数控车床加工毕业设计.doc

青岛滨海学院毕业设计正 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普通车床加工在许多方面遵循的原则大部分是相同的。但数控车床加工自动化程度高，加工精度高，加工质量稳定，对加工对象的适应性强，生产效率高，易于建立计算机通信网络。因此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）选择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，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、安排加工顺序等。（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，选择刀辅具，确定切削用量，计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必不可少的一类零件，在机械装配中起着非常重要的作用。工艺分析是为数控车削加工做前期的工艺准备工作。工艺制定的合不合理，对程序编制、机床的加工效率和零件加工精度都有重要的影响。该轴类零件的总长为108mm,右端由r8mm的球头面、r5mm的圆弧面、公称直径30mm螺距为2mm的外螺纹组成。左端由一段直径为34mm的外圆柱面和一段直径为38mm的外圆柱面组成。左端内孔由一个r3的圆角、一个c2的倒角、直径分别为23mm的内圆柱面直径24mm组成。零件图如下图所示 零件图零件对表面粗糙度有较高的要求，工件是总长为108mm，最大回转直径为38mm的轴类零件。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23mm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，然后加工内孔，用直径为18mm的钻头钻孔，用镗刀镗孔。然后倒转工件加工右端外轮廓，然后用切槽刀进行切槽，最后用60外螺纹刀加工外螺纹。 在车削过程中先粗加工外轮廓，最后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）毛坯选择对于程序所涉及的图形，应该选择长度为110mm，最大回转直径为40mm，材料为45钢的毛坯件。（2）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提供可靠的工艺基准：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1mm左右的加工余量；数控编程任务书如下表1。表1 数控编程任务书 2011年 3月 日08数控2班数控编程任务书产品零件图号07000-01任务书编号零件名称轴ck-2011-03使用数控设备数控车床共1 页第1页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：（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 日经手人编制王正朋审核编程审核批准（3）数控车削加工安装方式零件采用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，第二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34mm外圆柱面找正再进行加工。夹紧时一定要注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 2011年 3月 9日 机械厂数控加工工序卡产品名称或代号零件名称零件图号轴的加工轴套07000-01工艺序 号程序编号夹具名称夹具编号使用设备加工车间p1234三爪卡盘p1000数控车床实训基地工步号工步内容刀具号刀具规格主轴转速r/min进给速度mm/r背吃刀量mm1粗车左端外轮廓t010180外圆车刀6000.32精车左端外轮廓t010180外圆车刀10000.14钻18的孔至30mm处t050518mm的钻头5000.155粗车左端内孔轮廓t020280内孔车刀6000.36精车左端内孔轮廓t020280内孔车刀10000.17粗车右端外轮廓t010180外圆车刀6000.38精车右端外轮廓t010180外圆车刀10000.18切槽刀切外槽t0303刀宽4毫米切槽刀3000.059车右端外螺纹t040460螺纹车刀2502.0（螺距）编制王正朋审核批准第 1页共1 页（5）数控车削加工工具t0101:93外圆车刀；t0202:内孔车刀；t0303：刀宽4毫米切槽刀；t0404：60外螺纹刀；t0505：18mm的钻头（6）切削用量的选择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250r/mm，钻孔500r/mm。粗车进给速度为f=0.3mm/r，精车进给速度f=0.1mm/r。三、数值的计算 1、外螺纹的计算外螺纹大径：d=d-0.1p=30-0.1x2=29.8mm外螺纹小径：d=d-1.3p=30-1.3x2=27.4mm。四、程序的编制采用手动编程，再编程的过程中要注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：o100t0101s600m04g00x41.0z50.0g01z0f0.1x-1.0g00x41.0z5.0g71u2.0r0.5g71p10q20u1.0w0f0.3n10g00g42x0s1000g01z0f0.1x30.0x34.0z-2.0z-35.0x38.0w-2.0w-5.0n20x40.0g00g40z5.0g70p10q20g00x40.0z50.0m00t0202s600m04g00x12.0z50.0g00x12.0z5.0g71u2.0r0.5g71p30q40u-1.0w0f0.3n30g42g01x29.0f0.1z0s800g02x23.0z-3.0r3.0g01z-20.0n40x12.0g70p30q40g00g40z50.0x50.0m00t0101s600m04g00x41.0z50.0z0g01x-0.1f0.1g00