数控专业毕业设计说明书.doc

摘要：根据所给样图，用CAD/CAM软件绘制零件图以及造型，并对配合件进行装配，生成装配图和爆炸图。对零件进行数控加工工艺分析，安排各工件的加工工艺并编制工艺卡、加工工序卡，合理选用数控加工刀具、工件装夹方式与数控加工夹具，按要求用手工编程和自动编程方法编制各工件数控加工程序。关键字：数控加工 工艺 工件 软件 手工 绪论数控加工就是采用数控程序控制机床进行零件加工的一种加工方法，相对于普通机床加工，数控加工具有加工效率高、劳动强度低、加工精度高、柔性好等一系列优点。数控机床加工中，数控程序（数控加工程序）是不可缺少的一部分，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。编写数控加工程序的过程就是将加工零件的工艺过程、工艺参数（进给速度、主轴转速和背吃刀量等）、位移数据及开关命令（换刀、切削液开/关和工件装卸等）等信息用数控系统规定的功能代码和格式按加工顺序编写成加工程序单，并记录在信息载体上，再通过信息载体将数控加工程序输入机床数控装置，从而指挥数控机床按数控程序的内容加工出合格的零件。数控程序编写的如何，直接影响零件加工质量。数控编程分手工编程和自动编程。手工编程是由人工完成刀具轨迹计算及加工程序的编制工作。当零件形状不十分复杂或加工程序不太长时，采用手工编程方便、经济。自动编程是利用计算机通过自动编程软件完成对刀具运动轨迹的计算、加工程序的生成及刀具加工轨迹的动态显示等。对于加工零件形状复杂，特别是涉及三维立体形状或刀具运动轨迹计算繁琐时，常采用自动编程。在数控编程中，工艺分析和工艺设计是至观重要的，无论是手工编程还是自动编程，在加工前都要对所加工零件进行工艺分析，拟定加工方案，选择加工设备、刀具、夹具，确定切削用量，安排加工顺序，制定走刀路线等。在编程过程中，还要对一些工艺问题（如对刀点，换刀点，刀具补偿等）做相应处理。因此程序编制中的工艺分析和工艺设计是一项十分重要的工作。本设计有车削、铣削零件，根据所给样图，用CAD/CAM软件绘制零件图以及造型，并对配合件进行装配，生成装配图和爆炸图。根据零件技术要求，对零件进行了详细的数控加工工艺分析，依据分析的结果，确定零件的加工方法、装夹方式、定位基准、使用刀具、加工顺序安排、工步划分，走刀路线和切削用量等，并编制了零件的数控加工工艺卡片、数控加工工序卡片和刀具卡片等，最后，按照要求用手工编制车加工配合件、铣削加工件的数控加工程序以及用自动编程编制铣床配合零件的数控加工程序。设计正文（一）、数控车床加工配合组件1 A件1、零件图工艺分析：该零件主要由圆柱面、凹凸圆弧面、圆锥面、槽、内孔、螺纹退刀槽以及外螺纹。根据加工方法选择原则，零件各表面要求不高，所以全部采用粗，精加工即可完全可以保证尺寸、形状精度和表面粗糙度的要求。2、确定装夹方案：由于夹具确定了零件在数控机床坐标系中的位置，因而根据要求夹具能保证零件在机床坐标系的正确坐标方向，同时协调零件与机床坐标系的尺寸。根据零件的结构特点为轴类零件，用三爪卡盘夹紧就能保证加工要求。3、确定加工顺序：加工顺序的选择直接影响到零件的加工质量、生产效率和加工成本。按照基面先行、先面后孔、先主后次、先粗后精的原则确定加工顺序，分两次装夹加工，先用外圆车刀加工右端面到mm处（粗、精加工），然后用切断刀车出mm槽以及螺纹退刀槽，再用螺纹刀加工出螺纹，再换切断刀至mm处切断。