数控毕业设计说明书geum.docx
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1、#职业技技术学院院数控技术术专业毕毕业设计计说明书书设计题目目轴类零件的加工工工艺与编编程学生姓名名 #学 号 #指导教师师 #专 业 数控技技术年 级 20008级#技术学院毕业设计说明书摘 要随着科学学技术的的飞速发发展和经经济竞争争的日趋趋激烈,产品更更新速度度越来越越快,复复杂形状状的零件件越来越越多,精精度要求求越来越越高,多多品种、小小批量生生产的比比重明显显增加,激烈的的市场竞竞争使产产品研制制生产周周期越来来越短,传统的的加工设设备和制制造方法法已难以以适应这这种多样样化、柔柔性化与与复杂形形状零件件的高速速高质量量加工要要求。本课题来来源于生生产,是是对所学学知识的的应用,它
2、它包括了了三年所学学的全部部知识,在在数控专专业上具具有代表表性,而而且提高高了综合合运用各各方面知知识的能能力。程程序的编编制到程程序的调调试,零零件的加加工运用用到了所所学的AAutooCADD、 CCAXAA制造工工程师软软件、数数控机床床操作、子子程序、刀刀具的选选择、零零件的工工艺分析析、数学学处理、工工艺路线线等一系系列的内内容。这这将所学学到的理理论知识识充分运运用到了了实际加加工中,切切实做到到了理论论与实践践的有机机结合。关键词:数控;加工;工艺;编程目 录1引言111.1数数控技术术的发展展及趋势势11.2数数控车削削加工工工艺分析析的主要要内容222轴类零零件的加加工工艺
3、艺设计332.1轴轴类加工工的内容容及工艺艺分析332.1.1轴类类零件加加工的内内容32.1.2轴类类零件加加工的工工艺分析析42.2轴轴类零件件工艺路路线的拟拟定42.2.1工艺艺路线的的确定442.2.2辅助助工序的的安排662.3数数控机床床及其工工艺设备备的选择择62.3.1数控控机床的的选择662.3.2检测测量具的的选择772.4轴轴类零件件切削用用量参数数的确定定72.4.1确定定主轴转转速72.4.2确定定进给速速度82.4.3确定定背吃刀刀量82.5拟拟定数控控加工工工艺卡882.5.1 数数控加工工工序882.5.2 数数控加工工工序表表92.6刀刀具的选选择92.6.1
4、刀具具92.6.2确定定对刀点点与换刀刀点1003轴类零零件夹具具的选用用123.1对对轴类零零件夹具具的基本本要求1123.2.1 夹夹具的类类型1223.2.2零件件的安装装124车削零零件数控控加工的的编程1134.1数数控坐标标系的确确定1334.2走走刀路线线的确定定134.3程程序编制制145结论2226致谢2237参考文文献241引 言言1.1数数控技术术的发展展及趋势势机床数控控系统,即即计算机机数字控控制(CCNC)系统是是在传统统的硬件件数控(NC)的的基础上上发展起起来的。它它主要由由硬件和和软件两两大部分分组成。通通过系统统控制软软件与硬硬件的配配合,完完成对进进给坐标
5、标控制、主主轴控制制、刀具具控制、辅辅助功能能控制等等。CNNC系统统利用计计算机来来实现零零件程序序编辑、坐坐标系偏偏移、刀刀具补偿偿、插补补运算、公公英制变变换、图图形显示示和固定定循环等等。使数数控机床床按照操操作设计计要求,加加工出需需要的零零件。19008年,穿穿孔的金金属薄片片互换式式数据载载体问世世;199世纪末末,以纸纸为数据据载体并并具有辅辅助功能能的控制制系统被被发明;19338年,香香农在美美国麻省省理工学学院进行行了数据据快速运运算和传传输,奠奠定了现现代计算算机,包包括计算算机数字字控制系系统的基基础。数数控技术术是与机机床控制制密切结结合发展展起来的的。19952年
