First Good毕业设计.docx

摘要本次设计主要是对数控加工工艺进行分析与详细零件图的加工，首先对数控加工技术进行了简洁的介绍，然后依据零件图进行数控加工分析。第一，依据本零件材料的加工工序、切削用量以及其他相关因素选用刀具及刃柄和零件的轮廓特点确定须要7把刀具分别为外圆粗车刀、外圆精车刀、外切槽刀、外螺纹刀、内镣孔刀、内切槽刀。其次，针对零件图图形进行编制程序，此零件为轴类零件，外轮廓由直线、圆弧和螺纹组成，零件的里面要钱出个锥孔，在加工过程中，工件须要调头钻孔再镶孔，第三，早钻孔对刀时要先回参考点，要以孔中心作为对刀点，刀具的位置要以此来我正，使刀位点与换刀点重合。关键词：刀具的确定、走刀路途的选择、刀具的对刀点、工件的定位。摘要II绪论21.1 数控加工技术的概论21.1.1 数控技术22数控加工工艺32.1 数控加工工艺内容的选择3选择适合数控加工的零件32.2 数控加工工艺的主要内容33详细零件加工43.1 零件图工艺分析43.2 确定工件的定位与装央方案63.3 确定走到依次及走到路途73.4 切削用量的选择83.5 数控加工工艺文件的填写94数控加工程序105零件图加工步骤135.1输入零件加工程序13结论15参考文献16致谢17前言数控加工是机械制造中的先进的加工技术是种高效率，高精度与高柔性特点的自动加工方法，数控加工技术可有效解决困难、精密、小批多变零件的加工问题，充分适应r现代化生产的须耍，制造自动化是先进制造技术的重要组成部分，其核心技术是数控技术，数控技术是综合计算机、自动技术、臼动检测及精密机械等高新技术的产物，它的出现及所带来的巨大利益，已引起了世界各国技术与工业界的普遍求视，目前，国内数控和味运用越来越普及，如何提高数控加工技术水平已成为当务之急，随着数控加工的日益普及，越来越多的数控机床用户感到，数控加工工艺甥取的水平是制约手工编程与CAD,1CM集成化自动编程质量的关键因素。数控加工工艺是数控编程与操作的基础，合理的工艺是保证数控加工质员发挥数控机床的前提条件，从数控加工的好用角度动身，以数控加工的实际生产为基础，以驾驭数控加工工艺为目标，在介绍数控加工切削基础，数控机床刀具的选用，数控加工的定位与装夹以及数控加工工艺基础等基本学问的基础上，分析了数控车削的加工工艺。第1章绪论1.l数控加工技术的概论.数控技术数控技术是本世纪中期发展起来的机床限制技术，是用数字信息对机械运动和工作过程进行限制的技术。数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造业的渗透形成的机电一体化产品,即所谓的数字扮装备.这里先介绍“数控”，“数控机床”，“数控系统”等基本概念.< 1）数控与数控车床数控是数字限制的简称，英文为NumCriCaICongI,简称NC。数控（NUmcriCaICong1.Ne数字限制）是指用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或多台机械设备动作限制的技术。它所限制的通常是位置、珀度、速度等机械量和与机械能量流向有美的开关量.数控的产生依靠于数据载体和二进制形式数据运算的出现。19（）8年，穿孔的金属薄片互换式数据载体问世：19世纪末，以纸为数据载体并具有协助功能的限制系统被独创：1938年，香农在美国麻省理工学院进行了数据快速运兑和传输，奠定f现代计钵机，包括计算机数字限制系统的基珈.数控技术是与机床限制亲密结合发展起来的。1952年，第一台数控机床问世，成为世界机械工业史上一件划时代的事务，推动了自动化的发展。