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三维UG 配合件-2件 CAD高清图纸和文档 数控 典型 零件 加工 工艺 编程 三维 UG 配合 CAD 图纸 文档

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第 1 页 共 18 页*职业技术学院综合毕业实践说明书（论文）标题： 数控车典型零件的加工工艺及编程 系 别： 机机电电工程系工程系 专 业： 学 号： 姓 名： 指导教师： 20*年*月*日第 2 页 共 18 页摘 要本毕业设计从内容上可以看出，车床所适合的零件的形状、刀具的选择、工序的划 分、零件的装夹、走刀路线的轨迹；在表现形式上除文字内容外，还附有图片。通过本毕业设计读者可以掌握较完整的数控机床程序编制的知识，并适应现代制造业的发展需求。 从零件图上看出该零件需要两次装夹，从零件的精度和粗糙度考虑应该先加工工件的右半部分，之后第二次装夹工件，再加工工件左半部分，因为两次装夹加工过程中有槽的加工，而槽的宽度一个为 5 毫米， 一个为 8 毫米，所以选择刃宽为 5 毫米的切槽刀；螺纹刀就是 60刀尖角的刀具。 本毕业设计主要内容：通过对具体的普通零件的车削加工，了解数控车床加工的基 本特点、工艺分析与工艺设计方法、数控编程基础知识、以及零件的装配。 本毕业设计构思新颖，结构合理，图文并茂，针对性强，注重实际应用。并配有走 刀路线图和详细的程序说明加以分析，便于灵活应用。关键词：关键词：数控车床、毕业设计、刀具、车削加工第 3 页 共 18 页目目 录录摘 要.2目 录.3引 言.41、零件的工艺分析.41.1 零件图 .41.2 零件图的工艺性分析 .51.2.1 分析零件的几何要素.51.2.2 分析了解工件的工艺基准.52、工件的装夹和夹具选择.62.1 夹具的分类 .62.2 车床常用的夹具 .62.3 本题中的零件的装夹方案 .73、刀具的选择.74、切削用量的选择.85、加工顺序的确定.86、数控编程.96.1 数控机床的编程方法 .96.1.1 手工编程：.96.1.2 自动编程：.96.2 数值计算 .106.3 对刀 .106.3.1 外圆车刀的对刀方法 .106.3.2 切槽刀的对刀方法 .116.3.3 螺纹刀的对刀方法 .116.4 加工程序的清单 .117、装配.14结束语.16致 谢.17参考文献.18第 4 页 共 18 页数控车典型零件的加工工艺及编程引引 言言制造业是我国国民经济的支柱产业，其增加值约占我国国内生产总值的40%以上，而先进的制造技术是振兴制造业系统工程的重要组成部分。21 世纪是科学技术突飞猛进、不断取得新突破的世纪，它是数控技术全面发展的时代。数控机床代表一个民族制造工业现代化的水平，随着现代化科学技术的迅速发展，制造技术和自动化水平的高低已成为衡量一个国家或地区经济发展水平的重要标志。数控车床是目前使用最广泛的数控机床之一。数控车床主要用于加工轴类、盘类等回转体零件。通过数控加工程序的运行，可自动完成内外圆柱面、圆锥面、成形表面、螺纹和端面等工序的切削加工，并能进行车槽、钻孔、扩孔、铰孔等工作。车削中心可在一次装夹中完成更多的加工工序，提高加工精度和生产效率，特别适合于复杂形状回转类零件的加工。1 1、零件的工艺分析零件的工艺分析 1.11.1 零件图零件图 下图为加工零件的二维图， 试利用数控加工知识将毛坯加工成图 1-1 所示: 材料为 45 钢，毛坯为：50mm100mm图 1-1 二维图第 5 页 共 18 页1.21.2 零件图的工艺性分析零件图的工艺性分析1.2.1 分析零件的几何要素首先从零件图的分析中,了解工件的外形、结构,工件上须加工的部位,及其形状、尺寸精度、和表面粗糙度；了解各加工部位之间的相对位置和尺寸精度；了解工件材料及其它技术要求。从中找出工件经加工后，必须达到的主要加工尺寸和重要位置尺寸精度。