軸零件的數(shù)控車削加工工藝及編程

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編號(hào)： 畢 業(yè) 論 文 題目：[奶嘴]軸零件的數(shù)控車削加工工藝及編程 系 別 ： 專 業(yè) ： 班 級(jí) ： 姓 名 ： 成 績(jī) ： 指 導(dǎo) 教 師 ： 年 月 日 摘要: 數(shù)控技術(shù)是用數(shù)字信息對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)和工作過程進(jìn)行控制的技術(shù),數(shù)控裝備是以數(shù)控技術(shù)為代表的新技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)和新興制造的滲透形成的機(jī)電一體化產(chǎn)品,即所謂的數(shù)字化裝備,數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化,使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征,而且隨著數(shù)控技術(shù)的不但發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大他對(duì)歸計(jì)民生的一些重要行業(yè)(IT、汽車、醫(yī)療、輕工等)的發(fā)展起著越來越重要的作用,因?yàn)檫@些行業(yè)所需要裝備的數(shù)字化已是現(xiàn)代展的大趨勢(shì).在我入WTO和對(duì)外開放進(jìn)一步深化的新環(huán)境下,發(fā)展我國數(shù)控技術(shù)及裝備是提高我國制造業(yè)信息化水平和國際競(jìng)爭(zhēng)能力的重要性保證.數(shù)控加工與編程畢業(yè)設(shè)計(jì)是數(shù)控專業(yè)教學(xué)體系中構(gòu)成數(shù)控加工技術(shù)專業(yè)知識(shí)及專業(yè)技能的重要組成部分，通過畢業(yè)設(shè)計(jì)使我們學(xué)會(huì)了對(duì)相關(guān)學(xué)科中的基本理論基本知識(shí)進(jìn)行綜合運(yùn)用,同時(shí)使對(duì)本專業(yè)有較完整的系統(tǒng)的認(rèn)識(shí),從而達(dá)到鞏固、擴(kuò)大、深化所學(xué)知識(shí)的目的培養(yǎng)和提高了綜合分析問題和解決問題的能力以及培養(yǎng)了科學(xué)的研究和創(chuàng)新能力。 關(guān)鍵詞: 數(shù)控技術(shù)?? 零件分析 加工工藝 目錄 （1）引言……………………………………………………5 （2）零件圖工藝分析………………………………………5 （3）零件的定位基準(zhǔn)和裝夾方式…………………………7 （4）工歩的劃分……………………………………………8 （5）切削用量選擇…………………………………………9 （6）程序編制………………………………………………10 (7) 零件的加工及檢驗(yàn)……………………………………12 (8) 結(jié)束語…………………………………………13 (9) 致謝……………………………………………14 (10) 參考文獻(xiàn) ……………………………………………14 一、引言 數(shù)控技術(shù)是數(shù)字程序控制數(shù)控機(jī)械實(shí)現(xiàn)自動(dòng)工作的技術(shù)。它廣泛用于機(jī)械制造和自動(dòng)化領(lǐng)域，較好地解決多品種、小批量和復(fù)雜零件加工以及生產(chǎn)過程自動(dòng)化問題。軸是機(jī)械傳動(dòng)中應(yīng)用非常廣泛的一類機(jī)械元件,本畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容主要是詳細(xì)敘述利用數(shù)控車床來加工軸類零件。大致包含了軸零件的工藝的分析過程、軸加工中一些問題的解決方法、數(shù)控加工過程、數(shù)控編程與零件自檢過程等。 