轴类零件加工工艺的分析及编程毕业论文.doc

毕业论文任务书 设计题目 轴类零件工艺的分析与程序的编写 学生姓名 系别 机械工程系 专业 班级 指导教师姓名职称 高级工程师 课题来源 机械工程系任务书下达时间 1、毕业论文主要内容（1）加工工艺的分析 （2）分析零件图 （3）确定定位基准 （4）确定装夹方案 （5）确定加工顺序和进给路线 （6）刀具的选择（7）切削用量的选择2、毕业论文基本要求（1）经常保持 与指导老师的联系业务，接受老师的指导与检查。 （2）按进度要求完成毕业论文。（3）提交符合要求的毕业论文电子文档和纸质文档各一份。3、进度计划 序号毕业论文阶段性工作及成果时间安排1234 布置毕业论文任务，提出要求,课题调研 确定毕业论文选题，收集相关资料 撰写论文初稿 论文定稿2010.32010.32010.3252010.415目 录一、引言. .2二、加工工艺的分析.3（一）分析零件图. .3（二）确定定位基准.4（三）确定装夹方案.4（四）确定加工顺序和进给路线.4（五）刀具的选择.4（六）切削用量的选择.5三、程序的编写.5四、结束语.8致谢 .9参考文献.10 轴类零件工艺的分析与程序的编写摘 要 数控加工程序是数控机床加工中不可缺少的一部分，数控机床之所以能加工出各种形状、不同尺寸和精度的零件，就是因为编程人员为它编制了不同的加工程序。数控程序编写的如何，直接影响零件加工质量。数控编程是数控加工准备阶段的主要内容之一，通常包括分析零件图样、确定加工工艺过程、设计走刀轨迹，计算节点坐标；然后编写数控加工程序；最后校对程序及首件试切。机械加工工艺过程是指用机械加工的方法改变毛坯的形状、尺寸、相对位置和性质使其成为合格零件的全过程。组成机械加工工艺过程的基本单元是工序。工序又由安装、工位、工步及走刀组成。关键词 零件 工艺 轨迹 程序一、引言数控技术就是利用数字化控制系统在加工机床上完成整个零件的加工。这是一种现代化的加工手段。同时数控加工技术也成为一个国家制造业发展的标志。利用数控加工技术可以完成很多以前不能完成的曲面零件的加工，而且加工的准确性和精度都可以得到很好的保证。利用数字化的控制手段可以加工复杂的曲面。而加工过程是由计算机控制，所以零件的互换性强，加工的速度快。同传统的加工设备相比，数控系统优化了传动装置,提高分辨率,减少了人为误差，因此加工的效率可以得到很大的提高。 由于采用了自动控制方式，也就是说加工的全部过程是由数控系统完成，不象传统加工手段那样烦琐，操作者在数控机床工作时，只需要监视设备的运行状态。所以劳动强度很低。 数控加工系统就象计算机一样，可以通过调整部分参数达到修改或改变其运作方式，因此加工的范围可以得到很大的扩展。二、加工工艺的分析（一）分析零件图由图可知，该工件材料为45号钢，无热处理和硬度要求，该零件由外圆、槽、内外螺纹、台阶、椭圆组成，形状复杂，具有较高的精度和粗糙度要求，加工时分粗、精加工两道工序完成加工，该零件的尺寸标注完整、准确、零件轮廓描述清楚。（二）确定定位基准在数控车床上加工工件时，工件的定位应遵守六点定位原则。在选择定位基准时要考虑各个工件加工情况，保证工件定位准确，装卸方便，能迅速完成工件的定位和夹紧，保证各项加工的精度，应尽量选择工件上的设计基准作为定位基准。一次装夹，将所有能加工出来的轮廓全部加工完成，这样就可以保证图纸要求的尺寸精度。 工件的基准面非常重要，它的精度关系到诸多要素的加工精度，编程时以工件端面（基准面）为刀具长度补偿后的坐标零点，工件端面的中心位置为XZ的零点。加工要保证工件X、Z轴零点找正，三爪卡盘一定要夹紧工件。