数控机床的加工工艺毕业论文word格式

1、西安交通大学继续教育毕业论文目录摘 要1前 言3第一章 零件的加工工艺分析51.1 零件的特征51.2 工艺过程61.2.1 工艺过程的制定61.2.2 加工精度要求61.2.3 工步设计61.2.4 定位基准的选择71.3 装夹方式71.4 刀具选择81.5 设计走刀路线101.6 切削用量101.6.1 选择切削用量101.6.2 主轴转速的确定11第二章 数控加工程序的编制122.1 数值计算122.2. 刀位点132.2.1 定位刀位点132.2.2 待加工毛坯对刀132.3 刀偏值的测定142.4 加工程序14结 论17参考文献19摘 要数控机床的加工工艺与普通机床的加工艺虽有诸多相

2、同之处，但也有许多不同之处。为此，分析了数控车削的加工工艺。 数控机床产生20世纪40年代，随着科学技术和社会生产的发展，机械产品的形状和结构不断改进，对零件的加工质量要求越来越高，零件的形状越来越复杂，传统的机械加工方法已无法达到零件加工的要求，迫切需要新的加工方法。数控车床又称为cnc车床，即用计算机数字控制的车床，是国内使用量最大、覆盖面最广的一种数控机床。数控机床的产生使传统的机械加工发生了巨大的变化，这不仅表现在复杂工件的制造成为可能，更表现在采用了数控技术后使生产加工过程真正实现了自动化。所以，数控车床主要用于加工轴类、盘类等回转体零件。通过数控加工程序的运行，可自动完成内外圆柱面

3、、圆锥面、成形表面、螺纹和端面等工序的切削加工，并能进行车槽、钻孔、扩孔、铰孔等工作。关键词：数控车床，车削加工工艺，工艺分析 前 言 数控技术是工业自动化的一门基础技术，在工业生产中越来越得到广泛的应用。数控机床问世以来，数控技术大幅度推进了制造技术与制造业的发展，数控技术应用课程在我国已成为各大院校机电类专业的主要课程之一。目前，随着数控技术的发展，数控机床已经成为我国在用机床的主流，在数控铣削中，对于非圆曲线、曲面、圆角、倒角的加工，并能进行车槽、钻孔、扩孔、铰孔等工作。，当机床内存容量较小时，如何使技工程序变得简洁对实现加工来说，有着很重要的实际意义，相对普通程序编制更加容易和灵活，本

4、文通过实例介绍数控车削加工编程中运用程序来解决轴承套的车削加工问题。通过选择并确定零件的数控车削加工内容；对零件图纸进行数控车削加工工艺分析；工具、夹具的选择和调整设计；工序、工步的设计；加工轨迹的计算和优化；数控车削加工程序的编写、校验与修改。以及如何确定合理的切削用量、刀具的进给路线以及刀具、夹具和切削用量的选择等。从而实现零件加工工艺分析编程，进而完成零件的加工与操作。 第一章 零件的加工工艺分析1.1 零件的特征一、零件材料 该零件是一回转体零件（单位：mm），以45#调质处理的毛坯，毛坯尺寸4240mm。（如图1-1）二、零件特点 从图纸中我们可以看出该零件轮廓由直线构成一个成型台阶

5、回转轴。加工部分包括外圆，一个孔和内孔，一个槽，倒角等。 （图1-1）轴承套 1.2 工艺过程 1.2.1 工艺过程的制定由于每个零件结构形状不同，各表面的技术要求也有所不同，故加工时，其定位方式则各有差异。一般加工外形时，以内形定位；加工内形时又以外形定位。因而可根据定位方式的不同来划分工序。考虑到零件的形状不易装夹，故先加工零件的左边的部分，然后以左面的零件轴线为定位基准加工右面的部分。并且考虑到加工原则中的先近后远先粗后精制定加工工艺如下：为减少换刀，对刀次数及减少辅助时间，选用90外圆车刀进行粗加工和精加工、用切断刀进行切槽加工 ，选择镗孔刀进行孔的粗加工和精加工。调头用三爪卡盘固定住

