数控毕业论文

1、毕 业 论 文（2013届）题 目： 零件的数控加工工艺编制 姓 名： 王龙 学 号： 系 部： 班 级： 技师091 指导教师： 摘要 数控技术是数字控制技术的简称。 利用数控技术可以把生产过程用某种语言编写的程序来描述， 将程序以数字形式送入计算机或专用的数字计算装置进行处理输出，并控制生产过程中相应的执行程序，从而使生产过程能在无人干预的情况下自动进行，实现生产过程的自动化。 数控编程分为手工编程和自动编程。手工编程是指编程的各个阶段均由人工完成。对于几何形状复杂杂的零件需借助计算机使用规定的数控语言编写零件源程序，经过处理后生成加工程序，称为自动编程。 基本偏差是经标准化的、由国家标准

2、（GB）规定的极限偏差称为基本偏差，它是用来确定公差带相对于零件位置的上偏差或者下偏差，一般指靠近零件的那个偏差。即当公差带位于零件上方时， 其基本偏差为下偏差；当公差带位于零件下方时，其基本偏差为上偏差。为了满足不同配件的需要， 国家标准对孔和轴分别规定了28种基本偏差，它们用拉丁字母表示，大写字母表示孔，小写字母表 示轴。有关基本偏差的详细内容将在后面的相关内中详细阐述。 工艺性能是指金属在制造各种机械零件或工具的过程中，对各种不同加工方法的适应能力，即 金属采用某种加工方法制成成品的难易程度。它包括铸造性能、锻造性能、焊接性能、切削加工性 能等例如，某种金属材料用铸造成形的方法，容易得到

3、合格的铸件，则该种材料的铸造性能好。 工艺性能直接影响零件的制造工艺和质量，是选择金属材料时必须考虑的因素之一。 铣床是继车之后发展起来的一种工作母机，并形成完善的机床体系。铣床的生产效率高，又能 加工各种形状和一定精度的零件，同时在结构上日趋完整，因此在机器制造业中得到了普遍的应用。关键词： “数控” 、“编程” 、 “偏差” 、 “工艺性能” 目 录第一章 零件图工艺分析5第一节 数控加工工艺基本特点6第二节 设备选择7 第三节确定零件的定位基准和装夹方法7一、粗基准选择原则7二、精基准选择原则7三、定位基准8四、装夹方式8第四节 加工方法的选择和加工方案的确定10一、加工方法的

4、选择10二、加工方案的确定10第五节 工序与工歩的划分11一、按工序划分11二、工歩的划分11第六节 确定加工顺序及进给路线12一、零件加工必须遵守的安排原则12二、进给路线13第七节 刀具的选择14第八节 切削用量选择15一、背吃刀量的选择16二、主轴转速的选择16三、进给速度的选择16第九节 编程误差及其控制17一、编程误差17二、误差控制17第二章 编程中工艺指令的处理17第一节 常用G指令代码功能表17第二节 常用M指令代码功能表18第三章 程序编制及模拟运行、零件加工或精度自检19第一节 程序编制19第二节 模拟运行23第三节 零件加工24第四节 精度自检24参考文献25致 谢262

5、4第一章 零件图工艺分析零件车削工艺分析图1.1所示，零件材料处理为：45钢，调制处理HRC2636，下面对该零件进行数控车削工艺分析。 零件如图： 图1.1 零件图技术要求：以小批量生产条件编程。不准用砂布及锉刀等修饰表面。未注倒角0.5×45C。第一节 数控加工工艺基本特点数控机床加工工艺与普通机床加工原则上基本相同，但数控机床是自动进行加工，因而有如下特点：数控加工的工序内容比普通机床的加工内容复杂，加工的精度高，加工的表面质量高，加工的内容较丰富。数控机床加工程序的编制比普通机床工艺编制要复杂些。这是因为数控机床加工存在对刀、换刀以及退刀等特点，这都无一例外的变成程

