數(shù)控軸類零件加工及編程

1、黑龍江信息技術職業(yè)學院畢業(yè)設計（論文）任務書題目數(shù)控軸類零件加工及編程學生姓名系部名稱專 業(yè)學 號指導教師職 稱黑龍江信息技術職業(yè)學院畢業(yè)設計（論文）開題報告課題名稱學院名稱專業(yè)名稱學生姓名指導教師1. 目的經(jīng)過兩年多的專業(yè)知識學習我掌握了一定的基本知識，畢業(yè)設計是對我前兩年專業(yè)知 識的綜合也是一次回顧， 把所學的理論知識靈活的運用到實踐操作中來這樣更能強化我對專 業(yè)知識更深一步的理解。（1）數(shù)控加工與編程畢業(yè)設計是數(shù)控專業(yè)教學體系中構成數(shù)控加工技術專業(yè)知識及專 業(yè)技能的重要組成部分。（2 ）是運用數(shù)控原理、數(shù)控工藝、數(shù)控編程、專業(yè)軟件等專業(yè)知識和數(shù)控機床實際操 作的一次綜合實訓練習。（3 ）

2、對教學計劃和課程設計的一次總結。2. 任務（1）確定加工方法的選擇與加工方案（2 ）確定零件的安裝與夾具的選擇（3）工步與工序的劃分（4 ）刀具的選擇與切削用量的確定（5 ）對刀點和換刀點的確定（6 ）加工路線的確定（7）編程誤差及其控制（8）通過編程及加工出滿足題目所要求精度的零件3. 擬重點解決的問題（1）零件的裝夾（2）刀具的對刀（3 ）工藝路線的制訂(4) 工序與工步的劃分(5) 刀具的選擇(6 )切削用量的確定(7)車削加工程序的編寫(8 )機床的熟練操作二. 主要內(nèi)容1. 主要技術指標(1) 以小批量生產(chǎn)條件編程。(2) 不準用砂布及銼刀等修飾表面。(3) 未注倒角采用 0.5 X

3、 450。(4 )未注公差尺寸按 GB1804-M。2. 設計方案、設計方法、設計手段(1 )設計方案直接用三爪卡盤裝夾，加工螺紋一端，再調頭加工圓弧一端裝夾工件右端約 40mm處，用90硬質合金外圓車刀手動平端面1mm再換右端面外圓車刀用G71指令加工至血EX 10mm再換切槽刀切槽 5X 1.5mm然后換螺紋刀加工螺紋。將工件調頭用鐵皮將切槽處包住裝夾該處，先用車刀手動平端面約 18mm再用外圓車刀 G71指令加工至5X 1.5mm 點。(注：設計方案的具體裝夾圖見開題報告。)(2 )設計方法先對圖紙進行分析確定該零件適合在哪類型的數(shù)控機床上加工比較合理再根據(jù)我兩年來所學的專為業(yè)知識對零件

4、進行工藝分析最后編寫加工程序并對它進行校驗 校驗無誤后即可進行數(shù)控自動加工。（3 ）設計手段每六個人成為一組，每個組選一個題目，每個組都有一位指導老師輔導著我們做所選 的題目的畢業(yè)設計，要求每個人都要做出一份全格的畢業(yè)設計。3. 主要工作程序（1）開機（2）調試MDI（3）輸入加工程序（4）裝夾毛胚件（5）對刀（6 ）程序校驗（7 ）自動加工三. 主要儀器設備HNC-CK6140游標卡尺其它的輔助工具四. 主要資料及參考文獻1 詹華西編 數(shù)控加工與編程西安電子科技大學出版社2004年2 李華編機械制造技術高等教育出版社，2006年3 薛彥成主編公差配合與技術測量北京機械工業(yè)出版社1999年4

