2022年毕业设计方案数控车床加工工艺设计方案及程序编程.docx

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1、引言随着科学技术的进展，数控加工技术是现代制造技术的典型代表，在制造业的各个领域，包括军工、汽车、摩托车、模具、家电等行业应用日益广泛，已经成为这些行业不行缺少的加工手段；数控车削加工技术就是应用最为普及的一种数控加工技 术；随着中国加入世界贸易组合 ,全球制造业显现向中国转移的倾向 ,国内对数控加工的需求也出现出高速连续增长的趋势,大批大量的生产，如汽车、拖拉机与家用电器的零 件，为明白决高产、优质的问题，多采纳专用的工艺装备、专用自动化机床或专用的自动生产线和自动车间进行生产；但是应用这些专用设备进行生产，生产预备周期长，产品改型不易，因而使产品的开发周期增长；在机械产品中，但见于小批量产

2、品占到 70%80%,这类产品一般都采纳通用机床加工，当产品转变时，机床与工艺装备均需作相应的变换和调整，而且通用机床的自动化程度不高，基本上由人工操作，难以提高生产效率和保证产品质量；特殊是一些曲线、曲面轮廓组成的复杂零件，只能借助靠模和仿形机床，或者借助划线和样板用于手工操作的方法来加工，加工精度和生产效率受到很大的限制；由于数控机床综合应用了电子运算机、自动掌握、伺服驱动、精密见车与新型机械机构等方面的技术成果，具有高柔型、高精度与高度自动化的特点，因此，采纳数控加工手段，解决了机械制造中常规加工技术难以解决甚至无法解决的单件、小批 量、特殊是复杂性面零件的加工；应用数控加工技术使机械制

3、造业的一次技术革命， 使机械制造业的进展进入了一个新的阶段，提高了机械制造业的制造水平，为社会供应了高质量、多品种及高牢靠性的机械产品；目前应用数控加工技术的领域已从起初的航空工业部门逐步扩大到汽车、造船、机床、建筑等民用机械制造业，并已取得了庞大的经济效益；21 / 18正文一、数控车床加工工艺1、数控车床加工的工艺特点数控车床加工与一般车床加工在很多方面遵循的原就基本上是一样的；但数控车床加工自动化程度高，掌握功能强，设备费用高，因此也就相应形成了数控车床加工工艺的自身特点；2、数控车床加工工艺内容1）挑选并确定适合在数控车床上加工的零件并确定工序内容；2）分析被加工零件图纸的数控加工工艺

4、，明确加工内容与技术要求；3）确定零件加工反感，制定数控加工工艺路线，如划分工序、支配加工次序等；4）设计数控加工工序，制定定位夹紧方案，划分工步，规划走刀路线，挑选刀辅具，确定切削用量，运算工序尺寸及工差等；5）数控加工专用技术文件的编写；二、图纸的分析及工艺处理1、工艺分析轴类零件是机械加工中不行缺少的一类零件，在机械装配中起着举足轻重的作用；工艺分析是数控车削加工的前期工艺预备工作；工艺制定的合理与否，对程序编制、机床的加工效率和零件加工精度都有重要影响；该零件右端由SR9 的球头面、R5mm 的圆弧面、公称直径 30mm螺距为 1.5mm的外螺纹、两端分别有两个 C2mm 的倒角；左端

5、由两段直径为 32mm的外圆柱面和一段直径为38mm的外圆柱面组成；左端内孔有两个 C1mm的倒角、两段直径分别为22.5mm、20mm的内圆柱面、公称直径24mm螺距为 1.5mm的内螺纹组成；如下图 1-1 零件图所示；图 1-1零件图零件对表粗糙度有较高的要求，表面粗糙度值为1.6 m，其余表面粗糙度均要求为3.2 m；工件总长为 103mm，最大回转直径为 38mm的轴类零件，上偏差为 0mm下, 偏差为-0.039mm；轴的右端有球头面、圆弧面、外螺纹、锥角；轴的左端有内孔，孔里有公称直径为 24mm的内螺纹，右端有球头面和螺纹不易装夹，因此可用93外圆车刀先加工左端外轮廓，然后加工

