《数控技术毕业设计指导》-3

3.1数控车削加工毕业设计实例课题:数控车削加工工艺及零件加工程序编制(一)目录一、绪论二、零件图样的工艺分析三、编制数控车床机械加工工艺四、手工编写程序五、设计体会六、参考资料下一页返回3.1数控车削加工毕业设计实例毕业设计说明书一、绪论数控车床是目前使用最广泛的数控机床之一。数控车床主要用于加工轴类、套简类、盘状类等精度要求高、表面质量要求高、表面形状复杂、带特殊螺纹的回转体零件。通过执行数控程序，可以自动完成内外圆柱面、圆锥面、成形表面、螺纹、端面等工序的切削加工，并能进行车槽、钻孔、扩孔、铰孔等工作，由于数控车床具有加工精度高，能作直线和圆弧插补以及在加工过程中能自动变速的特点，因此其工艺范围较普通车床宽得多。上一页下一页返回3.1数控车削加工毕业设计实例数控加工工艺与编程是数控技术应用专业和机电类专业的主要专业必修知识之一。通过学习及有关教学环节的配合，掌握数控加工工艺及程序编制的基本知识和基本理论;学会选择机床、刀具、夹具及零件表面的加工方法;掌握数控加工工艺设计方法和数控加工程序编制方法的能力;初步具备制定中等复杂程度的数控加工工艺及编程的能力;同时，还能分析解决生产中一般工艺问题。基于以上几点看法，选择一对适应在数控车床上加工的轴类零件作为毕业设计课题，并以此来强化所学的知识。上一页下一页返回3.1数控车削加工毕业设计实例二、零件图样的工艺分析(一)毛坯的选择根据零件图样可知该零件为一对配合件，分别定义为零件1和零件2，材料皆为45号钢。由零件1.零件2图纸可知:零件1，加工完毕后的最终尺寸长为52mm,最大直径小24mm;零件2，加工完毕后的最终尺寸长为97mm,最大直径46mm。根据这些尺寸可以确定，零件1的毛坯可选择为28tntn的棒料，待加工完毕后再下料、修正。零件2的毛坯尺寸为50mmx100mm零件图如图3.1-1所示。上一页下一页返回3.1数控车削加工毕业设计实例(二)零件图样工艺分析及机床的选择这对配合件是典型的轴类零件，主要加工面有内外圆柱面、外圆锥面、内外螺纹、半椭圆面和圆弧面的加工，故选择卧式高效数控车床即可完成所有加工面的加工要求。具体说，加工零件1和零件2有粗精车外形、车槽、车螺纹、撞内孔、车内槽、车内螺纹等工步。所需刀具不超过8把。故选择国产CKG6132型卧式数控车床即可满足上述要求。该机床规格为小460mmx500mm,X轴行程为225mm,Z轴行程为600mm，尾座体行380mm，推力为9000N，主轴转速范围为30~4000r/min。上一页下一页返回3.1数控车削加工毕业设计实例

X/Z定位精度和重复定位精度分别为0.005mm和0.003mm。刀架容量为8把。数控系统为FANUC0i。工件在依次装夹中即可完成外圆、车槽、车螺纹、撞孔等工步的加工。机床外形如图3.1-2所示。上一页下一页返回3.1数控车削加工毕业设计实例(三)刀具的选择由图纸可知所要加工件的材料为45号钢，同时，考虑到被加工件尺寸精度、表面质量要求以及切削载荷的大小、切削过程中有无冲击和振动等因素，选择相应的刀具材料为硬质合金刀片;刀具的类型为机械夹固式不重磨可转位车刀，这是当前数控车床上使用最广泛的一种车刀，这种车刀的刀片为多边形，有多条切削刃，当某条切削刃磨损钝化后，只需松开夹固元件，将刀片转一个位置便可继续使用，其最大优点是车刀几何角度完全由刀片保证，切削性能稳定，刀杆和刀片已标准化，加工质量好具体所选刀具详见刀具卡片。上一页下一页返回3.1数控车削加工毕业设计实例刀片的形状主要依据被加工工件的表面形状、切削方法、刀具寿命和刀片的转位次数等因素而定。本课题所需的刀具主要有外圆粗、精车刀，内孔粗、精车刀，内、外螺纹车刀，内、外切槽刀等，因此，每一种刀片的形状各异。具体来说有如下特点:粗车外圆表面选择主偏角为75°左右的三角形或菱形刀片;精车外圆表面选择主偏角为90°~93°的三角形或菱形刀片;不通孔的内孔车刀主偏角为90°~93°的三角形或菱形刀片;内外切槽刀的主偏角也为90°;这部分工作主要是靠装刀来保证。上一页下一页返回3.1数控车削加工毕业设计实例车刀安装得正确与否，将直接影响切削能否顺利进行和工件的加工质量。在这里，我们将重中安装车刀时应注意的事项:(1)车刀安装在刀架上，仲出量一般为刀杆高度的1~1.5倍。仲出过长会使刀杆刚度变差，切削时易产生振动，影响工件的表面粗糙度。(2)车刀垫铁要平整，数量要少，垫铁应与刀架对齐。车刀至少要用两个螺钉压紧在刀架上，并逐个轮流拧紧。上一页下一页返回3.1数控车削加工毕业设计实例(3)车刀刀尖应与工件轴线等高，否则会因基面和切削平面的位置发生变化，而改变车刀工作时的前角和后角的数值。即当车刀刀尖高于工件轴线时，使后角减小，增大了车刀后角面与工件间的摩擦;当车刀刀尖低于工件轴线时，使前角减小，切削力增加，切削不顺利。另外，在车端面时，车刀刀尖高于或低于工件中心，车削后工件端面中心处会留有凸头。尤其是我们在使用的是硬质合金刀片，如不注意这一点，车削到中心处会使刀尖崩碎。(4)车刀刀杆中心线应与进给方向垂直，否则会使主偏角和副偏角的数值发生变化，特别是在加工螺纹时，一旦螺纹车刀安装歪斜，则会使螺纹牙形半角产生误差。上一页下一页返回3.1数控车削加工毕业设计实例(四)确定装夹方案机床夹具是指安装在机床上，用以装夹工件或引导刀具，使工件和刀具具有正确的相互位置关系的装置。数控车床上所使用的通用夹具为三爪自定心卡盘，这种夹具具有装夹简单、夹持范围大、装夹速度快、能满足车槽、车螺纹等一般常见的加工和自动定心的特点，因此，它主要用于在数控车床装夹加工圆柱形轴类零件和套简类零件。考虑到本课题的零件1与零件2都为轴类零件。而图纸对零件1和零件2的同轴度要求完全可以用三爪自定心卡盘装夹来达到。因此，选择三爪自定心卡盘作为进行这对配合件的全程加工的夹具。上一页下一页返回3.1数控车削加工毕业设计实例三、编制数控车床机械加工工艺(一)零件1本对配合件加工顺序是先加工零件1，再加工零件2。因此，先给出零件的工艺方案)零件1实体零件图如图3.1-3所示。按照先面后孔，先粗后精的原则确定具体的加工工艺路线如表3.1-1所示。零件1的各基点位置关系如图3.1-4所示。各基点的坐标值如表3.1-2所列。上一页下一页返回3.1数控车削加工毕业设计实例主轴转速计算公式为(3.1-1)式中——切削速度，m/min；

——刀具直径，mm进给速度计算公式为(3.1-2)式中——刀具的每齿进给量，mm/r；

——刀具的齿数；