5、呂士峰、王士柱主編數(shù)控加工工藝北京國防工業(yè)出版社2006年5 李澄，聞百橋主編機械制圖 北京高等教育出版社 2003年6 方新主編數(shù)控機床與編程高等教育出版社2007年7 袁哲俊主編金屬切削刀具（第三版）上海科學技術出版社1993年8 聶建武主編金屬切削與機床西安電子科技大學出版社2006年9 艾興、肖詩鋼主編切削用量手冊（第三版）機械工業(yè)出版社1994年10 劉杰華、任昭蓉主編金屬切削與刀具實用技術國防工業(yè)出版2006年選題是否合適：是口 否口課題能否實現(xiàn)： 能口 不能口指導教師（簽字）年 月 日 選題是否合適：是口 否口 課題能否實現(xiàn)： 能口 不能口審題小組組長（簽字）年 月 日摘要在數(shù)字

6、化制造技術中，計算機數(shù)控技術和數(shù)控編程技術是最重要的技術之 一，本文主要對模具加工所使用的動模板進行 CNC加工，采用FANU係統(tǒng)對動模 板進行數(shù)控編程加工。首先是對工件進行加工工序的確定，并且進行工藝分析， 裝夾方式的選擇， 切削用量的確定。 再對刀具進行了選擇。 然后就工藝路線進行 編程加工。當前數(shù)控加工的重點發(fā)展方向是無圖化生產(chǎn)、單件高精度并行加工、 少人化無人化加工，這就要求數(shù)控機床能滿足高速、高動態(tài)精度、高剛性、熱穩(wěn) 定性、高可靠性、 網(wǎng)絡化以及與之配套的控制系統(tǒng)， 最重要的是模具三維型面加 工特別注重機床的動態(tài)性能國內(nèi)已有一些公司引進了高速車床， 并開始應用。國 內(nèi)機床廠陸續(xù)開發(fā)出

7、一些準高速的車床， 并正開發(fā)高速加工機床。 數(shù)控技術是指 用數(shù)字、文字和符號組成的數(shù)字指令來實現(xiàn)一臺或多臺機械設備動作控制的技 術。它所控制的通常是位置、 角度、速度等機械量和與機械能量流向有關的開關 量。數(shù)控的產(chǎn)生依賴于數(shù)據(jù)載體和二進制形式數(shù)據(jù)運算的出現(xiàn)。 1908 年，穿孔 的金屬薄片互換式數(shù)據(jù)載體問世； 19 世紀末，以紙為數(shù)據(jù)載體并具有輔助功能 的控制系統(tǒng)被發(fā)明； 1938 年在美國麻省理工學院進行了數(shù)據(jù)快速運算和傳輸， 奠定了現(xiàn)代計算機， 包括計算機數(shù)字控制系統(tǒng)的基礎。 數(shù)控技術是與機床控制密 切結合發(fā)展起來的。 1952 年，第一臺數(shù)控機床問世，成為世界機械工業(yè)史上一 件劃時代的事

8、件，推動了自動化的發(fā)展。 數(shù)控機床是一種技術密集度及自動化 程度很高的機電一體化加工設備 , 是綜合應用計算機、自動控制、自動檢測及精 密加工精度高 ,質量容易保證 ,發(fā)展前景十分廣闊 ,因此掌握數(shù)控車床的加工編程 技術尤為重要 關鍵詞 ：數(shù)控技術；手工編程；精度AbstractIn the digitized manufacture technology, the computer numericalcontrol technology and the numerical control programming technology isone of most important techn

9、ical, this article mainly moves thetemplate which uses for the mold processing to carry on the CNCprocessing, uses the Simens system to move the template to carry onthe numerical control programming processing. First is carries on theprocessing working procedure to the work piece the determination,

10、andcarries on the craft analysis, the attire clamps the way the choice,the cutting specifications determination. Again has carried on thechoice to the cutting tool. Then carries on the programming processingon the craft route.The current numerical control processing prioritize direction is doesnot h

11、ave chart production, single unit high accuracy parallelprocessing, few people nobody melts the processing, this requestnumerical control engine bed can satisfy high speed, the high dynamicprecision, the high rigidity, the thermostability, the redundantreliability, the network as well as with it nec

12、essary control system,most importantly the mold three dimensional processingspecially paid great attention to the engine bed the dynamicperformance domestic to have some companies to introduce the highspeed milling machine, and started to apply. The domestic machine toolfactory develops some high sp

13、eed milling machines one after another,and is developing high speed processes the engine bed.The numerical control technology is refers with digital, the writingand the mark composition digital command realizes or a many mechanicaldevices movement control technology. It controls usually is thepositi

14、on, the angle, the speed and so on the mechanical quantity andflows to the related switch quantity with the mechanical energy. Thenumerical control production relies on data carrier and the binarymode data operation appearance. In 1908, the perforation sheet metalexchange type data carrier was publi

15、shed; 19 century's ends, and havethe assistancefunction take the paper as the data carrier the controlsystem to invent; Has established the modern computer, including computer numericalcontrol system foundation. The numerical control technology isdevelops with the engine bed control close union.