该零件为需要两头加工的回转体，主要由圆柱面、槽、螺纹、平面及圆弧组成。几何要素的条件完整，准确定位基准可靠，结构形状复杂，加工部位多，由 于该零件存在这些特点，应该采用数控车床进行加工。1.2.2 分析了解工件的工艺基准包括其外形尺寸、在工件上的位置、结构及其他部位的相对关系等。对于复杂工件或较难辨工艺基准的零件图，尚需详细分析有关装配图，了解该零件的装配使用要求，找准工件的工艺基准，该工件的装配图如下所示（图 1-2）： 图 1-2 零件装配图根据装配图的要求，将基准面确定为 35mm 所在圆柱的左端面，在加工中要重点测量 20mm、30mm 的尺寸，公差控制在正负 0.03mm 以内。2 2、工件的装夹和夹具选择、工件的装夹和夹具选择2.12.1 夹具的分类夹具的分类机床夹具的种类很多，按使用机床类型分类，可分为车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、加工中心夹具和其他夹具等。按驱动夹具工作的动力源分类，可分为手动夹具、气动夹具、液压夹具、电动夹具、磁力夹具和自夹紧夹具等。按专门化程度可分为以下几种类型的夹具：（1）通用夹具是指已经标准化、无需调整或稍加调整就可以用来装夹不同第 6 页 共 18 页工件的夹具。如三爪卡盘、四爪卡盘、平口虎钳和万能分度头等。这类夹具主要用于单件小批生产。（2）专用夹具是指专为某一工件的某一加工工序而设计制造的夹具。结构紧凑，操作方便，主要用于固定产品的大量生产。（3）组合夹具是指按一定的工艺要求，由一套预先制造好的通用标准元件和部件组装而成的夹具。使用完毕后，可方便地拆散成元件或部件，待需要时重新组合成其他加工过程的夹具。适用于数控加工、新产品的试制和中、小批量的生产。可调夹具包括通用可调夹具和成组夹具，它们都是通过调整或更换少量元件就能加工一定范围内的工件，兼有通用夹具和专用夹具的优点。通用可调夹具适用范围较宽，加工对象并不十分明确；成组夹具是根据成组工艺要求，针对一组形状及尺寸相似、加工工艺相近的工件加工而设计的，其加工对象和范围很明确，又称为专用可调夹具。2.22.2 车床常用的夹具车床常用的夹具（1）常用装夹方式：三爪自定心卡盘装夹、两顶尖之间装夹、卡盘和顶尖装夹、双三爪定心卡盘装夹。（2）采用找正的方法：找正装夹时必须将工件的加工表面回转轴线（同时也是工件坐标系 Z 轴）找正到与车床主轴回转中心重合。一般为打表找正。通过调整卡爪，使工件坐标系 Z 轴与车床主轴的回转中心重合。（3）薄壁零件的装夹：薄壁零件容易变形，普通三爪卡盘受力点少，采用开缝套筒或扇形软卡爪，可使工件均匀受力，减小变形。也可以改变夹紧力的作用点，采用轴向夹紧的方式。2.32.3 本题中的零件的装夹方案本题中的零件的装夹方案（1）第一次装夹 该零件在第一次装夹时，直接采用三爪自定心卡盘装夹即可，车至圆弧左端为止。（2）第二次装夹 在第二次装夹时，由于 35mm 的圆柱面，尺寸要求较高，所以不能用卡盘装夹此面，因此只有螺纹面可以装夹，在此应改设计一个螺纹胎具，在数控车床上车一铜质胎具，内螺纹要与该零件配合适当，为了使装夹时不损伤零件的螺纹，在这里选用间隙配合。第 7 页 共 18 页3 3、刀具的选择、刀具的选择切削加工离不开刀具。刀具是整个机械加工工艺系统中的一个重要环节。在各种刀具中，车刀的结构相对比较简单，具有代表性，下面以车刀为例予以介绍。车刀由夹持部分和切削部分组成。夹持部分称为刀柄，用来把刀具装夹在车床的刀架上，一般采用普通钢材料锻造而得；切削部分俗称为刀头，在车刀上一般为单个刀片。刀片材料一般有高速钢（俗称白钢刀条）和硬质合金两种，用于剥离金属材料。根据刀具切削部分与夹持部分（即刀片与刀柄）连接方式的不同，车刀可以分为焊接刀具和机夹刀具两大类。