高速切削加工技术设计

1、Hefei University项目设计PROJECT题目： 机械制造技术 系别： 机械工程系 专业： 机械设计制造及自动化 学制： 四年 姓名： 许磊 学号： 1306011031 导师： 姜海 2015 年 11 月 19 日目录第 1 章 零件的数控车削加工程序设计31.1. 设计题目31.2. 设计要求3第 2 章 加工工艺方案设计42.1. 加工方式选择42.2. 加工工序设计42.3. 走刀路线设计4第 3 章 刀具的选择5第 4 章 切削用量的选择5第 5 章 数控切削程序的编写6设计小结7参考文献8第 1 章 零件的数控车削加工程序设计1.1. 设计题目零件如图所示。零件的毛坯

2、为 45 号钢，尺寸为53mm×85mm；小批量生产。1.2. 设计要求1. 确定加工工艺方案，制定工艺路线；2. 合理选择刀具，绘制出刀具的布置图；3. 根据工件材料、刀具材料、机床等因素，通过计算，合理选 择切削用量；（至少以一个外圆粗加工、外圆精加工为例，说明切削 用量计算过程）4. 编程应合理正确，程序书写清晰完整，并加以必要的注释。5. 引用时应标明参考文献出处；最后注明参考文献（包括作者、 文献名、出版社或期刊名称，出版时间等）；第 2 章 加工工艺方案设计2.1. 加工方式选择该零件表面由圆柱面、圆弧面、螺纹面，槽等表面组成。图上几个精度要求较高的尺寸，因其公差值较小，

3、所以编程时没有取平均值，而取其基本尺寸，且长径比较大，所以适合用卧式数控车床加工。分为粗加工阶段、精加工阶段完成加工。2.2. 加工工序设计如上图所示轴，其工艺过程包括以下加工内容：车端面，车大外圆，车左端小外圆，小外圆倒角及左端大外圆倒圆角，车圆弧，车右端小外圆，车右端小外圆倒角及大外圆圆角车退刀槽，车螺纹。因此可将工序分为：工序1： 用三爪卡盘夹紧工件一端，车削2×45°的倒角，加工20X18mm圆柱，倒R3圆角，加工50X12mm圆柱，车R20mm圆弧，车50X27mm圆柱。工序2：用三爪卡盘夹紧工件另一端，车削2×45°的倒角，车螺纹外圆，倒R1

4、0圆角，车7×22mm沟槽，车削M30×2mm外螺纹。2.3. 走刀路线设计 工序1：先用复合循环若干次一层层加工，逐渐靠近由CDEFGH等基点组成的回转面。后两次循环的走刀路线都与ABC DEFGHIA相似。完成粗加工后，精加工的走刀路线是ABC DEFGHIA，如图1示。 工序2： 先用复合循环若干次一层层加工，逐渐靠近由CDE等基点组成的回转面。后两次循环的走刀路线都与ABCDEFA相似。完成粗加工后，精加工的走刀路线是ABCDEFA，如图2实线所示。 切槽刀切槽路线AHGHA，如图2虚线所示。 外螺纹车刀车螺纹循环路线AICDA，如图2虚线所示： 第 3 章 刀具的

5、选择因为零件尺寸较小，切削余量不大，粗、精加工可用同一刀具。由于端面切削余量小，可和外圆一起选用的90°外圆车刀，减少了换刀次数。刀具为焊接式硬质合金外圆车刀，刀片材料为YT15，刀杆截面尺寸为16mm*25mm。车削螺纹选用外螺纹车刀，刀具材料为YT15，为保证螺纹牙深度，刀尖应小于轮廓最小圆弧半径R=0.150.2mm。车退刀槽选用割槽刀，刀具材料为YT15。刀具选择如下表所示序号刀具号刀具规格名称加工表面备注1T0190°外圆车刀粗、精车外圆轮廓，车端面2T02割槽刀车退刀槽3T03外螺纹车刀车外螺纹刀具布置图如下：第 4 章 切削用量的选择根据工件材料、硬度、刀具材

