大专生数控毕业设计

黔南民族职业技术学院机电工程系毕业设计阐明书毕业设计题目：内螺纹深槽椭圆球头心轴加工姓名：专业：数控技术班级：08高职数控(1)班指导教师：任务书颁发日期年月日

序言毕业设计是高等职业教育教学计划的重要构成部分，是加强理论与实际相结合的实践性教学环节，是各专业的必修课程，在学生完毕所有专业课程学习、结合毕业实习进行。大学生活即将结束,我们也将迎接的最终一次考验和竞争就是毕业设计。这次毕业设计中，我的设计题目是《内螺纹深槽椭圆球头心轴加工》。为了更好的完毕设计，我仔细研究了零件图，查阅了《金属切削原理与刀具》、《数控加工编程及操作》、《数控加工工艺学》《数控加工曲型案例》等资料。但在设计过程中，因自己经验局限性，碰到了诸多实际问题，使我体会到了在现场实习调研仅证明可不可以实干，而不能代表能不能干好。因此我积极与设计指导老师、操作指导老师沟通，在各位老师的全力协助、指导下问题得到了全面处理，同步受到各位老师优良工作品质的影响，培养出了我缓中求稳、虚心讨教、实事求是、一丝不苟的工作作风，为此后从事工作打下了良好的基础。通过毕业设计，我真正认识到理论和实践相结合的重要性，并培养了我综合运用所学理论知识和实际操作知识去理性的分析问题和处理实际工作中的一般技术工程问题的能力，使我建立了对的的设计思想，掌握了工艺设计的一般程序、规范和措施，并深入巩固、深化地吸取和运用了所学的基本理论知识和基本操作技能。尚有，它提高了我设计计算、绘图、编写技术文献、编写数控程序、数控机床操作、实际加工零件和对的使用技术资料、原则、手册等工具书的独立工作能力，更培养了我勇于创新的精神及严谨的学风及工作作风。由于本人能力有限，缺乏设计经验，设计中漏误在所难免，敬请各位老师指正批评，以使我对自己的局限性得到及时的发现并修改，防止我在此后的工作中防止再次出现。在这里，向在这次毕业设计中予以过我鼓励、指导及协助的每位老师表达我虔诚和衷心的感谢！

