán)重，所以在數(shù)控車床上加工時套類零件會比軸類零件難度更大。所以在選擇切削液澆注位置時，應(yīng)該根據(jù)不同的材料做出合理的選擇，這樣不僅可以防止工件的變形，還可以提高加工精度。4、 加工程序代碼以及仿真由于本零件結(jié)構(gòu)不復(fù)雜，

14、所以采用相對效率較高的手動編程方式來編程。因為是手動編程所以為了保證程序的正確，在編寫過程中要認(rèn)真仔細(xì)，編寫完后要注意檢查。以下是手動編寫的加工程序：T0101;G00X80Z80;M03S400;G01X46Z3F100;G71U1.5R1P50Q130X0.4Z0.1;G00X0;G01X10Z-2;Z-20;G02U10W-5R5;G01W-10;G03U14W-7R7;G01Z-52;U10W-10;W-20;X50;G00X80Z80;M05;M30;為了保證零件加工的質(zhì)量和加工時的安全，我們可以使用斯沃軟件進行仿真。本零件的仿真加工如下圖所示： 圖4-1 零件的對刀 圖4-2零件表

15、面粗加工圖4-2 零件精加工完成5、 加工的預(yù)期問題和解決方法1. 加工零件前必須做好準(zhǔn)備工作和檢查工作，如：三爪卡盤是否磨損，機床各開關(guān)是否失靈，刀補數(shù)據(jù)是否正確等。2. 編寫程序時容易出錯，應(yīng)該多檢查幾遍。3. 編程坐標(biāo)系和工件坐標(biāo)系要一致，輸入刀具補償值時要注意正負(fù)號，切削參數(shù)選擇X向進刀時，要注意切削量，防止崩刀。4. 為了保護好刀具，加工螺紋時要考慮好讓刀問題，在高速切削和手動切斷的過程中冷卻液要對準(zhǔn)刀具。5. 裝刀時，要加緊刀具，保留適當(dāng)?shù)牡稐U伸出長度，防止撞刀、晃刀。同時輸入的對刀值也要保證一一對應(yīng)和正確。6. 主意安全，別戴手套?？偨Y(jié)又一個下雨天，當(dāng)初初來學(xué)校，也是這么個下雨天

16、。那是的我們還很天真，真心相信以為我們會一直在同一片天空下可是在這即將畢業(yè)的季節(jié)里，我卻無法找到你們，記得我們曾在聚會上喝醉，記得我們曾互相攙扶著過馬路，記得我們一起去別的系部追女孩子，我還記得很多為何卻偏偏忘記了，忘記了我們我想留下的聯(lián)系方式，忘記了去你家的路，忘記了我們一起搶過的那張板凳那些帶著淡淡天真的同學(xué)情??！是否就這樣，被社會上成熟浪潮連我們的孤島一起被淹沒而我們卻坐上了船，離開了。我們已經(jīng)成熟，學(xué)習(xí)這一切大人們的事情，甚至連思考方式也一起。我們?nèi)チ诉@廣闊的社會上，發(fā)現(xiàn)學(xué)校里那幾年每積累多少“食物”，很快就快餓死了。于是后悔起來，那些年，被我們操蛋的時光。于是要改變自己，要奮斗。甚至于，在寫這篇論文之前，我都快忘了我還是一個學(xué)生?，F(xiàn)在，差不多是屬于一天的剛剛開始，再聯(lián)系上我們曾