毕业设计（论文）组合件数控工艺与编程1

1、南京工程学院毕 业 实 践 报 告 毕业设计题目 组合件数控工艺与编程 学 院 继续教育学院 专业班级 zh控1371 姓 名 学 号 指导教师 2015年 10月 10日摘 要：本设计通过对数控机床、系统、加工工艺与编程进行系统的分析与比较，可以看出现代制造业的重要性，尤其数控加工起着举足轻重的作用。数控机床是现代制造业的关键设备，一个国家数控机床的产量和技术水平在某种程度上就代表这个国家的制造业水平和竞争力。作为制造业大国，我们更应该注重数控技术，站在时代的前沿。设计运用数控加工工艺与编程的原理，并结合机械制造基础、现代制造系统等知识对数控加工中心加工与编程进行认真的研究与分析。加工工艺、

2、编程方法是本次设计的重点。也注意到数控机床的辅助设备、先进系统给加工与编程带来的方便性。 关键词：制造基础 数控加工 数控技术目录1 绪论12 零件分析12.1 材料分析22.2 零件图分析22.3 工件装夹的选择32.3.1 工件的安装32.3.2夹具的选择42.4工序的划分和加工顺序的安排42.4.1工序的划分42.4.2加工顺序52.5切削用量的选择53 程序编制63.1 刃具选择及切削参数的选择73.2 工艺路线73.3 编程83.4 程序校验133.5 自动运行133.6程序校验134 零件加工134.1加工过程134.2 解决方法14结 论15参考文献：16致 谢161 绪论 对零

3、件图的分析和研究，首先应熟悉零件在产品中的作用、位置、装配关系和工作条件，搞清楚各项技术要求对零件装配质量和使用性能的影响，找出主要的关键的技术要求，然后对零件图样进行分析。零件的结构工艺性是指所设计的零件在能满足使用要求的前提下制造的可行性和经济性，即所设计的零件结构应便于成形，并且成本低，效率高。它的涉及面广，因此有必要对零件进行结构工艺性分析，找出技术关键，以便在拟定工艺规程时采用适当的工作措施加以保证。把编程原点（对刀点）设置在轴的右端面中心处,既便于编程又有利于设计基准、工艺基准、测量基准和编程原点的统一。其次，构成零件轮廓的几何元素（点、线、面）条件（如相切、相交、垂直和平行）是数

4、控编程的重要依据。手工编程时要计算构成零件轮廓的每一个节点坐标，因此零件图应当完整地表达构成零件轮廓的几何元素。图1 中，有几处坐标没有直接标出，需要间接计算出来。用函数公式计算节点的坐标值很麻烦，更简便的方法是用cad 画图，然后测量出点的坐标值。2 零件分析件1 件2 2.1 材料分析零件材料的选用是非常重要的，选材不当导制零件不能满足使用要求，过早损伤和破坏产生不良影响或经济效益差等。机械零件选材的一般原则是：首先满足使用性能的要求，同时兼顾工艺性、经济性和环保性。本零件的材料是45号钢，它属于低淬透性合金调质钢，其化学成分是：碳的含量0.37%0.45%，锰的含量0.17%0.37%，

5、铬的含量0.8%1.1%，硫的含量0.5%0.8% ，其中碳含量过高、过低均不能满足经调质后获得良好综合力学性能的要求，主加元素为铬，在配以硫、锰等合金元素，其作用是提高淬透性，强化铁素体和细化晶粒，因此，此钢的热处理变形小，废品率低，因而降低了工艺成本。其热处理特点是：当原始组织为珠光体时，预先热处理可采用正火或退火处理;该类钢最终热处理均采用淬火后在500-650的高温回火工艺，即调质处理工艺，调质处理可使材料具有良好的综合力学性能。材料长度的选择：件一取6064，件二取6064的棒料2.2 零件图分析件一零件图外形由4250的圆弧构成；内径由3224的内孔，m301.5的内螺纹，204的

6、内切槽，36.683的抛物线组成。外圆和内孔表面粗糙度要求为1.6m，端面表面粗糙度要求为3.2m.件1的左端面相对于直径为42外圆柱的轴线的垂直度要求为0.04mm。件二零件图外形由2010的圆弧，2920的圆弧，4030的圆弧，345的外切槽，椭圆长半轴240，短半轴220，4295的圆弧，245的外切槽，m301.5的外螺纹组成。外圆和内孔表面粗糙度要求为1.6m，端面表面粗糙度要求为3.2m。42外圆柱的轴线相对于直径为40外圆柱的轴线的同轴度要求为0.015mm。外圆锥锥度控制在1：5。2.3 工件装夹的选择数控机床加工方案中，首先要考虑装夹方式的选择。在确定装夹方案时，根据已选定的