目录零件分析……………………（1）一、零件图………（1）二、零件构造分析………………（1）三．数值运算……………………（1）第二节工件的定位与夹装…………（2）一、加工精度规定………………（2）二、零件装夹与定位基准选择…………………（2）三、加工刀具分析与确定………（2）四、加工处理……………………（3）第三节数控车削加工工艺…………（4）一、数控车削加工编程任务书………（4）二、零件的装夹安装方式………（4）三、数控加工工序卡……………（6）四、数控加工刀具表……………（7）五、加工用量的选择与确定……（8）第四节机床刀具运行轨迹图………（8）第五节数控加工程序单……………（11）第六节数控车削加工的操作………（14）一、数控编程和辅助参数确实定………………（14）二、数控加工的刀具安装………（15）三、工件的装夹…………………（15）四、工件的校正…………………（16）五、数控加工的对刀……………（16）六、数控加工首件试切…………（17）七、零件的生产加工………………（17）第七节结论…………（18）参照文献………………（19）零件分析 一、零件图：图1.1.1二、零件构造分析该零件构造如图1.1.2，包括有有圆柱、圆锥、椭圆球头、内孔及内螺纹。在数据车削加工中，零件车削加工成形的构造形状并不复杂，但零件的尺寸精度尤其是零件的几何精度规定很高，其多种直径尺寸有较严的尺寸公差和表面粗糙度值等规定。图1.1.2内螺纹深槽椭圆球头心轴三、数值计算生活中，我们对几何信息的认知有多种措施常用的有，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。AUTOCAD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也许。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，在绘图区捕捉有关的点。同步，在状态栏中就可以看到这些点的坐标。第二节工件的定位与装夹一、加工精度规定参见图1.1.1：在数控车削加工中，零件重要的径向加工部位有：Φ44—00.016mm的圆柱段，零件中间有Φ28—00.016mm的圆柱段的精度规定和表面粗糙度规定，零件的左端有Φ38—00.016mm的圆柱段以及深度为29.5mm的内孔和M22×1.5mm的内螺纹，零件右端有椭圆球头。由上述尺寸可以确定，零件的轴向加工尺寸该以左端面为基准。二、零件装夹与定位基准选择定位基准选择原则（1）基准重叠原则（2）基准统一原则（3）便于装夹原则（4）便于对刀原则根据定位基准选择原则，防止不重叠误差，便于编程，以工序的设计基准作为定位基准。参见图1.1.1：该零件左端为Φ44的圆柱，右端为椭圆球头。加工该零件时，先以右端毛坏外圆柱为定位基准加工出零件的左端的，再以Φ44—00.016mm的圆柱为定位基准加工零件的右端。采用三爪自动定心卡盘的装夹方式进行零件的装夹定位。零件轴向的定位基准选择在Φ44—00.016mm圆柱段的左端面。三、加工刀具分析与确定参见图1.1.1：在该零件的数控车削加工中采用硬质合金Kr=900外圆车刀，副偏角取为600，断屑性很好。零件中间锥台处使用硬质合金外圆精车车刀，刀尖圆弧半径取为0.2mm。零件中间圆柱槽部分使用宽度为8mm的切槽刀。零件内孔部位使用刀柄宽度为15mm的内螺纹车刀，刀柄宽度为15mm主切削刃宽度为5mm的内切槽车刀，镗孔车刀，就可以满足加工所需。由零件加工的上述工艺分析，确定加工使用的设备、辅具与材料如下：（一）案例加工选择在FANUC数控系统的车床上进行；（二）配置零件毛坯1件，毛坯材料为45#钢；毛坯尺寸Φ45mm×105mm；（三）配置三爪自动定心卡盘等有关装夹工具；（四）刀具配置：中心钻（B=2.5mm）1支；Φ20钻头1支；外圆车刀（正刀、主偏角Kr=900）1把；切槽车刀（刀刃宽B=8mm）1把；外圆精车车刀1把；镗孔车刀1把；内切槽车刀（刀刃宽B=5mm）1把；内螺纹车刀1把。七、加工处理在生产实际中，大部分零件的加工往往是以混合工艺的形式来进行编制的；有的加工工艺在数控车床上不能进行操作或操作比较繁琐。因此在数控加工前要对零件的某些部位进行预加工，目的是为数控车削加工工序提供可靠的装夹工艺基准。对于该零件在数控加工前的预加工就是在零件一端钻打直径为20mm深度为28mm的内孔。第三节数控车削加工工艺该零件有尺寸精度规定和粗糙度规定。当零件的加工工艺和走刀路线确定后，就要对的地计算刀位点的编程坐标系，假如对刀点的坐标系计算错误或误差较大那么将直接导致零件尺寸误差较大甚至不合格。零件上有配合尺寸和自由尺寸，它们都是有公差规定的，编程时一定要把公差考虑进去，否则，加工的零件有也许不符合公差规定。要根据加工零件的材料、切削性和表面形状，合理地选择刀具的类型、牌号和刀具的几何参数，刀具的前角、后角和修光刃对提高零件的表面加工质量都有很大的作用。在对零件加工进，切削用量的选择对零件表面的加工精度和表面粗糙度有直接的影响，为了到达加工规定，要合理地选择切削用量。其工艺内容见下述数控工艺文献。数控车削加工的数控编程任务书：见表1.1.1表1.1.1数控编程任务书年月日工艺处数控编程任务书产品零件图号任务书编号零件名称内螺纹深槽椭圆球头心轴使用数控设备共1页第1页重要工艺阐明及技术规定：数控车削加工零件上各轨迹曲线尺寸的精度到达图纸规定，详见产品工艺卡片。技术规定见零件图。收到编程时间年月日经手人编制审核编程审核同意二、数控车削加工时零件的装夹安装方式该零件一端为圆柱另一端为椭圆球头，采用两顶尖装夹也不好装夹，因此分两次掉头装夹加工该零件。零件左端外圆柱尺寸有精度规定，为了保证加工精度，装夹左端时用垫片垫起装夹。加工时采用三爪自动定心卡盘装夹零件，工件加工安装和工件坐标原点设定卡见表1.1.2。表1.1.2数控加工工件安装和零点设定卡年月日零件图号数控加工工件安装和零点设定工序号零件名称内螺纹深槽椭圆球头心轴装夹次数2次编制日期同意（日期）第页序号夹具名称夹具图号共页