6、左端37外圆。留有5mm长以防刀具与夹具发生干涉，保证同轴度和精度并防止工件转动时摇晃不定。用内圆车刀依次进行孔的粗精加工；用刀宽为2mm的切槽刀车槽，1.2.2 加工精度要求加工图纸如上图，零件加工部分包括（42 ，37）外圆，一个c2，c1的倒角，一个2x0.5的槽，（22，24，, 12）孔等。零件的主体尺寸长度为40mm，最大位置直径为42。1.2.3工步设计该零件从棒料开始加工，要进行粗加工、精加工、车孔以及切槽等工步：1） 粗车外圆。2） 精车循环。3） 切槽。1.2.4 定位基准的选择（1）基准重合原则（2）基准统一原则（3）便于装夹原则（4）便于对刀原则 轴套类零件外圆表面、内

7、孔、螺纹等表面的同轴度，以及端面对轴中心线的垂直度是其相互位置精度的主要项目，而这些表面的设计基准一般都是轴中心线。用两中心孔定位符合基准重合原则，并且能够最大限度地在一次装夹中加工出多格外圆表面和端面，因此常用中心孔作为轴加工的定位基准。 当不能采用中心孔时或粗加工是为了提高工作装夹刚性，可采用轴的外圆表面作定位基准，或是以外圆表面和中心孔共同作为定位基准，能承受较大的切削力，但重复定位精度并不太高。 数控车削时，为了能用同一程序重复加工和工件调头加工轴向尺寸的准确性，或为了端面余量均匀，工件轴向需要定位。采用中心孔定位时，中心孔尺寸及两端中心孔间的距离要保持一致。以外圆定位时，则应采用三爪

8、自定心卡盘反爪装夹或采用限未支承，以工件端面或台阶儿面作为轴向定位基准。根据定位基准选择原则，避免不重合误差，便于编程，以工序的设计基准作为定位基准。零件加工时，先以42外圆的轴线作为轴向定位基准，加工零件；然后以零件轴线作为轴向定位基准，以轴台的端面的中心作为该轴件剩余工序的轴向定位基准，并且把编程原点选在设计基准上。1.3 装夹方式一、选择夹具夹具的作用是保证工件在机床上的正确位置和牢固的安装，即定位和夹紧，从而使数控加工顺序进行，保证工件的位置精度，同时也保证工件坐标系能够建立在正确的位置上。 车削加工的工件一般是回转体，对于回转体零件，一般选择三爪自定心卡盘。本零件选择三爪自定心卡盘作

9、夹具。对于回转体零件，一般选择三爪自定心卡盘。本零件选择三爪自定心卡盘作夹具。先用三爪自定心卡盘毛坯左端，加工右端达到工件精度要求；再工件调头，用三爪自定心卡盘毛坯右端，再加工左端达到工件精度要求。1.4 刀具选择为适应数控机床加工精度高、加工效率、加工工序集中及零件装夹次数少的要求，数控刀具具有很高的切削效率.高精度.高重复定位精度.可靠度和耐用度 。选择数控刀具的原则 刀具寿命与切削用量有密切关系。在制定切削用量时，应首先选择合理的刀具寿命，而合理的刀具寿命则应根据优化的目标而定。一般分最高生产率刀具寿命和最低成本刀具寿命两种，前者根据单件工时最少的目标确定，后者根据工序成本最低的目标确定

10、。 选择刀具寿命时可考虑如下几点根据刀具复杂程度、制造和磨刀成本来选择。复杂和精度高的刀具寿命应选得比单刃刀具高些。对于机夹可转位刀具，由于换刀时间短，为了充分发挥其切削性能，提高生产效率，刀具寿命可选得低些，一般取 15-30min。对于装刀、换刀和调刀比较复杂的多刀机床、组合机床与自动化加工刀具，刀具寿命应选得高些，尤应保证刀具可靠性。车间内某一工序的生产率限制了整个车间的生产率的提高时，该工序的刀具寿命要选得低些当某工序单位时间内所分担到的全厂开支 m 较大时，刀具寿命也应选得低些。大件精加工时，为保证至少完成一次走刀，避免切削时中途换刀，刀具寿命应按零件精度和表面粗糙度来确定。与普通机

