數(shù)控車削零件1的編程畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、山東凱文科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文題 目 數(shù)控車削零件1的編程 專 業(yè) 數(shù)控技術(shù) 年 級(jí) 2007級(jí) 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 2010.06.01摘要數(shù)控加工是一種綜合了機(jī)械制圖、制造、設(shè)計(jì)、公差與配合、數(shù)控加工編程及操作、數(shù)控加工工藝、數(shù)控機(jī)床日常維護(hù)與故障維修以及cad/cam等各種學(xué)科的一門綜合應(yīng)用。三年的學(xué)習(xí)我了解關(guān)于數(shù)控加工的整個(gè)工作過程,包括加工前的準(zhǔn)備工作,像毛坯的選擇、加工方式、設(shè)備的選擇、裝夾定位的確定、刀具數(shù)量和幾何參數(shù)的確定、工序安排、切削參數(shù)的確定、起刀點(diǎn)、換刀點(diǎn)確定、尺寸及公差要求、編程等知識(shí)要點(diǎn)。通過零件外關(guān)可以看出此零件屬于數(shù)控車削中典型的軸類零件，此零件包含了軸類零件的大

2、部分特征，除了圓柱外形、階梯軸、錐度、外形槽外還包括內(nèi)孔、內(nèi)螺紋的加工。數(shù)控車床對(duì)一些軸類零件的編程與加工課題是針對(duì)用人單位實(shí)際工作中所用到的零件加工面開發(fā)，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)也是理論與實(shí)際相結(jié)合。關(guān)鍵詞: 外槽，錐度，內(nèi)孔，內(nèi)外螺紋目錄第一章 零件圖的繪制3 1.1：計(jì)算機(jī)繪圖3第二章 零件的工藝分析4 2.1：零件圖的工藝分析4 2.2：毛坯材料確定5 2.3：選擇刀具5 2.4：確定切削用量8 2.5：確定裝夾方案并設(shè)計(jì)夾具102.6：確定加工順序及進(jìn)給路線102.7：制定工藝卡片11第三章 零件的程序編制133.1：程序編制133.2：程序仿真與檢測22 參考文獻(xiàn)27致謝28第一章 零件圖的

3、繪制1.1計(jì)算機(jī)繪圖第二章 零件的工藝分析2.1零件圖工藝分析圖1數(shù)控加工流程圖2.2 毛坯材料確定毛坯采用45號(hào)鋼，45#鋼屬中碳鋼,用途很廣,可通過熱處理來提高其機(jī)械性能。2.3 選擇刀具2.3.1刀具的選擇刀具的選擇是保證加工質(zhì)量提高加工效率的重要環(huán)節(jié)。2.3.2 常用數(shù)控刀具的選擇方法及刀具的幾何形狀 1切斷刀；290°左偏刀；390°右偏刀；4彎頭車刀；5直頭車刀；6成型車刀；7寬刃精車刀；8外螺紋車刀；9端面車刀；10內(nèi)螺紋車刀；11內(nèi)槽車刀；12通孔車刀；13盲孔 十種刀具材料的性能和應(yīng)用范圍刀具材料優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)典型應(yīng)用工具鋼工藝性好感切削速度手工刀具高速鋼抗沖擊

4、能力強(qiáng)，通用性好切削速度很低，耐磨性差低速、小功率和斷續(xù)切削，形狀復(fù)雜的刀具硬質(zhì)合金通用性最好，抗沖擊能力強(qiáng)切削速度有限大多數(shù)材料粗精加工包括鋼、鑄鐵、特殊材料和鑄鐵涂層硬質(zhì)合金通用性很好，抗沖擊能力強(qiáng)，中速切削性好切削速度限制在中速范圍之內(nèi)除速度比硬質(zhì)合金高外，其他與硬質(zhì)合金一樣金屬陶瓷通用性很好，中速切削性能好抗沖擊能力差，切削速度限制在中速范圍鋼、鑄鐵、不銹鋼和鋁合金等陶瓷熱/冷壓成形耐磨性好，可高速切削，通用性好抗沖擊能力差，抗熱沖擊性能也差鋼和鑄鐵的精加工，鋼的滾壓加工氮化硼抗沖擊性好，耐磨性好非常有限的應(yīng)用鑄鐵的粗精加工晶須強(qiáng)化抗沖擊性好度，高抗熱沖擊能力有限的通用性可高速粗精加工

