数控专业毕业设计.doc

中央广播电视大学开放教育试点和人才模式改革专科综合实训报告 数控技术专业综合实训报告专 业 10机械本 学 号 1021201200762 姓 名 黎煜 直属分校 大连电大 指 导 老 师 姜晶 大连广播电视大学2011年11 月 15 日 目 录第一部分：数控机床应用调查3一、CK6132A数控机床外形3二、CK6132A数控机床概况3三、主要技术参数 4第二部分：数控加工工艺分析4一、轴类零件加工工艺分析4二、轴类零件的加工工艺分析7第三部分：编制数控加工程序9一、编制轴类零件（1）数控加工程序9二、编制轴类零件（2）数控加工程序10第四部分； 绘制CAD零件图11一、轴类零件图11二、轴类零件加工工艺分析12三、轴类零件图13四、轴类零件图14数控技术专业综合实训报告 第一部分：数控机床应用调查一、CK6132A数控机床外形图片 图1-1如图1-1二、CK6132A数控机床概况1、技术领先CK6132A数控车床是在进口样机的基础上，经二次开发设计的数控车床，技术达到国内先进水平。2、质量稳定、做工精密机床床脚采用一体式设计，刚性强；床脚、床身等铸件采用树脂砂铸造。床身导轨精密磨削，超音频淬硬，硬度高，耐磨性强。主轴箱齿轮经过瑞士磨齿机精密磨削，配对使用，噪音小。主轴采用三点支撑，主轴轴承采用NSK精密轴承，精度高，刚性好，热稳定性好。主轴变速为16级手动变速，也可选2段无级变频变速的独立主轴结构。3、功能多样机床两坐标（纵向Z、横向X）经交流伺服电机直联滚珠丝杆驱动，两轴联动，能自动完成内外圆表面，圆锥面，圆弧面，端面，多种螺纹、钻、铰、镗孔等车削加工。4、性价比高本机床性价比高，操作简单，加工精确，适用于一般机加工业中的中小批量零件生产，也适用于教学部门。本机床采用国产广州数控设备厂数控系统控制，可选配FANUC或SIEMENS数控系统。三、主要技术参数床深最大回转直径：400 mm最大加工长度：750mm床鞍上最大加工直径：220 mm主轴通孔直径：52 mm主轴锥孔:MT6主轴头号:D-6主轴转速范围:33-2000 r/min（16级手动变速）可选80-2000 r/min（2段变频调速）可选80-2000 r/min（2段变频调速）主电机功率:3.75/5.5 Kw（手动变速）5.5 Kw（变频调速）刀架行程X/Z:205/750（可选1000）mm刀架形式:立式四工位；选配卧式六尾座套筒直径:52 mm尾座顶尖锥孔:MT4尾座套筒行程:100 mm数控系统:广州数控GSK980TA，可选配FANUC-0i Mate TC或SIEMENS 802Ce机床重量:1500Kg 1800Kg （Z为1000）机床包装尺寸:220016001930 mm（255015501900mm Z为1000 mm）第二部分：数控加工工艺分析一、典型轴类零件加工工艺分析典型轴类零件如图3-1所示，零件材料为45钢，无热处理和硬度要求，试对该零件进行数控车削工艺分析。典型轴类零件（1）零件图工艺分析该零件表面由圆柱、圆锥、顺圆弧、逆圆弧及螺纹等表面组成。其中多个直径尺寸有较严的尺寸精度和表面粗糙度等要求；球面S50的尺寸公差还兼有控制该球面形状（线轮廓）误差的作用。尺寸标注完整，轮廓描述清楚。零件材料为45钢，无热处理和硬度要求。通过上述分析，可采用以下几点工艺措施。对图样上给定的几个精度要求较高的尺寸，因其公差数值较小，故编程时不必取平均值，而全部取其基本尺寸即可。在轮廓曲线上，有三处为圆弧，其中两处为既过象限又改变进给方向的轮廓曲线，因此在加工时应进行机械间隙补偿，以保证轮廓曲线的准确性。