機(jī)電工程系 數(shù)控畢業(yè)設(shè)計(jì).doc

吉林農(nóng)業(yè)工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)校代碼：12904學(xué) 號(hào)：0701102203中圖分類：密 級(jí)：無(wú)畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （數(shù)控車削零件綜合加工）學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：所在學(xué)院（系）：機(jī)電工程系學(xué)科專業(yè)：數(shù)控技術(shù)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)設(shè)計(jì)題目： 數(shù)控車削零件綜合加工任務(wù)與要求： （1）熟悉并掌握數(shù)控編程中坐標(biāo)系與坐標(biāo)原點(diǎn)、起始點(diǎn)的確定，以及程序 編制的相關(guān)知識(shí)。從手工編程的角度出發(fā)，掌握和運(yùn)用加工運(yùn)行軌跡和編程節(jié)點(diǎn)尺寸的數(shù)學(xué)計(jì)算。（2）說(shuō)明程序中使用的工件裝夾、刀具類型、加工工藝、數(shù)控粗、 精加工的內(nèi)容和先后順序。（3）畫(huà)出數(shù)控加工走刀路線圖，注意刀具切入和切出的方法。（4）編制數(shù)控車削加工程序。（5）掌握刀具、夾具的裝夾與數(shù)控加工對(duì)刀等實(shí)際操作。數(shù)控加工任務(wù)書(shū) 2010年3月 工藝處 數(shù)控編程任務(wù)書(shū)產(chǎn)品零件圖號(hào)零件名稱圓錐芯軸使用數(shù)控設(shè)備數(shù)控車床主要工藝說(shuō)明及技術(shù)要求：1. 數(shù)控車削加工零件上各部位軌跡曲線尺寸的精度達(dá)到圖紙要求，數(shù)控車削加工要求分為粗車加工和精車加工進(jìn)行。詳見(jiàn)產(chǎn)品工藝卡片2. 技術(shù)要求見(jiàn)上收到編程時(shí)間月日經(jīng)手人編制審核編程審核批準(zhǔn) 畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)度計(jì)劃表 2010年 03月日 期工 作 內(nèi) 容執(zhí) 行 情 況指導(dǎo)教師簽 字2010.03.192010.03.20工藝分析工藝處理完成2010.03.212010.03.22加工刀具選擇數(shù)控加工工藝卡與切削用量選擇完成2010.03.23機(jī)床刀具運(yùn)行軌跡圖與運(yùn)行節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)完成2010.03.252010.03.26數(shù)控加工程序單使用設(shè)備、夾具、刀具與材料等完成2010.03.292010.03.30數(shù)控加工任務(wù)書(shū)數(shù)控系統(tǒng)輔助參數(shù)確定完成2010.03.312010.04.0104.02數(shù)控加工刀具安裝數(shù)控夾具與工件安裝完成2010.04.022010.04.03數(shù)控加工對(duì)到操作設(shè)計(jì)小結(jié)、參考文獻(xiàn)完成目錄一、工藝分析 5 二、使用的設(shè)備、夾具、刀具與材料等 7三、工藝處理 7四、零件安裝、工件坐標(biāo)系零件設(shè)定 8五、數(shù)控加工工藝卡與切削用量選擇 9六、加工刀具選擇 10七、機(jī)床刀具運(yùn)行軌跡圖與運(yùn)行節(jié)點(diǎn)坐標(biāo) 10八、數(shù)控加工程序單（詳） 11九、數(shù)控系統(tǒng)輔助參數(shù)的確定 13十、數(shù)控加工刀具的安裝（步驟、順序） 13十一、數(shù)控夾具與工件裝夾（找正、步驟、順序） 13十二、數(shù)控加工對(duì)刀操作（X、Z向） 15謝辭 16結(jié)束語(yǔ) 16參考文獻(xiàn) 17 一、工藝分析1、零件結(jié)構(gòu)分析 在數(shù)控車削加工中，零件屬典型的軸套配合零件加工，零件形狀軌跡雖然并不復(fù)雜，但是為了保證相互配合，必須有嚴(yán)格的尺寸要求，所以加工難度大，必須保證軸套零件的尺寸精度和幾何精度。