6、内孔，用直径为18mm的钻头钻孔，用镗刀镗孔，用内螺纹刀加工内螺纹；然后倒转工件加工右端外轮廓，再用60外螺纹刀加工外螺纹；在车削过程中先粗加工外轮廓，最终精加工时需要切削两次，以去除毛刺，提高表面质量；2、工艺的处理1）毛坯挑选长度为 103mm，最大回转直径为 38mm，因此可挑选 40X105mm，材料为 45 钢；2 ）数控加工前的零件预加工零件毛坯在热处理前先进行粗车加工，为数控车削加工工序供应牢靠的工艺基准：用车床三爪卡盘装夹零件，零件的内孔、外圆以及所在端面均留0.8mm 或 1.6mm余量；数控编程任务书如下表 1；表 1 数控编程任务书2021 年 3 月 23 日0952

7、数控班数控编程产品零件图号07000-01任 务 书 编号任务书零件名称轴CK-2021-01使用数控设备数控车床共 1 页第 1 页1）未注尺寸公差按IT12 级；2）去除毛刺飞边；收到编程时间年月日经手人编制毕崇 审核亮编程审核批准主要工艺说明及技术要求1数控车削加工零件的尺寸精度和表面质量均需达到图纸要求；2技术要求：3）数控车削加工安装方式零件采纳机床本身标准的三爪卡盘，找正并夹紧，需进行两次装夹；第一次装夹夹住的部分为右端毛坯的外表面，加工左端外轮廓和内孔，其次次装夹夹住左端外圆柱面为防止划伤表面，在加工右端时，用铁皮或砂纸包住左端直径为32mm外圆柱面找正再进行加工； 夹紧时肯定要

8、留意夹紧力的大小要适当，在夹紧时要防止工件左端变形；4）数控车削加工工序数控车削分两次装夹完成切削加工：先使用93外圆车刀先粗车再精车零件的左端处各部分尺寸，先加工外轮廓再加工内孔；换端面加工另一端，同样是先粗加工后精加工；数控加工工艺卡见表2；表 2 数控加工工序卡2021年 3 月23日机械数控加工工序卡产品名称或代号零件名称零件图号厂轴的加工轴套07000-01工艺程 序 编夹具名称夹具编号使用设备加工车间序号号P1234三爪卡盘P1000数控车床实训基地工步工步内容刀具号刀具规格主 轴 转进给 速度 背吃号速r/minmm/r刀量mm1粗车左端外轮廓T010193外圆车刀6000.22

9、精车左端外轮廓T010193外圆车刀10000.13钻3 的中心孔定位T0202 3mm的钻头5000.154钻 18 的孔至30mmT0303 18mm的钻头5000.15处5粗车左端内孔轮廓T040493内孔车刀6000.26精车左端内孔轮廓T040493内孔车刀10000.157车内螺纹T050560螺纹车刀35015螺距）8粗车右端外轮廓T010193外圆车刀6000.28精车右端外轮廓T010193外圆车刀10000.159车右端外螺纹T060660螺纹车刀3501.5螺距）编制毕崇亮审核批准第 1 页共 1页5）数控车削加工工具T01:93 外圆车刀； T04： 93内孔车刀； T

10、05：60内螺纹刀； T06： 60外螺纹刀；6）切削用量的挑选切削用量主要考虑加工的尺寸精度和加工表面质量的要求并兼顾提高刀具耐用度、机床寿命等因素；确定主轴转速，粗车外轮廓600r/mm，精车外轮廓1000r/mm， 粗车内孔轮廓600r/mm，精车内孔轮廓1000r/mm，车外螺纹350r/mm，车内螺纹350r/mm，钻孔 500r/mm；粗车进给速度为 f=0.2mm/r ，精车进给速度 f=0.15mm/r或f=0.1mm/r ；三、数值的运算1、外螺纹的运算外螺纹大径： D=D-0.1P=30-0.1x1.5=29.85mm；外螺纹小径： D=D-1.3P=30-1.3x1.5=

11、28.05mm；2、内螺纹的运算内螺纹大径： D=D-0.1P=24-0.1x1.5=23.85mm；内螺纹小径： D=D-1.3P=24-1.3x1.5=22.05mm；四、程序的编制采纳手动编程，再编程的过程中要留意提高工作的效率为主，并且要保证工件的尺寸精度和表面质量；参考程序如下 ：o1234t0101 加工左端外轮廓） s600m03g00x42.0z0 g01x-1.0f0.1 g00x42.0z2.0 g71u3.0r0.5g71p10q20u2.0w0f0.2 N10g00g42x28.0s1000z0f0.1x32.0w-2.0 z-32.0 x38.0z-38.0 N20g