三、数控车削加工工序卡数控加工分粗加工和精加工进行，其工序如下：（一）使用主偏角主偏角Kr=900的外圆车刀，对零件左端的的外圆和右端椭圆球头部分进行粗加工和精加工。数控加工工艺卡及选择切削用量见图表1.1.3。（二）便用镗孔车刀、内螺纹车刀、刀刃宽度B=5mm的内切槽车刀加工零件左端内孔进行粗加工和精加工。数控加工工艺卡及选择切削用量见图表1.1.3。（三）使用刀刃宽度为B=8mm的切槽刀加工零件中间的圆柱槽和倒斜角。数控加工工艺卡及选择切削用量见图表1.1.3。（四）使用外圆精车车刀对零件中间圆锥部分进行精加工和粗加工。数控加工工艺卡及选择切削用量见图表1.1.3。

表1.1.3数控加工工艺卡年月日机械厂数控加工工序卡产品名称或代号零件名称零件呼号内螺纹深槽椭圆球头心轴工艺序号编程编号夹具名称夹具编号使用设备车间P0130/P0140三爪自动定心卡盘数控车床工步号工步内容加工面刀具号刀具规格主轴转速r/min进给速度mm/min背吃刀量mm备注1零件左端打B型中心孔左端面T0B=2.54751202零件左端钻孔左端面T1Φ204751203粗加工零件左端外形轨迹外圆柱面T2Kr=900475120aP=2.0粗车4粗加工零件右端外形轨迹外圆柱面T2、T3、T4475aP=2.0粗车5粗加工零件左端内孔内孔T5475aP=2.0粗车6精加工零件左端外形轨迹外圆柱面T1600aP=1.0精车7精加工零件右端外形轨迹外圆柱面T2、T3、T4600aP=1.0精车8精加工零件左端内孔内孔T5、T6、T7600aP=1.0精车编制审核同意第1页共1页四、数控车削加工刀具表T0:中心钻B=2.5mmT1：钻头Φ20mmT2:900外圆车刀（可转位车刀）T3：刀刃宽B=8mm切槽车刀T4:外圆精车车刀T5:镗孔车刀T6：刀刃宽B=5mm内切槽刀T7:内螺纹车刀数控刀具构造及数控刀具明细表参见表1.1.4表1.1.4数控刀具构造及明细表刀具号刀位号刀具名称刀具图号刀具刀补地址换刀方式加工部位规格长度直径长度自动/手动设定补长设定T0中心钻B2.5自动零件左端T1钻头Φ20自动零件左端T21外圆车刀Kr=90085自动零件两端T32切槽车刀B=8105自动零件外形T43外圆精车车刀105自动零件外形T52镗孔车刀105自动零件内孔T63内切槽刀B=5105自动零件内孔T74内螺纹车刀105自动零件内孔五、加工用量的选择与确定数控粗车加工中，每次切削进给背吃刀量2.0（单边），分多次切削进行粗车加工。加工后零件各部位均留精车余量1.0（单边）。数控粗、精加工转速与进给速度选择参见表1.1.3.第四节机床刀具运行轨迹图数控加工左端的外形轨迹运行图见表1.1.5，数控加工左端内孔轨迹运行图见表1.1.6数控加工右端的外形轨迹运行图见表1.1.7。

