典型零件的車削加工機(jī)械制造專業(yè)

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1、(一)論文摘要: 科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,使社會生產(chǎn)力得到了空前的進(jìn)步,不斷催生而出的、新的加工制造技術(shù)越來越多地運用于生產(chǎn)實踐之中,并對社會進(jìn)步發(fā)揮著巨大的推進(jìn)作用。數(shù)控加工就是其中最具代表性的技術(shù)之一。制造技術(shù)和裝備技術(shù)是人類生產(chǎn)活動的最基本的生產(chǎn)資料,而數(shù)控技術(shù)又是當(dāng)今先進(jìn)制造技術(shù)和裝備最核心的技術(shù)。數(shù)控技術(shù)是用數(shù)字信息對機(jī)械運動和工作過程進(jìn)行控制的技術(shù),數(shù)控裝備是以數(shù)控技術(shù)為代表的新技術(shù)對傳統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)和新興制造業(yè)的滲透形成的機(jī)電一體化產(chǎn)品,即所謂的數(shù)字化裝備,其技術(shù)范圍覆蓋很多領(lǐng)域:(1)機(jī)械制造技術(shù);(2)信息處理、加工、傳輸技術(shù);(3)自動控制技術(shù);(4)伺服驅(qū)動技術(shù);(5)傳感器技

2、術(shù);(6)軟件技術(shù)等。數(shù)控技術(shù)和數(shù)控裝備是制造工業(yè)現(xiàn)代化的重要基礎(chǔ)。這個基礎(chǔ)是否牢固直接影響到一個國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和綜合國力,關(guān)系到一個國家的戰(zhàn)略地位。因此,世界上各工業(yè)發(fā)達(dá)國家均采取重大措施來發(fā)展自己的數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)。大力發(fā)展以數(shù)控技術(shù)為核心的先進(jìn)制造技術(shù)已成為世界各發(fā)達(dá)國家加速經(jīng)濟(jì)發(fā)展,提高綜合國力和國家地位的重要途徑。在我國,數(shù)控技術(shù)與裝備的發(fā)展亦得到了高度重視,近年來取得了相當(dāng)大的進(jìn)步。特別是在通用微機(jī)數(shù)控領(lǐng)域,以PC平臺為基礎(chǔ)的國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng),已經(jīng)走在了世界前列。 本設(shè)計結(jié)合一具體零件進(jìn)行了零件圖分析,加工設(shè)備、刀具、工裝的選擇,切削速度、進(jìn)給量、背吃刀量等參數(shù)的選擇,制訂了零件的數(shù)

3、控加工工藝;根據(jù)所選擇機(jī)床的指令系統(tǒng)編寫了零件的加工程序。 (二)參考書目: [1]關(guān)穎.數(shù)控車床.沈陽:遼寧科學(xué)技術(shù)出版社,2005 [2]韓鴻鸞. 數(shù)控編程 .北京:中國勞動社會保障出版社,2004 [3]馬東坡. 數(shù)控加工技術(shù)-綜合技能訓(xùn)練指導(dǎo)書 .北京:學(xué)苑出版社,2005 [4]王貴明.實用數(shù)控技術(shù). 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2000 [5]李善書.數(shù)控機(jī)床及應(yīng)用.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2002 [6]周虹.數(shù)控加工工藝與編程.北京:人民郵電出版社,2004 [7]李善書.數(shù)控機(jī)床及應(yīng)用.北京:機(jī)

4、械工業(yè)出版社,2002 [8]王鳳蘊,張超英.數(shù)控原理與典型數(shù)控系統(tǒng).北京: 高等教育出版社,2003 [9]楊偉群.數(shù)控工藝培訓(xùn)教程.北京:清華大學(xué)出版社,2002 [10]馬立克,張麗華.數(shù)控編程與加工技術(shù).大連:大連理工大學(xué)出版社,2004 [11]梁訓(xùn)王宣,周延佑.機(jī)床技術(shù)發(fā)展的新動向.世界制造技術(shù)與裝備市場,2001 [12]及秀群,楊小軍.AutoCAD2007實用教程.北京;中國電力出版社,2007 09年12月15日 (三)論文提綱: 1、方案選擇階段 ①根據(jù)自身條件合理選題 2、分析階段: ①熟悉課題 ②收

