数控车零件工艺设计.

1、 题 目 数控车零件工艺设计及程序编制 姓名 金鑫懿 学院 机电与珈道交通学院 专业 数控 Ifl 级 15数控(3+2) 1班 学号 2015050627 指导教师：唐磊 20 16 年 12 月 20 H 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、内镇孔刀、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

2、成，零件的里面要镇出一个锥孔，在加工过程中，工件需要调头钻孔再镇 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。 目 录 第1章数控机床简介1 第2章数控车削加工工艺及程序编制3 2. 1 零件工艺分析3 2. 2刀具选择4 2. 3刀具卡片5 2. 4确定工件的定位与装夹方案5 2.5切削加工顺序的安排5 2. 6切削用量的选择8 2. 7数控加工工艺文件的填写9 2. 8保证加工精度的方法11 2. 9数控加工程序11 第3章加工成果23 3.1仿真软件介绍23 3.

3、2仿真加工过程24 结 论28 参考文献29 -III - 第1章数控加工基础 1.1数控机床简介 1.1. K数控机床特点 随着数控技术的发展，釆用数控系统的机床品种日益增多，有车床、铳 床、镇床、钻床、磨床、齿轮加工机床和电火花加工机床等。此外还有能自动换 刀、一次装卡进行多工序加工的加工中心、车削中心等。 1）具有高度柔性、适应性强 2）生产准备周期短 3）工序高度集中 4）生产效率和加工精高、质量稳定 5）能完成复杂型面的加工 6）技术含量高 7）减轻劳动强度、改善劳动条件 8）有利于生产管理 1.1.2,数控机床的分类 数控设备的种类很多，各行业都有自己的数控设备和分类方法。在机床行

4、业, 数控机床通常从以下不同角度进行分类。 1. 按工艺用途分类 按其工艺用途可以划分为以下四大类： （1）金属切削类指釆用车、铳、镇、钻、狡、磨、刨等各种切削工艺 的数控机床。它又可分为两类： 普通数控机 床 数控加工中心 （2）金属成形类指釆用挤、压、冲、拉等成形工艺的数控机床，常用 的有数控弯管机、数控压力机、数控冲剪机、数控折弯机、数控旋压机等。 （3）特种加工类主要有数控电火花线切割机、数控电火花成形机、数 控激光与火焰切割机等。 （4）测量、绘图类 主要有数控绘图机、数控坐标测量机、数控对刀仪 等。 2. 按控制运动的方式分类 （1）点位控制数控机床：这类数控机床有数控钻床、数控坐

5、标镇床、数控 冲床等。 （2）点位直线控制数控机床：这类机床有数控车床和数控铳床等。 （3）轮廓控制数控机床：这类机床有数控车床、铳床、磨床和加工中心等。 3. 按伺服系统的控制方式分类 （1）开环数控机床 （2）半闭环控制数控机床 （3）闭环控制数控机床 此外，按所用数控系统的档次通常把数控机床分为低档、中档、高档三类数 控机床。中档、高档数控机床一般称为全功能数控或标准型数控。 _ 11 - 第2章 数控车削加工工艺及程序编制 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

6、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來编制的，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。 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。 2.1零件工艺分析 零件结构分

7、析 馳北花耐完制45注 数尺要廓楚零为毛 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 注 轮 清 整, 料 钢, （I） 60mm*122mm 零件技术要求分析 小批量生产条件编程，不准用砂布和锂刀修饰平面，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d) 60mm*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，釆用以下加工方案： 1.

8、 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。 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-一精加工 一-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 2. 2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

9、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：尽量减少刀具数量；一把刀具装夹后，应完成其所能进行的所有 加工步骤；粗精加工的刀具应分开使用，即使是相同尺寸规格的刀具；先铳 后钻；先进行曲面精加工，后进行二维轮廓精加工；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1(1)选用4)5mm中心钻钻削中心孔。用巾20的钻头 加工左端的孔(2)粗车及平端面选用90硬质合

10、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KF二35 o (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外螺纹车 刀，刀尖圆弧半径应小于轮廓最小圆角半径，取re=0. 150.2mm。 2. 3刀具卡片 1 4M 好 ll 1 01 90。外61车刀 2 04D、048、0 24、0 28、左右端面 0,2 2 02 60外圖车刀 2 25、30、R5、R1D 0.2 3 03 G2. $的中心钻 1 2D的孔 0.3 4 D4 4冷的麻花鮎 1 42D的孔 S3 5 05 d 18的较刀 1 2D的孔 0.2 6 06 G 20的扩孔刀 1 20的孔 0.2