2、零件精度分析 圓錐芯軸。在數(shù)控車削加工中，零件重要的徑向加工部位有：280-0.052圓柱段，220-0.052圓柱段，1200.1圓柱段。零件左端與50圓柱段相接的1：5圓柱段，表面粗糙度為Ra3.2um；零件其他徑向部位相對(duì)容易加工。將空刀槽寬改為B=3mm,可為加工提供良好的條件，并不影響零件的作用。零件重要的軸向加工部位：零件16圓柱段和22圓柱段相接的1：2圓柱段的軸向長(zhǎng)度為120.1mm。由上述尺寸可以確定零件的軸向尺寸應(yīng)該以零件左端面為準(zhǔn)。3、零件裝夾分析 在數(shù)控粗車加工中，該零件可以利用零件右端50的外圓柱段，采用三爪自動(dòng)定心卡盤(pán)一夾一頂?shù)难b夾定位方式進(jìn)行裝夾定位；4、零件加工刀具分析 零件空刀槽加工使用B=3切槽車刀，使用外圓精車車刀，內(nèi)孔精車車刀就可以滿足加工所需。在零件的數(shù)控銑削加工中，使用模數(shù)m=3，7號(hào)錐齒輪銑刀就可以達(dá)到圓錐齒輪坯坯截面齒形形狀的加工要求。5、定位基準(zhǔn)分析零件粗加工的軸向定位基準(zhǔn)選擇在28外圓柱段的右端面，零件精加工的軸向定位基準(zhǔn)選擇在50與40外圓柱段間的端面，零件粗加工的軸向定位基準(zhǔn)選擇在28外圓柱段的右端面，零件精加工的軸向定位基準(zhǔn)選擇在60與30外圓柱段間的端面。二、使用的設(shè)備、夾具、刀具與材料等 設(shè)備：在FANUC數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控車床上進(jìn)行實(shí)際調(diào)試和加工。夾具：三爪自動(dòng)定心卡盤(pán)。刀具 ：外圓精車車刀（主偏角Kr=930,刀尖圓弧半徑R2）1把； 切槽車刀（刀刃寬B=3mm）1把。 材料：45鋼；毛坯尺寸為550100mm三、工藝處理1、零件預(yù)加工工藝數(shù)控車削加工。2、零件數(shù)控加工工藝2.1 數(shù)控車削加工時(shí)的零件裝夾安裝方式圓錐芯軸零件分為粗車加工和精車加工。粗車加工時(shí)采用三爪自動(dòng)定心卡盤(pán)裝夾零件，精車加工時(shí)采用雙頂尖雞心夾的裝夾方式裝夾零件。圓錐芯軸套零件加工工藝同比。 2.2 圓錐芯軸數(shù)控加工工序數(shù)控加工分為粗車加工和精車加工兩次切削運(yùn)行。工序如下： 粗車加工I：使用刀尖圓弧半徑R2外圓精車車刀，車削加工零件右端各部外圓與所在端面，工件部位均留精車余量2mm。（單邊） 粗車加工II：零件掉頭重新安裝裝夾定位后，使用刀尖圓弧半徑R2外圓精車車刀，車削加工零件左端各部外圓型面與所在端面，零件各部均留精車余量2mm.（單邊） 精車加工I：使用刀尖圓弧半徑R2外圓精車車刀、切槽車刀、精車加工零件左端各部外圓型面與所在端面，切槽達(dá)要求。 精車加工II：零件掉頭重新安裝裝夾定位后，使用刀尖圓弧半徑R2外圓精車車刀、切槽刀、車削加工零件右端各部外圓型面與所在端面要求。3、零件后續(xù)工藝 用紗布進(jìn)行拋光，使用紗布拋光工作時(shí)，工件轉(zhuǎn)速應(yīng)取高些，紗布移動(dòng)速度要均勻。拋光的方法是將紗布撕成條狀，墊在銼刀下面進(jìn)行（凹的圓弧面需用半圓銼），這樣比較安全，而且拋光的工件表面質(zhì)量也較好，也可用手指按捏住紗布進(jìn)行拋光，但這樣不安全。四、零件安裝、工件坐標(biāo)系零件設(shè)定1、確定裝夾方案為了保證加工精度，零件分為粗車加工和精車加工。粗車加工時(shí)采用三爪自動(dòng)定心卡盤(pán)裝夾零件。精車時(shí)采用雙頂尖方式裝夾零件。2、確定工件坐標(biāo)系 一般選取產(chǎn)生切削力的軸線作為Z軸，規(guī)定刀具遠(yuǎn)離工件的方向作為Z向的正方向。在水平面內(nèi)選定垂直于工件旋轉(zhuǎn)軸線的方向作為X軸。 