数控技术毕业设计——外螺纹内孔类零件的加工工艺分析

1、外螺纹内孔类零件的加工工艺分析 声 明 本人所呈交的 外螺纹内孔类零件的加工工艺分析，是我在指导教师的指导和查阅相关著作下独立进行分析研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。 作者签名： 日期： 2010年6月18日 【摘要】数控机床给机械制造业带来了革命性的变化，它加工柔性好，加工精度高，生产率高，减轻操作者劳动强度、改善劳动条件，有利于生产管理的现代化以及经济效益的提高。数控加工是依据被加工零件的工艺要求和图样,编成以数码表现的程序,输入到机械机床中或者计算机系统中

2、,以控制工件和刀具的相对运动使其加工出合格零件的方法。在数控机床加工之前,要对机床的运动过程,零件的工艺过程,刀具的选择,切削用量和走刀路线等都编入程序。【关键词】：数控加工、工艺分析、程序编制目录引言1一、零件图工艺分析2二、选择设备2三、确定零件的定位基准和装夹方式3（一）外轮廓加工3（二）内孔加工3四、刀具的选择3（一）刀具的选择原则3（二）加工零件的刀具卡片4五、工件加工5（一）加工准备5（二）零件的自动加工5 (三) 加工结束.5六、 操作注意事项6七、 程序编制6总结10参考文献11致谢12引言从20世纪中叶数控技术出现以来，数控机床给机械制造业带来了革命性的变化。数控加工具有如下

3、特点：加工柔性好，加工精度高，生产率高，减轻操作者劳动强度、改善劳动条件，有利于生产管理的现代化以及经济效益的提高。数控机床是一种高度机电一体化的产品，适用于加工多品种小批量零件、结构较复杂、精度要求较高的零件、需要频繁改型的零件、价格昂贵不允许报废的关键零件、要求精密复制的零件、需要缩短生产周期的急需零件以及要求100%检验的零件。数控机床的特点及其应用范围使其成为国民经济和国防建设发展的重要装备。数控技术是工业自动化的一门基础技术,在工业生产中越来越得到广泛的应用。数控机床问世以来,数控技术大幅度推进了制造技术与制造业的发展,数控技术应用课程在我国已成为各大院校机电类专业的主要专业课程之一

4、。数控技术是一门综合性专业技术,涉及到设计,工艺,机床,刀具,夹具,材料,数字控制,电机,检测等等。特别是CAD/CAM一体化技术,FMS,CIMS,它们是集设备,信息,物流与一体的综合的自动化设计与制造系统,而是一门综合设计,工艺,制造及自动控制的多学科交叉型的科学技术。随着计算机技术的飞速发展和广泛应用,机械制造业正在发生着一场深刻的技术革命,这场革命从根本上改变了生产技术和管理技术,传统的生产设备和方法已逐渐被计算机控制的各种系统所取代,数控加工中心正以其强大的加工功能在现代机械制造业中扮演重要的角色.我国正在成为世界的制造大国,需要大量具备扎实理论基础和实践知识的专门人才,因此,我们不

5、能只满足于现有较低水平的数控技术课程实践现状,需要结合设计自动化,使加工过程自动化在数控技术课程实验中得到更多的体现。机械制造工艺是研究如何科学的,最优秀的生产和使用各种机械设备,研究在机械制造中优质,高产,低消费的生产和使用机械设备的原理与方法的一门课程。机械制造过程中所涉及的问题极为广泛,研究机床设备方面能对典型机床的工作原理,传动系统,典型机构,工艺特点,应用范围等技术要求,有一定的应用能力和分析能力,对数控机床较先进设备亦有一定的知识和了解。在机械制造工艺方面能懂得其基本理论及各类零件的加工方法,能选择毛坯确定加工余量,计算工序间尺寸和公差,能根据图样及生产纲领制定出高产,优质,低消费

6、的零件机械加工工艺规程和部件,设备的装备工艺规程,能对复杂及精度较高的零件,部件在加工中出现的关键问题进行分析提出合理的工艺措施。1、 零件图工艺分析图1-1 零件图见图1-1是由外螺纹、外圆锥面、倒角、内圆柱面、内圆锥面、内圆弧面等轮廓组成的。零件右端为圆锥面，小端直径为30mm、大端直径为33mm、长度为mm，有C1.5倒角，M36×2外螺纹的长度由和确定。零件右端内孔为mm、长度为10.5mm，内锥面大端直径为mm、小端直径为mm、长度有10.5mm和17.5mm确定，内孔 mm的深度由28mm和17.5mm确定，R7内圆弧面的终点为A点，mm孔的深度由mm和28mm确定。零件

