數(shù)控車畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、湖南電氣職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)課 題： 螺紋軸工藝分析及編程 指導(dǎo)教師： 曹丹 學(xué) 生： 吳超 專 業(yè)： 數(shù)控 班 級(jí)： 13數(shù)控01 學(xué) 號(hào)： 湖南電氣職業(yè)技術(shù)學(xué)院教務(wù)處制二一五年七月摘 要隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，傳統(tǒng)的制造業(yè)開始了根本性變革，各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家投入巨資，對(duì)現(xiàn)代制造技術(shù)進(jìn)行研究開發(fā)，提出了全新的制造模式，從而產(chǎn)生數(shù)控技術(shù)。數(shù)控技術(shù)是一門集計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化控制技術(shù)、測(cè)量技術(shù)、現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)、微電子技術(shù)、信息處理技術(shù)等多學(xué)科交叉的綜合技術(shù)，是近年來(lái)應(yīng)用領(lǐng)域中發(fā)展十分迅速的一項(xiàng)綜合性的高新技術(shù)。它是為適應(yīng)高精度、高速度、復(fù)雜零件的加工而出現(xiàn)的，是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、數(shù)字化、

2、柔性化、信息化、集成化、網(wǎng)絡(luò)化的基礎(chǔ)，是現(xiàn)代機(jī)床裝備的靈魂和核心，有著廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域和廣闊的應(yīng)用前景。 隨著中國(guó)加入世界貿(mào)易組織,全球制造業(yè)出現(xiàn)向中國(guó)轉(zhuǎn)移的傾向,國(guó)內(nèi)對(duì)數(shù)控加工的需求也呈現(xiàn)出持續(xù)增長(zhǎng)的趨勢(shì),大批大量的生產(chǎn)加工逐漸普及，如汽交通工具與家用電器的零件，為了解決高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的問題，多采用專用的工藝裝備、專用自動(dòng)化機(jī)床或?qū)Ｓ玫淖詣?dòng)生產(chǎn)線和自動(dòng)車間進(jìn)行生產(chǎn)。但是應(yīng)用這些專用設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)，生產(chǎn)準(zhǔn)備周期長(zhǎng)，產(chǎn)品改型不易，因而使產(chǎn)品的開發(fā)周期增長(zhǎng)。在機(jī)械產(chǎn)品中，但見于小批量產(chǎn)品占到70%80%,這類產(chǎn)品一般都采用通用機(jī)床加工，當(dāng)產(chǎn)品改變時(shí)，機(jī)床與工藝裝備均需作相應(yīng)的變換和調(diào)整，而且通用機(jī)床的自動(dòng)

3、化程度不高，基本上由人工操作，難以提高生產(chǎn)效率和保證產(chǎn)品質(zhì)量。特別是一些曲線、曲面輪廓組成的復(fù)雜零件，只能借助靠模和仿形機(jī)床，或者借助劃線和樣板用于手工操作的方法來(lái)加工，加工精度和生產(chǎn)效率受到很大的限制。 由于數(shù)控機(jī)床綜合應(yīng)用了電子計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、伺服驅(qū)動(dòng)、精密見車與新型機(jī)械機(jī)構(gòu)等方面的技術(shù)成果，具有高柔型、高精度與高度自動(dòng)化的特點(diǎn)，因此，采用數(shù)控加工手段，解決了機(jī)械制造中常規(guī)加工技術(shù)難以解決甚至無(wú)法解決的單件、小批量、特別是復(fù)雜性面零件的加工。應(yīng)用數(shù)控加工技術(shù)使機(jī)械制造業(yè)的一次技術(shù)革命，使機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)新的階段，提高了機(jī)械制造業(yè)的制造水平，為社會(huì)提供了高質(zhì)量、多品種及高可靠性的

4、機(jī)械產(chǎn)品。目前應(yīng)用數(shù)控加工技術(shù)的領(lǐng)域已從當(dāng)初的航空工業(yè)部門逐步擴(kuò)大到汽車、造船、機(jī)床、建筑等民用機(jī)械制造業(yè)，并已取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。關(guān)鍵詞：數(shù)控技術(shù) 自動(dòng)控制 電子計(jì)算機(jī) 目 錄摘要.2第一章零件加工工藝分析.51.1零件圖工藝分析.51.1.1零件輪廓形狀.51.1.2零件尺寸要求.51.1.3零件粗糙度和同軸度要求.51.1.4毛坯.61.2裝夾方案分析與確定.61.2.1夾具的選擇.61.2.2加工順序.61.3零件加工路線.61.3.1右端路線.61.3.2左端路線.71.3.3左端螺紋路線.71.3.4車內(nèi)錐路線.81.4確定加工參數(shù).81.4.1主軸轉(zhuǎn)速.91.4.2進(jìn)給速度.9

