數(shù)控車零件工藝設(shè)計及NC編程畢業(yè)設(shè)計

1、題目：數(shù)控車零件工藝設(shè)計及nc編程姓 名： 郭洪均 系 別： 機電系 專 業(yè)： 數(shù)控 班 級： 10數(shù)控2班 指導(dǎo)教師： 劉立群 2012年 3 月20日數(shù)控車零件工藝設(shè)計及nc編程摘要數(shù)控技術(shù)是先進制造技術(shù)的基礎(chǔ)，它是綜合應(yīng)用了計算機、自動控制、電氣傳動、自動檢測、精密機械制造和管理信息等技術(shù)而發(fā)展起來的高新科技。作為數(shù)控加工的主體設(shè)備，數(shù)控機床是典型的機電一體化產(chǎn)品。數(shù)控機床代表一個民族制造工業(yè)現(xiàn)代化的水平，隨著現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，制造技術(shù)和自動化水平的高低已成為衡量一個國家或地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展水平的重要標志。本文主要討論數(shù)控車床的零件加工工藝以及程序編制，主要以fanuc數(shù)控系統(tǒng)為例，結(jié)

2、合典型零件對數(shù)控車零件進行講解。主要內(nèi)容有關(guān)于數(shù)控車床的編程方法、編程的注意事項、加工工藝分析、刀具的選用、刀位軌跡計算。關(guān)鍵詞：數(shù)控；車床；編程；加工 引言：數(shù)控（英文名字：numerical control 簡稱:nc）技術(shù)是指用數(shù)字、文字和符號組成的數(shù)字指令來實現(xiàn)一臺或多臺機械設(shè)備動作控制的技術(shù)。數(shù)控車床是目前使用最廣泛的數(shù)控機床之一。數(shù)控車床主要用于加工軸類、盤類等回轉(zhuǎn)體零件。通過數(shù)控加工程序的運行，可自動完成內(nèi)外圓柱面、圓錐面、成形表面、螺紋和端面等工序的切削加工，并能進行車槽、鉆孔、擴孔、鉸孔等工作。數(shù)控車床種類較多，但主體結(jié)構(gòu)都是由：車床主體、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)三大部分組成。nc

3、編程就是將加工零件的加工順序、刀具運動軌跡的尺寸數(shù)據(jù)、工藝參數(shù)（主運動和進給運動速度、切削深度）以及輔助操作（換刀、主軸正反轉(zhuǎn)、冷卻液開關(guān)、刀具夾緊、松開等）加工信息，用規(guī)定的文字、數(shù)字、符號組成的代碼，按一定格式編寫成加工程序。數(shù)控機床程序編制過程主要包括：分析零件圖紙、工藝處理、數(shù)學(xué)處理、編寫零件程序、程序校驗。機床夾具的種類很多，按使用機床類型分類，可分為車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、加工中心夾具和其他夾具等。按驅(qū)動夾具工作的動力源分類，可分為手動夾具、氣動夾具、液壓夾具、電動夾具、磁力夾具和自夾緊夾具等。1、數(shù)控概述1.1 數(shù)控機床簡介數(shù)控機床是數(shù)字控制機床（computer

4、 numerical control machine tools）的簡稱，是一種裝有程序控制系統(tǒng)的自動化機床。該控制系統(tǒng)能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號指令規(guī)定的程序，并將其譯碼，從而使機床動作并加工零件。數(shù)控機床種類繁多，由數(shù)控系統(tǒng)通過伺服驅(qū)動系統(tǒng)去控制各運動部件的動作，主要用于軸類和盤類回轉(zhuǎn)體零件的多工序加工，具有高精度、高效率、高柔性化等綜合特點，適合中小批量形狀復(fù)雜零件的多品種、多規(guī)格生產(chǎn)。1.2 數(shù)控機床特點數(shù)控機床的操作和監(jiān)控全部在這個數(shù)控單元中完成，它是數(shù)控機床的大腦。與普通機床相比，數(shù)控機床有如下特點： 1、加工精度高，具有穩(wěn)定的加工質(zhì)量； 2、可進行多坐標的聯(lián)動，能加工形

