第一篇:轴类零件的数控加工工艺的编制及加工图毕业设计(范文)
轴类零件的数控加工工艺的编制及加工图毕业设计
文章来源:不详 作者:佚名
该文章讲述了轴类零件的数控加工工艺的编制及加工图毕业设计.兴、肖诗钢主编《切削用量手册》(第三版)机械工业出版社1994年
[10]刘杰华、任昭蓉主编《金属切削
与刀具实用技术》国防工业出版2006年
五.预期设计(论文)成果
(1)能够在数控车床上加工出我们的零件且保证加工精度及各方面的工艺要求。
(2)能够根据零件的程序编制进行零件加工。
(3)能通过零件的自检。
(4)工艺设计方案可通过可行性、经济性分析。
(5)设计的全过程需作好全面、准确、周密的文字记录与总结。
诚 信 声 明
本人郑重声明: 本人所呈交的毕业设计(论文)《轴“ title=”下一页">> >> >>| 类零件的数控加工工艺的编制及加工图》是在刘老师、闫老师两位教师的指导下,根据任务书的要求,独立撰写的。
本设计(论文)中所引用的其他个人或集体已发表的文字和研究成果,或为获得教育机构的学位或证书所使用过的材料,均已明确注明。
凡为本文的撰写所提供的各种形式的帮助,本人在致谢中已经明确表达了谢意。
本人完全意识到本声明的法律结果。
毕业论文(设计)作者签名:
2008年11月12日
目 录
摘 要 1 前 言 2 1.零件图工艺分析 3 1.1数控加工工艺基本特点 4 1.2设备选择 5 1.3确定零件的定位基准和装夹方式 5 1.3.1粗基准选择原则 5 1.3.2精基准选择原则 5 1.3.3定位基准 5 1.3.4装夹方式 5 1.4加工方法的选择和加工方案的确定 1.4.1加工方法的选择 6 1.4.2加工方案的确定 6 1.5工序与工歩的划分 7 1.5.1按工序划分 7 1.5.2工歩的划分 7 1.6确定加工顺序及进给路线 7 1.6.1零件加工必须遵守的安排原则 7 1.6.2进给路线 8 1.7刀具的选择 9 1.8切削用量选择 10 1.8.1背吃刀量的选择 10 1.8.2主轴转速的选择 10 1.8.3进给速度的选择 11 1.9编程误差及其控制 12 1.9.1编程误差 13 1.9.2误差控制 14 2.编程中工艺指令的处理 15 2.1常用G指令代码功能表 15 2.2常用M指令代码功能表 16 3.程序编制及模拟运行、零件加工或精度自检 17 3.1程序编制 17 3.2模拟运行 19 3.3零件加工 19 3.4精度自检 19 致 谢 20 设 计 小 结 21 附 录 22 轴类零件的数控加工工艺的编制及加工图
摘 要
数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术,数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造的渗透形成的机电一体化产品,即所谓的数字化装备,数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化,使制造业成为工业化的象征,而且随着数控技术的不但发展和应用领域的扩大他对归计民生的一些重要行业(IT、汽车、医疗、轻工等)的发展起着越来越重要的作用,因为这些行业所需要装备的数字化已是现代发展的大趋势.在我国加入WTO和对外开放进一步深化的新环境下,发展我国数控技术及装备是提高我国制造业信息化水平和国际竞争能力的重要性保证.数控加工与编程毕业设计是数控专业教学体系中构成数控加工技术专业知识及专业技能的重要组成部分,通过毕业设计使我们学会了对相关学科中的基本理论基本知识进行综合运用,同时使对本专业有较完整的系统的认识,从而达到巩固、扩大、深化所学知识的目的,培养和提高了综合分析问题和解决问题的能力以及培养了科学的研究和创新能力。
选这个题目的目的是它能体现出我对所学知识的掌握程度和灵活规范的运用所学知识,在我认为要成为一名合格的在学生,以自己的的思路用所学的知识来完成一份成功的毕业设计是必不可少的。此次的毕业设计主要解决的问题是零件的装夹、刀具的对刀、工艺路线的制订、工序与工步的划分、刀具的选择、切削用量的确定、车削加工程序的编写、机床的熟练操作。主要困难的是两次装夹中的水平Z向长度难以保证、切削|<< << < 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 > >> >>| 用量的参数设定、对刀的精度、工艺路线的制订。
运用数控原理、数控工艺、数控编程、专业软件等专业知识和数控机床实际操作的一次综合练习,能让我感触当代科学的前沿,体验数控魅力,为人们的生活带来方便,进一步认识数控技术,熟练数控机床的操作,掌握数控,开发数控内在潜力。
关键词:数控 数控技术 毕业设计
前 言
本次毕业设计是学院为了提高学生的数控技术及相关技能等综合运用能力,通过毕业设计和完成毕业论文也是学院对毕业生生毕业资格的审核条件,同时也为我们以后的工作打下理论基础,本次设计是由指导老师刘老师、闫老师精心指导下和六位同学的共同协作下完成的。
数控技术是数字程序控制数控机械实现自动工作的技术。它广泛用于机械制造和自动化领域,较好地解决多品种、小批量和复杂零件加工以及生产过程自动化问题。随着科技的迅猛发展,自动控制技术已广泛地应用于数控机床、机器人以及各类机电一体化设备上。同时,社会经济的飞速发展,对数控装置和数控机械要求在理论和应用方面有迅速的发展和提高。数控加工和编程毕业设计是数控专业教学体系中构成数控加工技术专业知识及专业技能的重要组成部分,通过毕业设计使我们学会了对相关学科中的基本理论、基本知识进行综合运用,同时使对本专业有较完整的、系统的认识,从而达到巩固、扩大、深化所学知识的目的,培养和提高了综合分析问题和解决问题的能力,以及培养了科学的研究和创造能力。
数控技术不断的发展,数控技术很快会普极中国工业基地,成为工业发展的标志,数控技术的成熟也是当代科技发展的标志,所以数控技术也是国家经济的体现,中国经济正加快向新兴工业化道路发展,制造业已成为国民经济的支柱产业。先进数控技术的广泛使用,导致数控应用型人才严重短缺、作为当代的数控技术的学者我感到无比的荣幸,又感到无比的艰巨。
本毕业设计内容主要是详细叙述利用数控车床来加工零件。大致包含了数控技术特点的阐述、零件的工艺的分析过程、加工中一些问题的解决方法、数控加工过程、、数控编程、机床操作与零件自检过程等,另外还有设计说明书、参考文献、毕业设计小结、致谢、附录等部分。
设计者以严谨务实的认真态度进行了此次设计,但由于知识水平与实际经验有限,时间又较为紧迫。在设计中难免会出现一些错误、缺点和疏漏,诚请各位评审老师给于批评和指正。
1.零件图工艺分析
零件车削工艺分析C-3所示,零件材料处理为:45钢,调制处理HRC26~36,下面对该零件进行数控车削工艺分析。
零件如图:
图1.1 零件图
考核要求:
以小批量生产条件编程。
不准用砂布及锉刀等修饰表面。
未注倒角0.5×45o。
未注公差尺寸按 GB1804-M。
5、有关参数:考生抽签决定按1~4组数据进行加工。
1组 2组 3组 4组 A 18 18.5 19 19.5 B 2828.52929.5C 16 16.5 17 17.5
D 20 20.5 21 21.5
E 2222.52323.5
1.1数控加工工艺基本特点 数控机床加工工艺与普通机床加工原则上基本相同,但数控机床是自动进行加工,因而有如下特点:①数控加工的工序内容比普通机床的加工内容复杂,加工的精度高,加工的表面质量高,加工的内容较丰富。②数控机床加工程序的编制比普通机床工艺编制要复杂些。这是因为数控机床加工存在对刀、换刀以及退刀等特点,这都无一例外的变成程序内容,正是由于这个特点,促使对加工程序正确性和合理性要求极高,不能有丝毫的差错。否则加工不出合格的零件。
在编程前我们一定要对零件进行工艺分析,这是必不|<< << < 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 > >> >>| 可少的一步,如图C3我要对该零件进行精度分析,选择加工方法、拟定加工方案、选择合理的刀具、确定切削用量。该零件由螺纹、圆柱、圆锥、圆弧、槽等表面组成,其中由较严格直径尺寸精度要求的如Φ28±0.02mm,ф5±0.04mm,27.5±0.04mm,粗糙度3.2μm,球面Sф30°的锥度等要求。
mm,轴线长度的精度如mm。可控制球面形状精度、经上面的分析,我可以采用一下几点工艺措施:
(1)零件上由精度较高的尺寸数据如圆柱ф28±0.02mm、ф5±0.04mm、27.5±0.04mm,球Sф
mm,轴向长度
mm,在加工时为了保证其尺寸精度应取其中间值分别取值为ф28mm、ф23.005mm长度5mm,27.5mm,球Sф29.015mm即可。[注:上述座标值是以半径值给出的。形式如(X,Z)](2)在轮廓曲线上,有四处圆弧依次相连,既过象限又改变进给方向的轮廓曲线。为了保证其轮廓曲线的准确性,我们通过计算到端部R5mm的圆弧与直线的切点坐标为(2.922,0),与RCmm的圆弧切点坐标为(7.791,-6.136),RC与SфBmm的切点坐标为(11.210,-20.791),SфBnmm与R5mm的切点为(12.271,-37.739),R5mm与фEmm的切点坐标为(11.5,-40.406)。[注:上述座标值是以半径值给出的。形式如(X,Z)。](3)为便于装夹,为了保证工件的定位准确、稳定,夹紧方面可靠,支撑面积较大,零件的左端是螺纹,中段最大的直径的圆柱ф28mm。右端是依次相连的圆弧,显然右端都是圆弧相连不可能装夹,所以应留在最后加工,应先装夹毛坯加工出左端螺纹及圆柱ф28mm。调头装夹ф28mm的圆柱加工右端圆弧,毛坯选ф30×120mm。
1.2设备选择
根据该零件的外形是轴类零件,比较适合在车床上加工,由于零件上既有切槽尺寸精度又有圆弧数值精度,在普通车床上是难以保证其技术要求。所以要想保证技术要求,只有在数控车床上加工才能保证其加工的尺寸精度和表面质量。由于本校现使用的是华中数控系统,所以利用现有资源。我选择在本校的数控机床HNC-CK6140加工该零件。数控机床HNC-CK6140实物图见附录一。
1.3确定零件的定位基准和装夹方式
1.3.1粗基准选择原则
(1)为了保证不加工表面与加工表面之间的位置要求,应选不加工表面作粗基准。
(2)合理分配各加工表面的余量,应选择毛坯外圆作粗基准。
(3)粗基准应避免重复使用。(4)选择粗基准的表面应平整,没有浇口、冒口或飞边等缺陷。以便定位可靠。
1.3.2精基准选择原则
(1)基准重合原则:选择加工表面的设计基准为定位基准;
(2)基准统一原则,自为基准原则,互为基准原则。
1.3.3定位基准
综合上述,粗、精基准选择原则,由于是轴类零件,在车床上只需用三抓卡盘装夹定位,定位基准应选在零件的轴线上,以毛坯ф35mm的棒料的轴线和右端面作为定位基准。
1.3.4装夹方式
数控机床与普通机床一样也要全里选择定位基准和夹紧应力求设计、工艺与编程计算的基准统一,减少装夹次数,尽可能在一次定位装夹后,加工出全部待加工表面,避免采用占机人工调整式加工方案,以充分发挥数控机床的效能。装夹应尽可能一次装夹加工出全部或最多的加工表面。由零件图可分析,我应先装夹毛坯ф30mm的棒料的一端,夹紧其40mm的长度加工螺纹。一直加工到零件右端的фEmm,然后将棒料卸下。装夹ф28mm的圆柱表面,加工另一端的圆弧。这样两次装夹即可完成零件的所有加工表面,且能保证其加工要求。装夹图如下:
图1.3.1 加工螺纹的装夹图
图1.3.2 加工圆弧的装夹图
1.4加工方法的选择和加工方案的确定
1.4.1加工方法的选择
加工方法的选择原则是在保证加工表面的加工精度和表面粗糙度的前提下,兼顾生产效率和加工成本。在实际选择中,要结合零件形状、尺寸大小、热处理要求和现有生产条件等全面考虑。因为该零件是轴类零|<< << < 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 > >> >>| 件,比较适合在车床上加工,又经过对零件图尺寸分析,尺寸精度比较高。如ф28±0.02mm,ф29mm,ф23mm等,在普通车床是难以保证其尺寸精度、表面粗糙度,所以应该选择在数控车床上加工。
1.4.2加工方案的确定
零件上精度比较高度表面加工,常常是通过粗加工、半精加工和精加工逐步达到的。该零件有两种加工方案:①直接用三抓卡盘装夹、调头加工。②用三抓卡盘装夹夹紧和自由端活动顶尖,经试验论证第二种方案装夹困难,对刀、退刀及换刀相当困难,所以在这里选择第一种方案加工,能够保证其技术要求。
1.5工序与工歩的划分
1.5.1按工序划分
工序划分有三种方法 ①按零件的装夹定位方式划分 ②按粗、精加工划分工序 ③按所用的刀具划分工序。
由于零件需要调头加工,如果按粗、精加工划分工序。在调头加工前后各有一次粗加工和精加工,显得比较繁琐,所以不可取;如果按所用的刀具划分工序,刀具有四把,虽然不多,但是在调头加工前后至少要重复使用三把刀,而同一把刀的两次粗、精加工分别在调头加工前后,加工内容不连续,所以也不合理,不易划分工序;只有按零件的装夹定位方式划分工序比较符合该零件的加工工序,且能保证两次装夹的位置精度,每一次装夹为一道工序。该零件只需调头前、后加工两道工序即可完成所有的加工表面,且能保证各尺寸精度及表面粗糙度。
1.5.2工歩的划分 因为每一把刀在粗加工的背吃刀量一致,在精加工中背吃刀量相同,不易划分工歩;这里选用加工不同的表面来划分工序就比较容易:
①车削螺纹端的工歩为:90°外圆车刀平端面─→右端面外圆车刀车削1.5×45°的倒角,фD×25mm─→端面ф28mm─→圆柱ф28mm─→30°的锥台面─→фE×10mm─→切槽刀切槽5×1.5mm─→外螺纹车刀车削MD×1.5mm。
②车削圆弧端的工歩为:90°外圆车刀平端面─→右端面外圆车刀圆弧R5mm─→圆弧RCmm─→球фBmm─→圆弧R5mm─→фE×5mm─→切槽刀切槽5×1.5mm 1.6确定加工顺序及进给路线
1.6.1零件加工必须遵守的安排原则
(1)基面先行 先加工基准面为后面的加工提供经基准面,所以我应线平右
端面作为基准面。
(2)先主后次 由于所加工的表面均为重要表面,所以应按照顺序从右到左
依次加工MD×1.5mm,ф28mm,фEmm螺纹调头后一次加工R5mm,фBmm,фEmm等。
(3)先粗后精 先车削去大部分的金属余量,再进行成形切削保证零件的尺
寸要求和质量要求。
(4)先面后孔 由于该零件没有孔,所以在该处不做考虑。1.6.2进给路线
在数控加工中,刀具好刀位点相对于工件运动轨迹称为加工路线。编程时,加工路线的确定原则主要有以下几点:
(1)加工路线应保证被加工零件的精度和表面粗糙度,且效率高;
(2)使数值计算简单,以减少编程工作量;
(3)应使加工路线最短,这样既可减少程序段,又可减少空行程时间。
(4)确定加路线时,还要考虑工件的加工余量和机床、刀具的刚度等情况,确定一次走刀,还是多次走刀来完成所有加工表面,具体综合上面进给线的特点再根据具体零件具体分析,我确定该零件的进给路线有两步如下图所示:
图1.6.1 零件轮廓
第一步: 车削带有的螺纹的一端,从右到左先粗车外形фDmmm、ф28mm、фEmm到槽5±0.04mm的左端面处后,精车外形路线统粗车一样,再换刀切削5×1.5mm的槽,最后再换刀切削螺纹。如图4.2螺纹加工路线。
图1.6.2 螺纹加工路线
第二步: 车削带有圆弧的一端,从右到左先粗车外形R5mm、RCmm、фBmm到фEmm后2mm后精车外形路线同粗车一样。最后切削5±0.04mm的槽。如图4.3螺纹加工路线。
图1.6.3 圆弧加工路线
1.7刀具的选择
刀具的选择是数控加工中重要的工艺内容之一,它不|<< << < 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 > >> >>| 仅影响机床的加工效率,而且直接影响加工质量。编程时,选刀具通常要考虑机床的加工能力、工序内容、工件材料等因素。与传统的加工方法相经,数控加工对刀具的要求更高。不仅要求精度高、刚度高、红硬性好、耐用度高,而且要求尺寸稳定、安装调整方便,能适应高速和大切削用量切削。选刀具时,要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸和形状相适应。接合零件轮廓相对还是较复杂,所以具体选刀如下:
1、平端面可选用90°WC-Co的硬质合金外圆车刀,粗车、精车及在这里我选择一把硬质合金右端面外圆车刀,为防止在进行圆弧切削时刀具的副后刀面与工件轮廓表面发生干涉(可用作图法检验),副偏角应选择Kr′大一点的,取Kr′=40°右端面外圆车刀的材料选择及Kr′值这里分别参照《金属切削与刀具实用技术》一书表1-1,表1-17。
2、切槽时由于零件中槽宽5±0.04mm,一般都选刀宽4mm,刀杆25×25mm材料为高速钢W18CrV4R的切断刀,切槽时选用4mm 刀宽即可。切槽刀的选择及型号这里分别参照《《金属切削与刀具实用技术》一书表1-3,表2-2。
3、切螺纹时为了保证其螺纹刀的强度这里选用W18CrV4R高速金60°外螺纹车刀,为了保证螺纹牙深,刀尖应小于轮廓最小圆弧半径Rε,Rε=0.15~0.2mm。刀具选材料参照《《金属切削与刀具实用技术》一书表1-3即可。
刀具表如表7-1所示:
表1.7.1 数控车加工刀具卡片
产品名称
考试件
或代号
刀具规
