畢業(yè)設(shè)計論文數(shù)控車床軸套類零件加工工藝設(shè)計

1、南 京 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 實 踐 報 告 畢業(yè)設(shè)計題目 數(shù)控車床軸套類零件加工工藝 學(xué) 院 繼續(xù)教育學(xué)院 專業(yè)班級 zh控1371 姓 名 學(xué) 號 指導(dǎo)教師 2015年 10月 10日 摘 要:車床既可用車刀對工件進行車削加工，又可用鉆頭、鉸刀、絲錐和滾花刀進行鉆孔、鉸孔、攻螺紋和滾花等操作。按工藝特點、布局形式和結(jié)構(gòu)特性等的不同，車床可以分為臥式車床、落地車床、立式車床、轉(zhuǎn)塔車床以及仿形車床等，其中大部分為臥式車床。數(shù)控車削加工是現(xiàn)代制造技術(shù)的典型代表，在制造業(yè)的各個領(lǐng)域如航天、汽車、模具、精密機械、家用電器等各個行業(yè)有著日益廣泛的應(yīng)用，已成為這些行業(yè)不可或缺的加工手段。 關(guān)鍵詞：零件

2、的分析 毛坯 工藝 編程 目 錄1 緒論12 零件的分析12.1零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析12.2零件的形狀分析22.3零件的技術(shù)要求分析23 加工準(zhǔn)備23.1 毛坯確認23.2夾具的確認23.3 切削用量參數(shù)33.4 刀具的選擇43.5數(shù)控加工工藝卡片54 零件程序的編制74.1程序格式與編程知識74.2工序卡(這個畫成表格)74.3程序75 程序檢驗的操作115.1程序檢驗的必要性115.2程序檢驗11結(jié) 論13參考文獻:14致 謝141 緒論我國已經(jīng)成為21世紀(jì)世界上最重要的經(jīng)濟地區(qū)之一,在制造業(yè)發(fā)展上尤為迅速,國內(nèi)各大企業(yè)都引進了世界上先進的生產(chǎn)設(shè)備.數(shù)控技術(shù)是現(xiàn)代制造技術(shù)的現(xiàn)形應(yīng)用,數(shù)控技

3、術(shù)對我國的工業(yè)及科技的進步和發(fā)展有極大的推動力,據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計表明,在未來幾年,數(shù)控技術(shù)應(yīng)用人才的需求將達100萬.數(shù)控技術(shù)及數(shù)控機床在當(dāng)今機械制造業(yè)中的重要地位和巨大效益，顯示了其在國家基礎(chǔ)工業(yè)現(xiàn)代化中的戰(zhàn)略性作用，并已成為傳統(tǒng)機械制造工業(yè)提升改造和實現(xiàn)自動化、柔性化、集成化生產(chǎn)的重要手段和標(biāo)志。數(shù)控技術(shù)及數(shù)控機床的廣泛應(yīng)用，給機械制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品種類和檔次以及生產(chǎn)方式帶來了革命性的變化。數(shù)控機床是現(xiàn)代加工車間最重要的裝備。它的發(fā)展是信息技術(shù)(1t)與制造技術(shù)(mt)結(jié)合發(fā)展的結(jié)果?，F(xiàn)代的cad/cam、fms、cims、敏捷制造和智能制造技術(shù)，都是建立在數(shù)控技術(shù)之上的。掌握現(xiàn)代數(shù)控技

4、術(shù)知識是現(xiàn)代機電類專業(yè)學(xué)生必不可少的。 本次設(shè)計介紹了數(shù)控加工的特點,加工工藝以及加工編程的一般方法,并通過一定的實例詳細的介紹了數(shù)控加工工藝的分析方法。2 零件的分析2.1零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 零件的結(jié)構(gòu)工藝性是指所設(shè)計的零件在能滿足使用要求的前提下制造的可行性和經(jīng)濟性，即所設(shè)計的零件結(jié)構(gòu)應(yīng)便于成形，并且成本低，效率高。它的涉及面廣，因此有必要對零件進行結(jié)構(gòu)工藝性分析，找出技術(shù)關(guān)鍵，以便在擬定工藝規(guī)程時采用適當(dāng)?shù)墓ぷ鞔胧┘右员ＷC。2.2零件的形狀分析 軸系零件組合比較復(fù)雜，從外形上看件一左端是橢圓，件二左端也是橢圓。大概的加工過程是：加工件二：先用外圓刀粗加工，倒角，加工外螺紋，手動切斷工件