基本坐標(biāo)點(diǎn)點(diǎn)坐標(biāo)（Z，X）點(diǎn)坐標(biāo)（Z，X）O（0，0）P5（-27，16）P1（-6，11.95）P6（-39，21.974）P2（-11，11.95）P7（-46，21.974）P3（-11，15.9）P8（-49，270974）P4（-27，15.9）P9（-65，27.974）五、數(shù)控加工工藝卡與切削用量選擇1、切削用量選擇2、數(shù)控加工工藝卡表1. 數(shù)控加工工序卡及且削用量選擇（圓錐芯軸）2010年03月工序號(hào)工部?jī)?nèi)容加工面刀具號(hào)刀具規(guī)格/mmxmm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T120x206000.21.0自動(dòng) 2粗車外輪廓留余量0.2mmT1 20x206000.21.5自動(dòng) 3精車各表面至尺寸T220x208000.10.1自動(dòng) 4車槽5mmx12mm至尺寸T320x203000.084自動(dòng)5粗、精車M16X1-6g螺紋至尺寸T0420x204001.50.1-0.4自動(dòng)6切斷，控制總長(zhǎng)T0320X203000.084自動(dòng)六、加工刀具選擇切槽車刀B=3mm;外圓精車車刀（可轉(zhuǎn)位車刀）；外圓倒角車刀（可轉(zhuǎn)位車刀）T1：主偏角Kr=930,刀尖圓弧半徑R2外圓精車車刀（可轉(zhuǎn)位車刀）T2：主偏角Kr=930,Kr=30,刀尖圓弧半徑R2內(nèi)孔精車車刀（可轉(zhuǎn)位車刀）T3：B=3mm切槽車刀（可轉(zhuǎn)位車刀）見(jiàn)表數(shù)控刀具結(jié)構(gòu)及明細(xì)表刀具號(hào)刀位號(hào)刀具名稱刀具圖號(hào) 刀 具刀補(bǔ)地址換刀方式加工部位 規(guī) 格長(zhǎng)度/mm直徑長(zhǎng)度自動(dòng)/手動(dòng)設(shè)定補(bǔ)償設(shè)定T11外圓車刀Kr=90085自動(dòng)零件外形T22倒角車刀Kr=930105自動(dòng)零件內(nèi)形T33切槽車刀85自動(dòng)零件右端七、機(jī)床刀具運(yùn)行軌跡圖與運(yùn)行節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)表 1 刀具運(yùn)行軌跡圖與運(yùn)行節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)（圓錐芯軸右端） 年 月 日機(jī)械廠機(jī)床刀具運(yùn)行軌跡圖比例共 頁(yè)第 頁(yè)零件圖號(hào)零件名稱零件綜合加工程序編號(hào)00053機(jī)床型號(hào)數(shù)控車床刀具號(hào)T1、T3粗車、精車零件右端軌跡圖及節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)值（表中個(gè)點(diǎn)均為絕對(duì)坐標(biāo)值） 八、數(shù)控加工程序單 數(shù)控加工程序單 p：O0053程序說(shuō)明N5 G40 G99 G80 G21N10 M3 S600 F0.2 T0101N20 G00 X32 Z5N30 G71 U1.5 R0.5N40 G71 P50 Q170N50 G01 G42 X0N60 Z0N70 G03 X11.95 Z-6 R6N80 G01 Z-11N90 G01 X15.9 ，C1N100 Z -27N110 X16N120 X21.974 Z-39N130 Z-46N140 G02 X27.974 Z -49 R3N150 G01 Z-65N160 X32N170 G40 X34N180 G00 X100 Z200N190 M0 M5N200 T0202N210 M3 S800 F0.1N220 G70 P50 Q170N230 G00 X100 Z200N240 M0 M5N250 T0303N260 M3 S300N270 G00 Z-27 X33N280 G01 X12 F0.08N290 G04 X2N300 G01 X23N310 G00 Z-26N320 G01 X12N330 G04 X2N340 G01 X23N350 G00 X100 