序号 刀具号
格名称 2 3 4 编制 T01 T02 T03 T04 90°硬质合金外圆车刀
右端面外圆车刀 高速钢切槽刀 60°高速钢外螺纹车刀 陈谦
审核 1 1 1
平端面、粗车轮廓 精车轮廓 切槽 车削螺纹 批准
共1页
数量
加工表面
零件名称
轴类零件
零件图号
GDSKC 020107 备注
右偏刀 右偏刀
第1页
1.8切削用量选择 切削用量包括主轴转速(切削速度)、切削深度或宽度、进给速度(进给量)等。对于不同的加工方法,需选择不同的切削用量,并应编入程序单内。
合理选择切削用量的原则是:粗加工是,一般以提高生产率为主,但也考虑经济性和加工成本;精加工进,应在保证加工质量的前提下,兼顾切削效率、经济性加工成本。具体数值应根据机床说明书、切削用量手册,并结合经验而定。
1.8.1背吃刀量的选择
零件轮廓粗车循环时选ap=2mm,精加工时选ap=0.2mm,螺纹粗车时选ap=0.4mm,逐刀减少粗车4次后,精车时选ap=0.1mm。这里粗车ap值、精车ap值都是《金属切削与刀具实用技术》一书。
1.8.2主轴转速的选择
粗车直线和圆弧时n=800r/min,精车时n=1500r/min,切槽时n=600r/min,切螺纹时n=300r/min,精车时选n=300r/min。粗车和精车的主轴转速的选取都是根据平时上课所讲的及前人的实践经验所给定的。
1.8.3进给速度的选择
粗车直线、圆弧时选F=150mm/min,精车时选F=50mm/min,切槽时选F=8mm/min,粗车螺纹时选F=100mm/min,精车时选F=50mm/min。参照《数控加工与编程》一书表1-2选取。综上所述,零件的数控车削工艺分析的内容,并将其填入在表 8-1 所示的数控工艺卡上。工艺卡片上其主要内容有:工步分析、工步内容、各工步所用的主轴转速、刀具及进给速度。
表1.8.1 数控车削加工工艺卡片
单位 名称 工序号 001 工步号 鄂东职业 技术学院 程序编号
工步内容
对刀、平端面及试切外圆 从右至左
产品名
零件名称
称及代号 考试件 夹具名称 三抓卡盘
刀具规
刀具号
格/mm
轴类零件 使用设备 华中数控CK6140 主轴转速/(r·min-1)500
进给速度/(mm·min-1)50
GDSKC020107 车间
数控实训基地 背吃刀量/mm
备注
零件图号 T01 25×25 手动 粗车轮廓 从右至左 精车轮廓 5 6 编制 切槽 粗车螺纹 精车螺纹 陈谦 审核
T02 25×25 800 150 2 自动
T02 T03 T04 T04 批准
25×25 25×25 25×25 25×25
1000 800 300 300
8
0.2 自动
1.5 min/r 自动
共1页
自动
第1页
2008年10月23日
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表1.8.2 数控车削加工工序卡片
鄂东职业技术学院
程序
工序号
编号
001 数控加工工艺产品名称或代号 卡 夹具名称 三抓卡盘
夹具编号
加工面
刀具号
零件名称 材料
45钢
零件图号 GDSKC020107 车间
备注
HNC-6140 刀具规格/mm 工步号 工步内容
主轴转速进给速度/背吃刀量/(r/min)(mm/min)/mm 1 对刀平端面及试切ф30mmr外圆
毛坯表面 T01 2 粗车倒角1.5×45°mm 倒角面 粗车фMD×25mm фD的圆柱面 T02 3 粗车ф28mm的端面 ф28的端面 T02 4 粗车ф28×13.169mm的圆柱ф28的圆柱表表面
面 T02 5 粗车ф30°的锥面 °30锥面 T02 6 粗车фE×10mm фE的外圆柱表面 T02 7 精车倒角1.5×45°mm 倒角面
T02 8 精车фMD×25mm фD的圆柱面 T02 9 精车ф28mm的端面 ф28的端面 T02 10 精车ф28×13.169mm的圆柱ф28的圆柱表表面
面 T02 11 精车30°的锥面 30°锥面 T02 12 精车фE×10mm фE的外圆柱表面 T02 13 切槽5×1.5mm ф18的外圆柱表面 T03 14 粗车фMD×1.5mm фMD×1.5螺纹面 T04 15 精车фMD×1.5mm фMD×1.5螺纹面 T04 002
平右端面
右端面 T01 2 粗车R5mm的圆弧 R5的曲面 T02 3 粗车RCmm 的圆弧 RC 的曲面 T02 4 粗车SфBmm的球面 车SфB的球面 T02 5 粗车R5mm的圆弧 R5的曲面 T02 6 粗车фE×4.406mm фE的圆柱面 T02 7 精车R5mm的圆弧 R5的曲面 T02 8 精车RCmm 的圆弧 RC 的曲面 T02 9 精车SфBmm的球面 SфB的球面 T02 10 精车R5mm的圆弧 R5的曲面 T02 11 精车фE×4.406mm фE的圆柱面 T02 12 切槽5±0.04mm
фA的圆柱表面 T03 编制 陈谦 审核
批准|<< << < 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 > >> >>| 1.9编程误差及其控制
25×25 500 25×25 800 150 25×25 800 150 25×25 800 150 25×25 800 150 25×25 800 150 25×25 800 150 25×25 1000 50 25×25 1000 50 25×25 1000 50 25×25 1000 50 25×25 1000 50 25×25 1000 50 25×25 800 8 25×25 300 50 25×25 300 50
25×25 800 50 25×25 800 150 25×25 800 150 25×25 800 150 25×25 800 150 25×25 800 150 25×25 1000 50 25×25 1000 50 25×25 1000 50 25×25 1000 50 25×25 1000 50 25×25 800
共
页
手动 2 自动 2 自动 2 自动 2 自动 2 自动 2 自动 0.2 自动 0.2 自动 0.2 自动 0.2 自动 0.2 自动 0.2 自动
自动
自动
自动
手动 2 自动 2 自动 2 自动 2 自动 2 自动 0.2 自动 0.2 自动 0.2 自动 0.2 自动 0.2 自动
自动
第 1页
1.9.1编程误差
编程阶段的误差是不可避免的,误差来源主要有三种形式:近似计算误差、插补误差、尺寸圆整误差,直接影响加工尺寸精度,本次加工主要误差是计算误差与圆弧相切的切点坐标及未知交点坐标值。我们是经过笔算的数值,存在着较大的误差。
1.9.2误差控制
为了尽可能的减少笔算误差,我们采取在AutoCAD上按其尺寸精度绘出零件图,再利用“工具” ─→“查询” ─→“点坐标”捕捉各圆弧切点坐标,其精度达到0.001级,这样能有效地将误差控制在(0.1~0.2)倍的零件公差值内。
2.编程中工艺指令的处理
2.1常用G指令代码功能表
。零件来调参图表2.1.1 数控车床G功能指令(HNC-22T)
代码 *G00 G01 G02 G03 G33 G04 G07 *G11 G12 *G17 G18 G19 G20 组 意义
直线插补 01 顺圆插补
逆圆插补 螺纹切削 00 暂停延时 16 虚轴设定 07 单段允许 单段禁止
代码 G29 *G40 G41 G42 G43 G44 *G49 *G50
组 00
意义 回参考点 参考点返回 刀径补偿取消 刀径左补偿 刀径右补偿 刀长正补偿
代码 G52 G53 *G54~G59 G92 G65
组 00
意义
局部坐标系设定 机床坐标系编程 工件坐标系1~6选择 工件坐标系设定 快速点定位 G28
09 11 00
宏指令调用
XY加工平面 G51 02 ZX加工平面 G24 YZ加工平面 *G25 08 英制单位
G68
04 03 05 注:①表内00组为非模态代码;只在本程序内有效。其他组为模态指令,一次制定后持续有效,直到被其他组其他代码所取代。
②标有*的G代码为数控系统通电启动后的默认状态。
2.2常用M指令代码功能表
表2.1.2 常用M指令代码
代码 M00 M01 M02 M03 M04 M05 作用时间 组别 意义 ★ ★ ★ # # ★ a 00 00
代码 作用时间 组别 意义
# # ★
b 00
代码 作用时间 组别 意义 ★ ★ ★
00 00 00 00
主轴准停 程序结束并返回 更换工件 子程序调用 子程序返回 程序暂停 M06 条件暂停 M07 程序结束 M08 主轴正转 M09 主轴反转 M10 主轴停转 M11
自动换刀 M19 开切削液 M30 开切削液 M60 关切削液 M98 夹紧 松开
M99
c 注:①表内00组为非模态代码;其余为模态代码,同驵可相互取代。
②作用时间为“★”号者,表示该指令功能在程序段指令运动完成后开始作用;为“# ”号者,则表示该指令功能与程序段指令运动同时开始。
3.程序编制及模拟运行、零件加工或精度自检
3.1程序编制
程序段号 程序内容 001 N01 N02 N03 N04 %0001 T0101 M03S800 G00X35Z3 M08
程序注释 ;程序起始行 ;右端面外圆车刀 ;主轴正转 ;循环起点 ;开切削液 N05 G71U1R2P06Q13X0.2Z0.2F150 N06 G00X18Z3S1000 N07 G01Z0F50 N08 X21Z-1.5 N09 Z-25 N10 X28 N11 Z-38.169 N12 X23.05Z-47.5 N13 G01W-10 N14 G00X100 N15 Z100 N16 T0202 N17 G00X32Z-25 N18 G01X18F10 N20 G04P3 N21 G00X25 N22 W1.5 N23 G01X21 N24 X18W-1.5 N25 G04P3 N26 G00X100 N27 Z100 N28 T0303 N29 G00X30Z3S300 N30 G76C2R2E3A60X19.04Z-22K0.974U0.32V0.16Q0.5F1.5 N31 G00X100Z100 N32 M09 N33 M05 N34 M30 002 %0001 N01 T0101 N02 M03S800 N03 G00X30Z3 N04 M08 N05 G71UI1R2P06Q12E0.2F200 N06 G00X5.844Z3S1000 N07 G01Z0F80 N08 G03X15.582Z-6.136R5 N09 G02X22.420Z-20791R17 N10 G03X24.542Z-37.739R14.508 N11 G02X23.05Z-40.406R5 N12 G01Z-44 N13 G000X100 N14 Z100
;粗车轮廓 ;快速定位 ;精车起点 ;精车倒角 ;精车ф21的外圆 ;精车ф28的端面 ;ф28的外圆表 ;30°的锥面 ;фE的外圆面 ;退刀快速定位 ;退刀快速定位 ;换切槽刀 ;快速定位 ;切槽至ф18 ;暂停修光 ;快速定位 ;快速定位 ;倒角起点 ;倒角1.5 ;暂停修光 ;退刀快速定位 ;退刀快速定位 ;换外螺纹车刀 ;车螺纹循环起点 ;车螺纹 ;退刀快速定位 ;关切削液 ;主轴停转 ;程序结束并返回
;右端面外圆车刀 ;主轴正转 ;循环起点 ;开切削液 ;粗车轮廓 ;快速定位 ;精车起点 ;精车R5的圆弧 ;精车R17的圆弧 ;精车ф29的圆弧 ;精车R5的圆弧 ;фE的外圆面 ;退刀快速定 ;退刀快速定位 N15 N16 N17 N18 N19 N20 N21 N22 N23 N24 N25 N26 N27 T0202 G00X35Z-46.5 G01X19F10 G04P3 G00X35 Z-47.5 G01X19 G04P3 G00X100 Z100 M09 M05 M30
;换切槽刀 ;快速定位 ;切槽至ф19 ;暂停修光 ;退刀 ;快速定位 ;切槽至ф19 ;暂停修光 ;退刀 ;退刀 ;关切削液 ;主轴停转 ;程序结束并返回
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注:程序编制中有关数值单位一律采用毫米(mm)制
3.2模拟运行
数控加工程序编制好后将其输入数控车床,然后对刀,在将机床锁住进行程序校验,仔细观察其模拟加工路线是否有干涉、过切、出错等现象,若有应及时对程序错误处进行修改,修改后保存,再次调出修改后的程序进行校验,直到程序万无一失,没有任何错误的情况下方可进行自动加工。注:这个环节是必不可少的,否则会发生打刀等损坏机床其它部件的情况,直接影响机床的加工精度及寿命,更严重的是存在人身安全隐患。
3.3零件加工
装夹好毛坯,调出编制好的程序,直接进行自动加工直至程序结束。
3.4精度自检
将加工好的零件卸下,用游标卡尺、千分尺对零件的尺寸精度及粗糙度进行检测。看是否达到零件的技术要求即可。致 谢
经过这次的毕业设计,让我深刻的体会到什么叫做作真正的学以置用,这正是我们做学问真正的目的,也正是大多数学者难以做到的一点。
在课堂上学到的都是以理论为主,实践为辅,而现实生活中不论是做什么事情都是以理论为办事依据,实际行动为主。比如:我们的毕业设计就是要以理论知识为原则来设计自已的数控车削加工过程,然后再根据你的设计步骤来进行实践验正,看实践操作是否满足工艺过程和技术要求,若不行则要进行多次修改直到合格为止。在这里我学到了做任何事情要细心、认真、有耐心,考虑每一个细节问题要全面周到。
在设计期间,我们以小组为单位,遇到问题一起分析,找出关键地方,使我们能在较短的时间内找到解决方案,让我们在零件的加工实践操作中和工艺方面的分析得到进一步的认识,也看到了互相学习钻研和拼搏的精神,我的毕业是经过一次又一次的修改和反复的验正,最后在老师的批准下,毕业设计终于合格了。我的毕业设计之所以能圆满的完成是在得到指导老师刘老师、闫老师精心指导下和我们组的其他成员汪卫、张行、倪新、曾旭、金涛同学的互相帮助下完成的,在这里我要忠心的感谢我们的指导老师刘老师、闫老师的精心指导以及我们组其他成员的帮助。我还要真诚的祝福各老师在以后的岁月里身体健康、步步高升;祝福同学们在今后的人生道路上工作顺利、事业有成。
设 计 小 结
在开始做毕业设计前,我认真阅读了毕业设计指导书,对零件图进行仔细的分析,从而在设计前有一个清晰的思路,也为我的设计打下了基础,使我的开题报告能顺利的完成。开题报告完成后,接着开始进行正文的撰写,设计也就正式开始了,首先我们对零件进行了工艺分析,如毛坯尺寸大小的确定和材料的确定,选择合适的加工方案法,拟定加工方案,选择合适的夹具、刀具与切削用量的确定等。在工艺分析上,让我们巩固了在大一大二时学的机械制造、机械制图、机械设计、公差与配合、金属工艺CAD绘图等专业课程,是我更好把各专业课相结合起来去完成毕业设计。随着毕业设计做完,也将意味我的大学生活即将结束,但在这段时间里面我觉得自己是努力并快乐的。在繁忙的的日子里面,曾经为解决技术上的问题,而去翻我所学专业的书籍。经过这段时间我真正体会了很多,也感到了很多。
在两年的大学生活里,我觉得大多数人对本专业的认识还是不够,在大二期末学院曾为我们组织了三个星期的实习,为了更深入的理解并掌握大学的专业知识,加强专业技能。我选择的毕业设计课程是:轴类零件加工。通过次此的分析,需要对刀具的切削参数进行计算等方面的问题给予考虑,这些方面的知识都需要我们去复习以前的知识,在对以前学的知识进行初步系统回顾之后,大脑形成一初步的印象。各专业课之间相关联的知识也能很好的理解。
在这次毕业设计中,给我最大的体会就是熟练的操作技能来源我们平时对专业知识的掌握程度。比如,我们想加快编程速度,除了对各编程指令的熟|<< << < 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 > >> >>| 练掌握外,还得需要你必须掌握零件的工艺方面的知识,对夹具刀具切削用量参数的设定我们必须清楚。
在设计中得到了老师和小组同学的指导与帮忙,非常谢谢!回顾这一个月的设计历程,太多的感想和心得是无法用文字来表达的。每次在遇到难点问题并通过自己的不断努力克服难关时,那份成就感,那种喜悦之情是别人无法体会到的。看到身边的同学都是那么认真投入,相互支持和鼓励的奋进,想像我们以后在工作中也会有这种拼搏的精神。附 录
华中数控车床实物图
游标卡尺实物图
第二篇:轴类零件的数控加工工艺的编制及加工图毕业设计
Ads地方第三方谁的轴类零件的数控加工工艺的编制及加工图
一.课题介绍
1.目 的
经过两年多的专业知识学习我掌握了一定的基本知识,毕业设计是对我前两年专业知识的综合也是一次回顾,把所学的理论知识灵活的运用到实践操作中来这样更能强化我对专业知识更深一步的理解。
(1)数控加工与编程毕业设计是数控专业教学体系中构成数控加工技术专业知识及专业技能的重要组成部分。
(2)是运用数控原理、数控工艺、数控编程、专业软件等专业知识和数控机床实际操作的一次综合实训练习。
(3)对教学计划和课程设计的一次总结。
2.任务
(1)确定加工方法的选择与加工方案
(2)确定零件的安装与夹具的选择
(3)工步与工序的划分
(4)刀具的选择与切削用量的确定(5)对刀点和换刀点的确定
(6)加工路线的确定
(7)编程误差及其控制
(8)通过编程及加工出满足题目所要求精度的零件
3.拟重点解决的问题
(1)零件的装夹
