大专生数控毕业设计

1、抚顺职业技术学院机电工程系毕业设计说明书毕业设计题目： 内螺纹深槽椭圆球 头心轴加工 姓 名： 梁辰 专 业： 数 控 技 术 班 级： 11届数控(1)班 指导教师： 王莹 任务书颁发日期 年 月 日前言毕业设计是高等职业教育教学计划的重要组成部分，是加强理论与实际相结合的实践性教学环节，是各专业的必修课程，在学生完成所有专业课程学习、结合毕业实习进行。大学生活即将结束,我们也将迎接的最后一次考验和竞争就是毕业设计。这次毕业设计中，我的设计题目是内螺纹深槽椭圆球头心轴加工。为了更好的完成设计，我仔细研究了零件图，查阅了金属切削原理与刀具、数控加工编程及操作、数控加工工艺学数控加工曲型案例等资

2、料。但在设计过程中，因自己经验不足，遇到了很多实际问题，使我体会到了在现场实习调研仅证明可不可以实干，而不能代表能不能干好。所以我积极与设计指导老师、操作指导老师沟通，在各位老师的全力帮助、指导下问题得到了全面解决，同时受到各位老师优良工作品质的影响，培养出了我缓中求稳、虚心求教、实事求是、一丝不苟的工作作风，为今后从事工作打下了良好的基础。通过毕业设计，我真正认识到理论和实践相结合的重要性，并培养了我综合运用所学理论知识和实际操作知识去理性的分析问题和解决实际工作中的一般技术工程问题的能力，使我建立了正确的设计思想，掌握了工艺设计的一般程序、规范和方法，并进一步巩固、深化地吸收和运用了所学的

3、基本理论知识和基本操作技能。还有，它提高了我设计计算、绘图、编写技术文件、编写数控程序、数控机床操作、实际加工零件和正确使用技术资料、标准、手册等工具书的独立工作能力，更培养了我勇于创新的精神及严谨的学风及工作作风。由于本人能力有限，缺少设计经验，设计中漏误在所难免，敬请各位老师指正批评，以使我对自己的不足得到及时的发现并修改，避免我在今后的工作中避免再次出现。在这里，向在这次毕业设计中给予过我鼓励、指导及帮助的每位老师表示我虔诚和衷心的感谢！目录第一节 零件分析 （1）一、零件图 （1）二、零件结构分析 （1）三数值运算 （1）第二节 工件的定位与夹装 （2）一、加工精度要求 （2）二、零件

4、装夹与定位基准选择 （2）三、加工刀具分析与确定 （2）四、加工处理 （3）第三节 数控车削加工工艺 （4）一、数控车削加工编程任务书（4）二、零件的装夹安装方式 （4）三、数控加工工序卡 （6）四、数控加工刀具表 （7）五、加工用量的选择与确定 （8）第四节 机床刀具运行轨迹图 （8）第五节 数控加工程序单 （11）第六节 数控车削加工的操作 （14）一、数控编程和辅助参数的确定 （14）二、数控加工的刀具安装 （15）三、工件的装夹 （15）四、工件的校正 （16）五、数控加工的对刀 （16）六、数控加工首件试切 （17）七、零件的生产加工（17）第七节 结论 （18）参考文献 （19）第

5、一节 零件分析一、零件图：图二、零件结构分析该零件结构如图，包括有有圆柱、圆锥、椭圆球头、内孔及内螺纹。在数据车削加工中，零件车削加工成形的结构形状并不复杂，但零件的尺寸精度尤其是零件的几何精度要求很高，其多个直径尺寸有较严的尺寸公差和表面粗糙度值等要求。图 内螺纹深槽椭圆球头心轴三、数值计算生活中，我们对几何信息的认知有多种方法常用的有，数形结合法（解析法）。但有时面对复杂的图形，解析法会带来繁重的数学计算。AUTO CAD作为一套专业的绘图软件，它强大的信息处理功能为图形中繁杂点的计算带来了可能。我们在操作界面中绘制图形后就可以打开状态栏中的捕捉、对象捕捉按钮，在绘图区捕捉相关的点。同时，