7、加工表面和定位基准，确定工件的定位装夹方式。一般考虑以下几点：1.夹紧装置不得影响进给，加工部位要敞开。2.必须保证最小的夹紧变形，保证零件精度合格。3.装卸方便，辅助时间尽量短，有条件时，批量较大的零件应采用气动、液压夹具或多工位夹具。4.对小型零件或工序时间不长的零件，可以考虑在工作台上同时装夹数件或数十个零件进行加工。以提高效率。5.夹具结构应力求简单，降低夹具制造成本。当零件加工批量小时，尽量采用组合夹具、可调式夹具及其他通用夹具；当零件成批生产时，应考虑采用专用夹具，但力求成本能降低。2.3.1 工件的安装在数控机床上加工零件时，定位安装的基本原则是合理选择定位基准和夹紧方案。在选择

8、时应注意以下几点：1）力求设计、工艺和编程计算的基准统一。2）尽量减少装夹次数，尽可能在一次定位装夹后，加工出全部待加工表面。3）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。2.3.2夹具的选择数控加工的特点对夹具提出了两个基本要求：一是要保证夹具的坐标方向与机床的坐标方向相对固定；二是要协调零件和机床坐标系的尺寸关系。除此之外，还要考虑以下几点：1）当零件加工批量不大时，应尽量采用组合夹具、可调式夹具及其他通用夹具，以缩短生产准备时间、节省生产费用。2）在成批生产时才考虑采用专用夹具，并力求结构简单。3）零件的装卸要快速、方便、可靠，以缩短机床的停顿时间。4）夹具上各零部件应不

9、妨碍机床对零件各表面的加工，即夹具要开敞，其定位、夹紧机构元件不能影响加工中的走刀（如产生碰撞等）件1夹具选用三爪卡盘，如图2.3。件2为典型的轴类零件,形状很规则，但是在加工过程中由于工件过长，导致加工过程中可能导致横向切削力过大导致工件原心偏离，故夹具选用三爪自定心卡盘+顶尖。如图2.3 卡盘2.4工序的划分和加工顺序的安排2.4.1工序的划分加工工序的划分主要有以下几种方法： 刀具集中分序法 该法是按所用刀具划分工序，用同一把刀完成零件上所有可以完成的部位。再用第二把刀、第三把刀完成它们可以完成的部位。这样可以减少换刀次数，压缩空行程时间，减少不必要的定位误差。 粗、精加工分序法 对单个

10、零件要先粗加工、半精加工，而后精加工。对于一批零件，先全部进行粗加工、半精加工，最后进行精加工。粗、精加工之间，最好隔一段时间，以使粗加工后零件的变形得到充分的恢复，再进行精加工，以提高零件的加工精度。 按加工部位分序法 一般先加工平面、定位面，后加工孔；先加工简单的几何形状，再加工复杂的几何形状；先加工精度较低的部位，再加工精度要求较高的部位。 总之，在数控机床上加工零件，加工工序的划分要根据零件的具体情况具体分析。许多工序的安排是按上述分序法综合安排的。2.4.2加工顺序1.加工件一外圆圆弧42502.加工件一内孔3224、内切槽2043.加工件一内螺纹m301.54.调头加工件一抛物线5

11、.加工件二左端外圆，圆弧6.加工件二左边外切槽3457.调头装夹工件，加工件二左端外圆圆弧、椭圆8.加工件二外切槽2459.加工件二m301.5外螺纹10.去毛刺，检验。2.5切削用量的选择在轮廓加工中选择进给量f时，应注重在轮廓拐角处的“超程”问题，非凡是在拐角较大而且进给量也较大时，应用在接近拐角处适当降低速度，而在拐角过后再逐渐提速的方法来保证加工精度。数控编程时，编程人员必须确定每道工序的切削用量，并以指令的形式写入程序中。切削用量包括主轴转速、背吃刀量及进给速度等。对于不同的加工方法，需要选用不同的切削用量。为了获得最高的生产率和单位时间的最高切除率，在保证零件加工质量和刀具耐用度前

12、提下，应合理地确定切削参数。所以，此处我们应当根据经验和粗精加工而定,粗加工选取f200左右。精加工时选取较少的加工余量f200f300。2.6确定加工方案（1） 粗精加工件1（2） 车槽（3） 加工m30*1.5外螺纹（4） 粗精加工加工sr10，手工切断，保证长度.（5） 粗精加工件2右端至。（不包括椭圆）（6） 粗、精加工工件2右端椭圆（7） 调头夹36*17，粗精加工件2左端外形。（8） 车5*40外槽（9） 粗精加工件2左端内孔（10） 配合3 程序编制数控车床的编程有如下特点。1.1在一个程序段中，根据图样上标注的尺寸，可以采用绝对什编程、增量值编程或二者混合编程。1.2于被加工零

