数控车毕业设计-螺纹轴工艺分析及编程

毕业设计课题：螺纹轴工艺分析及编程指导教师：学生：专业：数控班级：学号：二〇一五年七月摘要随着计算机技术的高速发展，传统的制造业开始了根本性变革，各工业发达国家投入巨资，对现代制造技术进行研究开发，提出了全新的制造模式，从而产生数控技术。数控技术是一门集计算机技术、自动化控制技术、测量技术、现代机械制造技术、微电子技术、信息处理技术等多学科交叉的综合技术，是近年来应用领域中发展十分迅速的一项综合性的高新技术。它是为适应高精度、高速度、复杂零件的加工而出现的，是实现自动化、数字化、柔性化、信息化、集成化、网络化的基础，是现代机床装备的灵魂和核心，有着广泛的应用领域和广阔的应用前景。随着中国加入世界贸易组织,全球制造业出现向中国转移的倾向,国内对数控加工的需求也呈现出持续增长的趋势,大批大量的生产加工逐渐普及，如汽交通工具与家用电器的零件，为了解决高产、优质的问题，多采用专用的工艺装备、专用自动化机床或专用的自动生产线和自动车间进行生产。但是应用这些专用设备进行生产，生产准备周期长，产品改型不易，因而使产品的开发周期增长。在机械产品中，但见于小批量产品占到70%~80%,这类产品一般都采用通用机床加工，当产品改变时，机床与工艺装备均需作相应的变换和调整，而且通用机床的自动化程度不高，基本上由人工操作，难以提高生产效率和保证产品质量。特别是一些曲线、曲面轮廓组成的复杂零件，只能借助靠模和仿形机床，或者借助划线和样板用于手工操作的方法来加工，加工精度和生产效率受到很大的限制。由于数控机床综合应用了电子计算机、自动控制、伺服驱动、精密见车与新型机械机构等方面的技术成果，具有高柔型、高精度与高度自动化的特点，因此，采用数控加工手段，解决了机械制造中常规加工技术难以解决甚至无法解决的单件、小批量、特别是复杂性面零件的加工。应用数控加工技术使机械制造业的一次技术革命，使机械制造业的发展进入了一个新的阶段，提高了机械制造业的制造水平，为社会提供了高质量、多品种及高可靠性的机械产品。目前应用数控加工技术的领域已从当初的航空工业部门逐步扩大到汽车、造船、机床、建筑等民用机械制造业，并已取得了巨大的经济效益。关键词：数控技术自动控制电子计算机目录摘要2第一章零件加工工艺分析51.1零件图工艺分析51.1.1零件轮廓形状1.1.2零件尺寸要求51.1.3零件粗糙度和同轴度要求1.1.4毛坯1.2装夹方案分析与确定61.2.1夹具的选择61.2.2加工顺序61.3零件加工路线61.3.1右端路线61.3.2左端路线71.3.3左端螺纹路线71.3.4车内锥路线81.4确定加工参数81.4.1主轴转速91.4.2进给速度91.4.3背吃刀量91.5数控加工工序卡91.6编写加工程序101.6.1右端加工程序101.6.2左端加工程序12第二章零件加工步骤141.1输入加工程序141.2进行对刀141.3自动加工并进行修调141.4完成所有步骤后最终形状14结论15参考文献16第一章零件加工工艺分析1.1零件图工艺分析零件结构工艺性是指在满足使用要求的前提下零件加工的可行性和经济性，即所设计的零件结构应便于加工成型并且成本低，效率高。对零件进行结构工艺性分析时要充分反映数控加工的特色，一定要把重点放在零件和毛坯图纸初步设计与设计定型之间的工艺分析性审查与分析。图1-11.1.1零件轮廓形状由图1-1得知零件有外圆、孔、沟槽、螺纹、圆弧，因此得知所需刀具类型有外圆车刀、外沟槽刀、外三角形螺纹刀、钻头、内孔车刀。1.1.2零件尺寸要求由图1-1得知最大外圆要求φ450-0.039。另一外圆要求φ300-0.039，内圆φ240+0.033长度要求200+0.13,总长要求70±零件粗糙度和同轴度要求由图1-1得知外圆φ40、φ300-0.039要求Ra1.6,其余表面为Ra3.2，φ30的圆和φ45的圆要求同轴度为φ0.04，该零件需两次装夹，为保证同轴度，车右端时应把φ45的园一起车至长度521.1.4毛坯毛坯选用45钢。