6、在状态栏中就可以看到这些点的坐标。第二节 工件的定位与装夹一、加工精度要求参见图：在数控车削加工中，零件重要的径向加工部位有：4400.016mm的圆柱段，零件中间有2800.016mm的圆柱段的精度要求和表面粗糙度要求，零件的左端有3800.016mm的圆柱段以及深度为29.5mm的内孔和M22×1.5mm的内螺纹，零件右端有椭圆球头。由上述尺寸可以确定，零件的轴向加工尺寸该以左端面为基准。二、零件装夹与定位基准选择定位基准选择原则（1）基准重合原则（2）基准统一原则（3）便于装夹原则（4）便于对刀原则根据定位基准选择原则，避免不重合误差，便于编程，以工序的设计基准作为定位基准。参

7、见图：该零件左端为44的圆柱，右端为椭圆球头。加工该零件时，先以右端毛坏外圆柱为定位基准加工出零件的左端的，再以4400.016mm的圆柱为定位基准加工零件的右端。采用三爪自动定心卡盘的装夹方式进行零件的装夹定位。零件轴向的定位基准选择在4400.016mm圆柱段的左端面。三、加工刀具分析与确定参见图：在该零件的数控车削加工中采用硬质合金Kr=900外圆车刀，副偏角取为600，断屑性较好。零件中间锥台处使用硬质合金外圆精车车刀，刀尖圆弧半径取为0.2mm。零件中间圆柱槽部分使用宽度为8mm的切槽刀。零件内孔部位使用刀柄宽度为15mm的内螺纹车刀，刀柄宽度为15mm主切削刃宽度为5mm的内切槽车

8、刀，镗孔车刀，就可以满足加工所需。由零件加工的上述工艺分析，确定加工使用的设备、辅具与材料如下：（一）案例加工选择在FANUC数控系统的车床上进行；（二）配备零件毛坯1件，毛坯材料为45#钢；毛坯尺寸45mm×105mm；（三）配备三爪自动定心卡盘等相关装夹工具；（四）刀具配备：中心钻（B=2.5mm）1支；20钻头1支；外圆车刀（正刀、主偏角Kr=900）1把；切槽车刀（刀刃宽B=8mm）1把；外圆精车车刀1把；镗孔车刀1把；内切槽车刀（刀刃宽B=5mm）1把；内螺纹车刀1把。七、加工处理在生产实际中，大部分零件的加工往往是以混合工艺的形式来进行编制的；有的加工工艺在数控车床上不能

9、进行操作或操作比较繁琐。所以在数控加工前要对零件的某些部位进行预加工，目的是为数控车削加工工序提供可靠的装夹工艺基准。对于该零件在数控加工前的预加工就是在零件一端钻打直径为20mm深度为28mm的内孔。第三节 数控车削加工工艺该零件有尺寸精度要求和粗糙度要求。当零件的加工工艺和走刀路线确定后，就要正确地计算刀位点的编程坐标系，如果对刀点的坐标系计算错误或误差较大那么将直接导致零件尺寸误差较大甚至不合格。零件上有配合尺寸和自由尺寸，它们都是有公差要求的，编程时一定要把公差考虑进去，否则，加工的零件有可能不符合公差要求。要根据加工零件的材料、切削性和表面形状，合理地选择刀具的类型、牌号和刀具的几何

10、参数，刀具的前角、后角和修光刃对提高零件的表面加工质量都 有很大的作用。在对零件加工进，切削用量的选择对零件表面的加工精度和表面粗糙度有直接的影响，为了达到加工要求，要合理地选择切削用量。其工艺内容见下述数控工艺文件。一、 数控车削加工的数控编程任务书：见表 表 数控编程任务书 年 月 日工艺处数控编程任务书产品零件图号任务书编号零件名称内螺纹深槽椭圆球头心轴使用数控设备共1页第1页主要工艺说明及技术要求：1、 数控车削加工零件上各轨迹曲线尺寸的精度达到图纸要求，详见产品工艺卡片。2、 技术要求见零件图。收到编程时间年 月 日经手人编制审核编程审核批准二、数控车削加工时零件的装夹安装方式该零件

11、一端为圆柱另一端为椭圆球头，采用两顶尖装夹也不好装夹，所以分两次掉头装夹加工该零件。零件左端外圆柱尺寸有精度要求，为了保证加工精度，装夹左端时用垫片垫起装夹。加工时采用三爪自动定心卡盘装夹零件，工件加工安装和工件坐标原点设定卡见表。 表 数控加工工件安装和零点设定卡 年 月 日零件图号数控加工工件安装和零点设定工序号零件名称内螺纹深槽椭圆球头心轴装夹次数2次编制日期批准（日期）第 页序号夹具名称夹具图号共 页三、数控车削加工工序卡数控加工分粗加工和精加工进行，其工序如下：（一）使用主偏角主偏角Kr=900的外圆车刀，对零件左端的的外圆和右端椭圆球头部分进行粗加工和精加工。数控加工工艺卡及选择切