5、集材料 ③進(jìn)行可行性分析 3、設(shè)計階段: ①數(shù)控技術(shù)的概念與發(fā)展趨勢 ②零件的簡單分析 ③數(shù)控機(jī)床的選擇 ④數(shù)控系統(tǒng)的選擇 ⑤典型零件材料、圖紙、數(shù)據(jù)具體分析 ⑥制定加工工藝方案 ⑦ 數(shù)控編程 4、總結(jié)階段: ①論文的總結(jié) ② 后續(xù)展望 目 錄 摘 要 2 一、數(shù)控技術(shù)的介紹 4 1.1數(shù)控技術(shù)的基本概念 4 1.2數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢 4 二、典型零件圖的分析 5 圖1.典型車削零件圖 6 三、數(shù)控機(jī)床與系統(tǒng)的選擇 6 3.1數(shù)控機(jī)床的選擇; 6 3.2數(shù)控系統(tǒng)的選擇 7 四、確定零

6、件的定位基準(zhǔn)和裝夾方式 8 五、確定加工順序及進(jìn)給路線 8 六、選擇刀具和切削用量 8 七、加工工藝卡的編制 11 八、加工坐標(biāo)系設(shè)置 11 8.1建立工件坐標(biāo)系 11 8.2試切法對刀 12 九、工序尺寸和編程尺寸 13 十、典型軸類零件車削的編程 14 十一、總結(jié) 17 謝 辭 18 參考文獻(xiàn) 19 摘 要 科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,使社會生產(chǎn)力得到了空前的進(jìn)步,不斷催生而出的、新的加工制造技術(shù)越來越多地運用于生產(chǎn)實踐之中,并對社會進(jìn)步發(fā)揮著巨大的推進(jìn)作用。數(shù)控加工就是其中最具代表性的技術(shù)之一。制造技術(shù)和裝備技術(shù)是人類生產(chǎn)活動的最基本的生產(chǎn)資料,而數(shù)控技術(shù)又是當(dāng)

7、今先進(jìn)制造技術(shù)和裝備最核心的技術(shù)。數(shù)控技術(shù)是用數(shù)字信息對機(jī)械運動和工作過程進(jìn)行控制的技術(shù),數(shù)控裝備是以數(shù)控技術(shù)為代表的新技術(shù)對傳統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)和新興制造業(yè)的滲透形成的機(jī)電一體化產(chǎn)品,即所謂的數(shù)字化裝備,其技術(shù)范圍覆蓋很多領(lǐng)域:(1)機(jī)械制造技術(shù);(2)信息處理、加工、傳輸技術(shù);(3)自動控制技術(shù);(4)伺服驅(qū)動技術(shù);(5)傳感器技術(shù);(6)軟件技術(shù)等。數(shù)控技術(shù)和數(shù)控裝備是制造工業(yè)現(xiàn)代化的重要基礎(chǔ)。這個基礎(chǔ)是否牢固直接影響到一個國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和綜合國力,關(guān)系到一個國家的戰(zhàn)略地位。因此,世界上各工業(yè)發(fā)達(dá)國家均采取重大措施來發(fā)展自己的數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)。大力發(fā)展以數(shù)控技術(shù)為核心的先進(jìn)制造技術(shù)已成為世界各發(fā)

8、達(dá)國家加速經(jīng)濟(jì)發(fā)展,提高綜合國力和國家地位的重要途徑。在我國,數(shù)控技術(shù)與裝備的發(fā)展亦得到了高度重視,近年來取得了相當(dāng)大的進(jìn)步。特別是在通用微機(jī)數(shù)控領(lǐng)域,以PC平臺為基礎(chǔ)的國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng),已經(jīng)走在了世界前列。 本設(shè)計結(jié)合一具體零件進(jìn)行了零件圖分析,加工設(shè)備、刀具、工裝的選擇,切削速度、進(jìn)給量、背吃刀量等參數(shù)的選擇,制訂了零件的數(shù)控加工工藝;根據(jù)所選擇機(jī)床的指令系統(tǒng)編寫了零件的加工程序。 關(guān)鍵詞:數(shù)控車床、零件分析、刀具表、NC、數(shù)控編程 5 典型零件的車削加工 一、數(shù)控技術(shù)的介紹 1.1數(shù)控技術(shù)的基本概念 數(shù)控技術(shù)是用數(shù)字或數(shù)字信號構(gòu)成的程序?qū)υO(shè)備的工作過程實現(xiàn)自