6、料、机床等因素考虑切削用量，一般由经验确定。此次我们根据工件表面质量要求，同时参考机械制造技术基础课本中表3-21表3-22表3-23合理选择切削用量。切削用量选择：主轴转速s/(r/min)进给量f/(mm/r)背吃刀量ap/mm粗车外圆5000.153.0精车外圆10000.150.2车螺纹2002.00.5切槽3150.2第 5 章 数控切削程序的编写试切法对刀:在数控加工中，工件坐标系确定后，还要确定刀尖点在工件坐标系中的位置，即通常所说的对刀问题。在数控车床上，目前常用的对刀方法为试切对刀法。将工件安装好之后，先用MDI方式操作机床，用已选好的刀具将工件端面车一刀，然后保持刀具在纵向

7、（Z）尺寸不变，沿横向（x）退刀。当取工件右端面O为工件原点时，对刀输入为Z0，如图3-4（a）用同样的方法，再将工件的表面车一刀，然后保持刀具在横向上的尺寸不变，从纵向退刀，停止主轴转动，再量出工件车削后的直径如图3-4（b）根据长度和直径，既可确定刀具在工件坐标系中的位置。其他各刀都需要进行以上操作，从而确定每把刀具在工件坐标系中的位置。在对刀时将两端面1mm的余量切除，选取工件右端中心点为工件坐标原点。程序如下：O0001N10 G50 X150.0 Z50.0; 工件坐标系设定N20 S1000 T0102 M03; 换1号刀N30 G71 U3.0 R1.0； 定义粗车循环，切削深度

8、为3mm，退刀量为1mmN35 G71 P40 Q110 U4.0 W2.0 F0.3 S500;N40 G00 X12.0 Z2.0 S1000 M08; 至工件前端N50 G01 X20.0 Z-2.0 F0.15; 倒角N60 Z-18.0; 车20外圆N70 X44.0; 车台阶N80 G03 U6.0 W-3.0 R3.0; 倒圆角N90 G01 Z-30.0; 车50外圆N100 G02 W-26.0 R20.0; 车R20圆弧N110 G01 W-27.0; 车50外圆N120 G70 P40 Q110; 精车循环N130 X55.0; 横向退刀N140 G00 X150.0 Z

9、50.0 M09; 退刀N150 M00; 停止，掉头车另一端N160 G50 X150.0 Z50.0; 重新设立坐标系N170 S1000 M03;N180 G71 U3.0 R1.0; 定义粗车循环，切削深度为3mm，退刀量为1mmN185 G71 P190 Q220 U4.0 W2.0 F0.3 S500;N190 G00 X22.0 Z2.0 M08;N200 G01 X30.0 Z-2.0 F0.15; 倒角N210 Z-67.0; 车螺纹外圆N220 G03 U20.0 W-10.0 R10.0; 倒R10圆角N230 G70 P190 Q220; 精车循环N240 X55.0;

10、N250 G00 X150.0 Z50.0 T0100 M09; 退刀N260 G30 U0 W0 T0201; 换2号刀N270 S500 M03;N280 G00 X35.0 Z-67.0 M08;N290 G01 X22.0 F0.2; 车退刀槽N300 G04 O5.0; 暂停5SN310 G00 X35.0;N320 X150.0 Z50.0 T0200 M09; 退刀N330 G30 U0 W0 T0301; 换3号刀N340 S200 M03;N350 G00 X35.0 Z5.0 M08; 快速接近车螺纹进给起点N360 G92 X29.0 Z-60.0 F2.0; 螺纹车削循

11、环，螺距为2mmN370 X28.5; 螺纹车削循环，螺距为2mmN380 X28.0; 螺纹车削循环，螺距为2mmN390 X27.84; 螺纹车削循环，螺距为2mmN400 G00 X150.0 Z50.0 T0300 M09; 取消刀补，返回起刀点N410 M05;N420 M30;设计小结在设计过程中,在螺纹车削编程中要注意,数控车床主轴上必须安装有脉冲编码器测定主轴实际转速,从而实现主轴转一转刀具进给一个螺纹导程的同步运动,从螺纹粗车到精车,主轴的转速必须保持不变. 该特殊轴零件结构，有螺纹、倒角、圆弧、槽等。该编程中螺纹车削采用螺纹加工循环指令G76,同时粗车时还运用多重复合循环指令G71，用这些指令编程可以不用写那么多步程序，较为方便省时。经过