本题中所用的刀具如表 3-1：表 3-1 数控加工刀具卡序号刀具名称刀具规格/mm数量加工表面T01外圆粗车刀可转位 90粗车刀1粗车右边轮廓T02外圆精车刀可转位 90精车刀1精车右边轮廓T03切槽刀5mm1切 8*2mm 的槽T04螺纹车刀601车 M27*2-8g 的螺纹T01外圆粗车刀901粗车左边轮廓T02外圆精车刀901精车左边轮廓T03切槽刀5mm1切 5*2mm 的槽4 4、切削用量的选择、切削用量的选择（1）选择方法切削用量一般可以根据刀具供应商所提供的刀具样本数据来确定，这是比较快捷而稳妥的方法；也可以根据经验或试切来确定。查阅切削用量手册生产实践经验（2）本题所选择的切削用量本提零件的表面要求较高，因此采用高转速，高进给，少吃刀量的切削方式来选择切削用量。 粗车时，主轴转速为 2000r/min，进给速度为 400mm/min，背吃刀量为第 8 页 共 18 页0.2mm。 精车时，主轴转速为 2500r/min，进给速度为 200mm/min，背吃刀量为0.05mm。 切槽时，主轴转速为 1500r/min，进给速度为 100mm/min。5 5、加工顺序的确定、加工顺序的确定在分析了零件图样和确定了工序装夹方式后，接下来即要确定零件的加工顺序。制定零件车削加工顺序遵循下列原则：（1）先粗后精 按照粗车-精车的顺序进行，逐渐提高加工精度。粗车将在较短的时间内将工件表面上的大部分余量切掉，一方面提高金属切削率，另一方面满足精车的余量均匀性要求。该零件的加工就是将粗精加工分开来实现的：用 G71 的循环指令，加工余量为 0.05mm,然后采用精加工。（2）先近后远按加工部件相对于刀点的距离大小而言的。在一般情况下，离对刀点远的部位后加工，以便缩短刀具移动的距离，减少空行程。对于车削而言，先近后远还有利于保持坏件或半成品的刚性，改善其切削条件。这样就节省了大量时间，采用就近原则，该工件就是先加工右端面，然后从右向左加工。综上所述，确定其加工工序卡，共需要卡片如表 5-1 所示：表 5-1 数控加工工序卡片工序号程序编号夹具名称使用设备数控系统车间001O0701O0702三爪自定心卡盘、螺纹胎具广州数控车FANUCOi工步号工步内容刀具号主轴转速r/min进给量mm/min背吃刀量mm备注程序号1粗车右端外轮廓，留余量0.05mmT01 外圆车刀（粗）20004000.2O07012精车右端各表面至尺寸要求T02 外圆车刀（精）25001500.05 O0701第 9 页 共 18 页3切槽T03 槽刀150080O07014车螺纹T04 60螺纹车刀150020.5O07015掉头装夹，粗车左端外圆轮廓，留余量0.05mmT01 外圆车刀（粗）20004000.2O07026精车左端外圆轮廓T02 外圆精车刀25001500.05O07027切槽T03 槽刀150080O07026 6、数控编程、数控编程6.16.1 数控机床的编程方法数控机床的编程方法6.1.1 手工编程：由人工完成零件图样分析、工艺处理、数值计算、书写程序清单直到程序的输入和检验。适用于点位加工或几何形状不太复杂的零件，但是，非常费时，且编制复杂零件时，容易出错。6.1.2 自动编程：自动编程是用计算机把人们输入的零件图纸信息改写成数控机床能执行的数控加工程序，就是说数控编程的大部分工作由计算机来实现。利用 CAD/CAM 软件，实现造型及图象自动编程。最为典型的软件是 Master CAM，其可以完成铣削二坐标、三坐标、四坐标和五坐标、车削、线切割的编程，此类软件虽然功能单一，但简单易学。6.26.2 数值计算数值计算由 Auto CAD 计算，该零件的右端各点位置坐标如图 6-1 所示，左端各点位置坐标如图 6-2 所示。第 10 页 共 18 页图 6-1 右端坐标值图 6-2 左端坐标值由于画图时采用的时 XY 平面绘制，以上坐标值得发生变动，图中的 X 为机床坐标的 Z 轴数值，Y 的坐标为轴数值的一半，所以在编程时应该注意计算。6.36.3 对刀对刀6.3.1 外圆车刀的对刀方法（1）加工右端时的对刀方法由于第一次装夹，并没有基准，所以可直接以右端面为零点。方法是手动试切端面，然后在刀补栏中输入 Z 坐标值；再手动试切外圆，用千分尺测量此时的直径，并把此值输入刀补中 X 坐标。