9、動控制的一門技術(shù),簡稱數(shù)控(Numerical Control即NC)。 數(shù)控技術(shù)和數(shù)控裝備是制造工業(yè)現(xiàn)代化的重要基礎(chǔ)。這個基礎(chǔ)是否牢固直接影響到一個國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和綜合國力,關(guān)系到一個國家的戰(zhàn)略地位。因此,世界上各工業(yè)發(fā)達(dá)國家均采取重大措施來發(fā)展自己的數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)。數(shù)控技術(shù)綜合運用了微電子、計算機(jī)、自動控制、精密檢測、機(jī)械設(shè)計和機(jī)械制造等技術(shù)的最新成果,通過程序來實現(xiàn)設(shè)備運動過程和先后順序的自動控制,位移和相對坐標(biāo)的自動控制,速度、轉(zhuǎn)速及各種輔助功能的自動控制。數(shù)控的產(chǎn)生依賴于數(shù)據(jù)載體和二進(jìn)制形式數(shù)據(jù)運算的出現(xiàn)。1908年,穿孔的金屬薄片互換式數(shù)據(jù)載體問世;19世紀(jì)末,以紙為數(shù)據(jù)載體并

10、具有輔助功能的控制系統(tǒng)被發(fā)明;1938年,香農(nóng)在美國麻省理工學(xué)院進(jìn)行了數(shù)據(jù)快速運算和傳輸,奠定了現(xiàn)代計算機(jī),包括計算機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)。數(shù)控技術(shù)是與機(jī)床控制密切結(jié)合發(fā)展起來的。1952年,第一臺數(shù)控機(jī)床問世,成為世界機(jī)械工業(yè)史上一件劃時代的事件,推動了自動化的發(fā)展。 1.2數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢 數(shù)控技術(shù)是當(dāng)今世界制造業(yè)中的先進(jìn)技術(shù)之一,它涉及到計算機(jī)輔助設(shè)計和制造技術(shù),計算機(jī)模擬及仿真加工技術(shù),機(jī)床仿真及后置處理,機(jī)械加工工藝,裝夾定位技術(shù)與夾具設(shè)計與制造技術(shù),金屬切削理論,以及毛坯制造技術(shù)等多方面的關(guān)鍵技術(shù)。數(shù)控技術(shù)的發(fā)展具有良好的社會和經(jīng)濟(jì)效益,對國家整個制造業(yè)的技術(shù)進(jìn)步,提高制造業(yè)的

11、市場競爭力有著重要的意義。數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化,使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征,而且隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大,他對國計民生的一些重要行業(yè)(IT、汽車、輕工、醫(yī)療等)的發(fā)展起著越來越重要的作用,因為這些行業(yè)所需裝備的數(shù)字化已是現(xiàn)代發(fā)展的大趨勢。數(shù)控機(jī)床是50年代發(fā)展起來的新型自動化機(jī)床,較好解決了形狀復(fù)雜、精密、小批量零件的加工問題,具有適應(yīng)性強、加工精度和生產(chǎn)效率高的優(yōu)點。由于數(shù)控機(jī)床綜合了電子計算機(jī)、自動控制、伺服驅(qū)動、精密測量和新型機(jī)械結(jié)構(gòu)等諸方面的先進(jìn)技術(shù),使得數(shù)控機(jī)床的發(fā)展日新月異,數(shù)控機(jī)床的功能越來越強大。數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢體現(xiàn)在數(shù)控功能、數(shù)控伺服

12、系統(tǒng)、編程方法、數(shù)控機(jī)床的檢測和監(jiān)控功能、自動調(diào)整和控制技術(shù)等方面的發(fā)展。 二、典型零件圖的分析 典型零件的數(shù)控車削加工,主要流程包括零件圖分析、確定其加工工藝、加工方法、加工路線、工藝參數(shù)和加工這個零件用到的刀具,預(yù)備刀具,計算相鄰輪廓交點坐標(biāo)(如圓弧切點),以及怎么裝夾,所用的夾具,然后手工編程,程序校驗,校驗無誤,最后進(jìn)行加工。 如下圖1所示該零件表面由球面、圓柱、逆圓弧、錐面、倒角、凹槽、螺紋等表面組成,一次裝夾即可完成粗精加工,后續(xù)槽、螺紋、切斷的處理。符合數(shù)控加工的標(biāo)注,尺寸標(biāo)注完整,。根據(jù)課題,選用毛坯為45#鋼(它的化學(xué)成分中含碳(C)量是0.42~0.50%,Si含量為