然后掉头装夹，用mm麻花钻钻深37mm孔，再用内孔车刀加工mm和mm内孔圆柱面以及倒角。4、刀具选择：刀具的选择是数控加工中重要的工艺内容之一，它不仅影响机床的加工效率，而且直接影响加工质量。编程时，选择刀具通常要考虑机床的加工能力、工序内容、工件材料等因素。与传统的加工方法相比，数控加工对刀具的要求更高。不仅要求精度高、刚度高、耐用度高，而且要求尺寸稳定、安装调整方便。这就要求采用新型优质材料制造数控加工刀具，选取刀具时，使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸和形状相适应。生产中，选用机夹硬质合金钢刀93外圆车刀加工零件的各个外圆柱面、凹凸圆弧面以及圆锥面。选用3mm切断刀车出外圆槽和螺纹退刀槽，选用60外螺纹刀车螺纹，选用mm麻花钻钻内孔，用内车刀加工内孔各个表面。刀具表1序号刀型刀具规格名称刀具材料1外圆车刀93硬质合金钢2切断刀3mm高速钢3螺纹刀60硬质合金钢4麻花钻mm高速钢5内端面车刀45硬质合金钢5、螺纹加工尺寸计算：实际车削时，外圆柱面的直径为： =d-0.2mm=40mm-0.2mm=39.8mm螺纹实际牙型高度为：=0.64952=1.299mm螺纹实际小径：=40-1.51.299=38.0515mm升速段为：=nP/400=6002/400mm=3mm降速段为：=nP/1800=6002/1800mm=1mm（二）、数控车床加工配合组件1 B件1、零件图工艺分析：该零件主要由圆柱面、圆锥面和槽。根据加工方法选择原则，零件各表面要求不高，所以全部采用粗，精加工即可完全可以保证尺寸、形状精度和表面粗糙度的要求。2、确定装夹方案：由于夹具确定了零件在数控机床坐标系中的位置，因而根据要求夹具能保证零件在机床坐标系的正确坐标方向，同时协调零件与机床坐标系的尺寸。根据零件的结构特点为轴类零件，用三爪卡盘夹紧就能保证加工要求。3、确定加工顺序：加工顺序的选择直接影响到零件的加工质量、生产效率和加工成本。按照基面先行、先面后孔、先主后次、先粗后精的原则确定加工顺序，先用外圆车刀加工右端面并倒角至处（粗、精加工）、然后用切断刀车槽，再车出圆柱面并倒角切断工件。4、刀具选择：刀具的选择是数控加工中重要的工艺内容之一，它不仅影响机床的加工效率，而且直接影响加工质量。编程时，选择刀具通常要考虑机床的加工能力、工序内容、工件材料等因素。与传统的加工方法相比，数控加工对刀具的要求更高。不仅要求精度高、刚度高、耐用度高，而且要求尺寸稳定、安装调整方便。选取刀具时，使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸和形状相适应。生产中，选用机夹硬质合金钢刀93外圆车刀加工零件的各个外圆柱面以及圆锥面。选用3mm切断刀车出外圆槽和圆柱面并倒角切断工件。刀具表2序号刀型刀具规格名称刀具材料1外圆车刀93硬质合金钢2切断刀3mm高速钢（三）、数控车床加工配合组件2 A件1、零件图工艺分析：该零件主要由球面、圆柱面、凹凸圆弧面、圆锥面、槽、内孔、内螺纹退刀槽以及内螺纹。根据加工方法选择原则，零件各表面要求不高，所以全部采用粗，精加工即可完全可以保证尺寸、形状精度和表面粗糙度的要求。2、确定装夹方案：由于夹具确定了零件在数控机床坐标系中的位置，因而根据要求夹具能保证零件在机床坐标系的正确坐标方向，同时协调零件与机床坐标系的尺寸。根据零件的结构特点为轴类零件，用三爪卡盘夹紧就能保证加工要求。