为便于装夹，坯件左端应预先车出夹持部分（双点画线部分），右端面也应先粗车出并钻好中心孔。毛坯选60棒料。（2）选择设备 根据被加工零件的外形和材料等条件，选用TND360数控车床。（3）确定零件的定位基准和装夹方式 定位基准确定坯料轴线和左端大端面（设计基准）为定位基准。装夹方法左端采用三爪自定心卡盘定心夹紧，右端采用活动顶尖支承的装夹方式。（4）确定加工顺序及进给路线 加工顺序按由粗到精、由近到远（由右到左）的原则确定。即先从右到左进行粗车（留0.25精车余量），然后从右到左进行精车，最后车削螺纹。 TND360数控车床具有粗车循环和车螺纹循环功能，只要正确使用编程指令，机床数控系统就会自动确定其进给路线，因此，该零件的粗车循环和车螺纹循环不需要人为确定其进给路线（但精车的进给路线需要人为确定）。该零件从右到左沿零件表面轮廓精车进给，如图5-28所示。图5-28精车轮廓进给路线（5）刀具选择 选用5中心钻钻削中心孔。粗车及平端面选用900硬质合金右偏刀，为防止副后刀面与工件轮廓干涉（可用作图法检验），副偏角不宜太小，选=35 0。精车选用900硬质合金右偏刀，车螺纹选用硬质合金600外螺纹车刀，刀尖圆弧半径应小于轮廓最小圆角半径，取r=0.150.2。 将所选定的刀具参数填入数控加工刀具卡片中（见表5-7），以便编程和操作管理。表5-7 数控加工刀具卡片产品名称或代号零件名称典型轴零件图号序号刀具号刀具规格名称数量加工表面备注1T015中心钻1钻5 mm中心孔2T02硬质合金900外圆车刀1车端面及粗车轮廓右偏刀2T03硬质合金900外圆车刀1精车轮廓右偏刀3T04硬质合金600外螺纹车刀1车螺纹编制审核批准共页第页（6）切削用量选择背吃刀量的选择 轮廓粗车循环时选ap=3 ，精车ap=0.25；螺纹粗车时选ap= 0.4 ，逐刀减少，精车ap=0.1。主轴转速的选择 车直线和圆弧时，查表5-6选粗车切削速度vc=90m/min、精车切削速度vc=120m/min，然后利用公式vc=dn/1000计算主轴转速n（粗车直径D=60 ，精车工件直径取平均值）：粗车500r/min、精车1200 r/min。车螺纹时，参照式（5-1）计算主轴转速n =320 r/min.进给速度的选择 查表2-4、表2-5选择粗车、精车每转进给量，再根据加工的实际情况确定粗车每转进给量为0.4/r，精车每转进给量为0.15/r，最后根据公式vf = nf计算粗车、精车进给速度分别为200 /min和180 /min。综合前面分析的各项内容，并将其填入表5-8所示的数控加工工艺卡片。此表是编制加工程序的主要依据和操作人员配合数控程序进行数控加工的指导性文件。主要内容包括：工步顺序、工步内容、各工步所用的刀具及切削用量等。表5-8典型轴类零件数控加工工艺卡片单位名称产品名称或代号零件名称零件图号典型轴工序号程序编号夹具名称使用设备车间1三爪卡盘和活动顶尖TND360数控车床数控中心工步号工步内容刀具号刀具规格主轴转速进给速度背吃刀量备注/ mm/r.min1 /mm. min1/ mm1平端面T022525500手动2钻中心孔T015950手动3粗车轮廓T022525500200二、轴类零件加工工艺分析 如图5-29为典型轴类零件，该零件材料为LY12，毛坯尺寸为22mm95mm，无热处理和硬度要求，试对该零件进行数控车削工艺分析。 图5-29（1）零件图工艺分析 该零件表面由圆柱、圆锥、凸圆弧、凹圆弧及螺纹等表面组成。零件材料为LY12，毛坯尺寸为22mm95mm，无热处理和硬度要求。