（三）确定装夹方案加工内孔因工件长度较短，可用三爪卡盘直接夹紧工件外圆的左端，工件伸出卡盘10mm左右，加工内轮廓时将工件左端面设置为工件零点，作为加工测量及编程的原点，掉头加工螺蚊，工件伸出卡盘10mm左右，加工内螺纹时将工件右端面设置为工件零点。加工外轮廓时先加工右边到36mm的外圆处，以右端面作为加工测量及编程的原点。工件伸出卡盘48mm左右。本工件需要二次装夹才能加工出全部的工件表面，掉头夹24mm的外圆部分。工件伸出卡盘45mm左右。加工左端时，将工件左端面中心设为工件 零点，作为加工测量及编程的基准点。编程坐标对刀位置与工件坐标原点重合，对刀方法可根据机床选择，我们选用手动对刀。（四）确定加工顺序和进给路线切削条件的好坏直接影响加工的效率和经济性，着主要取决于编程人员的经验，工件的材料及性质，刀具的材料及形状，机床、刀具、工件的刚性，加工精度、表面质量要求，冷却系统等。本工件加工顺序按先粗后精、由近到远的原则确定，根据本工件的结构特征，可按下列步骤进行：1、首先对零件进行钻20mm的通孔。2、车平工件右端面（对刀前手工完成）并以此端面的中心作为原点，建立工件坐标系。3、采用G71指令对工件内轮廓进行粗加工，然后用G70指令对工件内轮廓进行精加工。4、采用循环功能G92指令车削内螺纹。5、车削工件右端面的外形，以右端面的中心为编程原点，建立工件坐标系。6、采用G71指令对工件外形进行粗车，然后用G70指令对工件外形进行精车。7、进行切外沟槽加工。8、采用固定循环指令G92车削外螺纹。9、掉头装夹，平端面并保证工件的总长度为80mm。10、加工零件的左端，以零件左端面的中心作为原点建立工件坐标系。11、采用G71指令对工件左端的外形进行粗加工，然后用G70对工件左端的外形进行精加工。12、采用G73指令对工件左端的椭圆进行粗加工，然后用G70对工件左端的椭圆进行精加工。13、卸下工件。（五）刀具的选择车削工件时，所需刀具数量较多，具体如下；T1号刀为内孔粗镗刀T2号刀为内孔精镗刀T3号刀为内螺纹刀T4号刀为350菱形粗车刀T5号刀为350菱形精车刀T6号刀为切槽刀，刀宽为3mmT7号刀为外螺纹刀（六）切削用量的选择切削用量的选择要根据切削用量的选择原则，结合数控机床的被加工工件的特点进行选择，并经过实际加工进行适当的调整，本题的切削用量的选择如下： 刀具及切削用量的选择序号工序刀具切削用量选择主轴转速 进给量1粗车内孔机夹内孔粗镗刀5000.22精车内孔机夹内孔精镗刀10000.13车内螺纹机夹内螺纹刀6001.54粗车右端外轮廓机夹外圆粗车刀5000.25精车右端外轮廓机夹外圆精车刀18000.16车外沟槽焊接外切槽刀8000.087车外螺纹机夹外螺纹刀8001.58粗车左端外轮廓机夹外圆粗车刀5000.29精车左端外轮廓机夹外圆精车刀18000.110粗车左端椭圆机夹外圆粗车刀5000.211精车左端椭圆机夹外圆粗车刀18000.1注：背吃刀量的选择根据机床的性能和刀具的性能而定，本题大概选择如下：粗车时，选择背吃刀量为1.5mm,精车余量为0.5mm。（可根据加工时的情况而改变）三、程序的编制（一）相关尺寸的计算如下：D大=D=20mmD小=DP=201.5=18.5mmd大d0.13p=201.50.1319.805mmd小d1.3p=201.5 1.318.05mm(二)本图以FANUC Oi-TC系统为例，编程如下：O0001 （左端口的加工）M03S500T0101G97G99F0.2； 程序初始化 G00X18Z2 指定定位点 G71U1R0.5 用G71指令车内孔 指定精加工余量，车内孔时U值要用负值 G71P10Q20U-0.5 N10G01X24 Z-20 X22.5 X18.5Z-22 