單端加工外成形面零件畢業(yè)設計

1、池州職業(yè)技術(shù)學院 畢 業(yè) 論 文 題目： 單端加工外成形面零件 院部：機電系 專業(yè)： 機電一體化技術(shù) 指導教師： 班級：10機電四班 姓名： 2013年06月摘 要數(shù)控技術(shù)是用數(shù)字信息對機械運動和工作過程進行控制的技術(shù),數(shù)控裝備是以數(shù)控技術(shù)為代表的新技術(shù)對傳統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)和新興制造的滲透形成的機電一體化產(chǎn)品,即所謂的數(shù)字化裝備,數(shù)控技術(shù)的應用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化,使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征,而且隨著數(shù)控技術(shù)的不但發(fā)展和應用領域的擴大他對歸計民生的一些重要行業(yè)(it、汽車、醫(yī)療、輕工等)的發(fā)展起著越來越重要的作用,因為這些行業(yè)所需要裝備的數(shù)字化已是現(xiàn)代發(fā)展的大趨勢.在我國加入wto和對外

2、開放進一步深化的新環(huán)境下,發(fā)展我國數(shù)控技術(shù)及裝備是提高我國制造業(yè)信息化水平和國際競爭能力的重要性保證.數(shù)控加工與編程畢業(yè)設計是數(shù)控專業(yè)教學體系中構(gòu)成數(shù)控加工技術(shù)專業(yè)知識及專業(yè)技能的重要組成部分，通過畢業(yè)設計使我們學會了對相關(guān)學科中的基本理論基本知識進行綜合運用,同時使對本專業(yè)有較完整的系統(tǒng)的認識,從而達到鞏固、擴大、深化所學知識的目的,培養(yǎng)和提高了綜合分析問題和解決問題的能力以及培養(yǎng)了科學的研究和創(chuàng)新能力。此次的畢業(yè)設計主要解決的問題是零件的裝夾、刀具的對刀、工藝路線的制訂、工序與工步的劃分、刀具的選擇、切削用量的確定、車削加工程序的編寫、機床的熟練操作。主要困難的是兩次裝夾中的水平z向長度難

3、以保證、切削 用量的參數(shù)設定 、對刀的精度 、工藝路線的制訂。關(guān)鍵詞：機電一體化 數(shù)控技術(shù) 螺紋 畢業(yè)設計目 錄第1章 前 言4第2章 工藝方案分析52.1 零件圖52.2 零件圖分析5第3章 工件的裝夾53.1 定位基準的選擇53.2定位基準選擇的原則63.3確定零件的定位基準63.4裝夾方式的選擇63.5數(shù)控車床常用的裝夾方式73.6 確定合理的裝夾方式7第4章 刀具及切削用量84.1 選擇數(shù)控刀具的原則84.2 選擇數(shù)控車削用刀具84.3 設置刀點和換刀點94.4 確定切削用量104.5 選擇刀具和切削用量114.6 加工坐標設置114.7 相關(guān)計算12第5章 結(jié)束語15第6章 致謝詞1

4、5第一章 前 言在機械加工工藝教學中，機械制造專業(yè)學生及數(shù)控技術(shù)專業(yè)學生都要學習數(shù)控車床操作技術(shù)。讓學生了解相關(guān)工種的先進技術(shù)，同時培養(yǎng)工作崗位的前瞻性；在講授數(shù)控知識的同時，必須要求學生掌握基本的機械加工工藝，增強系統(tǒng)意識，理解手動操作與自動操作之間的聯(lián)系，真正把學生培養(yǎng)成為適應各種工作環(huán)境和崗位的多面手。數(shù)控車工基礎工藝理論及技能有機融合，包括夾具的使用、量具的識讀和使用、刃具的刃磨及使用、基準定位等，分類敘述了車床操作、數(shù)控車床自動編程仿真操作、數(shù)控車床編程與操作的初、中級內(nèi)容。以機械加工中車工工藝學與數(shù)控車床技能訓練密切結(jié)合為主線，常用量具識讀及工件測量、刀具及安裝、工件定位與安裝、金

5、屬切削過程及精加工，較清晰地展示了數(shù)控車工必須掌握的知識和技能的訓練途徑。對涉及與數(shù)控專業(yè)相關(guān)的基礎知識、專業(yè)計算，都進行了有針對性的論述，目的在于塑造理論充實、技能扎實的專業(yè)技能型人才。本文以與切削用量的選擇，工件的定位裝夾，加工順序和典型零件為例，結(jié)合數(shù)控加工的特點，分別進行工藝方案分析，機床的選擇，刀具加工路線的確定，數(shù)控程序的編制，最終形成可以指導生產(chǎn)的工藝文件。在整個工藝過程的設計過程中，要通過分析，確定最佳的工藝方案，使得零件的加工成本最低，合理的選用定位夾緊方式，使得零件加工方便、定位精準、剛性好，合理選用刀具和切削參數(shù)，使得零件的加工在保證零件精度的情況下，加工效率最高、刀具消