12、00g40x41.0g70p10q20 g00x100.0 z100.0m05t0202 加工左端内孔） t0303t0404 s600m03g00x0z2.0g71u3.0r0.5 g71p30q40u-2.0w0f0.2 N30g00z0 g01x24.5f0.15x22.5w-1.0z-30.0 N40g00x0g70p30q40 g00z100.0 x100.0m05 m30t0505 加工左端内孔螺纹）s350m03 g01x22.05z2.0f0.1 g92x22.05z-20.0f1.5x22.65x22.85 x23.25 x23.45 x23.85 x23.85 g00z20

13、.0 x20.0m05t0101 s350m03g00x32.0 z-25.0g92x29.85z-46.0f1.5x29.25 x29.05 x28.65 x28.45 x28.05 x28.05 g00x100.0 z100.0m05 m30五、数控仿真加工操作1、数控仿真系统的开启及回原点进如数控仿真系统界面按操控面板上得“急停”按钮按“系统启动”按“回原点”按钮按“ Z”按钮按 “+”按“ X ”按 “+” X,Z 对应的指示灯亮 .即完成上述操作 .2、数控仿真工件装夹及刀具的挑选安装:1）点击工具栏上“定义毛坯”设置直径为55mmX145mm 的 45 钢圆柱毛坯点击“放置零件”显

14、现“挑选零件”对话框点挑选毛坯点“安装零件”显现“移动零件”对话框点击黄色“方向箭头”使毛坯外伸115mm；2）外圆车刀 T01 的挑选安装：点击工具栏上“挑选刀具”显现“刀具选择”对话框选“1 号刀位”挑选“ VBMT160402 刃长为 16mm 刀尖半径为0.2mm 的 35 度菱形刀片”挑选刀柄为93 度外圆右向横柄点击“确定”完成操作； T04 内孔车刀的挑选和 T01 的挑选流程基本是一样的，只是刀位号是“4 号刀位”；3）内螺纹刀的挑选安装：挑选刀位号5挑选 60 度角的菱形刀片挑选“内孔刀柄”点击“确定”完成操作；4）外螺纹刀的挑选安装：挑选刀位号6挑选 60 度角的菱形刀片挑

15、选“外圆刀柄”点击“确定”完成操作；3、数控仿真刀具的对刀1 ） 按 “ MDI ” 键 PROGRAM 键 入 T0101 按“ EOB”键 按“ INSERT”键按“循环启动”键，调出T01 外圆车刀； 为直径值按 “编辑 ”键按 “OFFSETSETING”键点击软键“外形”在番号01区域输入“ X）”点击软键“测量”完成X 轴的对刀按“主轴正转” 保持 Z 轴不变 X 轴正向提刀按“主轴停止”点击工具栏“测量”得Z ）将“ Z ）+2=Z-k ” 在番号 01 区域输入 Z-k点击软键“测量”完成Z 轴的对刀；3）内孔车刀的对刀方式和外圆车刀是一样的，在这里不再赘述；4）螺纹刀的 X

16、轴的对刀方式与外圆车刀一样；在这里仅说一下Z 轴的对刀：调到“手动方式”模式按“主轴正转”按钮调X,Z 轴使螺 纹刀靠近圆柱有端面调出手轮调 X,Z 轴使刀尖刚好接触右端面的外圆按“OFFSETSETING”键点击软键“外形”在番号 04 区域输入 Z2.0点击软键“测量”完成Z 轴的对刀；4、数控仿真程序的导入、试运行、首件试切及自动加工1）按“编辑”模式键 PROGRAM 点击软键“操作”点击软键向右的黑色箭头点击工具栏“DNC 传送”挑选储存的程序在操控面板上输入O1000点击软键“ READ ”点击软键“ EXEC”程序被导入NC 系统出现在 CRT/MDI 操控面板上；2）按“自动运

17、行”模式按“试运行”按“CUSTOM ”键按“循环启动”键；假如不显现报警，就说明程序运行正常；可以用来加工零件；3）按“自动运行”模式按单段按“循环启动”键不停地按直道完成加工测量修正；4）按“自动运行”模式按“试运行按“CUSTOM ”键按“循环启动”键自动加工；六、仿真示意图及 UG实体图1、内螺纹的加工图2、外螺纹的加工图3、总体尺寸4、实体图七、实操的刀具安装及对刀操作1、数控车刀在数控机床刀架上的安装条件及要求：1）车刀刀尖和工件中心等高刀杆轴线和工件轴线垂直；如图1-2 所示：切槽刀的安装时，其刀刃和工件中心等高，其刀身轴线和工件轴线垂直；图 1-2刀具与工件的位置关系合上机床电