6、序内容，正是由于这个特点，促使对加工程序正确性和合理性要求极高，不能有丝毫的差错。否则加工不出合格的零件。在编程前我们一定要对零件进行工艺分析，这是必不可少的一步，如图1.1我要对该零件进行精度分析，选择加工方法、拟定加工方案、选择合理的刀具、确定切削用量。该零件由螺纹、圆柱、圆锥、圆弧、槽等表面组成，其中由较严格直径尺寸精度等要求。为便于装夹，为了保证工件的定位准确、稳定，夹紧方面可靠，支撑面积较大，零件的右端是螺纹，中段最大的直径的圆柱40mm。右端是依次相连的圆弧，显然右端都是圆弧相连不可能装夹，所以应留在最后加工，应先装夹毛坯加工出左端圆柱及椭圆。调头装夹40mm的圆柱加工右端圆弧，毛

7、坯选45×120mm。第二节 设备选择根据该零件的外形是轴类零件，比较适合在车床上加工，由于零件上既有切槽尺寸精度又有圆弧数值精度,在普通车床上是难以保证其技术要求。所以要想保证技术要求,只有在数控车床上加工才能保证其加工的尺寸精度和表面质量。第三节 确定零件的定位基准和装夹方式一、粗基准选择原则（1）为了保证不加工表面与加工表面之间的位置要求，应选不加工表面作粗基准。（2）合理分配各加工表面的余量，应选择毛坯外圆作粗基准。（3）粗基准应避免重复使用。（4）选择粗基准的表面应平整，没有浇口、冒口或飞边等缺陷。以便定位可靠。二、精基准选择原则（1）基准重合原则：选择加工表面的设计基准为

8、定位基准；（2）基准统一原则，自为基准原则，互为基准原则。三、定位基准综合上述，粗、精基准选择原则，由于是轴类零件，在车床上只需用三抓卡盘装夹定位，定位基准应选在零件的轴线上，以毛坯45mm的棒料的轴线和右端面作为定位基准。四、装夹方式数控机床与普通机床一样也要全里选择定位基准和夹紧应力求设计、工艺与编程计算的基准统一，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，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。装夹应尽可能一次装夹加工出全部或最多的加工表面。由零件图可分析，我应先装夹毛坯45mm的棒料的一端，夹紧其38mm的长度加工圆柱及椭圆。一直加工到零件右端的30

9、mm，然后将棒料卸下。装夹40mm的圆柱表面，加工另一端的圆弧。这样两次装夹即可完成零件的所有加工表面，且能保证其加工要求。装夹图如下：图1.3.1 加工螺纹的装夹图图1.3.2 加工圆弧的装夹图第四节 加工方法的选择和加工方案的确定一、加工方法的选择加工方法的选择原则是在保证加工表面的加工精度和表面粗糙度的前提下，兼顾生产效率和加工成本。在实际选择中，要结合零件形状、尺寸大小、热处理要求和现有生产条件等全面考虑。因为该零件是轴类零件，比较适合在车床上加工，又经过对零件图尺寸分析，尺寸精度比较高。在普通车床是难以保证其尺寸精度、表面粗糙度，所以应该选择在数控车床上加工。二、加工方案的

10、确定零件上精度比较高度表面加工，常常是通过粗加工、半精加工和精加工逐步达到的。该零件有两种加工方案：直接用三抓卡盘装夹、调头加工。用三抓卡盘装夹夹紧和自由端活动顶尖，经试验论证第二种方案装夹困难，对刀、退刀及换刀相当困难，所以在这里选择第一种方案加工，能够保证其技术要求。第五节 工序与工歩的划分一、按工序划分工序划分有三种方法 按零件的装夹定位方式划分 按粗、精加工划分工序 按所用的刀具划分工序。由于零件需要调头加工，如果按粗、精加工划分工序。在调头加工前后各有一次粗加工和精加工，显得比较繁琐，所以不可取；如果按所用的刀具划分工序，刀具有四把，虽然不多，但是在调头

11、加工前后至少要重复使用三把刀，而同一把刀的两次粗、精加工分别在调头加工前后，加工内容不连续，所以也不合理，不易划分工序；只有按零件的装夹定位方式划分工序比较符合该零件的加工工序，且能保证两次装夹的位置精度，每一次装夹为一道工序。该零件只需调头前、后加工两道工序即可完成所有的加工表面，且能保证各尺寸精度及表面粗糙度。二、工歩的划分因为每一把刀在粗加工的背吃刀量一致，在精加工中背吃刀量相同，不易划分工歩；这里选用加工不同的表面来划分工序就比较容易：车削左端的工歩为:45°外圆车刀平端面60°外圆车刀右端面外圆车刀车削1.5×45°的倒角，R10mm圆弧圆柱2

