機(jī)床數(shù)控技術(shù)課程設(shè)計(jì)方案參考資料

機(jī)床數(shù)控技術(shù)課程設(shè)計(jì)方案參考資料機(jī)床數(shù)控技術(shù)課程設(shè)計(jì)參考資料3.3.1軸類零件的數(shù)控車削加工工藝及編程下面以圖3-52所示零件為例，介紹其數(shù)控車削加工工藝。所用機(jī)床為MJ460數(shù)控車床。圖3-52軸類零件零件圖工藝分析該零件表面有圓柱、圓錐、順圓弧、逆圓弧及螺紋等表面組成。其中多個(gè)直徑尺寸有較嚴(yán)格的尺寸精度和表面粗糙度等要求；球面S^50mm的尺寸公差還兼有控制該球面形狀＜線輪廓）誤差的作用。尺寸標(biāo)注完整，輪廓描述清楚。零件材料為45號(hào)鋼，無熱處理和硬度要求。通過上述分析，采取以下幾點(diǎn)工藝措施。1） 對(duì)圖樣上給定的幾個(gè)精度＜IT7~IT8）要求較高的尺寸，因其公差數(shù)值較小，故編程時(shí)不必取平均值，而全部取其基本尺寸即可。2） 在輪廓曲線上，有三處為過象限圓弧，其中兩處為既過象限又改變進(jìn)給方向的輪廓曲線，因此在加工時(shí)應(yīng)進(jìn)行機(jī)械間隙補(bǔ)償，以保證輪廓曲線的準(zhǔn)確性。3） 為便于裝夾，毛坯件左端應(yīng)預(yù)先車出夾持部分＜雙點(diǎn)劃線部分），右端面也應(yīng)先車出并鉆好中心孔。毛坯選梅0mm棒料。確定裝夾方案確定毛坯件軸線和左端大端面＜設(shè)計(jì)基準(zhǔn)）為定位基準(zhǔn)。左端采用三爪自定心卡盤定心夾緊、右端采用活動(dòng)頂尖支承的裝夾方式。確定加工順序加工順序按由粗到精的原則確定。即先從右到左進(jìn)行粗車＜留0.20mm精車余量），然后從右到左進(jìn)行精車，最后車削螺紋。MJ460數(shù)控車床具有粗車循環(huán)和車螺紋循環(huán)功能，只要正確使用編程指令，機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)就會(huì)自行確定其加工路線，因此，該零件的粗車循環(huán)和車螺紋循環(huán)不需要人為確定其加工路線。但精車的加工路線需要人為確定，該零件是從右到左沿零件表面輪廓進(jìn)給加工。?數(shù)值計(jì)算為方便編程，可利用AutoCAD畫出零件圖形，然后取出必要的基點(diǎn)坐標(biāo)值；利用公式對(duì)螺紋大經(jīng)、小經(jīng)進(jìn)行計(jì)算。＜1）基點(diǎn)計(jì)算以圖3-52上O點(diǎn)為工件坐標(biāo)原點(diǎn)，貝VA、B、C三點(diǎn)坐標(biāo)＜mm）分別為：XA=40mm＜直徑量）、Za=-69mm;Xb=38.76 mm＜直徑量）、Zb=-99mm；Xc=56mm＜直徑量）、Zc=—54.09mm。＜2）螺紋大經(jīng)、小經(jīng)計(jì)算d大=d O2165p=30021652=29.567mm；d小=宀大—.299p=29.567—.2992=26.969mm。?選擇刀具1） 粗車、精車均選用35°菱形涂層硬質(zhì)合金外圓車刀，副偏角48°,刀尖半徑0.4mm，為防與工件輪廓發(fā)生干涉，必要時(shí)應(yīng)用AutoCAD作圖檢驗(yàn)。2） 車螺紋選用硬質(zhì)合金60。外螺紋車刀，取刀尖圓弧半徑0.2mm。?選擇切削用量＜1）背吃刀量粗車循環(huán)時(shí)，確定其背吃刀量ap=2mm;精車時(shí)，確定其背吃刀量ap=0.2mm。