——主轴的转速，r/min上一页下一页返回3.1数控车削加工毕业设计实例背吃刀量参考刀具切削用量表，如表3.1-3所列。(二)零件2因本工件的毛坯尺寸为50mmx100mm，故径向尺寸的最小余量为4mm,而轴向尺寸的余量为3mm。由图可知，零件2图形较为复杂，右端为半椭圆球体，需要运用宏程序编写加工程序;左端外形是三个尺寸一致的槽，这个比较容易加工，可采用子程序编写加工程序;同时，零件2的左端有内孔，内螺纹，此内螺纹与零件1外螺纹相配合，加工时要注意，以加工好的零件1外螺纹来对零件2内螺纹，若配合上出现问题，可对刀补尺寸稍做修改。上一页下一页返回3.1数控车削加工毕业设计实例另外，因零件2左右两端都需要加工，可采用先加工右端的外椭圆部分，再调头加工左端外形、车槽部分及内孔部分，调头后右端已加工好的部分要用厚为0.05mm的铜皮包住后再用三爪卡盘装夹，这样避免损伤加工好的零件。另外，左端的内孔要在内孔加工之前用小20mm的麻花钻利用尾座手工钻一个20mmx35mm的盲孔。零件2实体零件图如图3.1-5所示。零件2外轮廓进行加工的详细工艺路线如表3.1-4所列。加工路线为A->B->C->D->E->F->G，如图3.1-6所示。零件2右端外形各基点的坐标值如表3.1-5所列。上一页下一页返回3.1数控车削加工毕业设计实例零件调头后再继续进行加工，其加工路线为A->B->C->D->E->F->G->H,如图3.1-7所示。零件2左端外形各基点的坐标值如表3.1-6所列。零件2左端内孔走刀路线如图3.1-8所示及各基点坐标值如表3.1-7所列。上一页下一页返回3.1数控车削加工毕业设计实例上一页下一页返回主轴转速计算公式为(3.1-3)式中——切削速度，m/s；

——刀具直径，mm进给速度计算公式为(3.1-4)式中——刀具的每齿进给量，mm/r；

——刀具的齿数；

——主轴的转速，r/min3.1数控车削加工毕业设计实例背吃刀量参考刀具切削用量如表3.1-8所列。四、手工编制程序(采用FANUC0i系统编程)本设计中对加工过程的程序如表3.1-9所列。编写椭圆加工程序以保证加工精度及表面粗糙度。椭圆在数控加工中属特殊曲线加工，运用一般常用的数控指令是无法加工的，这里运用宏程序来编写加工程序。对椭圆轮廓，其方程有两种形式。对粗加工，采用G71/G72走刀方式时，用直角坐标方程比较方便;而精加工(仿形加工)用极坐标方程比较方便。而本零件选用直角坐标方程。椭圆子程序如表3.1-10所列。上一页下一页返回3.1数控车削加工毕业设计实例五、设计体会略六、参考资料略上一页下一页返回3.1数控车削加工毕业设计实例课题:数控车削加工工艺及零件加工程序编制(二)目录一、绪论1.1数控车床加工概述1.2数控车床加工特点1.3数控车削的主要功能应用二、加工工艺路线的确定2.1分析零件图样2.2毛坯的选择上一页下一页返回3.1数控车削加工毕业设计实例2.3工艺分析2.3.1确定装夹方案、定位基准、编程原点、加工起点、换刀点2.3.2制定加工方案及加工路线2.3.3刀具选用2.3.4确定加工参数2.3.5轮廓基点坐标的计算2.3.6制定加工工艺2.3.7数控加工工艺卡2.4编写加工程序上一页下一页返回3.1数控车削加工毕业设计实例三、毕业设计体会四、附表切削速度参考表五、参考资料设计说明书一、绪论制造业是将可用资源(包括物料、能源等)通过相应过程转化为可供人们使用的工业品或生活消费品的产业，是我国国民经济的支柱。上一页下一页返回3.1数控车削加工毕业设计实例国际生产工程学会认为，制造业涉及制造工业中产品设计、物料选择、生产计划、生产过程、质量保证、经营管理、市场销售和服务的一系列相关活动和工作。在这个大制造的概念下，制造包括了产品整个生命周期过程。因而先进的制造技术从广义上而言包括了现代的设计理论和方法、先进的加工技术、先进的制造自动化技术和先进的生产管理模式。而数控加工技术正是先进的制造自动化技术最核心的技术之一，它的出现给传统的制造技术带来了革命性的变化。上一页下一页返回3.1数控车削加工毕业设计实例1.1数控车床加工概述现代数控机床是综合应用计算机、自动控制、自动检测以及精密机械等高新技术的产物，是典型的机电一体化产品，是完全新型的自动化机床。数控车床是车削加工功能较全的数控机床。它可以把车削、铣削、螺纹加工、钻削等功能集中在一台设备上，使其具有多种工艺手段。数控车床没有旋转刀架和旋转刀盘，在加工过程中由程序自动选用刀具和更换刀位。采用数控车床进行加工可以大大提高产品质量，保证加工零件的精度，减轻劳动强度，为新产品的研制和改型换代节省大量的时间和费用，提高企业产品的竟争能力。上一页下一页返回3.1数控车削加工毕业设计实例数控加工与普通机械加工有很大的不同。数控机床加工前，我们要把原先在通用机床上加工时需要操作人员考虑和决定的操作内容及动作，例如，工步的划分与顺序、走刀路线、位移量和切削参数等，按规定的数码形式编成程序，记录在数控系统存储器或磁盘上，它们是实现人与机器联系起来的媒介物。加工时，控制介质上的数码信息输入数控机床的控制系统后，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机电功能转换部件—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和发大处理，然后由传动机构驱动机床按所编程序进行运动，就可以自动加工出所要求的零件形状。上一页下一页返回3.1数控车削加工毕业设计实例不难看出，实现数控加工的关键在编程。但光编程还不行，数控加工还包括编程前必须要做的一系列准备工作及编程后的善后处理工作。1.2数控车削加工特点1)适应能力强，适用于多品种、小批量零件的加工在传统的自动或半自动车床上加工一个新零件，一般需要调整机床或机床附件，以使机床适应加工零件的要求;而使用数控车床加工不同零件时，只需重新编制或修改加工程序(软件)就可以迅速达到加工要求，大大缩短了更换机床硬件的林术准备时间，因此适用干名品种、单件或小批量加工。上一页下一页返回3.1数控车削加工毕业设计实例2)加工精度高，加工质量稳定由于数控机床集机、电等高新技术为一体，加工精度普遍高于普通机床。数控机床的加工过程是由计算机根据预先输入的程序进行控制的，这就避免了因操作者技术水平的差异而引起产品质量的不同。对于一些具有复杂形状的工件，普通机床是几乎不可能完成，而数控机床只是编制较复杂的程序就可以达到目的，必要时还可以用计算机辅助编程或计算机辅助加工。另外数控机床的加工过程不受体力、情绪变化的影响。上一页下一页返回3.1数控车削加工毕业设计实例3)减轻劳动强度，改善劳动条件数控机床的加工，除了装卸零件、操作键盘、观察机床运行外，其他机床动作都是按加工程序要求自动、连续地进行切削加工，操作者不需进行繁重的重复手工操作。