11、床加工方法相比，数控加工对刀具提出了更高的要求，不仅需要冈牲好、精度高，而且要求尺寸稳定，耐用度高，断和排性能坛同时要求安装调整方便，这样来满足数控机床高效率的要求。数控机床上所选用的刀具常采用适应高速切削的刀具材料如高速钢、超细粒度硬质合金并使用可转位刀片。选择刀具通常要考虑（1）被加工工件的材料及性能（2）切削工艺的类别（3）被加工工件的几何形状，零件精度，加工余量（4）被吃刀量，进给速度，切削速度考虑到以上因素故粗车时，要选用强度高，耐用度高的刀具以满足粗车时大吃刀量，大进给量的要求.精车时要选用精度高,耐用度好的刀具以保证加工精度的要求. 1）粗车90外圆车刀t0101。2）精车90外

12、圆车刀t0202。3）切槽切断刀（刀宽2mm）t0303。4）镗孔镗孔刀t0404 刀具列表如下工步号工步内容刀具名称刀具图号刀具规格主轴转速切削深度备注1粗车90外圆车刀18002自动换刀2精车90外圆车刀2700自动换刀 3切槽切断刀35300自动换刀4镗孔镗孔刀4300自动换刀 1.5 设计走刀路线一、粗车循环 粗车的主要任务是去除余量，可以用复合循环指令来设定。设计走刀路线时，应设定工件坐标系xoz。要求：画出刀具形状；标注工件坐标系；标明进刀点，起刀点，每层切深，退刀量，精车余量，；画出刀具运动轨迹。起刀点（100，200）为安全位置，进刀点（45，3）为接近工件点，切深d=2，退刀

13、量 e=0.5，精车余量=1、=0.5。二、精车 精车外圆即在粗车基础上车一刀即可，其走刀路线较为简单，主要需标出关键点，画出刀具轨迹，起刀点坐标为（100，100），进刀点（接近）坐标为（0，3），退刀点坐标为（32，-34），将每一走刀段都标上序号，以便编程时一一对应。三、切槽线 切槽即在工件上切一个退刀槽，用切断刀加工，刀宽2mm。切槽时，只能x向进退刀，不能z向切削，否则易打刀（刀具折断），当刀宽等于槽宽，切槽刀只切一次；当刀宽小于槽宽时，应根据情况切多次，路线为先x向退刀，z向平移，再x向进刀。起刀点坐标（100，100），进刀点坐标为（44，-34），基点a坐标为（31.5，-34

14、）。1.6 切削用量 1.6.1 选择切削用量 选择数控车削用刀具 数控车削车刀常用的一般分成型车刀、尖形车刀、圆弧形车刀以及三类。成型车刀也称样板车刀，其加工零件的轮廓形状完全由车刀刀刃的形伏和尺寸决定。数控车削加工中，常见的成型车刀有小半径圆弧车刀、非矩形车槽刀和螺纹刀等。在数控加工中，应尽量少用或不用成型车刀。尖形车刀是以直线形切削刃为特征的车刀。这类车刀的刀尖由直线形的主副切削刃构成，如 90内外圆车刀、左右端面车刀、切槽切断车刀及刀尖倒棱很小的各种外圆和内孔车刀。尖形车刀几何参数主要是几何角度的选择方法与普通车削时基本相同，但应结合数控加工的特点如加工路线、加工干涉等进行全面的考虑，

15、并应兼顾刀尖本身的强度。 二是圆弧形车刀。圆弧形车刀是以一圆度或线轮廓度误差很小的圆弧形切削刃为特征的车刀。该车刀圆弧刃每一点都是圆弧形车刀的刀尖，应此，刀位点不在圆弧上，而在该圆弧的圆心上。圆弧形车刀可以用于车削内外表面，特别适合于车削各种光滑连接凹形的成型面。选择车刀圆弧半径时应考虑两点车刀切削刃的圆弧半径应小于或等于零件凹形轮廓上的最小曲率半径，以免发生加工干浅该半径不宜选择太小，否则不但制造困难，还会因刀尖强度太弱或刀体散热能力差而导致车刀损坏。切削用量包括切削速度,背吃刀量和进给量.对于不同的加工方法需要选择不同的切削用量。粗加工时一般以加工效率为主通常选择较大的背吃刀量和进给量,采