5、硬鋼、淬火鑄鐵和高鎳合金立方氮化硼（cbn)高熱硬性，高強(qiáng)度，高抗熱沖擊能力不能切削硬度低于45hrcr材料，成本高切削硬度在4570hrc間的材料聚晶金剛石高耐磨性，高速性能好（最硬）抗沖擊能力差，切削鐵質(zhì)金屬化學(xué)穩(wěn)定性差高速鋼精切有色金屬和非金屬材料表21常用車刀材料車刀材料型號(hào)性能用途高速鋼w18cr4v有較好的綜合性能和可磨削性能制造各種復(fù)雜的刀具各精加工刀具、應(yīng)用方泛w6mo5cr4v有較好的綜合性能，熱塑性較好用于制造熱軋刀具，如扭槽麻花鉆硬質(zhì)合金yg3抗彎強(qiáng)度和韌性好，適用于加工鑄鐵、有色金屬等脆性材料或沖擊力較大的場合用于粗加工、精加工、粗精加工yg6yg82.3.3 刀具的確

6、定針對(duì)零件表面無熱處理要求，刀具選擇抗沖擊性能強(qiáng)、耐用度高、韌性好、切削速度中速”及表21硬質(zhì)合金刀是此零件的首選刀具。加工情況加工冷硬鑄鐵、高硬度高強(qiáng)度材料工藝系統(tǒng)剛度較好，加工外圓端面能中間切入工藝鋼度較差粗加工、強(qiáng)力切削時(shí)車軸類零件、臺(tái)階軸、細(xì)長軸薄壁件車斷車槽主偏角10°30°45°60°75°75°93°90°副偏角10°5°45°15°10°15°10°1°2°綜合考慮，針對(duì)此圖我所選擇的刀具的以下6種： 93&#

7、176;棱形外圓車刀 60°外螺紋刀 內(nèi)孔鏜刀 60°內(nèi)螺紋刀 內(nèi)切槽刀 外切槽刀2.4確定切削用量2.4.1切削用量三要素1.切削速度vc（工件上選定點(diǎn)相對(duì)于工件主運(yùn)動(dòng)的速度r/min）粗車的切削速度取vc=800r/min, 精車時(shí)切削速度取vc=1500r/min，車螺紋切削速度400r/min。2.進(jìn)給量f（工件與刀具每轉(zhuǎn)或每一行程在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向上的相對(duì)位移mm/r）先選取進(jìn)給量，然后用公式vf=nf計(jì)算。粗車時(shí)選取進(jìn)給量=0.4mm/r,精車時(shí)選取=0.15mm/r,計(jì)算得：粗車進(jìn)給速度vf=120mm/min;精車時(shí)進(jìn)給速度vf225mm/min。車螺紋的進(jìn)給量

8、等于螺紋導(dǎo)程，即0.75mm/r，空行程的進(jìn)給速度取vf300r/min。3.背吃刀量（切削深度）ap（工件上已加工表面與待加工表面間的垂直距離）。外圓加工的背吃刀量為:ap（dw-dm）/2式中ap背吃刀量，mmdw工件待加工表面直徑，mm dm工件已加工表面的直徑，mm切槽或切斷時(shí)的背吃刀量ap等于刀具寬度。由上分析確定圖11粗加工背吃刀量為ap=2mm;精車時(shí)為了保證加工精度，背吃刀量ap=0.3mm，切槽背吃刀量ap=2 mm。2.4.2主軸轉(zhuǎn)速的確定1車圓柱面、圓錐面、和圓弧面時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速 工件材料為45#鋼，粗車的進(jìn)給切削速度取vc=100m/min,精車時(shí)進(jìn)給切削速度取vc=15

