數(shù)控機床的加工工藝畢業(yè)論文格式

1、西安交通大學繼續(xù)教育學院畢業(yè)論文目錄摘要1前言3第一章零件的加工工藝分析51.1 零件的特征51.2 工藝過程61.2.1 工藝過程的制定61.2.2 加工精度要求61.2.3 工步設計61.2.4 定位基準的選擇71.3 裝夾方式71.4 刀具選擇81.5 設計走刀路線101.6 切削用量101.6.1 選擇切肖I用量101.6.2 主軸轉(zhuǎn)速的確定11第二章數(shù)控加工程序的編制112.1 數(shù)值計算122.2 .刀位點132.2.1 定位刀位點132.2.2 待加工毛坯對刀132.3 刀偏值的測定132.4 加工程序13結(jié)論16參考文獻1.8西安交通大學繼續(xù)教育畢業(yè)論文摘要數(shù)控機床的加工工藝與普

2、通機床的加工藝雖有諸多相同之處，但也有許多不同之處。為此，分析了數(shù)控車削的加工工藝。數(shù)控機床產(chǎn)生20世紀40年代，隨著科學技術和社會生產(chǎn)的發(fā)展，機械產(chǎn)品的形狀和結(jié)構不斷改進，對零件的加工質(zhì)量要求越來越高，零件的形狀越來越復雜，傳統(tǒng)的機械加工方法已無法達到零件加工的要求，迫切需要新的加工方法。數(shù)控車床又稱為CNC床，即用計算機數(shù)字控制的車床，是國內(nèi)使用量最大、覆蓋面最廣的一種數(shù)控機床。數(shù)控機床的產(chǎn)生使傳統(tǒng)的機械加工發(fā)生了巨大的變化，這不僅表現(xiàn)在復雜工件的制造成為可能，更表現(xiàn)在采用了數(shù)控技術后使生產(chǎn)加工過程真正實現(xiàn)了自動化。所以，數(shù)控車床主要用于加工軸類、盤類等回轉(zhuǎn)體零件。通過數(shù)控加工程序的運行，

3、可自動完成內(nèi)外圓柱面、圓錐面、成形表面、螺紋和端面等工序的切削加工，并能進行車槽、鉆孔、擴孔、較孔等工作。關鍵詞：數(shù)控車床，車削加工工藝，工藝分析西安交通大學繼續(xù)教育畢業(yè)論文西安交通大學繼續(xù)教育畢業(yè)論文前言數(shù)控技術是工業(yè)自動化的一門基礎技術，在工業(yè)生產(chǎn)中越來越得到廣泛的應用。數(shù)控機床問世以來，數(shù)控技術大幅度推進了制造技術與制造業(yè)的發(fā)展，數(shù)控技術應用課程在我國已成為各大院校機電類專業(yè)的主要課程之一。目前，隨著數(shù)控技術的發(fā)展,數(shù)控機床已經(jīng)成為我國在用機床的主流，在數(shù)控銃削中，對于非圓曲線、曲面、圓角、倒角的加工，并能進行車槽、鉆孔、擴孔、較孔等工作。，當機床內(nèi)存容量較小時，如何使技工程序變得簡潔對

4、實現(xiàn)加工來說，有著很重要的實際意義，相對普通程序編制更加容易和靈活，本文通過實例介紹數(shù)控車削加工編程中運用程序來解決軸承套的車削加工問題。通過選擇并確定零件的數(shù)控車削加工內(nèi)容；對零件圖紙進行數(shù)控車削加工工藝分析；工具、夾具的選擇和調(diào)整設計；工序、工步的設計；加工軌跡的計算和優(yōu)化；數(shù)控車削加工程序的編寫、校驗與修改。以及如何確定合理的切削用量、刀具的進給路線以及刀具、夾具和切削用量的選擇等。從而實現(xiàn)零件加工工藝分析編程，進而完成零件的加工與操作。西安交通大學繼續(xù)教育畢業(yè)論文第一章零件的加工工藝分析西安交通大學繼續(xù)教育畢業(yè)論文1.1零件的特征、零件材料42該零件是一回轉(zhuǎn)體零件（單位：mm,以45#