所以普通机床需要人工全过程进行手工操作，包括工件装夹、切削进给等;而数控车床加工时，编制好程序后，只需装夹工件，大大降低了劳动强度。上一页下一页返回3.1数控车削加工毕业设计实例4)具有较高的生产率和较低的加工成本机床生产率主要是指加工一个零件所需要的时间，其中包括机动时间和辅助时间。数控车床的卞轴转速和进给速度变化范围很大，并可无级调速，加工时可选用最佳的切削速度和进给速度，可实现恒转速和恒切速，以使切削参数最优化，这样就大大提高了生产率，降低了加工成本，尤其对大批量生产的零件，批量越大，加工成本越低。上一页下一页返回3.1数控车削加工毕业设计实例(1)批量生产。对于批量生产，特别是大批量生产，在保证加工质量的前提下要突出加工效率和加工过程的稳定性，其加工工艺与单件、小批量不同。例如，夹具选择、进给路线安排、刀具排列位置和使用顺序都有仔细斟酌。(2)单件生产。与批量生产相对的是单件生产。单件生产的最大特点是要保证一次合格率，特别是具有复杂形状和高精度要求的工件。在单件生产中合格率相比，效率退居其次。单件生产所使用的数控工艺在进给路线、刀具安排、换刀点设置等方面不同于批量生产。与批量生产相比，单件生产要避免过长的生产准备时间。上一页下一页返回3.1数控车削加工毕业设计实例1.3数控车削的主要应用数控车削是数控加工中用的最多的加工方法之一。由于数控车床具有加工精度高、能作直线和圆弧插补以及在加工过程中能自动变速的特点，因此，其工艺范围较普通机床宽的多，凡是能在普通车床上装夹的回转体零件都能在数控车床上加工，针对数控车床的特点，下面几种零件最适合数控车削加工。上一页下一页返回3.1数控车削加工毕业设计实例1.精度要求较高的回转体零件由于数控车床刚性好，制造和对刀精度高，以及能方便和精确地进行人工补偿和自动补偿，所以能加工尺寸精度较高的零件。在有些场合可以以车代磨，此外，数控车削的刀具运动是通过高精度插补运算和伺服驱动来实现的，再加上机床的刚性好和制造精度高，所以它能加工对母线直线度、圆度、圆柱度等形状精度要求高的零件。对于圆弧以及其他曲线轮廓，加工出的形状与图样上所要求的几何形状的接近度比用仿形车床要高得多。数控车削对提高位置精度还特别有效。不少位置精度要求高的零件用普通车床车削时，因机床制造精度低、工件装夹次数多而达不到要求，只能在车削后用磨削或其他方法弥补。上一页下一页返回3.1数控车削加工毕业设计实例2.表面粗糙度要求较高的回转体零件数控车床具有恒线速切削功能，能加工出表面粗糙度值小而均匀的零件。在材质、精车余量和刀具已定的情况下，表面的粗糙度取决于进给量和切削速度。在普通车床上车锥面和端面时，由于转速恒定不变，致使车削后的表面粗糙度不一致，致使某一直径处的粗糙值最小。使用数控车床的恒线速切削功能，就可选用最佳线速度来切削锥面和端面，使车削后的表面粗糙度值既小又一致。数控车削还适合于车削各部位表面粗糙度要求不同的零件。粗糙度值要求大的部位选用大的进给量，要求小的部位选用小的进给量。上一页下一页返回3.1数控车削加工毕业设计实例3.表面形状复杂的回转体零件由于数控车床具有直线和圆弧插补功能，所以可以车削由任意直线和曲线组成的形状复杂的回转体零件。组成零件轮廓的曲线可以是数学方程式描述的曲线，也可以是列表曲线。对于由直线和圆弧组成的轮廓，直接利用机床的直线或圆弧插补功能，对于由非圆弧组成的轮廓应先用直线或圆弧去逼近，然后再利用直线或圆弧插补功能进行插补切削。上一页下一页返回3.1数控车削加工毕业设计实例4.带特殊螺纹的回转体零件普通车床所能车削的螺纹相当有限，它只能车等导程的直锥面米制、英制螺纹，而且一台车床只能限定加工若干中导程。数控车床不但能车削任何等导程的直、锥和端面螺纹，而且能车增导程、减导程，以及要求等导程与变导程之间平滑过渡的螺纹。数控车床车削螺纹时，主轴转向不必像普通机床那样交替变换，它可以一刀又一刀不停顿地循环，直到完成，所以它车螺纹的效率很高。数控车床可以配备精密螺纹切削功能，再加上一般采用硬质合金成型刀片，以及可以使用较高的转速，所以车削出来的螺纹精度高、表面粗糙度值小。上一页下一页返回3.1数控车削加工毕业设计实例二、加工工艺路线的确定2.1分析零件图样1.零件图样零件图样如图3.1-9所示，零件包括圆柱面、圆弧面、端面、两个外沟槽、切断等加工。2.精度分析本课题零件精度要求较高的尺寸有外圆Φmm、Φmm、长度、121士0.1mm等。上一页下一页返回3.1数控车削加工毕业设计实例3.表面粗糙度本课题零件中，加工后的外圆Φmm、Φmm表面粗糙度要求为1.6μm，切槽与其他表面的粗糙度为 3.2μm。上一页下一页返回3.1数控车削加工毕业设计实例2.2毛坯的选择毛坯材料选用45号钢。45号钢，是GB中的叫法，JIS中称为:S45C,ASTM中称为1045,080M46,DIN称为:C45。45号钢为优质碳素结构用钢，硬度不高易切削加工，模具中常用来做模板、梢子、导柱等，但须热处理。45号钢广泛用于机械制造，这种钢的机械性能很好。但是这是一种中碳钢，淬火性能并不好，45号钢可以淬硬至HRC42~HRC46。所以如果需要表面硬度，又希望发挥45号钢优越的机械性能，常将45号钢表面渗碳淬火，这样就能得到需要的表面硬度。上一页下一页返回3.1数控车削加工毕业设计实例(1)45号钢悴火后没有回火之前，硬度大于HRC55(最高可达HRC62)为合格。实际应用的最高硬度为HRC55(高频悴火HRCS8)。(2)45号钢不要采用渗碳悴火的热处理工艺。调质处理后零件具有良好的综合机械性能，广泛应用于各种重要的结构零件，特别是那些在交变负荷下工作的连杆、螺栓、齿轮及轴类等。但表面硬度较低，不耐磨。可用调质加表面悴火提高零件表面硬度。上一页下一页返回3.1数控车削加工毕业设计实例渗碳处理一般用于表面耐磨、芯部耐冲击的重载零件，其耐磨性比调质加表面悴火高。其表面含碳量的0.8%~1.2％，芯部一般在0.1%~0.25％(特殊情况下采用0.35％)。经热处理后，表面可以获得很高的硬度(HRC58~HRC62),芯部硬度低，耐冲击。如果用45号钢渗碳，悴火后芯部会出现硬脆的马氏体，失去渗碳处理的优点。现在采用渗碳工艺的材料，含碳量都不高，到0.30%芯部强度已经可以达到很高，应用上不多见。0.35%从来没见过实例，只在教科书里有介绍。可以采用调质加高频表面悴火的工艺，耐磨性较渗碳略差。上一页下一页返回3.1数控车削加工毕业设计实例GB/T699-1999标准规定的45号钢推荐热处理制度为850℃正火、840℃悴火、600℃回火，达到的性能为屈服强度≥355MPa。GB/T699-1999标准规定45号钢抗拉强度为600MPa,屈服强度为355MPa,伸长率为16％，断面收缩率为40％，冲击功为39J。