16、 In 1952, the firstnumerical control engine bed was published, becomes in the worldmechanical industry history an epoch-making event, impelled theautomated development.Has established the modern computer, including computer numericalcontrol system foundation. The numerical control technology isdevel

17、ops with the engine bed control close union. In 1952, the firstnumerical control engine bed was published, becomes in the worldmechanical industry history an epoch-making event, impelled theautomated development第 1章 概 述機械加工的目的是將毛坯加工成符合產(chǎn)品要求的零件。 通常，毛坯需要經(jīng)過 若干工序才能轉化為符合產(chǎn)品要求的零件。一個相同結構相同要求的機器零件， 可以采用幾種不同的工

18、藝過程完成， 但其中總有一種工藝過程在某一特定條件下 是最經(jīng)濟、最合理的。在現(xiàn)有的生產(chǎn)條件下，如何采用經(jīng)濟有效的加工方法，合 理地安排加工工藝路線以獲得符合產(chǎn)品要求的零件， 最重要的就是要編制出零件 的工藝規(guī)程。1.1 典型軸類零件的加工工藝：1.1.1 軸類零件的功用、結構特點軸類零件是機器中經(jīng)常遇到的典型零件之一。 它在機械中主要用于支承齒輪、 帶輪、 凸輪以 及連桿等傳動件，以傳遞扭矩。按結構形式不同，軸可以分為階梯軸、錐度心軸、光軸、空 心軸、曲軸、凸輪軸、偏心軸、各種絲杠等。它主要用來支承傳動零部件，傳遞扭矩和承受 載荷。軸類零件是旋轉體零件，其長度大于直徑，一般由同心軸的外圓柱面、

19、圓錐面、內(nèi)孔 和螺紋及相應的端面所組成。根據(jù)結構形狀的不同，軸類零件可分為光軸、 階梯軸、空心軸 和曲軸等。軸的長徑比小于 5 的稱為短軸，大于 20 的稱為細長軸，大多數(shù)軸介于兩者之間。 本論文所加工的零件典型軸類零件則屬于階梯軸。1.1.2 軸類零件一般加工要求及方法軸類零件加工工藝規(guī)程注意點：軸類零件中工藝規(guī)程的制訂， 直接關系到工件質量、 勞動生產(chǎn)率和經(jīng)濟效益。 一零件可以有 幾種不同的加工方法， 但只有某一種較合理， 在制訂機械加工工藝規(guī)程中， 須注意以下幾點。1）粗基準選擇： 有非加工表面， 應選非加工表面作為粗基準。 對所有表面都需加工的鑄件軸， 根據(jù)加工余量最小表面找正。 且選

20、擇平整光滑表面， 讓開澆口處。 選牢固可靠表面為粗基準， 同時，粗基準不可重復使用。2）精基準選擇：要符合基準重合原則，盡可能選設計基準或裝配基準作為定位基準。符合基 準統(tǒng)一原則。盡可能在多數(shù)工序中用同一個定位基準。盡可能使定位基準與測量基準重合。 選擇精度高、安裝穩(wěn)定可靠表面為精基準。工藝規(guī)程制訂得是否合理， 直接影響工件的質量、 勞動生產(chǎn)率和經(jīng)濟效益。 一個零件可以用 幾種不同的加工方法制造，但在一定的條件下，只有某一種方法是較合理的。軸類零件加工的技術要求 ：尺寸精度軸類零件的主要表面常為兩類， 一類是與軸承的內(nèi)圈配合的外圓軸頸， 即支承軸頸， 用于確定軸的位置并支承軸，尺寸精度要求較高