表1.1.5机床刀具运行轨迹图刀具号T2、T5、T6、T7零件左端外形轨迹曲线刀具长度851号刀A(100.0，100.0)eq\o\ac(○,1)（35.0，3.0）eq\o\ac(○,2)（35.0，0）eq\o\ac(○,3)（38.0，-1.5）eq\o\ac(○,4)（38.0，-29.5）eq\o\ac(○,5)（44.0，-29.5）eq\o\ac(○,6)（44.0，-38.5）eq\o\ac(○,7)（45.0，38.5）A(100.0,100.0)2号刀…………A(100.0,100.0)eq\o\ac(○,8)（22.0,3.0）eq\o\ac(○,9)（22.0,-28.0）eq\o\ac(○,10)（20.0,-28.0）eq\o\ac(○,11)（20.0,3.0）A（100.0,100.0）…………3号刀A(100.0,100.0)eq\o\ac(○,11)(20.0,3.0)eq\o\ac(○,12)(20.0,-23.0)eq\o\ac(○,13)(26.0,-23.0)eq\o\ac(○,12)(20.0,-23.0)eq\o\ac(○,11)(20.0,3.0)A(100.0,100.0)…………4号刀A(100.0,100.0)eq\o\ac(○,14)(23.95,3.0)eq\o\ac(○,15)(23.95,-20.0)eq\o\ac(○,16)(20.0,-20.0)eq\o\ac(○,11)(20.0,3.0)A(100.0,100.0)备注表中各坐标点：X向、Z向为绝对坐标点

表1.1.7机床刀具运行轨迹图刀具号T2、T3、T4零件右端外形轨迹曲线刀具长度…………1号刀A(100.0,100.0)eq\o\ac(○,1)（44.0，3.0）eq\o\ac(○,2)（44.0，-63.0）eq\o\ac(○,3)（45.0，-63.0）eq\o\ac(○,4)(45.0,3.0)eq\o\ac(○,5)(0,0)eq\o\ac(○,6)(44.0,-26.0)A(100.0,100.0)…………2号刀A(100.0,100.0)eq\o\ac(○,7)(45.0,-34.0)eq\o\ac(○,8)(28.0,-34.0)eq\o\ac(○,7)(45.0,-34.0)eq\o\ac(○,9)(45.0,-72.0)eq\o\ac(○,10)(28.0,-72.0)eq\o\ac(○,11)(45.0,-72.0)eq\o\ac(○,12)(45.0,-73.0)eq\o\ac(○,13)(41.0,-72.0)eq\o\ac(○,14)(45.0,-71.0)eq\o\ac(○,15)(41.0,-72.0)eq\o\ac(○,16)(45.0,-72.0)A(100.0,100.0)…………3号刀A(100.0,100.0)eq\o\ac(○,17)(45.0,-34.0)eq\o\ac(○,18)(28.0,-34.0)eq\o\ac(○,19)(44.0,-54.0)eq\o\ac(○,20)(45.0,-54.0)A(100.0,100.0)…………备注表中各坐标点：X向、Z向为绝对坐标点