综合上述45号钢的优越机械性能，及其广泛用于机械制造的特点，所以毛坯材料选用45号钢。根据图纸所示零件特点以及尺寸，毛坯尺寸为Φ45mm棒料。上一页下一页返回3.1数控车削加工毕业设计实例2.3工艺分析2.3.1确定装夹方案、定位基准、编程原点、加工起点、换刀点由于毛坯为棒料，用三爪自定心卡盘夹紧定位。(1)定位基准:加工起点和换刀点可以设为一点，放在Z向距工件前端面200mm,X向距轴心线100mm的位置;(2)装夹方式:采用三爪自定心卡盘夹紧定位。上一页下一页返回3.1数控车削加工毕业设计实例2.3.2制定加工方案及加工路线根据工件形状及加工要求，选用数控车床进行本工件的加工。数控系统选用FANUC-0i。此为轴类零件，毛坯为棒料，考虑到既要编程简单，又要提高加工效率，此零件可先用G71编程加工出圆柱部分，再用G73编程加工出圆弧内凹部分，切槽穿插在其中加工。加工路线如图3.1-10所示。2.3.3刀具的选用根据加工内容，可用93°外圆车刀、B=3mm切断刀，2中刀具的刀片材料均选用高速钢)加工刀具的确定如表3.1-11所列。上一页下一页返回3.1数控车削加工毕业设计实例2.3.4确定加工参数主轴转速(n):根据附表查得，高速钢刀具材料切削中碳钢件时，切削速度V取45~60m/min，根据公式，n=1000v/(πd)及加工经验，并根据实际情况，本课题粗加工时主轴转速选取600r/min,精加工时主轴转速选取1000r/min，切槽时主轴转速选取200r/min。上一页下一页返回3.1数控车削加工毕业设计实例进给速度(F):粗加工时，为提高生产效率，在保证工件质量的前提下，可选择较高的进给速度，粗车时一般取为0.3~0.8mm/r,精车时常取0.1~0.3mm/r，切断时宜取0.05~0.2mm/r。本课题粗加工外圆时进给速度选取0.3mm/r，粗加工圆弧面时进给速度选取0.2mm/r,精加工外圆时进给速度选取0.1mm/r,精加工圆弧面时进给速度选取0.05Smm/r，切断及切槽时取0.03mm/r。上一页下一页返回3.1数控车削加工毕业设计实例背吃刀量():在车床主体、夹具、刀具和零件这一系列刚性允许的条件下，尽可能选取较大的背吃刀量，以减少走刀次数，提高生产效率。本课题粗加工背吃刀量取2tntn,精加工背吃刀量取0.2mm。2.3.5轮廓基点坐标的计算方法一:利用CAD软件作图，并查询点的坐标，可查得A,B,C三点的坐标如图3.1-7所示。上一页下一页返回3.1数控车削加工毕业设计实例方法二:列方程计算(不建议采用此法)(1)计算A点的坐标:由方程上一页下一页返回3.1数控车削加工毕业设计实例(2)计算B点的坐标:由方程上一页下一页返回3.1数控车削加工毕业设计实例(3)计算C点的坐标:由方程上一页下一页返回3.1数控车削加工毕业设计实例2.3.6制定加工工艺经过上述分析，本课题的加工工艺如表3.1-12所列。2.3.7数控加工工艺卡经过上述分析，本课题的加工工艺如表3.1-13所列。2.4编写加工程序工件的参考程序如表3.1-14所列。上一页下一页返回3.1数控车削加工毕业设计实例三、毕业设计体会通过参加本次课程设计实训，进一步了解了车床的原理和操作规程，进一步提高了解决实际问题的能力;了解了数控车床的新工艺、新技术，课程设计实训课程安排紧扣数控应用技术专业的专业发展方向，具有时代性和前沿性。在课程设计实训中，参加本次课程设计实训的同学，勤奋好学，互相帮助，共同提高;参加本次课程设计实训的指导老师，做到耐心、仔细、认真负责;数控中心的待人热情，能及时帮助同学解决出现的问题，耐心解释各项工艺流程，具有很高的敬业、勤业精神，是我们学习的榜样。上一页下一页返回3.1数控车削加工毕业设计实例个人的收获与体会:(1)开阔视野，提高了对新知识的认识。通过课程设计实训，对数控应用技术专业的内涵有了新的认识。随着当今科技的飞速发展，数控应用技术专业是目前在国内外非常热门的高新技术领域。(2)拓展了个人的专业知识面，提高了操作技能。经过课程设计实训后还掌握了一定的操作技能，提高了个人的专业知识面和操作技能，为今后的后续学习奠定了非常好的基础。(3)经过课程设计实训后，为专业发展提供了有益的指导。上一页下一页返回3.1数控车削加工毕业设计实例几点思考:(1)要注重基础学科的学习。(2)注重理论与实践的结合，只有通过实践，才能将抽象、单调的逻辑知识转化为学生的直接感性认识，可以加深知识的理解，提高学习兴趣。(3)多了解目前机械加工专业发展的动向，用有限的学习时间学最有效的技术。上一页下一页返回3.1数控车削加工毕业设计实例(4)专业建设应该与市场相结合。应该利用各种渠道尽可能多地了解本专业市场对人才的需求情况，并在专业建设中及时予以调整和更新，使墙养的学生具备更好的知识和技能储备，更能适应市场的需要。课程设计实训虽然结束，但获得的操作技能和实训经验，必将对以后的工作产生巨大的影响，这就是最大的收获!四、附表切削速度参考表五、参考资料略上一页下一页返回3.1数控车削加工毕业设计实例课题:数控车削加工工艺及零件加工程序编制(三)目录一、零件图(一)零件结构工艺分析、毛坯及加工定位基准的确定1.读零件图2.工件的结构工艺性分析3.工件毛坯的确定4.零件尺寸公差编程的影响上一页下一页返回3.1数控车削加工毕业设计实例(二)拟定加工工艺路线、制定工序卡片1.加工方法的选择和数控加工工艺路线的确定2.确定装夹方案3.刀具的选择4.切削用量的确定(三)确定加工余量、工序尺寸和公差上一页下一页返回3.1数控车削加工毕业设计实例二、数控编程(一)加工程序和进给路线设定1.坐标计算2.工艺及编程路线(二)数控编程三、设计心得四、参考资料上一页下一页返回3.1数控车削加工毕业设计实例设计说明书一、零件图本零件图如图3.1-11所示。(一)零件结构工艺分析、毛坯及加工定位基准的确定1.读零件图图3.1-11所示工件是一形状比较复杂的轴类零件，材料为45号钢，没有热处理要求，零件的轴向定位基准为右端面，径向基准为中心线。上一页下一页返回3.1数控车削加工毕业设计实例零件图上有几处尺寸公差，分别为Φ30mm士0.02mm,Φmm,Φ13mm士0.12mm和Φmm，公差等级IT7-8级;几个尺寸的基本偏差不同;零件图中长度17和13都有尺寸精度要求，构成了尺寸链;编程时需要考虑这些因素对编程的影响。上一页下一页返回3.1数控车削加工毕业设计实例2.工件的结构工艺性分析工件的外轮廓由直线、圆弧组成，需要加工部位有外轮廓、槽和螺纹。零件图比较复杂。零件长度为150mm,最大直径Φ48mm，长径比等于3，单端装夹，系统刚度差;需要切削螺纹;螺纹退刀槽已设计并符合加工要求;工件轮廓具有凹形轮廓段，最大斜角为30°，因此在选择、安装车刀时，车刀副偏角小于30°,车刀的刚性差，耐磨性差，散热条件差，因此容易崩刀。