<2）主軸轉(zhuǎn)速1） 車直線和圓弧輪廓時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速：查表取粗車時(shí)的切削速度v=90m/min,精車時(shí)的切削速度v=120m/min，根據(jù)坯件直徑<精車時(shí)取平均直徑），利用式n=1000v/nd計(jì)算，并結(jié)合機(jī)床說明書選?。捍周嚂r(shí)，主軸轉(zhuǎn)速n=500r/min;精車時(shí)，主軸轉(zhuǎn)速n=1200r/min。2） 車螺紋時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速：按公式npW200vn為主軸轉(zhuǎn)速，p為螺距）。取主軸轉(zhuǎn)速n=320r/min。<3）進(jìn)給速度 粗車時(shí)，選取進(jìn)給量f=0.3mm/r，精車時(shí)選取f=0.05 mm/r。車螺紋的進(jìn)給量等于螺紋導(dǎo)程，即f=2mm/r。7?數(shù)控加工工藝文件的制定1） 按加工順序?qū)⒏鞴げ降募庸?nèi)容、所用刀具及其切削用量等填入表3-8數(shù)控加工工序卡片中。2） 將選定的各工步所用刀具的型號(hào)、刀片型號(hào)、刀片牌號(hào)及刀尖圓弧半徑等填入表3-9數(shù)控加工刀具卡片中。表3-8數(shù)控加工工序卡片,~T1~A數(shù)控加工工序卡產(chǎn)品名稱或代號(hào)零件名稱材料零件圖號(hào)<丄丿）軸45產(chǎn)品名稱零件名稱軸零件圖號(hào)程序編號(hào)工步刀具號(hào)刀具名稱刀具型號(hào)刀片刀具位置補(bǔ)償值刀尖半徑<mm）刀尖位置備注型號(hào)牌號(hào)X<mm)Z<mm)1T010135°菱形可轉(zhuǎn)位車刀000.432T020235°菱形可轉(zhuǎn)位車刀1.2030.7580.433T0303螺紋車刀—.302—.8190.28注：M30螺紋共分5次車削，但每次背吃刀量不同，查表 3-7確定為<直徑量）：0.9、0.6、0.6、0.4、0.1<mm）。表3-9數(shù)控加工刀具卡片共1頁 第1頁編制審核批準(zhǔn)工步號(hào)工步內(nèi)容三爪自定心卡盤工序號(hào) 程序編號(hào) 夾具名稱夾具編號(hào)刀具號(hào)亦面使用設(shè)備MJ460主軸

轉(zhuǎn)速<rmin-1)進(jìn)給量-1<mmr)背吃刀

量<mm）粗車軸外表面，留精車余量0.2mm精車軸外表面至尺寸車螺紋M30X2T0101T020_2T030—335菱形工步號(hào)工步內(nèi)容三爪自定心卡盤工序號(hào) 程序編號(hào) 夾具名稱夾具編號(hào)刀具號(hào)亦面使用設(shè)備MJ460主軸

轉(zhuǎn)速<rmin-1)進(jìn)給量-1<mmr)背吃刀

量<mm）粗車軸外表面，留精車余量0.2mm精車軸外表面至尺寸車螺紋M30X2T0101T020_2T030—335菱形35菱

形60°5000.312000.050.2320見注編制審核例4-5編寫圖3-52典型軸類零件的精加工程序，工件右段中心點(diǎn)O為工件坐標(biāo)原點(diǎn)，2號(hào)刀為基準(zhǔn)刀，該刀尖的起始位置為<280,130）。精加工程序如下：03000;程序名N010G50X280Z130;建立工件坐標(biāo)系N020M04S1200T0200;啟動(dòng)主軸，換2號(hào)刀N030G00X26Z3M08;快速接近工件，并打開冷卻液N040G42G01Z0T0202F0.05;建立右刀補(bǔ)N050X29.567Z-2；倒角N060Z-18;車螺紋外表面029.567N070X26Z-20;倒角N080W-5;車扯6曹N090U10W-10;車錐面N100W-10;車036外圓柱面N110G02U-6W-9R15;車R15圓弧N120G02X40Z-69R25;車R25圓弧N130G03X38.76Z-99R25;

