《轴类零件的数控加工工艺的编制及加工图.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《轴类零件的数控加工工艺的编制及加工图.docx（27页珍藏版）》请在课桌文档上搜索。
1、轴类零件的数控加工工艺的编制及加工图一.课题介绍1.目的经过两年多的专业知识学习我掌握了一定的基本知识，毕业设计是对我前两年专业知识的综合也是一次回顾,把所学的理论知识灵活的运用到实践操作中来这样更能强化我对专业知识更深一步的理解。(1)数控加工与编程毕业设计是数控专业教学体系中构成数控加工技术专业知识及专业技能的重要组成部分。(2)是运用数控原理、数控工艺、数控编程、专业软件等专业知识和数控机床实际操作的一次综合实训练习。(3)对教学计划和课程设计的一次总结。2.任务(1)确定加工方法的选择与加工方案(2)确定零件的安装与夹具的选择(3)工步与工序的划分(4)刀具的选择与切削用量的确定(5)
2、对刀点和换刀点的确定(6)加工路线的确定(7)编程误差及其控制(8)通过编程及加工出满足题目所要求精度的零件3.拟重点解决的问题(2)刀具的对刀(3)工艺路线的制订(4)工序与工步的划分(5)刀具的选择(6)切削用量的确定(7)车削加工程序的编写(8)机床的熟练操作二.主要内容1.主要技术指标(1)以小批量生产条件编程。(2)不准用砂布及铿刀等修饰表面。(3)未注倒角采用0.5X45。(4)未注公差尺寸按GB1804-Mmm,轴向长度50.04mm、27.50.04mm,球Sd)mm,在加工时为了保证其尺寸精度应取其中间值分别取值为小23.005mm长度5mm,27.5mm,球S巾29.015
3、三即可。注：上述座标值是以半径值给出的。形式如(X,Z)(2)在轮廓曲线上，有四处圆弧依次相连，既过象限又改变进给方向的轮廓曲线。为了保证其轮廓曲线的准确性,我们通过计算到端部R5mm的圆弧与直线的切点坐标为(2.922,0),与RCmm的圆弧切点坐标为(7.791,-6.136),RC与S巾BnInl的切点坐标为(11.210,-20.791),56811丽与15廊的切点为(12.271,-37.739),R5mm与(I)Emm的切点坐标为(11.5,-40.406)o注：上述座标值是以半径值给出的。形式如(X,Z)。(3)为便于装夹，为了保证工件的定位准确、稳定，夹紧方面可靠，支撑面积较大
4、，零件的左端是螺纹，中段最大的直径的圆柱28mmo右端是依次相连的圆弧，显然右端都是圆弧相连不可能装夹，所以应留在最后加工，应先装夹毛坯加工出左端螺纹及圆柱628mm。调头装夹巾28mm的圆柱加工右端圆弧，毛坯选4)30义120mm。1.2 设备选择根据该零件的外形是轴类零件，比较适合在车床上加工，由于零件上既有切槽尺寸精度又有圆弧数值精度,在普通车床上是难以保证其技术要求。所以要想保证技术要求,只有在数控车床上加工才能保证其加工的尺寸精度和表面质量。由于本校现使用的是华中数控系统，所以利用现有资源。我选择在本校的数控机床HNC-CK6140加工该零件。数控机床HNC-CK6140实物图见附录
5、一。1. 3确定零件的定位基准和装夹方式1.3 .1粗基准选择原则(1)为了保证不加工表面与加工表面之间的位置要求，应选不加工表面作粗基准。(2)合理分配各加工表面的余量，应选择毛坯外圆作粗基准。(3)粗基准应避免重复使用。(4)选择粗基准的表面应平整，没有浇口、冒口或飞边等缺陷。以便定位可靠。1.3.2精基准选择原则(1)基准重合原则：选择加工表面的设计基准为定位基准；(2)基准统一原则，自为基准原则，互为基准原则。1. 3.3定位基准综合上述，粗、精基准选择原则，由于是轴类零件，在车床上只需用三抓卡盘装夹定位，定位基准应选在零件的轴线上，以毛坯如35m的棒料的轴线和右端面作为定位基准。1.