13、件的径向尺寸在图样上和测量时都是以直径值表示，所以用绝对值编程时，x直径值表示；用增量值编程时，以径向实际位移量的二倍值表示，并附上方向符号（正向可以省略）。1.3为提高工件的径向尺寸精度，x向的脉冲当量取z向的一半。1.4由于车削加工常用棒料作为毛坯，加工余量较大，所以为简化编程，数控装置常具备不同形式的固定循环，可进行多次重复循环切削。1.5编程时，常认为车刀刀尖是一具点，而实际上为了提高刀具寿命和工件表面质量，车刀刀尖常磨成一个半径不大的圆弧，因此为提高加工精度，当编制圆头刀程序时，需要对刀具半径进行补偿。数控车床一般都具有九具半径自动补偿功能（g41，g42），这时可直接按工件轮廓尺寸

14、编程。对不具备刀具半径自动补偿功能的数控车床，编程时需先计算补偿量。3.1 刃具选择及切削参数的选择1. 刃具的选择：1号刀：93菱形外圆车刀；2号刀：60外螺纹刀；3号刀：外车槽刀（4mm）；4号刀：内孔镗刀；5号刀：60内螺纹刀；6号刀：内切槽刀（4mm)。2.切削参数的选择各工序刀具的切削参数见表：fanuc-oi 系统参考程序3.2 工艺路线（11） 用g71循环粗加工件一。（12） 用g70循环精加工20*8、23.8*50（13） 车槽15*8.386（14） 用g76螺纹复合循环加工m30*1.5外螺纹（15） 用g71凹槽循环粗加工sr10（16） 用g70精加工sr10，手工

15、切断，保证长度52.（17） 用g71循环粗加工件2右端至。（不包括椭圆）（18） 用g70循环精加工件2右端至尺寸。（不包括椭圆）（19） 粗、精加工工件2右端椭圆（20） 调头夹36*17，用g71粗加工件2左端外形，用g70循环精加工件2左端外形。（21） 车5*40外槽（22） 用g71循环粗加工件2左端内孔，用g70循环精加工件2左端内孔。3.3 编程（仅介绍件2零件图程序）零件图01零件名称组合件编制金宝龙程序号o00011编制日期2015-09-12审核备注仅介绍件2零件图程序件2零件图加工程序主程序名t0101 m03 s800换1号外圆车刀，转速800r/min，主轴正转g0

16、 x52 z3快速点定位g73 u15 r15粗车循环进给量设定g73 p10 q20 u0.3 f0.3精车循环进给量设定n10g0 x8加工直线g1 z0加工直线g03 x20 z-6 r6加工圆弧g1 x20 z-10加工直线x24 z-10加工直线x29 z-20加工直线x38加工直线x40 z-21加工直线z-29加工直线n20x38 z-30n10n20外圆粗加工循环程序t0101 m03 s1500 f0.1换1号外圆车刀，转速1500r/min，主轴正转，精加工进给量0.1mm/rg0 x52 z3快速点定位g70 p0 q20n10n20外圆精加工程序g0 x100退刀z20

17、0退刀m00程序暂停t0303 m03 s600 换3号外车槽刀，主轴正转，转速600r/min,g0 x52 z3快速点定位z-35进到切槽起点g1 x34 f0.1切槽x50退刀z-34进到切槽起点x34切槽x100退刀z200退刀m00程序暂停t0101 m03 s800换1号外圆车刀，转速800r/min，主轴正转g0 x52 z3快速点定位g73 u13 r13粗车循环进给量设定g73 p30 q40 u0.3 f0.3精车循环进给量设定n30g0 x27进到外径循环起点g1 z0加工直线x30 z-1.5加工直线z-15 加工直线x42 加工直线g03 x30 z-43 r40加工

18、圆弧n33g1 x30 z-48.542n30n33外径粗加工循环程序n34#1=-48.542加工椭圆n35#2=#1+75加工椭圆#3=40*sqrt1-#2*#2/1600加工椭圆g1 x#3 z#1加工椭圆#1=#1-0.1加工椭圆if#1ge-75goto75加工椭圆n40g1 x40 z-75n34n40椭圆粗加工循环程序t0101 m03 s1500 f0.1换1号外圆车刀，转速1500r/min，主轴正转，精加工进给量0.1mm/rg0 x52 z3快速点定位g70 p30 q40n30n40外径精加工程序g0 x100退刀z200退刀m00程序暂停t0303 m03 s600