16、用较小的切削速度 .精加工时通常选择较小的背吃刀量和进给量采用较高的切削速度，对于原材料45#，粗加工时u取3 ，s取800m/min ，f取0.4mm/r;精加工时u取0.25 ，s取1000m/min ，f取0.2/r。粗车s800,f100；精车s700,f100；切槽s300,f50；1.6.2 主轴转速的确定主轴的转速是由切削刃上选定点相对于工件的主运动的线速度主运动速度 n=1000vc/d 单位为r/min 第二章 数控加工程序的编制2.1数值计算 生活中，我们对几何信息的认知有多种方法，常用的有数形结合法（解析法）。但有时面对复杂的图形，解析法会带来繁重的数学计算。auto c

17、ad作为一套专业的绘图软件，它强大的信息处理功能为图形中繁杂点的计算带来了可能。我们在操作界面中绘制图形后就可以打开状态栏中的捕捉、对象捕捉按钮，在绘图区捕捉相关的点。同时，在状态栏中就可以看到这些点的坐标。数值计算的一般内容计算数控编程的主要工作就是把加工过程中刀具移动的位置按一定的顺序和方式编写成程序单，输入机床的控制系统，操纵加工过程。刀具移动位置是根据零件图纸，按照已经确定的加工路线和允许的加工误差 这一工作称为数控加工编程中的数值计算。数值计算主要用于手工编程时的轮廓加工数控加工编程中的数值计算主要包括：工件零轮廓中几何元素的基点 插补线段的节点刀具中心位置辅助计算等内容 基点基点就

18、是构成零件轮廓的各相邻几何元素之间的交点或切点。如两直线的交点、直线与圆弧的交点或切点、圆弧与二次曲线的交点 或切点等等，均属基点。一般来说，基点的坐标根据图纸给定的尺寸，利用一般的解析几何或三角函数关系不难求得。节点节点是在满足容差要求条件下用若干插补线 段（如直线段或圆弧段等）去逼近实际轮廓 曲线时，相邻两插补线段的交点。节点的计算比较复杂，方法也很多，是手工编程的难点。有条件时，应尽可能借助于计算机来完 成，以减少计算误差并减轻编程人员的工作量。一般称基点和节点为切削点 切削点，即刀具切削部切削点位必须切到的点。刀具中心位置刀具中心位置是刀具相对于每个切削点刀具中心 所处的位置。因为刀具

19、都有一定的半径，要使刀 具的切削部位切过轮廓的基点和节点，必须对刀具进行一定的偏置。对于没有刀具偏置功能的数控系统，应计算出相对于基点和节点的刀具中心位置轨迹。对于具有刀具偏置功能的数控系统， 加工某些内腔型面时，往往也要求计算出刀具中心轨迹的坐标数据。 辅助计算辅助计算包括以下内容： 1）增量计算 对于增量坐标的数控系统，应计 增量计算算出后一节点相对前一节点的增量值。 2）脉冲数计算 通常数值计算是以毫米为单位脉冲数计算进行的，而数控系统若要求输入脉冲数，故应 将计算数值换算为脉冲数。 3）辅助程序段的数值计算 对刀点到切入点的 辅助程序段的数值计算程序段，以及切削完毕后返回到对刀点的程序