13、0.17~0.37%,Mn含量0.50~0.80%,Cr含量<=0.25%),Φ40mm100mm,無熱處理和硬度要求。 通過以上分析,采取下面幾點工藝措施: 1、圖上幾個精度要求較高的尺寸,因其公差值較小,所以編程時沒有取平均值,而取其基本尺寸。 2、根據(jù)零件的幾何形狀關(guān)系按一定數(shù)學(xué)方法(如三角、幾何等)計算編程所需要的有關(guān)節(jié)點的坐標(biāo)值。 3、作為短軸類零件,可以采取毛坯夾持左端,從右端加工,先粗車G71循環(huán)加工外輪廓再進(jìn)行精車,切槽后加工螺紋,最后進(jìn)行切斷處理。 圖1.典型車削零件圖 三、數(shù)控機(jī)床與系統(tǒng)的選擇 3.1數(shù)控機(jī)床

14、的選擇; 根據(jù)加工零件的外形和材料等條件,選擇經(jīng)濟(jì)型CJK6134數(shù)控車床。 本機(jī)床是適用國內(nèi)外市場需要而設(shè)計的車床。其用途廣泛,適用于各種系統(tǒng),能車削各種零件的外圓、內(nèi)圓、端面、錐度、切槽以及公制螺紋、黃制螺紋、模數(shù)螺紋等,還可承擔(dān)鉆孔,套料、鏜孔、鉸孔、滾花、拉油槽及其他工作,此外由于機(jī)床主軸孔較大,故在48mm以下的棒料可以直接插入主軸孔內(nèi)夾持加工,該車床結(jié)構(gòu)簡單,操作靈便,剛性強,適宜于利用黑色金屬和有色金屬,其加工精度可達(dá)6級 技術(shù)參數(shù); 床身上最大回轉(zhuǎn)直徑    340mm 滑板上最大回轉(zhuǎn)直徑    190mm 最大工件長度       750mm 主軸錐孔  

15、       M6 主軸通孔直徑       52mm 主軸轉(zhuǎn)速范圍   40-1800r/min(12種) 主軸電機(jī)功率       3/4.5kw 外形尺寸      19509501245mm 機(jī)床重量        1150kg 3.2數(shù)控系統(tǒng)的選擇 根據(jù)所學(xué)使用華中世紀(jì)星數(shù)控系統(tǒng): 華中世紀(jì)星(HNC)數(shù)控系統(tǒng)是在華中I型、華中2000系列數(shù)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,滿足用戶對低價格、高性能、簡單、可靠的要求而開發(fā)的數(shù)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)適用于各種車、銑床加工中心等機(jī)床的控制,采用國際標(biāo)準(zhǔn)G代碼編程,與各種流行的CAD/CAM自動編程系統(tǒng)兼容,結(jié)構(gòu)牢靠,造型美觀,體積小巧,具

16、有極高的性能價格比,在國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)中,市場占有率較高(表2—1)。目前已廣泛用于車、銑,磨、鍛,齒輪、仿形、激光加工、紡織、醫(yī)療等設(shè)備。  華中世紀(jì)星數(shù)控系統(tǒng)有如下主要特點。    ①最大聯(lián)動軸數(shù)為4軸。 ?、诳蛇x配各種類型的脈沖式(HSV—16系列全數(shù)字交流伺服驅(qū)動單元),模擬式交流伺服驅(qū)動單元或步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動單元以及HSV-11系列串行接口伺服驅(qū)動單元。    ③除標(biāo)準(zhǔn)機(jī)床控制面板外,配置40路開關(guān)量輸入和32路開關(guān)量輸出接口、手持單元接口、主軸控制與編碼器接口。還可擴(kuò)展遠(yuǎn)程128路輸入/128路輸出端子板。    ④采用7.7”(HNC—22M為10.4”)彩色液晶顯示器(分辨率

17、為640~480),全漢字操作界面、故障診斷與報警、加工軌跡圖形顯示和仿真,操作簡便,易于掌握和使用。    ⑤采用國際標(biāo)準(zhǔn)G代碼編程,與各種流行的CAD/CAM自動編程系統(tǒng)兼容,具有直線插補、圓弧插補、螺旋線插補、固定循環(huán)、旋轉(zhuǎn)、縮放、鏡像、刀具補償、宏程序等功能。    ⑥小線段連加工功能,特別適合于CAD/CAM設(shè)計的復(fù)雜模具零件加工。    ⑦加工斷點保存/恢復(fù)功能,方便用戶使用。    ⑧反向間隙和單、雙向螺距誤差補償功能。    ⑨巨量程序加工能力。不需DNC,配置硬盤可直接加工單個高達(dá)2GB的G代碼程序。    ⑩內(nèi)置RS-232通訊接口,輕松實現(xiàn)機(jī)床數(shù)據(jù)通訊。 四

