数控笔的设计

学生毕业设计题目：数控笔的设计学院：专业班级：学生姓名：学导教师：完成日期：年月日笔的加工工艺与设计摘要：本设计主要是根据零件图进行数控加工分析，确定零件的加工工序。根据加工工序切削用量以及其他相关因素选用刀具和零件轮廓特点确定需要2把刀具一个中心钻头和一个长150mm的钻头分别是90°外圆车刀、4mm切槽刀、6mm钻头，攻螺纹与套螺纹，抛光所要的砂纸，此零件为轴类零件，外轮廓由若干圆弧、台阶、螺纹、等组成。在加工过程中主要应用到了双向加工、螺纹加工、圆弧加工等等。本设计主要是留用纪念当然在实际生活中也可以使，这一支笔可以大批量的生产销售出去，可以卖给学校的应届毕业生留做纪念，销售途径之广阔，在设计方面还可以有所改进等等。关键词：双向加工、同轴度控制、攻螺纹与套螺纹、表面粗糙度、装夹方式目录一、引言 11、本设计的主要内容 12、本设计的总体思路 13、本设计要解决的主要问题 1二、工艺分析 11、零件轮廓分析 12、本零件技术要求 23、工量具选择、毛坯选择 24、加工步骤 25、加工注意事项 2三、零件的编程与加工 31、程序指令介绍 32、编写加工程序 4四、加工成果 71、仿真软件介绍及特点 72、加工过程及结果 7五、总结 91、主要收获 92、致谢 9参考文献 10一、引言（一）本设计的含义本设计是大学从事机电一体化专业学习成果的检验。目前市场上百分之九十九笔为普通中性笔，这种传统笔具有易损性，即使拥有坚固的外壳但也避免不了笔因不慎被压坏的风险，本设计主要采用的材料是黄铜（二）本设计的总体思路本设计的总体思路是综合应用数控车加工完成该零件的双向加工工艺分析、数控编程等。（三）本设计要解决的主要问题本设计主要解决零件的双向加工和同轴度的加工工艺分析及其数控编程。二、工艺分析工艺分析是对工件进行数控加工的前期准备，合理正确的工艺分析也是编程数控加工程序的重要依据，是数控加工不可缺少的部分。本设计在加工过程中需要注意：先砖中心孔然后在对笔前身的轮廓进行加工；根据笔前身尺寸要求掉头砖孔；先砖中心孔然后在砖∅6mm的孔，在攻螺纹。笔后身先根据尺寸加工好外轮廓；然后在套螺纹，后面就是砖中心孔在砖∅5mm的孔。小零件在加工过程中一定要注意精度的控制，如果大了配合不进；小了就会松松垮垮，所以先加工好大件；然后在加共小的，这样就可以去套直到合适。（一）零件轮廓分析本零件属于典型的轴类双向加工零件，由台阶、凹圆弧、凸圆弧、螺纹组成，零件图尺寸标注完整。2-1图（二）本零件技术要求螺纹配合要求未注释小孔∅3台阶∅6精度要求6±0.1台阶∅6精度要求6±0.1总长精度要求125±0.15（三）工量具选择、毛坯选择根据零件图纸标注，本零件最大尺寸为∅10*125，所以我选用∅15*130的毛坯来进行加工。本零件指定使用黄铜。种类序号名称规格精度单位数量工具1三爪自定心卡盘个12卡盘扳手副13刀架扳手副14垫刀片块若干5攻丝与套丝6mm个16顶针个1量具1游标卡尺0～150mm0.02mm把13百分表0～10mm0.01mm只1刀具T0101外圆车刀90°把1T0202切断刀4mm把12-2表格（四）加工步骤准备∅15*130的毛坯，利用三爪自定心卡盘找正并夹紧毛坯。加工过程中需要注意：先砖中心孔然后在对笔前身的轮廓进行加工；根据笔前身尺寸要求掉头砖孔；先砖中心孔然后在砖∅6mm的孔，在攻螺纹。笔后身先根据尺寸加工好外轮廓；然后在套螺纹，后面就是砖中心孔在砖∅5mm的孔。小零件在加工过程中一定要注意精度的控制，如果大了配合不进；小了就会松松垮垮，所以先加工好大件；然后在加共小的，这样就可以去套直到合适。（五）加工注意事项本零件因申出的长度过长在加工过程中抖动比较大需注意顶针力度的控制，本零件需要多次砖孔而且深度过深在砖孔时一定要加冷却液。工件调头进行二次装夹时，需要在夹点处垫铜皮保护好已加工部分表面。装夹时还需要用百分表来测量同轴度确保读数在3~4左右。在攻螺纹与套螺纹时一定控制好同轴度，不然就会出现配合不正的情况。零件的编程与加工（一）程序指令介绍加工指令本次加工使用华中数控程序指令如下：M指令和F、S、T指令常用辅助M功能指令：M03（主轴正向转动）、M30（结束程序复位）F功能：指定进给速度，分为每转进给和每分钟进给。S功能：用于控制主轴转速，有恒线速度和恒转速两种。T功能：用来指定程序中使用的刀具。快速定位（G00）：以点位控制方式快速移动目标位置，其格式为G00XZ，X、Z为目标点坐标。