19、 f0.1换3号外车槽刀，主轴正转，转速600r/min,进给量0.1mm/rg0 x52 z3快速点定位z-15进到切槽起点g1 x24切槽x50退刀z-14进到切槽起点x24切槽x100退刀z200退刀m00程序暂停t0202 m03s1000换2号外螺纹刀，主轴正转，转速1000r/ming0 x52 z3快速点定位g76 p020260 q100 r0.02外螺纹复合循环， r0.02留给精车次数的余量g76 x28.376 z-13 p812 q200 f1.5x：有效螺纹终点x坐标，z：有效螺纹终点z坐标，p：螺纹牙高度单边0.812mm，q：第一次切削深度为0.2mm，f：螺纹导

20、程：1.5mmg0 x100退刀z200退刀m30程序结束3.4 程序校验一个完整的数控程序由程序号、程序主体和程序结束指令三部分组成，部分数控程序还有子程序。当程序输入到数控系统中后，不能立即进行自动运行操作，我们必须首先检查程序是否正确。首先，我们将程序输入到数控机床中，按下数控机床上的“编辑”按钮，使数控机床处于编辑状态，然后按下“prog”按钮，切换到输入程序的界面用键盘输入程序。接着，我们先将机床锁住，按下“机械锁定”按钮，然后点“auto”按钮，再点“循环启动”，最后点“循环启动”就可以模拟运行切削，通过查看机床屏幕上走刀轨迹是否正确来判断程序是否正确，如有问题，应及时进行调整。3

21、.5 自动运行当程序检查无误后，合上车床防护罩，按下“auto”以及“循环启动” ，调节转速和进给量，让其自动加工，同时注意冷却液的供给和其他辅助功能的正常运行，直到工件加工完成。3.6程序校验通过仿真来校验程序编程的使用性4 零件加工4.1加工过程在整个加工过程中，遇到了许许多多的问题，有机床上的问题，有加工方面的问题，这些问题在老师和同学的帮助下都一一解决了，以下就是加工质量问题的分析： 首先，因为受条件限制，只能选择 ck-6140 普通型数控车床，其加工精度本身就不够。其次，夹具和刀具也会影响零件的加工精度。在加工过程中，如果夹具没有装夹平衡，在加工过程中就会出现径向或者端面跳动的情况

22、，从而导致产生误差。刀具在加工过程中发热以及刀片装夹不稳定都会导致刀片磨损，从而导致加工出来的工件产生误差或者粗糙度偏大。再者，对刀的精确也是影响加工精度的因素。我们在加工过程中，完全采用手工对刀，靠眼睛去观察，这样或多或少会产生误差，从而影响零件的精度。最后，冷却液也能影响到零件的加工精度。在加工时，工件与道具摩擦会产生大量的热，从而导致工件热变形，同时也会加剧刀具的损坏程度。因此，选择合理的冷却液以及冷却方式显得非常重要，他们会直接影响加工精度。除上述原因之外，还有些原因，如：机床主轴本身有摆动情况、机床有振动、刀刃太长，刀具硬度不够等等都会影响到加工精度和光泽度。4.2 解决方法对车床进

23、行定期保养，发现有磨损的零件及时进行更换。定期调校车床的精度，提高对刀精度，把误差尽可能地降低到最小。加工时，尽量选择刚度大、刀刃短的刀具来使用。同时，在加工的过程中，优先采用高转速，快进给；小切深，大切宽的工艺参数，从而达到降低切削力的目的。 结 论 毕业设计是培养我们实际工作能力的最后一个重要实践性学习环节，它不但是对本次我的设计题目是组合件的工艺分析与数控加工编程，在设计之前对此类零件没有太多了解，经过多次调查研究和指学老师的细心指导，使我能够很好的完成这次设计。此次设计不但培养了我们综合运用所学知识分析和解决本专业一般技术问题的能力，而且也进一步巩固扩大和深化了我们所学的基本理论、基本

24、知识和基本操作技能，同时也培养了我们树立正确的设计思想和生产观念、经济观念、全局观念，养成了理论联系实际和严谨的止作作风，培养我们掌握机械加工的一般工艺规程和方法，独立正确的使用技术文献资料和下确的表达自己设计思想的能力。在做论文的过程中，我得到了老师和同学们的帮助，在此，要感谢他们对我的帮助 和支持，谢谢！ 总之，这次做毕业论文使我学到了很多东西，提高了各种能力，受益匪浅！这次的综合训练学习，从总体上锻炼了自己动手动脑能力，提高了学习技能，从而把数控和机制工艺的知识结合起来;更有效地提高对数控专业的知识;更有效地提高对数控专业的认识和理解。由于经验欠缺，不妥之处，恳请各位老师海涵井与予指正，以便于我以后更好的学习和工作，感谢老师给予我的指导。参考文献：1 马东坡. 数控加工技术综合技能训练指导书 m.北京：学苑出版社，2005.2 张继世. 机械工程材料基础 m.北京