数控车床加工毕业设计

数控车床加工毕业设计 青岛滨海学院毕业设计 正 文 一、数控车床加工工艺 1、数控车床加工的工艺特点 数控车床加工与普通车床加工在许多方面遵循的大部分是相同的。但数控车床加工自动化程度高，加工精度高，加工质量稳定，对加工对象的适应性强，生产效率高，易于建立计算机通信网络。因此形成了数控车床加工工艺的自身特点。 2、数控车床加工工艺内容 (1)选择并确定适合在数控车床上加工的零件并确定工序内容。 (2)被加工零件图纸的数控加工工艺，明确加工内容与技术要求。 (3)确定零件加工反感，制定数控加工工艺路线，如划分工序、安排加工顺序等。 (4)设计数控加工工序，制定定位夹紧，划分工步，规划走刀路线，选择刀辅具，确定切削用量，计算工序尺寸及工差等。 (5)数控加工专用技术文件的编写。 二、图纸的分析及工艺处理 1、工艺分析 轴类零件是机械加工中必不可少的一类零件，在机械装配中起着非常重要的作用。工艺分析是为数控车削加工做前期的工艺准备工作。工艺制定的合不合理，对程序编制、机床的加工效率和零件加工精度都有重要的影响。该轴类零件的总 mm,右端长为108由R8mm的球头面、R5mm的圆弧面、公称直径30mm螺距为 。左端由一段直径为34mm的外圆柱面和一段直径为38mm的外2mm的外螺纹组成 圆柱面组成。左端内孔由一个R3的圆角、一个C2的倒角、直径分别为23mm的内圆柱面直径24mm组成。 零件图如下图所示 1 青岛滨海学院毕业设计 零件图 零件对面粗糙度有较高的要求，工件是总长为108mm，最大回转直径为38mm的轴类零件。轴的右端有球头面、圆弧面、外螺纹、锥角。轴的左端有内孔，孔里有公称直径为23mm的内螺纹，右端有球头面和螺纹不易装夹，因此可 ?外圆车刀先加工左端外轮廓，然后加工内孔，用直径为18mm的钻头钻孔，用93 用镗刀镗孔。然后倒转工件加工右端外轮廓，然后用切槽刀进行切槽，最后用60?外螺纹刀加工外螺纹。 在车削过程中先粗加工外轮廓，最后精加工时需要切削两次，以去除毛刺，提高表面质量。 2、工艺的处理 (1)毛坯选择 对于程序所涉及的图形，应该选择长度为110mm，最大回转直径为40mm，材料为45钢的毛坯件。 (2)零件预加工 零件毛坯在热处理前先进行粗车加工，为数控车削加工工序提供可靠的工艺基准:用车床三爪卡盘装夹零件，零件的内孔、外圆以及所在端面均留1mm左右的加工余量;数控编程任务书如下表1。 2 青岛滨海学院毕业设计 表1 数控编程任务书 2011年 3月 日 产品零件图号 07000-01 任务书编号 08数控2班 数控编程零件名称 轴 CK-2011-03 任务书 使用数控设备 数控车床 共1 页第1页 主要工艺说明及技术要求 1(数控车削加工零件的尺寸精度和表面质量均需达到图纸要求。 2(技术要求: (1)未注尺寸公差按IT12级; (2)去除毛刺飞边。 收到编程时间 年 月 日 经手人 编制 王正审核 编程 审核 批准 朋 (3)数控车削加工安装方式 零件采用机床本身标准的三爪卡盘，找正并夹紧，需进行两次装夹。第一次装夹夹住的部分为右端毛坯的外表面，加工左端外轮廓和内孔，第二次装夹夹住左端外圆柱面为防止划伤表面，在加工右端时，用铁皮或砂纸包住左端直径为34mm外圆柱面找正再进行加工。夹紧时一定要注意夹紧力的大小要适当，在夹紧时要防止工件左端变形。 (4)数控车削加工工序 数控车削分两次装夹完成切削加工:先使用93?外圆车刀先粗车再精车零件的左端处各部分尺寸，先加工外轮廓再加工内孔。换端面加工另一端，，同样是先粗加工后精加工。数控加工工艺卡见表2。 表2 数控加工工序卡 2011年 3月 9日 机械数控加工工序卡 产品名称或代号 零件名称 零件图号 厂 轴的加工 轴套 07000-01 3 青岛滨海学院毕业设计 工艺程序编夹具名称 夹具编号 使用设备 加工车间 序 号 号 P1234 三爪卡盘 P1000 数控车床 实训基地 工步工步内容 刀具号 刀具规格 主轴转进给速度背吃号 速mm/r 刀量 r/min mm 1 粗车左端外轮廓 T0101 80?外圆车刀 600 0.3 2 精车左端外轮廓 T0101 80?