3、确定加工顺序：加工顺序的选择直接影响到零件的加工质量、生产效率和加工成本。按照基面先行、先面后孔、先主后次、先粗后精的原则确定加工顺序，分三次装夹加工，先用外圆车刀加工右端面加工至处，然后用切断刀在处切断。掉头装夹工件，先用外圆车刀加工球面至处，然后换用切断刀切出槽以及40斜面。再次掉头装夹工件，用麻花钻，钻内孔深31，然后用内孔车刀加工内孔其余部分并倒角，內槽刀车出内螺纹槽，再转用内螺纹刀加工-7H内螺纹。4、刀具选择：刀具的选择是数控加工中重要的工艺内容之一，它不仅影响机床的加工效率，而且直接影响加工质量。编程时，选择刀具通常要考虑机床的加工能力、工序内容、工件材料等因素。选取刀具时，使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸和形状相适应。生产中，根据零件外型及机床配置，选用机夹硬质合金钢刀93外圆车刀加工零件的各个外圆柱面、球面以及凹凸圆弧面。选用3mm切断刀车出槽以及40斜面，选用mm麻花钻钻内孔，用内车刀加工内孔各个表面，用內槽刀切出内螺纹退刀槽，用内螺纹刀加工内螺纹。刀具表3序号刀型刀具规格名称刀具材料1外圆车刀93硬质合金钢2切断刀3mm高速钢3麻花钻mm高速钢4内端面车刀45硬质合金钢5內槽刀4mm硬质合金机夹刀6内螺纹刀60硬质合金钢5、螺纹加工尺寸计算：螺纹实际牙型高度为：=0.64952=1.299mm内螺纹实际小径：=30-1.51.299=28.0515mm升速段为：=nP/400=6002/400mm=3mm降速段为：=nP/1800=6002/1800mm=1mm（四）、数控车床加工配合组件2 B件1、零件图工艺分析：该零件主要由外圆柱面、椭圆弧、螺纹退刀槽和外螺纹组成。根据加工方法选择原则，零件各表面要求不高，所以全部采用粗，精加工即可完全可以保证尺寸、形状精度和表面粗糙度的要求。2、确定装夹方案：由于夹具确定了零件在数控机床坐标系中的位置，因而根据要求夹具能保证零件在机床坐标系的正确坐标方向，同时协调零件与机床坐标系的尺寸。根据零件的结构特点为轴类零件，用三爪卡盘夹紧就能保证加工要求。3、确定加工顺序：加工顺序的选择直接影响到零件的加工质量、生产效率和加工成本。按照基面先行、先面后孔、先主后次、先粗后精的原则确定加工顺序零件分两次装夹加工，先用外圆车刀加工左端面至，然后换切断刀车出螺纹退刀槽，用外螺纹刀车出螺纹，再换切断刀至出车断工件。掉头装夹工件，用外圆车刀加工椭圆以及斜面。4、刀具选择：刀具的选择是数控加工中重要的工艺内容之一，它不仅影响机床的加工效率，而且直接影响加工质量。编程时，选择刀具通常要考虑机床的加工能力、工序内容、工件材料等因素。选取刀具时，使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸和形状相适应。生产中，根据零件外型及机床配置，选用机夹硬质合金钢刀93外圆车刀加工零件的各个外圆柱面、圆锥面和椭圆弧。选用3mm切断刀车出螺纹退刀槽，选用60螺纹刀加工外螺纹。刀具表4序号刀型刀具规格名称刀具材料1外圆车刀93硬质合金钢2切断刀3mm高速钢3螺纹刀60硬质合金钢5、螺纹加工尺寸计算：实际车削时，外圆柱面的直径为： =d-0.2mm=30mm-0.2mm=29.8mm螺纹实际牙型高度为：=0.64952=1.299mm螺纹实际小径：=30-1.51.299=28.0515mm升速段为：=nP/400=6002/400mm=3mm降速段为：=nP/1800=6002/1800mm=1mm（五）、数控铣床手动编程加工件11零件图工艺分析，该零件主要由平面、孔系、槽、外轮廓及内轮廓组成，尺寸精度要求不高，粗、精铣即可保证尺寸、形状精度和表面粗糙度的要求。