3.工件毛坯的确定工件各轴段直径相差不大，因此毛坯选择棒料。上一页下一页返回3.1数控车削加工毕业设计实例4.零件尺寸公差编程的影响在用同一把车刀、同一个刀具半径补偿值编程加工时，由于零件轮廓各处尺寸公差带分布不同，如零件图所示尺寸Φmm30士0.02mm和Φmm，就很难保证两个尺寸能同时加工到尺寸公差范围内。这时一般采用的方法是:兼顾各处尺寸公差，在编程计算时，改变轮廓尺寸并移动公差带，改为对称公差，各公差带位置相同，采用同一把车刀和同一个刀具半径补偿值加工，就容易同时保证加工精度。上一页下一页返回3.1数控车削加工毕业设计实例上一页下一页返回如Φ30mm士0.02mm等对称公差再编程时可取公称直径，这样在编程上，能保证尺寸精度要求，对公差带为单向偏置，如Φmm的外圆，由于在数控加工中存在诸多的误差影响因素，总会产生一定的加工误差，如果按零件图纸公差尺寸36进行编程，加工后的零件尺寸将会容易大于最大极限尺寸，而离最小极限尺寸较远。所以在数控编程时通常需将公差尺寸进行转换，使其公差带成为对称偏差，再以公差尺寸编程，从而最大限度地减少不合格产品的产生，那么Φmm外圆编程时应为Φ35.987mm士0.01mm。3.1数控车削加工毕业设计实例(二)拟定加工工艺路线、制定工序卡片1.加工方法的选择和数控加工工艺路线的确定由于工件的公差等级为IT7级，表面粗糙度为3.2μm，因此采用粗车一半精车加工一精车加工。此工件采用一夹一顶的装夹方式，因此先要切端面，加工中心孔，然后再加工外圆，加工按照粗车一半精车一精车加工顺序，加工螺纹前先要切螺纹退刀槽。2.确定装夹方案由于工件长径比等于3，为提高系统刚度，采用左端采用三爪自定心夹紧、右端采用活动顶尖支承的装夹方式，径向基准确定毛坯轴线，轴向定位基准为右端面。上一页下一页返回3.1数控车削加工毕业设计实例3.刀具的选择零件外形复杂，需加工螺纹、锥体、顺圆弧、逆圆弧及切槽。根据图形形状确定车刀。T01外圆车刀:材料硬质合金，加工余量大，且有凹弧面，要求副偏角与工件不发生干涉;T03外圆精车刀:材料硬质合金，菱形刀片，刀尖圆弧0.4，副偏角大于35°;T05切槽刀:材料高速钢，刀宽小于或等于4mm;T07螺纹刀:材料高速钢，60°螺纹刀。上一页下一页返回3.1数控车削加工毕业设计实例4.切削用量的确定(1)本课题设计中，考虑到粗车时精度要求不是很高，切削用量可大些，而精车时要求零件达到的精度值高，切削用量可小些，故被吃刀量粗车循环时=3mm,精车时 =0.25mm。(2)主轴转速。①车直线和圆弧时的主轴转速。查表粗车=90m/min,精车的切削速度 =120m/min，根据坯料直径计算，并结合机床说明书选取:粗车转速n=500r/min,精车时，主轴转速为1200r/min。上一页下一页返回3.1数控车削加工毕业设计实例②车螺纹时的主轴转速。在切削螺纹时，车床的主轴转速将受到螺纹道德螺距大小和驱动电机的升降频率特性及螺纹插补运动速度等多种因素的限制，故对于不同的数控系统，推荐不同的转速范围。转速计算推荐公式:(3.1-7)式中p——工件螺纹螺距或导程，单位为mm；k——保险系数，一般取80;取n=350r/min。上一页下一页返回3.1数控车削加工毕业设计实例(3)进给速度。粗车时，选取进给量f=0.4mm/r;精车时，f=0.15mm/tnin;车螺纹时f=2mm/r。(三)确定加工余量、工序尺寸和公差图纸轴段直径设计尺寸Φ，毛坯为型材。工艺过程为粗车一>半精车一>精车。用查表修正法或经验估计法确定毛坯总余量和各工序余量，其中粗铣余量由毛坯总余量减去其余工序余量确定，各工序的基本余量如表3.1-15所列。上一页下一页返回3.1数控车削加工毕业设计实例二、数控编程(一)加工程序和进给路线设定1.坐标计算此零件轮廓由直线、圆弧构成，需要计算各几何要素的连接点。通过分析可知，此零件需计算的基点有R15mm和R25mm圆弧的切点坐标值，R25mm和R50mm圆弧的切点坐标值，R15mm和R50mm圆弧的切点坐标值。一般来说，基点可以根据原始图纸求得。对于复杂的图形，计算方法建议采用CAD绘图软件的标注和查询功能，出错率低，数据可靠性高。上一页下一页返回3.1数控车削加工毕业设计实例在计算圆弧交点时有时因为计算的圆整，出现圆弧参数计算误差。特别是在两个或两个以上圆弧连续相切或相交时，会产生较大的误差积累，其结果会使圆心的坐标值I,J的误差增大。如验证达不到上述要求时，可根据零件图形改动一下圆弧半径值或圆心坐标来解决。上一页下一页返回3.1数控车削加工毕业设计实例2.工艺及编程路线根据选用的指令，如用G71指令，凹圆弧处毛坯不能一次处理，适宜用G73和G70,编程时只要依图形得到精车外形各坐标点，但由于凹圆弧处曲线斜率较大，迫使选择刀具的副偏角较大，刀尖强度低，容易崩刀。因此采用G01,G02,G03编程，粗加工路线复杂，尤其圆弧处计算和编程烦琐，可借助CAD软件计算各点，这样加工效率高，刀具的副偏角不太小，刀具刚度好。加工路径如图3.1-12和图3.1-13所示。上一页下一页返回3.1数控车削加工毕业设计实例(二)数控编程%程序准备O111;(建立程序名)G50X100Z200;(建立工件坐标系)T0101;(换外圆粗车刀)G97S800M03;G99F0.2M08;G00X52Z3;G73U15WORS;G73P100U230U1WOF0.2上一页下一页返回3.1数控车削加工毕业设计实例N100G00XO;N110GO1ZO;N120G01X17.89;A点N130G03X24Z-8R12F0.B点N140GO1X29.85;C点N150Z-25;D点N160X35.987Z-35;E点N170W-14; F点N180G02X40Z一73R15;G点N190G03X40Z一103R25;H点上一页下一页返回3.1数控车削加工毕业设计实例N200G02X34Z一112R15;I点N210GO1Z一5;J点N220X48W一19.23;K点N230Z一150;L点G00X1002100;M点T0303;(换外圆精车刀）G00X52Z351000M03;(回循环起点，精加工)G70P100U230F0.1;G00X1002100;S500M03TO505;(换切槽刀)上一页下一页返回3.1数控车削加工毕业设计实例G00X40Z一24.98;(切槽刀点定位)G01X26F0.1;G04X2.0;G01X40;G00X100;Z100;S350M03T0404(换螺纹刀)上一页下一页返回3.1数控车削加工毕业设计实例回循环起点，切螺纹(注意:G76指令过于复杂，而且不是每个版本的FANUC系统都能用的，建议不要轻易使用，一般的螺纹加工用G92就可以满足)。