20、 均属辅助程序段。在填写程序单之前，辅助程 序段的数据也应预先确定。2.2 刀位点2.2.1 定位刀位点刀具究竟从什么位置开始移动到指定的位置呢所以在程序执行的一开始，必须确定刀具在工件坐标系下开始运动的位置，这一位置即为程序执行时刀具相对于工件运动的起点，所以称程序起始点或起刀点。此起始点一般通过对刀来确定，所以，该点又称对刀点。在编制程序时，要正确选择对刀点的位置。对刀点设置原则是:便于数值处理和简化程序编制。易于找正并在加工过程中便于检查，引起的加工误差小。在进行数控加工的编程时，往往将整个刀具浓缩视为一个点，那就是刀位点，它是在刀具上用于表现刀具位置的参照点。对刀操作就是要测定出程序起

21、点处刀具刀位点相对机床原点以及工件原点的坐标位置。在对刀时，常用的仪器有：对刀测头、千分表或对刀瞄准仪等。对刀点可以设置在零件、夹具上或机床上面（尽可能设置在零件的设计基准或工艺基准上）。2.2.2 待加工毛坯的对刀试切端面 ： 将两端面已经加工好的待加工毛坯装夹到主轴上，在工件的伸出端安装z 轴向设定器。快移刀具接近到z 轴向设定器，改用增量方式控制刀具工进，至到指示灯亮时停止动作，保持 z轴 向不动，取出轴向设定器。然后在机床操作面板上调出刀具补偿菜单栏中刀偏表，在相关的试切长度填空栏中键入有关数值（当前刀具刀位点相对于程序原点的距离）。试切外圆：快速将刀具刀位点移动刀毛坯端面角附近，然后

22、用增量方式调节 x 、z 轴向进给至刀位点刚好切到毛坯外表面，再用mdi方式运行进行外圆车削。同时保持x轴轴向坐标不变，退出刀具。用游标卡尺测量出试切外圆直径。然后在刀偏表中键入试切直径。2.3 刀偏值的测定刀偏值就是各刀具相对于基准刀具的几何补偿。用点动或步进方式操作移动刀具，使基准刀具刀位点对准工件的基准点，然后进行x轴 z轴坐标清零，退刀。换置刀具，再用点动或步进方式使该刀具刀位点对准工件上的同以一基准点，此时屏幕上显示的坐标既是该刀号刀具的几何偏置 xj, zj .同理，可依次测定出其它刀具相对于基准刀具的几何偏置。在相应的刀偏表中依次键入选用刀具刀位点的几何补偿。2.4 加工程序 附

23、：根据上述工艺分析所编制的加工程序，系统为fanuc-0t。程序车削（gsk980td）o0001 （外圆加工程序号）t0101 s800 m03; （粗车部分，选一号刀具，设定1号刀补及主轴正转，速度800r/min）g94 x50 z2; （快速定位到50mm外圆,距端面2 mm处）g90 x46 z-41 f100;x42.5 (粗车42mm的外圆，留径向余量0.5mm) x38.5 z-34 x34.5 (粗车34mm的外圆, 留径向余量0.5mm)g00 x44 z-37; （快速定位到（44，-37）g01 x36 z-41 ; （加工倒角c2）x50;g00 x100 z100;

24、 （快速返回换刀点）m03 s700 t0202; （主轴正传，转速700r/min,换2号刀）g00 x34 z2; g01 z-34 f100; （精加工34mm的外圆）x42; z-38; （精加工42mm的外圆） x50;g00 x100 z100; （快速返回换刀点）m03 s900 t0303; （调转速为900 r/min，换3号刀切槽）g00 x45 z-34； g01 x33 f80; （切槽加工）g04 x3; （槽底停留3s）x45; （退刀）g00 z-42.5;g01 x-1 f50; （切断）g00 x100 z100； （快速返回换刀点）m05； （主轴停）m30； （程序结束）o0002; （加工内孔程序）m03 t0101 s300; （选一号刀具，主轴正转，速度300r/min）g94 x44 z0;g01 x20 f50;g00 z100x100;t0404； （换4号刀）g00 x18 z2；g90 x21.6 z-41 f80; （粗车22mm的内孔，留径向余量0.4mm） x22 z-1; （车倒角c1）z-39 ; （精加工22mm的内孔）x26 z-41;g00 x100 z100; t0505; （快速退刀至（100，100）换5号刀补）g00 x18 z2; z-16