(2)刀具的对刀
(3)工艺路线的制订
(4)工序与工步的划分
(5)刀具的选择
(6)切削用量的确定
(7)车削加工程序的编写
(8)机床的熟练操作
二.主要内容
1.主要技术指标(1)以小批量生产条件编程。
(2)不准用砂布及锉刀等修饰表面③。
(3)未注倒角采用0.5×45o。
(4)未注公差尺寸按 GB1804-M。
2.设计方案、设计方法、设计手段
(1)设计方案
直接用三爪卡盘装夹,加工螺纹一端,再调头加工圆弧一端.①装夹工件右端约40 mm 处,用90硬质合金外圆车刀手动平端面1mm,再换右端面外圆车刀用G71指令加工至фE×10mm,再换切槽刀切槽5×1.5mm,然后换螺纹刀加工螺纹。②将工件调头用铁皮将切槽处包住装夹该处, 先用车刀手动平端面约18mm,再用外圆车刀G71指令加工至5×1.5mm点。
(注:设计方案的具体装夹图见开题报告。)
(2)设计方法
①先对图纸进行分析确定该零件适合在哪类型的数控机床上加工比较合理 ②再根据我两年来所学的专为业知识对零件进行工艺分析 ③最后编写加工程序并对它进行校验 ④校验无误后即可进行数控自动加工。
(3)设计手段 每六个人成为一组,每个组选一个题目,每个组都有一位指导老师辅导着我们做所选的题目的毕业设计,要求每个人都要做出一份全格的毕业设计。
3.主要工作程序
(1)开机
(2)调试MDI(3)输入加工程序
(4)装夹毛胚件
(5)对刀
(6)程序校验
(7)自动加工
三.主要仪器设备
HNC-CK6140 游标卡尺
其它的辅助工具
四.主要资料及参考文献
[1]詹华西编 《数控加工与编程》西安电子科技大学出版社 2004年
[2]李华编 《机械制造技术》 高等教育出版社,2006年
[3]薛彦成主编《公差配合与技术测量》北京机械工业出版社 1999年
[4]吕士峰、王士柱主编《数控加工工艺》北京国防工业出版社 2006年
[5]李澄,闻百桥主编 《机械制图》 北京高等教育出版社 2003年
[6]方新主编《数控机床与编程》 高等教育出版社 2007年
[7]袁哲俊主编《金属切削刀具》(第三版)上海科学技术出版社1993年
[8]聂建武主编《金属切削与机床》西安电子科技大学出版社2006年
[9]艾
兴、肖诗钢主编《切削用量手册》(第三版)机械工业出版社1994年
[10]刘杰华、任昭蓉主编《金属切削
与刀具实用技术》国防工业出版2006年
五.预期设计(论文)成果
(1)能够在数控车床上加工出我们的零件且保证加工精度及各方面的工艺要求。(2)能够根据零件的程序编制进行零件加工。
(3)能通过零件的自检。
(4)工艺设计方案可通过可行性、经济性分析。
(5)设计的全过程需作好全面、准确、周密的文字记录与总结。
诚 信 声 明
本人郑重声明:
本人所呈交的毕业设计(论文)《轴“ title=”下一页">> >> >>| 类零件的数控加工工艺的编制及加工图》是在刘老师、闫老师两位教师的指导下,根据任务书的要求,独立撰写的。
本设计(论文)中所引用的其他个人或集体已发表的文字和研究成果,或为获得教育机构的学位或证书所使用过的材料,均已明确注明。
凡为本文的撰写所提供的各种形式的帮助,本人在致谢中已经明确表达了谢意。
本人完全意识到本声明的法律结果。
毕业论文(设计)作者签名:
2008年11月12日
目 录 摘 要 1 前 言 2 1.零件图工艺分析 3 1.1数控加工工艺基本特点 4 1.2设备选择 5 1.3确定零件的定位基准和装夹方式 5 1.3.1粗基准选择原则 5 1.3.2精基准选择原则 5 1.3.3定位基准 5 1.3.4装夹方式 5 1.4加工方法的选择和加工方案的确定 1.4.1加工方法的选择 6 1.4.2加工方案的确定 6 1.5工序与工歩的划分 7 1.5.1按工序划分 7 1.5.2工歩的划分 7 1.6确定加工顺序及进给路线 7 1.6.1零件加工必须遵守的安排原则 7 1.6.2进给路线 8 1.7刀具的选择 9 1.8切削用量选择 10 1.8.1背吃刀量的选择 10 1.8.2主轴转速的选择 10 1.8.3进给速度的选择 11 1.9编程误差及其控制 12 1.9.1编程误差 13 1.9.2误差控制 14 2.编程中工艺指令的处理 15 2.1常用G指令代码功能表 15 2.2常用M指令代码功能表 16 3.程序编制及模拟运行、零件加工或精度自检 17 3.1程序编制 17 3.2模拟运行 19 3.3零件加工 19 3.4精度自检 19 致 谢 20 设 计 小 结 21 附 录 22 轴类零件的数控加工工艺的编制及加工图
摘 要
数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术,数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造的渗透形成的机电一体化产品,即所谓的数字化装备,数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化,使制造业成为工业化的象征,而且随着数控技术的不但发展和应用领域的扩大他对归计民生的一些重要行业(IT、汽车、医疗、轻工等)的发展起着越来越重要的作用,因为这些行业所需要装备的数字化已是现代发展的大趋势.在我国加入WTO和对外开放进一步深化的新环境下,发展我国数控技术及装备是提高我国制造业信息化水平和国际竞争能力的重要性保证.数控加工与编程毕业设计是数控专业教学体系中构成数控加工技术专业知识及专业技能的重要组成部分,通过毕业设计使我们学会了对相关学科中的基本理论基本知识进行综合运用,同时使对本专业有较完整的系统的认识,从而达到巩固、扩大、深化所学知识的目的,培养和提高了综合分析问题和解决问题的能力以及培养了科学的研究和创新能力。
选这个题目的目的是它能体现出我对所学知识的掌握程度和灵活规范的运用所学知识,在我认为要成为一名合格的在学生,以自己的的思路用所学的知识来完成一份成功的毕业设计是必不可少的。
此次的毕业设计主要解决的问题是零件的装夹、刀具的对刀、工艺路线的制订、工序与工步的划分、刀具的选择、切削用量的确定、车削加工程序的编写、机床的熟练操作。主要困难的是两次装夹中的水平Z向长度难以保证、切削|<< << < 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 > >> >>| 用量的参数设定、对刀的精度、工艺路线的制订。
运用数控原理、数控工艺、数控编程、专业软件等专业知识和数控机床实际操作的一次综合练习,能让我感触当代科学的前沿,体验数控魅力,为人们的生活带来方便,进一步认识数控技术,熟练数控机床的操作,掌握数控,开发数控内在潜力。
关键词:数控 数控技术 毕业设计
前 言
本次毕业设计是学院为了提高学生的数控技术及相关技能等综合运用能力,通过毕业设计和完成毕业论文也是学院对毕业生生毕业资格的审核条件,同时也为我们以后的工作打下理论基础,本次设计是由指导老师刘老师、闫老师精心指导下和六位同学的共同协作下完成的。
数控技术是数字程序控制数控机械实现自动工作的技术。它广泛用于机械制造和自动化领域,较好地解决多品种、小批量和复杂零件加工以及生产过程自动化问题。随着科技的迅猛发展,自动控制技术已广泛地应用于数控机床、机器人以及各类机电一体化设备上。同时,社会经济的飞速发展,对数控装置和数控机械要求在理论和应用方面有迅速的发展和提高。数控加工和编程毕业设计是数控专业教学体系中构成数控加工技术专业知识及专业技能的重要组成部分,通过毕业设计使我们学会了对相关学科中的基本理论、基本知识进行综合运用,同时使对本专业有较完整的、系统的认识,从而达到巩固、扩大、深化所学知识的目的,培养和提高了综合分析问题和解决问题的能力,以及培养了科学的研究和创造能力。
数控技术不断的发展,数控技术很快会普极中国工业基地,成为工业发展的标志,数控技术的成熟也是当代科技发展的标志,所以数控技术也是国家经济的体现,中国经济正加快向新兴工业化道路发展,制造业已成为国民经济的支柱产业。先进数控技术的广泛使用,导致数控应用型人才严重短缺、作为当代的数控技术的学者我感到无比的荣幸,又感到无比的艰巨。
本毕业设计内容主要是详细叙述利用数控车床来加工零件。大致包含了数控技术特点的阐述、零件的工艺的分析过程、加工中一些问题的解决方法、数控加工过程、、数控编程、机床操作与零件自检过程等,另外还有设计说明书、参考文献、毕业设计小结、致谢、附录等部分。设计者以严谨务实的认真态度进行了此次设计,但由于知识水平与实际经验有限,时间又较为紧迫。在设计中难免会出现一些错误、缺点和疏漏,诚请各位评审老师给于批评和指正。
1.零件图工艺分析
零件车削工艺分析C-3所示,零件材料处理为:45钢,调制处理HRC26~36,下面对该零件进行数控车削工艺分析。
零件如图:
图1.1 零件图
考核要求:
以小批量生产条件编程。
不准用砂布及锉刀等修饰表面。未注倒角0.5×45o。
未注公差尺寸按 GB1804-M。
5、有关参数:考生抽签决定按1~4组数据进行加工。
1组 2组 3组 4组 A 18 18.5 19 19.5
B 2828.52929.5C 16 16.5 17 17.5
D 20 20.5 21 21.5
E 2222.52323.5
1.1数控加工工艺基本特点
数控机床加工工艺与普通机床加工原则上基本相同,但数控机床是自动进行加工,因而有如下特点:①数控加工的工序内容比普通机床的加工内容复杂,加工的精度高,加工的表面质量高,加工的内容较丰富。②数控机床加工程序的编制比普通机床工艺编制要复杂些。这是因为数控机床加工存在对刀、换刀以及退刀等特点,这都无一例外的变成程序内容,正是由于这个特点,促使对加工程序正确性和合理性要求极高,不能有丝毫的差错。否则加工不出合格的零件。
在编程前我们一定要对零件进行工艺分析,这是必不|<< << < 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 > >> >>| 可少的一步,如图C3我要对该零件进行精度分析,选择加工方法、拟定加工方案、选择合理的刀具、确定切削用量。该零件由螺纹、圆柱、圆锥、圆弧、槽等表面组成,其中由较严格直径尺寸精度要求的如Φ28±0.02mm,ф轴线长度的精度如5±0.04mm,27.5±0.04mm,粗糙度3.2μm,球面Sф可控制球面形状精度、30°的锥度等要求。
mm,mm。经上面的分析,我可以采用一下几点工艺措施:(1)零件上由精度较高的尺寸数据如圆柱ф28±0.02mm、ф长度5±0.04mm、27.5±0.04mm,球Sф
mm,轴向
mm,在加工时为了保证其尺寸精度应取其中间值分别取值为ф28mm、ф23.005mm长度5mm,27.5mm,球Sф29.015mm即可。[注:上述座标值是以半径值给出的。形式如(X,Z)](2)在轮廓曲线上,有四处圆弧依次相连,既过象限又改变进给方向的轮廓曲线。为了保证其轮廓曲线的准确性,我们通过计算到端部R5mm的圆弧与直线的切点坐标为(2.922,0),与RCmm的圆弧切点坐标为(7.791,-6.136),RC与SфBmm的切点坐标为(11.210,-20.791),SфBnmm与R5mm的切点为(12.271,-37.739),R5mm与фEmm的切点坐标为(11.5,-40.406)。[注:上述座标值是以半径值给出的。形式如(X,Z)。](3)为便于装夹,为了保证工件的定位准确、稳定,夹紧方面可靠,支撑面积较大,零件的左端是螺纹,中段最大的直径的圆柱ф28mm。右端是依次相连的圆弧,显然右端都是圆弧相连不可能装夹,所以应留在最后加工,应先装夹毛坯加工出左端螺纹及圆柱ф28mm。调头装夹ф28mm的圆柱加工右端圆弧,毛坯选ф30×120mm。
1.2设备选择
根据该零件的外形是轴类零件,比较适合在车床上加工,由于零件上既有切槽尺寸精度又有圆弧数值精度,在普通车床上是难以保证其技术要求。所以要想保证技术要求,只有在数控车床上加工才能保证其加工的尺寸精度和表面质量。由于本校现使用的是华中数控系统,所以利用现有资源。我选择在本校的数控机床HNC-CK6140加工该零件。数控机床HNC-CK6140实物图见附录一。
1.3确定零件的定位基准和装夹方式
1.3.1粗基准选择原则
(1)为了保证不加工表面与加工表面之间的位置要求,应选不加工表面作粗基准。
(2)合理分配各加工表面的余量,应选择毛坯外圆作粗基准。
(3)粗基准应避免重复使用。
(4)选择粗基准的表面应平整,没有浇口、冒口或飞边等缺陷。以便定位可靠。
1.3.2精基准选择原则
(1)基准重合原则:选择加工表面的设计基准为定位基准;
(2)基准统一原则,自为基准原则,互为基准原则。
1.3.3定位基准
综合上述,粗、精基准选择原则,由于是轴类零件,在车床上只需用三抓卡盘装夹定位,定位基准应选在零件的轴线上,以毛坯ф35mm的棒料的轴线和右端面作为定位基准。1.3.4装夹方式
数控机床与普通机床一样也要全里选择定位基准和夹紧应力求设计、工艺与编程计算的基准统一,减少装夹次数,尽可能在一次定位装夹后,加工出全部待加工表面,避免采用占机人工调整式加工方案,以充分发挥数控机床的效能。装夹应尽可能一次装夹加工出全部或最多的加工表面。由零件图可分析,我应先装夹毛坯ф30mm的棒料的一端,夹紧其40mm的长度加工螺纹。一直加工到零件右端的фEmm,然后将棒料卸下。装夹ф28mm的圆柱表面,加工另一端的圆弧。这样两次装夹即可完成零件的所有加工表面,且能保证其加工要求。装夹图如下:
图1.3.1 加工螺纹的装夹图
图1.3.2 加工圆弧的装夹图
1.4加工方法的选择和加工方案的确定
1.4.1加工方法的选择
加工方法的选择原则是在保证加工表面的加工精度和表面粗糙度的前提下,兼顾生产效率和加工成本。在实际选择中,要结合零件形状、尺寸大小、热处理要求和现有生产条件等全面考虑。因为该零件是轴类零|<< << < 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 > >> >>| 件,比较适合在车床上加工,又经过对零件图尺寸分析,尺寸精度比较高。如ф28±0.02mm,ф29mm,ф23mm等,在普通车床是难以保证其尺寸精度、表面粗糙度,所以应该选择在数控车床上加工。
1.4.2加工方案的确定
零件上精度比较高度表面加工,常常是通过粗加工、半精加工和精加工逐步达到的。该零件有两种加工方案:①直接用三抓卡盘装夹、调头加工。②用三抓卡盘装夹夹紧和自由端活动顶尖,经试验论证第二种方案装夹困难,对刀、退刀及换刀相当困难,所以在这里选择第一种方案加工,能够保证其技术要求。
1.5工序与工歩的划分
1.5.1按工序划分
工序划分有三种方法 ①按零件的装夹定位方式划分 ②按粗、精加工划分工序 ③按所用的刀具划分工序。
由于零件需要调头加工,如果按粗、精加工划分工序。在调头加工前后各有一次粗加工和精加工,显得比较繁琐,所以不可取;如果按所用的刀具划分工序,刀具有四把,虽然不多,但是在调头加工前后至少要重复使用三把刀,而同一把刀的两次粗、精加工分别在调头加工前后,加工内容不连续,所以也不合理,不易划分工序;只有按零件的装夹定位方式划分工序比较符合该零件的加工工序,且能保证两次装夹的位置精度,每一次装夹为一道工序。该零件只需调头前、后加工两道工序即可完成所有的加工表面,且能保证各尺寸精度及表面粗糙度。
1.5.2工歩的划分 因为每一把刀在粗加工的背吃刀量一致,在精加工中背吃刀量相同,不易划分工歩;这里选用加工不同的表面来划分工序就比较容易:
①车削螺纹端的工歩为:90°外圆车刀平端面─→右端面外圆车刀车削1.5×45°的倒角,фD×25mm─→端面ф28mm─→圆柱ф28mm─→30°的锥台面─→фE×10mm─→切槽刀切槽5×1.5mm─→外螺纹车刀车削MD×1.5mm。
②车削圆弧端的工歩为:90°外圆车刀平端面─→右端面外圆车刀圆弧R5mm─→圆弧RCmm─→球фBmm─→圆弧R5mm─→фE×5mm─→切槽刀切槽5×1.5mm 1.6确定加工顺序及进给路线
1.6.1零件加工必须遵守的安排原则
(1)基面先行 先加工基准面为后面的加工提供经基准面,所以我应线平右
端面作为基准面。
(2)先主后次 由于所加工的表面均为重要表面,所以应按照顺序从右到左
依次加工MD×1.5mm,ф28mm,фEmm螺纹调头后一次加工R5mm,фBmm,фEmm等。
(3)先粗后精 先车削去大部分的金属余量,再进行成形切削保证零件的尺
寸要求和质量要求。(4)先面后孔 由于该零件没有孔,所以在该处不做考虑。
1.6.2进给路线
在数控加工中,刀具好刀位点相对于工件运动轨迹称为加工路线。编程时,加工路线的确定原则主要有以下几点:
(1)加工路线应保证被加工零件的精度和表面粗糙度,且效率高;
(2)使数值计算简单,以减少编程工作量;
(3)应使加工路线最短,这样既可减少程序段,又可减少空行程时间。
(4)确定加路线时,还要考虑工件的加工余量和机床、刀具的刚度等情况,确定一次走刀,还是多次走刀来完成所有加工表面,具体综合上面进给线的特点再根据具体零件具体分析,我确定该零件的进给路线有两步如下图所示:
图1.6.1 零件轮廓
第一步: 车削带有的螺纹的一端,从右到左先粗车外形фDmmm、ф28mm、фEmm到槽5±0.04mm的左端面处后,精车外形路线统粗车一样,再换刀切削5×1.5mm的槽,最后再换刀切削螺纹。如图4.2螺纹加工路线。
图1.6.2 螺纹加工路线