外圆车刀 1000 0.1 4 钻φ18的孔至30mm处 T0505 φ18mm的钻头 500 0.15 5 粗车左端内孔轮廓 T0202 80?内孔车刀 600 0.3 6 精车左端内孔轮廓 T0202 80?内孔车刀 1000 0.1 7 粗车右端外轮廓 T0101 80?外圆车刀 600 0.3 8 精车右端外轮廓 T0101 80?外圆车刀 1000 0.1 8 切槽刀切外槽 T0303 刀宽4毫米切300 0.05 槽刀 9 车右端外螺纹 T0404 60?螺纹车刀 250 2.0 (螺距) 编制 王正朋 审核 批准 第 1页 共1 页 (5)数控车削加工工具 T0101:93?外圆车刀;T0202:内孔车刀;T0303:刀宽4毫米切槽刀;T0404: 60?外螺纹刀;T0505:φ18mm的钻头 (6)切削用量的选择 切削用量主要考虑加工的尺寸精度和加工表面质量的要求并兼顾提高刀具 4 青岛滨海学院毕业设计 耐用度、机床寿命等因素。确定主轴转速，粗车外轮廓600r/mm，精车外轮廓 1000r/mm，粗车内孔轮廓600r/mm，精车内孔轮廓1000r/mm，车外螺纹250r/mm， 钻孔500r/mm。粗车进给速度为f=0.3mm/r，精车进给速度f=0.1mm/r。 三、数值的计算 1、外螺纹的计算 外螺纹大径:D=D-0.1P=30-0.1x2=29.8mm 外螺纹小径:D=D-1.3P=30-1.3x2=27.4mm。 四、程序的编制 采用手动编程，再编程的过程中要注意提高工作的效率为主，并且要保证工 件的尺寸精度和表面质量。 参考程序如下: O100 T0101 S600M04 G00X41.0Z50.0 G01Z0F0.1 X-1.0 G00X41.0Z5.0 G71U2.0R0.5 G71P10Q20U1.0W0F0.3 N10G00G42X0S1000 G01Z0F0.1 X30.0 X34.0Z-2.0 Z-35.0 X38.0W-2.0 W-5.0 N20X40.0 G00G40Z5.0 5 青岛滨海学院毕业设计 G70P10Q20 G00X40.0Z50.0 M00 T0202 S600M04 G00X12.0Z50.0 g00x12.0z5.0 G71U2.0R0.5 G71P30Q40U-1.0W0f0.3 N30G42g01x29.0f0.1 z0s800 G02X23.0Z-3.0R3.0 G01Z-20.0 N40X12.0 G70P30Q40 G00g40Z50.0 X50.0 M00 T0101 S600M04 G00X41.0Z50.0 Z0 G01X-0.1F0.1 G00X41.0Z5.0 G71U2.0W0.5 G71P50Q60U1.0W0F0.3 N50G42G00X0S1000 G01Z0F0.1 G03X16.0Z-6.78R8.0 6 青岛滨海学院毕业设计 G01X21.12Z-20.76F0.1 G02X29.8Z-25.0R5.0 G01z-58.0F0.1 X30.0 X38.0W-8.0 W-8.0 N60X40.0 G00G40X40.0Z5.0 G70P50Q60 G00X40.0Z50.0 M00 T0303 S300M04 G00X35.0 Z-55.0 G01X26.0F0.05 G04X1.0 G01X28.0F0.3 W-2.0 X26.0F0.05 G04X1.0 G01X28.0F0.3 W-1.0 X26.0F0.05 G04X1.0 G01X35.0F0.3 G00X50.0Z50.0 M00 T0404 7 青岛滨海学院毕业设计 S250M04 G00X30.0 Z-20.0 G92X29.8Z-53.0F2.0 X29.4 X28.8 X28.2 X27.6 X27.4 G01X32.0F0.1 G00X50.0Z50.0 M30 五、数控仿真加工操作 1、数控仿真系统的开启及回原点 进如数控仿真系统界面——按操控面板上得“急停”按钮——按“系统启动”——按“回原点”按钮——按“Z”按钮——按 “+”——按“X”——按 “+”——X,Z对应的指示灯亮.即完成上述操作. 