5、1.4.3背吃刀量.91.5數(shù)控加工工序卡.91.6編寫加工程序.101.6.1右端加工程序.101.6.2左端加工程序.12第二章 零件加工步驟.141.1輸入加工程序.141.2進(jìn)行對(duì)刀.141.3自動(dòng)加工并進(jìn)行修調(diào).141.4完成所有步驟后最終形狀.14結(jié)論.15參考文獻(xiàn).16第一章 零件加工工藝分析1.1零件圖工藝分析零件結(jié)構(gòu)工藝性是指在滿足使用要求的前提下零件加工的可行性和經(jīng)濟(jì)性，即所設(shè)計(jì)的零件結(jié)構(gòu)應(yīng)便于加工成型并且成本低，效率高。對(duì)零件進(jìn)行結(jié)構(gòu)工藝性分析時(shí)要充分反映數(shù)控加工的特色，一定要把重點(diǎn)放在零件和毛坯圖紙初步設(shè)計(jì)與設(shè)計(jì)定型之間的工藝分析性審查與分析。圖1-11.1.1零件輪廓

6、形狀由圖1-1得知零件有外圓、孔、溝槽、螺紋、圓弧，因此得知所需刀具類型有外圓車刀、外溝槽刀、外三角形螺紋刀、鉆頭、內(nèi)孔車刀。1.1.2零件尺寸要求由圖1-1得知最大外圓要求450-0.039。 另一外圓要求300-0.039 ，內(nèi)圓240+0.033長(zhǎng)度要求200+0.13,總長(zhǎng)要求70±0.11.1.3零件粗糙度和同軸度要求由圖1-1得知外圓40、300-0.039要求Ra1.6 ,其余表面為Ra3.2 ，30的圓和45的圓要求同軸度為0.04，該零件需兩次裝夾，為保證同軸度，車右端時(shí)應(yīng)把45的園一起車至長(zhǎng)度521.1.4毛坯毛坯選用45鋼。45鋼為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，硬度不高，易切

7、削加工，模具中常用來(lái)做模板，稍子，導(dǎo)柱等,但需進(jìn)行熱處理。45鋼廣泛的用于機(jī)械制造，這種鋼機(jī)械性能很好。但是這是一種中碳鋼，淬火性能并不好。如果需要表面硬度，又希望發(fā)揮45號(hào)剛的優(yōu)質(zhì)性能，常將45號(hào)鋼表面淬火，這樣就能得到需要的表面硬度。 1.2裝夾方案分析與確定1.2.1夾具的選擇由于毛坯為棒料，采用三爪自定心卡盤夾緊定位，因零件須進(jìn)行兩次裝夾才能完成。因左端有螺紋且24的外圓長(zhǎng)度又短不易裝夾，所以先加工右端，再進(jìn)行左端加工。1.2.2加工順序在數(shù)控機(jī)床上加工的零件圖形復(fù)雜多樣，特別是輪廓有曲線的圖形我們須對(duì)零件制定加工順序，制定合格的順序從而達(dá)到，質(zhì)量?jī)?yōu)，效率高。車削原則一般是先粗后精。留

8、精車余量逐步提高精度。先近后遠(yuǎn)，毛坯離對(duì)刀點(diǎn)距離遠(yuǎn)短則是越近?；嫦刃?，基面一般是先加工處來(lái)的，因?yàn)榱慵溆喑叽缍际且曰鶞?zhǔn)面進(jìn)行測(cè)量，如果基準(zhǔn)面沒車好，就難以保證其余的尺寸。1.3零件加工路線由于每個(gè)零件結(jié)構(gòu)形狀不同，各表面的技術(shù)要求也有所不同，故加工時(shí)，其定位方式則各有差異。一般加工外形時(shí)，以內(nèi)定位，加工內(nèi)形是又以外形定位。因而可根據(jù)定位方式的不同來(lái)化分工序。此為軸類零件，毛坯為圓棒料，考慮到既要編程簡(jiǎn)單，又要提高加工精度此零件可用G71加工出圓柱部分。1.3.1右端路線1.3.2左端路線圖1.3.3左端螺紋1.3.4車內(nèi)錐路線1.4確定加工參數(shù)數(shù)控編程時(shí)，編程人員必須確定每道工序的切削用量