18、、確定零件的定位基準(zhǔn)和裝夾方式 1、正確地選擇定位基準(zhǔn),有利于保證精度,合理安排加工順序。根據(jù)工件的外形,采用工件的左端面和毛坯外圓作為定位基準(zhǔn)。 2、裝夾方法:加工工件時,工件必須定位并夾緊在機(jī)床上,零件為實心軸類零件,使用普通三爪自定心卡盤夾緊毛坯左端,先車出右端面,并依此面的中心為原點建立工件坐標(biāo)系。三爪卡盤裝夾的優(yōu)點可以自動定心,裝夾方便。 五、確定加工順序及進(jìn)給路線 加工順序按粗到精、由右到左的原則確定。工件右端加工:既先從右到左進(jìn)行外輪廓粗車(留0.5mm余量精車),然后從右到左進(jìn)行外輪廓精車,切退刀槽,進(jìn)行螺紋加工,最后進(jìn)行切斷處理。

19、 六、選擇刀具和切削用量 1、車端面:選用硬質(zhì)合金45度車刀,粗、精車用一把刀完成。 2、粗精車外圓:(因為程序選用 G71循環(huán)所以粗、精車選用同一把刀)硬質(zhì)合金90度放型車刀,Kr=90度,Kr'=60度;E=30度,(因為有圓弧輪廓)以防與工件輪廓發(fā)生干涉,如果有必要就用圖形來檢驗。 3、車槽與切斷: 選用硬質(zhì)合金車槽刀(刀長12mm,刀寬4mm)。 4、車螺紋:選用60度硬質(zhì)合金外螺紋車刀。 同時把四把刀在自動換刀刀架上安裝好,且都對好刀,把它們的刀偏值輸入相應(yīng)的刀具參數(shù)中。 表1 刀具卡片 產(chǎn)品名稱或代號 零件名稱 典型軸 零件圖號

20、序號 刀具號 刀具規(guī)格名稱 數(shù)量 加工表面 備注 1 T01 硬質(zhì)合金端面45度車刀 1 粗、精車端面 2 T02 硬質(zhì)合金90度放型車刀 1 粗、精車外輪廓 左偏刀 3 T03 硬質(zhì)合金車槽刀 1 切槽、切斷 4 T04 60度硬質(zhì)合金外螺紋車刀 1 車螺紋 5.切削用量的選擇:切削用量不僅是在機(jī)床調(diào)整前必須確定的重要參數(shù),而且其數(shù)值合理與否對加工質(zhì)量、加工效率、生產(chǎn)成本等有著非常重要的影響。切削用量是主軸轉(zhuǎn)速(切削速度),背吃刀具和進(jìn)給量三要素。所謂“合理的”切削用量是指充分利用刀具切削性能和機(jī)

21、床動力性能(功率、扭矩),要在保證加工質(zhì)量和刀具耐用度的前提下,充分發(fā)揮機(jī)床、刀具的能力,使切削加工既快又省。 在切削加工中,金屬切除率與切削用量三要素ap、f、v均保持線性關(guān)系,即其中任一參數(shù)增大一倍,都可使生產(chǎn)率提高一倍。然而由于刀具壽命的制約,當(dāng)任一參數(shù)增大時,其它二參數(shù)必須減小。因此,在制訂切削用量時,三要素獲得最佳組合,此時的高生產(chǎn)率才是合理的。切削用量三要素對刀具壽命影響的大小,按順序為v、f、ap。因此,從保證合理的刀具壽命出發(fā),在確定切削用量時,首先應(yīng)采用盡可能大的背吃刀量;然后再選用大的進(jìn)給量;最后求出切削速度。精加工時,增大進(jìn)給量將增大加工表面粗糙度值。因此,它是精加工時

22、抑制生產(chǎn)率提高的主要因素。切削用量與刀具壽命有密切關(guān)系。在制定切削用量時,應(yīng)首先選擇合理的刀具壽命,而合理的刀具壽命則應(yīng)根據(jù)優(yōu)化的目標(biāo)而定。一般分最高生產(chǎn)率刀具壽命和最低成本刀具壽命兩種,前者根據(jù)單件工時最少的目標(biāo)確定,后者根據(jù)工序成本最低的目標(biāo)確定。 粗、精加工時切削用量的選擇原則如下: ①粗加工時切削用量的選擇原則 首先盡可能大的選取背吃刀量;其次要根據(jù)機(jī)床動力和剛性等限制條件,盡可能大的選取進(jìn)給量;最后根據(jù)刀具耐用度確定最佳的切削速度。 ②精加工時切削用量的選擇原則 首先根據(jù)粗加工后的余量確定背吃刀量;其次根據(jù)已加工表面的表面粗糙度要求,選取較小的進(jìn)給量;最后在保證刀具耐用度