现在，数控技术也叫计算机数控技术（ComPUlerNUIneriCaIControl）数控机床（NumericalControlMACHINEToO1.S）技术密集度及自动化程度很高的机电一体化加工设备,简洁地说就是采纳J'数控技术的机床，或者说是装备r数控系统的机床.国际定义为：数控机床是一种有程序限制的机床.该系统能逻辑地处理具有特定代码和其他的符号编码指令规定的程序。（2）数控系统数控系统是数字限制系统简称，英文名称为NUmCriCaIControISyStCm,早期是由硬件电路构成的称为硬件数控（HardNC）,1970年头以后，硬件电路元件逐步由专用的计算机代替称为计算机数控系统。< 3）计算机限制系统计算机数控（ComputerizednumericalCOmroI,简称CNC）系统是用计算机限制加工功能，实现数值限制的系统,CNC系统依据计嵬机存储器中存储的限制程序，执行部分或全部数值限制功能，并配有接口电路和伺服驱动装置的专用计兑机系统。< 4）数控加工数控加工是依据零件图样及工艺要求等原始条件编制零件数拄加工程序，输入数控系统，限制数控机床中刀具与工件的相对运动，从而完成零件加工。<5）数控程序数控程序或零件是输入数控系统中的，使数控机床执行个确定加工任务的具有特定代码和编程的一系列指令.（6）数控编程数控编程是指生成用数控机床进行零件加工的数控程序的过程。21数控加！工艺内容的选择2.1.1 选择适合数控加工的零件虽然数控机床具有高精度，高柔性，高效率等优点.但不是全部的零件都适合数控机沐加工的。一般可分为三类：<1）最适合类1 .形态困难，加工精度要求将通用机床无法加工或很难保证加工质量的零件；2 .具有困难曲线或曲面轮廓的零件；3 .具有难测量，难限制进给，尺寸行腔的壳体或盒型零件：4 .必需在次装夹中完成镣，纹或攻统等多道工序的加工零件：（2）较适合类零件价值高，在一般机床上加工简洁受人工因亲干扰而影响质是，从而造成较大经济损失的零件：5 .在通用机床上加工时必需制造困难专用工装的零件：6 .在通用机床上须要做长时间调整的零件；7 .须要多次更改设计才能定型的零件：（3）不适合类1.生产大批员的零件：8 .装夹困难的零件：9 .加工余量不稔定，而且数控机床上无法在线检测系统可自动调整零件坐标位置的零件：10 必需用特定的加工工艺装备协调加工的零件：22数控加工工艺的主要内容1 .选择适合在数控上加工的零件，确定工序内容。2 .分析加工零件的图纸,明确加工内容及技术要求，确定加工方案，制定数控加工路途，如工序的划分、加工依次的支配,非数控加工工序的连接等，设计数控加工工序，如工序的划分、刀具的选择、夹具的定位与安装、切削用量的确定、走刀路途的确定等等。3 .调整数控加工工序的程序。如对刀点、换刀点的选择、刀具的补偿。4 .安排数控加工中的容差。5 .处理数控和哧上部分工艺指令第3章详g件加工100±0,1gon8xo3.1 零件图工艺分析如图所示零件便面由柱面，圆锥而，顺圆弧，逆圆弧及外螺纹构成，外螺纹纹困难其中多个直径尺寸由较高的精度，表面粗糙，零件图尺寸编注完整，符合数控加工尺寸标注要求，轮廓描述清晰完整，零件材料为45钢，毛胚为直径6011m*122mm(1)刀具选择：(1)选用<l>5<m中心钻钻削中心孔。(2)相车及平端面选用90°硬质合金右偏刀，为防止副后刀面与工件轮席干涉.副偏角不宜太小，选Kr.=350.(3)为削减刀具数St和换刀次数，精车和车螺纹选用硬质合金6()。外螺纹车刀，刀尖圆弧半径应小于轮廓最小圆角半径，IRn=0.15-0.2mm.数控刀具的选择和切削用量的确定是数控加工工艺中的建要内容，它不仅影响数控H怵的加工效率，而且干脆膨响加工质量。