7、表面粗糙度值要求均为Ra1.6um。该零件图尺寸标注完整，轮廓描述清楚，零件材料45钢或铝，无热处理和硬度要求，适合在数控车床上加工。 二、选择设备 根据被加工零件的外形和材料等条件，选用数控机床来操作完成。选择机床应与所加工的零件相适应，即使机床的精度与加工零件的技术要求相适应，避免盲目加大机床设备规格；机床的主要尺寸规格与加工零件的尺寸大小相适应，即机床的精度与被加工零件在该工序中的加工精度要求相适应。机床的生产率与被加工零件的生产类型相适应，对于这些小批量生产和模具零件的加工中，应充分利用现有的机床设备，但为保证被加工零件精度要求，对一些重要零件的重要表面，也可选用某些专用机床加工。根据

8、零件分析本设计用的是： FANUC-Oi系统CAK6140型落地卧式数控车床。三、确定零件的定位基准和装夹方式（一）外轮廓加工1定位基准：确定零件轴线为定位基准；2装夹方式：用三爪自动定心卡盘夹紧.工件装夹、找正仍需遵守普通车床的要求，圆棒料装夹时工件要水平安放，右手拿工件稍作转动，左手配合右手旋紧夹盘扳手，使用校正划针校正工件，经校正后再将工件夹紧，工件找正工作随即完成。（二）内孔加工1定位基准：内孔加工时以外圆定位；2装夹方式：用三爪自动定心卡盘夹紧；四、刀具的选择刀具的选择如表4-1所示。表4-1 刀具卡片刀具号刀具规格数量加工内容刀尖半径（mm）主轴转速(r/min）进给速度(mm/r

9、）备注T0193°外圆偏刀1粗车外圆精车外圆0.2600100010.5T0293°内孔镗刀1粗镗内孔精镗内孔0.25008000.10.05T0360°外螺纹刀1车螺纹0.23002T044mm高速钢切断刀1切下工件04000.05T05A3中心钻1钻中心孔03000.1T0615mm麻花钻1钻孔03000.15五、加工工艺分析1.难点分析该零件结构难度不大，需要加工外轮廓、内螺纹、内孔及倒角等。加工这个工件难点有两个，一是螺纹的加工；二是如何确保零件各项尺寸精度和表面加工质量要求。2.工艺分析为了更好的消除螺纹加工的难点，在当编写螺纹加工程序中，必须正确计算出

10、内螺纹的起刀点坐标和终点坐标，装夹螺纹刀的时候，刀具要垂直于主轴，刀尖高一点主轴轴线比较好。为了消除第二个加工难点，可以运用精加工和粗加工分开的原则编写加工工艺。根据以上加工分析，可制订以下加工步骤：（1）把毛坯右端面当作装夹基准装夹工件，手动车削外圆与端面进行对刀。（2）选取匹配规格的钻头钻孔，长出要求尺寸3-5mm。（3）粗、精加工外形轮廓，保证尺寸mm、C1.5，螺纹大径比理论值小0.2mm，避免螺纹加工经挤压后变大。（4）加工螺纹M36×2mm。（5）粗、精加工内孔mm、mm、mm，保证各尺寸精度和表面粗糙度要求。（6）切下工件，同时保证长度mm尺寸要求。加工工艺表如表5-1

11、所示。表5-1 加工工艺卡片工步号工步内容刀具号刀具规格主轴转速(r/min）进给速度f(mm/r）背吃刀量备注1钻中心钻5A33000.1手动215钻头钻孔，钻孔深54mm（约比工件长4mm）6麻花钻3000.15手动3粗、精车轮廓及端面193°外圆偏刀600/10000.15/0.11mm/0.5mm自动4外螺纹刀360°外螺纹刀3002自动5粗、精车内孔2内孔镗刀500/8000.1/0.051mm/0.3mm自动6切断4宽4mm高速钢切槽刀400自动六、对刀步骤 （一）外圆刀对刀1确定主轴转速且使主轴正转。 2点动方式使刀具快速接近工件（先快进后用手轮）。 3用手轮

12、（选择X100、 X10 、 X1 ）操作，移动工作台使刀具贴近工件端面。 4当刀具接触到工件端面时，刀具纵向却入到轴心线后退回（Z方向保持不变），然后在刀补里输入Z0。5确定主轴转速且使主轴正转。用手轮（选择X100、 X10 、 X1 ）操作，移动工作台使刀具贴近工件外圆。6当刀具接触到外圆后，在 Z 轴不动情况下将刀具横向移向左方4厘米 5厘米，保持Z不变往右面移出，主轴停，测量工件外径（精确到小数点后两位），打开刀补界面，输入X的数值。 7在MDI中激活刀具这样外圆刀对好了。后面几把刀与外圆刀对刀相似。（二）内孔车刀（对刀时必须打好孔）1确定主轴转速且使主轴正转。 2点动方式使刀具快速

13、接近工件（先快进后用手轮）。 3用手轮（选择X100、 X10 、 X1 ）操作，移动工作台使刀具贴近工件端面。 4当刀具接触到工件端面时（Z方向保持不变），然后在刀补里输入Z0。5确定主轴转速且使主轴正转。用手轮（选择X100、 X10 、 X1 ）操作，移动工作台使刀具贴近工件的内孔。6当刀具接触到内孔面后，在 Z 轴不动情况下将刀具横向移向左方4厘米 5厘米持Z不变往右面移出，主轴停，测量工件内径（精确到小数点后两位），打开刀补界面，输入X的数值。 7在MDI中激活刀具这样内孔刀对好了。（三）外螺纹刀1确定主轴转速且使主轴正转。 2点动方式使刀具快速接近工件（先快进后用手轮）。 3用手轮