6、年第一台台数控机机床问世世后,数数控系统统已经先先后经历历了两个个阶段和和六代的的发展,其其六代是是指电子子管、晶晶体管、集集成电路路、小型型计算机机、微处处理器和和基于工工控PCC机的通通用CNNC系统统。其中中前三代代为第一一阶段,称称作为硬硬件连接接数控,简简称NCC系统;后三代代为第二二阶段,乘乘坐计算算机软件件数控,简简称CNNC系统统。数控加工工技术是是什么呢呢?简单单的说就就是利用用数字化化控制系系统在加加工机床床上完成成整个零零件的加加工。而而且和传传统的机机械加工工手段相相比数控控加工技技术具有有以下优优点:加工效效率高。 利用数字字化的控控制手段段可以加加工复杂杂的曲面面。
7、而加加工过程程是由计计算机控控制,所所以零件件的互换换性强,加加工的速速度快。 加工精精度高。 同传统的的加工设设备相比比,数控控系统优优化了传传动装置置,提高高分辨率率,减少少了人为为误差,因因此加工工的效率率可以得得到很大大的提高高。 劳动强强度低。 由于采用用了自动动控制方方式,也也就是说说加工的的全部过过程是由由数控系系统完成成,不象象传统加加工手段段那样烦烦琐,操操作者在在数控机机床工作作时,只只需要监监视设备备的运行行状态。所所以劳动动强度很很低。 适应能能力强。 数控加工工系统就就象计算算机一样样,可以以通过调调整部分分参数达达到修改改或改变变其运作作方式,因因此加工工的范围围可
8、以得得到很大大的扩展展。 从目前世世界上数数控技术术及其装装备发展展的趋势势来看,数数控系统统正在向向电气化化、电子子化、高高速化、精精密化等等方面高高速发展展,其主主要研究究热点有有以下几几个方面面:高精高高速高效效化速度度柔性化化多轴化化软硬件件开放化化实时智智能化21世纪纪的数控控装备将将是具有有一定智智能化的的系统,智智能化的的内容包包括在数数控系统统中的各各个方面面:为追追求加工工效率和和加工质质量方面面的智能能化,如如加工过过程的自自适应控控制,工工艺参数数自动生生成;为为提高驱驱动性能能及使用用连接方方便的智智能化,如如前馈控控制、电电机参数数的自适适应运算算、自动动识别负负载自
9、动动选定模模型、自自整定等等;简化化编程、简简化操作作方面的的智能化化,如智智能化的的自动编编程、智智能化的的人机界界面等;还有智智能诊断断、智能能监控方方面的内内容、方方便系统统的诊断断及维修修等。1.2数数控车削加工工工艺分分析的主主要内容容选择适适合在数数控机床床上加工工的零件件,确定定工序内内容。分析被被加工零零件图样样,明确确加工内内容及技技术要求求,在此此基础上上确定零零件的加加工方案案,制定定数控加加工工艺艺路线,如如工序的的划分、加加工顺序序的安排排、与传传统加工工工序的的衔接等等。设计数数控加工工工序。如如工步的的划分、零零件的定定位与夹夹具的选选择、刀刀具的选选择、切切削用
10、量量的确定定等。调整数数控加工工工序的的程序。如如对刀点点、换刀刀点的选选择、加加工路线线的确定定、刀具具的补偿偿。分配数数控加工工中的容容差。处理数数控机床床上部分分工艺指指令。总之,数数控加工工工艺内内容较多多,有些些与普通通机床加加工相似似。2轴类零零件的加加工工艺艺设计2.1轴轴类加工的的内容及及工艺分分析2.1 球头轴轴零件图图2.1.1轴类零件件加工的的内容数控车床床与普通通车床相相比,具具有加工工精度高高、加工工零件的的形状复复杂、加加工范围围广等特特点。但但是数控控车床价价格较高高,加工工技术较较复杂。球头轴轴零件可可分为粗粗车、半半精车和和精车等等阶段。一般分为:车削外外圆。
11、车车削外圆圆是最常常见、最最基本的的车削方方法使用用各种不不同的车车刀车削削中小型型零件外外圆(包包括车外外回转槽槽)的方方法。其其中,左左偏刀主主要用于于需要从从左向右右进给,车车削右边边有直角角轴肩的的外圆以以及右偏偏刀无法法车削的的外圆。车削内内圆。车车削内圆圆(孔)是指用用车削方方法扩大大工件的的孔或加加工空心心工件的的内表面面。这也也是常用用的车削削加工方方法之一一。常见见的车孔孔方法在在车削盲盲孔和台台阶孔时时,车刀刀要先纵纵向进给给,当车车到孔的的根部时时再横向向进给,从从外向中中心进给给车端面面或台阶阶端面。车削平平面。车车削平面面主要指指的是车车端平面面(包括括台阶端端面),