23、的前提下,盡可能選取較高的切削速度。 切削用量的具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)該機(jī)床性能、相關(guān)的手冊并結(jié)合實際經(jīng)驗確定, 表2 切削用量選擇 主軸轉(zhuǎn)速s/(r/min) 進(jìn)給量f/(mm/r) 背吃刀量ap/mm 粗車外圓 500 0.1 1.5 精車外圓 500 0.05 0.2 車螺紋 100 1.5 0.2 切槽與切斷 200 0.04 七、加工工藝卡的編制 按加工順序?qū)⒏鞴ば?、工步的加工?nèi)容、所用刀具、切削用量等填寫數(shù)控加工工藝卡,如下表3所示。 表3

24、數(shù)控加工工藝卡 單位名稱 產(chǎn)品名稱或代號 零件名稱 零件圖號 典型軸 工序號 程序編號 夾具名稱 使用設(shè)備 車間 001 %1000 三爪自定心卡盤 CJK6134 數(shù)控車間 工步號 工步內(nèi)容 刀具號 刀具規(guī)格 主軸轉(zhuǎn)速r/min 進(jìn)給速度mm/r 背吃刀量mm 備注 1 車端面 T01 45度刀 500 0.1 手動 2 粗車外輪廓 T02 90度放型刀 500 0.1 1.5 自動 3 精車外圓輪廓 T02 90度放型刀 500 0.05 0.2 自動 4 切退刀槽 T03

25、切槽刀 200 0.04 自動 5 車螺紋 T04 60度外螺紋刀 100 1.5 0.2 自動 6 切斷 T03 切槽刀 200 0.04 自動 編制 審核 批準(zhǔn) 年 月 日 共 頁 第頁 八、加工坐標(biāo)系設(shè)置 8.1建立工件坐標(biāo)系 為了便于在編程時對工件的幾何要素位置進(jìn)行描述,編程人員必須在零件圖上選擇建立一個過渡坐標(biāo)系,即工件坐標(biāo)系,也稱為編程坐標(biāo)系。數(shù)控編程時應(yīng)該首先確定工件坐標(biāo)系和工件原點。零件在設(shè)計中有設(shè)計基準(zhǔn),在加工過程中有工藝基準(zhǔn),同時應(yīng)盡量將工藝基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)統(tǒng)一,該基準(zhǔn)點通常稱

26、為工件原點。設(shè)立如下圖2所示: 圖2 坐標(biāo)系設(shè)定 8.2試切法對刀 在數(shù)控加工中,工件坐標(biāo)系確定后,還要確定刀尖點在工件坐標(biāo)系中的位置,即通常所說的對刀問題。在數(shù)控車床上,目前常用的對刀方法為試切對刀法。 將工件安裝好之后,先用MDI方式操作機(jī)床,用已選好的刀具將工件端面車一刀,然后保持刀具在縱向(Z)尺寸不變,沿橫向(x)退刀。當(dāng)取工件右端面O為工件原點時,對刀輸入為Z0,如圖(3-4(a ));用同樣的方法,再將工件的表面車一刀,然后保持刀具在橫向上的尺寸不變,從縱向退刀,停止主軸轉(zhuǎn)動,再量出工件車削后的直徑(如圖3-4(b))根據(jù)長度和直徑,既可確定刀具在工件坐標(biāo)系中的位置。

27、其他各刀都需要進(jìn)行以上操作,從而確定每把刀具在工件坐標(biāo)系中的位置。 圖3-4(a ) Z軸方向?qū)Φ? 圖3-4(b) X軸方向?qū)Φ? 九、工序尺寸和編程尺寸 每個加工工序完成后都必須達(dá)到一定的加工尺寸和加工精度。當(dāng)一個表面的加工方法確定后,先確定每道工序的工序余量,再根據(jù)零件設(shè)計尺寸和已確定的工序余量計算出中間工序基本尺寸。工序尺寸的極限偏差值可根據(jù)工序基本尺寸和加工方法參考工藝手冊來確定,或者根據(jù)各種加工方法的經(jīng)濟(jì)加工精度查標(biāo)準(zhǔn)公差來確定。 數(shù)控車床半精車外圓的工序余量一般可取為1—2mm;精車余量可取為0.1—0.5mm;具體值應(yīng)根據(jù)軸的全長和最大直徑確定。 如果圖樣