G00x32Z一4;M08;(冷却液打开)G92X29.1Z一22F2;X28.5;X27.9;X27.5;上一页下一页返回3.1数控车削加工毕业设计实例X27.4;X27.4;G00X1002100;M09;(冷却液关闭)M0S;M30;(程序结束)上一页下一页返回3.1数控车削加工毕业设计实例三、设计心得通过以上零件的数控车削加工，对数控车削加工的整个过程有了较全面的理解。经过设计中选择刀具，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;上一页下一页返回3.1数控车削加工毕业设计实例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，工艺设计、数值计算及程序编制的整个过程虽然任务比较繁重，但在设计过程中自己通过不断学习和实践，每解决一个问题，都会感到不尽的喜悦和兴奋。通过本设计的实践，真切体会到理论必须和生产实践相结合。教材中所学到的许多内容在实践中得到了印证，但在具体操作中也出现了一些意想不到的问题，在工艺方案确定后，加工程序也经过多次调试、修改才最终完成了零件的加工。看到自己加工出的合格的零件，对自己以及所学的专业更加充满信心。上一页下一页返回3.1数控车削加工毕业设计实例四、参考资料略上一页返回3.2数控铣削加工毕业设计实例课题:数控铣削加工工艺及零件加工程序编制(一)目录绪论一、零件图(一)零件结构工艺分析、毛坯及加工定位基准的确定1.零件图分析2.数控加工工艺性分析3.毛坯的确定方法4.确定装夹方案下一页返回3.2数控铣削加工毕业设计实例(二)拟订加工工艺路线、制定工序卡片1.加工方法的选择2.铣刀参数的选择3.工件的加工工艺分析4.填写工件安装和工序卡(三)确定加工余量、工序尺寸和公差以及工艺尺寸链计算二、数控编程1.工件加工路线的安排2.走刀路线(图中轨迹为编程轨迹)3.加工程序编制上一页下一页返回3.2数控铣削加工毕业设计实例三、设计心得四、参考资料上一页下一页返回3.2数控铣削加工毕业设计实例设计说明书绪论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。上一页下一页返回3.2数控铣削加工毕业设计实例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。上一页下一页返回3.2数控铣削加工毕业设计实例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工操作，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;其次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;最后输入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。上一页下一页返回3.2数控铣削加工毕业设计实例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烦琐、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。上一页下一页返回3.2数控铣削加工毕业设计实例(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，除拟订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，送入计算机，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。上一页下一页返回3.2数控铣削加工毕业设计实例CAM软件是将加工零件以图形形式输入计算机，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入数控机床进行加工。自动编程的出现使得一些计算烦琐、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。一、零件图本设计课题零件图如图3.2-1所列。上一页下一页返回3.2数控铣削加工毕业设计实例(一)零件结构工艺分析、毛坯及加工定位基准的确定1.零件图分析1)概括了解此零件为凸台，中间有一凹槽，材料为45号钢，画图采用1:1比例。2)分析视图此凸台零件、形状简单，采用一个主视图表达形体各部分的长和高，一个俯视图表达形体各部分的长和宽，此零件没有其他需要单独表达的部位。上一页下一页返回3.2数控铣削加工毕业设计实例3)尺寸分析从图纸上可以看出，凸台部分长度方向的尺寸基准为对称中心线，宽度方向的尺寸基准也为对称中心线，高度方向的尺寸基准为底面。凹槽部分长度方向的尺寸基准为凸台的左侧面，R20圆心到凸台的左侧面30mm为R20mm圆弧定位尺寸，R10mm圆弧圆心到R20mm圆弧圆心的距离40mm为R10mm圆弧的定位尺寸，其余尺寸都是定形尺寸。上一页下一页返回3.2数控铣削加工毕业设计实例4)凸台参数宽度70mm，公差0.1mm，公差等级为IT10级，长度为90mm，公差0.1mm，公差等级为IT10级，表面粗糙度3.2μmoR20圆心到凸台的左侧面30mm，公差0.05mm，公差等级为IT9级。2.数控加工工艺性分析1)数控加工工艺性分析方法被加工零件的数控加工工艺性问题涉及面很广，下面结合编程的可能性和方便性提出一些必须分析和审查的主要内容。上一页下一页返回3.2数控铣削加工毕业设计实例(1)尺寸标注应符合数控加工的特点。在数控编程中，所有点、线、面的尺寸和位置都是以编程原点为基准的。因此零件图样上最好直接给出坐标尺寸，或尽量以同一基准引注尺寸。上一页下一页返回3.2数控铣削加工毕业设计实例(2)几何要素的条件应完整、准确。在程序编制中，编程人员必须充分掌握构成零件轮廓的几何要素参数及各几何要素间的关系。因为在自动编程时要对零件轮廓的所有几何元素进行定义，手工编程时要计算出每个节点的坐标，无论哪一点不明确或不确定，编程都无法进行。但由于零件设计人员在设计过程中考虑不周或被忽略，常常出现参数不全或不清楚，如圆弧与直线、圆弧与圆弧是相切还是相交或相离。所以在审查与分析图纸时，一定要仔细核算，发现问题及时与设计人员联系。上一页下一页返回3.2数控铣削加工毕业设计实例(3)定位基准可靠。在数控加工中，加工工序往往较集中，以同一基准定位十分重要。