第二步: 车削带有圆弧的一端,从右到左先粗车外形R5mm、RCmm、фBmm到фEmm后2mm后精车外形路线同粗车一样。最后切削5±0.04mm的槽。如图4.3螺纹加工路线。
图1.6.3 圆弧加工路线
1.7刀具的选择
刀具的选择是数控加工中重要的工艺内容之一,它不|<< << < 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 > >> >>| 仅影响机床的加工效率,而且直接影响加工质量。编程时,选刀具通常要考虑机床的加工能力、工序内容、工件材料等因素。与传统的加工方法相经,数控加工对刀具的要求更高。不仅要求精度高、刚度高、红硬性好、耐用度高,而且要求尺寸稳定、安装调整方便,能适应高速和大切削用量切削。选刀具时,要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸和形状相适应。接合零件轮廓相对还是较复杂,所以具体选刀如下:
1、平端面可选用90°WC-Co的硬质合金外圆车刀,粗车、精车及在这里我选择一把硬质合金右端面外圆车刀,为防止在进行圆弧切削时刀具的副后刀面与工件轮廓表面发生干涉(可用作图法检验),副偏角应选择Kr′大一点的,取Kr′=40°右端面外圆车刀的材料选择及Kr′值这里分别参照《金属切削与刀具实用技术》一书表1-1,表1-17。
2、切槽时由于零件中槽宽5±0.04mm,一般都选刀宽4mm,刀杆25×25mm材料为高速钢W18CrV4R的切断刀,切槽时选用4mm 刀宽即可。切槽刀的选择及型号这里分别参照《《金属切削与刀具实用技术》一书表1-3,表2-2。
3、切螺纹时为了保证其螺纹刀的强度这里选用W18CrV4R高速金60°外螺纹车刀,为了保证螺纹牙深,刀尖应小于轮廓最小圆弧半径Rε,Rε=0.15~0.2mm。刀具选材料参照《《金属切削与刀具实用技术》一书表1-3即可。
刀具表如表7-1所示:
表1.7.1 数控车加工刀具卡片
产品名称
考试件
或代号 序号 刀具号 刀具规
数量
加工表面
零件名称
轴类零件
零件图号
GDSKC 020107 备注 格名称 2 3 4 编制 T01 T02 T03 T04 90°硬质合金外圆车刀
右端面外圆车刀 高速钢切槽刀 60°高速钢外螺纹车刀 陈谦
审核 1 1 1
平端面、粗车轮廓 精车轮廓 切槽 车削螺纹 批准
共1页
右偏刀 右偏刀
第1页
1.8切削用量选择
切削用量包括主轴转速(切削速度)、切削深度或宽度、进给速度(进给量)等。对于不同的加工方法,需选择不同的切削用量,并应编入程序单内。
合理选择切削用量的原则是:粗加工是,一般以提高生产率为主,但也考虑经济性和加工成本;精加工进,应在保证加工质量的前提下,兼顾切削效率、经济性加工成本。具体数值应根据机床说明书、切削用量手册,并结合经验而定。
1.8.1背吃刀量的选择
零件轮廓粗车循环时选ap=2mm,精加工时选ap=0.2mm,螺纹粗车时选ap=0.4mm,逐刀减少粗车4次后,精车时选ap=0.1mm。这里粗车ap值、精车ap值都是《金属切削与刀具实用技术》一书。
1.8.2主轴转速的选择
粗车直线和圆弧时n=800r/min,精车时n=1500r/min,切槽时n=600r/min,切螺纹时n=300r/min,精车时选n=300r/min。粗车和精车的主轴转速的选取都是根据平时上课所讲的及前人的实践经验所给定的。
1.8.3进给速度的选择 粗车直线、圆弧时选F=150mm/min,精车时选F=50mm/min,切槽时选F=8mm/min,粗车螺纹时选F=100mm/min,精车时选F=50mm/min。参照《数控加工与编程》一书表1-2选取。
综上所述,零件的数控车削工艺分析的内容,并将其填入在表 8-1 所示的数控工艺卡上。工艺卡片上其主要内容有:工步分析、工步内容、各工步所用的主轴转速、刀具及进给速度。
表1.8.1 数控车削加工工艺卡片
单位 名称 工序号 001 工步号 鄂东职业 技术学院 程序编号
工步内容
对刀、平端面及试切外圆 从右至左
产品名
零件名称
称及代号 考试件 夹具名称 三抓卡盘
刀具规
刀具号
格/mm
轴类零件 使用设备 华中数控CK6140 主轴转速/(r·min-1)500
进给速度/(mm·min-1)50
GDSKC020107 车间 数控实训基地 背吃刀量/mm
备注
零件图号 T01 25×25 手动 粗车轮廓 从右至左 精车轮廓 5 6 编制 切槽 粗车螺纹 精车螺纹 陈谦
审核
T02 25×25 800 150 2 自动
T02 T03 T04 T04 批准
25×25 25×25 25×25 25×25
1000 800 300 300
8
0.2 自动
1.5 min/r 自动
共1页
自动
第1页
2008年10月23日
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表1.8.2 数控车削加工工序卡片
鄂东职业技术学院 数控加工工艺产品名称或代号 零件名称 材料 零件图号
卡
程序
工序号
编号
001
三抓卡盘 夹具名称
夹具编号
加工面 毛坯表面 刀具号
45钢 GDSKC020107 车间
备注 手动 HNC-6140 刀具规格/mm 25×25 工步号 工步内容 1 对刀平端面及试切ф30mmr主轴转速进给速度/背吃刀量/(r/min)(mm/min)/mm 500
T01 外圆 粗车倒角1.5×45°mm 倒角面 粗车фMD×25mm фD的圆柱面 T02 3 粗车ф28mm的端面 ф28的端面 T02 4 粗车ф28×13.169mm的圆柱ф28的圆柱表表面
面 T02 5 粗车ф30°的锥面 °30锥面 T02 6 粗车фE×10mm фE的外圆柱表面 T02 7 精车倒角1.5×45°mm 倒角面
T02 8 精车фMD×25mm фD的圆柱面 T02 9 精车ф28mm的端面 ф28的端面 T02 10 精车ф28×13.169mm的圆柱ф28的圆柱表表面
面 T02 11 精车30°的锥面 30°锥面 T02 12 精车фE×10mm фE的外圆柱表面 T02 13 切槽5×1.5mm ф18的外圆柱表面 T03 14 粗车фMD×1.5mm фMD×1.5螺纹面 T04 15 精车фMD×1.5mm фMD×1.5螺纹面 T04 002
平右端面
右端面 T01 2 粗车R5mm的圆弧 R5的曲面 T02 3 粗车RCmm 的圆弧 RC 的曲面 T02 4 粗车SфBmm的球面 车SфB的球面 T02 5 粗车R5mm的圆弧 R5的曲面 T02 6 粗车фE×4.406mm фE的圆柱面 T02 7 精车R5mm的圆弧 R5的曲面 T02 8 精车RCmm 的圆弧 RC 的曲面 T02 9 精车SфBmm的球面 SфB的球面 T02 10 精车R5mm的圆弧 R5的曲面
T02 11 精车фE×4.406mm
фE的圆柱面 T02
25×25 800 25×25 800 25×25 800 25×25 800 25×25 800 25×25 800 25×25 1000 25×25 1000 25×25 1000 25×25 1000 25×25 1000 25×25 1000 25×25 800 25×25 300 25×25 300
25×25 800 25×25 800 25×25 800 25×25 800 25×25 800 25×25 800 25×25 1000 25×25 1000 25×25 1000 25×25 1000 25×25
1000
2 150 2 150 2 150 2 150 2 150 2 50 0.2 50 0.2 50 0.2 50 0.2 50 0.2 50 0.2 8 50 50
2 150 2 150 2 150 2 150 2 150 2 50 0.2 50 0.2 50 0.2 50 0.2 50
0.2
自动 自动 自动 自动 自动 自动 自动 自动 自动 自动 自动 自动 自动 自动 自动
手动 自动 自动 自动 自动 自动 自动 自动 自动 自动 自动 12 编制 切槽5±0.04mm 陈谦
审核
фA的圆柱表面
T03 批准
25×25
800 8 第 1页
自动
共
页
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1.9编程误差及其控制
1.9.1编程误差
编程阶段的误差是不可避免的,误差来源主要有三种形式:近似计算误差、插补误差、尺寸圆整误差,直接影响加工尺寸精度,本次加工主要误差是计算误差与圆弧相切的切点坐标及未知交点坐标值。我们是经过笔算的数值,存在着较大的误差。
1.9.2误差控制
为了尽可能的减少笔算误差,我们采取在AutoCAD上按其尺寸精度绘出零件图,再利用“工具” ─→“查询” ─→“点坐标”捕捉各圆弧切点坐标,其精度达到0.001级,这样能有效地将误差控制在(0.1~0.2)倍的零件公差值内。
2.编程中工艺指令的处理
2.1常用G指令代码功能表
。零件来调参图表2.1.1 数控车床G功能指令(HNC-22T)
代码 *G00 G01 G02 G03 组 意义
直线插补 顺圆插补 逆圆插补
代码 G29 *G40 G41
组 00 09
意义 回参考点 参考点返回 刀径补偿取消 刀径左补偿
代码 G52 G53 *G54~G59
组 00 11
意义
局部坐标系设定 机床坐标系编程 工件坐标系1~6选择 快速点定位 G28 01 G33 G04 G07 *G11 G12 *G17 G18 G19 G20 螺纹切削 00 暂停延时 16 虚轴设定 07 单段允许 单段禁止
G42 G43 G44 *G49 *G50
04 03 05 10
刀径右补偿 刀长正补偿
G92 G65
00
工件坐标系设定 宏指令调用
XY加工平面 G51 02 ZX加工平面 G24 YZ加工平面 *G25 08 英制单位
G68 注:①表内00组为非模态代码;只在本程序内有效。其他组为模态指令,一次制定后持续有效,直到被其他组其他代码所取代。
②标有*的G代码为数控系统通电启动后的默认状态。
2.2常用M指令代码功能表
表2.1.2 常用M指令代码
代码 M00 M01 M02 M03 M04 M05 作用时间 组别 意义 ★ ★ ★ # # ★ a 00 00
代码 作用时间 组别 意义
# # ★
b 00
代码 作用时间 组别 意义 ★ ★ ★
00 00 00 00
主轴准停 程序结束并返回 更换工件 子程序调用 子程序返回
程序暂停 M06 条件暂停 M07 程序结束 M08 主轴正转 M09 主轴反转 M10 主轴停转 M11
自动换刀 M19 开切削液 M30 开切削液 M60 关切削液 M98 夹紧 松开
M99
c 注:①表内00组为非模态代码;其余为模态代码,同驵可相互取代。
②作用时间为“★”号者,表示该指令功能在程序段指令运动完成后开始作用;为“# ”号者,则表示该指令功能与程序段指令运动同时开始。
3.程序编制及模拟运行、零件加工或精度自检 3.1程序编制
程序段号 程序内容 001 %0001 N01 T0101 N02 M03S800 N03 G00X35Z3 N04 M08 N05 G71U1R2P06Q13X0.2Z0.2F150 N06 G00X18Z3S1000 N07 G01Z0F50 N08 X21Z-1.5 N09 Z-25 N10 X28 N11 Z-38.169 N12 X23.05Z-47.5 N13 G01W-10 N14 G00X100 N15 Z100 N16 T0202 N17 G00X32Z-25 N18 G01X18F10 N20 G04P3 N21 G00X25 N22 W1.5 N23 G01X21 N24 X18W-1.5 N25 G04P3 N26 G00X100 N27 Z100 N28 T0303 N29 G00X30Z3S300 N30 G76C2R2E3A60X19.04Z-22K0.974U0.32V0.16Q0.5F1.5 N31 G00X100Z100 N32 M09 N33 M05 N34 M30 002 %0001 N01 T0101 N02 M03S800 N03 G00X30Z3 N04 M08 N05 G71UI1R2P06Q12E0.2F200
程序注释 ;程序起始行 ;右端面外圆车刀 ;主轴正转 ;循环起点 ;开切削液 ;粗车轮廓 ;快速定位 ;精车起点 ;精车倒角 ;精车ф21的外圆;精车ф28的端面;ф28的外圆表 ;30°的锥面 ;фE的外圆面 ;退刀快速定位 ;退刀快速定位 ;换切槽刀 ;快速定位 ;切槽至ф18 ;暂停修光 ;快速定位 ;快速定位 ;倒角起点 ;倒角1.5 ;暂停修光 ;退刀快速定位 ;退刀快速定位 ;换外螺纹车刀 ;车螺纹循环起点 ;车螺纹 ;退刀快速定位 ;关切削液 ;主轴停转 ;程序结束并返回
;右端面外圆车刀 ;主轴正转 ;循环起点 ;开切削液 ;粗车轮廓
N06 N07 N08 N09 N10 N11 N12 N13 N14 N15 N16 N17 N18 N19 N20 N21 N22 N23 N24 N25 N26 N27 G00X5.844Z3S1000 G01Z0F80 G03X15.582Z-6.136R5 G02X22.420Z-20791R17 G03X24.542Z-37.739R14.508 G02X23.05Z-40.406R5 G01Z-44 G000X100 Z100 T0202 G00X35Z-46.5 G01X19F10 G04P3 G00X35 Z-47.5 G01X19 G04P3 G00X100 Z100 M09 M05 M30
;快速定位 ;精车起点 ;精车R5的圆弧 ;精车R17的圆弧 ;精车ф29的圆弧 ;精车R5的圆弧 ;фE的外圆面 ;退刀快速定 ;退刀快速定位 ;换切槽刀 ;快速定位 ;切槽至ф19 ;暂停修光 ;退刀 ;快速定位 ;切槽至ф19 ;暂停修光 ;退刀 ;退刀 ;关切削液 ;主轴停转 ;程序结束并返回
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注:程序编制中有关数值单位一律采用毫米(mm)制
3.2模拟运行
数控加工程序编制好后将其输入数控车床,然后对刀,在将机床锁住进行程序校验,仔细观察其模拟加工路线是否有干涉、过切、出错等现象,若有应及时对程序错误处进行修改,修改后保存,再次调出修改后的程序进行校验,直到程序万无一失,没有任何错误的情况下方可进行自动加工。注:这个环节是必不可少的,否则会发生打刀等损坏机床其它部件的情况,直接影响机床的加工精度及寿命,更严重的是存在人身安全隐患。3.3零件加工
装夹好毛坯,调出编制好的程序,直接进行自动加工直至程序结束。
3.4精度自检
将加工好的零件卸下,用游标卡尺、千分尺对零件的尺寸精度及粗糙度进行检测。看是否达到零件的技术要求即可。
致 谢
经过这次的毕业设计,让我深刻的体会到什么叫做作真正的学以置用,这正是我们做学问真正的目的,也正是大多数学者难以做到的一点。
在课堂上学到的都是以理论为主,实践为辅,而现实生活中不论是做什么事情都是以理论为办事依据,实际行动为主。比如:我们的毕业设计就是要以理论知识为原则来设计自已的数控车削加工过程,然后再根据你的设计步骤来进行实践验正,看实践操作是否满足工艺过程和技术要求,若不行则要进行多次修改直到合格为止。在这里我学到了做任何事情要细心、认真、有耐心,考虑每一个细节问题要全面周到。
在设计期间,我们以小组为单位,遇到问题一起分析,找出关键地方,使我们能在较短的时间内找到解决方案,让我们在零件的加工实践操作中和工艺方面的分析得到进一步的认识,也看到了互相学习钻研和拼搏的精神,我的毕业是经过一次又一次的修改和反复的验正,最后在老师的批准下,毕业设计终于合格了。我的毕业设计之所以能圆满的完成是在得到指导老师刘老师、闫老师精心指导下和我们组的其他成员汪卫、张行、倪新、曾旭、金涛同学的互相帮助下完成的,在这里我要忠心的感谢我们的指导老师刘老师、闫老师的精心指导以及我们组其他成员的帮助。我还要真诚的祝福各老师在以后的岁月里身体健康、步步高升;祝福同学们在今后的人生道路上工作顺利、事业有成。
设 计 小 结
在开始做毕业设计前,我认真阅读了毕业设计指导书,对零件图进行仔细的分析,从而在设计前有一个清晰的思路,也为我的设计打下了基础,使我的开题报告能顺利的完成。开题报告完成后,接着开始进行正文的撰写,设计也就正式开始了,首先我们对零件进行了工艺分析,如毛坯尺寸大小的确定和材料的确定,选择合适的加工方案法,拟定加工方案,选择合适的夹具、刀具与切削用量的确定等。在工艺分析上,让我们巩固了在大一大二时学的机械制造、机械制图、机械设计、公差与配合、金属工艺CAD绘图等专业课程,是我更好把各专业课相结合起来去完成毕业设计。随着毕业设计做完,也将意味我的大学生活即将结束,但在这段时间里面我觉得自己是努力并快乐的。在繁忙的的日子里面,曾经为解决技术上的问题,而去翻我所学专业的书籍。经过这段时间我真正体会了很多,也感到了很多。