Z-40 X17 N20Z5 G00X100Z100 快速定位 M05 主轴停转 M00 程序暂停 M03S1000T0202G97G99F0.1 精加工程序 G00X18Z2 精加工定位点 G70P10Q20 用G70精加工指令 G00X100Z100 快速定位 M05 主轴停转 M30 程序停止 OO0O2 （掉头加工内螺纹）M03S600T0101G97G99F0.2 程序初始化G00X18Z2 指定定位点G01X22.5 直线插补Z0X18.5Z-2Z-20X17Z5G00X100Z100M05主轴停转M00 程序停止M03S600T0303 车螺纹准备G92X18.5Z-22F1.5 用G92循环指令车内螺纹X19.1X19.6X19.8X20X20G00X100Z100M05 主轴停转M30 程序停止并返回程序开始的字符上O00O3 （加工右端外轮廓）M03S1000T0404F0.2G97G99程序初始化G00X46Z20 指定定位点G71U1R1 用G71循环指令车外圆指定区间和精车余量G71P10Q20U0.5N10G01X16Z0X19.805Z-2Z-20X24Z-40X32N20Z-45G00X100Z100M05 主轴停转M00 程序暂停M03S1800.F0.1T0505 精加工准备G00X36Z5 指定精加工定位点G70P10Q20 用G70指令精加工，指定精加工区间G00X100Z100M05 主轴停转M00程序停止M03S800F0.08T0606 切槽程序准备G00X25Z-20 切槽定位点G01X16直线插补X25W1 相对值编程X16直线插补X22G00X100Z100M05 主轴停转M00 程序停止M03S800T0707 车螺纹程序准备G00X22Z3 指定车螺纹定位点G92X19.805Z-18F1.5用G92循环指令车外螺纹X19.2X18.6X18.2X18.05X18.05G00X100Z100M05主轴停转M30程序停止并返回程序开始的字符上OO004 （左轮廓加工）G99G97M03S800T0404F0.2程序初始化G00X46Z2 指定定位点G71U1R1 用G71循环指令车外圆指定区间和精车余量G71P10Q20U0.5N10G01X18Z0X20Z-1Z-10X30X31Z-15X32X34Z-16Z-20X42N20Z-42G00X100Z100M03S1800F0.1T0505 精加工准备G00X43Z5 指定精加工定位点G70P10Q20用G70指令精加工，指定精加工区间G00X100Z100M05主轴停转M00 程序暂停M03S800T0404F0.2 车椭圆程序开始G00X44Z-20指定车椭圆的定位点G73U10R10用G73循环指令车椭圆,指定区间和精车余量 G73P30Q40U0.5 N30G01X34 #1=7.5 Z向的初始值 N11#2=4*SQRT1-#1*#1/56.25 公式中的X值 G01X34+2*#2Z#1-27.5 加工曲面轮廓 #1=#1-0.5 IF#1GE-7.5GOTO11 N40G01Z-41 G00X100Z100 M05 主轴停转 M00 程序暂停 M03S1800F0.1T00505G97G99 精加工准备 G00X44Z-20 指定精加工定位点 G70P30Q40 用G70指令精加工，指定精加工区间 G00X100Z100 M05 主轴停转 M30 程序停止并返回程序开始的字符上 四、结束语要实现数控加工，编程和工艺分析两者都是关键。本文虽然只对一例数控车床加工零件的进行了编程分析和工艺分析，但它具有一定的代表性。由于数控车床可以加工普通车床无法加