车铣综合实验.doc

车铣专业综合训练报告姓 名: 班 级： 学 号： 日 期： 2011-1-10 一、设计要求：加工零件CAD图毛坯尺寸：长直径为90mm42mm设计任务：(1)零件图工艺分析。(2)确定装夹方案。(3)确定加工顺序。(4)选择加工用刀具。(5)合理选择切削用量。(6)拟定数控加工工序卡片。(7)根据加工工序步骤编写加工程序。(8)完成工件的加工。二、设计说明书：（一）简介数控加工数控机床是按照事先编制好的数控程序自动地对工件进行加工的高效自动化设备。数控程序除了能保证加工出符合图样要求的合格零件外，还应该充分地发挥、利用数控机床的各种功能，使数控机床能安全、可靠、高效地工作。1数控加工的工作原理数控加工就是将加工数据和工艺参数输入到机床，机床的控制系统对输入信息进行运算与控制，并不断地向直接指挥机床运动的电动机功能部件机床的伺服机构发送脉冲信号，伺服机构对脉冲信号进行转换与放大处理，然后由传动机构驱动数控机床，从而加工零件。所以数控加工的关键是加工数据和工艺参数的获取，即数控编程。2数控编程及其发展数控机床和普通机床不同，整个加工过程中不需要人的操作，而由程序来进行控制。在数控机床上加工零件时，首先要分析零件图样的要求、确定合理的加工路线及工艺参数、计算刀具中心运动轨迹及其位置数据；然后把全部工艺过程以及其他辅助功能(主轴的正转与反转、切削液的开与关、变速、换刀等)按运动顺序，用规定的指令代码及程序格式编制成数控加工程序，经过调试后记录在控制介质(或称程序载体)上，最后输人到数控机床的数控装置中，以此控制数控机床完成工件的全部加工过程。因此，把从分析零件图样开始到获得正确的程序载体为止的全过程称为零件加工程序的编制。数控编程一般分为手工编程和自动编程两种。(1)手工编程。手工编程是指程序编制的整个步骤几乎全部是由人工来完成的。对于几何形状不太复杂的零件，所需要的加工程序不长，计算也比较简单，出错机会较少，这时用手工编程既及时又经济，因而手工编程仍被广泛地应用于形状简单的点位加工及平面轮廓加工中。但是工件轮廓复杂，特别是加工非圆弧曲线、曲面等表面，或工件加工程序较长时，使用手工编程将十分繁琐、费时，而且容易出错，常会出现手工编程工作跟不上数控机床加工的情况，影响数控机床的开动率。此时必须用自动编程的方法编制程序。(2)自动编程。自动编程有两种：APT软件编程和CAM软件编程。APT软件是利用计算机和相应的处理程序、后置处理程序对零件源程序进行处理，以得到加工程序的编程方法。在具体的编程过程中，除拟定工艺方案仍主要依靠人工进行外(有些自动编程系统能自动确定最佳的加工工艺参数)，其余的工作，包括数值计算、编写程序单、制作控制介质、程序检验等各项工作均由计算机自动完成。编程人员只需要根据图样的要求，使用数控语言编写出零件加工的源程序，送人计算机，由计算机自动地进行数值计算、后置处理，编写出零件加工程序单，并在屏幕模拟显示加工过程，及时修改，直至自动穿出数控加工纸带，或将加工程序通过直接通信的方式送入数控机床，指挥机床工作。CAM软件是将加工零件以图形形式输人计算机，由计算机自动进行数值计算、前置处理，在屏幕上形成加工轨迹，及时修改，再通过后置处理形成加工程序输人数控机床进行加工。自动编程的出现使得一些计算繁琐、手工编程困难、或手工无法编出的程序都能够实现。本设计根据零件的具体加工部位和零件的结构工艺特点，可以选择手工编程的方式编程，也可以选择利用计算机进行自动编程的方式。（二）工艺分析与选择(1)零件图工艺分析。该零件主要由平面、键槽、螺纹、外轮廓组成，平面、键槽采用铣削方式加工，螺纹、外轮廓采用车削加工。根据加工方法选择原则，外轮廓有精度要求，采用粗车半精车精车 的方案。螺纹没有精度要求，采用粗车精车的方案。平面和键槽没有精度要求，采用粗铣精铣的方案。选择以上方法可以保证尺寸、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，在车削加工外轮廓和螺纹时，可选用三爪卡盘夹紧；铣削平面时，用立式三爪卡盘，铣削键槽时，可采用平口虎钳夹紧两个端面的方式夹紧。(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，加工顺序为车床加工：粗车工件轮廓精车工件轮廓车槽车螺纹，调头车端面车工件总长；铣床加工：粗车平面精车平面粗车键槽精车键槽。(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，车削工件时，由于结构形状简单，可选用标准刀片，便于更换且节约刀具成本。铣削平面时，应选硬质合金刀片铣刀；加工凸台、凹槽时，选高速钢立铣刀。对一些主体型面和变斜角轮廓形的加工，常采用球头铣刀、环形铣刀、鼓形刀、锥形刀和盘形刀。曲面加工常采用球头铣刀，但加工曲面较低和平坦部位时，刀具以球头顶端刃切削，切削条件较差，因而应采环形刀。所采用的刀具：车床刀具 90度偏刀，5mm切断刀，螺纹车刀。铣床刀具 10mm面铣刀。(5)切削用量选择。切削用量包括主轴转速(切削速度)、切削深度或宽度、进给速度(进给量)等。切削用量的大小对切削力、切削功率、刀具磨损、加工质量和加工成本均有显著影响。对于不同的加工方法，需选择不同的切削用量，并应编入程序单内。合理选择切削用量的原则是:粗加工时，一般以提高生产率为主，但也考虑经济性和加工成本；半精加工和精加工时，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性和加工成本。