11、7 07 宽为3的切刀 1 切55的槽 0.1 8 D8 60的擁纹刀 1 切蟀纹 0.1 2. 4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尽可能釆用通用夹具，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； 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

12、实心轴，末端要镇一个30的锥孔，因轴的长度不是 很长，所以釆用工件的右端面和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。 2.5切削加工顺序的安排 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。 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，乂常与主要表面有位 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。 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

13、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，同时也给孔加工带來方便。 基面先行 用作精基准的表面，要首先加工出來。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： 1先进行右端部分的加工，右端部分首先 圆弧段加工 切槽 螺纹加工 2调头加工，调头之后的加工在分成3部 首先加工外轮廓，走刀路线如下： 钻孔：钻一个巾20深度为29的孔 加工左端部分的内轮廓，走刀图如下 以上为整个零件的加工路线 2.6切削用量的选择 切削速度、进给量和切削

14、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=开 dn/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，外轮廓用釆用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) 2. 7数控加工工艺文件的填写 2.7.1.T艺过程卡片 机械加工工

15、艺过程卡片 息貝 芻】貝 禺件貓 欢】反 男】瓦 椭椚I儘概|食刪时I ffix滋 飪疽制械|列朕 工芹内容 fR I H 1 2 2K磕繍说旳凡内时從也礙卿歧 3 舫枫千机飓千介凡i-24ftifl.no q 人库 2. 7. 2.机械加工工序卡片 I 步 号 出! $ I g1 坤 r/ciio 逑 n/nio (ui/r 何 1 辟找腳加、林的并园S0.3U1OS 三爪卡瓠腹相辛爪赭卡尺 330 0.8 0.2 0.2 2 半解048附畐帥血的紬 三网盘、90鞠薛几驕卡屁不分尺 120 0.8 0.2 0.2 3 解潮附氐馳D1的余量 三爪卡钛瞰外薛几怖卡瓦偸 20CO 0.8 0.2

16、0.2 4 超辭左縮細飮啊的牺至时 邛卡瓠90度外薛几椭卡忆千分尺 2K0 0.8 0.2 0.2 5 用旳确申心朋申心乩 邛卡瓠屹5肿心站 810 0.8 0.2 0.2 6 附16幅花删020軌 邛卡也16的麻 顿 0.8 0.2 0.2 T Sfisnmoo 三爪卡臥林藏刀 810 0.8 0.2 0.2 8 寸 三爪卡盘、MHJi 8J0 0.8 0.2 0.2 9 IS?I25. 0洲甌，SOJuhi 三JH鼠60軌解几騎卡尺、内軒眛 810 0.8 0.2 0.2 #MfO) 眩对t号 0 0 Lii J 紐 r N72GRIX51.S2SZ-1.96i； N74GOlX52.6O

17、0Z4.423na.M00； N7GG01Z-15.7JM5； N78G61X56.6O0； N0G01Z-43.014; 欖 2C18G93X6Etl80Z-44855R19300; .4147 4*1.148F20.RA NfiGGIX71.414； 也址3 1200 T 01 01 自韵才式 .031 I 0 ot I 0 1 I 第一段加工完成 3. 2. 2第二段加工 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 显示车床 7加工声效 7显示坐标 7显不铁屑 显示冷却液 显示毛坯 7显示工件 哉面观察 7透明显示 7显示刀架 显示刀

18、具号 7显示刀具 显示透明刀具 7显示刀轨I 车外轮廓 钻孔钻一个巾20深度为29的孔 完成内轮廓加工 结 论 通过三年的课堂理论学习，再结合一些实践，使我对数控加工的一系列 流程己经有了较熟练的了解。在通过老师的耐心指导和同学的共同努力下， 成功的加工出论文要求的零件，使我有一种成就感！同时也让我更加有信心 往数控行业发展，也看到这个行业的前景是非常广阔的。 同时，在本次毕业设计中我深刻体会到：只是从课本中获取的知识远远 不能满足日后的需要，想要让自己能成为一位出色的数控人才就必须利用充 足的时间去查阅和学习各种数控加工知识。我们不仅要有扎实的机械知识， 更需要一颗不断求实创新的恒心，和保持活到老学到老的心态。才能跟得上 一日千里发展的数控行业并使我们在