5、M質(zhì)處理的毛坯，毛坯尺寸X40mm（如圖1-1）、零件特點從圖紙中我們可以看出該零件輪廓由直線構成一個成型臺階回轉(zhuǎn)軸。加工部分包括外圓，一個孔和內(nèi)孔，一個槽，倒角等。1.2/口mA工2x0,5（圖i-i）軸承套CJ0T3004工藝過程1.2.1 工藝過程的制定西安交通大學繼續(xù)教育畢業(yè)論文由于每個零件結(jié)構形狀不同，各表面的技術要求也有所不同，故加工時，其定位方式則各有差異。一般加工外形時，以內(nèi)形定位；加工內(nèi)形時又以外形定位。因而可根據(jù)定位方式的不同來劃分工序?？紤]到零件的形狀不易裝夾，故先加工零件的左邊的部分，然后以左面的零件軸線為定位基準加工右面的部分。并且考慮到加工原則中的先近后遠先粗后精制

6、定加工工藝如下：為減少換刀，對刀次數(shù)及減少輔助時間，選用90°外圓車刀進行粗加工和精加工、用切斷刀進行切槽加工，選擇鏈孔刀進行孔的粗加工和精加工。調(diào)頭用三爪卡盤固定住左端37外圓。留有5mm長以防刀具與夾具發(fā)生干涉，保證同軸度和精度并防止工件轉(zhuǎn)動時搖晃不定。用內(nèi)圓車刀依次進行孔的粗精加工；用刀寬為2mm的切槽刀車槽，1.2.2 加工精度要求加工圖紙如上圖，零件加工部分包括(42,37)外圓，一個C2,C1的倒角，一個2x0.5的槽，(22,24,12)孔等。零件的主體尺寸長度為40mm最大位置直徑為42。1.2.3 工步設計該零件從棒料開始加工，要進行粗加工、精加工、車孔以及切槽等工

7、步：1) 粗車外圓。2) 精車循環(huán)。3) 切槽。1.2.4定位基準的選擇(1)基準重合原則(2)基準統(tǒng)一原則西安交通大學繼續(xù)教育畢業(yè)論文(3)便于裝夾原則(4)便于對刀原則軸套類零件外圓表面、內(nèi)孔、螺紋等表面的同軸度，以及端面對軸中心線的垂直度是其相互位置精度的主要項目，而這些表面的設計基準一般都是軸中心線。用兩中心孔定位符合基準重合原則，并且能夠最大限度地在一次裝火中加工出多格外圓表面和端面，因此常用中心孔作為軸加工的定位基準。當不能采用中心孔時或粗加工是為了提高工作裝夾剛性，可采用軸的外圓表面作定位基準，或是以外圓表面和中心孔共同作為定位基準，能承受較大的切削力，但重復定位精度并不太高。數(shù)

8、控車削時，為了能用同一程序重復加工和工件調(diào)頭加工軸向尺寸的準確性，或為了端面余量均勻，工件軸向需要定位。采用中心孔定位時，中心孔尺寸及兩端中心孔間的距離要保持一致。以外圓定位時，則應采用三爪自定心卡盤反爪裝夾或采用限未支承，以工件端面或臺階兒面作為軸向定位基準。根據(jù)定位基準選擇原則，避免不重合誤差，便于編程，以工序的設計基準作為定位基準。零件加工時，先以42外圓的軸線作為軸向定位基準，加工零件；然后以零件軸線作為軸向定位基準，以軸臺的端面的中心作為該軸件剩余工序的軸向定位基準，并且把編程原點選在設計基準上。1.3 裝夾方式一、選擇夾具夾具的作用是保證工件在機床上的正確位置和牢固的安裝，即定位和