直线插补（G01）：使刀具从当前点出发，在两坐标间以插补联动的方式按指定进给速度直线移动到目标点，进给速度由F指定。其格式为G01XZF。X、Z为目标点坐标；F为进给速度。首次使用G01指令时必须定义F进给速度，否则机床会默认以G00指令的速度加工造成机床的损坏。圆弧插补指令G02X(U)Z(W)RF；G03X(U)Z(W)RFX:终点位置在X轴方向的绝对坐标值Z:终点位置在乙轴方向的绝对坐标值U:终点位置相对起点位置在X轴方向的坐标值W:终点位置相对起点位置在Z轴方向的坐标值R:圆弧半径F:沿圆周运动的切线速度G71外轮廓循环指令：G71指令只需指定粗加工背吃刀量、退刀量、精加工余量、精加工路线，就能自动给出粗加工路线和加工次数，完成粗、精加工。其格式为G71URPQXZFS，U表示每次切削深度，R表示退刀量；P精加工路线第一个程序段的顺序号；Q精加工最后一个程序段的顺序号；X表示X方向的精加工余量；Z表示Z方向的精加工余量F精加工时的进给速度S精加工时的主轴转速。2、注意事项加工效率和加工安全：编程时需要合理安排加工路线以提高加工效率和安全加工安全是是第一位。在编好程序后使用仿真进行检验确认没有问题之后再就加工路线进行优化，优化后再次进行仿真检验确认可以安全加工方可使用。考虑刀具强度：需要考虑刀具强度和毛坯材料确定加工时的吃刀量。本工件指定使用黄铜，再考虑实训车间刀具的强度，加工时吃刀量不应超过1。刀具定位点、进到方向与退刀方向控制：合理安排刀具的切削和退刀方向，可以有效的减少切削次数，同时有利于排屑和节省加工时间。减小误差：程序加工留够足够的余量，最后来调整确保误差在工件许可范围之内。调头装夹：调头装夹时要注意装夹位置垫铜皮，同时还要注意装夹位置，避免调头加工时刀具与夹具碰撞。（二）编写加工程序1、笔前身加工程序工件凸圆弧、凹圆弧、台阶。加工程序如下O0001（程序名）T0101（90°外圆车刀）M3S650（主轴正转启动）G0X16Z1（快速给定位/毛坯加1）G71U0.6R1P1Q2X0.3Z0F80（外轮廓循环指令）N1G1X3F60S777Z0G3X10Z-16.38R45G3X10Z-18.13R5G2X10Z-24.07R10G3X10Z-26.73R5G2X10Z-32.07R10G3X10Z-34.73R5G2X10Z-40.07R10G3X10Z-42.73R5G2X10Z-48.07R10G3X10Z-50.73R5G2X10Z-56.07R10G3X10Z-58.73R5G2X10Z-64.07R10G3X10Z-66.73R5G2X10Z-72.07R10四、加工成果（一）仿真软件介绍及特点软件在这里我选用的是斯沃数控仿真软件，它可以通过仿真来模拟实际加工的过程，通过该软件可达到实物操作训练的目的。而且该软件在操作能及时提醒我们出现的错误，即使出现了错误也不会造成我们人身的伤亡和设备的损坏。仿真也同样达到实际的操作的目的提高学生学习的效率，也大大减少了昂贵的设备投入。（二）加工过程及结果1、输入程序4-1图2、加工过程4-2图4-3图90°外圆车刀外轮廓加工4mm切槽刀凹圆弧开粗4-4图4-5图35°35°右偏刀开粗右边圆弧4-6图4-7图调头装夹调90°外圆车刀外轮廓加工4-8图4-9图4mm切槽刀切槽、倒角60°螺纹刀切削螺纹3、加工成果4-11图五、总结（一）主要收获在学校经过的学习，我对数控车加工有一定的了解，在指导老师的指导和同学们的帮助下，我终于成功加工出了我毕业设计所选题目的零件。在这次毕业设计中我更好整理复习了自己的所学知识，同时我也深刻的体会了什么是学无止境，实际出真知。在平时总觉得自己学的还不错，足够了，然而书到用时方恨少。没有实际的去应用和锻炼自己的所学，永远不会知道自己的问题，欠缺哪方面的知识，在实际应用中又会出现哪一些问题。这些问题没有经过实打实的应用和锻炼是不会发现的，所以我们要把理论和实践结合起来，不能荒废自己的所学。知识和技术是我们唯一能从学校带走的东西，也是毕业后我们在社会上拼搏的依仗，使我们最宝贵的财富。毕业设计的完成是我们当前阶段的结束也意味着新生活的开始，我们也必将迎接新的困难和机遇。（二）致谢在这次这次的毕业设计中，我首先要感谢我的指导老师对我不厌其烦的辛勤指导没有老师的指导和帮助此份毕业设计或许还难以完成以及同学对我无私的帮助，没有老师和同学的帮助我的