5、。加工件一：先用外圓刀加工左側(cè)外圓，掉頭取總長。隨后加工內(nèi)孔，內(nèi)切槽，內(nèi)螺紋，合并工件加工橢圓。2.3零件的技術(shù)要求分析 零件圖紙上的標(biāo)注的技術(shù)要求： 1.銳邊倒角c0.3 2.末注倒角c1 3.圓弧過渡光滑 4.末注尺寸公差加工和效驗 5.調(diào)質(zhì)硬度hrc30-353 加工準(zhǔn)備3.1 毛坯確認 毛坯是根據(jù)零件所要求的形狀,工藝尺寸等方面而制成的供進一步加工使用的生產(chǎn)對象。毛坯種類的選擇不僅影響著毛坯制造的工藝裝備及制造費用，對零件的機械加工工藝裝備及工具的消耗，工時定額計算有很大影響。本零件的大部分加工表面是回轉(zhuǎn)體表面，根據(jù)本零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)，年生產(chǎn)數(shù)量，經(jīng)濟價值及復(fù)雜程度，另外本零件為軸類零件

6、，考慮其復(fù)雜程度，所以本零件毛坯為棒料。因為棒料的經(jīng)濟性好，加工余量小，而且成本較低。根據(jù)本零件的結(jié)構(gòu)特征和尺寸要求及考慮到經(jīng)濟性，所以毛坯一件圓棒料的尺寸為50mm×100mm,二件圓棒料的尺寸為50mm×80mm.3.2夾具的確認1對夾具的基本要求 (1) 夾緊機構(gòu)不得影響進給，加工部位要敞開； (2) 夾具在機床上能實現(xiàn)定向安裝； (3) 夾具的剛性與穩(wěn)定性要好。2常用夾具種類： (1) 通用夾具：如虎鉗、分度頭、卡盤等； (2) 組合夾具：組合夾具由一套結(jié)構(gòu)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化、尺寸已經(jīng)規(guī)格化的通用元件組合元件所構(gòu)成； (3) 專用夾具：專為某一項或類似的幾項加工設(shè)計制造的夾

7、具； (4) 可調(diào)整夾具：組合夾具與專用夾具的結(jié)合，既能保證加工的精度，裝夾更具靈活性；(5) 多工位夾具：可同時裝夾多個工件的夾具；(6) 成組夾具：專門用于形狀相似、尺寸相近且定位、夾緊、加工方法相同或相似的工件的裝夾。本零件夾具為卡盤-三爪卡盤3.3 切削用量參數(shù)切削用量包括切削速度( 主軸轉(zhuǎn)速) 、背吃刀量、進給量，通常稱為切削用量三要素。數(shù)控加工中選擇切削用量，就是在保證加工質(zhì)量和刀具耐用度的前提下，充分發(fā)揮機床性能和刀具切削性能，使切削效率最高，加工成本最低。粗、精加工時切削用量的選擇原則如下。 粗加工時，一般以提高生產(chǎn)效率為主，但也應(yīng)考慮 經(jīng)濟 性和加工成本。切削用量的選擇原則首

8、先選取盡可能大的背吃刀量；其次要根據(jù)機床動力和剛性的限制條件等，選取盡可能大的進給量；最后根據(jù)刀具耐用度確定最佳的切削速度。 半精加工和精加工時, 應(yīng)在保證加工質(zhì)量的前提下，兼顧切削效率、經(jīng)濟性和加工成本。 切削用量的選擇原則首先根據(jù)粗加工后的余量確定背吃刀量；其次根據(jù)已加工表面的粗糙度要求，選取較小的進給量；最后在保證刀具耐用度的前提下，盡可能選取較高的切削速度。具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機床說明書、切削用量手冊，并結(jié)合實踐經(jīng)驗而定。 3.4 刀具的選擇數(shù)控加工刀具必須適應(yīng)數(shù)控機床高速、高效和自動化程度高的特點，一般應(yīng)包括通用刀具、通用連接刀柄及少量專用刀柄。刀柄要聯(lián)接刀具并裝在機床動力頭上，因此已逐漸