9、，并以指令的形式寫人程序中。切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速、背吃刀量及進(jìn)給速度等。對(duì)于不同的加工方法，需要選用不同的切削用量。切削用量的選擇原則是:保證零件加工精度和表面粗糙度，充分發(fā)揮刀具切削性能，保證合理的刀具耐用度，并充分發(fā)揮機(jī)床的性能，最大限度提高生產(chǎn)率，降低成本1.4.1主軸轉(zhuǎn)速(n)根據(jù)表查得，硬質(zhì)合金刀具材料切削中碳鋼件時(shí)，切削速度取100130m/min，根據(jù)公式n=1000u（d）及加工經(jīng)驗(yàn)，并根據(jù)實(shí)際情況，本課題粗加工時(shí)主軸轉(zhuǎn)速選取600r/min，精加工時(shí)主軸轉(zhuǎn)速選取1000r/min，切槽時(shí)主軸轉(zhuǎn)速選取200r/min。切削速度參考表零件材料刀具材料 ap/mm0.0380.13

10、2.40.384.72.49.54.7f/（mm。r-1）0.130.050.380.130.750.381.300.76uc/（m.min-1）低碳鋼高速鋼709045602040硬質(zhì)合金1652151201659012中碳鋼高速鋼456030401520硬質(zhì)合金100130751055575灰鑄鋼高速鋼354625352025硬質(zhì)合金105135751056075黃銅青銅高速鋼8510570854570硬質(zhì)合金185215150185120150鋁合金高速鋼7010545703045硬質(zhì)合金1352159013560901.4.2進(jìn)給速度(f)粗加工是，為提高生產(chǎn)效率，在保證工件質(zhì)量的前提

11、下，可選擇較高的進(jìn)給速度，粗車時(shí)一般取為0.30.5mm/r，精車時(shí)常取0.10.3mm/r，切槽時(shí)宜取0.050.1mm/r。1.4.3背吃刀量(ap)在車床主體夾具刀具和零件這一系列剛性允許的條件下，進(jìn)可能選取較大的背吃刀量，以減少走刀次數(shù)提高生產(chǎn)效率。本零件選取背吃刀量粗加工選取2mm，精加工選取0.2。1.5數(shù)控加工工藝卡程序編制是零件圖紙到編制零件加工程序和制作介質(zhì)的全部過程，整個(gè)程序由人工完成。一臺(tái)數(shù)控機(jī)床之所以能自動(dòng)加工不同形狀、不同尺寸、不同技術(shù)要求的零件，全在編制人員根據(jù)零件圖的要求，在制定工藝的基礎(chǔ)上，將每一把刀具每一次走刀的運(yùn)動(dòng)參數(shù)及工藝參數(shù)，按運(yùn)動(dòng)的順序與所用機(jī)床規(guī)定的

12、指令代碼及程序格式編制成加工程序，輸入到機(jī)床的數(shù)控裝置，機(jī)床才能準(zhǔn)確無(wú)誤的加工出正確的零件。工步號(hào)工步內(nèi)容（走刀路線）G功能T刀具切削用量轉(zhuǎn)速/（mm.r-1）進(jìn)給速度/（mm.r-1）背吃刀量/mm1夾住棒料一頭，留出長(zhǎng)度約45mm（手動(dòng)加工），調(diào)出程序2粗精車右端面G1T016000.33粗車右端面外輪廓G71T016000.324精車右端外輪廓G70T0110000.10.25手動(dòng)鉆20的通孔6粗車右端內(nèi)輪廓G71T024000.327精車右端內(nèi)輪廓G70T027000.10.28調(diào)頭加工左端，夾住右端40的外圓9粗精車左端面10粗車左端外輪廓G71T016000.3211精車左端外輪廓

13、G70T0110000.10.212切外溝槽G01T033500.05013車螺紋G92T0450021.6編寫加工程序程序號(hào)編程系統(tǒng) FANUC oi 序號(hào)程序簡(jiǎn)要說明右端程序N010M3S600主軸正轉(zhuǎn)600r/min N020T0101選擇1號(hào)刀，并建立工件坐標(biāo)系N030G00X100Z100快速換刀點(diǎn)N040G00X51Z2快速刀循環(huán)起點(diǎn)N050G71U2R2G71 粗加工循環(huán)N70到N120N060G71P70Q120U0.4W0.2F0.3N070G0X25快速定位N072G1X30Z-0.5倒角N080G1Z-22加工30的外圓N090G2X36Z-25R3加工R3的倒圓角N10

14、0G1X40N110G1Z-35加工40的外圓N112G1X45Z-37.5加工45度的斜角N114Z-52加工45的外圓N120X51退刀N122G0X100Z100N130M05主軸停止N140M00程序暫停，對(duì)粗加工進(jìn)行測(cè)量N150T0101重新調(diào)入1號(hào)刀N160M03S1000啟動(dòng)主軸，轉(zhuǎn)速1000r/minN162G0G42X51Z2N170G70P70Q120F0.1精加工循環(huán)N180G0G40X100Z100退刀到換刀點(diǎn)N190M05主軸停止N200M00程序暫停N210T0202 M3S400調(diào)入2號(hào)刀N220G00X19Z2快速刀循環(huán)起點(diǎn)N230G71U1.2R1G71粗糙循