12、0mm锥度40mm圆弧椭圆切槽刀切槽刀宽5mm。调头加工车削的工歩为：45°外圆车刀平端面60°外圆车刀右端面外圆车刀圆柱30mm圆弧R80mm圆柱30mm切槽刀切槽刀宽5mm螺纹刀车削螺纹。第六节 确定加工顺序及进给路线一、零件加工必须遵守的安排原则（1）基面先行 先加工基准面为后面的加工提供经基准面，所以我应线平右端面作为基准面。（2）先主后次 由于所加工的表面均为重要表面，所以应按照顺序从右到左依次加工R10mm，40mm，椭圆，切槽调头后一次加工30mm，R80mm，切槽，螺纹等。（3）先粗后精   先车削去大部分的金属余量，

13、再进行成形切削保证零件的尺寸要求和质量要求。（4）先面后孔 由于该零件没有孔，所以在该处不做考虑。二、进给路线在数控加工中，刀具好刀位点相对于工件运动轨迹称为加工路线。编程时，加工路线的确定原则主要有以下几点：（1）加工路线应保证被加工零件的精度和表面粗糙度，且效率高；（2）使数值计算简单，以减少编程工作量；（3）应使加工路线最短，这样既可减少程序段，又可减少空行程时间。（4）确定加路线时，还要考虑工件的加工余量和机床、刀具的刚度等情况，确定一次走刀，还是多次走刀来完成所有加工表面，具体综合上面进给线的特点再根据具体零件具体分析，我确定该零件的进给路线有两步：第一步: 车削不带有的螺

14、纹的一端，从右到左先粗车外轮廓到切槽，精车外形路线统粗车一样，最后再换刀切削螺纹。如图4.2螺纹加工路线。第二步: 车削带有螺纹的一端，从右到左先粗车外轮廓，切槽，加工螺纹后2mm后精车外形路线同粗车一样。 第七节 刀具的选择刀具的选择是数控加工中重要的工艺内容之一，它不仅影响机床的加工效率，而且直接影响加工质量。编程时，选刀具通常要考虑机床的加工能力、工序内容、工件材料等因素。与传统的加工方法相经，数控加工对刀具的要求更高。不仅要求精度高、刚度高、红硬性好、耐用度高，而且要求尺寸稳定、安装调整方便，能适应高速和大切削用量切削。选刀具时，要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸和形状相适应。接合零

15、件轮廓相对还是较复杂，所以具体选刀如下：1、 平端面可选用60°WC-Co的硬质合金外圆车刀，粗车、精车及在这里我选择一把硬质合金右端面外圆车刀. 2、切槽时由于零件中槽宽5±0.04mm，一般都选刀宽4mm,刀杆25×25mm材料为高速钢W18CrV4R的切断刀，切槽时选用5mm 刀宽即可。3、切螺纹时为了保证其螺纹刀的强度这里选用W18CrV4R高速金60°外螺纹车刀，为了保证螺纹牙深，刀尖应小于轮廓最小圆弧半径R，R=0.150.2mm。刀具选材料参照金属切削与刀具实用技术一书表1-3即可。表1.7.1 数控车加工刀具卡片序号刀具号刀具规格名称数量

16、加工表面1T0145°硬质合金外圆车刀1平端面2T0260°外圆车刀1粗车轮廓、精车轮廓3T03高速钢切槽刀，刀宽5mm1切槽4T0460°高速钢外螺纹车刀1车削螺纹第八节 切削用量选择切削用量包括主轴转速（切削速度）、切削深度或宽度、进给速度（进给量）等。对于不同的加工方法，需选择不同的切削用量，并应编入程序单内。合理选择切削用量的原则是：粗加工是，一般以提高生产率为主，但也考虑经济性和加工成本；精加工进，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性加工成本。具体数值应根据机床说明书、切削用量手册，并结合经验而定。一、背吃刀量的选择零件轮廓粗车循环时选ap=2

