數(shù)控加工工藝畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、數(shù)控加工工藝畢業(yè)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（格式）課題名稱系專班姓學(xué)別業(yè)級(jí)名號(hào)指導(dǎo)教師1 / 數(shù)控加工工藝畢業(yè)設(shè)計(jì)摘要計(jì)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?yàn)樾屎唾|(zhì)量是先進(jìn)制造技術(shù)的主體。高速、高精合格的產(chǎn)品。分析，工裝方案的確定，刀具和切屑用量的選擇，確定加工順序和加工路線，數(shù)控加工程序編制。通過整個(gè)工藝的過程的制定，充分體現(xiàn)了數(shù)控設(shè)備在保證加工精度、加工效率、簡(jiǎn)化工序等方面的優(yōu)勢(shì)。關(guān)鍵詞工藝分析 加工方案 進(jìn)給路線 控制尺寸2 / 數(shù)控加工工藝畢業(yè)設(shè)計(jì)目錄第1章前言第2章工藝方案的分析2.1零件圖2.2零件圖分析2.3零件技術(shù)要求分析2.4確定加工方法2.

2、5確定加工方案第3章工件的裝夾3.1定位基準(zhǔn)的選擇3.2定位基準(zhǔn)選擇的原則3.3確定零件的定位基準(zhǔn)3.4裝夾方式的選擇3.5數(shù)控車床常用的裝夾方式3.6確定合理裝夾方式第4章刀具及切削用量4.1選擇數(shù)控刀具的原則4.2選擇數(shù)控車削刀具4.3設(shè)置刀點(diǎn)和換刀點(diǎn)4.4確定切削用量第5章軸類零件的加工3 / 數(shù)控加工工藝畢業(yè)設(shè)計(jì)5.1軸類零件加工工藝分析5.2軸類零件加工工藝5.3加工坐標(biāo)系設(shè)置5.4保證加工精度方法第6章數(shù)控加工程序第6章結(jié)束語第7章致謝詞參考文獻(xiàn)4 / 數(shù)控加工工藝畢業(yè)設(shè)計(jì)第 1章 前言高精度與高柔性特點(diǎn)的自動(dòng)加工方法，數(shù)控加工技術(shù)可有效解決復(fù)制造自動(dòng)化是先進(jìn)制造技術(shù)的重要組成部分

3、，其核心技術(shù)是數(shù)控技術(shù)，數(shù)控技術(shù)是綜合計(jì)算機(jī)、自動(dòng)技術(shù)、自動(dòng)檢測(cè)及精密機(jī)械等高新術(shù)與工業(yè)界的普遍重視，目前，國(guó)內(nèi)數(shù)控機(jī)床使用越來越普及，如何提高數(shù)控加工技術(shù)水平已成為當(dāng)務(wù)之急，隨著數(shù)控加工的日益普及，工編程與CAD/CAM集成化自動(dòng)編程質(zhì)量的關(guān)鍵因素。5 / 數(shù)控加工工藝畢業(yè)設(shè)計(jì)第2章工藝方案分析2.1零件圖2.2零件圖分析該零件表面有圓柱、順圓弧、圓錐、槽、螺紋等表面組成。尺寸完整，選用毛坯為45#鋼，37mm120mm,無熱處理和硬度要求。2.3零件技術(shù)要求分析中批量生產(chǎn)條件編程，不準(zhǔn)用砂布及銼刀等修飾表面，這是對(duì)平面高精度的要求，未注公差尺寸按GB1804-M，調(diào)質(zhì)處理HRC 未注粗糙度

4、部分光潔度按Ra6.3,毛坯尺寸37mm120mm。2.4確定加工方法6 / 數(shù)控加工工藝畢業(yè)設(shè)計(jì)加工方法的選擇原則是保證加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求。由于獲得同一級(jí)精度及表面粗糙度的加工方法一般有許多，全面考慮。有取平均值，而取其基本尺寸。根據(jù)加工零件的外形和材料以及環(huán)境條件，故選用 CA6140 數(shù)控機(jī)床。2.5 確定加工方案方法是不夠的，還應(yīng)正確的確定從毛坯到最終成形的加工方案。毛坯先夾持右端，車至左端輪廓 50mm 處，左端加工16mm、倒角 C1.5mm、螺紋 M24mm2mm、32mm。調(diào)頭加工裝夾已加工32mm外圓，右端加工10度的外圓、切退刀槽、螺紋M24mm2mm。該