2、数控仿真工件装夹及刀具的选择安装: (1)点击工具栏上“定义毛坯”——设置直径为40mmX110mm的45钢圆柱毛坯——点击“放置零件”——出现“选择零件”对话框——点选择毛坯——点“安装零件”——出现“移动零件”对话框——点击黄色“方向箭头”——使毛坯外伸90mm。 (2)外圆车刀T01的选择安装:点击工具栏上“选择刀具”——出现“刀具选择”对话框——选“1号刀位”——选择“VBMT160402刃长为16mm刀尖半径为0.2mm的35度菱形刀片”——选择刀柄为93度外圆右向横柄——点击“确定”完成操作。T02内孔车刀的选择和T01的选择基本是一样的，只是刀位号是“2号刀位”。 (3)切槽刀的选择安装:选择刀位号3——选择4mm宽的切槽刀——点击“确定”完成操作。 8 青岛滨海学院毕业设计 (4)外螺纹刀的选择安装:选择刀位号4——选择60度角的菱形刀片——选择“外圆刀柄”——点击“确定”完成操作。 3、数控仿真刀具的对刀 (1)按“MDI”键——PROGRAM——键入T0101——按“EOB”键——按“INSERT”键——按“循环启动”键，调出T01外圆车刀。 (2)将模式调到“手动模式”——按“主轴正转”按钮——车刀沿“Z轴负向以合适的背吃刀量切入”——保持X轴不变——按“主轴停止”——“测量”得X( )为直径值——按“编辑”键——按“OFFSETSETING”键——点击软键“形状”——在番号01区域输入“X( )”——点击软键“测量”完成X轴的对刀——按“主轴正转”——保持Z轴不变——X轴正向提刀——按“主轴停止”——点击工具栏“测量”得Z( )——将“Z( )+2=Z-k”—— 在番号01区域输入Z-k——点击软键“测量”完成Z轴的对刀。 (3)内孔车刀的对刀方式和外圆车刀是一样的，在这里不再赘述。 (4)切槽刀的对刀方式和外圆车刀的大体一样，只是在对Z方向上的时候，刀要切的薄一点，以免把刀损坏。 (5)螺纹刀的X轴的对刀方式与外圆车刀一样。在这里仅说一下Z轴的对刀:调到“手动方式”模式——按“主轴正转”按钮——调X,Z轴使螺 纹刀靠近圆柱有端面——调出手轮——调X,Z轴使刀尖刚好接触右端面的外圆——按“OFFSETSETING”键——点击软键“形状”—— 在番号04区域输入Z2.0——点击软键“测量”完成Z轴的对刀。 4、数控仿真程序的导入、试运行、首件试切及自动加工 (1)按“编辑”模式键——PROGRAM——点击软键“操作”——点击软键向右的黑色箭头——点击工具栏“DNC传送”——选择保存的程序——在操控面板上输入O100——点击软键“READ”——点击软键“EXEC”——程序被导入NC系统——呈现在CRT/MDI操控面板上。 (2)按“自动运行”模式——按“试运行”——按“CUSTOM”键——按“循环启动”键。如果不出现报警，则说明程序运行正常。可以用来加工零件。 (3)按“自动运行”模式——按单段——按“循环启动”键——不停地按直道完成加工——测量——修正。 9 青岛滨海学院毕业设计 (4)按“自动运行”模式——按“试运行——按“CUSTOM”键——按“循 环启动”键——自动加工。 5、仿真示意图 (1)、安装毛坯(如下图) (2)、用直径为18mm的钻头钻内孔(如下图) (3)、内孔车刀车削内孔(如下图) 10 青岛滨海学院毕业设计 (4)、外圆车刀车削左端外轮廓(如下图) (5)、掉转工件车削右端外轮廓(如下图) 11 青岛滨海学院毕业设计 精车外轮廓(如下图) 12 青岛滨海学院毕业设计 (6)、切槽刀进行切槽(如下图) (7)、螺纹刀加工螺纹(如下图) 13 青岛滨海学院毕业设计 (8)、工件的总体图(如下图) 七、实操的刀具安装及对刀操作 1、数控车刀在数控机床刀架上的安装条件及要求: (1)车刀刀尖和工件中心等高刀杆轴线和工件轴线垂直。如图1-2所示:切槽刀的安装时，其刀刃和工件中心等高，其刀身轴线和工件轴线垂直。 图1-2 刀具与工件的位置关系 合上机床电源开关，按下操控面板上的“系统启动”键，带系统界面稳定后，机床回零点。用三爪卡盘按要求稍微加紧工件，待工件找正后，加紧工件。 (2)车刀安装在刀架上，伸出部分不宜太长，伸出量一般为刀杆的1——1.5倍。伸出过长会使刀杆刚性变差，切削时易产生震动，影响工件的表面质量。 3)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( 螺钉压紧在车刀架上，并逐个轮流拧紧。 (4)车刀刀尖应与工件轴线等高，否则会因为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，当车刀刀尖高于工件轴线时，使后角减小，增大了车刀的后刀面与工件的摩擦;当车刀刀尖低于工件轴线时，使 14 青岛滨海学院毕业设计 前角减小，切削力增加，切削不顺利。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留有凸头。使用硬质合金车刀时，如不注意这一点，车削中心会使刀尖崩碎。 (5)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，如螺纹车刀安装歪斜，会使螺纹牙型半角产生误差。 2、刀具的对刀操作 (1)对外圆车刀:在操控面板上按“手摇”键，摇动手轮，使外圆车刀靠近工件，先端平右端面。在操控面板上按“OFFSETTING”键，再按软键“补偿”——“形状”在番号01所在的区域通过操控面板输入Z0，按软键“测量”完成Z轴的对刀。以一定的背吃刀量沿Z轴方向切入工件一部分，退出刀具合适的位置，用游标卡尺测量被切出的外圆表面为50.26mm，在上面的番号01区域输入X50.26,按软键“测量”完成X轴的对刀。 (2)对内孔车刀:将控制模式调到手摇，摇动手轮，使螺纹刀刀尖靠近工件右端面，微调螺纹刀使刀尖与右端面平齐。在上面番号05区域内输入Z2.0，按软键“测量”，完成Z方向的对刀。X轴的对刀方式和外圆车刀的对刀完全一样。 (3)对切槽刀:切槽刀的对刀方式和外圆车刀的大体一样，只是在对Z方向上的时候，刀要切的薄一点，以免把刀损坏。 (4)对外螺纹刀:将控制模式调到手摇，摇动手轮，使螺纹刀刀尖靠近工件右端面，微调螺纹刀使刀尖与右端面平齐。在上面番号06区域内输入Z2.0，按软键“测量”，完成Z方向的对刀。X轴的对刀方式和外圆车刀的对刀完全一样。 15 青岛滨海学院毕业设计 参考文献 (1)杨老记 . 机械制图. 北京:机械工业出版社, 1986 (2)余英良 . 数控加工编程及操作. 北京:高等教育出版社, 1989 (3)华茂发 . 数控机床加工工艺. 北京:机械工业出版社,1991 (4)伍友德 , 李先跃 .车刀刃磨技术第二版. 北京:化学工业出版社, 1992 (5)陆剑中(上海理工大学), 周志明(南京工程学院). 金属切原理与刀具. 北京:机械工业出版社,1994 (6)沈建峰 , 朱勤惠 . 数控加工生产实例. 北京:化学工业出版社, 1996 (7)陈于萍 , 高小康 . 互换性与测量技术第二版. 北京:高等教育出版社, 1998 (8)孙小捞 . 数控技术实训. 北京:机械工业出版社, 2001 16 青岛滨海学院毕业设计 致谢 经过半年的忙碌和工作，本次毕业设计已经接近尾声，作为一个专科生的毕业设计，由于经验匮乏，难免有许多考虑不周到的地方，如果没有导师的督促和指导，以及一起工作的同学们的支持，想要完成这个毕业设计时难以想象的。 在毕业设计创做过程中，得到了李莉芳老师的亲切关怀和耐心的指导。她严肃的教学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风深深感染和激励着我。从课题的选择到项目的完成，李老师始终给予我细心的指导和不懈的支持，是在宏程序的编程过程中，李老师经常抽出自己的时间给我讲解关于宏程序的知识，让我的专业知识更上一层楼。 多少个日日夜夜，李老师不仅在学业上给予我精心指导同时还在思想上、生活上给我以无微不至的关怀，除了敬佩李老师的专业水平外，她的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。在此谨向李老师致以诚挚的协议和崇高的敬意。 在毕业设计即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意～最后我还要感谢培养我长大含辛茹苦的父母，谢谢你们～ 最后还要感谢机电工程学院和我的母校—青岛滨海学院三年来对我的栽培学院“做事做到人人需要你，做人做到人人喜欢你”办学理念，对我以后的工作和学习有很大的帮助。 17