（2）加工左端时的对刀方法手动试切端面，然后用卡尺测量端面与 35mm 的圆柱的左端面之间的距离，把得到的数据减去图上的理论尺寸 50mm，然后将得到的数据输入机床刀补中 Z坐标值；再手动试切外圆，用千分尺测量此时的外圆直径，并将此值输入刀补第 11 页 共 18 页中的 X 坐标。6.3.2 切槽刀的对刀方法切槽刀的对刀方法与外圆车刀的方法是一样的，都是采用试切端面及试切外圆的方法输入刀补值。6.3.3 螺纹刀的对刀方法螺纹刀在对刀时，X 的对刀方法与外圆车刀和切槽刀的方法是一致的，Z 轴的对刀方法采用的是螺纹刀尖与端面接触的方法来对刀。6.46.4 加工程序的清单加工程序的清单（1）右端程序程序说明O0701程序号T0101（外圆车刀粗）换 1 号刀M03 S2000主轴正转，转速为 2000r/minM08冷却液开G00 X51 Z2快速走到循环起点G71 U0.2 R0.1建立 G71 外圆粗车循环G71 P100 Q200 U0.05 W0.05 F400N100 G00 X0 G01 Z0 F100 X25 F150平端面 X27 Z-1倒角 Z-35车外圆 X32.995平端面 X34.995 W-1倒角 W-10车外圆 X40平端面 G03 X48 W-20 R65车圆弧 G01 W-2车外圆 G00 X51X 向退刀第 12 页 共 18 页N200 Z2精车循环最后一段程序G00 X100 Z100快速退到机床安全位置T0202（外圆精车刀）换 2 号刀M03 S2500主轴正转，转速为 2500r/minG00 X51 Z2快速运动到循环起点G70 P100 Q200精车循环G00 X100 Z100T0303（切槽刀）换 3 号刀M03 S1500G00 X37 Z-35快速运动到切削起点G01 X23 F80切槽G04 X1槽底暂停，时间为 1 秒X28退刀W3 F500运动到下一起点X23 F80 切槽G04 X1槽底暂停W-3车槽所在外圆G04 X1暂停X37G00 X100 Z100T0404（螺纹刀）换 4 号刀M03 S1500G00 X28 Z2快速运动到切削起点G76 P0160 Q200 R0.2建立螺纹复合切削循环G76 X24.4 Z-29 R0 P2000 Q500 F2G00 X100 Z100M05M30程序结束（2）左端程序第 13 页 共 18 页O0702程序号T0101换 1 号刀M03 S2000M08G00 X51 Z2G71 U0.2 R0.1G71 P100 Q200 U0.05 W0.05 F400N100 G00 X0精车程序第一段 G01 Z0 F100 X25.9925 F150 X27.9925 Z-1 Z-30 X48 Z-31 G00 X51N200 Z2精车程序最后一段G00 X100 Z100T0202换 2 号刀M03 S2500G00 X51 Z2G70 P100 Q200精车循环G00 X100 Z200T0303换 3 号刀M03 S1500G00 X49 Z-30G01 X24 F80切槽X49G00 X100 Z100M05第 14 页 共 18 页M30程序结束加工完成后，便可得到以下实体，该模型是采用 UG NX4.0 绘制而成7 7、装配、装配与之装配的还有一个零件，其零件图如下图：根据前一零件的分析方法，同时将此零件也加工出来，工两件，装配图 1-2。该零件加工完毕后的实体图如下所示，该模型也是有 UG NX 4.0 绘制而成:第 15 页 共 18 页将两零件经过 UG 装配，装配图如下所示：结束语本次课题贯穿本专业所学到的议论知识与实践操作技术，从分析设计到计第 16 页 共 18 页算、操作得到成品，同时本次选题提供了自主学习，自主选择，自主完成的机会。毕业设计有实践性，综合性，探索性，应用性等特点，本次选题的目的是数控专业教学体系中构成数控技术专业知识及专业技能的重要组成部分，是运用数控机床实际操作的一次综合练习。传统