設(shè)計(jì)者以嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)的認(rèn)真態(tài)度進(jìn)行了此次設(shè)計(jì)，但由于知識(shí)水平與實(shí)際經(jīng)驗(yàn)有限，時(shí)間又較為緊迫。在設(shè)計(jì)中難免會(huì)出現(xiàn)一些錯(cuò)誤、缺點(diǎn)和疏漏，誠請(qǐng)各位評(píng)審老師給于批評(píng)和指正。 二、零件圖工藝分析 1、零件車削工藝分如圖所示，零件材料處理為：45鋼，調(diào)制處理HRC26～36，下面對(duì)該零件進(jìn)行數(shù)控車削工藝分析。零件如圖： 加工要求： 以小批量生產(chǎn)條件編程；不準(zhǔn)用砂布及銼刀等修飾表面；未注倒角0.5×45；未注公差尺寸按 GB1804-M。 2、零件進(jìn)行工藝分析，這是必不 可少的一步，如圖1我要對(duì)該零件進(jìn)行精度分析，選擇加工方法、擬定加工方案、選擇合理的刀具、確定切削用量。該零件由螺紋、圓柱、圓錐、圓弧、槽等表面組成，其中由較嚴(yán)格直徑尺寸精度要求的如Φ28±0.02mm,фmm,軸線長(zhǎng)度的精度如5±0.04mm，27.5±0.04mm，粗糙度3.2μｍ，球面фmm。可控制球面形狀精度、30°的錐度等要求。 經(jīng)上面的分析，我可以采用一下幾點(diǎn)工藝措施： （1）零件上由精度較高的尺寸數(shù)據(jù)如圓柱ф28±0.02mm、фmm，軸向長(zhǎng)度5±0.04mm、27.5±0.04mm，球фmm，在加工時(shí)為了保證其尺寸精度應(yīng)取其中間值分別取值為ф28mm、ф23.005mm長(zhǎng)度5mm，27.5mm，球ф29.015mm即可。[注：上述座標(biāo)值是以半徑值給出的。形式如（X，Z）] （2）在輪廓曲線上，有四處圓弧依次相連，既過象限又改變進(jìn)給方向的輪廓曲線。為了保證其輪廓曲線的準(zhǔn)確性，我們通過計(jì)算到端部R5mm的圓弧與直線的切點(diǎn)坐標(biāo)為（2.922，0），與R17mm的圓弧切點(diǎn)坐標(biāo)為（7.791，-6.136），R17與ф29mm的切點(diǎn)坐標(biāo)為（11.210，-20.791），ф29mm與R5mm的切點(diǎn)為（12.271，-37.739），R5mm與ф23mm的切點(diǎn)坐標(biāo)為（11.5，-40.406）。[注：上述座標(biāo)值是以半徑值給出的。形式如（X，Z）。] （3）為便于裝夾，為了保證工件的定位準(zhǔn)確、穩(wěn)定，夾緊方面可靠，支撐面積較大，零件的左端是螺紋，中段最大的直徑的圓柱ф28mm。右端是依次相連的圓弧，顯然右端都是圓弧相連不可能裝夾，所以應(yīng)留在最后加工，應(yīng)先裝夾毛坯加工出左端螺紋及圓柱ф28mm。調(diào)頭裝夾ф28mm的圓柱加工右端圓弧，毛坯選ф30×120mm。 三、零件的定位基準(zhǔn)和裝夾方式 1、粗基準(zhǔn)選擇原則 （1）為了保證不加工表面與加工表面之間的位置要求，應(yīng)選不加工表面作粗基準(zhǔn)。 （2）合理分配各加工表面的余量，應(yīng)選擇毛坯外圓作粗基準(zhǔn)。 （3）粗基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用。 （4）選擇粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整，沒有澆口、冒口或飛邊等缺陷。以便定位可靠。 2、精基準(zhǔn)選擇原則 （1）基準(zhǔn)重合原則：選擇加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)； （2）基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，自為基準(zhǔn)原則，互為基準(zhǔn)原則。 3、定位基準(zhǔn) 綜合上述，粗、精基準(zhǔn)選擇原則，由于是軸類零件，在車床上只需用三抓卡盤裝夾定位，定位基準(zhǔn)應(yīng)選在零件的軸線上，以毛坯ф35mm的棒料的軸線和右端面作為定位基準(zhǔn)。 