21、，通常為IT5IT7 ;另一類為與各類傳動件配合的軸頸，即配合軸頸，其精度稍低，通常為 IT6IT9 。幾何形狀精度主要指軸頸表面、 外圓錐面、錐孔等重要表面的圓度、圓柱度。其誤差一般應 限制在尺寸公差范圍內(nèi)， 對于精密軸， 需在零件圖上另行規(guī)定其幾何形狀精度。 該典型軸類 零件長度為145m m,螺紋大徑為30mm、長度為25mm，外圓錐面的錐度為20o、長度為29mm , 圓弧總長為57mm、半徑分別有 24mm/9mm/8mm，所鏜的孔直徑為 28mm、長度為26mm。 相互位置精度包括內(nèi)、外表面, 重要軸面的同軸度、圓的徑向跳動、重要端面對軸心線的垂 直度、 端面間的平行度等。 該典型

22、軸類零件外圓相互位置精度為 0.020.04 之間, 圓的徑向 跳動為 0.02，端面與軸心線保持垂直， 兩端端面要保持平行。 孔的表面與外表面也應保持平 行。 表面粗糙度：軸的加工表面都有粗糙度的要求， 一般根據(jù)加工的可能性和經(jīng)濟性來確定。 該典型軸類零件 的直徑為 52mm 的外圓、外圓錐度及孔的內(nèi)表面的粗糙度均為 1.6 ，其它位置的粗糙度為 3.2。 在加工該軸類零件時， 需采用粗車與精車結合的方法， 在粗加工零件表面輪廓時， 必須保證 0.5mm 的精加工余量，必要時需使用刀偏表，對刀具進給時進行誤差的控制，有效地減小 誤差，方能確定該零件在加工精度方面的各種要求。1.1.3 軸類零

23、件加工的工藝路線 外圓加工的方法很多，基本加工路線可歸納為四條。 粗車半精車精車 對于一般常用材料，這是外圓表面加工采用的最主要的工藝路線。 粗車半精車粗磨精磨 對于黑色金屬材料，精度要求高和表面粗糙度值要求較小、零件需要淬硬時，其后續(xù)工序只能用磨削而采用的加工路線。 粗車半精車精車金剛石車對于有色金屬， 用磨削加工通常不易得到所要求的表面粗糙度， 因為有色金屬一般比較軟， 容易堵塞沙粒間的空隙，因此其最終工序多用精車和金剛石車。 粗車半精粗磨精磨光整加工 對于黑色金屬材料的淬硬零件，精度要求高和表面粗糙度值要求很小，常用此加工路線。 對于本文所加工的典型軸類零件， 將采用“粗車精車”的車削方

24、式，即分別對本零件的 兩個端面、外圓、螺紋、外圓錐度、切槽、圓弧、鏜孔七個步驟進行粗加工和精加工。1.2 數(shù)控車床概述1.2.1 數(shù)控車床特點數(shù)控車床與其他類型的車床相比有下列特點：1）通用性強，生產(chǎn)率高，加工精度高且穩(wěn)定，操作者勞動強度低。2）適合于復雜零件的加工。3）換批調整方便，適合于多種中小批柔性自動化生產(chǎn)。4）便于實現(xiàn)信息流自動化，在數(shù)控車床基礎上，可實現(xiàn)CIMS （計算機集成制造系統(tǒng)） 。1.2.2 工作內(nèi)容根據(jù)零件圖要求， 工作人員進行數(shù)控編程， 輸入到數(shù)控車床數(shù)控系統(tǒng)； 將零件原料按規(guī)定要 求放置在預定位置上； 等數(shù)控車床自動生產(chǎn)出產(chǎn)品后， 使用測量檢測儀器， 對有精度誤差的