9、0m/min。根據(jù)毛坯料直徑，利用n=可計(jì)算出粗車時(shí)主軸轉(zhuǎn)速約為n=800r/min,精車時(shí)主軸轉(zhuǎn)速約為n=1500r/min。2車螺紋時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速 大多數(shù)數(shù)控車床系統(tǒng)，車螺紋時(shí)主軸轉(zhuǎn)速有以下經(jīng)驗(yàn)公式：n式中 p工件螺紋的螺距式導(dǎo)程，mm k保險(xiǎn)系數(shù)，一般取80。課題中導(dǎo)程為0.75，用式計(jì)算，取轉(zhuǎn)速為n=450r/min。其中對(duì)刀具壽命影響從大到小依次是：切削速度vc進(jìn)給量f切削深度ap切削速度對(duì)道具壽命的影響如下圖所示:由圖可知，在一定的切削速度范圍內(nèi)，刀具壽命越高，提高或降低切削速度都會(huì)使刀具壽命降低。每種刀具材料都有一個(gè)最佳切削速度范圍，為提高生產(chǎn)效率，通常采用的切削速度范圍，為提高生

10、產(chǎn)效率，通常采用的切削速度范圍偏向曲線峰值右端。2.4.3提高切削用量的途徑 采用切削性能更好的新型刀具材料； 在保證工件機(jī)械性能的前提下，改善工件材料加工性； 改善冷卻潤滑條件； 改進(jìn)刀具結(jié)構(gòu)，提高刀具制造質(zhì)量。刀具選擇與切削用量在數(shù)控加工中的確定2.4.4確定切削用量1.主軸轉(zhuǎn)速：加工外形是粗車為800r/min，精車時(shí)為1500r/min,鉆孔時(shí)用300r/min,粗車內(nèi)孔用300r/min,粗車內(nèi)孔用400r/min,外槽500r/min。2.進(jìn)給量：一般粗車外圓是0.4mm/r,精車是0.15mm/r，車槽是0.2mm/r。3.背吃刀量：一般粗車是2mm，精加工余量是0.3mm。2.

11、4.5 刀具合理幾何參數(shù)的選擇1.前角:在保證加工質(zhì)量和足夠刀具耐用度的前提下，選用大的前角。2.后角：在不產(chǎn)生較大摩擦的前提下，盡量選擇較小的后角。3.主偏角：主要影響刀具單位長度上的負(fù)荷、刀尖強(qiáng)度及散熱條件；影響斷屑效果和排屑方向。4.副偏角：作用主要是減少刀具與已加工表面間的摩擦。一般取小值。甚至0°的修光角。 不同加工條件下、主要從合理考慮主、副偏角參數(shù)值。2.5 確定裝夾方案并設(shè)計(jì)夾具 首先按照基準(zhǔn)重合原則，考慮選擇定位基準(zhǔn)，由于件1和件2都采用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是外圓輪廓的 中心線，所以選擇外圓輪廓的中心線作為定為基準(zhǔn)，件1和件2都是整圓，因此只用三爪自定心卡盤就行，再裝夾時(shí)應(yīng)保證

12、工件在夾具中保持垂直以便消除轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。2.6 確定加工順序及進(jìn)給路線2.6.1工藝路線1.粗、精加工加工件一左端外形2.車5x38兩槽3.用g71粗車加工工件一的左端內(nèi)形，用g70精加工工件1左端內(nèi)形4.掉頭校正，手工車端面，保證總長95，鉆中心孔，頂上頂尖5.用g71粗車工件一右端外形，用g70精加工工件1右端外形6.車4x24槽7.用g92 螺紋循環(huán)加工m27x1.5外螺紋8.車5x28內(nèi)槽9.用g92螺紋循環(huán)加工m27x1.5內(nèi)螺紋10.將件二旋入件一中，粗精加工件二外形2.7 制定工藝卡片序號(hào)123456加工面車外形車外螺紋車外槽鏜內(nèi)孔車內(nèi)螺紋車內(nèi)槽道具號(hào)t1t2t3t4t5t6刀具