5、軸的加工順序?yàn)椋侯A(yù)備加工-車端面-粗車左端輪廓-精車左端輪廓-粗精車螺紋-工件調(diào)頭-車端面-粗車右邊輪廓-精車右邊輪廓-切退刀槽-粗精螺紋。7 / 數(shù)控加工工藝畢業(yè)設(shè)計(jì)第3章工件的裝夾3.1定位基準(zhǔn)的選擇準(zhǔn)是保證零件加工精度的前提，還能簡(jiǎn)化加工工序，提高加工效率。3.2定位基準(zhǔn)選擇的原則1）基準(zhǔn)重合原則。 為了避免基準(zhǔn)不重合誤差，方便編程，應(yīng)選用工序基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，盡量使工序基準(zhǔn)、定位基準(zhǔn)、編程原點(diǎn)三者統(tǒng)一。2）便于裝夾原則。所選擇的定位基準(zhǔn)應(yīng)能保證定位的準(zhǔn)確、可靠，定位夾緊機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單、易操作、敞開性好，能夠加工盡可能多的表面。批量加工時(shí)在工件坐標(biāo)系已經(jīng)確定的情況下，保證對(duì)刀的可能性和方便性。

6、3.3確定零件的定位基準(zhǔn)以左右端大端面為定位基準(zhǔn)。3.4裝夾方式的選擇有直接影響。8 / 數(shù)控加工工藝畢業(yè)設(shè)計(jì)3.5數(shù)控車床常用的裝夾方式動(dòng)的，能自動(dòng)定心，一般不需要找正。該卡盤裝夾工件方便，省時(shí)，但夾緊力小，適用于裝夾外形規(guī)則的中、小型工件。于多序加工或精加工。3）用卡盤和頂尖裝夾。當(dāng)車削質(zhì)量較大的工件時(shí)，要一段用卡盤夾住，另一段用后頂尖支撐。這種方式比較安全，能承受較大的切削力，安裝剛性好，軸向定位基準(zhǔn)，應(yīng)用較廣泛。當(dāng)裝夾面為螺紋時(shí)再做個(gè)與之配合的螺紋進(jìn)行裝夾，叫心軸裝夾。這種方式比較安全，能承受較大的切削力，安裝剛性好軸向定位準(zhǔn)確。3.6確定合理的裝夾方式加工左端達(dá)到工件精度要求。9 /

7、 數(shù)控加工工藝畢業(yè)設(shè)計(jì)第 4章 刀具及切削用量4.1 選擇數(shù)控刀具的原則最少的目標(biāo)確定，后者根據(jù)工序成本最低的目標(biāo)確定。于機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具，由于換刀時(shí)間短，為了充分發(fā)揮其切削性能，提高生產(chǎn)率，刀具壽命可選的低些，一般取1530min。對(duì)于裝刀、換工序單位時(shí)間內(nèi)所分擔(dān)到的全廠開支較大時(shí)，刀具壽命應(yīng)選的低些。大件精加工時(shí)，為保證至少完成一次走刀，避免切削時(shí)中途換刀，刀具壽命應(yīng)按零件精度和表面粗糙度來確定。與普通機(jī)床加工方法相比，數(shù)控加工對(duì)刀具提出了更高的要求，不僅需要?jiǎng)傂院?、精度高，而且要求尺寸穩(wěn)定，耐用度高，同時(shí)要求安裝調(diào)整方便，這樣來滿足削的刀具材料（如高速鋼、超細(xì)粒度硬質(zhì)合金）并使用可轉(zhuǎn)位刀片

8、。4.2數(shù)控車削用的工具 / 數(shù)控加工工藝畢業(yè)設(shè)計(jì)數(shù)控車床車刀常用的一般分成型車刀、尖形車刀、圓弧形車刀徑圓弧車刀、非矩形車槽刀和螺紋刀等。在數(shù)控加工中，盡量少用或與普通車削時(shí)基本相同，但應(yīng)結(jié)合數(shù)控加工的特點(diǎn)（如加工路線、加工干涉等）進(jìn)行全面的考慮。并應(yīng)兼顧刀尖本身的強(qiáng)度。圓弧形車刀;圓弧形車刀是以一圓度或輪廓誤差很小的圓弧形切削刀位點(diǎn)不在圓弧上,而在該圓的圓心上圓弧形車刀可以用于車削內(nèi)外表面,特別適合于車削各種光滑連接 (凹形)的成型面.選擇車刀圓弧上的最小曲率半徑，以免發(fā)生加工干涉。該半徑不宜選 擇太小，否則不但造 成困難，還會(huì)因?yàn)榈都馓趸虻扼w散熱能力差而導(dǎo)致車刀損壞。4.3設(shè)置刀點(diǎn)和換