車S松0球面N140G02X34W-9R15;車R15圓弧N150G01W-5;車Q4圓柱面N160X56Z-154.05;車錐面N仃0Z-165;車幅6圓柱面N180G40G00U10T0200M05M09;取消刀補(bǔ)并關(guān)閉冷卻液N190G28U2W2;返回參考點(diǎn)N200M04S320T0300;主軸換速，換3號(hào)螺紋刀N210G00X40Z3T0303M08;刀具定位并建立位置補(bǔ)償N220G92X28.667Z-22F2;螺紋循環(huán)第一刀N230 X28.067;螺紋循環(huán)第二刀N240X27.467;N240X27.467;螺紋循環(huán)第三刀N250X27.067;螺紋循環(huán)第四刀N260X26.969；螺紋循環(huán)第五刀N270 G00 X45T0300M09；取消刀具位置補(bǔ)償并關(guān)冷卻液N280 G28U2W2；返回參考點(diǎn)N290M30；程序結(jié)束以上程序沒有考慮粗加工，請(qǐng)同學(xué)們自己寫出全部程序。333蓋板零件加工中心的加工工藝＜屬加工中心，不是數(shù)控銑床）蓋板是機(jī)械加工中常見的零件，加工表面有平面和孔，通常需經(jīng)過銑平面、鉆孔、擴(kuò)孔、鏜孔、鉸孔以及攻螺紋等工步才能完成。下面以圖3-56所示蓋板為例介紹其加工工藝。4XMI6-H7材樸HT20D圖3-56蓋板零件簡(jiǎn)圖1分析圖樣，選擇加工內(nèi)容該蓋板的材料為鑄鐵，故毛坯為鑄件。由圖3-56可知，蓋板的四個(gè)側(cè)面為不加工表面，全部加工表面都集中在A、B面上。最高精度為IT7級(jí)。從工序集中和便于定位兩個(gè)方面考慮，選擇B面及位于B面上的全部孔在加工中心上加工，將A面作為主要定位基準(zhǔn)，并在前道工序中先加工好。2?選擇加工中心由于B面及位于B面上的全部孔，只需單工位加工即可完成，故選擇立式加工中心。加工表面不多，只有粗銑、精銑、粗鏜、半精鏜、精鏜、鉆、擴(kuò)、锪、鉸及攻螺紋等工步，所需刀具不超過20把。選用國(guó)產(chǎn)TH5632型立式加工中心即可滿足上述要求。該機(jī)床工作臺(tái)工作面尺寸為1000mm320mm，x軸行程為750mm，y軸行程為400mm,z軸行程為470mm,主軸端面至工作臺(tái)臺(tái)面距離為180~650mm,定位精度和重復(fù)定位精度分別為0.012mm和0.006mm，刀庫容量為16把，工件在一次裝夾后可自動(dòng)完成銑、鉆、鏜、鉸及攻螺紋等工步的加工。3.設(shè)計(jì)工藝<1）選擇加工方法B平面用銑削方法加工，因其表面粗糙度Ra6.3pm,故采用粗銑一精銑方案；櫛0H7孔為已鑄出毛坯孔，為達(dá)到IT7級(jí)精度和Ra0.8pm的表面粗糙度，需經(jīng)三次鏜削，即采用粗鏜一半精鏜一精鏜方案；對(duì)也2H8孔，為防止鉆偏和達(dá)到IT8級(jí)精度，按鉆中心孔—鉆孔一擴(kuò)孔一鉸孔方案進(jìn)行；（f）16mm孔在?12mm基礎(chǔ)上锪至尺寸即可；M16螺紋孔采用先鉆底孔后攻螺紋的加工方法，即按鉆中心孔一鉆底孔一倒角—攻螺紋方案加工。<2）確定加工順序按照先面后孔、先粗后精的原則確定。具體加工順序?yàn)榇?、精銑B面；粗鏜、半精鏜、精鏜梅0H7孔；鉆各光孔和螺紋孔的中心孔；鉆、擴(kuò)、锪、鉸 也2H8及協(xié)6孔；M16螺孔鉆底孔、倒角、和攻螺紋，詳見表3-11。