28、上的尺寸基準(zhǔn)于編程所需要的尺寸基準(zhǔn)不一致時,有時還需要進(jìn)行尺寸鏈解算。數(shù)控編程時要根據(jù)零件尺寸或工序尺寸計算坐標(biāo)值,而坐標(biāo)值計算通常取零件尺寸或工序尺寸的最大和最小極限尺寸的平均值。取平均值時如果遇到第三位小數(shù)值,基準(zhǔn)孔按“四舍五入”的方法,基準(zhǔn)軸則將第三位進(jìn)上 ;上圖幾個精度要求較高的尺寸,因其公差值較小,所以編程時沒有取平均值,而取其基本尺寸。編程尺寸理論上應(yīng)為該尺寸的誤差分散中心。一般可先采用平均尺寸,最后根據(jù)試切結(jié)果修正。 十、典型軸類零件車削的編程 數(shù)控編程方法有手工編程和自動編程兩種。對于幾何形狀復(fù)雜的零件需借助計算機(jī)使用規(guī)定的數(shù)控語言編寫零件源程序,經(jīng)過處理后生成加工

29、程序,稱為自動編程。手工編程是指從零件圖樣分析工藝處理、數(shù)據(jù)計算、編寫程序單、輸入程序到程序校驗等各步驟主要有人工完成的編程過程。它適用于點位加工或幾何形狀不太復(fù)雜的零件的加工,以及計算較簡單,程序段不多,編程易于實現(xiàn)的場合等。由于該零件相對比較簡單,所以采用手工編程。 應(yīng)用華中世紀(jì)星數(shù)控系統(tǒng)編程 從工件右端加工 %1000 程序名 T0202 調(diào)用90度放型車刀 M03 S500 主軸以500r/min正轉(zhuǎn) G00 X100 Z10

30、0 建立工件坐標(biāo)系 G00 X42 Z3 循環(huán)加工起點 G71 U1.5 R1 P10 Q20 E0.3 F100 粗加工循環(huán) N10 G00 X0 G01 Z0 F80 G03 X10 Z-5 R5 G01 X16 Z0 C3 Z-15 X20 Z-20 X23.1 Z-22 Z-40 X26 Z-45 G03 X3

31、4 Z-58 R13.57 G01 Z-73 X36 精車循環(huán)結(jié)束 G00 X100 Z100 M05 T0303 調(diào)用車槽刀切槽 M03 S200 主軸以200r/min正轉(zhuǎn) G01 X28 Z-40 G75 X22 R0.5 Q1.0 F100 G00 X100 Z100 M05 T0404 調(diào)用外螺紋刀切削螺紋 M03 S100

32、 主軸以100r/min正轉(zhuǎn) G00 X26 Z3 G82 X23.1 Z-38 F2 X22.5 X21.5 X21.4 G00 X100 Z100 M05 T0303 調(diào)用車槽刀切斷 M03 S200 主軸以200r/min正轉(zhuǎn) G00 X36 Z-74 G75 X-2 R0.5 Q1.0 F100 G00 X100 Z100 M30 程序結(jié)束 數(shù)控車削加工中經(jīng)常遇

33、到的軸類零件, 本設(shè)計結(jié)合一具體零件進(jìn)行了零件圖分析,加工設(shè)備、刀具、工裝的選擇,切削速度、進(jìn)給量、背吃刀量等參數(shù)的選擇,制訂了零件的數(shù)控加工工藝;根據(jù)所選擇機(jī)床的指令系統(tǒng)編寫了零件的加工程序。 本設(shè)計論文中采用含螺紋零件進(jìn)行編程設(shè)計, 該典型軸類零件結(jié)構(gòu)比較簡單,有螺紋、倒角、圓弧、槽等。在螺紋車削編程中要注意,數(shù)控車床主軸上必須安裝有脈沖編碼器測定主軸實際轉(zhuǎn)速,從而實現(xiàn)主軸轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)刀具進(jìn)給一個螺紋導(dǎo)程的同步運動。該編程螺紋車削采用螺紋加工循環(huán)指令G82,用該指令編程大大簡化了程序,省去了很多編程時間。 該典型軸加工順序為: 預(yù)備加工---車端面---粗車右端輪廓 --–精車右端