第五节数控加工程序单零件右端加工程序清单见表1.1.8，零件左端加工程序清单见表1.1.9。表1.1.8数控加工程序单┌→Z(W、K)零件名称内螺纹深槽椭圆球头心轴校核↓X(U、I)P0130序号零件右端程序阐明N0010G54G00工件坐标系设定G54N0020M03S400F0.3设定转速进给率，选择刀具N0030M08启动冷却液N0040G00X44.5Z3.0→eq\o\ac(○,1)N0050G01Z-73.0→eq\o\ac(○,2)粗加工外圆柱N0060X45.5→eq\o\ac(○,3)N0070G00Z3.0→eq\o\ac(○,4)N0080X44.0迅速定位N0090G01Z-73.0S800精加工外圆柱N0100X45.0退刀N0110G00Z3.0迅速定位移动N0120X44.0迅速定位N0130G71U2.0R0.5椭圆球头循环粗加工N0140G71P10Q20U1.0W1.0…………N0150N10G00…………N0160G01X20.0Z-2.0S800…………N0170X34.0Z-8.0…………N0180N20X42.0Z-16.5…………N0190G70P10Q20…………N0200G00X0迅速定位N0210#1=26eq\o\ac(○,5)椭圆球头精加工N0220WHILE[#1GE0]DO1…………N0230#2=44*SQRT[1-#1*#1/[26*26]]…………N0240G01X#2Z[#1-26]S1000…………N0250#1=#1-0.1…………N0260END1…………N0270G01W-1.0eq\o\ac(○,6)N0280G55G00工件坐标系设定G56共2页第1页

表1.1.8数控加工程序单┌→Z(W、K)零件名称内螺纹深槽椭圆球头心轴校核↓X(U、I)P0130序号零件右端程序阐明N0290T0200换2号刀N0300G00X46.0Z-34.0eq\o\ac(○,7)迅速定位N0310G01X28.0eq\o\ac(○,8)深槽加工N0320G04X4.0暂停N0330G01X46.0退刀N0340G00Z-67.0eq\o\ac(○,9)N0350G01X28.0eq\o\ac(○,10)深槽加工N0360G04X4.0暂停N0370G01X46.0eq\o\ac(○,11)退刀N0380G00Z-68.5定位N0390G01X44.0eq\o\ac(○,12)…………N0400X41.0Z-67.0eq\o\ac(○,13)倒斜角N0410X46.0退刀N0420G00Z-65.5eq\o\ac(○,14)定位N0430G01X44.0…………N0440X41.0Z-67.0eq\o\ac(○,15)倒斜角N0450X46.0eq\o\ac(○,16)退刀N0460G56G00设定工件坐标系G56N0470T0300换3号刀N0480G00X45.0Z-33.0eq\o\ac(○,17)定位N0490G71U2.0R0.5锥面循环粗加工N0500G71P70Q80U1.0W1.0…………N0510N70G→eq\o\ac(○,18)N0520G01Z-34.0S800…………N0530N80X44.0Z-54.0→eq\o\ac(○,19)N0540G70P70Q80锥面循环精加工N0550G00X100.0Z100.0A→退刀N0560M09关闭冷却液N0570M05程序停止N0580M30程序结束返回起点共2页第2页

表1.1.9数控加工程序单┌→Z(W、K)零件名称内螺纹深槽椭圆球头心轴校核↓X(U、I)P0140序号零件左端程序阐明N0100G54G00工件坐标系设定G54N0110M03S400F设定主轴转速、进给率、选择刀具N0120M08启动冷却液N0130G00X46.0Z3.0迅速定位N0140G71U2.0R0.5→粗加工外圆柱N0150G71P10Q20U0.5W0.5…………N0160N10G00→eq\o\ac(○,1)N0170G01Z0S1000→eq\o\ac(○,2)N0180X38.0Z-1.5→eq\o\ac(○,3)N0190Z-29.5→eq\o\ac(○,4)N0200X44.0→eq\o\ac(○,5)N0210Z-40.0→eq\o\ac(○,6)N0220N20X45.0→eq\o\ac(○,7)N0230G70P10Q20精加工外圆柱N0240G55G00工件坐标系设定G56N0250T0200换2号刀N0260G00X21.5Z3.0迅速定位N0270G01Z-29.5粗镗内孔N0280X20.0退刀N0290G00Z3.0迅速定位N0300X24.0迅速定位N0310G01Z0S600设定精加工转速和进给率N0320X22.0Z-2.0→eq\o\ac(○,8)精加工内孔N0330Z-29.5→eq\o\ac(○,9)N0340X20.0→eq\o\ac(○,10)N0350G00Z3.0→eq\o\ac(○,11)N0360G56G00工件坐标系设定G56N0370T0300换3号刀N0380G00X20.0Z3.0迅速定位N0390Z-23.0→eq\o\ac(○,12)N0400G01X26.0→eq\o\ac(○,13)N0410G04X4.0暂停N0420G01X20.0退刀N0430G00Z3.0退刀N0440G57G00工件坐标系设定G57N0450T0400换刀共2页第1页