17、mm，精加工时选ap=0.25mm，螺纹粗车时选ap=0.5mm，逐刀减少粗车4次后，精车时选ap=0.1mm。这里粗车ap值、精车ap值都是金属切削与刀具实用技术一书。二、主轴转速的选择粗车直线和圆弧时n=800r/min，精车时n=1500r/min，切槽时n=600r/min，切螺纹时n=300r/min，精车时选n=300r/min。粗车和精车的主轴转速的选取都是根据平时上课所讲的及前人的实践经验所给定的。三、进给速度的选择粗车直线、圆弧时选F=150mm/min，精车时选F=50mm/min，切槽时选F=8mm/min，粗车螺纹时选F=100mm/min，精车时选F=50mm/min

18、。参照数控加工与编程一书表1-2选取。综上所述，工艺卡片上其主要内容有：工步分析、工步内容、各工步所用的主轴转速、刀具及进给速度。第九节 编程误差及其控制一、编程误差编程阶段的误差是不可避免的，误差来源主要有三种形式：近似计算误差、插补误差、尺寸圆整误差，直接影响加工尺寸精度，本次加工主要误差是计算误差与圆弧相切的切点坐标及未知交点坐标值。我们是经过笔算的数值，存在着较大的误差。二、误差控制为了尽可能的减少笔算误差，我们采取在AutoCAD上按其尺寸精度绘出零件图，再利用“工具” “查询” “点坐标”捕捉各圆弧切点坐标，其精度达到0.001级，这样能有效地将误差控制在（0.10.2）倍的零件公

19、差值内。第二章 编程中工艺指令的处理第一节 常用G指令代码功能表代码组意义代码组意义*G001快速点定位G4310刀长正补偿G01直线插补G44G02顺圆插补*G49G03逆圆插补*G504G33螺纹切削G51G040暂停延时G243G0716虚轴设定*G25*G117单段允许G685G12单段禁止G520局部坐标系设定*G172XY加工平面G53机床坐标系编程G18ZX加工平面*G54G5911工件坐标系16选择G19YZ加工平面G92工件坐标系设定G208英制单位G650宏指令调用G280回参考点G29参考点返回代码组别意义代码组别意义M000程序暂停M07b开切削液M010条件暂停M08

20、开切削液M02程序结束M09关切削液M03a主轴正转M10c夹紧M04主轴反转M11松开M05主轴停转M19主轴准停M060自动换刀M300程序结束并返回M600更换工件M990子程序返回M980子程序调用第二节 常用M指令代码功能表第三章 程序编制及模拟运行、零件加工或精度自检第一节 程序编制O0001T0202M 03S 800G 00X 48.0Z 0.0G 71U 2.OR 1.0G 71P 1Q 2U 0.5W .0.O1F 150N1 G01X0.0Z 0.0G 03X 20.0Z -10.0R 10.0G 01Z -16.0X 24.0X 40.0Z -26.0Z -41.0#1

21、=41.0#2=-67.0WHILE#1GE#2DO1#3=#1+40.0#4=20.0xSQRT1.0-#3x#3/40.0x40.0G 01X 2.0x#4Z #1F 150#!=#!-0.01ENDN2 G00X4 8.0Z 2.0M 03S 1500T0202G 70P 1Q 2F 50G 00X 48.0Z 100.0T0303M 03S 600G 00X 41.0Z -41.0G 01X 34.0F 8G 00X 48.0Z 100.0M 05M 30调头加工O0002T0202M 03S 800G 00X 48.0Z 2.0G 71U 2.0R 1.0G7 1P 3Q 4U 0.5W 0.01F 150N3 G 01X 37.0Z 0.0X 29.85Z -1.5Z -15.0X 42.0G 02X 30.0Z -38.0R 80.0G 01Z -43.0N4 G 00X 48.0Z 2.0M 03S 1500T0202G 70P 3Q 4F 50G 00X 48.0Z 100.0T0303M 03S 600G 00X 42.5Z -15.0G 01X 24.0F 8G 00X 48.0Z 100.0T0404M 03S 300G 00X 31.0Z 2.0G