具体数值应根据机床说明书、切削用量手册,并结合经验而定。选择切削用量的原则是:粗加工时，一般以提高生产率为主，但也考虑经济性和加工成本；半精加工和精加工时，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性和加工成本。具体数值应根据机床说明书、切削用量手册,并结合经验而定。（6）拟定数控加工工艺卡片机 械 加 工 工 艺 过 程 卡 片产品型号零(部)件图号SYS-1230-0003共一页产品名称零(部)件名称第一页材料牌号铝件毛坯种类棒料毛坯外形尺寸4290毛坯件数1每台件数1备注工序号工序名称工 序 内 容车间工段加工设备工 艺 装 备工时（min）夹具名称及型号刀具名称及型号量具与检测10车装夹工件；粗车工件轮廓；精车工件轮廓；车弧R10；工件调头装夹车工件总长11数控车船三爪卡盘90度偏刀45度偏刀游标卡尺0-1502010车装夹工件；粗车工件轮廓；精车工件轮廓；车526的槽；车螺纹30*2的螺纹；11数控车床三爪卡盘90度偏刀5mm切断刀螺纹车刀游标卡尺0-1502520铣车平面12数控铣床铣床通用夹具10mm平面铣刀游标卡尺0-15010编制(日期)审核(日期)会签(日期)标记处数更改文件号签字日期(三) 主要操作步骤及加工程序：车床加工程序：O1989G99 F0.25; 确定车床转向，转速，进给量，选择刀具，M03 S800;T0101 M08;G00 X41. Z10.;G71 U1. R0.5; 粗车工件轮廓G71 P10 Q20 U0.5 W0.05 F0.08; N10 G01 X26 Z2.;X32 Z-1;G01 X32. Z-23;G01X38 Z-23.;N20 G01 X38 Z-40.;G70 P10 Q20 F0.1 S1200; 精车工件轮廓G00 X100.;Z200.;T0404 ; 选择45度偏刀 G00 Z10.;X41.;G71 U1. R0.5; 粗车R10弧G71 P50 Q60 U0.5 W0.05 F0.08;N50 G01 X26 Z2.;X32 Z-1;G01 X32. Z-4.12;G02 X32Z-17.88 R10; 精车R10弧G01X38 Z-23.;N60 G01 X38 Z-40.;G70 P50 Q60 F0.1 S1200; 精车工件轮廓G00 X100.;Z200.;M05; 主轴停M30; 程序结束取下工件，加工另一端O1989；G99 S800 M03 F0.25;T0101;G00 X40 Z2;G71 U1 R0.5; 粗车轮廓G70 P30Q40 U0.5 W0.05 F0.08;N30 G00 X20 Z2;G01 X19.5 Z0;G03 X24 Z-7 R-12;G01 X24 Z-10;G01 X30 Z-12;G01 X30 Z-30;G01 X32 Z-30;G01 X32 Z-30.5;G01 X33 Z-40;N40 G02 X38 Z-52 R50;G70 P30 Q40 F0.12 S1200; 精车轮廓G00 X50 Z-52;G00 X100 Z200; 退回安全位置T0202 S200; 选择切断刀G00 X40Z-25;G01 X26 Z-25;G00 X40 Z-25;G00 X100 Z200;T0303 S1000; 选择螺纹刀G00 S32 Z-8;G92 X28.8 Z-28 F2; 车螺纹X28.32;X28.04;X27.84;X27.70;G00X100 Z200; 退回安全位置M05; 主轴停M30; 程序停止铣边方O0001 G54 G17 G49 G40 G80; 清除系统G90 G00 X0, Y0,Z20; M03 S800;G00Z5;G01 Z-0.5;X20 Y0;X20 Y5;X0 Y5;X0 Y10;X2 Y10;X20 Y15;X0 Y15;X0 Y20;X20 Y20;G00 Z15;G00 X0 Y0;G00 Z5;G01 Z-1;X20 Y0;X20 Y5;X0 Y5;X0 Y10;X2 Y10;X20 Y15;X0 Y15;X0 Y20;X20 Y20;G00 Z15;G00 X0 Y0;G00 Z5;G01 -1.5;X20 Y0;X20 Y5;X0 Y5;X0 Y10;X2 Y10;X20 Y15;X0 Y15;X0 Y20;X20 Y20;G00 Z15;G00 X0 Y0; 退回安全位置M05; 主轴停转M30; 程序结束（四）零件图片：(四)设计小结：经过本次车铣综合实验，成功地完成了数控车铣零件的编程与加工，加工的零件各部分尺寸精度和表面质量均达到零件图样的技术要求。整个设计工艺方案选择合理，程序编制正确，加工过程中严格按照操作规程，没有不正常现象。通过本次试验，我对数控加工的整个过程有了较全面的理解。经过设计中选择刀具，我对数控机床工具系统的特点和数控机床刀具材料和使用范围有了较深的了解，基本掌握了数控机床刀具的选用方法；经过设计加工工艺方案，进一步了解了工件定位的基本原理、定位方式与定位元件及数控机床用夹具的种类与特点，对教材中有关定位基准的选择原则与数控加工夹具的选择方法有了更深的理解；经过编制零件的加工程序，基本熟悉数控编程的主要内容及步骤、编程的种类、程序的结构与格式，对数控编程前数学处理的内容、基点坐标、辅助程序段的数值计算等有了进一步的认识。另外，我还学会了利