4、裝夾方式 數(shù)控機(jī)床與普通機(jī)床一樣也要全里選擇定位基準(zhǔn)和夾緊應(yīng)力求設(shè)計(jì)、工藝與編程計(jì)算的基準(zhǔn)統(tǒng)一，減少裝夾次數(shù)，盡可能在一次定位裝夾后，加工出全部待加工表面，避免采用占機(jī)人工調(diào)整式加工方案，以充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的效能。裝夾應(yīng)盡可能一次裝夾加工出全部或最多的加工表面。由零件圖可分析，我應(yīng)先裝夾毛坯ф30mm的棒料的一端，夾緊其40mm的長(zhǎng)度加工螺紋。一直加工到零件右端的ф23mm，然后將棒料卸下。裝夾ф28mm的圓柱表面，加工另一端的圓弧。這樣兩次裝夾即可完成零件的所有加工表面， 四、工歩的劃分 因?yàn)槊恳话训对诖旨庸さ谋吵缘读恳恢?，在精加工中背吃刀量相同，不易劃分工歩；這里選用加工不同的表面來劃分工序就比較容易： ①車削螺紋端的工歩為:90°外圓車刀平端面→右端面外圓車刀車削1.5×45°的倒角，ф21×25mm→端面ф28mm→圓柱ф28mm→30°的錐臺(tái)面→ф23×10mm→切槽刀切槽5×1.5mm→外螺紋車刀車削M21×1.5mm。 ②車削圓弧端的工歩為：90°外圓車刀平端面→右端面外圓車刀圓弧R5mm→圓弧R17mm→球ф29mm→圓弧R5mm→ф23×5mm→切槽刀切槽5×1.5mm 1、確定加工順序 （1）基面先行?先加工基準(zhǔn)面為后面的加工提供經(jīng)基準(zhǔn)面，所以我應(yīng)線平右端面作為基準(zhǔn)面。 （2）先主后次?由于所加工的表面均為重要表面，所以應(yīng)按照順序從右到左依次加工M21×1.5mm，ф28mm，ф23mm螺紋調(diào)頭后一次加工R5mm，ф29mm，ф23mm等。 （3）先粗后精?? 先車削去大部分的金屬余量，再進(jìn)行成形切削保證零件的尺寸要求和質(zhì)量要求。 （4）先面后孔?由于該零件沒有孔，所以在該處不做考慮。 2、進(jìn)給路線 在數(shù)控加工中，刀具好刀位點(diǎn)相對(duì)于工件運(yùn)動(dòng)軌跡稱為加工路線。編程時(shí)，加工路線的確定原則主要有以下幾點(diǎn)： （1）加工路線應(yīng)保證被加工零件的精度和表面粗糙度，且效率高； （2）使數(shù)值計(jì)算簡(jiǎn)單，以減少編程工作量； （3）應(yīng)使加工路線最短，這樣既可減少程序段，又可減少空行程時(shí)間。 （4）確定加路線時(shí)，還要考慮工件的加工余量和機(jī)床、刀具的剛度等情況，確定一次走刀，還是多次走刀來完成所有加工表面，具體綜合上面進(jìn)給線的特點(diǎn)再根據(jù)具體零件具體分析。 第一步: 車削帶有的螺紋的一端，從右到左先粗車外形ф21mmm、ф28mm、ф23mm到槽5±0.04mm的左端面處后，精車外形路線統(tǒng)粗車一樣，再換刀切削5×1.5mm的槽，最后再換刀切削螺紋。 第二步: 車削帶有圓弧的一端，從右到左先粗車外形R5mm、R17mm、ф29mm到ф23mm后2mm后精車外形路線同粗車一樣。最后切削5±0.04mm的槽。 五、切削用量選擇 切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速（切削速度）、切削深度或?qū)挾取⑦M(jìn)給速度（進(jìn)給量）等。對(duì)于不同的加工方法，需選擇不同的切削用量，并應(yīng)編入程序單內(nèi)。 合理選擇切削用量的原則是：粗加工是，一般以提高生產(chǎn)率為主，但也考慮經(jīng)濟(jì)性和加工成本；精加工進(jìn)，應(yīng)在保證加工質(zhì)量的前提下，兼顧切削效率、經(jīng)濟(jì)性加工成本。具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機(jī)床說明書、切削用量手冊(cè)，并結(jié)合經(jīng)驗(yàn)而定。 1、背吃刀量的選擇 零件輪廓粗車循環(huán)時(shí)選ap=2mm，精加工時(shí)選ap=0.2mm，螺紋粗車時(shí)選ap=0.4mm，逐刀減少粗車4次后，精車時(shí)選ap=0.1mm。這里粗車ap值、精車ap值都是《金屬切削與刀具實(shí)用技術(shù)》一書。 2、主軸轉(zhuǎn)速的選擇 粗車直線和圓弧時(shí)n=800r/min，精車時(shí)n=1500r/min，切槽時(shí)n=600r/min，切螺紋時(shí)n=300r/min，精車時(shí)選n=300r/min。