在两年的大学生活里,我觉得大多数人对本专业的认识还是不够,在大二期末学院曾为我们组织了三个星期的实习,为了更深入的理解并掌握大学的专业知识,加强专业技能。我选择的毕业设计课程是:轴类零件加工。通过次此的分析,需要对刀具的切削参数进行计算等方面的问题给予考虑,这些方面的知识都需要我们去复习以前的知识,在对以前学的知识进行初步系统回顾之后,大脑形成一初步的印象。各专业课之间相关联的知识也能很好的理解。在这次毕业设计中,给我最大的体会就是熟练的操作技能来源我们平时对专业知识的掌握程度。比如,我们想加快编程速度,除了对各编程指令的熟|<< << < 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 > >> >>| 练掌握外,还得需要你必须掌握零件的工艺方面的知识,对夹具刀具切削用量参数的设定我们必须清楚。
在设计中得到了老师和小组同学的指导与帮忙,非常谢谢!回顾这一个月的设计历程,太多的感想和心得是无法用文字来表达的。每次在遇到难点问题并通过自己的不断努力克服难关时,那份成就感,那种喜悦之情是别人无法体会到的。看到身边的同学都是那么认真投入,相互支持和鼓励的奋进,想像我们以后在工作中也会有这种拼搏的精神。
附 录
华中数控车床实物图
游标卡尺实物图
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第三篇:轴类零件的数控加工工艺的编制及加工图毕业设计
轴类零件的数控加工工艺的编制及加工图毕业设计 文章来源:不详 作者:佚名
该文章讲述了轴类零件的数控加工工艺的编制及加工图毕业设计.兴、肖诗钢主编《切削用量手册》(第三版)机械工业出版社1994年
[10]刘杰华、任昭蓉主编《金属切削
与刀具实用技术》国防工业出版2006年
五.预期设计(论文)成果
(1)能够在数控车床上加工出我们的零件且保证加工精度及各方面的工艺要求。(2)能够根据零件的程序编制进行零件加工。(3)能通过零件的自检。
(4)工艺设计方案可通过可行性、经济性分析。
(5)设计的全过程需作好全面、准确、周密的文字记录与总结。诚 信 声 明 本人郑重声明:
本人所呈交的毕业设计(论文)《轴“ title=”下一页">> >> >>| 类零件的数控加工工艺的编制及加工图》是在刘老师、闫老师两位教师的指导下,根据任务书的要求,独立撰写的。
本设计(论文)中所引用的其他个人或集体已发表的文字和研究成果,或为获得教育机构的学位或证书所使用过的材料,均已明确注明。凡为本文的撰写所提供的各种形式的帮助,本人在致谢中已经明确表达了谢意。本人完全意识到本声明的法律结果。毕业论文(设计)作者签名: 2008年11月12日 目 录 摘 要前 言1.零件图工艺分析 3 1.1数控加工工艺基本特点1.2设备选择1.3确定零件的定位基准和装夹方式1.3.1粗基准选择原则
1.3.2精基准选择原则
1.3.3定位基准1.3.4装夹方式1.4加工方法的选择和加工方案的确定
1.4.1加工方法的选择
1.4.2加工方案的确定
1.5工序与工歩的划分1.5.1按工序划分
1.5.2工歩的划分
1.6确定加工顺序及进给路线
1.6.1零件加工必须遵守的安排原则
1.6.2进给路线1.7刀具的选择
1.8切削用量选择1.8.1背吃刀量的选择
1.8.2主轴转速的选择
1.8.3进给速度的选择
1.9编程误差及其控制1.9.1编程误差1.9.2误差控制2.编程中工艺指令的处理2.1常用G指令代码功能表 15 2.2常用M指令代码功能表 16 3.程序编制及模拟运行、零件加工或精度自检 17 3.1程序编制3.2模拟运行3.3零件加工3.4精度自检致 谢设 计 小 结附 录轴类零件的数控加工工艺的编制及加工图 摘 要
数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术,数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造的渗透形成的机电一体化产品,即所谓的数字化装备,数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化,使制造业成为工业化的象征,而且随着数控技术的不但发展和应用领域的扩大他对归计民生的一些重要行业(IT、汽车、医疗、轻工等)的发展起着越来越重要的作用,因为这些行业所需要装备的数字化已是现代发展的大趋势.在我国加入WTO和对外开放进一步深化的新环境下,发展我国数控技术及装备是提高我国制造业信息化水平和国际竞争能力的重要性保证.数控加工与编程毕业设计是数控专业教学体系中构成数控加工技术专业知识及专业技能的重要组成部分,通过毕业设计使我们学会了对相关学科中的基本理论基本知识进行综合运用,同时使对本专业有较完整的系统的认识,从而达到巩固、扩大、深化所学知识的目的,培养和提高了综合分析问题和解决问题的能力以及培养了科学的研究和创新能力。
选这个题目的目的是它能体现出我对所学知识的掌握程度和灵活规范的运用所学知识,在我认为要成为一名合格的在学生,以自己的的思路用所学的知识来完成一份成功的毕业设计是必不可少的。
此次的毕业设计主要解决的问题是零件的装夹、刀具的对刀、工艺路线的制订、工序与工步的划分、刀具的选择、切削用量的确定、车削加工程序的编写、机床的熟练操作。主要困难的是两次装夹中的水平Z向长度难以保证、切削|<< << < 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 > >> >>| 用量的参数设定、对刀的精度、工艺路线的制订。
运用数控原理、数控工艺、数控编程、专业软件等专业知识和数控机床实际操作的一次综合练习,能让我感触当代科学的前沿,体验数控魅力,为人们的生活带来方便,进一步认识数控技术,熟练数控机床的操作,掌握数控,开发数控内在潜力。关键词:数控 数控技术
毕业设计
前 言
本次毕业设计是学院为了提高学生的数控技术及相关技能等综合运用能力,通过毕业设计和完成毕业论文也是学院对毕业生生毕业资格的审核条件,同时也为我们以后的工作打下理论基础,本次设计是由指导老师刘老师、闫老师精心指导下和六位同学的共同协作下完成的。
数控技术是数字程序控制数控机械实现自动工作的技术。它广泛用于机械制造和自动化领域,较好地解决多品种、小批量和复杂零件加工以及生产过程自动化问题。随着科技的迅猛发展,自动控制技术已广泛地应用于数控机床、机器人以及各类机电一体化设备上。同时,社会经济的飞速发展,对数控装置和数控机械要求在理论和应用方面有迅速的发展和提高。数控加工和编程毕业设计是数控专业教学体系中构成数控加工技术专业知识及专业技能的重要组成部分,通过毕业设计使我们学会了对相关学科中的基本理论、基本知识进行综合运用,同时使对本专业有较完整的、系统的认识,从而达到巩固、扩大、深化所学知识的目的,培养和提高了综合分析问题和解决问题的能力,以及培养了科学的研究和创造能力。
数控技术不断的发展,数控技术很快会普极中国工业基地,成为工业发展的标志,数控技术的成熟也是当代科技发展的标志,所以数控技术也是国家经济的体现,中国经济正加快向新兴工业化道路发展,制造业已成为国民经济的支柱产业。先进数控技术的广泛使用,导致数控应用型人才严重短缺、作为当代的数控技术的学者我感到无比的荣幸,又感到无比的艰巨。
本毕业设计内容主要是详细叙述利用数控车床来加工零件。大致包含了数控技术特点的阐述、零件的工艺的分析过程、加工中一些问题的解决方法、数控加工过程、、数控编程、机床操作与零件自检过程等,另外还有设计说明书、参考文献、毕业设计小结、致谢、附录等部分。
设计者以严谨务实的认真态度进行了此次设计,但由于知识水平与实际经验有限,时间又较为紧迫。在设计中难免会出现一些错误、缺点和疏漏,诚请各位评审老师给于批评和指正。
1.零件图工艺分析
零件车削工艺分析C-3所示,零件材料处理为:45钢,调制处理HRC26~36,下面对该零件进行数控车削工艺分析。
零件如图:
图1.1 零件图 考核要求:
以小批量生产条件编程。不准用砂布及锉刀等修饰表面。未注倒角0.5×45o。
未注公差尺寸按 GB1804-M。
5、有关参数:考生抽签决定按1~4组数据进行加工。
1A B C D E 18 组
2组
319 组
4组.5 19.5 1820
28.516.5
.5
22.521
2129.5
17.5
.5
23.5
1.1数控加工工艺基本特点
数控机床加工工艺与普通机床加工原则上基本相同,但数控机床是自动进行加工,因而有如下特点:①数控加工的工序内容比普通机床的加工内容复杂,加工的精度高,加工的表面质量高,加工的内容较丰富。②数控机床加工程序的编制比普通机床工艺编制要复杂些。这是因为数控机床加工存在对刀、换刀以及退刀等特点,这都无一例外的变成程序内容,正是由于这个特点,促使对加工程序正确性和合理性要求极高,不能有丝毫的差错。否则加工不出合格的零件。
在编程前我们一定要对零件进行工艺分析,这是必不|<< << < 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 > >> >>| 可少的一步,如图C3我要对该零件进行精度分析,选择加工方法、拟定加工方案、选择合理的刀具、确定切削用量。该零件由螺纹、圆柱、圆锥、圆弧、槽等表面组成,其中由较严格直径尺寸精度要求的如Φ28±0.02mm,ф5±0.04mm,27.5±0.04mm,粗糙度3.2μm,球面Sф的锥度等要求。
mm,轴线长度的精度如
mm。可控制球面形状精度、30°经上面的分析,我可以采用一下几点工艺措施:
(1)零件上由精度较高的尺寸数据如圆柱ф28±0.02mm、ф5±0.04mm、27.5±0.04mm,球Sф
mm,轴向长度
mm,在加工时为了保证其尺寸精度应取其中间值分别取值为ф28mm、ф23.005mm长度5mm,27.5mm,球Sф29.015mm即可。[注:上述座标值是以半径值给出的。形式如(X,Z)](2)在轮廓曲线上,有四处圆弧依次相连,既过象限又改变进给方向的轮廓曲线。为了保证其轮廓曲线的准确性,我们通过计算到端部R5mm的圆弧与直线的切点坐标为(2.922,0),与RCmm的圆弧切点坐标为(7.791,-6.136),RC与SфBmm的切点坐标为(11.210,-20.791),SфBnmm与R5mm的切点为(12.271,-37.739),R5mm与фEmm的切点坐标为(11.5,-40.406)。[注:上述座标值是以半径值给出的。形式如(X,Z)。](3)为便于装夹,为了保证工件的定位准确、稳定,夹紧方面可靠,支撑面积较大,零件的左端是螺纹,中段最大的直径的圆柱ф28mm。右端是依次相连的圆弧,显然右端都是圆弧相连不可能装夹,所以应留在最后加工,应先装夹毛坯加工出左端螺纹及圆柱ф28mm。调头装夹ф28mm的圆柱加工右端圆弧,毛坯选ф30×120mm。
1.2设备选择
根据该零件的外形是轴类零件,比较适合在车床上加工,由于零件上既有切槽尺寸精度又有圆弧数值精度,在普通车床上是难以保证其技术要求。所以要想保证技术要求,只有在数控车床上加工才能保证其加工的尺寸精度和表面质量。由于本校现使用的是华中数控系统,所以利用现有资源。我选择在本校的数控机床HNC-CK6140加工该零件。数控机床HNC-CK6140实物图见附录一。
1.3确定零件的定位基准和装夹方式 1.3.1粗基准选择原则(1)为了保证不加工表面与加工表面之间的位置要求,应选不加工表面作粗基准。(2)合理分配各加工表面的余量,应选择毛坯外圆作粗基准。(3)粗基准应避免重复使用。
(4)选择粗基准的表面应平整,没有浇口、冒口或飞边等缺陷。以便定位可靠。1.3.2精基准选择原则
(1)基准重合原则:选择加工表面的设计基准为定位基准;(2)基准统一原则,自为基准原则,互为基准原则。1.3.3定位基准
综合上述,粗、精基准选择原则,由于是轴类零件,在车床上只需用三抓卡盘装夹定位,定位基准应选在零件的轴线上,以毛坯ф35mm的棒料的轴线和右端面作为定位基准。
1.3.4装夹方式
数控机床与普通机床一样也要全里选择定位基准和夹紧应力求设计、工艺与编程计算的基准统一,减少装夹次数,尽可能在一次定位装夹后,加工出全部待加工表面,避免采用占机人工调整式加工方案,以充分发挥数控机床的效能。装夹应尽可能一次装夹加工出全部或最多的加工表面。由零件图可分析,我应先装夹毛坯ф30mm的棒料的一端,夹紧其40mm的长度加工螺纹。一直加工到零件右端的фEmm,然后将棒料卸下。装夹ф28mm的圆柱表面,加工另一端的圆弧。这样两次装夹即可完成零件的所有加工表面,且能保证其加工要求。装夹图如下:
图1.3.1 加工螺纹的装夹图
图1.3.2 加工圆弧的装夹图
1.4加工方法的选择和加工方案的确定 1.4.1加工方法的选择
加工方法的选择原则是在保证加工表面的加工精度和表面粗糙度的前提下,兼顾生产效率和加工成本。在实际选择中,要结合零件形状、尺寸大小、热处理要求和现有生产条件等全面考虑。因为该零件是轴类零|<< << < 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 > >> >>| 件,比较适合在车床上加工,又经过对零件图尺寸分析,尺寸精度比较高。如ф28±0.02mm,ф29ф2
3mm,mm等,在普通车床是难以保证其尺寸精度、表面粗糙度,所以应该选择在数控车床上加工。
1.4.2加工方案的确定 零件上精度比较高度表面加工,常常是通过粗加工、半精加工和精加工逐步达到的。该零件有两种加工方案:①直接用三抓卡盘装夹、调头加工。②用三抓卡盘装夹夹紧和自由端活动顶尖,经试验论证第二种方案装夹困难,对刀、退刀及换刀相当困难,所以在这里选择第一种方案加工,能够保证其技术要求。
1.5工序与工歩的划分 1.5.1按工序划分
工序划分有三种方法 ①按零件的装夹定位方式划分 ②按粗、精加工划分工序 ③按所用的刀具划分工序。
由于零件需要调头加工,如果按粗、精加工划分工序。在调头加工前后各有一次粗加工和精加工,显得比较繁琐,所以不可取;如果按所用的刀具划分工序,刀具有四把,虽然不多,但是在调头加工前后至少要重复使用三把刀,而同一把刀的两次粗、精加工分别在调头加工前后,加工内容不连续,所以也不合理,不易划分工序;只有按零件的装夹定位方式划分工序比较符合该零件的加工工序,且能保证两次装夹的位置精度,每一次装夹为一道工序。该零件只需调头前、后加工两道工序即可完成所有的加工表面,且能保证各尺寸精度及表面粗糙度。
1.5.2工歩的划分
因为每一把刀在粗加工的背吃刀量一致,在精加工中背吃刀量相同,不易划分工歩;这里选用加工不同的表面来划分工序就比较容易:
①车削螺纹端的工歩为:90°外圆车刀平端面─→右端面外圆车刀车削1.5×45°的倒角,фD×25mm─→端面ф28mm─→圆柱ф28mm─→30°的锥台面─→фE×10mm─→切槽刀切槽5×1.5mm─→外螺纹车刀车削MD×1.5mm。
②车削圆弧端的工歩为:90°外圆车刀平端面─→右端面外圆车刀圆弧R5mm─→圆弧RCmm─→球фBmm─→圆弧R5mm─→фE×5mm─→切槽刀切槽5×1.5mm 1.6确定加工顺序及进给路线 1.6.1零件加工必须遵守的安排原则
(1)基面先行 先加工基准面为后面的加工提供经基准面,所以我应线平右 端面作为基准面。
(2)先主后次 由于所加工的表面均为重要表面,所以应按照顺序从右到左
依次加工MD×1.5mm,ф28mm,фEmm螺纹调头后一次加工R5mm,фBmm,фEmm等。
(3)先粗后精
先车削去大部分的金属余量,再进行成形切削保证零件的尺 寸要求和质量要求。
(4)先面后孔 由于该零件没有孔,所以在该处不做考虑。1.6.2进给路线
在数控加工中,刀具好刀位点相对于工件运动轨迹称为加工路线。编程时,加工路线的确定原则主要有以下几点:
(1)加工路线应保证被加工零件的精度和表面粗糙度,且效率高;(2)使数值计算简单,以减少编程工作量;
(3)应使加工路线最短,这样既可减少程序段,又可减少空行程时间。
(4)确定加路线时,还要考虑工件的加工余量和机床、刀具的刚度等情况,确定一次走刀,还是多次走刀来完成所有加工表面,具体综合上面进给线的特点再根据具体零件具体分析,我确定该零件的进给路线有两步如下图所示:
图1.6.1 零件轮廓
第一步: 车削带有的螺纹的一端,从右到左先粗车外形фDmmm、ф28mm、фEmm到槽5±0.04mm的左端面处后,精车外形路线统粗车一样,再换刀切削5×1.5mm的槽,最后再换刀切削螺纹。如图4.2螺纹加工路线。
图1.6.2 螺纹加工路线
第二步: 车削带有圆弧的一端,从右到左先粗车外形R5mm、RCmm、фBmm到фEmm后2mm后精车外形路线同粗车一样。最后切削5±0.04mm的槽。如图4.3螺纹加工路线。
图1.6.3 圆弧加工路线 1.7刀具的选择
刀具的选择是数控加工中重要的工艺内容之一,它不|<< << < 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 > >> >>| 仅影响机床的加工效率,而且直接影响加工质量。编程时,选刀具通常要考虑机床的加工能力、工序内容、工件材料等因素。与传统的加工方法相经,数控加工对刀具的要求更高。不仅要求精度高、刚度高、红硬性好、耐用度高,而且要求尺寸稳定、安装调整方便,能适应高速和大切削用量切削。选刀具时,要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸和形状相适应。接合零件轮廓相对还是较复杂,所以具体选刀如下:
1、平端面可选用90°WC-Co的硬质合金外圆车刀,粗车、精车及在这里我选择一把硬质合金右端面外圆车刀,为防止在进行圆弧切削时刀具的副后刀面与工件轮廓表面发生干涉(可用作图法检验),副偏角应选择Kr′大一点的,取Kr′=40°右端面外圆车刀的材料选择及Kr′值这里分别参照《金属切削与刀具实用技术》一书表1-1,表1-17。