9、夾緊，從而使數(shù)控加工順序進行，保證工件的位置精度，同時也保證工件坐標系能夠建立在正確的位置上。車削加工的工件一般是回轉(zhuǎn)體，對于回轉(zhuǎn)體零件，一般選擇三爪自定心卡盤。本零件選擇三爪自定心卡盤作夾具。對于回轉(zhuǎn)體零件，一般選擇三爪自定心卡盤。本零件選擇三爪自定心卡盤作夾具。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；再工件調(diào)頭，用三爪自定心卡盤毛坯右端，再加工左端達到工件精度要求。1.4 刀具選擇西安交通大學繼續(xù)教育畢業(yè)論文為適應數(shù)控機床加工精度高、加工效率、加工工序集中及零件裝夾次數(shù)少的要求，數(shù)控刀具具有很高的切削效率.高精度.高重復定位精度.可靠度和耐用度。選擇數(shù)控刀具的原則刀具壽命與切

10、削用量有密切關系。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。對于機火可轉(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

11、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，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。選擇刀具通常要考慮（1）被加工工件的材料及性能（2）切削工藝的類別（3）被加工工件的幾何形狀，零件精度，加工余量（4）被吃刀量，進給速度

12、，切削速度考慮到以上因素故粗車時，要選用強度高，耐用度高的刀具以滿足粗車時大吃刀量，大進給量的要求.精車時要選用精度高，耐用度好的刀具以保證加工精度的要求.1）粗車90°外圓車刀T0101。2）精車90°外圓車刀T0202。3）切槽切斷刀（刀寬2mmT030&4）鎮(zhèn)孔一一鏈孔刀一一T0404西安交通大學繼續(xù)教育畢業(yè)論文刀具列表如下工步號工步內(nèi)容刀具名稱刀具圖號刀具規(guī)格主軸轉(zhuǎn)速切削深度備注1粗車900外圓車刀18002自動換刀2精車900外圓車刀2700自動換刀3切槽切斷刀35300自動換刀4鋒孔鏈孔刀4300自動換刀1.5 設計走刀路線、粗車循環(huán)粗車的主要任務是去除

13、余量，可以用復合循環(huán)指令來設定。設計走刀路線時，應設定工件坐標系XOZ。要求：畫出刀具形狀；標注工件坐標系；標明進刀點，起刀點，每層切深，退刀量，精車余量AU,AW;畫出刀具運動軌跡。起刀點（100,西安交通大學繼續(xù)教育畢業(yè)論文200）為安全位置，進刀點（45,3）為接近工件點，切深Ad=2,退刀量e=0.5,精車余量AU=1、AW=0.5。二、精車精車外圓即在粗車基礎上車一刀即可，其走刀路線較為簡單，主要需標出關鍵點，畫出刀具軌跡，起刀點坐標為（100,100）,進刀點（接近）坐標為（0,3）,退刀點坐標為（32,-34）,將每一走刀段都標上序號，以便編程時一一對應。三、切槽線切槽即在工件上

14、切一個退刀槽，用切斷刀加工，刀寬2mm切槽時，只能X向進退刀，不能Z向切削，否則易打刀（刀具折斷），當?shù)秾挼扔诓蹖?，切槽刀只切一次；當?shù)秾捫∮诓蹖挄r，應根據(jù)情況切多次，路線為先X向退刀，Z向平移，再X向進刀。起刀點坐標（100,100）,進刀點坐標為（44,-34）,基點A坐標為（31.5,-34）。1.6 切削用量1.6.1 選擇切削用量選擇數(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

15、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成，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

16、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，10西安交通大學繼續(xù)教育畢業(yè)論文以免發(fā)生加工干淺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。切削用量包括切削速度，背吃刀量和進給量.對于不同的加工方法需要選擇不同的切削用量。粗加工時一般以加工效率為主通常選擇較大的背吃刀量和進給量，采用較小的切削速度.精加工時通常選擇較小的背吃刀量和進給量采用較高的切削速度，對于原材料45#,粗加工時u取3nm,s取800m/min,f取0.4mm/r;精加工時u取0.25mm,s取1000m/min,f取0.2mm/r。粗車S800,F100;精車S700,F1