刀具的选择是在数控编程的人机交瓦状态Ha行的。应依据机床的加工实力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相关因素正确选用刀具及刀柄。刀具选择总的原则是：安装调整便利、刚性好、耐用度和精度高。在满意加工要求的前提下，尽量选择较短的刀柄，以提高刀具加工的刚性。选取刀具时，要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸相适应,生产中，平面零件周边轮廓的加工，常采纳立铳刀：铳削平面时，应选哽质合金刀片铳刀：加工凸台、凹槽时选高速钢立铳刀：加工毛坯表面或粗加工孔时，可选取镶硬质合金刀片的玉米铳刀：对一些立体型面和变斜角轮廓外形的加工，常采纳球头铳刀、环形铳刀、推形铳刀和盘形铳刀。在进行自由曲面（模具）加工时，由于球头刀具的端部切削速度为零，因此，为保证加工精度，切削行距一般采纳顶端密距，故球头常用于曲面的精加工。而平头刀具在表面加工质量和切削效率方面都优于球头刀，因此，只要在保证不过切的前提下，无论是曲面的粗加工还是精加工，都应优先选择平头刀。另外，刀具的耐用度和精度与刀具价格关系极大，必需引起留意的是，在大多数状况卜.，选择好的刀具虽然增加了刀具成本，但由此带来的加工质量和加工效率的提高，则可以使整个加工成本大大降低。在加工中心上，各种刀具分别装在刀库上，按程序规定随时进行选刀和换刀动作.因此必需采纳标准刀柄，以便使钻、镇、扩、铳削等工序用的标准刀具快速、精确地装到机床主轴或刀库上去。编程人员应J'解机床上所用刀柄的结构尺寸、调整方法以及调整范围，以便在编程时确定刀具的径向和轴向尺寸，口前我国的加工中心采纳TSG工具系统，其刀柄有直柄（3种规格）和锥柄（4种规格）2种，共包括16种不同用途的刀柄。在经济里数控机床的加工过程中，由于刀具的刃磨、测量和更换多为人工手动进行，占用协助时间较长，因此，必需合理支配刀具的排列依次。般应遵循以下原则：尽量削减刀具数量：一把刀具装夹后，应完成其所能进行的全部加工步!骤：粗精加工的刀具应分开运用，即使是相同尺寸规格的刀具；先铳后钻：先进行曲面精加工，后进行二维轮廓精加工；在可能的状况卜.，应尽可能利用数控机床的自动换刀功能，以提高生产效率等。3.2 ½I1tt墟屿舫M工件的定位与基准应与设计基准保持样，应防止过定位，对与箱体工件最好选择“面两销”作为定位基准，定位基准在数控机床上要细致找正。由于这个工件是个实心轴，末湍耍钺一个30的锥孔，因轴的长度不是很长，所以采纳工件的右端面和48的外圆作定位基准，运用一般三爪卡盘夹紧工件，取工件的右端面中心为工件坐标的原点，对刀点在I.IO）处。在数控车床上工件定位安装的基本原则与一般机床相同。工件的装夹方法影响工件的加工精度和效率，为了充分发挥数控机床的工作特点，在装夹工件时，应考虑以下几种因素：1.尽可能采纳通用夹具，必需时才设计制造专用夹具：2 .结构设计要满意精度要求：3 .易F定位和装夹：4 .易于切削的清理：5 .反抗切削力由足够的刚度：6 .3fl½7Xm½7J三fc走刀路途是指数控加工过程中刀具相对于被加工件的运动轨迹和方向。加工路途的合理选择是特别重要的，因为它与零件的加工精度和表面质量需却相关。在确定走刀路途是主要考虑下列几点：D保证零件的加工精度要求。2）便利数值计算，削减编程工作量。3）寻求最短加工路途，削减空刀时间以提高加工效率。4）尽量削减程序段数.5）保证工件轮廓表面加工后的粗植度的要求,最终轮廓应支配最终走刀连续加工出来。6）刀具的进退刀（切入与切出）路途也要细致考虑，以尽量削减在轮廓处停刀（切削力突然改变造成弹性变形）而留下刀痕，也要避开在轮廓而上垂直下刀而划伤工件。