（3>確定裝夾方案和選擇夾具該蓋板零件形狀簡(jiǎn)單，四個(gè)側(cè)面較光整，加工面與不加工面之間的位置精度要求不高，故可選用通用臺(tái)鉗，以蓋板底面A和兩個(gè)側(cè)面定位，用臺(tái)鉗鉗口從側(cè)面夾緊。<4）選擇刀具所需刀具有面銑刀、鏜刀、中心鉆、麻花鉆、鉸刀、立銑刀<锪機(jī)6孔）及絲錐等，其規(guī)格根據(jù)加工尺寸選擇。B面粗銑銑刀直徑應(yīng)選小一些，以減小切削力矩，但也不能太小，以免影響加工效率； B面精銑銑刀直徑應(yīng)選大一些，以減少接刀痕跡，但要考慮到刀庫允許裝刀直徑VTH5632型加工中心的允許裝刀直徑：無相鄰刀具為機(jī)50mm，有相鄰刀具為慍0mm）也不能太大。刀柄柄部根據(jù)主軸錐孔和拉緊機(jī)構(gòu)選擇。<5）確定加工路線B面的粗、精銑削加工加工路線根據(jù)銑刀直徑確定，因所選銑刀直徑為?1O0mm，故安排沿x方向兩次進(jìn)給<見圖3-57）。所有孔加工進(jìn)給路線均按最短路線確定，因?yàn)榭椎奈恢镁纫蟛桓?，機(jī)床的定位精度完全能保證，圖3-58圖3-62所示的即為各孔加工工步的加工路線。Y160初始平面—井平皿柳船平面初始平面—井平皿柳船平面圖3-57銃削B面加工路線V-|'IJ圖3-58鏜（J60H7孔加工路線圖3-59鉆中心孔加工路線圖3-60鉆、擴(kuò)、鉸機(jī)2H8孔加工路線圖3-61锪機(jī)6mm孔加工路線Y對(duì)刀點(diǎn)cXZ1初貽平面Y對(duì)刀點(diǎn)cXZ1初貽平面圖3-62鉆螺紋底孔、攻螺紋加工路線<6）選擇切削用量查表確定切削速度和進(jìn)給量，然后計(jì)算出機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速和機(jī)床進(jìn)給速度，詳見表（3-11>4?數(shù)控加工工藝文件的制定<1）按加工順序?qū)⒏鞴げ降募庸?nèi)容、所用刀具及其切削用量等填入表3-11數(shù)控加工工序卡片中。<2）將選定的各工步所用刀具的名稱、規(guī)格、刀輔具型號(hào)等填入表3-12數(shù)控加工刀具卡片中。表3-11數(shù)控加工工序卡片<工廠）數(shù)控加工工序卡產(chǎn)品名稱或代號(hào)零件名稱材料零件圖號(hào)蓋板HT200工序號(hào)程序編號(hào)夾具名稱夾具編號(hào)使用設(shè)備車間

臺(tái)鉗TH5632工步號(hào)工步內(nèi)容加工面刀具號(hào)刀具規(guī)格<mm)主軸轉(zhuǎn)速<rmin-1)進(jìn)給速度<mmmin-1)背吃刀量<mm)備注1粗銃B平面留余量0.5mmT01機(jī)00300703.52精銃B平面至尺寸T13機(jī)00350500.53粗鏜?60H7孔至(J58mmT02松8400604半精鏜(J60H7孔至松9.95mmT03?59.95450505精鏜比0H7孔至尺寸T04?60H7500406鉆4X?12H8及4W16中心孑LT05?31000507鉆4X?12H8至松0T06松0600608擴(kuò)4X(j)12H8至機(jī)1.85T07?11.85300409锪4X(j)16至尺寸T08?61503010鉸4X?12H8至尺寸T09?12H81004011鉆4XM16底孔至機(jī)4T10?44506012倒4XM16底孔端角T11?83004013攻4XM16螺紋孔T12M16100200編制審核批準(zhǔn)共1頁第1頁表3-12數(shù)控加工刀具卡產(chǎn)品名稱零件名稱 蓋板 