13、類型93°棱形外圓車刀60°外螺紋刀外切槽刀內(nèi)孔鏜刀60°內(nèi)螺紋刀內(nèi)切槽刀主軸轉(zhuǎn)速n/r·min-1粗800精1500300600粗800精1500300600進(jìn)給速度vf/mm·min-1粗150精801.525粗100精801.525工序號(hào)安裝工步工序內(nèi)容刀具設(shè)備1加工件一左端待添加的隱藏文字內(nèi)容3第一次裝夾 1g71粗加工左端外形93°棱形外圓車刀980t數(shù)控車床2g70精加工左端外形93°棱形外圓車刀3車5x38兩槽切槽刀2加工件一右端第三次裝夾1用g71、g70復(fù)合循環(huán)加工左端外圓93°棱形外圓車刀外螺紋

14、刀2手動(dòng)車端面保證總長鉆中心孔端面刀中心鉆3加工件一左端孔1鉆頭鉆中心孔20鉆頭2鏜內(nèi)孔內(nèi)孔鏜刀第三章 零件的程序編制3.1 程序編制3.1.1 編程知識(shí)要點(diǎn)數(shù)控加工程序的編制方法主要有兩種：手工編制程序和自動(dòng)編制程序。1.外徑粗車循環(huán)程序（g71）g71 u(d) r(e) g71 p(ns) q(nf) u(u) w(w) f(f) s(s) t(t) d:每次半徑方向的吃刀量,半徑值；e： 每次切削循環(huán)的退刀量，半徑值。ns:粗精加工形狀程序的第一個(gè)段號(hào)nf:粗精加工形狀的最后一個(gè)段號(hào)u：x向精加工余量，直徑值。w：z向精加工余量 f、s、t為粗切時(shí)的進(jìn)給速度、主軸轉(zhuǎn)速和刀補(bǔ)設(shè)

15、定。此時(shí)，這些值將不再按精加工的設(shè)定。如下圖所示，刀尖從c點(diǎn)出發(fā)，a點(diǎn)為循環(huán)起點(diǎn)。如果在某一段程序中指定了由a ab的加工路線，并指定每次x軸的進(jìn)給量d ，頭指示的方向進(jìn)行加工循環(huán)，最后執(zhí)行輪廓加工。程序軌跡awu/2e(r)(f)dac 45°b2.g73封閉粗車復(fù)合循環(huán) g73 u(i) w(k) r(d) g73 p(ns) q(nf) u(u) w(w) f(f) s(s) t(t) 式中ix軸上總退刀量（半徑值）；kz軸上的總退刀量；d粗車加工次數(shù)；ns 指定精加工路線的第一個(gè)程序段序號(hào)；nf 指定精加工路線的最后一個(gè)程序段序號(hào)；u x軸方向的精車余量（直徑/半徑指定）；w

16、 z軸方向的精車余量；f、s、t為粗切時(shí)的進(jìn)給速度、主軸轉(zhuǎn)速和刀補(bǔ)設(shè)定。此時(shí)，這些值將不再按精加工的設(shè)定。3. g70 復(fù)式精車循環(huán)精車g70與 g71,g72 或 g73 指令復(fù)合使用g70 p(ns) q(nf)p(ns): 精加工循環(huán)程序的第一個(gè)單節(jié)序號(hào)。q(nf): 精加工循環(huán)程序的最后一個(gè)單節(jié)序號(hào)。4. g40 g41 g42 刀具半徑補(bǔ)償功能:刀具必須已經(jīng)在控制器設(shè)定了刀具半徑參數(shù)r和刀尖方位t。通過，g41/g42，使刀具半徑補(bǔ)償生效?？刂破髂軌蜃詣?dòng)計(jì)算出當(dāng)前刀具和編程輪廓等距離的運(yùn)行軌跡，補(bǔ)償由于刀尖圓弧半徑引起的工件形狀誤差。在g41/g42刀具半徑補(bǔ)償生效的情況下，通過g4

