毕业设计数控车床零件加工.doc

永州职业技术学院数控车床零件加工毕业设计（论文）学生姓名： 赵孝亲 系 部： 机械工程系 专 业： 机电一体化 指导老师： 何玉山 2010 年 12 月 30 日 永州职业技术学院毕业设计任务书一、课件名称：数控车床零件加工二、毕业设计(论文)主要内容：1、零件的工艺(零件的工艺分析、工艺路线的确定)2、编程3、刀具的选择4、零件的三维造型三、计划进度12月2023号 熟悉课题，调查了解，搜集资料，定设计题目12月2426号 工艺设计及草算有关工艺参数12月2731号 编写或生成NC代码程序并调试1月13号 数控加工1月48号 整理资料，编写毕业设计（论文）说明书1月9号 整理打印资料做好笔记，形式审查，准备答辩1月10号 答辩四、毕业设计(论文)结束应提交的材料1、设计说明书一份2、零件图一份摘要数控车床是一种自动化程度高、结构复杂且又昂贵的先进加工设备，它与普通车床相比具有加工精度高、加工灵活、通用性强、生产效率高、质量稳定等优点，特别适合加工多品种、小批量形状复杂的零件，在企业生产中有着至关重要的地位。数控技术及数控机床的广泛使用，给机械制造业的产业结构、产品种类和档次以及生产方式带来了革命性的变化。数控车床是现代加工车间最重要的装备。它的发展是信息技术与制造技术结合发展的结果。现代的CAD/CAM、FMS、CIMS、敏捷制造和智能制造技术，都是建立在数控技术之上的。掌握现代数控技术知识是现代机电类专业学生必不可少的。本次对椭圆轴类零件的加工和设计加工路线的设计进行了分析，对零件加工的步骤，工序，工艺都进行了分析和总结。其主要内容是绘制零件草图、编制加工工序卡、加工程序卡，加工及加工工艺方案：确定零件加工过程中选择的加工用的刀具、零件的装夹方式、加工及加工顺序、零件加工的走刀路线、并编制零件的加工程序等。关键词：车削加工，工艺方案，走刀路线，加工工序，加工程序目录前 言.1 零件的工艺性.1.1 零件的草图1.2 零件图样及结构分析1.3 基本路线的确定.2宏程序的应用与说明.2.1变量.2.2运算. 2.3控制指令.3编制零件加工程序4零件的加工 4.1夹具的选择 4.2刀具的选择 4.3切削用量的确定. 4.4准确加工路线的确定. 4.5加工工序卡 4.6零件加工工艺路线. 4.7数控加工步骤.5仿真示意图. 5.1工件加工完成示意图. 5.2工件完成后测量示意图.6总结致谢参考文献数控车床零件加工作 者： 赵孝亲指导老师： 何玉山（机械工程系 08级机电一体化专业）前言数控车床又称数字控制(Numerical control,简称NC)机床。它是基于数字控制的，采用了数控技术，是一个装有程序控制系统的机床。它是由主机、CNC、驱动装置、数控机床的辅助装置、编程机及其他一些附属设备所组成。数控机床是一门技术非常精密的机器，它具有加工精度高，操作简单等特点，实现阶段最为快捷的领域。由于新技术、新材料、新工艺不断发展，促进数控事业不断进步，对人的知识、能力、素质的要求也在不断提高。良好的产品质量需要详细的零件工艺分析和合理的加工路线。通过我对数控零件的加工的理解和所学的知识，设计了数控零件加工的论文，并以之作为我的毕业论文。1 零件的工艺性分析1.1零件草图草图1.2零件图样及其结构分析 1从零件结构来看，该零件属于典型的手柄类零件，即要满足尺寸精度，几何形状精度，位置精度以及表面粗糙度等技术要求。零件需加工的部位有端面、外圆柱面、外圆弧面、内孔、内槽、倒角等。但工件的壁厚，装夹起来不容易变形，相对来说其结构复杂些，很适合数控车床车削加工。而且零件是由外圆车削和内孔车削两部分加工而成，而外圆车削又含有部分椭圆，因此零件的加工工序应选择两部分加工，而且还要用到宏程序编程。2从零件的图样极限偏差上来看，各尺寸加工精度要求较高。其中30的外圆柱、24的内孔是分别要求上偏差为0、下偏差为-0.084与上偏差为+0.084、下偏差为0，其加工难度大，由于粗加工后的圆柱体结构不方便或不能到磨床上去加工，所以需要机床的半精加工和精加工实现其表面质量的要求。而对于其他的车削加工都比较容易实现；从表面粗糙度上来看，其要求不是很高，不必做太多的考虑。3从精度上来看，各尺寸加工精度要求高，需仔细对刀和认真调整数控机床。工件外圆柱面上的R16和椭圆圆弧，其半径都不小，不能用成形车形刀直接切削成形，而应该用圆弧插补程序切削而成。4此外，零件的轮廓描述，尺寸标注均比较完整，技术要求齐全，比较合格，且有利于定为基准和编程原点的统一，便于编程加工。 