45钢为优质碳素结构钢，硬度不高，易切削加工，模具中常用来做模板，稍子，导柱等,但需进行热处理。45钢广泛的用于机械制造，这种钢机械性能很好。但是这是一种中碳钢，淬火性能并不好。如果需要表面硬度，又希望发挥45号刚的优质性能，常将45号钢表面淬火，这样就能得到需要的表面硬度。1.2装夹方案分析与确定1.2.1夹具的选择由于毛坯为棒料，采用三爪自定心卡盘夹紧定位，因零件须进行两次装夹才能完成。因左端有螺纹且φ24的外圆长度又短不易装夹，所以先加工右端，再进行左端加工。1.2在数控机床上加工的零件图形复杂多样，特别是轮廓有曲线的图形我们须对零件制定加工顺序，制定合格的顺序从而达到，质量优，效率高。车削原则一般是先粗后精。留精车余量逐步提高精度。先近后远，毛坯离对刀点距离远短则是越近。基面先行，基面一般是先加工处来的，因为零件其余尺寸都是以基准面进行测量，如果基准面没车好，就难以保证其余的尺寸。1.3零件加工路线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，以内定位，加工内形是又以外形定位。因而可根据定位方式的不同来化分工序。此为轴类零件，毛坯为圆棒料，考虑到既要编程简单，又要提高加工精度此零件可用G71加工出圆柱部分。1.3.1右端路线1.3.2左端路线图1.3.3左端螺纹1.3.4车内锥路线1.4确定加工参数数控编程时，编程人员必须确定每道工序的切削用量，并以指令的形式写人程序中。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。切削用量的选择原则是:保证零件加工精度和表面粗糙度，充分发挥刀具切削性能，保证合理的刀具耐用度，并充分发挥机床的性能，最大限度提高生产率，降低成本1.4.1主轴转速(n)根据表查得，硬质合金刀具材料切削中碳钢件时，切削速度取100~130m/min，根据公式n=1000u（πd）及加工经验，并根据实际情况，本课题粗加工时主轴转速选取600r/min，精加工时主轴转速选取1000r/min，切槽时主轴转速选取200r/min。切削速度参考表零件材料刀具材料ap/mm0.038~0.132.4~0.384.7~2.49.5~4.7f/（mm。r-1）0.13~0.050.38~0.130.75~0.381.30~0.76uc/（m.min-1）低碳钢高速钢—70~9045~6020~40硬质合金165~215120~16590~12中碳钢高速钢—45~6030~4015~20硬质合金100~13075~10555~75灰铸钢高速钢—35~4625~3520~25硬质合金105~13575~10560~75黄铜青铜高速钢85~10570~8545~70硬质合金185~215150~185120~150铝合金高速钢70~10545~7030~45硬质合金135~21590~13560~901.4.2进给速度(f)粗加工是，为提高生产效率，在保证工件质量的前提下，可选择较高的进给速度，粗车时一般取为0.3~0.5mm/r，精车时常取0.1~0.3mm/r，切槽时宜取0.05~0.1mm1.4.3背吃刀量(ap)在车床主体夹具刀具和零件这一系列刚性允许的条件下，进可能选取较大的背吃刀量，以减少走刀次数提高生产效率。本零件选取背吃刀量粗加工选取2mm，精加工选取0.2。1.5数控加工工艺卡程序编制是零件图纸到编制零件加工程序和制作介质的全部过程，整个程序由人工完成。一台数控机床之所以能自动加工不同形状、不同尺寸、不同技术要求的零件，全在编制人员根据零件图的要求，在制定工艺的基础上，将每一把刀具每一次走刀的运动参数及工艺参数，按运动的顺序与所用机床规定的指令代码及程序格式编制成加工程序，输入到机床的数控装置，机床才能准确无误的加工出正确的零件。