18、源开关，按下操控面板上的“系统启动”键，带系统界面稳固后，机床回零点；用三爪卡盘按要求略微加紧工件，待工件找正后，加紧工件；2）车刀安装在刀架上，伸出部分不宜太长，伸出量一般为刀杆的1 1.5 倍；伸出过长会使刀杆刚性变差，切削时易产生震惊，影响工件的表面质量；3）车刀垫铁要平整，数量要少，垫铁应与刀架对齐；车刀至少要用两个螺钉压紧在车刀架上，并逐个轮番拧紧；4）车刀刀尖应与工件轴线等高，否就会由于基面和切削平面的位置发生变化，而转变车刀工作时的前角和后角的数值，当车刀刀尖高于工件轴线时，使后角减小，增大了车刀的后刀面与工件的摩擦；当车刀刀尖低于工件轴线时，使前角减小，切削力增加，切削不顺当；

19、车端面时，车刀刀尖高于或低于工件中心，车削后工件端面中心处留有凸头；使用硬质合金车刀时，如不留意这一点，车削中心会使刀尖崩碎；5）车刀刀杆中心线应与进给方向垂直，否就会使主偏角和副偏角的数值发生变化，如螺纹车刀安装歪斜，会使螺纹牙型半角产生误差；2、外圆车刀的对刀操作1）对外圆车刀：在操控面板上按“手摇”键，摇动手轮，使外圆车刀靠近工件，先端平右端面；在操控面板上按“OFFSETTING”键，再按软键“补偿”“外形”在番号 01 所在的区域通过操控面板输入Z0，按软键“测量”完成 Z 轴的对刀；以肯定的背吃刀量沿 Z 轴方向切入工件一部分，退出刀具合适的位置，用游标卡尺测量被切出的外圆表面为

20、50.26mm，在上面的番号01 区域输入 X50.26,按软键“测量”完成X 轴的对刀；2）对内螺纹刀：将掌握模式调到手摇，摇动手轮，使螺纹刀刀尖靠近工件右端面，微调螺纹刀使刀尖与右端面平齐；在上面番号05 区域内输入 Z2.0，按软键“测量”，完成 Z 方向的对刀； X 轴的对刀方式和外圆车刀的对刀完全一样； 杨老记 .机械制图 .北京: 机械工业出版社 , 19862 余英良 .数控加工编程及操作 .北京: 高等训练出版社 , 1989 3 华茂发 .数控机床加工工艺 .北京: 机械工业出版社 ,19914 伍友德 ,李先跃 . 车刀刃磨技术其次版 .北京: 化学工业出版社 , 1992

21、5 陆剑中 上海理工高校） ,周志明 沈建峰 ,朱勤惠 .数控加工生产实例 .北京: 化学工业出版社 , 19967 陈于萍 ,高小康 .互换性与测量技术其次版 .北京: 高等训练出版社 , 1998 8 孙小捞 .数控技术实训 .北京: 机械工业出版社 , 2001致谢本文是我在杨国威老师的细心指导和大力支持下完成的，特殊是在宏程序的编程过程中，老师抽出课余时间给我们补课，给我们讲解关于宏程序的学问，不仅让我们学会了更多学问，也帮忙我们顺当完成了毕业设计；老师精益求精的工作作风和宽容的教案态度都深深地感染和勉励着我，为我以后的生活和工作留下了美好的风范；在此谨向李老师致以真诚的谢意；我也要感

22、谢我的母校青岛滨海学院，在这里它给我们制造了良好的学习氛围和优越的学习条件，让我们在这种环境下健康地成长，让我们能够学到更多的理论学问和课外学问，特殊是学院“做事做到人人需要你，做人做到人人喜爱你”的办学理念；将直接影响我将来走向工作岗位的工作态度，在此感谢滨海学院两年多来给与我的帮忙，为我们供应了一个学习的平台，这一切都将使我终生难忘；同时也要感谢我的父母，是他们给了我走进校内的机会，让我学到更多的学问， 在这两年多的高校生活里，他们给了我最大的支持和勉励，让我顺当的完成了学业， 在这里我要对他们表示最真诚的感谢和希望；最终要感谢的是这两年多高校生活里陪伴我一起走过的老师、伴侣和同学，是你们的关怀和帮忙始终勉励着我，陪伴着我渡过了这美好的高校时间；在毕业设计的编写过程当中，我仔细地听取他们的看法，使毕业设计说明书表述更加清楚，内容更加完善；附录：零件图