6、耗最低。最終形成的工藝文件要完整，并能指導實際生產(chǎn)。第2章 工藝方案分析 2.1 零件圖2.2 工藝分析 1、 用三爪自定心卡盤夾持左端，棒料伸出卡爪85mm。2、 應用g71復合循環(huán)切削指令編程。3、 確定加工路線從右到左開始加工，單件手動平右端面并進行對刀。粗車28外圓22外圓（包括r3圓弧）16螺紋外圓（包括r3圓?。┐周?8外圓22外圓（包括r3圓弧）16螺紋外圓（包括r3圓?。┣胁?×1.5車螺紋。第3章 工件的裝夾3.1 定位基準的選擇在制定零件加工的工藝規(guī)程時，正確地選擇工件的定位基準有著十分重要的意義。定位基準選擇的好壞，不僅影響零件加工的位置精度，而且對零件各表面的

7、加工順序也有很大的影響。合理選擇定位基準是保證零件加工精度的前提，還能簡化加工工序，提高加工效率。3.2定位基準選擇的原則1）基準重合原則。為了避免基準不重合誤差，方便編程，應選用工序基準作為定位基準，盡量使工序基準、定位基準、編程原點三者統(tǒng)一。2）便于裝夾的原則。所選擇的定位基準應能保證定位準確、可靠，定位、夾緊機構(gòu)簡單、易操作，敞開性好，能夠加工盡可能多的表面。3）便于對刀的原則。批量加工時在工件坐標系已經(jīng)確定的情況下，保證對刀的可能性和方便性。 3.3確定零件的定位基準以左右端大端面為定位基準。 3.4裝夾方式的選擇為了工件不致于在切削力的作用下發(fā)生位移，使其在加工過程始終保持正確的位置

8、，需將工件壓緊夾牢。合理的選擇夾緊方式十分重要，工件的裝夾不僅影響加工質(zhì)量，而且對生產(chǎn)率，加工成本及操作安全都有直接影響。3.5數(shù)控車床常用的裝夾方式1）在三爪自定心卡盤上裝夾。三爪自定心卡盤的三個卡爪是同步運動的，能自動定心，一般不需要找正。該卡盤裝夾工件方便、省時，但夾緊力小，適用于裝夾外形規(guī)則的中、小型工件。2）在兩頂尖之間裝夾。對于尺寸較大或加工工序較多的軸類工件，為了保證每次裝夾時的裝夾精度，可用兩頂尖裝夾。該裝夾方式適用于多序加工或精加工。3）用卡盤和頂尖裝夾。當車削質(zhì)量較大的工件時要一段用卡盤夾住，另一段用后頂尖支撐。這種方式比較安全，能承受較大的切削力，安裝剛性好，軸向定位準確

9、，應用較廣泛。4）用心軸裝夾。當裝夾面為螺紋時再做個與之配合的螺紋進行裝夾，叫心軸裝夾。這種方式比較安全，能承受較大的切削力，安裝剛性好，軸向定位準確。3.6 確定合理的裝夾方式 裝夾方法：先用三爪自定心卡盤毛坯左端，加工右端達到工件精度要求30；再工件調(diào)頭，用三爪自定心卡盤毛坯右端30，再加工左端達到工件精度要求。第4章 刀具及切削用量4.1 選擇數(shù)控刀具的原則刀具壽命與切削用量有密切關(guān)系。在制定切削用量時，應首先選擇合理的刀具壽命，而合理的刀具壽命則應根據(jù)優(yōu)化的目標而定。一般分最高生產(chǎn)率刀具壽命和最低成本刀具壽命兩種，前者根據(jù)單件工時最少的目標確定，后者根據(jù)工序成本最低的目標確定。 選擇刀