34、輪廓—切槽---切退刀槽---車螺紋---切斷。 數(shù)控編程是數(shù)控加工準(zhǔn)備階段的主要內(nèi)容之一,通常包括分析零件圖樣,確定加工工藝過程;計算走刀軌跡,得出刀位數(shù)據(jù);編寫數(shù)控加工程序;制作控制介質(zhì);校對程序及首件試切。有手工編程和自動編程兩種方法??傊?它是從零件圖紙到獲得數(shù)控加工程序的全過程。 十一、總結(jié) 畢業(yè)設(shè)計是培養(yǎng)我們實際工作能力的最后一個重要實踐性學(xué)習(xí)環(huán)節(jié),它不但是對我們?nèi)陙淼膶W(xué)習(xí)與實踐是一個很好的總結(jié)和考驗,也是為以后從事專業(yè)技術(shù)工作做個強而有力的鋪墊。我積極地查閱相關(guān)資料,對零件

35、圖進(jìn)行了仔細(xì)的研究,對數(shù)控編程加工的應(yīng)用進(jìn)行分析,我相信,通過這次的實踐,我對數(shù)控的加工能進(jìn)一步了解,并能使我在以后的加工過程中避免很多不必要的工作,綜合運用所學(xué)過的理論知識和方法,正確地制定一個零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程,從而保證零件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性;能較熟練地使用有關(guān)的手冊,圖表資料及技術(shù)參考書,也能夠較熟練應(yīng)用工藝計算的方法,正確地進(jìn)行工藝計算,熟練掌握一般零件的數(shù)控編程方法,機(jī)床的操作以及零件的數(shù)控加工。 謝 辭 本畢業(yè)設(shè)計在楊坤老師的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下業(yè)已完成。從課題選擇到具體的寫作過程,無不凝聚著 老師的心

36、血和汗水。在學(xué)習(xí)和生活期間,也始終感受著導(dǎo)師的精心指導(dǎo)和無私的關(guān)懷,我受益匪淺。通過此次的論文,我學(xué)到了很多知識,跨越了傳統(tǒng)方式下的教與學(xué)的體制束縛,在論文的寫作過程中,通過查資料和搜集有關(guān)的文獻(xiàn),培養(yǎng)了自學(xué)能力和動手能力。并且由原先的被動的接受知識轉(zhuǎn)換為主動的尋求知識,這可以說是學(xué)習(xí)方法上的一個很大的突破。本設(shè)計能夠順利的完成,也歸功于各位任課老師的認(rèn)真負(fù)責(zé),使我能夠很好的掌握和運用專業(yè)知識,并在設(shè)計中得以體現(xiàn)。同時,在論文寫作過程中,我還參考了有關(guān)的書籍和論文,在這里一并向有關(guān)的作者表示謝意??傊舜握撐牡膶懽鬟^程,我收獲了很多。此次論文的完成既為大學(xué)三年劃上了一個完美的句號,也為將來的

37、人生之路做好了一個很好的鋪墊。再次感謝在大學(xué)傳授給我知識以及給我?guī)椭凸膭畹睦蠋煟瑢W(xué)和朋友,謝謝你們。 參考文獻(xiàn) [1]關(guān)穎.數(shù)控車床.沈陽:遼寧科學(xué)技術(shù)出版社,2005 [2]韓鴻鸞. 數(shù)控編程 .北京:中國勞動社會保障出版社,2004 [3]馬東坡. 數(shù)控加工技術(shù)-綜合技能訓(xùn)練指導(dǎo)書 .北京:學(xué)苑出版社,2005 [4]王貴明.實用數(shù)控技術(shù). 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2000 [5]李善書.數(shù)控機(jī)床及應(yīng)用.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2002 [6]周虹.數(shù)控加工工藝與編程.北京:人民郵電出版社,2004 [7] 李善書.數(shù)控機(jī)床及應(yīng)用

38、.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2002 [8]王鳳蘊,張超英.數(shù)控原理與典型數(shù)控系統(tǒng).北京: 高等教育出版社,2003 [9]楊偉群.數(shù)控工藝培訓(xùn)教程.北京:清華大學(xué)出版社,2002 [10]馬立克,張麗華.數(shù)控編程與加工技術(shù).大連:大連理工大學(xué)出版社,2004 [11]梁訓(xùn)王宣,周延佑.機(jī)床技術(shù)發(fā)展的新動向.世界制造技術(shù)與裝備市場,2001 [12]及秀群,楊小軍.AutoCAD2007實用教程.北京;中國電力出版社,2007 **職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)論文(設(shè)計)成績評定 題目: 典型零件的車削加工 姓名: 學(xué)號: 系別: 機(jī)電工程系 專業(yè): 數(shù)控技術(shù) 班級: 指導(dǎo)教師: 2010年4月20日 論文評語: 評分等級: 指導(dǎo)教師簽名: 2010年4月10日 系審核意見: 系(專業(yè))負(fù)責(zé)人簽名: 2010年4月20日

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