加工依次的支配应依据零件的结构和毛坯状况，以及定位夹紧的须要来考虑，重点是工件的刚性不被破坏.依次一般应按下列原则进行：（1）上道工序的加工不能影响下道工序的定位与夹紧，中间穿插有通用机床加工工序的也耍综合考虑.（2）先进行内形内腔加工序，后进行外形加工工序。（3）以相同定位、夹紧方式或同把刀加工的工序最好连接进行,以削减重笈定位次数,换刀次数与揶动依板次数。（4）在同一次安装中进行的多道工序，应先支配对工件刚性破坏小的工序。切削加工依次的支配:先粗后精先支配粗加工，中间支配半精加工，最终支配精加工和光整加工。先主后次先支配零件的装配基面和工作表面等主耍表面的加工，后支配如键槽、紧固用的光孔和螺纹孔等次要表面的加工。由于次要表面加工工作量小，又常与主要表面有位置精度要求，所以一般放在主要表面的半精加工之后，精加工之前进行。先面后孔对于箱体、支架、连杆、底座等零件，先加工用作定位的平面和孔的端面，然后再加工孔。这样可使工件定位夹紧稳定牢靠，利于保证孔与平面的位置精度，减小刀具的磨损，同时也给孔加工带来便利。基面先行用作精基准的表面，要首先加工出来。所以，第一道工序一般是进行定位面的粗加工和半精加工（有时包括粘加工），然后再以精基面定位加工其它表面。例如，轴类零件顶尖孔的加工。7 .4切削用量的选择依据零件的结构特点，外轮配用采纳90度外圆车刀，轮廓粗加工时留Imm的精车余量，粗加工时选主轴转速为s=600rmin,进给速度V11=l50m11Vmin:精加工选主釉转速S=100OrZniin:进给速度Vf=50m11Vmin8 .5数控加工工艺文件的填写零件名称轴数量122008年6月工序名称工艺要求工作者B期I下料60mm*122mm棒料2车车削外圆到483调头加工30I步工步内容刀具号1车端面TOlOl2自右向左相车外轮廓TOIOI的内孔3自左向右精车外轮廓T02024切削24的退刀槽1X)3035车螺纹TO4O46镣孔T05054检险材料W规格数量60mn*122mm表I-I数控加工工艺卡刀具号刀具规格名称数贵加工内容主轴转ir.min进给速度mm.rTOI90度外圆车刀1粗车轮廓6000.2T0290度外圆车刀I精车轮廓100.3T03切槽刀I切槽4000.15T(M螺纹刀I车螺纹7001.5T()5内镇孔刀I镣孔6(X)0.3表1-2刀具卡片第4章岫加工程零件左端主轴正转，换1号刀车端面OXX)1TOIOIM03S600GOXI(X)ZKX)：GOX52Z0：GlX-IF0.2：GOX100Zl:1X)505；CX)XI9Z2;G71UlRI：G7lP45QsoU-0.5WO.IH).3:N45GOX32：GlZOFO.I；X30Z-I；Z-9：X26Z-I6：Z-24：X20；NSoZ-29：GoXKx)Zl00：M05；Mo0：M03SI(XX)TO5O5:GOXI9Z2；G70P45QS0：GOX100Zl00：M()5:M(X):M03S600T0202；GOX52Z2：G71UlRI；G71PI5OQ18OUO.5W0.1F0.3;N15(Ki()X37:GlZOH).I：X4()Z-I.5:Zr24;X46；X48Z-25；N180Z-40：GOXlooZKX)：M05：循环起点内孔粗加工循环返回换刀点哲停，测量,补偿内孔精加工循环返回换刀点换2号刀车外圆循环起点外圆粗加工循环M(X):M03SlOOOTO202：G()X52Z2;G70P150Q180：GOXI(X)ZI:M05：M30：调头加工：00002TOIOIM()3S6GOXlOOZ100；G()X