因此往往需要设置一些辅助基准，或在毛坯上增加一些工艺凸台。(4)统一几何类型及尺寸。零件的外形、内腔最好采用统一的几何类型及尺寸，这样可以减少换刀次数，还可能应用控制程序或专用程序以缩短程序长度。零件的形状尽可能对称，便于利用数控机床的镜向加工功能来编程，以节省编程时间。分析此零件可见尺寸的纵向和横向基准为。点，并且尺寸标注比较齐全，没有遗忘的尺寸，因此可以确定O点为编程圆点满足第1条。上一页下一页返回3.2数控铣削加工毕业设计实例2)零件的数控加工工艺分析此工件内轮廓由直线和圆弧构成，线段AB分别和R20tntn和R10mm圆弧相切，两圆心中心距40mm士0.05mm，外轮廓有直线和圆弧构成，各个要素尺寸、相互位置关系、标注齐全。横向和纵向以对称中心为基准比较统一，标注符合数控加工特点。内轮廓和外轮廓最小圆弧半径R10mm,槽深8mm，刀具选择直径应小于20mm，长度大于8mm，由于槽深不大，对铣刀的刚性影响较小。上一页下一页返回3.2数控铣削加工毕业设计实例3.毛坯的确定方法工件材料为巧钢，没有力学性能要求，上下台阶尺寸变化较小，并且有槽，零件毛坯选择型材，毛坯大小为96mmx76mmx30mm,需要加工上下表面、台阶外轮廓和内轮廓部分。4.确定装夹方案此工件选择夹具为常用夹具平口钳，工件高出平口钳的高度大于15mm，定位基准为平口钳不动的钳口面。平口钳在数控铣床上主要用来安装小型较规则的零件，如板块类零件、盘套类零件、轴类零件和小型支架等。上一页下一页返回3.2数控铣削加工毕业设计实例(二)拟订加工工艺路线、制定工序卡片1.加工方法的选择铣削加工是机械加工中最常用的加工方法之一，它主要包括平面铣削和轮廓铣削，也可以对零件进行钻、扩、铰、镗、惚加工及螺纹加工等。数控铣削可采用不同的加工方法加工零件。选用机用平口钳装夹工件，校正平口钳固定钳口的平行度以及工件上表面的平行度后夹紧工件。利用偏心式寻边器找正工件X,Y轴零点(位于工件上表面的中心位置)，设定Z轴零点与机床坐标系原点重合，刀具长度补偿利用Z轴设定器设定。图上表面为执行刀具长度补偿后的零点表面。上一页下一页返回3.2数控铣削加工毕业设计实例此工件需要加工部分为上下表面，内外轮廓，都属于第一类平面类零件的加工，因此加工内外轮廓刀具选择圆柱立铣刀沿轮廓运动的加工，加工上下表面，选用面铣刀。公差等级为IT10级，表面粗糙度为3.2μm，因此采用粗铣一精铣加工方法。上一页下一页返回3.2数控铣削加工毕业设计实例2.铣刀参数的选择本例零件材料为15，切削性能好，选用Φ10mm高速钢立铣刀，主轴转速取150~235r/min，进给速度取30~60mm/min。槽深8mm,铣削余量分两次完成，第一次被吃刀量7mm,第二次被吃刀量1tntn随同轮廓的精铣一起完成，凸轮槽两侧面各留0.5~0.7mm精铣余量。在第二次进给完后，检测零件几何尺寸，依据检测结果决定进刀深度和刀具半径偏置量。分别对凸轮槽两侧精铣一次，达到图样要求的尺寸。上一页下一页返回3.2数控铣削加工毕业设计实例3.工件的加工工艺分析此工件加工毛坯的大小为96mmx76mmx30mm，在数控加工之前增加一个正火热处理工序，然后数控加工，工序按工序集中原则划分，减少工件装夹次数。被加工部位上下表面、外轮廓和内槽，分为粗加工和精加工工序，两次安装，两个工位，共分为4个工步。为了保证加工质量，加工采用内外轮廓交替进行，即先粗加工外轮廓，再加工粗加工内轮廓，然后再分别精加工外、内轮廓。数控加工工步划分如表3.2-1所列。4.填写工件安装和工序卡工件安装卡如表3.2-2所列。上一页下一页返回3.2数控铣削加工毕业设计实例上一页下一页返回工件加工工序卡如表3.2-3所列。(三)确定加工余量、工序尺寸和公差以及工艺尺寸链计算图纸凸台长度设计尺寸为，表面粗糙度为3.2μm，毛坯为型材。工艺过程为粗铣一精铣。用查表修正法或经验估计法确定毛坯总余量和各工序余量，其中粗铣余量由毛坯总余量减去其余工序余量确定，各工序的基本余量如表3.2-4所列。3.2数控铣削加工毕业设计实例图纸凸台宽度设计尺寸为，表面粗糙度为3.2μm，毛坯为型材。工艺过程为粗铣一精铣。用查表修正法或经验估计法确定毛坯总余量和各工序余量，其中粗铣余量由毛坯总余量减去其余工序余量确定，各工序的基本余量如表3.2-5所列。上一页下一页返回3.2数控铣削加工毕业设计实例二、数控编程1.工件加工路线的安排此工件加工采用顺铣，从俯视角度看刀具应为逆时针走刀。此时还应考虑加工时的刀具半径补偿，根据走刀路径可以确定，刀具在切削过程中应为左刀补，即G41。建立刀补和撤销刀补应在切入零件轮廓后和切出前零件轮廓进行。由于加工外轮廓时，采用从工件的延长线切入，在切入工件之前先建立刀补，工件下刀点设在点a(45,45)，在工件之外，建立刀补点b(45,35);刀具的切出点为圆弧轮廓，因此采用延切线切出，切出点为j(45,30)，工件离开工件后再抬刀，撤销刀具补偿点抬刀点设在l(160,30)。上一页下一页返回3.2数控铣削加工毕业设计实例内轮廓的切削下刀点设在A(-25,0)，为了防止刀具在内轮廓切出刀痕，进、退刀方式采用沿圆弧进退刀，图中CD圆弧为进刀路径，DI为刀具退出路线，BC为刀具补偿建立点，IB为刀具补偿撤销点。坐标点计算在手工编程时，坐标值计算要根据图样尺寸和设定的编程原点，按确定的加工路线，对刀尖从加工开始到结束过程中每条运动轨迹的起点或终点坐标值进行一个一个点仔细计算。由于铣床具有刀具半径补偿功能，按照工件轮廓线计算刀具轨迹线。根据工件坐标系的设置，利用数学公式进行计算。上一页下一页返回3.2数控铣削加工毕业设计实例2.走刀路线(图中轨迹为编程轨迹)外轮廓编程的走刀轨迹为:a->h->c->d->a->f->g->h->d->j->k->L。其中，ah和lcl分别为建立刀补和取消刀补的过程。路径是以切线方向切入和切出轮廓。内轮廓编程的走刀轨迹为:A->B->C->D->E->F->G->H->D->I->B。其中，BC和IB分别为建立刀补和取消刀补的过程。内轮廓的加工路径是以R15圆弧的方式切入和切出。H(-14.46,19.99),G(28.32,8.83)，其余各点参照程序的相应坐标。如图3.2-2所示。上一页下一页返回3.2数控铣削加工毕业设计实例3.