9、標(biāo)準(zhǔn)化和系列化。根據(jù)制造刀具所用的材料可分為：(1)高速鋼刀具；(2)硬質(zhì)合金刀具；(3)金剛石刀具；(4)其他材料刀具，如立方氮化硼刀具、陶瓷刀具等。表3-4 數(shù)控加工刀具卡片產(chǎn)品名稱或代號xxxxxx零件名稱組合件零件圖號xxxx序號刀具號刀具名稱規(guī)格數(shù)量加工表面刀尖半徑/mm備注1t0193°菱形外圓車刀1車外圓0.22t0260°外螺紋刀1車外螺紋0.43t03外切槽刀1切外槽0.34t04內(nèi)孔鏜刀1鏜內(nèi)孔0.35t0560°內(nèi)螺紋刀1車內(nèi)螺紋0.43.5數(shù)控加工工藝卡片卡1單位名稱產(chǎn)品名稱或代號零件名稱 零件圖號 使用設(shè)備車間件11工序號程序編號夾具名稱

10、1o0001三爪卡盤工步號 工 步 作 業(yè) 內(nèi) 容 刀具號 刀具規(guī)格 主軸轉(zhuǎn)速 進給速度 背吃刀量 備注  1 加工93°菱形外圓t01  25x25 1000  100  1 自動   2 粗加工外輪廓  t01  25x25  1000  150   1自動   3  倒角t01  16x16  1000 100    1自動  4 精加工外輪廓t01 25x25 1500  80

11、  自動   5 車60°外螺紋  t02 16x16  1000   100   自動   6  車斷件1t0216x16 1000   50   手動  卡2單位名稱xxxxxxx產(chǎn)品名稱或代號零件名稱 零件圖號 使用設(shè)備車間件22xxxxxx工序號程序編號夾具名稱2o0002三爪卡盤工步號 工 步 作 業(yè) 內(nèi) 容 刀具號 刀具規(guī)格 主軸轉(zhuǎn)速 進給速度 背吃刀量 備注  1 加工93°菱形外圓 t01 

12、 25x25 800  150  1 自動   2 粗加工外輪廓  t01  25x25  1000   100   1自動   3  精加工外輪廓t01  25x25   1000 100    1自動  卡3單位名稱xxxxxxx產(chǎn)品名稱或代號零件名稱 零件圖號 使用設(shè)備車間件11xxxxxx工序號程序編號夾具名稱3o0004三爪卡盤工步號 工 步 作 業(yè) 內(nèi) 容 刀具號 刀具規(guī)格 主軸轉(zhuǎn)速 進給速度

13、背吃刀量 備注 1 加工93°菱形外圓t01  25x25  1000   100   1自動  2  粗加工外輪廓t01  25x25   1000 150    1自動  3粗加工球面t0125x2510001002自動4精加工外輪廓t0125x251500801自動5車外槽t0316x1660025自動6精車槽底t0316x16100080自動7倒角t0316x1610001001自動卡4單位名稱xxxxxxx產(chǎn)品名稱或代號零件名稱 零件圖號 使用設(shè)

14、備車間件31xxxxxx工序號程序編號夾具名稱4o0005三爪卡盤工步號 工 步 作 業(yè) 內(nèi) 容 刀具號 刀具規(guī)格 主軸轉(zhuǎn)速 進給速度 背吃刀量 備注  1 加工內(nèi)鏜孔t04 25x25 800  150  1 自動   2 粗加工內(nèi)鏜孔t04 25x25  800  150   1自動   3  精加工內(nèi)鏜孔t04 25x25   1200 80   1自動  4 車內(nèi)槽  t0616x16 600 25  自動 

15、 5  加工內(nèi)螺紋t0516x16 1000   100    手動  6 加工93°菱形外圓t01 25x25 800  150 1自動  4 零件程序的編制4.1程序格式與編程知識 數(shù)控加工程序編制就是將加工零件的工藝過程、工藝參數(shù)、工件尺寸、刀具位移的方向及其它輔助動作（如換刀、冷卻、工件的裝卸等）按運動順序依照編程格式用指令代碼編寫程序單的過程。所編寫的程序單即加工程序單. 1機床坐標(biāo)系和運動方向的確定機床的直線運動x、y、z三個坐標(biāo)系采用右手笛卡兒直角坐標(biāo)系。坐標(biāo)軸定義順序是先確定z軸

16、，再確定x軸，最后確定y軸。對工件作旋轉(zhuǎn)運動的機床（如車床）以刀具遠離工件方向為x軸的正方向；對刀具作旋轉(zhuǎn)運動的機床（如立式銑床），刀具為z軸時，面對刀具主軸向立柱看，右方向為x軸的正方向。4.2工序卡工步內(nèi)容tsfu1裝夾工件伸出30mm平端面t01016000.30.32加工小件左端 t01018000.313加工小件外螺紋 m30*1.5t03036001.58004裝夾工件伸出55mm平端面t01016000.30.35加工件1左端外圓t01018000.316加工件1左端t型槽t05054000.051.57 調(diào)頭裝夾取總長 97 t01016000.30.38加工件1右側(cè)內(nèi)孔 t0