12、常常见的方方法是用用左偏刀刀车削平平面,可可采用较较大背吃吃刀量,切切削顺利利,表面面光洁,大大、小平平面均可可车削使使用90左偏刀刀从外向向中心进进给车削削平面,适适用于加加工尺寸寸较小的的平面或或一般的的台阶端端面用990左偏刀刀从中心心向外进进给车削削平面,适适用于加加工中心心带孔的的端面或或一般的的台阶端端面使用用右偏刀刀车削平平面,刀刀头强度度较高,适适宜车削削较大平平面,尤尤其是铸铸锻件的的大平面面。车削锥锥面。锥锥面可分分为内锥锥面和外外锥面,可可以分别别视为内内圆、外外圆的一一种特殊殊形式。内内外锥面面具有配配合紧密密、拆卸卸方便、多多次拆卸卸后仍能能保持准准确对中中的特点点,
13、广泛泛用于要要求中准准确和需需要经常常拆卸的的配合件件上。在在普通车车床上加加工锥面面的方法法有小滑滑板转位位法、尾尾座偏移移法、靠靠模法和和宽刀法法等,小小滑板转转位法主主要用于于单件小小批量生生产,内内外锥面面的精度度较低,长长度较短短(1100mmm);尾座偏偏移法用用于单件件或成批批生产轴轴类零件件上较长长的外锥锥面;靠靠模法用用于成批批和大量量生产较较长的内内外锥面面;宽刀刀法用于于成批和和大量生生产较短短(220mmm)的内内外锥面面。车削螺螺纹。在在普通车车床上一一般使用用成形车车刀来加加工螺纹纹,加工工普通螺螺纹、方方牙螺纹纹梯形螺螺纹和模模数螺纹纹时使用用的成形形车刀。车削台
14、台阶、槽槽。选择数控控加工内内容时,可可按下列列顺序考考虑:普通机机床无法法加工的的内容应应优先选选择;普通机机床难加加工,质质量难保保证的内内容应重重点选择择普通机机床加工工效率低低,手工工操作劳劳动强度度大的内内容。虽然数控控车床加加工范围围广泛,但但是因受受其自身身特点的的制约,某某些零件件仍不适适合在数数控车床床上加工工。2.1.2轴类零件件加工的的工艺分分析粗加工工:主要要是下料料,下料料的要求求是棒料料的直径径55,长长度是1150,并且且要求下下料长度度的误差差不能超超过正负负1并并在棒料料两端钻钻中心孔,中中心孔:A4/8.55,并且且,要求求中心应应均匀一一致,为为下一步步工
15、序做做准备。半精加加工:半半精车外外圆,先先粗车外外圆然后后,再半半精车外外圆,而而其他的的各尺寸寸以及跳跳动的要要求都要要符合图图纸的要要求。精加工工:精车车外圆,先先半精车车外圆,最后精精车外圆圆,而其其他的各各尺寸以以及跳动动的要求求都符合合图纸的的要求。2.2轴轴类零件工工艺路线线的拟定定2.2.1工艺艺路线的的确定图2.22是加工工工序及及每个步步骤的注注释和注注意事项项。在程序编编制中,编编程人员员必须充充分掌握握构成零零件轮廓廓的几何何要素参参数及各各几何要要素间的的关系。因因为在自自动编程程时要对对零件轮轮廓的所所有几何何元素进进行定义义,手工工编程时时要计算算出每个个节点的的
16、坐标,无无论哪一一点不明明确或不不确定,编编程都无无法进行行。但由由于零件件设计人人员在设设计过程程中考虑虑不周或或被忽略略,常常常出现参参数不全全或不清清楚,如如圆弧与与直线、圆圆弧与圆圆弧是相相切还是是相交或或相离。所所以在审审查与分分析图纸纸时,一一定要仔仔细核算算,发现现问题及及时与设设计人员员联系。零件的外外形最好好采用统统一的几几何类型型及尺寸,这这样可以以减少换换刀次数数,还可可能应用用控制程程序或专专用程序序以缩短短程序长长度。零零件的形形状尽可可能对称称,便于于利用数数控机床床的镜向向加工功功能来编编程,以以节省编编程时间间。2.2.2辅助助工序的的安排辅助工序序一般包包括去
17、毛毛刺、清清洗、上上油、检检验等。检检验工序序是主要要的辅助助工序,是是合格证证产品质质量的重重要措施施,零件件的每道道工序加加工完成成之后,和和零件全全部加工工完成之之后都要要进行检检验工序序。2.3数数控机床床及其工工艺设备备的选择择2.3.1数控控机床的的选择根据零件件产量、加加工要求求选择生生产设备备(根据据专业要要求需要要选择数数控车床床)。我我们选择择SIEEMENNS的SSINUUMERRIK8802SS/C数数控车床床。数控车床床常用的的功能指指令有准准备功能能G、辅辅助功能能M、刀刀具功能能T、主主轴转速速功能SS和进给给功能FF。由于于车床种种类不同同,系统统配置也也各不相