5、狀復(fù)雜的零件； 3、加工零件改變時，一般只需要更改數(shù)控程序，可節(jié)省生產(chǎn)準備時間；4、機床本身的精度高、剛性大,可選擇有利的加工用量，生產(chǎn)率高（一般為普通機床的35倍）； 5、機床自動化程度高，可以減輕勞動強度； 6、對操作人員的素質(zhì)要求較高，對維修人員的技術(shù)要求更高。 1.3 數(shù)控機床的組成數(shù)控機床一般由下列幾個部分組成： 1、主機，他是數(shù)控機床的主題，包括機床身、立柱、主軸、進給機構(gòu)等機械部件。他是用于完成各種切削加工的機械部件。 數(shù)控機床2、數(shù)控裝置，是數(shù)控機床的核心，包括硬件（印刷電路板、crt顯示器、鍵盒、紙帶閱讀機等）以及相應(yīng)的軟件，用于輸入數(shù)字化的零件程序，并完成輸入信息的存儲、數(shù)

6、據(jù)的變換、插補運算以及實現(xiàn)各種控制功能。 3、驅(qū)動裝置，他是數(shù)控機床執(zhí)行機構(gòu)的驅(qū)動部件，包括主軸驅(qū)動單元、進給單元、主軸電機及進給電機等。他在數(shù)控裝置的控制下通過電氣或電液伺服系統(tǒng)實現(xiàn)主軸和進給驅(qū)動。當幾個進給聯(lián)動時，可以完成定位、直線、平面曲線和空間曲線的加工。 4、輔助裝置，指數(shù)控機床的一些必要的配套部件，用以保證數(shù)控機床的運行，如冷卻、排屑、潤滑、照明、監(jiān)測等。它包括液壓和氣動裝置、排屑裝置、交換工作臺、數(shù)控轉(zhuǎn)臺和數(shù)控分度頭，還包括刀具及監(jiān)控檢測裝置等。 5、編程及其他附屬設(shè)備，可用來在機外進行零件的程序編制、存儲等。2、零件加工編程實例2.1零件的工藝分析 2.1.1分析零件圖樣：如圖

7、2所示,該零件包括有圓柱、圓錐、順圓弧、逆圓弧及雙線螺紋等表面；其多個直徑尺寸有較嚴的尺寸公差和表面粗糙度值等要求；球面s50mm的尺寸公差還兼有控制該球面形狀（線輪廓）誤差的作用。該零件材料為45#鋼，可以用60mm棒料，無熱處理和硬度要求。2.1.2 選定設(shè)備：根據(jù)被加工零件的外形和材料等條件，選定數(shù)控車床；其數(shù)控系統(tǒng)為fnauc。2.1.3 確定零件的定位基準和裝夾方式：定位基準：確定坯件軸線和左端大端面（設(shè)計基準）為定位基準。裝夾方式：左端采用三爪自定心卡盤夾緊、右端采用活動頂尖支頂?shù)难b夾方式。2.1.4 確定切削用量（1）背吃刀量：粗車時，確定其背吃刀量為3mm左右；精車時為0.25

8、mm。（2）主軸轉(zhuǎn)速：車直線和圓弧輪廓時的主軸轉(zhuǎn)速。根據(jù)實踐經(jīng)驗確定其切削速度為90m/min；粗車時確定主軸轉(zhuǎn)速為400r/min，精車時確定主軸轉(zhuǎn)速為500 r/min。編程中還可以對直線、圓弧采用不同的主軸轉(zhuǎn)速。車螺紋時的主軸轉(zhuǎn)速。主軸轉(zhuǎn)速定為800 r/min。 2.2 確定加工路線按由粗到精、由近到遠（由右到左）的原則，確定加工路線。加工路線自右向左加工，先用1號刀用g70粗加工出零件外輪廓，具體路線為先倒角（245）切削螺紋實際外徑29.6切削26切削36切削圓弧部分切削34切削錐度部分切削56,最后切削螺紋。2.3 制定加工方案1、用1號刀粗車外形，留1.0mm（直徑量）的半精車