12、削用量见图表。（二）便用镗孔车刀、内螺纹车刀、刀刃宽度B=5mm的内切槽车刀加工零件左端内孔进行粗加工和精加工。数控加工工艺卡及选择切削用量见图表。 （三）使用刀刃宽度为B=8mm的切槽刀加工零件中间的圆柱槽和倒斜角。数控加工工艺卡及选择切削用量见图表。 （四）使用外圆精车车刀对零件中间圆锥部分进行精加工和粗加工。数控加工工艺卡及选择切削用量见图表。 表 数控加工工艺卡 年 月 日机械厂数控加工工序卡产品名称或代号零件名称零件呼号内螺纹深槽椭圆球头心轴工艺序号编程编号夹具名称夹具编号使用设备车间P0130/P0140三爪自动定心卡盘数控车床工步号工步内容加工面刀具号刀具规格主轴转速r/min进

13、给速度mm/min背吃刀量mm备注1零件左端打B型中心孔左端面T0B=2.54751202零件左端钻孔左端面T1204751203粗加工零件左端外形轨迹外圆柱面T2Kr=900475120aP=2.0粗车 4粗加工零件右端外形轨迹外圆柱面T2、T3、T4475aP=2.0 粗车5粗加工零件左端内孔内孔T5475aP=2.0粗车6精加工零件左端外形轨迹外圆柱面T1600aP=1.0精车7精加工零件右端外形轨迹外圆柱面T2、T3、T4600aP=1.0精车8精加工零件左端内孔内孔T5、T6、T7600aP=1.0 精车编制审核批准第1 页共1 页四、数控车削加工刀具表T0: 中心钻B=2.5mmT

14、1：钻头20mmT2: 900外圆车刀（可转位车刀）T3：刀刃宽B=8mm切槽车刀T4: 外圆精车车刀T5: 镗孔车刀T6：刀刃宽B=5mm内切槽刀T7: 内螺纹车刀数控刀具结构及数控刀具明细表参见表表 数控刀具结构及明细表刀具号刀位号刀具名称刀具图号刀 具刀补地址换刀方式加工部位规 格长度直径长度自动/手动设定补长设定T0中心钻B2.5自动零件左端T1钻头20自动零件左端T21外圆车刀Kr=90085自动零件两端T32切槽车刀B=8105自动零件外形T43外圆精车车刀105自动零件外形T52镗孔车刀105自动零件内孔T63内切槽刀B=5105自动零件内孔T74内螺纹车刀105自动零件内孔五、

15、加工用量的选择与确定数控粗车加工中，每次切削进给背吃刀量2.0（单边），分数次切削进行粗车加工。加工后零件各部位均留精车余量1.0（单边）。数控粗、精加工转速与进给速度选择参见表.第四节 机床刀具运行轨迹图数控加工左端的外形轨迹运行图见表，数控加工左端内孔轨迹运行图见表1.1.6数控加工右端的外形轨迹运行图见表1.1.7。表 机床刀具运行轨迹图刀具号T2、T5、T6、T7零件左端外形轨迹曲线刀具长度851号刀A(100.0，100.0)（35.0，3.0）（35.0，0）（38.0，-1.5）（38.0，-29.5）（44.0，-29.5）（44.0，-38.5）（45.0，38.5）A(10

16、0.0,100.0)2号刀A(100.0,100.0)（22.0,3.0）（22.0,-28.0）（20.0,-28.0）（20.0,3.0）A（100.0,100.0）3号刀A(100.0,100.0)(20.0,3.0)(20.0,-23.0)(26.0,-23.0)(20.0,-23.0)(20.0,3.0)A(100.0,100.0)4号刀A(100.0,100.0)(23.95,3.0)(23.95,-20.0)(20.0,-20.0)(20.0,3.0)A(100.0,100.0) 备注表中各坐标点：X向、Z向为绝对坐标点表 机床刀具运行轨迹图刀具号T2、T3、T4零件右端外形轨迹

17、曲线刀具长度1号刀A(100.0,100.0)（44.0，3.0）（44.0，-63.0）（45.0，-63.0）(45.0,3.0)(0,0)(44.0,-26.0)A(100.0,100.0)2号刀A(100.0,100.0)(45.0,-34.0)(28.0,-34.0)(45.0,-34.0)(45.0,-72.0)(28.0,-72.0)(45.0,-72.0)(45.0,-73.0)(41.0,-72.0)(45.0,-71.0)(41.0,-72.0)(45.0,-72.0)A(100.0,100.0)3号刀A(100.0,100.0)(45.0,-34.0)(28.0,-34.