10、具壽命時可考慮如下幾點根據(jù)刀具復雜程度、制造和磨刀成本來選擇。復雜和精度高的刀具壽命應選得比單刃刀具高些。對于機夾可轉(zhuǎn)位刀具，由于換刀時間短，為了充分發(fā)揮其切削性能，提高生產(chǎn)效率，刀具壽命可選得低些，一般取15-30min。對于裝刀、換刀和調(diào)刀比較復雜的多刀機床、組合機床與自動化加工刀具，刀具壽命應選得高些，尤應保證刀具可靠性。車間內(nèi)某一工序的生產(chǎn)率限制了整個車間的生產(chǎn)率的提高時，該工序的刀具壽命要選得低些當某工序單位時間內(nèi)所分擔到的全廠開支m較大時，刀具壽命也應選得低些。大件精加工時，為保證至少完成一次走刀，避免切削時中途換刀，刀具壽命應按零件精度和表面粗糙度來確定。與普通機床加工方法相比，

11、數(shù)控加工對刀具提出了更高的要求，不僅需要岡牲好、精度高，而且要求尺寸穩(wěn)定，耐用度高，斷和排性能壇同時要求安裝調(diào)整方便，這樣來滿足數(shù)控機床高效率的要求。數(shù)控機床上所選用的刀具常采用適應高速切削的刀具材料(如高速鋼、超細粒度硬質(zhì)合金)并使用可轉(zhuǎn)位刀片。4.2 選擇數(shù)控車削用刀具數(shù)控車削車刀常用的一般分成型車刀、尖形車刀、圓弧形車刀以及三類。成型車刀也稱樣板車刀，其加工零件的輪廓形狀完全由車刀刀刃的形伏和尺寸決定。數(shù)控車削加工中，常見的成型車刀有小半徑圓弧車刀、非矩形車槽刀和螺紋刀等。在數(shù)控加工中，應盡量少用或不用成型車刀。尖形車刀是以直線形切削刃為特征的車刀。這類車刀的刀尖由直線形的主副切削刃構(gòu)成

12、，如90°內(nèi)外圓車刀、左右端面車刀、切槽(切斷)車刀及刀尖倒棱很小的各種外圓和內(nèi)孔車刀。尖形車刀幾何參數(shù)(主要是幾何角度)的選擇方法與普通車削時基本相同，但應結(jié)合數(shù)控加工的特點(如加工路線、加工干涉等)進行全面的考慮，并應兼顧刀尖本身的強度。二是圓弧形車刀。圓弧形車刀是以一圓度或線輪廓度誤差很小的圓弧形切削刃為特征的車刀。該車刀圓弧刃每一點都是圓弧形車刀的刀尖，應此，刀位點不在圓弧上，而在該圓弧的圓心上。圓弧形車刀可以用于車削內(nèi)外表面，特別適合于車削各種光滑連接(凹形)的成型面。選擇車刀圓弧半徑時應考慮兩點車刀切削刃的圓弧半徑應小于或等于零件凹形輪廓上的最小曲率半徑，以免發(fā)生加工干淺

13、該半徑不宜選擇太小，否則不但制造困難，還會因刀尖強度太弱或刀體散熱能力差而導致車刀損壞。4.3 設置刀點和換刀點刀具究竟從什么位置開始移動到指定的位置呢?所以在程序執(zhí)行的一開始，必須確定刀具在工件坐標系下開始運動的位置，這一位置即為程序執(zhí)行時刀具相對于工件運動的起點，所以稱程序起始點或起刀點。此起始點一般通過對刀來確定，所以，該點又稱對刀點。在編制程序時，要正確選擇對刀點的位置。對刀點設置原則是:便于數(shù)值處理和簡化程序編制。易于找正并在加工過程中便于檢查，引起的加工誤差小。對刀點可以設置在加工零件上，也可以設置在夾具上或機床上，為了提高零件的加工精度，對刀點應盡量設置在零件的設計基準或工藝基誰

14、上。實際操作機床時，可通過手工對刀操作把刀具的刀位點放到對刀點上，即“刀位點”與“對刀點”的重合。所謂“刀位點”是指刀具的定位基準點，車刀的刀位點為刀尖或刀尖圓弧中心。平底立銑刀是刀具軸線與刀具底面的交點。球頭銑刀是球頭的球心，鉆頭是鉆尖等。用手動對刀操作，對刀精度較低，且效率低。而有些工廠采用光學對刀鏡、對刀儀、自動對刀裝置等，以減少對刀時間，提高對刀精度。加工過程中需要換刀時，應規(guī)定換刀點。所謂“換刀點”是指刀架轉(zhuǎn)動換刀時的位置，換刀點應設在工件或夾具的外部，以換刀時不碰工件及其它部件為準。 4.4 確定切削用量 數(shù)控編程時，編程人員必須確定每道工序的切削用量，并以指令的形式寫人程序中。切