52Z0；GlX-IF0.2；GOXI(X)ZI(X):T()2()2:GOX52Z2；G73UI0RI5；G73P45QUOU0.5W0.1F0.3：N45GOX2I；GlZOFO.l：X23.8Z-1.5；Z-25：X24：Z-30：G2X28Z-44RI0：GlZ-52；X30；外圆精加工循环返回换刀点程序结束，机床复位零件右端主轴正转，换1号刀循环起点车端面换2号刀循环起点外圆轮廓粗加工循环G3X40Z-57R5：GlZ-64；X64：X48Z-65：NIIOGOU5：XIZI(X):返回换刀点11303S4(X)：切槽CU)X25Z-25；GlX21R).15;G()X25：Z-24：GlX2lF0.I5；Z-25：GOX100：Zl(X):M05：M(X):一停,测址,补偿M()3SKXX)TO2O2;GOX55Z2；G70P45QI10：外圆轮廓精加工循环GOXI(X)ZI:T0404S7:换4号刀CX)X26Z2：循环起点X23Z-22F1.5：螺纹切削固定循环X22.725：X22.425：X22.125；GOXI(X)ZI:返回换刀点M05：M30；程序结束，机床更位第5章零件图加工步骤5.1输入零件加工程序（1）.机床的开机开机先检查，切没有问题后在打开机床总电源，然后打开数控系统的电源，在显示醉上应出现机床的初始位置坐标，再检查面板上的按钮指示灯是否正常，若一切正常，就卡伊进行其他操作。<2）.回零操作开机正常后，机床应首先进行回零操作.（3） .加工程序的输入按下主功能键（如PROGRAM）,进行加工程序编辑，在此状态下可通过手动数据输入方式或RS-232接口加工程序输入机床,可对程序进行编辑和修改。（4） .将数日的程序细致校对检查。2 .进行对刀操作设定工件坐标系，进行试切对刀或机外对刀，并按下主功能的补偿键，进行参数设以状态，将所用各把刀具的刀偏量X，Z输入刀具的参数数据库里面。3 .在自动方式下自动加工并测量修调（1） .选择主功能的自动执行状态。（2）,选择要执行零件程序。（3） .显示工件册标系。（4） .按下数控启动键。（5） .在自动加工中如遇到非法事务，应马上按下急停键。（6） .加工完毕，取下工件,清洁机床结论通过这次的毕业设计，我从设计的过程中学到了许多在书本上没有的内容，加深了对数控石味的了解，巩固了书本的学问。结论总结如下：1 .对于某个零件来说，并非全部加工工艺过程都适合在数控机床上完成。而往往只是其中的一部分适合于数控加工.这就须要对零件图样进行细致的工艺分析，选择那些最适合、最须要进行数控加工的内容和工序。2 .在确定走刀路途时，最好画一张工序简图，将已经拟定出的走刀路途画上去，这样可为编程带来不少便利。3 .仃些零件虽然能在次安装中加工出许多待加工面，但考虑到程序太长，会受到某些限制，如：限制系统的限制（主要是内存容量），机床连续工作时间的限制等。此外，程序太长会增加出错与检索困难,因此程序不能太长，一道工序的内容不能太多。参考文献1李正峰.数控加工工艺国.上海交通高校出版社，20042罗学科.数控机床变成与操作实训M.北京化学工业出版社，20023李佳.数控机床及应用M.北京清华高校出版社，20014姜爱国.数控机床技能数实训M.北京理工高校出版社，2006酬感谢机电工程系的各位同学，与他们的沟通使我受益颇多-最终要感谢我的家人以及我的挚友们对我的理解、支持、激励和物助，正是因为有了他们，我所做的一切才更有意义；也正是因为有了他们，我才有了追求进步的志气和信念，时间的仓促及自身专业水平的不足，整篇论文确定存在尚未发觉的缺点和错误。恳请阅读此篇论文的老师、同学，多予指正，不胜感谢！