粗車和精車的主軸轉(zhuǎn)速的選取都是根據(jù)平時(shí)上課所講的及前人的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)所給定的。 3、進(jìn)給速度的選擇 粗車直線、圓弧時(shí)選F=150mm/min，精車時(shí)選F=50mm/min，切槽時(shí)選F=8mm/min，粗車螺紋時(shí)選F=100mm/min，精車時(shí)選F=50mm/min。 六、程序編制 程序段號(hào) 程序內(nèi)容 程序注釋 001 %0001 程序起始行 N01 T0101 右端面外圓車刀 N02 M03S800 主軸正轉(zhuǎn) N03 G00X35Z3 循環(huán)起點(diǎn) N04 M08 開切削液 N05 G71U1R2P06Q13X0.2Z0.2F150 粗車輪廓 N06 G00X18Z3S1000 快速定位 N07 G01Z0F50 精車起點(diǎn) N08 X21Z-1.5 精車倒角 N09 Z-25 精車ф21的外圓 N10 X28 精車ф28的端面 N11 Z-38.169 ф28的外圓表 N12 X23.05Z-47.5 30°的錐面 N13 G01W-10 фE的外圓面 N14 G00X100 退刀快速定位 N15 Z100 退刀快速定位 N16 T0202 換切槽刀 N17 G00X32Z-25 快速定位 N18 G01X18F10 切槽至ф18 N20 G04P3 暫停修光 N21 G00X25 快速定位 N22 W1.5 快速定位 N23 G01X21 倒角起點(diǎn) N24 X18W-1.5 倒角1.5 N25 G04P3 暫停修光 N26 G00X100 退刀快速定位 N27 Z100 退刀快速定位 N28 T0303 換外螺紋車刀 N29 G00X30Z3S300 車螺紋循環(huán)起點(diǎn) N30 G76C2R2E3A60X19.04Z-22K0.974U0.32V0.16Q0.5F1.5 車螺紋 N31 G00X100Z100 退刀快速定位 N32 M09 關(guān)切削液 N33 M05 主軸停轉(zhuǎn) N34 M30 程序結(jié)束并返回 002 %0001 ? N01 T0101 右端面外圓車刀 N02 M03S800 主軸正轉(zhuǎn) N03 G00X30Z3 循環(huán)起點(diǎn) N04 M08 開切削液 N05 G71UI1R2P06Q12E0.2F200 粗車輪廓 N06 G00X5.844Z3S1000 快速定位 N07 G01Z0F80 精車起點(diǎn) N08 G03X15.582Z-6.136R5 精車R5的圓弧 N09 G02X22.420Z-20791R17 精車R17的圓弧 N10 G03X24.542Z-37.739R14.508 精車ф29的圓弧 N11 G02X23.05Z-40.406R5 精車R5的圓弧 N12 G01Z-44 фE的外圓面 N13 G000X100 退刀快速定 N14 Z100 退刀快速定位 N15 T0202 換切槽刀 N16 G00X35Z-46.5 快速定位 N17 G01X19F10 切槽至ф19 N18 G04P3 暫停修光 N19 G00X35 退刀 N20 Z-47.5 快速定位 N21 G01X19 切槽至ф19 N22 G04P3 暫停修光 N23 G00X100 退刀 N24 Z100 退刀 N25 M09 關(guān)切削液 N26 M05 主軸停轉(zhuǎn) N27 M30 程序結(jié)束并返回 七、零件的加工及檢驗(yàn) 1、模擬運(yùn)行 數(shù)控加工程序編制好后將其輸入數(shù)控車床，然后對(duì)刀，在將機(jī)床鎖住進(jìn)行程序校驗(yàn)，仔細(xì)觀察其模擬加工路線是否有干涉、過切、出錯(cuò)等現(xiàn)象，若有應(yīng)及時(shí)對(duì)程序錯(cuò)誤處進(jìn)行修改，修改后保存，再次調(diào)出修改后的程序進(jìn)行校驗(yàn)，直到程序萬無一失，沒有任何錯(cuò)誤的情況下方可進(jìn)行自動(dòng)加工。