15、環(huán)N240G71P250Q282U-0.4W0.2F0.2粗加工循環(huán)從250到280N250G0X27快速定位N260G1Z0N270X24Z-11.39加工17度的內(nèi)錐面N280Z-20加工24的內(nèi)孔N282X19N284G0Z100X100N300M05主軸停止N310M00程序暫停，對(duì)零件進(jìn)行測(cè)量N320T0202重新調(diào)入2號(hào)刀N330M3S700主軸正傳，轉(zhuǎn)速1000r/minN332G0G41X19Z2N340G70P250Q282F0.1精車循環(huán)N350G0G40X100Z100退刀N360M05主軸停止N370M30程序停止左端程序N010M3S600N020T0101建立工件坐

16、標(biāo)系N030G0X100Z100N040G00X51Z2N050G71U2R2N060G71P70Q132U0.4W0.2F0.3N070G00X19快速定位N072G1X24Z-0.5N080G01Z-5加工24的外圓N090X26C2倒角起點(diǎn)N100X29.8W-2加工C2倒角N110Z-19加工M30螺紋的大徑N120X44N130Z-20 X46倒角C0.5N132X51N134G0X100Z100N140M05主軸停止N150M00程序暫停，對(duì)粗加工進(jìn)行測(cè)量N160T0202重新調(diào)入2號(hào)刀N170M3S1000主軸正轉(zhuǎn)1000r/minN172G0G42X51Z2N180G70P70

17、Q132F0.1精加工循環(huán)N190G00G40X100Z100退刀N200T0303換成3號(hào)切槽刀N210S350M3主軸正轉(zhuǎn)350r/minN220G00X48快速定位N230Z-19快速定位N240G01X24F0.05切槽N250G04X1.0槽底暫停一秒N260G00X48快速退出N270X100Z100退刀N280T0404 M3S500換4號(hào)螺紋刀N290G0X34Z2車螺紋循環(huán)起點(diǎn)N300G92X29.1Z-16F2 粗精車螺紋N310X28.5N32027.9N330X27.5N340X27.4N350X27.4N360G00X100Z100退刀N370M05主軸停止N380M

18、30主程序結(jié)束第二章 零件加工步驟1.1 輸入加工程序1.開機(jī)先檢查機(jī)床，一切沒問題后在打開總電源，然后再打開數(shù)控系統(tǒng)的電源，早顯示屏上應(yīng)出現(xiàn)機(jī)床的初始位置，再檢查面板上的按鈕功能是否正常，若正常，就可以進(jìn)行下一步操作。2回零，開機(jī)正常后，機(jī)床首先應(yīng)該是進(jìn)行回零操作。3輸入加工程序。1.2 進(jìn)行對(duì)刀設(shè)定工件坐標(biāo)，進(jìn)行式切對(duì)刀，并按下主功能的補(bǔ)償健，進(jìn)行參數(shù)設(shè)置的狀態(tài)，將所用各把刀具的刀偏量x.z輸入刀具的參數(shù)庫(kù)里面，完成對(duì)刀。1.3自動(dòng)加工并進(jìn)行測(cè)量修調(diào)1選擇主功能的自動(dòng)執(zhí)行功能2選擇執(zhí)行程序3顯示工件坐標(biāo)4按下啟動(dòng)按鈕5在加工過程中遇到緊急情況，應(yīng)立馬按下急停按鈕6加工完成，取下工件，清潔機(jī)床1.4 完成所有步驟后最終形狀結(jié) 論畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)學(xué)習(xí)的一個(gè)重要組成部分，每一名大學(xué)生在畢業(yè)之前都必須完成一份畢業(yè)設(shè)計(jì)，它是對(duì)我們學(xué)習(xí)成果的綜合性總結(jié)和檢閱。在老師耐心的指導(dǎo)下，經(jīng)過半個(gè)多月的努力，我順利的完成了一份畢業(yè)設(shè)計(jì)。 在做畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中我翻閱了大量相關(guān)知識(shí)，我更加完善了自己的專業(yè)知識(shí)，把以往沒有學(xué)會(huì)的知識(shí)重新學(xué)會(huì)，把學(xué)過的知識(shí)再次溫習(xí)了一遍，進(jìn)一步的鞏固了自己的專業(yè)知識(shí)。兩年多來(lái)通過對(duì)數(shù)控專業(yè)的學(xué)習(xí)，不僅學(xué)會(huì)了相關(guān)的專業(yè)知識(shí)，也使我更加認(rèn)識(shí)到數(shù)控這個(gè)新興的行業(yè)在現(xiàn)代工業(yè)中的重要地位，大量的高精度零件、配件離不開數(shù)控，高精度的模具設(shè)計(jì)更是離不開數(shù)控加工中心，隨著經(jīng)濟(jì)