零件圖號(hào)程序編號(hào)工步刀具號(hào)刀具名稱刀柄型號(hào)刀具補(bǔ)償量<mm)備注直徑<mm)長(zhǎng)度<mm)1T01面銃刀?1002T13面銃刀?1003T02鏜刀松84T03鏜刀?59.955T04鏜刀?60H76T05中心鉆?37T06麻花鉆?08T07擴(kuò)孔鉆?11.859T08階梯銃刀?610T09鉸刀?12H811T10麻花鉆?412T11麻花鉆?813T12機(jī)用絲錐M16編制 審核批準(zhǔn)共1頁第1頁數(shù)控線切割資料1、 數(shù)控線切割機(jī)床的加工數(shù)控線切割機(jī)床，又稱數(shù)控電火花線切割機(jī)床，其加工過程是利用一根移動(dòng)著的金屬絲（鉬絲、鎢絲或銅絲等>作工具電極，在金屬絲與工件間通以脈沖電流，使之產(chǎn)生脈沖放電而進(jìn)行切割加工的。如圖5-1所示，電極絲穿過工件上預(yù)先鉆好的小孔（穿絲孔〉，經(jīng)導(dǎo)輪由走絲機(jī)構(gòu)帶動(dòng)進(jìn)行軸向走絲運(yùn)動(dòng)。工件通過絕緣板安裝在工作臺(tái)上，由數(shù)控裝置按加工程序指令控制沿X、Y兩個(gè)坐標(biāo)方向移動(dòng)而合成所需的直線、圓弧等平面軌跡。在移動(dòng)的同時(shí)，線電極和工件間不斷地產(chǎn)生放電腐蝕現(xiàn)象，工作液通過噴嘴注入，將電蝕產(chǎn)物帶走，最后在金屬工件上留下細(xì)絲切割形成的細(xì)縫軌跡線，從而達(dá)到了使一部分金屬與另一部分金屬分離的加工要求。走絲機(jī)構(gòu)（1>儲(chǔ)絲筒組合件旋轉(zhuǎn)時(shí)，其徑向跳動(dòng)小于0.01mm；否則，可能引起鉬絲抖動(dòng)，出現(xiàn)斷絲現(xiàn)象。將懸臂放置的走絲電機(jī)與軸承座連在一起，可增加其剛性，改善受力情況，并且在結(jié)構(gòu)工藝上容易保證與儲(chǔ)絲筒的同軸度安裝要求(2>為了保證儲(chǔ)絲筒上整齊排繞鉬絲，不出現(xiàn)疊絲現(xiàn)象，所以儲(chǔ)絲筒組合件轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，必須讓儲(chǔ)絲筒作相應(yīng)的軸向位移，且軸向位移應(yīng)平穩(wěn)和輕便。在圖5-2所示結(jié)構(gòu)中，在儲(chǔ)絲筒旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，通過二級(jí)齒輪減速傳動(dòng)帶動(dòng)絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)，由于絲桿螺母副的作用而使得儲(chǔ)絲筒所在的滑動(dòng)走絲拖板相對(duì)于機(jī)床座體(絲架所在〉產(chǎn)生軸向位移。如果二級(jí)齒輪傳動(dòng)中，每一級(jí)減速比為 1:4,絲桿的螺距為2.75mm，則當(dāng)儲(chǔ)絲筒轉(zhuǎn)過一圈時(shí)，其軸向位移為1/16>2.75= 0.仃2mm，就算用直徑為(0.15mm的鉬絲都不會(huì)產(chǎn)生疊絲。為了保證收絲方與放絲方不疊絲，可在絲架的上面和下面各放一塊硬質(zhì)合金擋絲塊，并特地偏開一定的距離(約1.5mm>。(3>儲(chǔ)絲筒組合件由三相四極交流馬達(dá)通過彈性聯(lián)軸節(jié)直接帶動(dòng)，保證鉬絲走速為8?10m/s。采用彈性聯(lián)軸節(jié)可以減緩因走絲換向帶給儲(chǔ)絲筒的沖擊。4>為了循環(huán)使用鉬絲，必須要讓儲(chǔ)絲筒能自動(dòng)正反轉(zhuǎn)換向。由于同時(shí)具有儲(chǔ)絲筒拖板的軸向移動(dòng)，所以可在合適位置上安裝倒順換向開關(guān)。