Z200N360 T0404N370 M3 S400N380 G00 X20 Z5N390 G76 P011160 Q100 R50N400 G76 X14.7 Z-23 R0 P650 Q350 F1N410 G00 X100 Z200N420 M0 M5N430 T0303N440 M3 S300N450 G00 X33 Z-64N460 G01 X0 F0.08N470 G01 X32 F0.5N480 G00 X100 Z200N490 M30設(shè)置初始狀態(tài)設(shè)置加工參數(shù)刀具移動(dòng)到循環(huán)起點(diǎn)輪廓精加工程序段，從O點(diǎn)加工至P9點(diǎn)。刀具換至換刀點(diǎn)程序停，主軸停，測(cè)量換外圓精車刀主軸轉(zhuǎn)速800r/min,進(jìn)給量調(diào)用精加工循環(huán)刀具換至換刀點(diǎn)程序停，主軸停，測(cè)量換切刀槽主軸轉(zhuǎn)速300r/min刀具移至螺紋退刀槽處切槽槽底停留2SX方向退出刀具刀具往右平移，保證槽寬切槽槽底停留2SX方向退出刀具換螺紋刀主軸轉(zhuǎn)速400r/min刀具移動(dòng)至循環(huán)起點(diǎn)調(diào)用螺紋加工循環(huán)，設(shè)置螺紋加工參數(shù)刀具退回至換刀點(diǎn)程序停，主軸停，測(cè)量換切刀槽主軸轉(zhuǎn)速300r/min刀具移至切斷處切斷零件X方向退出刀具刀具退回至換刀點(diǎn)程序結(jié)束九、數(shù)控系統(tǒng)輔助參數(shù)的確定刀具T1：外圓精車車刀（可轉(zhuǎn)位車刀）2號(hào)刀位:外倒角車刀(可轉(zhuǎn)位車刀 )3號(hào)刀位:切槽車刀B=3mm(可轉(zhuǎn)位車刀 )十、數(shù)控加工刀具的安裝將會(huì)留下凸頭并損壞刀具。車刀刀桿應(yīng)該與進(jìn)給方向垂直，以保證主偏角和副偏角不變。為避免加工中產(chǎn)生振動(dòng)，要求車刀刀桿伸出長(zhǎng)度應(yīng)該盡量短。一般不超過(guò)刀桿厚度的11.5倍；內(nèi)孔車削加工的刀桿伸出的長(zhǎng)度以被加工孔的長(zhǎng)度為1、刀尖嚴(yán)格對(duì)準(zhǔn)工件中心，以保證車刀前角和后角不變，否則車削工件端面時(shí)，工件中心準(zhǔn)，且大于被加工孔的長(zhǎng)度。最少要用刀臺(tái)上的兩個(gè)螺釘壓緊車刀，并且要求輪流擰緊螺釘車刀對(duì)準(zhǔn)工件中心的方法；使用墊片來(lái)達(dá)到車刀刀尖對(duì)準(zhǔn)工件中心墊片一般用150200mm的鋼片。墊片要墊實(shí)，墊片的數(shù)量盡量少。正確的墊法是：使墊片在刀頭端與四方刀架垂直于刀桿的邊對(duì)齊 。當(dāng)車刀壓緊后，試車切削端面，觀察車刀刀尖是否對(duì)準(zhǔn)中心，否則，安裝應(yīng)該重新調(diào)試墊片并進(jìn)行試切，直到車刀刀尖對(duì)準(zhǔn)工件中心。十一、數(shù)控夾具與工件裝夾1、三爪自動(dòng)定心卡盤(pán)頂尖方式裝夾工件工件的裝夾就是工件在車床上或夾具中定位和夾緊的過(guò)程。用扳手插入小錐齒輪的方孔轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，小錐齒輪帶動(dòng)大錐齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，大錐齒輪的背面時(shí)平面螺紋，卡爪背面的螺紋與平面螺紋嚙合，所以當(dāng)平面螺紋轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，就帶動(dòng)三個(gè)卡爪同時(shí)作向心或離心運(yùn)動(dòng)。頂尖的作用時(shí)實(shí)現(xiàn)零件中心的定位，并承受工件的重量和切削力。頂尖分前頂尖和后頂尖兩類。前頂尖插在主軸錐孔內(nèi)隨主軸一起旋轉(zhuǎn)。前頂尖隨主軸一起旋轉(zhuǎn)，與中心孔無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，不發(fā)生摩擦。