9、刀點(diǎn)刀具究競(jìng)從什么位置開始移動(dòng)到指定的位置呢？所以在程序執(zhí)行的一開始，心須確定刀具在工件坐標(biāo)系下開始運(yùn)動(dòng)的位置 ，這一起刀點(diǎn)，此起始點(diǎn)一般通過對(duì)刀來確定，所以，該點(diǎn)又稱為起刀點(diǎn)。在編制程序時(shí)，要正確選擇對(duì)刀點(diǎn)的位置，對(duì)刀點(diǎn)設(shè)置原則是：便于 / 數(shù)控加工工藝畢業(yè)設(shè)計(jì)數(shù)值處理的簡(jiǎn)化和簡(jiǎn)化程序編制，易于找正并在加工過程中便于檢查，引起的加工誤差小。對(duì)刀點(diǎn)可以設(shè)置在零件上，也可以設(shè)置在夾的刀位點(diǎn)放在對(duì)刀點(diǎn)上，即“刀位點(diǎn)”與“對(duì)刀點(diǎn)”重合。所謂刀位點(diǎn)是指刀具的定位基準(zhǔn)點(diǎn)，車刀的刀位點(diǎn)是刀尖或刀尖的圓弧中心。平底立銑刀是是刀具軸線與刀具底面的交點(diǎn)。球頭銑刀是球的中心。鉆頭是鉆尖。用于手動(dòng)對(duì)刀操作，對(duì)刀精度

10、較低。且效率低。有些工廠采用光學(xué)對(duì)刀鏡、對(duì)刀儀、自動(dòng)對(duì)刀裝置等。以減少對(duì)刀時(shí)間。提不碰工件以及其他部件為準(zhǔn)。4.4 確定切削用量數(shù)控編程時(shí)，編程人員必須確定每道工序的切削用量，并以指令則是：保證零件加工精度和表面粗糙度，充分發(fā)揮刀具的切削性能，率，降低成本。第 5 章 典型軸類零件的加工 / 數(shù)控加工工藝畢業(yè)設(shè)計(jì)5.1軸類零件加工工藝分析（1）技術(shù)要求 軸類零件的技術(shù)要求主要是支承軸頸的徑向尺寸精度和形位精度，軸向一般要求不高。軸頸的直徑公差等級(jí)通常IT7IT8.幾何形狀精度主要圓度和圓柱度。一般要求限制在直徑公同軸度，是軸類零件位置精度的普遍要求之一，圖為特殊零件，徑向和軸向公差和表面精度要

11、求較高。（2）毛坯選擇 軸類零件除光滑軸和直徑相差不大的階梯軸采用熱鑄鐵件比較多，如圖典型軸類直徑相差不大，采用直徑為 37mm，材料 45#鋼，在鋸床上按120mm下料（3）定位基準(zhǔn)選擇: 軸類零件外圓表面、內(nèi)孔、螺紋等表面的同軸用中心孔作為軸加工的定位基準(zhǔn)。當(dāng)不能采用中心孔時(shí)或粗加工時(shí)為了提高工作裝夾剛性，可以采位基準(zhǔn)，能承受較大的切削力，但重復(fù)定位精度并不太高。數(shù)控車削時(shí)，為了能用同一程序重復(fù)加工和工件調(diào)頭加工軸向尺寸的準(zhǔn)確性?；?yàn)榱硕嗣嬗嗔烤鶆?，工件軸向需要定為。采用中心孔 / 數(shù)控加工工藝畢業(yè)設(shè)計(jì)或臺(tái)階面作為軸向定位基準(zhǔn)。（4）軸類零件的預(yù)備加工。車削之前常需要根據(jù)情況的具體安排預(yù)備