這樣，當(dāng)儲(chǔ)絲筒拖板往某一方向移動(dòng)到壓下?lián)Q向開關(guān)時(shí)，機(jī)床電器線路將會(huì)使走絲電機(jī)自動(dòng)反轉(zhuǎn)，同時(shí)儲(chǔ)絲筒開始反方向走絲，儲(chǔ)絲筒拖板也相應(yīng)地?fù)Q向往回移動(dòng)，直到碰到另一端的換向開關(guān)后再正轉(zhuǎn)換向，如此反復(fù)，即達(dá)到循環(huán)走絲的目的。當(dāng)然倒順換向開關(guān)應(yīng)做成可調(diào)節(jié)距離的形式，以適應(yīng)不同長(zhǎng)度鉬絲量的要求。倒順換向開關(guān)的位置應(yīng)調(diào)節(jié)到保證換向時(shí)，儲(chǔ)絲筒上排絲的一方還有一定長(zhǎng)度的鉬絲；否貝V,會(huì)將絲沖斷。3、快走絲線切割機(jī)床(1>鍵盤輸入。每次輸入的程序最多可達(dá)380條，具有完備的檢索、修改、刪除、插入的功能。程序指令采用LED數(shù)碼顯示方式。(2>具有圖形縮放功能，可放大一倍或縮小至一半。鉬絲偏移功能。在工件切割前一次置入，內(nèi)外偏移量最大為0.999mm。(4>齒隙補(bǔ)償功能。用于消除從步進(jìn)電機(jī)到十字拖板間傳動(dòng)齒隙造成的誤差，提高加工精度。X、y方向齒補(bǔ)量開機(jī)后一次置入，兩個(gè)方向的補(bǔ)償量均為0?0.015mm,可任選。(5>回退功能。系統(tǒng)具有從當(dāng)前加工點(diǎn)按原加工路線回退到本段程序起始處的功能。(6>通過加工程序輸入，預(yù)置任意程序，加工結(jié)束后暫停，再按切割鍵(REG>即可繼續(xù)加工(或重復(fù)加工>。(7>坐標(biāo)變換功能。坐標(biāo)變換功能包括象限變換功能和對(duì)稱加工功能。4、工件的裝夾工件的裝夾形式對(duì)加工精度有直接影響。線切割機(jī)床的夾具比較簡(jiǎn)單。一般是在通用夾具上采用壓板螺釘固定工件。當(dāng)然有時(shí)也會(huì)用到磁力夾具、旋轉(zhuǎn)夾具或?qū)Ｓ脢A具。工件裝夾的一般要求(1>工件的基準(zhǔn)表面應(yīng)清潔無毛刺，經(jīng)熱處理的工件，在穿絲孔內(nèi)及擴(kuò)孔的臺(tái)階處，要清除熱處理殘物及氧化皮。(2>夾具應(yīng)具有必要的精度，將其穩(wěn)固地固定在工作臺(tái)上，擰緊螺絲時(shí)用力要均勻。(3>工件裝夾的位置應(yīng)有利于工件找正，并應(yīng)與機(jī)床行程相適應(yīng)，工作臺(tái)移動(dòng)時(shí)工件不得與絲架相碰。(4>對(duì)工件的夾緊力要均勻，不得使工件變形或翹起。(5>大批零件加工時(shí)，最好采用夾具，以提高生產(chǎn)效率。(6>細(xì)小、精密、薄壁的工件應(yīng)固定在不易變形的輔助夾具上。支撐裝夾方法：(1＞懸臂支撐方式。通用性強(qiáng)，裝夾方便。但由于工件單端壓緊，另一端懸空，因此工件底部不易與工作臺(tái)平行，所以易出現(xiàn)上仰或傾斜致使切割面與工件上下平面不垂直或達(dá)不到預(yù)定的精度。只用于要求不高或懸臂較小的情況。(2＞兩端支撐方式(如圖5-8(a＞所示＞。其支撐穩(wěn)定，平面定位精度高，工件底面與切割面垂直度好，但對(duì)于較小的零件不適用。(3＞橋式支撐方式(如圖5-8(b＞所示＞。采用兩塊支撐墊鐵架在雙端夾具體上。其特點(diǎn)是通用性強(qiáng)，裝夾方便，大、中、小工件裝夾都比較方便。(4＞板式支撐方式(如圖5-9(a＞所示〉?？筛鶕?jù)經(jīng)常加工工件的尺寸而定，可呈矩形或圓形孔，并可