后頂尖插在車床尾座套筒內(nèi)使用。后頂尖分為固定頂尖和回轉(zhuǎn)頂尖。固定頂尖與工件中心孔產(chǎn)生滑動(dòng)摩擦而發(fā)生高熱，目前一般多采用鑲硬質(zhì)合金的頂尖?；剞D(zhuǎn)頂尖與工件中心孔的摩擦?xí)r滾動(dòng)摩擦，能夠承受很高的旋轉(zhuǎn)速度，所以在加工中廣泛使用。安裝前后頂尖前，必須把頂尖錐柄和錐孔擦拭干凈。拆除后頂尖時(shí)，可搖動(dòng)車床尾座手輪，使車床尾座套筒縮回，利用絲杠的前端將后頂尖頂出。對(duì)于質(zhì)量較大、加工余量也較大的工件裝夾，一般采取工件前端用三爪自動(dòng)定心卡盤(pán)夾緊，工件后端用后頂尖頂緊的裝夾方法。對(duì)于加工精度要求較高的工件裝夾，一般也采用一夾一頂?shù)姆绞窖b夾工件，為了防止工件的軸向竄動(dòng)，工件應(yīng)該進(jìn)行軸向定位。用限位支承進(jìn)行軸向定位用工件上臺(tái)階限位進(jìn)行軸向定位。2、工件的校正 由于三爪自動(dòng)定心卡盤(pán)能夠進(jìn)行自動(dòng)定心，所以當(dāng)工件軸向長(zhǎng)度不大并且加工精度要求不高時(shí)，可以不進(jìn)行校正。但是，當(dāng)裝夾較長(zhǎng)的工件或者加工精度要求較高的工件時(shí)，因?yàn)檫h(yuǎn)離三爪自動(dòng)定心卡盤(pán)的工件端有可能與車床的軸心不重合，所以仍需進(jìn)行工件校正。用劃線盤(pán)校正工件外圓用劃線盤(pán)校正工件端面用百分表校正工件的外圓和端面十二、數(shù)控加工對(duì)刀操作在數(shù)控車床上裝夾零件；毛坯尺寸50X100mm在數(shù)控車削加工對(duì)刀時(shí)，對(duì)刀尺寸應(yīng)該減去刀尖圓弧半徑2圓錐芯軸外圓車刀的X向?qū)Φ?。設(shè)定測(cè)量零件直徑為50mm，沿X軸正向移動(dòng)車刀100-27.5+2=74.5mm零件外圓車刀的Z向?qū)Φ?。設(shè)定測(cè)量距離為60+3=83mm（3mm為零件軸向長(zhǎng)度余量），或測(cè)量零件加工端面距三爪自動(dòng)定心卡盤(pán)端面的距離（設(shè)定測(cè)量距離為60+3+20=83mm，3mm為零件軸向長(zhǎng)度余量），沿Z軸正方向移動(dòng)130-63-2=65mm或150-83-2=65mm零件外圓精車車刀的X向?qū)Φ?。設(shè)定測(cè)量零件直徑為35mm，沿X向正方向移動(dòng)車刀100-32.5-2=65.5mm零件外圓精車車刀的Z向?qū)Φ杜c零件精車車刀的Z向?qū)Φ断嗤罱K確定工件加工起點(diǎn)數(shù)控加工首件試切結(jié)束語(yǔ) 緊張而又辛苦的畢業(yè)設(shè)計(jì)結(jié)束了，當(dāng)我快要完成老師下達(dá)給我的任務(wù)的時(shí)候，我仿佛經(jīng)過(guò)一次翻山越嶺，登上了高山之巔，頓感心曠神怡，眼前豁然開(kāi)朗。 畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)我們專業(yè)課程知識(shí)綜合應(yīng)用的實(shí)踐訓(xùn)練，這是我們邁向社會(huì)、從事職業(yè)工作前一個(gè)必不可少的過(guò)程，“千里之行始于足下”。我今天認(rèn)真地進(jìn)行課程設(shè)計(jì)學(xué)會(huì)腳踏實(shí)地地邁開(kāi)這一步，就是為明天能穩(wěn)健地在社會(huì)大潮中奔跑打下堅(jiān)定的基礎(chǔ)。 通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我深深體會(huì)到干任何事都必須耐心、細(xì)致，不可操之過(guò)急。循序漸進(jìn)才能堅(jiān)持到最后。通過(guò)這次設(shè)計(jì)使我不禁時(shí)刻提醒自己，一定要養(yǎng)成一種高度負(fù)責(zé)、一絲不茍的良好習(xí)慣。這次設(shè)計(jì)使我在工作作風(fēng)上得到了一次難得的磨練！謝辭 在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，我