18、0)(44.0,-54.0)(45.0,-54.0)A(100.0,100.0)备注表中各坐标点：X向、Z向为绝对坐标点 第五节 数控加工程序单零件右端加工程序清单见表，零件左端加工程序清单见表1.1.9。表 数控加工程序单 Z(W、K) 零件名称 内螺纹深槽椭圆球头心轴 校核 X(U、I) P0130 序号零件右端程序说明N0010G54 G00 X100.0 Z100.0工件坐标系设定G54N0020M03 S400 F0.3 T0100设定转速进给率，选择刀具N0030M08开启冷却液N0040G00 X44.5 Z3.0N0050G01 Z-73.0粗加工外圆柱N0060X45.5N0

19、070G00 Z3.0N0080X44.0快速定位N0090G01 Z-73.0 S800 F0.1精加工外圆柱N0100X45.0退刀N0110G00 Z3.0快速定位移动N0120X44.0快速定位N0130G71 U2.0 R0.5椭圆球头循环粗加工N0140G71 P10 Q20 U1.0 W1.0N0150N10 G00 X0 Z1.5N0160G01 X20.0 Z-2.0 S800 F0.1N0170X34.0 Z-8.0N0180N20 X42.0 Z-16.5N0190G70 P10 Q20N0200G00 X0快速定位N0210#1=26椭圆球头精加工N0220WHILE#

20、1GE0 DO1N0230#2=44*SQRT1-#1*#1/26*26N0240G01 X#2 Z#1-26 S1000 F0.1N0250#1=#1-0.1N0260END1N0270G01 W-1.0N0280G55 G00 X100.0 Z100.0工件坐标系设定G56共2页第1页表 数控加工程序单 Z(W、K) 零件名称 内螺纹深槽椭圆球头心轴 校核 X(U、I) P0130 序号零件右端程序说明N0290T0200换2号刀N0300G00 X46.0 Z-34.0快速定位N0310G01 X28.0深槽加工N0320G04 X4.0暂停N0330G01 X46.0退刀N0340G0

21、0 Z-67.0N0350G01 X28.0深槽加工N0360G04 X4.0暂停N0370G01 X46.0退刀N0380G00 Z-68.5定位N0390G01 X44.0N0400X41.0 Z-67.0倒斜角N0410X46.0退刀N0420G00 Z-65.5定位N0430G01 X44.0N0440X41.0 Z-67.0倒斜角N0450X46.0退刀N0460G56 G00 X100.0 Z100.0设定工件坐标系G56N0470T0300换3号刀N0480G00 X45.0 Z-33.0定位N0490G71 U2.0 R0.5锥面循环粗加工N0500G71 P70 Q80 U1

22、.0 W1.0N0510N70 G00 X32.0N0520G01 Z-34.0 S800 F0.1N0530N80 X44.0 Z-54.0N0540G70 P70 Q80锥面循环精加工N0550G00 X100.0 Z100.0A退刀N0560M09关闭冷却液N0570M05程序停止N0580M30程序结束返回起点共2页第2页表 数控加工程序单 Z(W、K) 零件名称 内螺纹深槽椭圆球头心轴 校核 X(U、I) P0140 序号零件左端程序说明N0100G54 G00 X100.0 Z100.0工件坐标系设定G54N0110M03 S400 F0.3 T0100设定主轴转速、进给率、选择刀

23、具N0120M08开启冷却液N0130G00 X46.0 Z3.0快速定位N0140G71 U2.0 R0.5粗加工外圆柱N0150G71 P10 Q20 U0.5 W0.5N0160N10 G00 X35.0N0170G01 Z0 S1000 F0.1N0180X38.0 Z-1.5N0190Z-29.5N0200X44.0N0210 Z-40.0N0220N20 X45.0N0230G70 P10 Q20精加工外圆柱N0240G55 G00 X100.0 Z100.0工件坐标系设定G56N0250T0200换2号刀N0260G00 X21.5 Z3.0快速定位N0270G01 Z-29.5