2、切槽时由于零件中槽宽5±0.04mm,一般都选刀宽4mm,刀杆25×25mm材料为高速钢W18CrV4R的切断刀,切槽时选用4mm 刀宽即可。切槽刀的选择及型号这里分别参照《《金属切削与刀具实用技术》一书表1-3,表2-2。
3、切螺纹时为了保证其螺纹刀的强度这里选用W18CrV4R高速金60°外螺纹车刀,为了保证螺纹牙深,刀尖应小于轮廓最小圆弧半径Rε,Rε=0.15~0.2mm。刀具选材料参照《《金属切削与刀具实用技术》一书表1-3即可。
刀具表如表7-1所示: 表1.7.1 数控车加工刀具卡片
GD产品名
零件称
或代号
序号 刀具号
T1 01 T2 02 T3 03 4 T刀
60°高速钢
车削螺纹
车刀
高速钢切槽
切槽
金外圆车刀
右端面外圆
精车轮廓
偏刀 刀具规
数量
格名称 90°硬质合平端面、粗车轮廓
偏刀
右
加工表面
注
右备考试件
名称
零件
轴类
零件图号
020SKC 04 外螺纹车刀
陈
审
谦
核
准
批
共1页
页
第1编制
1.8切削用量选择
切削用量包括主轴转速(切削速度)、切削深度或宽度、进给速度(进给量)等。对于不同的加工方法,需选择不同的切削用量,并应编入程序单内。
合理选择切削用量的原则是:粗加工是,一般以提高生产率为主,但也考虑经济性和加工成本;精加工进,应在保证加工质量的前提下,兼顾切削效率、经济性加工成本。具体数值应根据机床说明书、切削用量手册,并结合经验而定。
1.8.1背吃刀量的选择
零件轮廓粗车循环时选ap=2mm,精加工时选ap=0.2mm,螺纹粗车时选ap=0.4mm,逐刀减少粗车4次后,精车时选ap=0.1mm。这里粗车ap值、精车ap值都是《金属切削与刀具实用技术》一书。
1.8.2主轴转速的选择
粗车直线和圆弧时n=800r/min,精车时n=1500r/min,切槽时n=600r/min,切螺纹时n=300r/min,精车时选n=300r/min。粗车和精车的主轴转速的选取都是根据平时上课所讲的及前人的实践经验所给定的。
1.8.3进给速度的选择
粗车直线、圆弧时选F=150mm/min,精车时选F=50mm/min,切槽时选F=8mm/min,粗车螺纹时选F=100mm/min,精车时选F=50mm/min。参照《数控加工与编程》一书表1-2选取。
综上所述,零件的数控车削工艺分析的内容,并将其填入在表 8-1 所示的数控工艺卡上。工艺卡片上其主要内容有:工步分析、工步内容、各工步所用的主轴转速、刀具及进给速度。
表1.8.1 数控车削加工工艺卡片 单位 鄂东职业 名技术学院
称
工程序编号
序号
0
01 工工步内容
步号
对刀、平端面1 及试切外圆
从右至左 粗车轮廓 从右至左 精车轮廓 切槽
产品名
称及代号
考试件
夹具名称
三抓卡盘
刀具
刀具
规
号
格/mm
25×
2T01
25×2
T02
25×2
T02
T03 25×2
零件名称
轴类零件
使用设备
华中数控CK6140
主轴进给
转
速
/
速度
/
(r·min-1(mm·mi)
n-1)
500
800
150
1000
800
零件图
号
GDSKC020107
车间
数控实
训基地
背
备
吃刀量
注
/mm
手
动
自
动
0
自
.2
动
1.自25×25 粗车螺纹 T04
300
25×26 精车螺纹 T04
300 编陈审
批准
2008年10月23日制 谦 核
|<< << < 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 > >> >>| 表1.8.2
数控车削加工工序卡片
零
产品名称或数控
件名
材料
鄂东职业
代号
加工工艺
称 技术学院
卡
45钢
工程序 夹具序
夹具编号
HNC-6140 编号 名称
号
0三抓
01 卡盘
工
加
刀
刀
主
进工步内容
步
工面
具号 具规格
轴转
给速度
动
min/r
自
动
共
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零件图号
GDSKC02
0107
车间
背
备
吃刀量
注
号 /mm 速/(r/
/(mm
/mm
min)/min)对刀平端面及试1 切ф30mmr外圆
坯表面
01
00
毛
T
25×
5动
手粗车倒
角2 1.5×45°mm 粗车2 фMD×25mm 粗车ф28mm的3 端面
粗
车4 ф28×13.169mm的圆柱表面 粗车ф30°的锥面 粗车фE×10mm 精车倒
角7 1.5×45°mm
倒
角面
фD的圆柱
面
ф28的端面
ф28的圆柱
表面
°30
锥面
фE的外圆
柱表面
倒
角面
T
02
T
02
T
02
T
02
T
02
T
02
25×
800
25×
00
25×
00
25×
00
25×
00
25×
00
25×
1000
0
50.自动
自
动
自
动
自
动
自
动
自
动
自
动
фD精8 фMD×25mm
面
精车ф28mm的9 端面 的端面
02
000
0
动
ф28
T
25×
0.自
车的圆柱
02
000
0
动
T
25×
0.自精车1ф28×13.169mm的圆0 柱表面 1精车30°的锥面 1精车фE×10mm 2 1切槽5×1.5mm 3 1粗车4 фMD×1.5mm 1精车5 фMD×1.5mm
ф28的圆柱
表面
30°
锥面
фE的外圆
柱表面
ф18的外圆
柱表面
фM
D×1.5螺
纹面
фM
D×1.5螺
纹面 T
02
T
02
T
02
T
03
T
04
T
04
25×
000
0
25×
000
0
25×
000
0
25×
00
25×
300
0
25×
300
0
0.5
0.5
0.5
自
动
自
动
自
动
自
动
自
动
自
动 0
02
右1平右端面
端面
粗车R5mm的圆R5
01
T25
25×
00
T
25×
动
自手弧
粗车RCmm 的3 圆弧
粗车SфBmm的4 球面
粗车R5mm的圆5 弧
粗车6 фE×4.406mm 精车R5mm的圆7 弧
精车RCmm 的8 圆弧
精车SфBmm的9 球面 的曲面
RC 的曲面
车
SфB的球面
R5的曲面
фE的圆柱
面
R5的曲面
RC 的曲面
SфB的球面
02
T02
T
02
T
02
T
02
T
02
T02
T02
00
25×
800
25×
00
25×
00
25×
00
25×
000
0
25×
1000
0
25×
1000
0
0.5
0.5
0.动
自
动
自
动
自
动
自
动
自
动
自
动
自
动 10 弧 精车R5mm的圆
R5的曲面
фE
02
T25
25×
000
0.动
自11 精фE×4.406mm
车的圆柱
02
面
фA
T25
25×
000
0.动
自1切槽5±0.04mm 2
表面
编制 谦 陈核
审
准 的圆柱
03
T25
25×
00
动
自
批
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|<< << < 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 > >> >>| 1.9编程误差及其控制 1.9.1编程误差
编程阶段的误差是不可避免的,误差来源主要有三种形式:近似计算误差、插补误差、尺寸圆整误差,直接影响加工尺寸精度,本次加工主要误差是计算误差与圆弧相切的切点坐标及未知交点坐标值。我们是经过笔算的数值,存在着较大的误差。
1.9.2误差控制
为了尽可能的减少笔算误差,我们采取在AutoCAD上按其尺寸精度绘出零件图,再利用“工具” ─→“查询” ─→“点坐标”捕捉各圆弧切点坐标,其精度达到0.001级,这样能有效地将误差控制在(0.1~0.2)倍的零件公差值内。
2.编程中工艺指令的处理 2.1常用G指令代码功能表。零件来调参图表2.1.1 数控车床G功能指令(HNC-22T)代码
*G00 G01 G1 02 G03 G33 G04 0 G07 6 *G11 G7 12 意组义
快速点定位
直线插补 0顺圆插补
逆圆插补
螺纹切削 0暂停延时
1虚轴设定
单段允许0 单段禁止
代
码
G
0
G
*
G40
G
G
G
G44
0
*
G49
*G50
组
意义
回参考点
0
参考点返
回
刀径补偿
取消
0刀径左补
偿
刀径右补
偿
刀长正补
偿
代
码
G
0
G
*
G54~
G59
G
G
0
组
意义
局部坐标系设
0定
机床坐标系编
程 工件坐标系1~
16选择
工件坐标系设定 0
宏指令调用
XY*加工平G17 面
ZXG18 2 面
YZG加工平19 面
G20 0英
G
0制单位
G25
*0加工平
0
G
G
注:①表内00组为非模态代码;只在本程序内有效。其他组为模态指令,一次制定后持续有效,直到被其他组其他代码所取代。
②标有*的G代码为数控系统通电启动后的默认状态。2.2常用M指令代码功能表 表2.1.2 常用M指令代码
作代用时码
间
程M★
00 0 停 0序暂
06
M
0
动换刀 19
停
0
自
M
★
轴准 别 义
码
间 组
意
代用时
别
义
码
间
主
作
组
意
代用时
别
义
作
组
意
程
条M★
01 0 停
返回
程M★
02 束
主M# 03 转
主M# 04 转
c
主M★
05 转
注:①表内00组为非模态代码;其余为模态代码,同驵可相互取代。
②作用时间为“★”号者,表示该指令功能在程序段指令运动完成后开始作用;为“# ”号者,则表示该指令功能与程序段指令运动同时开始。
3.程序编制及模拟运行、零件加工或精度自检 3.1程序编制 程程序内容
程序注释 轴停
M
开
松
轴反a
M
紧
夹
M
0
返回 0程序轴正
09
M
★
切削液 98
关
M
0
调用
子0程序序结
08
M
#
切削液 60 b
开
M
★ 0
件
子0换工
更0件暂
07
M
#
切削液 30
开
M
★ 0
束并0序结序段号
00%0001 1 NT0101 01 NM03S800 02 NG00X35Z3 03 NM08 04 NG71U1R2P06Q13X0.2Z0.2F150 05 NG00X18Z3S1000 06 NG01Z0F50 07 NX21Z-1.5 08 NZ-25 09 NX28
;程序起始行
;右端面外圆车刀
;主轴正转 ;循环起点 ;开切削液 ;粗车轮廓 ;快速定位 ;精车起点 ;精车倒角 ;精车ф21的外圆
;精车ф28的端10
面
NZ-38.169 11 NX23.05Z-47.5 12 NG01W-10 13 NG00X100 14 NZ100 15 NT0202 16 NG00X32Z-25 17 NG01X18F10 18 NG04P3 20 NG00X25 21 NW1.5
;ф28的外圆表
;30°的锥面
;фE的外圆面
;退刀快速定位
;退刀快速定位
;换切槽刀
;快速定位
;切槽至ф18
;暂停修光
;快速定位
;快速定位 22 N23 N24 N25 N26 N27 N28 N29 N30 5 N31 N32 NG01X21 X18W-1.5 G04P3 G00X100 Z100 T0303 G00X30Z3S300 G76C2R2E3A60X19.04Z-22K0.974U0.32V0.16Q0.5F1.G00X100Z100 M09 M05
;倒角起点
;倒角1.5 ;暂停修光 ;退刀快速定位;退刀快速定位;换外螺纹车刀;车螺纹循环起点
;车螺纹 ;退刀快速定位;关切削液 ;主轴停转
NM30 34 00%0001 2 NT0101 01 NM03S800 02 NG00X30Z3 03 NM08 04 NG71UI1R2P06Q12E0.2F200 05 NG00X5.844Z3S1000 06 NG01Z0F80 07 NG03X15.582Z-6.136R5 08 NG02X22.420Z-20791R17
;程序结束并返
回
;右端面外圆车刀
;主轴正转 ;循环起点 ;开切削液 ;粗车轮廓 ;快速定位 ;精车起点 ;精车R5的圆弧 ;精车R17的圆09 NG03X24.542Z-37.739R14.508 10
弧
;精车ф29的圆弧
NG02X23.05Z-40.406R5 11 NG01Z-44 12 NG000X100 13 NZ100 14 NT0202 15 NG00X35Z-46.5 16 NG01X19F10 17 NG04P3 18 NG00X35 19 NZ-47.5
;精车R5的圆弧
;фE的外圆面
;退刀快速定
;退刀快速定位
;换切槽刀
;快速定位
;切槽至ф19
;暂停修光
;退刀
;快速定位 20 NG01X19 21 NG04P3 22 NG00X100 23 NZ100 24 NM09 25 NM05 26 NM30 27 |<< << < 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 > >> >>| 注:程序编制中有关数值单位一律采用毫米(mm)制 3.2模拟运行
数控加工程序编制好后将其输入数控车床,然后对刀,在将机床锁住进行程序校验,仔细观察其模拟加工路线是否有干涉、过切、出错等现象,若有应及时对程序错误处进行修改,修改后保存,再次调出修改后的程序进行校验,直到程序万无一失,没有任何错误的情况下方可进行自动加工。注:这个环节是必不可少的,否则会发生打刀等损坏机床其它部件的情
回
;程序结束并返;主轴停转 ;关切削液 ;退刀 ;退刀 ;暂停修光 ;切槽至ф19 况,直接影响机床的加工精度及寿命,更严重的是存在人身安全隐患。
3.3零件加工
装夹好毛坯,调出编制好的程序,直接进行自动加工直至程序结束。3.4精度自检
将加工好的零件卸下,用游标卡尺、千分尺对零件的尺寸精度及粗糙度进行检测。看是否达到零件的技术要求即可。
致 谢
经过这次的毕业设计,让我深刻的体会到什么叫做作真正的学以置用,这正是我们做学问真正的目的,也正是大多数学者难以做到的一点。
在课堂上学到的都是以理论为主,实践为辅,而现实生活中不论是做什么事情都是以理论为办事依据,实际行动为主。比如:我们的毕业设计就是要以理论知识为原则来设计自已的数控车削加工过程,然后再根据你的设计步骤来进行实践验正,看实践操作是否满足工艺过程和技术要求,若不行则要进行多次修改直到合格为止。在这里我学到了做任何事情要细心、认真、有耐心,考虑每一个细节问题要全面周到。
在设计期间,我们以小组为单位,遇到问题一起分析,找出关键地方,使我们能在较短的时间内找到解决方案,让我们在零件的加工实践操作中和工艺方面的分析得到进一步的认识,也看到了互相学习钻研和拼搏的精神,我的毕业是经过一次又一次的修改和反复的验正,最后在老师的批准下,毕业设计终于合格了。我的毕业设计之所以能圆满的完成是在得到指导老师刘老师、闫老师精心指导下和我们组的其他成员汪卫、张行、倪新、曾旭、金涛同学的互相帮助下完成的,在这里我要忠心的感谢我们的指导老师刘老师、闫老师的精心指导以及我们组其他成员的帮助。我还要真诚的祝福各老师在以后的岁月里身体健康、步步高升;祝福同学们在今后的人生道路上工作顺利、事业有成。设 计 小 结
在开始做毕业设计前,我认真阅读了毕业设计指导书,对零件图进行仔细的分析,从而在设计前有一个清晰的思路,也为我的设计打下了基础,使我的开题报告能顺利的完成。开题报告完成后,接着开始进行正文的撰写,设计也就正式开始了,首先我们对零件进行了工艺分析,如毛坯尺寸大小的确定和材料的确定,选择合适的加工方案法,拟定加工方案,选择合适的夹具、刀具与切削用量的确定等。在工艺分析上,让我们巩固了在大一大二时学的机械制造、机械制图、机械设计、公差与配合、金属工艺CAD绘图等专业课程,是我更好把各专业课相结合起来去完成毕业设计。随着毕业设计做完,也将意味我的大学生活即将结束,但在这段时间里面我觉得自己是努力并快乐的。在繁忙的的日子里面,曾经为解决技术上的问题,而去翻我所学专业的书籍。经过这段时间我真正体会了很多,也感到了很多。
在两年的大学生活里,我觉得大多数人对本专业的认识还是不够,在大二期末学院曾为我们组织了三个星期的实习,为了更深入的理解并掌握大学的专业知识,加强专业技能。我选择的毕业设计课程是:轴类零件加工。通过次此的分析,需要对刀具的切削参数进行计算等方面的问题给予考虑,这些方面的知识都需要我们去复习以前的知识,在对以前学的知识进行初步系统回顾之后,大脑形成一初步的印象。各专业课之间相关联的知识也能很好的理解。
在这次毕业设计中,给我最大的体会就是熟练的操作技能来源我们平时对专业知识的掌握程度。比如,我们想加快编程速度,除了对各编程指令的熟|<< << < 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 > >> >>| 练掌握外,还得需要你必须掌握零件的工艺方面的知识,对夹具刀具切削用量参数的设定我们必须清楚。
在设计中得到了老师和小组同学的指导与帮忙,非常谢谢!回顾这一个月的设计历程,太多的感想和心得是无法用文字来表达的。每次在遇到难点问题并通过自己的不断努力克服难关时,那份成就感,那种喜悦之情是别人无法体会到的。看到身边的同学都是那么认真投入,相互支持和鼓励的奋进,想像我们以后在工作中也会有这种拼搏的精神。
附 录
华中数控车床实物图
游标卡尺实物图
第四篇:波浪形轴类零件的数控加工工艺分析