12、加工，內(nèi)容通常有：直毛坯出廠時(shí)或在運(yùn)輸和保管過程中，或熱不可靠。因此，在車削前需要增加校直工序。切斷用棒料刀切得所需長(zhǎng)度的坯料。切斷可在弓形鋸床、切。車端面和鉆中心孔-對(duì)數(shù)控車削而言，通常將他們作為預(yù)備加工工序安排。（5）熱處理工序： 鑄、鍛件毛坯在粗車前應(yīng)根據(jù)材質(zhì)和技術(shù)要求安排正火淬火和退火處理，以消除應(yīng)力，改善組織和切削性能，性能要求較高的毛坯在粗加工后，精加工前應(yīng)安排跳質(zhì)處理， 以提高零件進(jìn)行化學(xué)熱處理，以提高其耐磨性。(6) 加工工序的劃分一般可按下列方法進(jìn)行1)刀具集中分序法。 就是按照所用的刀具劃分工序，用同一把它們可以完成的所有部位。這樣，可以減少換到次數(shù)，壓縮空行程的時(shí)間，減少

13、不必要的定位誤差。2) 以加工部位分序法。 / 數(shù)控加工工藝畢業(yè)設(shè)計(jì)特點(diǎn)將加工部分分成幾個(gè)部分，如內(nèi)形、外形、曲面或平面等。一般先加工平面、定位面。后加工孔，先加工簡(jiǎn)單的幾何形狀，再加工復(fù)高的部位。3) 以粗、精加工分序法。 對(duì)易發(fā)生加工變形的零件，由于粗加加工的都要將工序分開。綜上所述，在劃分工序時(shí)，一定要視零件的結(jié)構(gòu)和工藝性。機(jī)床的功能，零件的數(shù)控加工內(nèi)容有多少，安裝的次采用工序分散的原則，要根據(jù)實(shí)際情況來定，但一定要合理。（7）工時(shí)安排。 加工順序的安排應(yīng)根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)和毛坯狀況，按照下列原則進(jìn)行；1) 通用機(jī)床加工工序的也要綜合考慮。2) 先進(jìn)行內(nèi)形內(nèi)腔加工工序，后進(jìn)行外形加工的工序。

14、3)以相同定位、夾緊方式或同一把刀加工的工序最好連接進(jìn)行，以減少重復(fù)定位次數(shù)，換刀次數(shù)與挪動(dòng)壓板次數(shù)。 序。在數(shù)控車床上粗車、半精車分別用同一加工程序控制（8）走刀路線和對(duì)刀點(diǎn)選擇。走刀路線包括切削加工軌跡，刀具運(yùn)動(dòng)到切削起始點(diǎn)、刀具切入、切出并返回 / 數(shù)控加工工藝畢業(yè)設(shè)計(jì)點(diǎn)，對(duì)刀點(diǎn)可以設(shè)立在被加工零件上，但注意對(duì)刀點(diǎn)必須加工損壞，會(huì)導(dǎo)致第二道工序和之后的對(duì)刀點(diǎn)無從查找，因此在第一道工序?qū)Φ稌r(shí)注意要在與定位基準(zhǔn)有相對(duì)固控加工工藝的分析，現(xiàn)確定工件左邊加工部分走刀路線，如下圖所示 / 數(shù)控加工工藝畢業(yè)設(shè)計(jì)圖 5.11 工件加工路線工件左邊加工部分走刀路線，如下圖所示圖 5.125.2 軸類零件

15、加工工藝（1）確定加工順序及進(jìn)給路線加工順序按粗到精、由近到遠(yuǎn)的原則確定。工件左端加工： / 數(shù)控加工工藝畢業(yè)設(shè)計(jì)式中： d工件待加工表面的直徑（mm）n車床主軸每分鐘的轉(zhuǎn)速（r/min） / 數(shù)控加工工藝畢業(yè)設(shè)計(jì)s=1000r/min。綜合如表5.21.表5.21切削用量選擇產(chǎn)品零件或代號(hào)進(jìn)給量主軸轉(zhuǎn)速背吃刀量ap/mmf（mm/r）500數(shù)控加工刀具卡片如下表5.22表5.22刀具卡片 / 數(shù)控加工工藝畢業(yè)設(shè)計(jì)加工表面粗、精車端面1硬質(zhì)合金粗、精外輪廓面車槽刀粗、精車螺紋4 外螺紋車刀 / 數(shù)控加工工藝畢業(yè)設(shè)計(jì)5.3加工坐標(biāo)系設(shè)置（1）建立工件坐標(biāo)系如圖圖 5.31坐標(biāo)系設(shè)定（2）試切法對(duì)