17、0取消刀具半徑補(bǔ)償，恢復(fù)編程開始狀態(tài)。指令格式:左刀補(bǔ)-工件輪廓左邊補(bǔ)償有效g41 d 右刀補(bǔ)-工件輪廓右邊補(bǔ)償有效g42 d 取消刀補(bǔ)g40 圖2 刀具半徑補(bǔ)償（右刀補(bǔ)）注釋 ： 1 g41，g42后，應(yīng)該跟g01或者g00指令，不能直接跟g02，g03指令。 2 在調(diào)用新的刀具前，或者執(zhí)行t0000取消刀具長度前，必須首先使用g40取消刀具半徑補(bǔ)償。在使用g40前，刀具必須已經(jīng)離開工件加工表面。 3 必須正確設(shè)定刀尖半徑r和刀尖方位t，否則程序執(zhí)行時(shí)，會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤報(bào)警。3.1.2  程序的編制件一左端加工程序：o0001;g98;每分進(jìn)給m03 s800 t0101;主軸正轉(zhuǎn)選一號(hào)

18、刀調(diào)一號(hào)刀補(bǔ)g0 x46.5 z3 ;g01 z-35 f150;g0 x100 z50;m05;m00;s1500 m03 f80 t0101;g0 x51 z2;g01 x44 z0;x46 z-1;z-35;g0 x100 z50;m05;主軸停止 m00;程序暫停t0303 s600 m03 f25;g0 x50 z-22;g01 x38.2;g0 x50;z-21;g01 x38;z-22;g0 x50;z-12;g01 x38.2;g0 x50;z-11;g01 x38;z-12;g0 x100;z50;m05;m00;m03 s800 t0404;g0 x19.5 z5;g71

19、u1 r0.5;g71外圓粗車循環(huán)g71 p10 q20 u0.4 w0.2f150;n10 g01 x25;z0;x22.016 z-10;z-25;n20 x20;g0 z100;x100;m05;m00;m03 s1200 t0404 f80;g0 g42 x38 z5;g70 p10 q20;g0 z100;x100;m05;m30;件一右端加工程序：00002；g98 ;m03 s800 t0101;g0 x51 z2;g71 u1.5 r1;g71 p10 q20 u0.5 w0.1 f150;n10 g01 x20;z0;x21.992 z-1;z-23;x23;x26.8 z-

20、24.5;z-45;x30;x33.28 z-61.398;g02 x41.24 z-65 r4;n20 g01 x50 ;g0 x150 ;z10;m05;m00;m03 s1500 t0101 f80;g0 g42 x51 z2;g70 p10 q20;g0 g40 x150 z10;m05;m00;t0303 s600 m03 f25;g0 z-45;x32;g01 x24;x27;z-43.5;g01 x24 z-45;g0 x150;z10;m05;m00;t0202 s300 m03;g0 x29 z-18;g92 x26.8 z-42 f1.5;x25.8;x25.14;g0 x

21、100;z50;m05;m30;件二加工程序：o0003;g98;t0404 s800 m03;g0 x19.5z5;g71 u1 r0.25;g71 p10 q20 u-0.3 w0.1f150;g01 x33;z0;x29.6 z-17;x28.5;x25.5z-18.5;z-40;x22.01;z-45;n20 x20;g0 z100;x100;m05;m00;m03 s1200 t0404 f80;g0 g42 x35 z5;g70 p10 q20;g0 z100;g40 x100;m05;m00;s600 m03 t0606 f25;g0 x21;z-40;g01 x28;x25;z-37.5;x28;x25;g0 z100;x100;m05;m00;m03 s1000;t0505;g92 x25.4 z-35.5 f1.5;x26.5;x27.05;g0 z100;x100;m05;m30;3.2 程序仿真與檢測3.2.1  程序仿真1.選擇廣數(shù)g980t機(jī)床。2.開啟按扭，機(jī)械回零，建立機(jī)床坐標(biāo)系。3.確定毛坯的尺寸與材料，尺寸為95x50毛坯為45#鋼。4.安裝毛坯。5.選擇刀具，并對(duì)刀，建立工件坐標(biāo)系。6.程序編制并傳送。7.先在自動(dòng)方式下打開機(jī)床鎖定、空運(yùn)行按扭，在set設(shè)置下