工步号工步内容（走刀路线）G功能T刀具切削用量转速/（mm.r-1）进给速度/（mm.r-1）背吃刀量/mm1夹住棒料一头，留出长度约45mm（手动加工），调出程序2粗精车右端面G1T016000.33粗车右端面外轮廓G71T016000.324精车右端外轮廓G70T0110000.10.25手动钻20的通孔6粗车右端内轮廓G71T024000.327精车右端内轮廓G70T027000.10.28调头加工左端，夹住右端φ40的外圆9粗精车左端面10粗车左端外轮廓G71T016000.3211精车左端外轮廓G70T0110000.10.212切外沟槽G01T033500.05013车螺纹G92T0450021.6编写加工程序程序号编程系统FANUCoi序号程序简要说明右端程序N010M3S600主轴正转600r/minN020T0101选择1号刀，并建立工件坐标系N030G00X100Z100快速换刀点N040G00X51Z2快速刀循环起点N050G71U2R2G71粗加工循环N70到N120N060G71P70Q120U0.4W0.2F0.3N070G0X25快速定位N072G1X30Z-0.5倒角N080G1Z-22加工φ30的外圆N090G2X36Z-25R3加工R3的倒圆角N100G1X40N110G1Z-35加工φ40的外圆N112G1X45Z-37.5加工45度的斜角N114Z-52加工φ45的外圆N120X51退刀N122G0X100Z100N130M05主轴停止N140M00程序暂停，对粗加工进行测量N150T0101重新调入1号刀N160M03S1000启动主轴，转速1000r/minN162G0G42X51Z2N170G70P70Q120F0.1精加工循环N180G0G40X100Z100退刀到换刀点N190M05主轴停止N200M00程序暂停N210T0202M3S4调入2号刀N220G00X19Z2快速刀循环起点N230G71U1.2R1G71粗糙循环N240G71P250Q282U-0.4W0.2F0.2粗加工循环从250到280N250G0X27快速定位N260G1Z0N270X24Z-11.39加工17度的内锥面N280Z-20加工φ24的内孔N282X19N284G0Z100X100N300M05主轴停止N310M00程序暂停，对零件进行测量N320T0202重新调入2号刀N330M3S700主轴正传，转速1000r/minN332G0G41N340G70P250Q282精车循环N350G0G40退刀N360M05主轴停止N370M30程序停止左端程序N010M3S600N020T0101建立工件坐标系N030G0X100Z100N040G00X51Z2N050G71U2R2N060G71P70Q132U0.4W0.2F0.3N070G00X19快速定位N072G1X24Z-0.5N080G01Z-5加工φ24的外圆N090X26C2倒角起点N100X29.8W-2加工C2倒角N110Z-19加工M30螺纹的大径N120X44N130Z-20X46倒角C0.5N132X51N134G0X100Z100N140M05主轴停止N150M00程序暂停，对粗加工进行测量N160T0202重新调入2号刀N170M3S1000主轴正转1000r/minN172G0G42X51Z2N180G70P70Q132精加工循环N190G00G40退刀N200T0303换成3号切槽刀N210S35主轴正转350r/minN220G00X48快速定位N230Z-19快速定位N240G01X24F0.05切槽N250G04X1.0槽底暂停一秒N260G00X48快速退出N270X100Z100退刀N280T0404M3S50换4号螺纹刀N290G0X34Z2车螺纹循环起点N300G92X29.1Z-16F2粗精车螺纹N310X28.5N32027.9N330X27.5N340X27.4N350X27.4N360G00X100Z100退刀N370M05主轴停止N380M30主程序结束第二章零件加工步骤1.1输入加工程序1.