1.3基本加工路线的确定由上所述，应选80X33的圆柱毛坯一个，在学校拥有的资源条件下，用三爪卡盘装夹于数控车床上。车端面,以其为加工定位基准面，工件轴心线为轴线。以零件右端面中心为工件坐标系原点，加工步骤如下：附件：车端面倒角粗车30的外圆柱面至30.5精车至30钻内孔粗镗止口孔至21粗镗止口孔至23.5精镗各止口孔至规定尺寸镗螺纹底孔18.34(镗大0.2mm)倒两个C1的角切槽车螺纹空刀导入调头装夹，车端面用宏程序粗加工椭圆精加工椭圆粗车R16的外圆柱面精车R16的外圆柱面。其加工的加工表格如下：工序号工序内容1车左端面，对刀2倒角3粗、精车30的外圆柱面4钻孔5粗镗止口孔至216粗镗止口孔至23.57精镗各止口孔至规定尺寸8镗螺纹底孔至18.34(镗大0.2mm)9倒C1角两个10切槽11车螺纹12空刀导入13调头装夹14车右端面15粗、精车椭圆16粗、精车R16的外圆柱面2 宏程序的应用与说明用户宏程序是利用数控系统提供的变量、数学运算功能、逻辑判断、条件转移等功能编写的加工程序。用户宏程序的最大优点是：可以对变量进行运算，使程序应用更加灵活、方便。用户宏程序常用的有A类和B类，宏指令既可以在主程序体中使用，也可以当作子程序来调用。由于现在大多都是先进的Fanuc oi系统，故下面仅介绍B类宏程序。2.1变量1.变量的分类 #0 空变量 #1#3 局部变量 #100#199 公共变量(断电，变量初始化为空) #500#999 公共变量(断电保存) #1000 系统变量可以用表达式进行表示，但其表达式必须全部写入中。例：#3=#1+#2,当#1=3，#2=7时，#3=102.2运算符号含义符号含义符号含义符号含义+加SIN正弦SQRT开方ABS绝对值-减COS余弦ROUND舍入LN自然对数*乘TAN正切FIX上取整EXP指数函数/除ATAN反正切FUP下取整XOR异或2.3控制指令控制指令起到控制程序流向的作用。控制指令分为无条件转移指令、条件转移指令和循环指令三种1 无条件转移指令GOTOn该指令为无条件转移指令。当执行该程序时，将无条件的转移到n程序段执行。例：GOTO 85表示无条件转向执行N85的程序段。2 条件转移指令 条件转移指令一般由条件式和转向目标两部分构成。IFGOTOn例：IFaGTb GOTOc表示如果ab，那么转向执行Nc程序段。运算符由两个英文字母构成，用来判断大、小或相等。见下表：运算符含义运算符含义LE小于或等于GE大于或等于GT大于EQ等于LT小于NE不等于3循环指令WHILE条件表达式 Dom (m=1，2，3)END m当条件满足时，就循环执行WHILE与END之间的程序段m次；当条件不满足时，就执行END m的下一个程序段。3编制零件加工程序4 零件的加工综上所述，零件选择33X80钢材料的毛坯。零件图4.1夹具的选择 1装夹方式的确定为了便于设计基准与定位基准的重合，减小工序的定位误差，敞开各加工部位，该零件选内孔端面和工件中心轴为定位基准。因为工件不是很长，且内孔的孔壁比较厚，不容易产生装夹时夹紧变形，故采用机床常用的三爪卡盘夹紧，基本上是可以做这个工件加工时的夹具。为了加工中对刀和测量的方便，可以设卡盘的一个底座面为基准面。4.2刀具的选择根据零件图，加工此零件需要用多把刀具，即：车外圆60刀、17.8的钻头、90的镗刀、內割刀、内螺纹刀。即：刀具名称刀号刀尖半径(mm)刀具用途备注外圆60刀T010.4粗车外圆2017.8钻头T02钻孔17.890镗刀T030.4镗内孔內割刀T040.4车内槽内螺纹刀T050.4车内螺纹4.3切削用量的确定背吃刀量的选择 轮廓粗车循环时选ap=3mm，精车ap=0.5mm；螺纹粗车时选ap=0.4mm，逐刀减少，精车ap=0.1mm。主轴转速的选择 车直线和圆弧时，选粗车主轴转速为600r/min，精车为1200r/min，车螺纹600r/min，切槽420r/min。进给速度的选择 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0.2mm/r，精车每转进给量为0.1mm/r，最后根据公式Vf=nf计算粗车、精车进给速度都为120mm/min。综合前面分析的各项内容，并将其填入数控加工工艺卡片。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。4.4准确加工路线的确定由于零件相对来说比较复杂，需要加工的部位相对较多，因此需要多把刀具才能车削加工出来。