加工程序编制O0001NO10G90G54G40G49G17;N020G00X45.0Y45.0;快速定位到a点N030Z30.0下刀N040M03S1000主轴以1000r/min正转NO50M08打开切削液N060G01Z-5.0以进给速度下刀到Z一5的高度N070G41Y35.0D01建立左刀补到b点N080Y-25.0直线插补到c点上一页下一页返回3.2数控铣削加工毕业设计实例N090G03X35.0Y-35.0R10.0圆弧插补到d点N100G01X一35.0直线插补到e点N110G02X一45.0Y一25.0R10.0圆弧插补到f点N120G0lY25.0直线插补到g点N730G02X一35.0Y35.0R10.0圆弧插补到h点N140G01X35.0;直线插补到i点N150G03X45.0Y一25.0R10.0;圆弧插补到j点N160G01X50.0;直线插补到k点N170G40X60.0;取消刀具补偿到l点N180Z20.0;抬刀上一页下一页返回3.2数控铣削加工毕业设计实例N190X一25Y0;定位到A点N200Z一5.0;下刀N210X25.0;直线插补到B点N220G41X一20.0Y15.0DO1;建立左刀补到C点N230G03X一35.0YOR15.0;圆弧插补到D点N240X一14.46Y一19.99R20.0;圆弧插补到E点N250GOlX28.32Y一8.83;直线插补到F点N260G03X28.32Y8.83R10;圆弧插补到G点N270GO1X一14.46Y19.99;直线插补到H点上一页下一页返回3.2数控铣削加工毕业设计实例N280G03X一35.0YOR20;圆弧插补到D点N290X一20.0Y一15.0R15.0;圆弧插补到I点N300GO1G40X25.0YO;取消刀补直线插补到B点N310G00Z50;抬刀N320MO5;N330M09;N340G282100.0;N350M30;上一页下一页返回3.2数控铣削加工毕业设计实例三、设计心得通过以上零件的数控加工，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，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。上一页下一页返回3.2数控铣削加工毕业设计实例通过本设计的实践，真切体会到理论必须和生产实践相结合。教材中所学到的许多内容在实践中得到了印证，但在具体操作中也出现了一些意想不到的问题，在工艺方案确定后，加工程序也经过多次调试、修改才最终完成了零件的加工。四、参考资料略上一页下一页返回3.2数控铣削加工毕业设计实例课题:数控铣削加工工艺及零件加工程序编制(二)目录一、绪论二、加工工艺路线的确定2.1零件图纸的分析2.2选择设备2.3数控加工零件工艺性分析2.3.1零件图样上尺寸数据应符合编程方便2.3.2零件结构工艺性应符合数控加工的特点上一页下一页返回3.2数控铣削加工毕业设计实例2.4加工方法的选择与加工方案的确定2.4.1加工方法的选择2.4.2加工方案确定的原则2.5工序与工步的划分2.5.1工序的划分2.5.2数控铣削加工零件工艺分析遵循的原则2.6零件的安装与夹具的选择2.6.1定位安装的基本原则2.6.2选择夹具的基本原则2.7确定加工工艺及进给路线上一页下一页返回3.2数控铣削加工毕业设计实例2.8刀具的选择与切削用量的选择2.8.1刀具的选择2.8.2切削用量的选择2.9对刀点与换刀点的确定2.10数控加工工艺卡2.11数控加工程序单三、设计体会四、参考资料上一页下一页返回3.2数控铣削加工毕业设计实例设计说明书一、绪论数控机床是综合应用计算机、自动控制、自动检测及精密机械等高新技术的产物，是技术密集度及自动化程度很高的典型机电一体化加工设备。它与普通机床相比，其优越性是显而易见的，不仅零件加工精度高，产品质量稳定，且自动化程度极高，可减轻工人的体力劳动强度，大大提高了生产效率，特别值得一提的是数控机床可完成普通机床难以完成或根本不能加工的复杂曲面的零件加工，因而数控机床在机械制造业中的地位越来越显得重要。上一页下一页返回3.2数控铣削加工毕业设计实例随着数控技术的发展，采用数控系统的机床品种口益增多，有车床、铣床、撞床、钻床、磨床、齿轮加工机床和电火花加工机床等。此外还有能自动换刀、一次装卡进行多工序加工的加工中心、车削中心等。车床能自动地完成对轴类与盘类零件内外圆柱面、圆锥面、圆弧面、螺纹等切削加工，并能进行切槽、钻孔、扩孔和铰孔等工作。铣削一般在铣床和撞床上进行，适用于加工平面、沟槽、各种成型面(如花键、齿轮和螺纹)和模具的特殊型面等。上一页下一页返回3.2数控铣削加工毕业设计实例加工中心是目前世界上产量最高、应用最广泛的数控机床之一，是一种功能较全的数控加工机床。它的综合加工能力较强，把铣削、撞削、钻削、攻螺纹和切削螺纹等功能集中在一台设备上，使其具有多种工艺手段，所以工件一次装夹后能完成较多的加工内容，加工精度较高，就中等加工难度的批量工件，其效率是普通设备的5~10倍，特别是它能完成许多普通设备不能完成的加工，对形状较复杂，精度要求高的单件加工或中小批量多品种生产更为适用。上一页下一页返回3.2数控铣削加工毕业设计实例经过几十年的发展，目前的数控机床已实现了计算机控制并在工业界得到广泛应用，在模具制造行业的应用尤为普及。针对车削、铣削、磨削、钻削和刨削等金属切削加工工艺及电加工、激光加工等特种加工工艺的需求，开发了各种门类的数控加工机床。数控机床种类繁多，一般将数控机床分为以下16大类:数控车床(含有铣削功能的车削中心)、数控铣床(含铣削中心)、数控铿床、以铣程削为主的加工中心、数控磨床(含磨削中心)、数控钻床(含钻削中心)、数控拉床、数控刨床、数控切断机床、数控齿轮加工机床、数控激光加工机床、数控电火花线切割机床、数控电火花成型机床(含电加工中心)、数控板材成型加工机床、数控管料成型加工机床和其他数控机床。上一页下一页返回3.2数控铣削加工毕业设计实例二、加工工艺路线的确定2.1零件图纸的分析该零件毛坯尺寸为160mmx120mmx16mm，且不要加工，材料为铸铁件。在零件的中心，有一个Φ60mm的通孔，四周分布4xM10mm的内螺纹孔，毛坯的两边，铣出两个平台，加工6xΦ20mm的通孔，尺寸标注完整，设计基准在毛坯的中心，根据基准重合的原则，将工件坐标系的原点设定在毛坯上表面的中心上。上一页下一页返回3.2数控铣削加工毕业设计实例对于如图3.2-3所示的零件，应先铣削阶梯面，后铰Φ20mm的六个孔，按P1->P2->P3->P4->PS->P6的路线加工，Y向的反向间隙会使定位误差增加，从而影响PS,P6、孔与其他孔的位置精度。正确的加工路线为P1->P2->P3->P4，刀具退回到P1点，然后折回来，加工P6->P5，这样是为了加工方向一致，避免反向间隙的引入。工步安排如下:(1)粗铣顶面。(2)粗铣阶梯面。由于顶面和阶梯面表面粗糙度为6.3μm,所以粗铣就能够达到精度要求。上一页下一页返回3.2数控铣削加工毕业设计实例(3)6xΦ20mm,4xM10孔和Φ60mm中心钻点窝。(4)