16、刀在數(shù)控加工中，工件坐標(biāo)系確定后，還要確定刀尖點(diǎn)在工件坐標(biāo)系中的位置，即通常所說的對(duì)刀問題。在數(shù)控車床上，目前常 MDI方式操作機(jī)尺寸不變，沿橫向（X）退刀。當(dāng)取工件右端面 0 為工件原點(diǎn)時(shí)，對(duì)刀輸入為Z0，如圖2所示，用同樣的方法，再將工件的表面車一刀， / 數(shù)控加工工藝畢業(yè)設(shè)計(jì)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(dòng)，再量出工件車削后的直徑如圖 5.32，根據(jù)長(zhǎng)度和直徑，即可確定刀每把刀具在工件坐標(biāo)系中的位置。圖 5.325.4 保證加工精度方法采取相應(yīng)的誤差預(yù)防或誤差補(bǔ)償?shù)扔行У墓に囃緩酱胧﹣碇苯涌刂圃颊`差或控制原始誤差對(duì)精簡(jiǎn)加工精度的影響。1) 刀具半徑的選定a 刀具

17、的半徑 R比工件轉(zhuǎn)角處半徑大時(shí)不能加工。 / 數(shù)控加工工藝畢業(yè)設(shè)計(jì)b 刀具較小時(shí)不能用較大的切削量加工2）采用合適的切削液a切削液主要用來減少切削過程中的摩擦和降低切削溫度。合理使用切削液，對(duì)提高刀具耐用度和加工表面質(zhì)量、加工精度起重要作用。b非水溶性切削液：切削油、固體潤(rùn)滑劑，非溶性切削液主要起潤(rùn)滑作用。c水溶性切削液：水溶液、乳化液，水溶性切削液有良好的冷卻作用和清洗作用。故本設(shè)計(jì)加工時(shí)采用水溶液進(jìn)行冷卻第6章數(shù)控加工程序先加工左端至32圓柱面右端%0001T0202 (硬質(zhì)合金90度外圓車刀)號(hào)刀調(diào)用2主軸以M03 S800800r/min正轉(zhuǎn)G00 X40 Z2起點(diǎn)循環(huán)加工 / 數(shù)控加

18、工工藝畢業(yè)設(shè)計(jì)G71 U1 R1 P1 Q2 X0.5 Z0.2 F 200粗加工循環(huán)N1 G00 Z0 S1000精加工起點(diǎn)，主軸1000r/minG01 X16 F150精車加工輪廓開始Z -7加工16外圓X21開始C2倒倒角加角加工X 24 Z -8.5工結(jié)束Z -3024外圓加工X 32開始32精車加工結(jié)外圓加工N2 Z -50束G00 X 100退刀Z 100回?fù)Q刀點(diǎn)T 0404(60度硬質(zhì)合金外螺紋刀)換刀S300主軸以 300r/min正轉(zhuǎn) / 數(shù)控加工工藝畢業(yè)設(shè)計(jì)G00 26 Z-2起點(diǎn)G82 X 23.3 Z -25 R-4 E1.3 F2加工到循環(huán)加工螺紋循環(huán)G82 X 22.5 Z -25 R-4 E1.3 F2G82 X21.9 Z -25 R - E1.3 F2G82 X21.4 Z -25 R - E1.3 F2螺紋加工結(jié)束G00 X100退刀回?fù)Q刀點(diǎn)Z100M05主軸停止程序結(jié)束M30調(diào)頭加工右端 以直徑32外圓為基準(zhǔn)進(jìn)行裝夾，加工右端至圓錐面終點(diǎn)%0001T0202 （硬質(zhì)合金90度外圓車刀）調(diào)用2號(hào)刀M03 S8OO主軸以 / 數(shù)控加工工藝畢業(yè)設(shè)計(jì)800r/min正轉(zhuǎn)G00 X40 Z2安全點(diǎn)刀具起始的G71 U1 R1 P3 Q4 X0.5 Z 0.2 F200粗車循環(huán)