15、削用量包括主軸轉(zhuǎn)速、背吃刀量及進給速度等。對于不同的加工方法，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)揮機床的性能，最大限度提高生產(chǎn)率，降低成本。4.5選擇刀具和切削用量 表11工步工步內(nèi)容刀具號刀具規(guī)格主軸轉(zhuǎn)速（r/min)進給速度（mm/r)背吃刀量（mm)1端面刀t04機夾45度正偏刀800手控手控2粗、精車外圓t01機夾90度正偏刀800/18000.5/0.20.6/0.33切槽刀t02刀寬為4mm7000.0544螺紋刀t03機夾刀尖60度8000.7/0.5/0.3/0.124.6加工坐標系設

16、置（1）建立工件坐標系圖1-3坐標系設定（2）試切法對刀 在數(shù)控加工中，工件坐標系確定后，還要確定刀尖點在工件坐標系中的位置，即通常所說的對刀問題。在數(shù)控車床上，目前常用的對刀方法為試切對刀法。將工件安裝好之后，先用mdi方式操作機床，用已選好的刀具將工件端面車一刀，然后保持刀具在縱向（z）尺寸不變，沿橫向（x）退刀。當取工件右端面o為工件原點時，對刀輸入為z0，如圖3-4（a）用同樣的方法，再將工件的表面車一刀，然后保持刀具在橫向上的尺寸不變，從縱向退刀，停止主軸轉(zhuǎn)動，再量出工件車削后的直徑如圖3-4（b）根據(jù)長度和直徑，既可確定刀具在工件坐標系中的位置。其他各刀都需要進行以上操作，從而確定

17、每把刀具在工件坐標系中的位置。 圖3-4（a） z軸方向?qū)Φ?.7、相關(guān)計算（1） 車削螺紋外圓外徑為d=公稱直徑-0.13p=16-0.13×1.5=15.8mm（2） 螺紋底徑應車削到的尺寸為d=公稱直徑-1.08p=16-1.08×1.5=14.38mm（3） 加工程序o0081 程序名n10 g28 u0 w0 t0100; 返回參考點，取消刀具補償n20 g50 s2000; 設定主軸最高轉(zhuǎn)速限制為 2000r/min以內(nèi)n30 m03 s400; 主軸啟動正轉(zhuǎn)400r/minn40 t0101 m08; 調(diào)用1號外圓刀，建立坐標 系、切削液開n50 g00 x4

18、0.0 z2.0; 快速進刀到輪廓循環(huán)點n60 g71 u1.2 r0.8； 設定復合循環(huán)粗車量、退刀 量n70 g71 p80 q150 u0.8 w0.1 設定復合循環(huán)的粗加工、f0.5 s800 余量、進給量、轉(zhuǎn)速n80 g00 g42 x10.0; 加右刀補、進入精車起點 n90 g01 x15.8 z-1.5 f0.2 s1800;精加工倒角1.5×45度精車 進給率、轉(zhuǎn)速n100 z-40.0; 精加工15.8外圓n110 x16.0; 到16外圓n120 g02 x22.0 w-0.3 r3.0; 精加工r3.0圓弧n130 g01 z-57.0; 精加工22外圓n14

19、0 g03 x28.0 w-0.3 r3.0; 精加工r3.0圓弧 n150 z-78.0; 精加工28外圓n160 g70 p80 q150; 精加工程序段n170 g28 u0 w0 t0100; 粗、精車結(jié)束、返回參考點、 取 消1號刀補n180 t0202; 換2號槽刀建立2號刀補n190 s700; 主軸正轉(zhuǎn)700r/minn200 g00 x20.0; x軸到切槽外圓位置n210 z-40.0; z軸到切槽起點n220 g01 x17.0 f0.05; 切槽至17n230 g04 p2000; 暫停2000msn240 g00 x200.0; x軸返回換刀n250 z100.0 z軸返回換刀n260 t0303 s800; 換3號螺紋刀建立3號刀補， 主軸轉(zhuǎn)速800r/minn270 g00 x20.0 z2.0; 到螺紋起點n280 g92 x15.1 z-37.0 f1.5; 切螺紋第一刀切深0.7mmn290 x14.7; 第二刀切深0.5mmn300 x14.5 第三刀切深0.3mmn310 x14.38; 第四刀切深0.12mmn310 g00 x200.0 z100.0; 返回換刀點n320 m02 主程序結(jié)束第5章 結(jié)束語 在數(shù)控車削加工中經(jīng)常遇到的軸類零件,本設計論文中采用含螺紋零件進行編程設計,在螺紋車削編程中要注意,數(shù)控車床主軸上必須安裝有