波浪形轴类零件的数控加工工艺分析
摘要:在数控机床上加工零件,首先遇到的问题就是零件的工艺处理。制定出细致、优化的加工工艺,是数控加工应用中应重视的问题。本文介绍波浪形轴类零件的数控加工工艺分析。
关键词:波浪形轴类零件 数控加工 工艺分析
制定细致、优化的加工工艺,是数控加工工艺编制人员、数控加工操作人员常需分析的问题,必须在编程之前正确确定加工方案,进行工艺设计,再考虑编程。波浪形轴类零件泛指轴径外大内小的轴类零件,本类零件的加工是轴类零件中的难点。本文以典型波浪形轴类零件为例,对数控加工中的工艺处理进行分析。
1、数控加工中的典型工艺处理方法
1)改局部分散标注法尺寸为集中引注或坐标式尺寸。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础的。因此,零件图中最好直接给出坐标尺寸,或尽量以同一基准引注尺寸。这种标注法,既便于编程,也便于尺寸之间的相互协调,在保持设计、工艺、检测基准与编程原点设置的一致性方面带来很大方便。但是由于零件设计人员往往在尺寸标注中较多地考虑装配等使用特性方面,而不得不采取局部分散的标注方法,这样会给工序安排与数控加工带来诸多不便。事实上,由于数控加工精度及重复定位精度都很高,不会因产生较大的累积误差而破坏零件的使用性能,因而改动局部的分散标注法尺寸为集中引注或坐标式尺寸是完全可以的。
2)刀路应尽量简单。具体要求就是尽量选用 0°或 90°方向切削。因为单轴插补加工的物理意义在于不存在轮廓误差,两轴或两轴以上插补加工,在两轴位置增益不相同时,存在轮廓误差,且平行刀路要选择较长边作为进给方向。单轴插补加工不存在轮廓误差,故对于数控铣床加工零件,必须使零件的直线轮廓平行或垂直于坐标轴,以提高零件的加工精度。
3)拐点的处理要合理,避免采用直角过渡。在外角加工中选用圆角过渡,走刀方向不会因突然改变而损坏刀具,零件的拐角轮廓误差也得以有效控制。如果确需直角过渡的,可在轮廓交接处加入G04指令,延时数十至数百毫秒,在这段时间里前段轮廓加工时的跟随误差会迅速得以修正,如车削轴类零件台肩等。在现代数控加工中可以用CAM软件来很好地处理这类问题。有些数控系统也可采用尖角过渡G07指令。
4)刀路的材料去除量要均匀,减小冲击产生。材料切削量的突然改变会对刀具和机床产生冲击,特别是在留精加工余量时更应注意,大多在使用复合固定循环时,易出现该现象。
2、波浪形轴类零件的车削加工
如图1a所示零件,在车削类零件中属于非单调类,加工时具有较高的难度,必须合理制定其加工工艺。该零件加工所用坯料设为Ø66mm的棒料,批量生产,加工时用一台数控车床,图形的数字处理及数控加工工艺如下。
2.1 图形的数学处理 曲线用 35°外圆切削刀 加工点 C刀具必须具备的最小副偏角 Kr′的计算: kr/arcsinCQ23arcsin39.71 O1C361 第 页
故采用封闭粗切削循环时,刀具须选用副偏角大于39.71°的外圆车刀。点B坐标的计算(固定坐标系以点A为中心): O1QO1C2CQ236223227.6948
所以点 B的坐标X=2(36-27.6948+20)=56.61,Z=-35.17。封闭粗切削循环时总退刀量的计算: O2PO2D2DP230215225.981
故采用G73指令加工X轴上的总退刀量: i30O2P(56.6140)/23025.9818.30512.324
2.2 数控加工的工艺制定
工步1:夹棒料外圆柱面,车端面。
工步2:如图1b所示,采用外圆粗切削循环 G71、精加工 G70指令,加工轨迹A→B→F→H→J→G。第 页
工步3:如图 1c所示,采用55°外圆车刀,封闭粗切削循环G73、精加工G70指令,加工图中轨迹 B→C→D→G。55°外圆车刀能保证点C的副偏角 Kr′为6230,大于3970,不产生刀具干涉。循环起始点O3一般位于点 C基于R36圆弧的切线以左,Ø64mm圆柱右侧端面以右,以防循环切削时的碰刀和过切。
工步4:如图 1c所示,沿轨迹D→E→K,采用纵向切削循环 G90指令,车削Ø40mm圆柱。
工步5:如图 1d所示,调头,夹持Ø64mm外圆柱面,按总长157.17mm要求,车削Ø20mm圆柱右端面。
工步6:如图 1d所示,采用纵向切削循环G90指令,车削Ø20mm圆柱。2.3工艺制定中易出现的几种问题
问题一:整个手柄曲线按一次精车处理。此加工工艺切削量太大,若刀具选择不当,易在点 A或点 C处产生刀具干涉,无法加工。
问题二:整个手柄曲线按 G71指令外圆粗切削循环G70指令精加工。此加工工艺Ø40mm圆柱、R30圆弧处切削量太大,两圆弧交点 C处附近刀具易干涉无法加工。
问题三:整个手柄用割断刀粗车至手柄轮廓,然后精加工。此加工工艺割断刀的径向坐标尺寸计算非常繁琐,不易采用此方案进行实际加工。
问题四:如图 2所示,夹棒料外圆柱面,整个手柄曲线用 35°外圆切削刀具,按 G73指令封闭粗切削循环、G70指令精加工,X轴上的总退刀量为 i =33。第 页
图2 加工工艺的不合理表现
实际退刀量将由循环起始点 O3位置的变化而减小,点O3一般位于点C基于 R36圆弧的切线以左,点A居工件端面以右,否则G73切削循环时易出现碰刀和过切现象。此加工工艺在加工棒料零件时,所用循环次数非常多,不利于提高加工生产率。
3、数控仿真软件下的刀具的干涉实验
在图1c中,需用55°外圆尖刀,采用封闭粗切削循环G73、精加工G70指令车削轨迹B→C→D→G。封闭粗切削循环是对铸造、锻造成型毛坯或已粗车成型工件的切削,这里用于处理非单调轴类零件的加工。
通过计算可知,点C处刀具不引起干涉的副偏角Kr′要大于 39.71°,除用55°外圆尖刀具加工外,还可用35°外圆车刀。用35°外圆车刀车削时,必须保证副偏角Kr′大于39.71°,副偏角Kr′可在39.71°~50°范围中调节(副偏角 Kr′为50°时,主偏角Kr为95°,这里不应靠主偏角Kr小于95°来增大副偏角 Kr′),若刀具安装不当,出现副偏角Kr′小于39.71°,将出现刀具干涉。图 3所示是在仿真软件下,刀具副偏角 Kr′为20°时在点C的干第 页
涉试验,明显表明在点C刀具的后刀面与零件已发生严重干涉。图4所示是55°外圆尖刀具在点C的切削状况,没有发生干涉现象。
图3 图4
4、结论
对于坯料为棒料的波浪形轴类零件(轴径外大内小),一般的加工方法是先右侧去除直径单调部分材料(直径外小内大部分),按零件情况选择,然后对非单调部分,通常是采用局部G73指令和割槽处理,并采用通用加工方法补充。为解决此类零件的高精度加工,可以按上述方法进行粗加工(留0.1~0.25mm精车余量),最后进行一次完整的精加工(精加工时必须特别注意刀具的副偏角,以防干涉)。
参考文献
1、严爱珍,李宏胜.机床数控原理与系统 [M ].北京:机械工业出版社 ,2003
2、程淑重.数控加工工艺 [M ].杭州:浙江大学出版社 ,2003 第 页
第五篇:轴类零件的加工及工艺分析
内江职业技术学院
前言
数控加工是机械制造中的先进的加工技术是一种高效率,高精度与高柔性特点的自动加工方法,数控加工技术可有效解决复杂、精密、小批多变零件的加工问题,充分适应了现代化生产的需要,制造自动化是先进制造技术的重要组成部分,其核心技术是数控技术,数控技术是综合计算机、自动技术、自动检测及精密机械等高新技术的产物,它的出现及所带来的巨大利益,已引起了世界各国技术与工业界的普遍重视,目前,国内数控机床使用越来越普及,如何提高数控加工技术水平已成为当务之急,随着数控加工的日益普及,越来越多的数控机床用户感到,数控加工工艺掌握的水平是制约手工编程与CAD/CAM集成化自动编程质量的关键因素。
数控加工工艺是数控编程与操作的基础,合理的工艺是保证数控加工质量发挥数控机床的前提条件,从数控加工的实用角度出发,以数控加工的实际生产为基础,以掌握数控加工工艺为目标,在介绍数控加工切削基础,数控机床刀具的选用,数控加工的定位与装夹以及数控加工工艺基础等基本知识的基础上,分析了数控车削的加工工艺。
I
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目录
前言
第一章 设计概要…………………………………………….1 第一节 设计题目及目的……………………………………… 1 第二节 选用设计软件………………………………………….1
第二章 实体设计………………………………………….2
第一节 CAXA平面图的绘制………………………………….2 第二节 零件实体的构造……………………………………..4 第三章 工艺分析………………………………………….7
第一节 零件工艺分析………………………………………..8 第二节 刀具的选择…………………………………………..9 第三节 刀具卡片……………………………………………..10 第四节 确立工件的定位与夹具方案………………………..10 第五节 确定走刀顺序和路线………………………………..11 第六节 切削用量的选择……………………………………..15 第七节 数控加工工艺文件的填写…………………………..16 第八节 保证加工精度的方法…………………………………17
第四章 数控加工程序……………………………………18 第五章 零件仿真加工……………………………………23
第一节 仿真软件简介……………………………………….23 第二节 仿真加工过程……………………………………… 25 结论……………………………………………………………… 30
II
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参考文献…………………………………………..31 III
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摘要:
本次设计主要是对数控加工工艺进行分析与具体零件图的加工,首先对数控加工技术进行了简单的介绍,然后根据零件图进行数控加工分析。第一,根据本零件材料的加工工序、切削用量以及其他相关因素选用刀具及刀柄和零件的轮廓特点确定需要7把刀具分别为外圆粗车刀、外圆精车刀、外切槽刀、外螺纹刀、内镗孔刀、内切槽刀。第二,针对零件图图形进行编制程序,此零件为轴类零件,外轮廓由直线、圆弧和螺纹组成,零件的里面要镗出一个锥孔,在加工过程中,工件需要调头钻孔再镗孔,第三,早钻孔对刀时要先回参考点,要以孔中心作为对刀点,刀具的位置要以此来找正,使刀位点与换刀点重合。
关键字:
刀具的确定、走刀路线的选择、刀具的对刀点、工件的定位。
IV
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第一章 设计概要
第一节 设计题目及目的
设计题目:轴类零件的加工及工艺分析
设计目的:本次毕业综合实训实践项目为轴类零件的加工及工艺 分析,用所学理论知识和实际操作知识,在工作中分析问题、解决实际问题的能力同时达到对我们基本技能的训练,例如:计算、绘图、熟悉和运用设计资料(手册、标准、图册和规范等)的能力。加强对在加工机械零件时的零件工艺分析、及其加工精度、刀具机床的选用、刀具补偿,工件的定位与装夹的分析等。同时提高我们编写技术文件、编写数控程序、仿真数控机床操作的独立工作能力。
第二节 选用设计软件
本课题二维图选用:CAXA电子图表
实体图选用:CAXA制造工程师2008 仿真加工用:斯沃仿真软件
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第二章 实体设计
第一节 CAXA平面图的绘制 1.软件简介
我们采用CAXA电子图版2007绘制,CAXA电子图板2007打造了全新软件开发平台,多文档、多标准以及交互方式上带来全新体验,而且在系统综合性能方面进行了充分改进和优化,对于文件特别是大图的打开、存储、显示、拾取等操作的运行速度均提升100%以上,Undo/Redo性能提升了十倍以上,动态导航、智能捕捉、编辑修改等处理速度的提升,给用户的设计绘图工作带来流畅、自如的感受。而且依据中国机械设计的国家标准和使用习惯,提供专业绘图工具盒辅助设计工具,通过简单的绘图操作将新品研发、改型设计等工作迅速完成,提升工程师专业设计能力。2.软件界面介绍 CAXA电子图版工作界面
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3.利用该软件作此图的平面图
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第二节 零件实体
一、零件主体的实体化
我们这里使用CAXA数控车2008来进行实体,首先选择工作界面,打开软件后,点击软件的左下角的
命令,然后出现一个界面如下
然后右键点击平面XY,创建草图,绘制如下图的封闭图形
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完成上图之后,点击菜单栏里的 按钮,完成实体创建。如下图:
二、在右端创建螺纹
利用公式曲线来创建螺纹,点击
按钮,出现如下图所示的界面
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将参数X=12*sin(t)Y=12*cos(t)Z=0.239*t 设置好之后点击
按钮,完成如图的曲线,单击,在曲线的一端创建一个平面,在此 6
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平面内绘制一个等边三角形,如图:导动除料,完成实体创建,如下图:,退出草绘,选择至此,整个零件的实体完成。
第三章 工艺分析
工艺分析是工艺员的中心工作也是设计者设计的一个重要环节,它是对工件进行数控加工的前期准备。合理正确的工艺分析也是编制数控加工程序的重要依据。故工艺分析是数控加工不可缺少的。正确合理的工艺分析需完成如下工作步骤和内容。
零件尺寸的正确标注:由于加工程序是以准确的坐标点来编制的,因此,各图形几何元素间的相互关系一定要明确;各种几何元素的条件要充分,应无引起冲突的多余尺寸或影响工序安排的封闭尺寸等;构成零件轮廓的几何尺寸的条件应充分。
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识读零件:零件图纸直接反映零件的结构,而零件的结构决定工艺分析的合理性,所以我们要保证良好的零件结构。
工艺步骤:制定数控加工程序、划分工步、工序,确定对刀点、换刀点,刀具补偿,选择切削刀具、冷却液,编制工艺文件等。
编制加工程序:将工艺分析融入加工程序,并对其程序进行校验和优化。
第一节 零件工艺分析
零件结构分析
1.如图所示零件便面由柱面,圆锥面,顺圆弧,逆圆弧及外螺纹构成,外螺纹绞复杂其中多个直径尺寸由较高的精度,表面粗糙,零件图尺寸编注完整,符合数控加工尺寸标注要求,轮廓描述清楚完整,零件材料为45钢,毛胚为ф60mm*122mm 零件技术要求分析
小批量生产条件编程,不准用砂布和锉刀修饰平面,这是对平面高精度的要求,未注公差尺寸按GB1804-M,热处理,调质处理,HRC25-35,未注粗糙度部分光洁度按Ra6.3,毛胚尺寸ф60mm*122mm。
加工难点及处理方案
分析图纸可知,此零件对平面度的要求高,左端更有内轮廓加工,为提高零件质量,采用以下加工方案:
1.对图样上给定的几个精度要求较高的尺寸,编程时采用中间值。2.在轮廓曲线上,有圆弧,因此在加工时应进行刀具半径补偿,以保证轮廓曲线的准确性。
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本设计图纸中的各平面和外轮廓表面的粗糙度要求可采用粗加工---精加工---超精加工方案。选择以上措施可保证尺寸、形状、精度和表面粗糙度
第二节 刀具选择
数控刀具的选择和切削用量的确定是数控加工工艺中的重要内容,它不仅影响数控机床的加工效率,而且直接影响加工质量。刀具的选择是在数控编程的人机交互状态下进行的。应根据机床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相关因素正确选用刀具及刀柄。刀具选择总的原则是:安装调整方便、刚性好、耐用度和精度高。在满足加工要求的前提下,尽量选择较短的刀柄,以提高刀具加工的刚性。
在经济型数控机床的加工过程中,由于刀具的刃磨、测量和更换多为人工手动进行,占用辅助时间较长,因此,必须合理安排刀具的排列顺序。一般应遵循以下原则:①尽量减少刀具数量;②一把刀具装夹后,应完成其所能进行的所有加工步骤;③粗精加工的刀具应分开使用,即使是相同尺寸规格的刀具;④先铣后钻 ;⑤先进行曲面精加工,后进行二维轮廓精加工;⑥在可能的情况下,应尽可能利用数控机床的自动换刀功能,以提高生产效率等。
综上所诉:本零件的加工(1)选用φ5mm中心钻钻削中心孔。用ф20的钻头加工左端的孔(2)粗车及平端面选用90°硬质合金左偏刀,为防止副后刀面与工件轮廓干涉,副偏角不宜太小,选Kr´=35°。(3)为减少刀具数量和换刀次数,精车和车螺纹选用硬质合金60°外
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螺纹车刀,刀尖圆弧半径应小于轮廓最小圆角半径,取re=0.15~0.2mm。
第三节 刀具卡片
第四节 确定工件的定位与装夹方案