17、2026000.319加工件1內(nèi)切槽 4*1.5 t04044000.11.510 加工件1內(nèi)螺紋 m30*1.5t03036001.50.8211合并工件.加工橢圓 t01018000.3112去毛刺.檢驗/4.3程序加工車削件左端程序號加工程序注釋o0001t0101一號外圓刀m03 s600主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速600r/min，冷卻液開g00 x52 z3快速定位到加工循環(huán)起點g73 u1 r10退刀量1mm,余量1g73p10 q20 u0.3 f0.3外圓粗車復(fù)合循環(huán)加工，背吃刀量3mm，退刀量1mm,0.1進給量0.3mm/rn10g00 x30x向進刀g01 z0z向進刀x29.8 z

18、-16.5加工維度x36x向退刀z20z向進刀x48x向退刀n20z-22z向進刀t0101 m03 s1200一號外圓刀 轉(zhuǎn)速1200g00 x52 z3快速定位到加工循環(huán)起點g70 p10 q20 f0.1精加工g00 x100退至安全點z200退至安全點m30程序結(jié)束t0303 m03 s600三號外螺紋刀，轉(zhuǎn)速600g00 x30 z3加工維度g76 p020260 q100 r0.03g76 x28.05 z-10 p820 q150 f1.5g00 x100退至安全點z200退至安全點m30程序結(jié)束t0101 m03 s800一號外圓刀，轉(zhuǎn)速800g00 x52 z3快速定位到加工

19、循環(huán)起點g71 u1 r0.05g71 p30 q40 u0.03 f0.3外圓粗車復(fù)合循環(huán)加工，背吃刀量3mm，退刀量1mm,0.1進給量0.3mm/rn30g00 x0x向進刀z0z向進刀g03 x36 z-5 r38加工緯度g01 z-28z向進刀x42x向退刀z-33z向進刀x48x向退刀n40z-45z向進刀t0101 m03 s1200一號外圓刀，轉(zhuǎn)速1200g00 x52 z3快速定位到加工循環(huán)起點g70 p30 q40 f0.1精加工g00 x100退至安全點z200退至安全點m30程序結(jié)束t0505 m03 s400 f0.1g00 x51 z-38.862快速定位到加工循環(huán)

20、起點g01 x32.5x向進刀g00 x51x向退刀w-1g01 x48x向進刀g01 z-36z向進刀x32.272 z-38.862加工維度g00 x48x向進刀g01 z-42.724z向進刀x32.272 z-39.862加工維度g00 x48x向進刀z-51.586z向進刀g01 x32.5x向進刀g00 x48x向退刀z-55z向進刀g1 x32.272x向進刀g00 x48x向進刀w2.862g1 x32.272 w-2.862加工維度g00 x100退至安全點z200退至安全點m30程序結(jié)束t010 m03 s800一號外圓刀，轉(zhuǎn)速800g00 c51 z2快速定位到加工循環(huán)起

21、點#150=17設(shè)置最大切削余量17mmif#150lt1 00 t0270m98 p0006調(diào)用橢圓子程序#150=#150-2每次背吃刀量雙邊2mmg00 t0250跳轉(zhuǎn)到n50程序段g00 x100 z50快速定位到加工循環(huán)起點m5m30程序結(jié)束n5#101=40長半軸n10#102=24短半軸n15#103=8z軸起始尺寸n20if103lt-30 g00 t050判斷是否走到z軸終點,是則跳到n75程序段n25#104=sqrt101*#101-#103*#103n30g01 x2*#105-#105 z#103-8橢圓插補n40#103=#103-0.5每次背吃刀量雙邊0.5mmn

22、45g01 t020跳轉(zhuǎn)到n20程序段n50w-1n55g00 u20n60z2n65m99n5g99n10g50 s2500n15t0101 s1500 m3 f0.06一號外圓刀，轉(zhuǎn)速1500，,進給量0.3mm/rn20g00 g42 x5 z2快速定位到加工循環(huán)起點n25g96 s120n30#101=40長半軸n35#102=24短半軸n40#103=40z軸起始尺寸n45if#103lt-30 goto75判斷是否走到z軸終點,是則跳到n75程序段n50#104-sqrt#101*#101-#103*#103n55#105=24*#104/40x軸變量n60g01 x2*#105