开机先检查机床，一切没问题后在打开总电源，然后再打开数控系统的电源，早显示屏上应出现机床的初始位置，再检查面板上的按钮功能是否正常，若正常，就可以进行下一步操作。2回零，开机正常后，机床首先应该是进行回零操作。3输入加工程序。1.2进行对刀设定工件坐标，进行式切对刀，并按下主功能的补偿健，进行参数设置的状态，将所用各把刀具的刀偏量x.z输入刀具的参数库里面，完成对刀。1.3自动加工并进行测量修调1选择主功能的自动执行功能2选择执行程序3显示工件坐标4按下启动按钮 5在加工过程中遇到紧急情况，应立马按下急停按钮6加工完成，取下工件，清洁机床1.4完成所有步骤后最终形状结论毕业设计是大学学习的一个重要组成部分，每一名大学生在毕业之前都必须完成一份毕业设计，它是对我们学习成果的综合性总结和检阅。在老师耐心的指导下，经过半个多月的努力，我顺利的完成了一份毕业设计。在做毕业设计的过程中我翻阅了大量相关知识，我更加完善了自己的专业知识，把以往没有学会的知识重新学会，把学过的知识再次温习了一遍，进一步的巩固了自己的专业知识。两年多来通过对数控专业的学习，不仅学会了相关的专业知识，也使我更加认识到数控这个新兴的行业在现代工业中的重要地位，大量的高精度零件、配件离不开数控，高精度的模具设计更是离不开数控加工中心，随着经济的发展，社会的进步更加高科技的五轴、六轴联动加工中心已经出现，它能加工出更多以往无法加工出的模具。本次毕业设计，在向指导老师请教及她的精心指导过程中，我深刻体会到老师认真负责的工作态度，严谨的治学精神和深厚的理论知识水平。在此期间，我学到的不仅是我们的专业知识，还从中学习了许多待人处事的道理、方法，通过对老师们社会阅历的了解，对我们这些刚刚大学毕业的学生今后的生活和工作有了很大的帮助。在设计的过程中我们遇到的小困难也是层出不穷，在对这些困难的解决中，同学们共同分析、探讨，无形中，不仅使我们之间的关系更加融洽，更培养了我们的团队合作精神。通过此次毕业设计，我受益非浅。这对于我以后的工作和生活都有很大的帮助。参考文献【1】兰建设.机械制造工艺与夹具[M].北京.机械工业出版社，2012.【2】黄云清.公差配合与技术测量[M].北京.机械工业出版社，2011.【3】陈文凤.机械工程材料[M].北京.理工大学出版社，2010.【4】刘绍忠.金工实训[M].长沙.中南大学出版社，2008.【5】嵇宁加工编程与操作高等教育出版社；2008【6】赵长明数控加工工艺及设备北京：高等教育出版社；2003【7】袁哲俊金属切削刀具上海：上海科学技术出版社；1993【8】王爱玲数控机床加工工艺北京：机械工业出版社；2006【9】温够萍《AutoCAD2010使用教程》北京北京理工大学出版社2013【10】靖华数控加工技术高等教育出版社；2003基于C8051F单片机直流电动机反馈控制系统的设计与研究基于单片机的嵌入式Web服务器的研究MOTOROLA单片机MC68HC（8）05PV8/A内嵌EEPROM的工艺和制程方法及对良率的影响研究基于模糊控制的电阻钎焊单片机温度控制系统的研制基于MCS-51系列单片机的通用控制模块的研究基于单片机实现的供暖系统最佳启停自校正（STR）调节器单片机控制的二级倒立摆系统的研究基于增强型51系列单片机的TCP/IP协议栈的实现基于单片机的蓄电池自动监测系统基于32位嵌入式单片机系统的图像采集与处理技术的研究基于单片机的作物营养诊断专家系统的研究基于单片机的交流伺服电机运动控制系统研究与开发基于单片机的泵管内壁硬度测试仪的研制基于单片机的自动找平控制系统研究基于C8051F040单片机的嵌入式系统开发基于单片机的液压动力系统状态监测仪开