18、相同。表2.11 SIIEMEENS的的SINNUMEERIKK8022S/CC数控车车系统的的常用功功能指令令功能代码功能代码路径数据据暂停时间间G4绝对/增增量尺寸寸G90,991程序结束束M02公制/英英制尺寸寸G71,GG70主轴运动动半径/直直径尺寸寸G22,GG23主轴速度度S可编程零零点偏置置G1588旋转方向向M03/M044可设定零零点偏置置G54G577G5000,G553主轴速度度限制G25,GG26轴运动主轴定位位SPOSS快速直线线运动G0特殊车床床功能进给直线线插补G1恒速切削削G96/G977进给圆弧弧插补G2/GG3圆弧倒角角/直线线倒角CHF/RNDD中间点的
19、的圆弧插插补G5刀具及刀刀具偏置置定螺距螺螺纹加工工G33刀具T接近固定定点G75刀具偏置置D回参考点点G74刀具半径径补偿选选择G41,GG42进给率F转角处加加工G4500,G4451准确停/连续路路径加工工G9,GG60,GG64取消刀具具半径补补偿G40在准确停停时的段段转换G6011/G6602辅助功能能M2.3.2检测测量具的的选择游标卡卡尺 数显测测位尺外径千千分尺螺纹塞塞规2.4轴轴类零件切切削用量量参数的的确定数控编程程时,编编程人员员必须确确定每道道工序的的切削用用量,并并以指令令的形式式写人程程序中。切切削用量量包括主主轴转速速、背吃吃刀量及及进给速速度等。对对于不同同的
20、加工工方法,需需要选用用不同的的切削用用量。切切削用量量的选择择原则是是:保证证零件加加工精度度和表面面粗糙度度,充分分发挥刀刀具切削削性能,保保证合理理的刀具具耐用度度,并充充分发挥挥机床的的性能,最最大限度度提高生生产率,降降低成本本。2.4.1确定定主轴转转速主轴转速速应根据据允许的的切削速速度和工工件(或或刀具)直径来来选择。其其计算公公式为:n=110000v/33.144D式中:vv-切削速速度,单单位为mm/m动动,由刀刀具的耐耐用度决决定;nn-主轴转转速,单单位为rr/miin,DD-工件直直径或刀刀具直径径,单位位为mmm。计算的主主轴转速速n,最最后要选选取机床床有的或或
21、较接近近的转速速为:车外圆,粗粗车主轴轴转速为为13000r/minn ,精精车主轴轴转速为为16000r/minn 。表2.22刀具的的切削参参数加工步骤骤刀具切削削参数主主轴转速速序号加工内容容刀具规格格n/r.minn进给速度度v/mmm.miin类型材料1粗加工外外轮廓93外外圆偏刀刀硬质合金金7002002精加工外外轮廓93外外圆偏刀刀6301603切螺纹退退刀槽切槽刀500804车M244螺纹60普普通螺纹纹车5008002.4.2确定定进给速速度进给速度度是数控控机床切切削用量量中的重重要参数数,主要要根据零零件的加加工精度度和表面面粗糙度度要求以以及刀具具、工件件的材料料性质选
22、选取。最最大进给给速度受受机床刚刚度和进进给系统统的性能能限制。确确定进给给速度的的原则:当工件件的质量量要求能能够得到到保证时时,为提提高生产产效率,可可选择较较高的进进给速度度。一般般在20008000mm/minn范围内内选取;车外圆圆,进给给速度为为4000/rr,精车车时,进进给速度度为2000/r。刀刀具空行行程时,特特别是远远距离“回零”时,可可以设定定该机床床数控系系统设定定的最高高进给速速度。2.4.3确定定背吃刀刀量车削用量量的选择择原则是是:(1)粗粗车时,首首先考虑虑选择一一个尽可可能大的的背吃刀刀量ap,其次次选择一一个较大大的进给给量f,最后确确定一个个合适的的切削
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