23、z#103-40橢圓插補n65#103=#103-0.5z軸步距,每次0.5mmn70g0t0 45跳轉(zhuǎn)到n45程序段n75w-1n80g40 g0 u25n85g97 s600n90z2n95 m5n100m30程序結(jié)束 5 程序檢驗的操作5.1程序檢驗的必要性 數(shù)控程序檢驗的必要性 數(shù)控機床作為柔性生產(chǎn)自動化的重要裝備和柔性生產(chǎn)的基礎(chǔ),已被廣泛地應(yīng)用于機械制造各領(lǐng)域。特別是近幾年數(shù)控機床的進口量大大增加,已成為我國重要且大宗的進口商品之一。按照規(guī)定,商檢部門要對其品質(zhì)、規(guī)格、數(shù)量、傳動精度、位置精度等指標(biāo)和參數(shù)進行檢驗。實際上,作為數(shù)控機床的軟件-數(shù)控程序在實際的加工過程中也要進行檢驗。因

24、為數(shù)控程序是數(shù)控機床的工作指令,相應(yīng)的刀具、夾具、工件、換刀機械手和機床其他設(shè)備的運動都是按照數(shù)控程序來進行的,如果數(shù)控程序發(fā)生錯誤,就可能造成工件報廢、刀具與夾具甚至機床的損壞,造成無法挽回的損失。由于編制數(shù)控程序的繁瑣性,在編制時,難免不出現(xiàn)差錯,使編制出的數(shù)控程序可能存在這樣或那樣的錯誤,而且工件結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，出錯的可能性越大。據(jù)統(tǒng)計,數(shù)控編程錯誤主要有以下兩類: 第一類:語法錯誤。每種數(shù)控系統(tǒng)都有自己的語法規(guī)則、編程規(guī)定和書寫格式。在編程過程中,有時會因為不符合其編程規(guī)范而出現(xiàn)語法錯誤。 第二類:邏輯錯誤。邏輯錯誤是指那些只有在加過程中才能發(fā)現(xiàn)的錯誤,它包括刀具與夾具、工件之間的干涉碰撞

25、、坐標(biāo)錯誤和加工信息錯誤等。 要保證數(shù)控機床正確無誤地運行,在實際加工前就一定要對數(shù)控程序進行調(diào)試,檢查數(shù)控代碼的正確性。據(jù)統(tǒng)計,數(shù)控加工程序在正式投入使用前,平均要返工三至五次,零件在機床上的實際加工時間和編程時間之比高達16.所以盡管數(shù)控機床具有提高機床效率和加工精度等種種優(yōu)點,但由于加工程序的調(diào)試?yán)щy而使其利用率受到了很大的影響,因此數(shù)控程序的檢查調(diào)試成為如何經(jīng)濟有效地使用數(shù)控機床的一個現(xiàn)實問題。 5.2程序檢驗數(shù)控程序的檢驗方法 傳統(tǒng)上,數(shù)控程序的檢驗主要采用試切法和繪圖法兩種方法,但前者花費時間長,成本高,而且在數(shù)控程序出現(xiàn)錯誤時,同樣有可能損壞機床設(shè)備和刀具。而后者對于復(fù)雜零件的加

26、工或部分加工的重復(fù)出現(xiàn),繪出的圖形會變得模糊不清,因而限制了它的應(yīng)用范圍。本文采用仿真的方法,通過在計算機上動畫模擬零件的數(shù)控加工過程來檢驗數(shù)控程序的正確性,從而節(jié)約零件的在線調(diào)試時間,提高設(shè)備的利用率,減輕編程人員的勞強度。 仿真過程是這樣的:首先輸入工件、刀具、夾具的圖形信息,然后對數(shù)控程序進行編譯。如果數(shù)控程序有錯,則顯示源程序進行修改,確認無誤后,提取刀具軌跡放入仿真數(shù)據(jù)庫。最后根據(jù)數(shù)控程序,驅(qū)動工件、刀具、夾具進行移動。對于一般工件的加工,如果在仿真過程中,刀具與夾具或刀具與工件發(fā)生干涉碰撞或其他錯誤,則報警并顯示相應(yīng)的數(shù)控程序段。對于復(fù)雜曲面的加工,則根據(jù)平行光的光照模型,在屏幕上顯示其濃淡圖,然后根據(jù)物體表面的光