在数控车床上工件定位安装的基本原则与普通机床相同。工件的装夹方法影响工件的加工精度和效率,为了充分发挥数控机床的工作特点,在装夹工件时,应考虑以下几种因素: 1.尽可能采用通用夹具,必须时才设计制造专用夹具; 2.结构设计要满足精度要求; 3.易于定位和装夹; 4.易于切削的清理; 5.抵抗切削力由足够的刚度;
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工件的定位与基准应与设计基准保持一致,应防止过定位,对与箱体工件最好选择“一面两销”作为定位基准,定位基准在数控机床上要仔细找正。
由于这个工件是个实心轴,末端要镗一个30的锥孔,因轴的长度不是很长,所以采用工件的右端面和48的外圆作定位基准,使用普通三爪卡盘夹紧工件,取工件的右端面中心为工件坐标的原点,对刀点在(100.1000)处。
第五节 切削加工顺序的安排:
①先粗后精 先安排粗加工,中间安排半精加工,最后安排精加工和光整加工。
②先主后次 先安排零件的装配基面和工作表面等主要表面的加工,后安排如键槽、紧 固用的光孔和螺纹孔等次要表面的加工。由于次要表面加工工作量小,又常与主要表面有位 置精度要求,所以一般放在主要表面的半精加工之后,精加工之前进行。
③先面后孔 对于箱体、支架、连杆、底座等零件,先加工用作定位的平面和孔的端面,然后再加工孔。这样可使工件定位夹紧稳定可靠,利于保证孔与平面的位置精度,减小刀具的磨损,同时也给孔加工带来方便。
④基面先行 用作精基准的表面,要首先加工出来。所以,第一道工序一般是进行定位面的粗加工和半精加工(有时包括精加工),然后再以精基面定位加工其它表面。例如,轴类零件顶尖孔的加工 综上所诉:此零件的的加工顺序如下:
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1.先进行右端部分的加工,右端部分首先 1加工主轮廓走刀路线如下 ○
圆弧段加工
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切槽
螺纹加工
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2.调头加工,调头之后的加工在分成3部 1首先加工外轮廓,走刀路线如下: ○
2钻孔:钻一个ф20深度为29的孔 ○3加工左端部分的内轮廓,走刀图如下 ○ 14
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以上为整个零件的加工路线
第六节 切削用量的选择
切削速度、进给量和切削深度三者称为切削用量。它们是影响工件加工质量和生产效率的重要因素。车削时,工件加工表面最大直径处的线速度称为切削速度,以v(m/min)表示。其计算公式:
v=πdn/1000(m/min)式中:d——工件待加工表面的直径(mm)n——车床主轴每分钟的转速(r/min)
根据零件的结构特点,外轮廓用采用90度外圆车刀,轮廓粗加工时留1mm的精车余量,粗加工时选主轴转速为s=800r/min,精加工选择1000 r/min,由公式计算得:切削速度v 粗加工:v=150(m/min)精加工:v=188(m/min)
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第七节 数控加工工艺文件的填写
1.工艺过程卡片
2.机械加工工序卡片
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第八节 保证加工精度的方法
为了保证和提高加工精度,必须根据生产加工误差的主要原因,采取相应的误差预防或误差补偿等有效的工艺途径措施来直接控制原始误差或控制原始误差对零件加工精度的影响。
一、刀具半径的选定
1.刀具的半径R比工件转角处半径大时不能加工。2.刀具较小时不能用较大的切削量加工(刀具刚性差)。
二、采用合适的切削液
1.切削液主要用来减少切削过程中的摩擦和降低切削温度。合理使用切削液,对提高刀具耐用度和加工表面质量、加工精度起重要的作用。2.非水溶性切削液:切削油、固体润滑剂,非溶性切削液主要起润滑作用。
3.水溶性切削液:水溶液、乳化液,水溶性切削液有良好的冷却作用和清洗作用。
故本设计加工时采用水溶液进行冷却。
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第
4章 数控加工程序
本零件采用电脑软件编程,由于程序过多,这里只打出一部分,这里只展示左端部分的程序
O1234 T0404 M03 S1200 M08 F1500 G00 X77.917 Z13.100 G00 Z6.549 G00 X71.414 G01 X61.014 F5.000 G01 X59.600 Z5.841 G01 Z-14.200 F10.000 X60.000 G01 X61.414 Z-13.493 F20.000 G01 X71.414 G00 Z6.549 G01 X60.014 F5.000 G01 X58.600 Z5.841 G01 Z-14.700 F10.000 G01 X60.000 G01 X61.414 Z-13.993 F20.000 G01 X71.414 G00 Z6.549 G01 X59.014 F5.000 G01 X57.600 Z5.841 G01 Z-15.200 F10.000 G01 X60.000 G01 X61.414 Z-14.493 F20.000 G01 X71.414 G00 Z6.549 G01 X58.014 F5.000 G01 X56.600 Z5.841 G01 Z-15.700 F10.000 G01 X60.000 G01 X61.414 Z-14.993 F20.000 G01 X71.414 G00 Z6.549 G01 X57.014 F5.000 18
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G01 X55.600 Z5.841 G01 Z-16.200 F10.000 G01 X60.000 G01 X61.414 Z-15.493 F20.000 G01 X71.414 G00 Z6.549 G01 X56.014 F5.000 G01 X54.600 Z5.841 G01 Z-16.700 F10.000 G01 X60.000 G01 X61.414 Z-15.993 F20.000 G01 X71.414 G00 Z6.549 G01 X55.014 F5.000 G01 X53.600 Z5.841 G01 Z-17.200 F10.000 G01 X60.000 G01 X61.414 Z-16.493 F20.000 G01 X71.414 G00 Z6.549 G01 X54.014 F5.000 G01 X52.600 Z5.841 G01 Z-17.700 F10.000 G01 X60.000 G01 X61.414 Z-16.993 F20.000 G01 X71.414 G00 Z6.507 G01 X1.414 F5.000 G01 X0.000 Z5.800 G01 X51.600 F10.000 G01 Z-18.200 G01 X59.600 G01 Z-36.000 G01 X61.014 Z-35.293 F20.000 G01 X71.014 G00 Z6.007 G01 X1.414 F5.000 G01 X0.000 Z5.300 G01 X50.600 F10.000 G01 Z-18.700 G01 X58.600 G01 Z-36.000 G01 X60.014 Z-35.293 F20.000 G01 X70.014 19
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G00 Z5.507 G01 X1.414 F5.000 G01 X0.000 Z4.800 G01 X49.600 F10.000 G01 Z-19.200 G01 X57.600 G01 Z-36.000 G01 X59.014 Z-35.293 F20.000 G01 X69.014 G00 Z5.007 G01 X1.414 F5.000 G01 X0.000 Z4.300 G01 X48.600 F10.000 G01 Z-19.700 G01 X56.600 G01 Z-36.000 G01 X58.014 Z-35.293 F20.000 G01 X68.014 G00 Z4.507 G01 X1.414 F5.000 G01 X0.000 Z3.800 G01 X47.600 F10.000 G01 Z-20.200 G01 X55.600 G01 Z-36.000 G01 X57.014 Z-35.293 F20.000 G01 X67.014 G00 Z4.007 G01 X1.414 F5.000 G01 X0.000 Z3.300 G01 X46.600 F10.000 G01 Z-20.700 G01 X54.600 G01 Z-36.000 G01 X56.014 Z-35.293 F20.000 G01 X66.014 G00 Z3.507 G01 X1.414 F5.000 G01 X0.000 Z2.800 G01 X45.600 F10.000 G01 Z-21.200 G01 X53.600 G01 Z-36.000 G01 X55.014 Z-35.293 F20.000 20
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G01 X65.014 G00 Z3.007 G01 X1.414 F5.000 G01 X0.000 Z2.300 G01 X44.600 F10.000 G01 Z-21.700 G01 X52.600 G01 Z-36.000 G01 X54.014 Z-35.293 F20.000 G01 X64.014 G00 Z2.507 G01 X1.414 F5.000 G01 X0.000 Z1.800 G01 X43.600 F10.000 G01 Z-22.200 G01 X51.600 G01 Z-36.000 G01 X53.014 Z-35.293 F20.000 G01 X63.014 G00 Z2.007 G01 X1.414 F5.000 G01 X0.000 Z1.300 G01 X42.600 F10.000 G01 Z-22.700 G01 X50.600 G01 Z-36.000 G01 X52.014 Z-35.293 F20.000 G01 X62.014 G00 Z1.507 G01 X1.414 F5.000 G01 X0.000 Z0.800 G01 X41.600 F10.000 G01 Z-23.200 G01 X49.600 G01 Z-36.000 G01 X51.014 Z-35.293 F20.000 G01 X61.014 G00 Z1.007 G01 X1.414 F5.000 G01 X0.000 Z0.300 G01 X40.600 F10.000 G01 Z-23.700 G01 X48.600 G01 Z-36.000 21
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G01 X50.014 Z-35.293 F20.000 G01 X71.414 G00 X77.917 G00 Z13.100 G00 X100 Z100 T0404 M03 S1200 G00 X70.318 Z11.144 G00 Z0.707 G00 X59.414 G01 X-1.414 F5.000 G01 X0.000 Z0.000 G01 X40.000 F10.000 G01 Z-24.000 G01 X48.000 G01 Z-36.000 G01 X49.414 Z-35.293 F20.000 G01 X59.414 G00 X70.318 G00 Z11.144 G00 X100 Z100 T0505 M3S500 G0X20.Z20 G0X0.Z5.G99G1Z-32.F0.1 G0Z5.X100.Z100.G0 T0606 G97 S3600 M03 G0 X21.92 Z2.5 M8 G50 S3600 G96 S330 G99 G1 Z-23.8 F.2 X20.X17.172 Z-22.386 G0 Z2.5 X23.84 G1 Z-23.8 X21.52 X18.692 Z-22.386 G0 Z2.5 X25.76 G1 Z-14.341 22
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X24.6 Z-15.965 Z-23.8 X23.44 X20.612 Z-22.386 G0 Z2.5 X27.68 G1 Z-11.653 X25.36 Z-14.901 X22.532 Z-13.487 G0 Z2.5 X29.6 G1 Z-8.965 X27.28 Z-12.213 X24.452 Z-10.799 G0 X19.5 Z2.X30.G1 Z0.Z-9.X25.Z-16.Z-24.X20.X17.172 Z-22.586 G0Z2.M9 G28 U0.W0.M05 T0606 M30
第五章 零件仿真加工
第一节、仿真软件介绍
1.软件简介
市面上的仿真软件有很多,例如:南京斯沃和上海宇龙、斐克,这里我们选用斯沃,南京斯沃软件技术有限公司开发的,是结合机床厂家实际加工制造经验与高校教学训练一体所开发的国内第一款自
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动免费下载更新的数控仿真软件。通过该软件可以使学生达到实物操作训练的目的,又可大大减少昂贵的设备投入。
斯沃数控仿真(数控模拟)软件包括16大类,66个系统,121个控制面板。具有FANUC、SIEMENS(SINUMERIK)、MITSUBISHI、FAGOR、美国哈斯HAAS、PA、广州数控GSK、华中世纪星HNC、北京凯恩帝KND系统、大连大森DASEN、南京华兴WA、江苏仁和RENHE、南京四开、天津三英、成都广泰GREAT、巨森数控JNC编程和加工功能,学生通过在PC机上操作该软件,能在很短时间内掌握各系统数控车、数控铣及加工中心的操作,可手动编程或读入CAM数控程序加工,教师通过网络教学,可随时获得学生当前操作信息。斯沃数控仿真软件也是目前国内唯一自动免费下载更新的数控仿真软件
2.斯沃界面
打开软件,选择GSK980TD
工作界面
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第二节 仿真加工过程
(一)第一段加工
1.装入刀具
2.设置毛胚,内江职业技术学院
3.对刀,输入刀补
4.开始加工
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第一段加工完成
(二)第二段加工
1.调头加工另一端,因为有内部轮廓的加工,我们这里选择透明模式,便于观察,对刀方式和第一段方法相同
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车外轮廓
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钻孔 钻一个ф20深度为29的孔
完成内轮廓加工
至此整个零件仿真加工完成
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结论
通过这次的毕业设计,我从设计的过程中学到了很多在书本上没有的内容,加深了对数控机床的了解,巩固了书本的知识。结论总结如下:
1.对于某个零件来说,并非全部加工工艺过程都适合在数控机床完成。而往往只是其中的一部分适合于数控加工。这就需要对零件图样进行仔细的工艺分析,选择那些最适合、最需要进行数控加工的内容和工序。
2. 在确定走刀路线时,最好画一张工序简图,将已经拟定出的走刀路线画上去,这样可为编程带来不少方便。
3.有些零件虽然能在一次安装中加工出很多待加工面,但考虑到程序太长,会受到某些限制,如:控制系统的限制(主要是内存容量),机床连续工作时间的限制等。此外,程序太长会增加出错与检索困难。因此程序不能太长,一道工序的内容不能太多。致谢
非常感谢各位指导老师,没有你们交给我们知识,我们是不可能完成这项毕业设计,非常感谢你们这几年对我们的辛勤教导,你们不仅仅是传授给我们了知识,更是教会我们技能,从而让我们在这个社会上更好的立足,让我们的人生更加丰富多彩,在这里我们全组成员(曹阳,赵志城,雷露,郭川)向你们致敬!!
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参考文献:
[1]陈洪涛.数控加工工艺与编程.高等教育出版社,2003 [2]罗学科.数控机床编程与操作实训.北京化学工业出版社,2002 [3]李佳.数控机床及应用.北京清华大学出版社,2001 [4]姜爱国.数控机床技能数实训.北京理工大学出版社,2006 [5]汪建安.CAXA自动编程与训练 化学工业出版社
2008 [6] 钟日铭.CAXA实体设计2009基础教程 清华大学出版社2009