注：這個(gè)環(huán)節(jié)是必不可少的，否則會(huì)發(fā)生打刀等損壞機(jī)床其它部件的情況，直接影響機(jī)床的加工精度及壽命，更嚴(yán)重的是存在人身安全隱患。 2、零件加工 裝夾好毛坯，調(diào)出編制好的程序，直接進(jìn)行自動(dòng)加工直至程序結(jié)束。 3、精度自檢 將加工好的零件卸下，用游標(biāo)卡尺、千分尺對(duì)零件的尺寸精度及粗糙度進(jìn)行檢測(cè)?？词欠襁_(dá)到零件的技術(shù)要求即可。 八、結(jié)束語 在開始做畢業(yè)設(shè)計(jì)前，我認(rèn)真閱讀了畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書，對(duì)零件圖進(jìn)行仔細(xì)的分析，從而在設(shè)計(jì)前有一個(gè)清晰的思路，也為我的設(shè)計(jì)打下了基礎(chǔ)，使我的開題報(bào)告能順利的完成。開題報(bào)告完成后，接著開始進(jìn)行正文的撰寫，設(shè)計(jì)也就正式開始了，首先我們對(duì)零件進(jìn)行了工藝分析，如毛坯尺寸大小的確定和材料的確定，選擇合適的加工方案法，擬定加工方案，選擇合適的夾具、刀具與切削用量的確定等。在工藝分析上，讓我們鞏固了在大一大二時(shí)學(xué)的機(jī)械制造、機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)、公差與配合、金屬工藝CAD繪圖等專業(yè)課程，是我更好把各專業(yè)課相結(jié)合起來去完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。隨著畢業(yè)設(shè)計(jì)做完，也將意味我的大學(xué)生活即將結(jié)束，但在這段時(shí)間里面我覺得自己是努力并快樂的。在繁忙的的日子里面，曾經(jīng)為解決技術(shù)上的問題，而去翻我所學(xué)專業(yè)的書籍。經(jīng)過這段時(shí)間我真正體會(huì)了很多，也感到了很多。 在兩年的大學(xué)生活里，我覺得大多數(shù)人對(duì)本專業(yè)的認(rèn)識(shí)還是不夠,在大二期末學(xué)院曾為我們組織了三個(gè)星期的實(shí)習(xí)，為了更深入的理解并掌握大學(xué)的專業(yè)知識(shí)，加強(qiáng)專業(yè)技能。我選擇的畢業(yè)設(shè)計(jì)課程是：軸類零件加工。通過次此的分析，需要對(duì)刀具的切削參數(shù)進(jìn)行計(jì)算等方面的問題給予考慮，這些方面的知識(shí)都需要我們?nèi)?fù)習(xí)以前的知識(shí)，在對(duì)以前學(xué)的知識(shí)進(jìn)行初步系統(tǒng)回顧之后，大腦形成一初步的印象，各專業(yè)課之間相關(guān)聯(lián)的知識(shí)也能很好的理解，在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，給我最大的體會(huì)就是熟練的操作技能來源我們平時(shí)對(duì)專業(yè)知識(shí)的掌握程度。 九、致謝 本篇論文在論文指導(dǎo)老師的精心指導(dǎo)下完成，讓我受益匪淺；在此感謝指導(dǎo)老師給我的幫助。 通過三年的大學(xué)生活的學(xué)習(xí)，使我的知識(shí)更上一樓，我的其他能力得到了提升，總之是我人生的一次蛻變，讓我懂得了知識(shí)改變命運(yùn)。在此我深切感謝眉山職業(yè)技術(shù)學(xué)院的領(lǐng)導(dǎo)和老師對(duì)我學(xué)習(xí)和生活上無私的幫助及關(guān)心，同時(shí)也感謝同學(xué)們給我的幫助，及指導(dǎo)老師對(duì)我論文的指導(dǎo)幫助。眉山職業(yè)技術(shù)學(xué)院的領(lǐng)導(dǎo)和老師對(duì)工作認(rèn)真負(fù)責(zé)，一絲不茍的工作態(tài)度是我以后在工作中學(xué)習(xí)的榜樣。 十、 參考文獻(xiàn) [1] 馬東坡。 數(shù)控加工技術(shù)－綜合技能訓(xùn)練指導(dǎo)書 [M].北京：學(xué)苑出版社，2005. 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