表1.1.9数控加工程序单┌→Z(W、K)零件名称内螺纹深槽椭圆球头心轴校核↓X(U、I)P0140序号零件左端程序迅速定位N0460G00X20.0Z5.0内螺纹循环切削N0470G92X22.5Z-20.0…………N0480X23.0…………N0490X23.5…………N0500X23.9…………N0510X23.95→eq\o\ac(○,14)N0520G00X100.0Z150.0返回A点N0530M09冷却液关N0540M05程序停止N0550M30程序结束返回到程序开始共2页第2页第六节数控车削加工的操作一、数控编程和辅助参数确实定（刀号、刀补、间隙赔偿等）（一）刀具刀位号的设置。参见数控刀具明细表1.1.4.（二）刀补值未设定（加工中未使用刀具赔偿）。（三)刀偏值未设定（加工中运用程序在起始点换刀）。（四）间隙赔偿值设置为使用机床的间隙测量值。（五）迅速运行值采用数控系统默认值。二、数控加工的刀具安装车削外圆、车削台阶圆、车削端面包括车削内孔时多种类型车刀的安装与规定相似。车刀安装得与否对的，将直接影响切削能否顺利进行和工件的加工质量，因此车刀安装后必须做到：（一）刀尖严格对准工件中心，以保证车刀前角和后角不变，否则车削工件端面时，工件中心会留下凸头并损坏刀具。如下图1.1.3：车刀对准工件中心的措施：使用垫片来到达车刀刀尖对准工件中心，垫片一般使用150～200mm的钢片。垫片要垫实，垫片的数量应尽量少。对的的垫法是：使垫片在刀头一端与四方刀架垂直于刀杆的边对齐。图1.1.3车刀刀尖与工件中心未对准（二）车刀刀杆就与进给方向垂直，以保证主偏角与副偏角不变。（三）为防止加工中产生振动，规定车刀刀杆伸出长度应尽量短，一般不超过刀杆厚度的1～1.5倍；内孔车削加工的刀杆伸出的长度以被加工孔的深度为准，且不小于被加工孔的深度。（四）至少要用刀台上的两颗螺钉压紧车刀，并且规定轮番拧紧螺钉。当车刀紧后，试车削端面，观测车刀刀尖与否对准工件中心，否则应从新调整垫片并进行试切，直到车刀刀尖对准工件中心。三、工件的装夹零件的加工采用三爪自动定心卡盘夹紧，为保证零件的尺寸精度，还须采用垫片包裹夹紧。工件装夹时就注意如下：（一）安装工件前，必须把三爪自动定心卡盘和被夹工件的部位探试洁净。（二）安装好工件后，让主轴转动，看工件与否甩动，否则从新装夹。（三）为防止工件的轴向窜动，工件应采用轴向定位。使用限位支承进行轴向定位。四、工件的校正由于三爪自动定心卡盘可以进行自动定心，因此当工件轴向长度不大并且加工精度规定不高时，可以不进行校正。不过，当装夹较长的工件或者加工精度规定较高时，由于远离三爪自动定心卡盘的工件端有也许与车床的轴心不重叠，因此必须进行工件的校证。校正措施有：（一）用划线盘校正工件外圆和端面（划针分别指在工件的外圆和端面）。（二）用百分表校正工件的外圆和端面。五、数控加工的对刀（一）数控车床是装夹零件，毛坯尺寸Φ45mm×105