x41.0z5.0g71u2.0w0.5g71p50q60u1.0w0f0.3n50g42g00x0s1000g01z0f0.1g03x16.0z-6.78r8.0g01x21.12z-20.76f0.1g02x29.8z-25.0r5.0g01z-58.0f0.1x30.0x38.0w-8.0w-8.0n60x40.0g00g40x40.0z5.0g70p50q60g00x40.0z50.0m00t0303s300m04g00x35.0z-55.0g01x26.0f0.05g04x1.0g01x28.0f0.3w-2.0x26.0f0.05g04x1.0g01x28.0f0.3w-1.0x26.0f0.05g04x1.0g01x35.0f0.3g00x50.0z50.0m00t0404s250m04g00x30.0z-20.0g92x29.8z-53.0f2.0x29.4x28.8x28.2x27.6x27.4g01x32.0f0.1g00x50.0z50.0m30五、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选择安装:（1）点击工具栏上“定义毛坯”设置直径为40mmx110mm的45钢圆柱毛坯点击“放置零件”出现“选择零件”对话框点选择毛坯点“安装零件”出现“移动零件”对话框点击黄色“方向箭头”使毛坯外伸90mm。（2）外圆车刀t01的选择安装：点击工具栏上“选择刀具”出现“刀具选择”对话框选“1号刀位”选择“vbmt160402刃长为16mm刀尖半径为0.2mm的35度菱形刀片”选择刀柄为93度外圆右向横柄点击“确定”完成操作。t02内孔车刀的选择和t01的选择流程基本是一样的，只是刀位号是“2号刀位”。（3）切槽刀的选择安装：选择刀位号3选择4mm宽的切槽刀点击“确定”完成操作。（4）外螺纹刀的选择安装：选择刀位号4选择60度角的菱形刀片选择“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。（2）将模式调到“手动模式”按“主轴正转”按钮车刀沿“z轴负向以合适的背吃刀量切入”保持x轴不变按“主轴停止”“测量”得x( )为直径值按“编辑”键按“offsetseting”键点击软键“形状”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）切槽刀的对刀方式和外圆车刀的大体一样，只是在对z方向上的时候，刀要切的薄一点，以免把刀损坏。（5）螺纹刀的x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“形状” 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”选择保存的程序在操控面板上输入o100点击软键“read”点击软键“exec”程序被导入nc系统呈现在crt/mdi操控面板上。（2）按“自动运行”模式按“试运行”按“custom”键按“循环启动”键。如果不出现报警，则说明程序运行正常。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。5、仿真示意图（1）、安装毛坯（如下图）（2）、用直径为18mm的钻头钻内孔（如下图） （3）、内孔车刀车削内孔（如下图）(4)、外圆车刀车削左端外轮廓（如下图）(5)、掉转工件车削右端外轮廓（如下图）精车外轮廓（如下图）(6)、切槽刀进行切槽（如下图）(7)、螺纹刀加工螺纹（如下图）（8）、工件的总体图（如下图）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源开关，按下操控面板上的“系统启动”键，带系统界面稳定后，机床回零点。用三爪卡盘按要求稍微加紧工件，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11.5倍。伸出过长会使刀杆刚性变差，切削时易产生震动，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，并逐个轮流拧紧。（4）车刀刀尖应与工件轴线等高，否则会因为基面和切削平面的位置发生变化，而改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，切削不顺利。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，如不注意这一点，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，否则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、刀具的对刀操作（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”“形状”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。以一定的背吃刀量沿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）对内孔车刀：将控制模式调到手摇，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。（3）对切槽刀：切槽刀的对刀方式和外圆车刀的大体一样，只是在对z方向上的时候，刀要切的薄一点，以免把刀损坏。（4）对外螺纹刀：将控制模式调到手摇，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06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。 参考文献(1)杨老记 . 机械制图. 北京:机械工业出版社, 1986(2)余英良 . 数控加工编程及操作. 北京:高等教育出版社, 1989(3)华茂发 . 数控机床加工工艺. 北京:机械工业出版社,1991(4)伍友德 , 李先跃 .车刀刃磨技术第二版. 北京:化学工业出版社, 1992(5)陆剑中（上海理工大学）, 周志明（南京工程学院）. 金属切原理与刀具. 北京:机械工业出版社,1994(6)沈建峰 , 朱勤惠 . 数控加工生产实例. 北京:化学工业出版社,