25、產(chǎn)品進行誤差補償；日常的車床維護和保養(yǎng)及常用故障排除。1.2.3 本零件的加工所用機床型號、特點及數(shù)控系CNC6140D ：該車床可以實現(xiàn)軸類、盤類的內(nèi)外表面，錐面、圓弧、螺紋、鏜孔、鉸孔加工， 也可以實現(xiàn)非圓曲線加工。本零件將采用 FANUC 系統(tǒng)進行加工：主要特點FANUC 公司的數(shù)控系統(tǒng)具有高質量、 高性能、全功能， 適用于各種機床和生產(chǎn)機械的特點。1.3 鏜孔工藝： 根據(jù)工件的加工要求，可選擇三種鏜削方案。在一根鏜桿上安排粗、 精切鏜刀來分擔余量的切除， 鏜孔后再倒角。 為了不影響生產(chǎn)節(jié)拍， 兩把粗、 精切鏜刀需同時工作。 由于是在鏜桿上鉆孔及攻絲， 進一步削弱了鏜桿的剛性及強 度。而

26、鏜削余量的不均勻分布使得切削力很大， 兩把鏜刀同時工作使機床功率不足， 因此不 可避免地要引起切削振動，無法滿足工件加工精度和表面粗糙度要求。在同一根鏜桿上安排粗、精切鏜刀來分擔余量的去除：其中任何兩把刀都不得同時工作。采用該方案雖然可降低切削力， 但鏜桿長度增加了兩倍， 造成鏜桿剛性不足； 同時單件加工 工時也增加了一倍，保證不了生產(chǎn)節(jié)拍。安排兩臺機床， 即增加一臺半精鏜床來分擔余量的精加工。 該方案雖可解決問題， 但工件 加工成本太高。對于本零件中的孔，將采用鏜刀對其進行加工， 并安排粗、 精鏜來分擔余量的切除， 鏜孔 后再倒角。1.4 螺紋加工工藝1.4.1 普通螺紋的尺寸分析數(shù)控車床對

27、普通螺紋的加工需要一系列尺寸， 普通螺紋加工所需的尺寸計算分析主要包括以 下兩個方面：螺紋加工前工件直徑考慮螺紋加工牙型的膨脹量，螺紋加工前工件直徑D/d 0.1P,即螺紋大徑減 0.1螺距，一般根據(jù)材料變形能力小取比螺紋大徑小0.1 到 0.5。螺紋加工進刀量 螺紋加進刀量可以參考螺紋底徑，即螺紋刀最終進刀位置。螺紋小徑為：大徑2倍牙高；牙高=0.54P （ P為螺距）螺紋加工的進刀量應不斷減少，具體進刀量根據(jù)刀具及工作材料進行選擇。1.4.2 普通螺紋的編程加工在目前的數(shù)控車床中， 螺紋切削一般有三種加工方法：G32直進式切削方法、G76斜進式切削方法和 G82 直進式切削方法，由于切削方

28、法的不同，編程方法不同，造成加工誤差也不 同。我們在操作使用上要仔細分析，爭取加工出精度高的零件。G32 直進式切削方法， 由于兩側刃同時工作， 切削力較大， 而且排削困難， 因此在切削時， 兩切削刃容易磨損。 在切削螺距較大的螺紋時，由于切削深度較大，刀刃磨損較快，從而造 成螺紋中徑產(chǎn)生誤差； 但是其加工的牙形精度較高， 因此一般多用于小螺距螺紋加工。 由于 其刀具移動切削均靠編程來完成， 所以加工程序較長； 由于刀刃容易磨損， 因此加工中要做 到勤測量。G76 斜進式切削方法， 由于為單側刃加工， 加工刀刃容易損傷和磨損， 使加工的螺紋面不 直，刀尖角發(fā)生變化，而造成牙形精度較差。但由于其為單側刃工作，刀具負載較小，排屑 容易， 并且切削深度為遞減式。 因此，此加工方法一般適用于大螺距螺紋加工。由于此加工 方法排屑容易，刀刃加工工況較好，在螺紋精度要求不高的情況下，此加工方法更為方便。在加工較高精度螺紋時， 可采用兩刀加工完成， 既先用 G76 加工方法進行粗車， 然后用 G32 加工方法精車。但要注意刀具起始點要準確，不然容易亂扣，造成零件報廢。G82 直進式切削方法，螺紋切削循環(huán)同 G32 螺紋切削一樣，在進給保持狀態(tài)下，該循環(huán) 在完成全部動作之后再停止動作。螺紋加工完成后可以通過觀察螺紋牙型判斷螺紋質量及時采取措施，當螺紋牙頂未尖時，