（2）选择设备根据被加工零件的外形和材料等条件，选用CK6140数控车床。（3）确定零件的定位基准和装夹方式 定位基准 确定坯料轴线和左端面为定位基准。 装夹方法 采用三爪自定心卡盘自定心夹紧。（4）确定加工顺序及进给路线 加工顺序按先车断面，然后遵循由粗到精、由近到远（由右到左）的原则。即先从右到左粗车各面（留0.5mm精车余量），然后从右到左精车各面，最后切槽、车削螺纹、切断。（5）刀具选择刀具材料为W18Cr4V。将所选定的刀具参数填入数控加工刀具卡片中（见表5-9）。表5-9 数控加工刀具卡片产品名称或代号XXX零件名称典型轴零件图号XXX序号刀具号刀具规格名称数量加工表面备注1T01右手外圆偏刀1粗车外轮廓表面20202T02右手外圆偏刀1精车外轮廓表面20203T0360外螺纹车刀1精车轮廓及螺纹20204T04切槽刀1切4mm槽、切断B=4mm 2020编制XXX审核XXX批准XXX共 页第 页（6）确定切削用量根据被加工表面质量要求、刀具材料和工件材料，参考切削用量手册或有关资料选取切削速度与每转进给量，然后利用公式v=dn/1000和v=nf，计算主轴转速与进给速度（计算过程略），最后根据实践经验进行修正，计算结果填入表5-10工序卡中。综合前面分析的各项内容，并将其填入表5-10所示的数控加工工艺卡片。表5-10 轴的数控加工工艺卡片单位名称XXX产品名称或代号零件名称零件图号XXX轴2XXX工序号编程序号夹具名称使用设备车间1XXX三爪卡盘CK6140数控车床数控中心工序号工步内容（尺寸单位mm）刀具号刀具规格/mm主轴转速/r.min进给速度/mm.min背吃刀量/mm备注1从右至左粗车各面T01202080010022从右至左精车各面T0220201500800.53切槽T042020400304车M181.5螺纹T0320203001.5/r5切断T04202040030编制XXX审核XXX批准XXX年 月 日共 页第 页 第三部分：编制数控加工程序一、 编制45号刚零件数控加工程序工件如图 4.25所示，小批量生产。加工内容为 430H7、240H7孔、4M10螺纹。拟在VMC850加工中心上加工。1图样分析根据图样430H7为导柱孔，孔距为320士0.015200士0.015，轴线对A面垂直度为0.015；240H7为沉孔，孔距为 100士0.015，表面粗糙度均为Ra1.6；4M10为螺纹孔。深25。2工艺分析根据图样分析所选机床能够满足精度要求，该零件 430H7及 240H7孔位置精度及尺寸精度要求较高，430H7孔对A面还有较高的垂直度要求，故采用钻粗镗精锐工艺路线加工加以保证。240H7孔为沉孔，所以中间采用了一道铣削工步。为了防止钻孔时刀具引偏，首先安排了一道钻中心孔工步。具体零件加工工艺见表42。3装夹定位 根据生产批量要求及零件的设计基准情况，采用平口钳装夹工件，工件中心及上表面作为工件坐标系原点。用寻边仪找正其中心点。以工件上表面进行对刀来确定每把刀的刀长补数值。4编写加工程序为了方便程序的调整，使程序层次清晰，本程序在编写时，将每个工步都编成了一个子程序，然后用一个主程序将各个于程序按照加工顺序逐个串接起来，这样就形成了一个完整的程序。 二、 编制圆弧插补零件数控加工程序 N1 G92 X40 Z5 （设立坐标系，定义对刀点的位置）N2 M03 S400 （主轴以400r/min旋转）N3 G00 X0 （到达工件中心）N4 G01 Z0 F60 （工进接触工件毛坯）N5 G03 U24 W-24 R15 （加工R15圆弧段）N6 G02 X26 Z-31 R5 （加工R5圆弧段）N7