根据加工顺序和切削加工进给路线的确定原则，对该零件具体加工顺序和进给路线进行确定：车左端面、车外圆柱面，因为是粗车，所以只要一把外圆车刀，即60车刀，就可以车削成形；钻孔，安装一把钻头即可完成。车止口孔各内孔表面，包括24、20的内孔表面，便于排屑和退刀停车及及时去除内孔内的切屑。精车各止口孔至规定尺寸。倒角车内槽，安排二次退刀。车内螺纹，粗加工八次，最后空刀导入。把工件调头，车右端面、外圆柱面(包括椭圆和R16的圆弧)。 4.5零件加工工序卡零件加工工序卡数控加工工序卡零件名称材料零件图号45号钢工序名称程序编号夹具选择使用设备Fanuc数控车床三爪卡盘工步号加工内容加工面刀具号刀具规格(mm)主轴转速(mm)进给量(mm)背吃刀量(mm)备注1车左端面，车30的外圆柱面端面，圆柱面T01R0.48000.1-0.20.52钻孔T026000.1-0.217.83车24、20的内孔表面内孔表面T030.24车内槽内孔表面T04420215车内螺纹内孔表面T056000.056车右端面，椭圆表面，R16的圆弧表面端面，圆柱面T010.46000.1-0.20.54.6零件加工工艺路线工艺路线1 夹右端，手动车工件左端面，用17.8mm麻花钻钻孔，孔深30mm。2 用1号车刀粗、精车30的外圆。3 用3号镗孔刀粗、精车内孔。4 用4号内切槽刀加工内螺纹退刀槽。5 用5号内螺纹车刀加工内螺纹6 工件调头，夹30外圆刀计算参数R和程序跳转指令车削椭圆曲面。4.7数控加工步骤(1)打开机床电源检查CNC以及CRT屏幕显示，如果CRT显示“EMG”报警，松开急停按钮：按下复位键“RESET”将机床复位：同时检查润滑系统是否良好、风扇电机是否旋转以及液压系统运行是否良好等。(2)进行回参考点操作，将带有程序的硬盘插入机床面板插槽，将程序传入数控装置，检验调试程序。(3)按照装夹方案进行装夹定位，此零件外形规则，采用机用虎钳装夹。最后用百分表校正。（4）装刀，即将相应的刀具装入对应的刀位中，然后对刀，建立工件加工坐标系。(5)回零点，按一下复位键。开始加工，在加工过程中注重技术的积累，避免因进给过大而导致崩刃或产生废料。(6)每完成一道工序及时检测尺寸精度，看是否符合零件加工要求，加工完毕后再进行一次全面检测，合格后完成加工。(7)整理机床，清理切屑，最后将机床回参考点后关闭操作板电源后再关闭总电源。注意事项：(1) 必须按照数控加工工件安装和零点设定的设计安装工件。(2) 必须应用对刀样板准确校正程序设定的零点。(3) 校正程序设定的零点后，立即将车床的工作台锁紧，禁止此方向在加工中移动。(4) 如果曲线轮廓的表面粗糙度达不到要求，则应立即更换新刀，重新进行数控加工。5仿真示意图总结毕业设计是学生在校学习过程中的一个重要环节。它体现了我们对所学知识的综合应用，毕业设计说明书是毕业生提交的一份有一定学术价值的科技论文，是对我们学习成果的综合性总结和检阅，是在教师指导下所取得的科技成果的文字记录，也是检验学生掌握知识的程度、分析问题和解决问题基本能力的一份综合答卷，还是对学校人才培养效果的全面检验，是学校教育教学质量评价的重要内容。在编写毕业设计的过程中，我翻阅了大量的相关资料，对几年来所学专业知识进行了全面系统的分析、整理、总结，这不仅使我们所学的知识得到了巩固和提高，使我们对数控技术的专业知识有了更宽广更深入的了解，增加了对工件设计和数控加工的经验，更重要的是，在此过程中提高了我们自学和查阅资料的能力，锻炼了我们分析和解决问题的能力。本次毕业设计，在向指导老师请教及他的精心指导过程中，我深刻体会到老师认真负责的工作态度，严谨的治学精神和深厚的理论知识水平。在此期间，我学到的不仅是我们的专业知识，还从中学习了许多待人处事的道理、方法，通过对老师们社会阅历的了解，对我们这些刚刚毕业的学生今后的生活和工作有了很大的帮助。在设计过程中我们遇到的小困难也是层出不穷，在对这些困难的解决中，同学们共同分析、探讨，无形中，不仅使我们之间的关系更加融洽，更培养了我们的团队合作精神。通过此次毕业设计，我受益匪浅，这对我以后的工作和生活都有很大的帮助。 赵孝亲 2010.12.31致谢本文是我在何老师的精心指导下和大力支持下完成的，这篇设计的每个细节和每个数据，都离不开您的细心指导，而您严谨的治学精神，精益求精的工作作风和宽容的教学态度都深深地感染和激励着我。并在此同时您还在思想上、学习上给予了我无微不至的关怀，在此向何