9、余量。2、用2號刀車螺紋。螺紋大徑d=d-0.1p=30-0.1*1.5=29.85mm 螺紋小徑d= d-1.3p=29.85-1.3*1.5=27.9mm3、用3號刀精車全部外形。2.4 選擇刀具及對刀2.4.1 粗、精車用刀具：（1）硬質(zhì)合金90外圓車刀，副偏角以為60，斷屑性能應(yīng)較好。（2） 硬質(zhì)合金60外螺紋車刀，刀尖角取為5930，刀尖圓弧半徑取為0.2mm。 切削用量選擇主軸轉(zhuǎn)速s/(r/min)進給量f/(mm/r)粗車外圓4000.2精車外圓5000.1車螺紋5001.5切槽4000.2數(shù)控加工刀具卡片 刀具卡片產(chǎn)品名稱或代號零件名稱典型軸零件圖號序號 刀具號刀具規(guī)格名稱數(shù)量

10、加工表面?zhèn)渥?t01硬質(zhì)合金90度外圓車刀1粗、精車外輪廓左偏刀2t02硬質(zhì)合金車槽刀5mm1切槽3t0360度硬質(zhì)合金外螺紋車刀1粗、精車螺紋用以上數(shù)據(jù)編制工藝卡如下：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 o0001三爪自定心卡盤數(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進給速度mm/r背吃刀量mm備注1車端面t0190外圓車刀4000.2手動2粗車外輪廓t0190外圓車刀4000.21.5自動3精車外圓輪廓t0360度螺紋車刀5000.10.2自動4切槽t02切槽刀4000.2自動2.4.2對刀（1）將粗車用90外

11、圓車刀安裝在絕對刀號自動轉(zhuǎn)位刀架的1號刀位上，并定為1號刀。（2）將精車外形（含外螺紋）用60外螺紋車刀安裝在絕對刀號自動轉(zhuǎn)位刀架的3號刀位上，并定為3號刀。（3）在對刀過程中，同時測定出3號刀相對于1號刀的刀位偏差。2.5 確定工件坐標系、對刀點和換刀點2.5.1 加工坐標系如圖3所示：o為坐標原圖2坐標點示意圖2.5.2 確定對刀點及換刀點位置：（1）確定對刀點：確定對刀點距離車床主軸軸線30 mm，距離坯件右端端面140 mm；其對刀點在正x和正z方向并處于消除機械間隙狀態(tài)。（2）確定換刀點：為使其各車刀在換刀過程中不致碰撞到尾座上的頂尖，故確定換刀點距離車床主軸軸線60mm，即在正x方

12、向距離對刀點30mm，距離坯件右端端面0 mm，即在z方向與對刀點一致2.5.3加工程序：o0001;g99 g97 g54 g21 g40;t0101;m03 s400;g00 z5;x40;g71 u3 r1;g71 p1 q2 u0.5 w0.5 f0.2;n1 g00 x0;go1 z0 f0.1 s500;x26;x29.76;z-9;x26 z-11;x29.76;z-16;x36 z-26;z-32;g02 x30 z-41 r15;g02 x40 z-56 r25;g03 x40 z-86 r25;g02 x34 z-95 r15;g01 z-101;x56 z-112;n2

13、g01 z-125;g70 p1 q2;g00 x100;z100;t0202;g00 x35; z-16;g01 xo f0.2;g00 x35;z-14;g01 xo;x100;z100;t0303;g00 z5;x40;g71 u3 r1;g71 p1 q2 u0.5 w0.5 f0.2;n1 g00 x0;go1 z0 f0.1 s500;x26;x29.76;z-9;x26 z-11;z-16;x36 z-26;z-32;g02 x30 z-41 r15;g02 x40 z-56 r25;g03 x40 z-86 r25;g02 x34 z-95 r15;g01 z-101;x56

14、z-112;g01 z-125;g00 x100;z100;t0303;mo3 s800;g00 x33;z3;g92 x29.2 z-13.5 f1.5;x28.6;x28.2;x28.04;x28.04;g00 x100;z100;t0202;goo x60;z-125;g01 xo f0.2;g00 x100;z100;m05;m30;參考文獻書籍：(1) 韓榮第，王楊，張文生?，F(xiàn)代機械加工新技術(shù)。北京；電子工業(yè)出版社，2003 （2）張柏霖，高速切削技術(shù)及應(yīng)用。北京；機械工業(yè)出版社，2002，（3）劉戰(zhàn)強，黃傳真，郭培全，先進切削技術(shù)及應(yīng)用。北京；機械工業(yè)出版2005，（1）張超等,數(shù)控機床加工工藝,北京；高等教育出版社，2001（2）王洪主編，數(shù)控加工程序編制，北京；機械工業(yè)出版社，2003 （