17、00;切槽S300,F50;1.6.2 主軸轉(zhuǎn)速的確定主軸的轉(zhuǎn)速是由切削刃上選定點相對于工件的主運動的線速度主運動速度n=1000Vc/Ttd單位為r/min第二章數(shù)控加工程序的編制2.1 數(shù)值計算生活中，我們對幾何信息的認知有多種方法，常用的有數(shù)形結(jié)合法（解析法）但有時面對復雜的圖形，解析法會帶來繁重的數(shù)學計算。AUTOCAD乍為一套專業(yè)的繪圖軟件，它強大的信息處理功能為圖形中繁雜點的計算帶來了可能。我們在操作界面中繪制圖形后就可以打開狀態(tài)欄中的捕捉、對象捕捉按鈕，在繪圖區(qū)捕捉相關的點。同時，在狀態(tài)欄中就可以看到這些點的坐標。數(shù)值計算的一般內(nèi)容計算數(shù)控編程的主要工作就是把加工過程中刀具移動的

18、位置按11西安交通大學繼續(xù)教育畢業(yè)論文定的順序和方式編寫成程序單，輸入機床的控制系統(tǒng)，操縱加工過程。刀具移動位置是根據(jù)零件圖紙，按照已經(jīng)確定的加工路線和允許的加工誤差這一工作稱為數(shù)控加工編程中的數(shù)值計算。數(shù)值計算主要用于手工編程時的輪廓加工數(shù)控加工編程中的數(shù)值計算主要包括：工件零輪廓中幾何元素的基點插補線段的節(jié)點刀具中心位置輔助計算等內(nèi)容基點基點就是構成零件輪廓的各相鄰幾何元素之間的交點或切點。如兩直線的交點、直線與圓弧的交點或切點、圓弧與二次曲線的交點或切點等等，均屬基點。一般來說，基點的坐標根據(jù)圖紙給定的尺寸，利用一般的解析幾何或三角函數(shù)關系不難求得。節(jié)點節(jié)點是在滿足容差要求條件下用若干插

19、補線段（如直線段或圓弧段等）去逼近實際輪廓曲線時，相鄰兩插補線段的交點。節(jié)點的計算比較復雜，方法也很多，是手工編程的難點。有條件時，應盡可能借助于計算機來完成，以減少計算誤差并減輕編程人員的工作量。一般稱基點和節(jié)點為切削點切削點，即刀具切削部切削點位必須切到的點。刀具中心位置刀具中心位置是刀具相對于每個切削點刀具中心所處的位置。因為刀具都有一定的半徑，要使刀具的切削部位切過輪廓的基點和節(jié)點，必須對刀具進行一定的偏置。對于沒有刀具偏置功能的數(shù)控系統(tǒng)，應計算出相對于基點和節(jié)點的刀具中心位置軌跡。對于具有刀具偏置功能的數(shù)控系統(tǒng)，加工某些內(nèi)腔型面時，往往也要求計算出刀具中心軌跡的坐標數(shù)據(jù)。輔助計算輔助

20、計算包括以下內(nèi)容：1）增量計算對于增量坐標的數(shù)控系統(tǒng)，應計增量計算算出后一節(jié)點相對前一節(jié)點的增量值。2）脈沖數(shù)計算通常數(shù)值計算是以毫米為單位脈沖數(shù)計算進行的，而數(shù)控系統(tǒng)若要求輸入脈沖數(shù)，故應將計算數(shù)值換算為脈沖數(shù)。3）輔助程序段的數(shù)值計算對刀點到切入點的輔助程序段的數(shù)值計算程序段，以及切削完畢后返回到對刀點的程序均屬輔助程序段。在填寫程序單之前，輔助程序段的數(shù)據(jù)也應預先確定。2.2 刀位點2.2.1 定位刀位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