24、粗镗内孔N0280X20.0退刀N0290G00 Z3.0快速定位N0300X24.0快速定位N0310G01 Z0 S600 F0.1设定精加工转速和进给率N0320X22.0 Z-2.0精加工内孔N0330Z-29.5N0340X20.0N0350G00 Z3.0N0360G56 G00 X100.0 Z100.0工件坐标系设定G56N0370T0300换3号刀N0380G00 X20.0 Z3.0快速定位N0390Z-23.0N0400G01 X26.0N0410G04 X4.0暂停N0420G01 X20.0退刀N0430G00 Z3.0退刀N0440G57 G00 X100.0 Z1

25、00.0工件坐标系设定G57N0450T0400换刀共2页第1页表 数控加工程序单 Z(W、K) 零件名称 内螺纹深槽椭圆球头心轴 校核 X(U、I) P0140 序号零件左端程序快速定位N0460G00 X20.0 Z5.0内螺纹循环切削N0470G92 X22.5 Z-20.0 F1.5N0480X23.0N0490X23.5N0500X23.9N0510X23.95N0520G00 X100.0 Z150.0返回A点N0530M09冷却液关N0540M05程序停止N0550M30程序结束返回到程序开始共2页第2页第六节 数控车削加工的操作一、数控编程和辅助参数的确定（刀号、刀补、间隙补偿

26、等）（一）刀具刀位号的设置。参见数控刀具明细表.（二）刀补值未设定（加工中未使用刀具补偿）。（三) 刀偏值未设定（加工中运用程序在起始点换刀）。（四）间隙补偿值设置为使用机床的间隙测量值。（五）快速运行值采用数控系统默认值。二、数控加工的刀具安装车削外圆、车削台阶圆、车削端面包括车削内孔时各种类型车刀的安装与要求相同。车刀安装得是否正确，将直接影响切削能否顺利进行和工件的加工质量，因此车刀安装后必须做到：（一）刀尖严格对准工件中心，以保证车刀前角和后角不变，否则车削工件端面时，工件中心会留下凸头并损坏刀具。如下图：车刀对准工件中心的方法：使用垫片来达到车刀刀尖对准工件中心，垫片一般使用1502

27、00mm的钢片。垫片要垫实，垫片的数量应尽量少。正确的垫法是：使垫片在刀头一端与四方刀架垂直于刀杆的边对齐。图 车刀刀尖与工件中心未对准（二）车刀刀杆就与进给方向垂直，以保证主偏角与副偏角不变。（三）为避免加工中产生振动，要求车刀刀杆伸出长度应尽量短，一般不超过刀杆厚度的11.5倍；内孔车削加工的刀杆伸出的长度以被加工孔的深度为准，且大于被加工孔的深度。（四）最少要用刀台上的两颗螺钉压紧车刀，并且要求轮流拧紧螺钉。当车刀紧后，试车削端面，观察车刀刀尖是否对准工件中心，否则应从新调整垫片并进行试切，直到车刀刀尖对准工件中心。三、工件的装夹零件的加工采用三爪自动定心卡盘夹紧，为保证零件的尺寸精度，

28、还须采用垫片包裹夹紧。工件装夹时就注意如下：（一）安装工件前，必须把三爪自动定心卡盘和被夹工件的部位探试干净。（二）安装好工件后，让主轴转动，看工件是否甩动，否则从新装夹。（三）为防止工件的轴向窜动，工件应采用轴向定位。使用限位支承进行轴向定位。四、工件的校正由于三爪自动定心卡盘能够进行自动定心，所以当工件轴向长度不大并且加工精度要求不高时，可以不进行校正。但是，当装夹较长的工件或者加工精度要求较高时，因为远离三爪自动定心卡盘的工件端有可能与车床的轴心不重合，所以必须进行工件的校证。校正方法有：（一）用划线盘校正工件外圆和端面（划针分别指在工件的外圆和端面）。（二）用百分表校正工件的外圆和端面。五、数控加工的对刀（一）数控车床是装夹零件，毛坯尺寸45mm×105mm。（二）在数控车削加工中，是以车刀刀尖圆弧中心进行加工的。因此在对刀时，对刀尺寸应该减去刀尖圆弧半径R2。（三）X方向对刀。为了保证零件的尺寸精度要求，采用试切法对刀。在MDI指令下采用外圆循环切削指令加工出一段圆柱，先将车刀移到离工件毛坯X2.0mm、Z3.0mm的方位，用G91指令加工，设定U=2.0、W=-15.0，MDI指令运行结束后将刀具向Z轴方向移动X轴不动。测量出已加工圆柱的直径加上设定的U值得出工件坐标系X的设定值，输入机床坐标系即完成X轴方向的对刀。（四）Z向对刀