2确定装夹方案，由于夹具确定了零件在数控机床坐标系中的位置，因而根据要求夹具能保证零件在机床坐标系的正确坐标方向，同时协调零件与机床坐标系的尺寸。根据零件的结构特点，尺寸精度要求不高，选用精密台钳夹紧工件即可完成零件的加工，结构相对简单，能保证加工要求，便于实施。3确定加工顺序，加工顺序的选择直接影响到零件的加工质量、生产效率和加工成本。按照基面先行、先面后孔、先主后次、先粗后精的原则确定加工顺序，用精密台钳夹紧工件，用立式平底铣刀加工外轮廓、内轮廓以及槽，然后换中心钻钻通孔的中心孔，用钻头钻出三个通孔。4刀具选择，刀具的选择是数控加工中重要的工艺内容之一，它不仅影响机床的加工效率，而且直接影响加工质量。编程时，选择刀具通常要考虑机床的加工能力、工序内容、工件材料等因素。与传统的加工方法相比，数控加工对刀具的要求更高。不仅要求精度高、刚度高、耐用度高，而且要求尺寸稳定、安装调整方便。这就要求采用新型优质材料制造数控加工刀具，并优选刀具参数。选取刀具时，使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸和形状相适应。生产中，根据加工零件的结构以及机床配置，加工平面、外轮廓、内轮廓以及槽统一选用高速钢立式平底铣刀，中心孔用中心钻，通孔用高速钢麻花钻。刀具表5序号刀型刀具规格名称刀具材料1立式平底铣刀高速钢2中心钻高速钢3麻花钻高速钢（六）、数控铣床手动编程加工件21零件图工艺分析，零件由外轮廓、内轮廓、凸台、曲面、通孔以及螺纹孔组成，尺寸精度要求不高，粗、精铣即可保证尺寸、形状精度和表面粗糙度的要求。2确定装夹方案，由于夹具确定了零件在数控机床坐标系中的位置，因而根据要求夹具能保证零件在机床坐标系的正确坐标方向，同时协调零件与机床坐标系的尺寸。根据零件的结构特点，尺寸精度要求不高，选用精密台钳夹紧工件即可完成零件的加工，结构相对简单，能保证加工要求，便于实施。3确定加工顺序，加工顺序的选择直接影响到零件的加工质量、生产效率和加工成本。按照基面先行、先面后孔、先主后次、先粗后精的原则确定加工顺序，用精密台钳夹紧工件，用立式平底铣刀加工工件的内外轮廓、凸台以及曲面，然后转用中心钻打通孔以及螺纹孔的顶尖孔，用钻头钻出两个通孔，用钻头钻出螺纹孔，最后用机用丝锥攻内孔螺纹。4刀具选择，刀具的选择是数控加工中重要的工艺内容之一，它不仅影响机床的加工效率，而且直接影响加工质量。编程时，选择刀具通常要考虑机床的加工能力、工序内容、工件材料等因素。选取刀具时，使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸和形状相适应。根据加工零件的结构以及机床配置，加工平面、曲面、外轮廓、内轮廓以及槽，为减少换刀时间统一选用高速钢立式平底铣刀，中心孔用中心钻，通孔用高速钢麻花钻，内孔螺纹用机用丝锥。刀具表6序号刀型刀具规格名称刀具材料1立式平底铣刀高速钢2中心钻高速钢3麻花钻高速钢4麻花钻高速钢5机用丝锥硬质合金钢5、螺纹加工尺寸计算：螺纹实际牙型高度为：=0.64952=1.299mm螺纹实际小径：=12-1.51.299=10.0515mm升速段为：=nP/400=6002/400mm=3mm降速段为：=nP/1800=6002/1800mm=1mm（七）、数控铣床自动编程配合件A1零件图工艺分析，该零件主要由平面、孔、凸台、外轮廓及内轮廓组成，尺寸精度要求不高，粗、精铣即可保证尺寸、形状精度和表面粗糙度的要求。