21、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12西安交通大學繼續(xù)教育畢業(yè)論文差小。在進行數(shù)控加工的編程時，往往將整個刀具濃縮視為一個點，那就是刀位點，它是在刀具上用于表現(xiàn)刀具位置的參照點。對刀操作就是要測定出程序起點處刀具刀位點相對機床原點以及工件原點的坐標位置。在對刀時，常用的儀器有：對刀測頭、千分表或?qū)Φ睹闇蕛x等。對刀點可以設置在零件、夾具上或機床上面（盡可能設置在零件的設計基準或工藝基準上）。2.2.2 待加工毛坯的對刀試切端面：將兩端面已經(jīng)加工好的待加工毛坯裝夾

22、到主軸上，在工件的伸出端安裝Z軸向設定器?？煲频毒呓咏絑軸向設定器，改用增量方式控制刀具工進，至到指示燈亮時停止動作，保持Z軸向不動，取出軸向設定器。然后在機床操作面板上調(diào)出刀具補償菜單欄中刀偏表，在相關的試切長度填空欄中鍵入有關數(shù)值（當前刀具刀位點相對于程序原點的距離）。試切外圓：快速將刀具刀位點移動刀毛坯端面角附近，然后用增量方式調(diào)節(jié)X、Z軸向進給至刀位點剛好切到毛坯外表面，再用MD方式運行進行外圓車削。同時保持X軸軸向坐標不變，退出刀具。用游標卡尺測量出試切外圓直徑。然后在刀偏表中鍵入試切直徑。2.3 刀偏值的測定刀偏俏就是各刀具相對于基準刀具的幾何補償。用點動或步進方式操作移動刀具，

23、使基準刀具刀位點對準工件的基準點，然后進行X軸Z軸坐標清零，退刀。換置刀具，再用點動或步進方式使該刀具刀位點對準工件上的同以一基準點，此時屏幕上顯示的坐標既是該刀號刀具的幾何偏置Xj,AZj.同理，可依次測定出其它刀具相對于基準刀具的幾何偏置。在相應的刀偏表中依次鍵入選用刀具刀位點的幾何補償。2.4 加工程序附：根據(jù)上述工藝分析所編制的加工程序，系統(tǒng)為FANUC-0T13西安交通大學繼續(xù)教育畢業(yè)論文程序車削(GSK980TpO0001T0101S800M03;正轉(zhuǎn)，速度800r/min)G94X50Z2;G90X46Z-41F100;X42.5(X38.5Z-34X34.5(G00X44Z-3

24、7;G01X36Z-41;X50;G00X100Z100;M03S700T0202;G00X34Z2;G01Z-34F100;X42;Z-38;X50;G00X100Z100;M03S900T0303;G00X45Z-34;G01X33F80;G04X3;（外圓加工程序號）（粗車部分，選一號刀具，設定1號刀補及主軸（快速定位到50mmz卜圓，距端面2mm處）粗車42mm勺外圓，留徑向余量0.5mm）粗車34mm勺外圓,留徑向余量0.5mm）（快速定位到（44,-37）（加工倒角C2）（快速返回換刀點）（主軸正傳，轉(zhuǎn)速700r/min,換2號刀）（精加工34mm勺外圓）（精加工42mm勺外圓）（

25、快速返回換刀點）（調(diào)轉(zhuǎn)速為900r/min,換3號刀切槽）（切槽加工）（槽底停留3s）14X45;G00Z-42.5;G01X-1F50;G00X100Z100;M05M30O0002;M03T0101S300;G94X44Z0;G01X20F50;G00Z100X100;T0404;G00X18Z2;G90X21.6Z-41F80;X22Z-1;Z-39;X26Z-41;G00X100Z100;T0505;G00X18Z2;Z-16;G01X24F50;G00X20;西安交通大學繼續(xù)教育畢業(yè)論文（退刀）（切斷）（快速返回換刀點）（主軸停）（程序結(jié)束）（加工內(nèi)孔程序）（選一號刀具，主軸正轉(zhuǎn)，速度300r/min）（換4號刀）（粗車22mmt勺內(nèi)孔，留徑向余量0.4mm（車倒角C1）（精加工22mmi勺內(nèi)孔）（快速退刀至