14、（选择X100、 X10 、 X1 ）操作，移动工作台使刀具贴近工件右端面。 4当目测刀具刀尖接触到工件右端面时（Z方向保持不变），然后在刀补里输入Z0。5确定主轴转速且使主轴正转。用手轮（选择X100、 X10 、 X1 ）操作，移动工作台使刀具贴近工件外圆。6与一号刀对刀相同，但无须横向左移动4厘米 5厘米碰下那面即可。保持Z不变往右面移出，主轴停，打开刀补界面，输入刚刚测量X轴的数值。7在MDI中激活刀具这样外螺纹刀对好了。 （四）切断刀1确定主轴转速且使主轴正转。 2点动方式使刀具快速接近工件（先快进后用手轮）。 3用手轮（选择X100、 X10 、 X1 ）操作，移动工作台使刀具贴近

15、工件端面。 4当刀具接触到工件端面时（Z方向保持不变），然后在刀补里输入Z0。5确定主轴转速且使主轴正转。用手轮（选择X100、 X10 、 X1 ）操作，移动工作台使刀具贴近工件外圆。6与一号刀对刀相同，但无须横向左移动4厘米 5厘米碰下那面即可。保持Z不变往右面移出，主轴停，打开刀补界面，输入刚刚测量X轴的数值。7在MDI中激活刀具这样切断刀就对好了。七、 程序编制零件加工程序见表7-1。表7-1 零件加工程序FANUC Oi系统数控程序注释O0009程序名N10 T0101;1号外圆粗车刀N20 M03 S600;设置主轴转速N30 G0 X42 Z2;快速到达循环起到点N40 G71

16、U1 R1;N50 G71 P60 Q100 U0.5 F0.15;调用外圆粗车粗车循环，设置加工参数N60 G0 X30;N70 G1 Z0;N80 G1 X33 Z-10;N90 G1 X35.8 Z-11.9;N100 G1 Z-47;FANUC Oi系统含义：轮廓精加工程序段N110 G0 X100;N120 Z100;粗加工完毕回参考点N130 M00;暂停，检测N140 T0101;1号外圆精车刀N150 M03 S1000;设置主轴转速N160 G0 X42 Z2;快速定位至循环起到点N170 G70 P60 Q100 F0.1;FANUC Oi系统采用G70进行精车外形N180

17、 G0 X100;N190 Z100;精加工完毕，回换刀点（100，100）N200 M00;暂停，检测N210 T0303;3号外螺纹刀N220 M03 S400;设置主轴转速N230 G0 X40 Z-5;快速定位至循环起到点N240 G92 X35 Z-45 F2;N250 X34.4;N260 X34;N270 X33.7;N280 X33.5;N290 X33.4;G92车外螺纹循环N300 G0 X100;N310 Z100;回换刀点（100，100）N320 M00;暂停，检测N330 T0202;2号内孔粗车镗刀N340 M03 S600;设置主轴转速N350 G0 X14 Z

18、2;快速定位至循环起到点N360 G71 U1 R1;N370 G71 P380 Q440 U-0.3 F0.1;调用内圆粗车粗车循环，设置加工参数FANUC Oi系统含义：轮廓精加工程序段N380 G0 X26;N390 G1 Z0;N400 Z-10.5;N410 X22 Z-17.5;N420 Z-28;N430 G03 X16 Z-33.7446 R7;N440 G1 Z-44;快速定位循环起刀点调用内圆粗车循环，设置加工参数FANUC Oi系统含义：轮廓精加工程序段N450 G0 Z100;N460 X100;粗加工完毕，回换刀点（100，100）N470 M00;暂停，检测N480

19、 T0202;2号内孔精车镗刀N490 M03 S800;设置主轴转速N500 G0 X14 Z2;快速到达循环起到点N510 G70 P380 Q440 F0.05;精车内轮廓N520 G0 Z100;N530 X100;精加工完毕，回换刀点（100，100）N540 M00;暂停，检测N550 T0404;4号切断刀N560 M03 S400;设置主轴转速N570 G0 X40 Z-46;快速定位到起刀点N580 G1 X0 F0.05;切断N590 G0 X100;N600 Z100;回换刀点（100，100）N610 M05;主轴停N620 M30;程序结束总结这段时间有点忙，所以毕业设计做的感觉也不是很好，但是也是尽我所力了，通过毕业设计感觉和真正的懂还是有段距离的，很多方面的知识都需要补充，特别在实际操作经验上很是欠缺，毕业设计也算是检验自己的一种方式吧，很多概念还很模糊，但是至少从没做到做，也是一个过程，在设计中会遇到很多的问题，我也是尽我所能去合理的解决。通过这一次的数控实际操作，把一些理论和实际相结合，让我更进一步的了解数