发模糊Smith智能控制方法的研究及其单片机实现一种基于单片机的轴快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于双单片机冲床数控系统的研究基于CYGNAL单片机的在线间歇式浊度仪的研制基于单片机的喷油泵试验台控制器的研制基于单片机的软起动器的研究和设计基于单片机控制的高速快走丝电火花线切割机床短循环走丝方式研究基于单片机的机电产品控制系统开发基于PIC单片机的智能手机充电器基于单片机的实时内核设计及其应用研究基于单片机的远程抄表系统的设计与研究基于单片机的烟气二氧化硫浓度检测仪的研制基于微型光谱仪的单片机系统单片机系统软件构件开发的技术研究基于单片机的液体点滴速度自动检测仪的研制基于单片机系统的多功能温度测量仪的研制基于PIC单片机的电能采集终端的设计和应用基于单片机的光纤光栅解调仪的研制气压式线性摩擦焊机单片机控制系统的研制基于单片机的数字磁通门传感器基于单片机的旋转变压器-数字转换器的研究基于单片机的光纤Bragg光栅解调系统的研究单片机控制的便携式多功能乳腺治疗仪的研制基于C8051F020单片机的多生理信号检测仪基于单片机的电机运动控制系统设计Pico专用单片机核的可测性设计研究基于MCS-51单片机的热量计基于双单片机的智能遥测微型气象站MCS-51单片机构建机器人的实践研究基于单片机的轮轨力检测基于单片机的GPS定位仪的研究与实现基于单片机的电液伺服控制系统用于单片机系统的MMC卡文件系统研制基于单片机的时控和计数系统性能优化的研究基于单片机和CPLD的粗光栅位移测量系统研究单片机控制的后备式方波UPS提升高职学生单片机应用能力的探究基于单片机控制的自动低频减载装置研究基于单片机控制的水下焊接电源的研究基于单片机的多通道数据采集系统基于uPSD3234单片机的氚表面污染测量仪的研制基于单片机的红外测油仪的研究96系列单片机仿真器研究与设计基于单片机的单晶金刚石刀具刃磨设备的数控改造基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现基于MSP430单片机的电梯门机控制器的研制基于单片机的气体测漏仪的研究基于三菱M16C/6N系列单片机的CAN/USB协议转换器基于单片机和DSP的变压器油色谱在线监测技术研究基于单片机的膛壁温度报警系统设计基于AVR单片机的低压无功补偿控制器的设计基于单片机船舶电力推进电机监测系统基于单片机网络的振动信号的采集系统基于单片机的大容量数据存储技术的应用研究基于单片机的叠图机研究与教学方法实践基于单片机嵌入式Web服务器技术的研究及实现基于AT89S52单片机的通用数据采集系统基于单片机的多道脉冲幅度分析仪研究机器人旋转电弧传感角焊缝跟踪单片机控制系统基于单片机的控制系统在PLC虚拟教学实验中的应用研究基于单片机系统的网络通信研究与应用基于PIC16F877单片机的莫尔斯码自动译码系统设计与研究基于单片机的模糊控制器在工业电阻炉上的应用研究基于双单片机冲床数控系统的研究与开发基于Cygnal单片机的μC/OS-Ⅱ的研究基于单片机的一体化智能差示扫描量热仪系统研究基于TCP/IP协议的单片机与Internet互联的研究与实现变频调速液压电梯单片机控制器的研究基于单片机γ-免疫计数器自动换样功能的研究与实现基于单片机的倒立摆控制系统设计与实现单片机嵌入式以太网防盗报警系统基于51单片机的嵌入式Internet系统的设计与实现单片机监测系统在挤压机上的应用MSP430单片机在智能水表系统上的研究与应用基于单片机的嵌入式系统中TCP/IP协议栈的实现与应用单片机在高楼恒压供水系统中的应用基于ATmega16单片机的流量控制器的开发基于MSP430单片机的远程抄表系统及智能网络水表的设计基于MSP430单片机具有数据存储与回放功能的嵌入式电子血压计的设计基于单片机的氨分解率检测系统的研究与开