2确定装夹方案，由于夹具确定了零件在数控机床坐标系中的位置，因而根据要求夹具能保证零件在机床坐标系的正确坐标方向，同时协调零件与机床坐标系的尺寸。根据零件的结构特点，尺寸精度要求不高，选用精密台钳夹紧工件即可完成零件的加工，结构相对简单，能保证加工要求，便于实施。3确定加工顺序，加工顺序的选择直接影响到零件的加工质量、生产效率和加工成本。按照基面先行、先面后孔、先主后次、先粗后精的原则确定加工顺序，用精密台钳夹紧工件，用立式平底铣刀加工外轮廓、内轮廓以及凸台，然后换中心钻钻通孔的中心孔，用钻头钻出通孔。4刀具选择，刀具的选择是数控加工中重要的工艺内容之一，它不仅影响机床的加工效率，而且直接影响加工质量。编程时，选择刀具通常要考虑机床的加工能力、工序内容、工件材料等因素。与传统的加工方法相比，数控加工对刀具的要求更高。不仅要求精度高、刚度高、耐用度高，而且要求尺寸稳定、安装调整方便。选取刀具时，使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸和形状相适应。生产中，根据加工零件的结构以及机床配置，加工平面、外轮廓、内轮廓以及凸台时，为减少换刀时间统一选用高速钢立式平底铣刀，中心孔用中心钻，通孔用高速钢麻花钻。刀具表7序号刀型刀具规格名称刀具材料1立式平底铣刀高速钢2中心钻高速钢3麻花钻高速钢（八）、数控铣床自动编程配合件B1零件图工艺分析，该零件主要由平面、孔、外轮廓及内轮廓组成，尺寸精度要求不高，粗、精铣即可保证尺寸、形状精度和表面粗糙度的要求。2确定装夹方案，由于夹具确定了零件在数控机床坐标系中的位置，因而根据要求夹具能保证零件在机床坐标系的正确坐标方向，同时协调零件与机床坐标系的尺寸。根据零件的结构特点，尺寸精度要求不高，选用精密台钳夹紧工件即可完成零件的加工，结构相对简单，能保证加工要求，便于实施。3确定加工顺序，加工顺序的选择直接影响到零件的加工质量、生产效率和加工成本。按照基面先行、先面后孔、先主后次、先粗后精的原则确定加工顺序，用精密台钳夹紧工件，用立式平底铣刀加工外轮廓、内轮廓以及凸台，然后换中心钻钻通孔的中心孔，用钻头、钻头分别钻通孔。4刀具选择，刀具的选择是数控加工中重要的工艺内容之一，它不仅影响机床的加工效率，而且直接影响加工质量。编程时，选择刀具通常要考虑机床的加工能力、工序内容、工件材料等因素。与传统的加工方法相比，数控加工对刀具的要求更高。不仅要求精度高、刚度高、耐用度高，而且要求尺寸稳定、安装调整方便。选取刀具时，使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸和形状相适应。生产中，根据加工零件的结构以及机床配置，加工平面、外轮廓、内轮廓以及凸台时，为减少换刀时间统一选用高速钢立式平底铣刀，轮廓边缘倒角用圆头铣刀，中心孔用中心钻，通孔用高速钢麻花钻。刀具表8序号刀型刀具规格名称刀具材料1立式平底铣刀高速钢2圆头铣刀硬质合金钢3中心钻高速钢4麻花钻高速钢5麻花钻高速钢设计小结经过几周的设计，成功地完成了数控车、铣削零件的绘图、造型、编程以及仿真加工。在仿真加工过程中，没有出现撞刀或运动干涉