6、3. 4装夹方式数控机床与普通机床一样也要全里选择定位基准和夹紧应力求设计、工艺与编程计算的基准统一，减少装夹次数，尽可能在一次定位装夹后，加工出全部待加工表面，避免采用占机人工调整式加工方案，以充分发挥数控机床的效能。装夹应尽可能一次装夹加工出全部或最多的加工表面。由零件图可分析，我应先装夹毛坯小30三的棒料的一端，夹紧其40mm的长度加工螺纹。一直加工到零件右端的小Emnb然后将棒料卸下。装夹力28mm的圆柱表面，加工另一端的圆弧。这样两次装夹即可完成零件的所有加工表面，且能保证其加工要求。装夹图如下：图1.3.1加工螺纹的装夹图图1.3.2加工圆弧的装夹图1. 4加工方法的选择和加工方案
7、的确定1.4. 1加工方法的选择加工方法的选择原则是在保证加工表面的加工精度和表面粗糙度的前提下，兼顾生产效率和加工成本。在实际选择中，要结合零件形状、尺寸大小、热处理要求和现有生产条件等全面考虑。因为该零件是轴类零件，比较适合在车床上加工，又经过对零件图尺寸分析，尺寸精度比较高。如d)280.02mm,29mm,4)23mm等，在普通车床是难以保证其尺寸精度、表面粗糙度，所以应该选择在数控车床上加工。1.5. 2加工方案的确定零件上精度比较高度表面加工，常常是通过粗加工、半精加工和精加工逐步达到的。该零件有两种加工方案：直接用三抓卡盘装夹、调头加工。用三抓卡盘装夹夹紧和自由端活动顶尖，经试验
8、论证第二种方案装夹困难，对刀、退刀及换刀相当困难，所以在这里选择第一种方案加工，能够保证其技术要求。1.6. 序与工步的划分1. 5.1按工序划分工序划分有三种方法按零件的装夹定位方式划分按粗、精加工划分工序按所用的刀具划分工序。由于零件需要调头加工，如果按粗、精加工划分工序。在调头加工前后各有一次粗加工和精加工，显得比较繁琐，所以不可取；如果按所用的刀具划分工序，刀具有四把，虽然不多，但是在调头加工前后至少要重复使用三把刀，而同一把刀的两次粗、精加工分别在调头加工前后，加工内容不连续，所以也不合理，不易划分工序；只有按零件的装夹定位方式划分工序比较符合该零件的加工工序，且能保证两次装夹的位置
9、精度，每一次装夹为一道工序。该零件只需调头前、后加工两道工序即可完成所有的加工表面，且能保证各尺寸精度及表面粗糙度。1.5. 2工步的划分因为每一把刀在粗加工的背吃刀量一致，在精加工中背吃刀量相同，不易划分工步；这里选用加工不同的表面来划分工序就比较容易：车削螺纹端的工步为：90外圆车刀平端面一-右端面外圆车刀车削1.5X45的倒角，D25mm端面28mm圆柱28mm*30的锥台面EIOmmA切槽刀切槽51.5mm-外螺纹车刀车削MDX1.5mmo车削圆弧端的工步为：90外圆车刀平端面一一右端面外圆车刀圆弧R5mm-圆弧RCnunA球Bnim-圆弧R5m*EX5m切槽刀切槽51.5mm1.6确
10、定加工顺序及进给路线1.5.1 零件加工必须遵守的安排原则(1)基面先行先加工基准面为后面的加工提供经基准面，所以我应线平右端面作为基准面。(2)先主后次由于所加工的表面均为重要表面，所以应按照顺序从右到左依次加工MDXl.5mm,28mm,d)Emm螺纹调头后一次加工R5mm,Bm,小Emm等。（3）先粗后精先车削去大部分的金属余量，再进行成形切削保证零件的尺寸要求和质量要求。（4）先面后孔由于该零件没有孔，所以在该处不做考虑。1.6. 2进给路线在数控加工中，刀具好刀位点相对于工件运动轨迹称为加工路线。编程时，加工路线的确定原则主要有以下几点：（1）加工路线应保证被加工零件的精度和表面粗糙
11、度，且效率高；（2）使数值计算简单，以减少编程工作量；（3）应使加工路线最短，这样既可减少程序段，又可减少空行程时间。（4）确定加路线时，还要考虑工件的加工余量和机床、刀具的刚度等情况，确定一次走刀，还是多次走刀来完成所有加工表面，具体综合上面进给线的特点再根据具体零件具体分析，我确定该零件的进给路线有两步如下图所示：图L6.1零件轮廓第一步：车削带有的螺纹的一端，从右到左先粗车外形d)Dmm11h28mm小EmnI到槽50.04mm的左端面处后，精车外形路线统粗车一样，再换刀切削5XL5mm的槽，最后再换刀切削螺纹。如图4.2螺纹加工路线。图1.6.2螺纹加工路线第二步：车削带有圆弧的一端，
12、从右到左先粗车外形R5mm、RCmm、（I）Bmm到Emm后2mm后精车外形路线同粗车一样。最后切削50.04mm的槽。如图4.3螺纹加工路线。图1.6.3圆弧加工路线1.7刀具的选择刀具的选择是数控加工中重要的工艺内容之一，它不仅影响机床的加工效率，而且直接影响加工质量。编程时，选刀具通常要考虑机床的加工能力、工序内容、工件材料等因素。与传统的加工方法相经，数控加工对刀具的要求更高。不仅要求精度高、刚度高、红硬性好、耐用度高，而且要求尺寸稳定、安装调整方便，能适应高速和大切削用量切削。选刀具时，要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸和形状相适应。接合零件轮廓相对还是较复杂，所以具体选刀如下：1
13、、平端面可选用90WC-Co的硬质合金外圆车刀，粗车、精车及在这里我选择一把硬质合金右端面外圆车刀，为防止在进行圆弧切削时刀具的副后刀面与工件轮廓表面发生干涉（可用作图法检验），副偏角应选择Kr大一点的，取Kr=40右端面外圆车刀的材料选择及Kr值这里分别参照金属切削与刀具实用技术一书表1T,表177。2、切槽时由于零件中槽宽50.04mm,一般都选刀宽4mm,刀杆25X25mm材料为高速钢W18CrV4R的切断刀，切槽时选用4nm刀宽即可。切槽刀的选择及型号这里分别参照金属切削与刀具实用技术一书表1-3,表2-2。3、切螺纹时为了保证其螺纹刀的强度这里选用W18CrV4R高速金60外螺纹车刀
14、，为了保证螺纹牙深，刀尖应小于轮廓最小圆弧半径R,R=0.15O.2mm。刀具选材料参照金属切削与刀具实用技术一书表1-3即可。刀具表如表7-1所示:产“品名称或代号考试件零件名称轴类零件零件图号GDSKC020107序号刀具号刀具规格名称数量加工表面备注1TO190硬质合金外圆车刀1平端面、粗车轮廓右偏刀2TO2右端面外圆车刀1精车轮廓右偏刀3TO3高速钢切槽刀1切槽4TO460。高速钢外螺纹车刀1车削螺纹编制陈谦审核批准共1页第1页1.8切削用量选择切削用量包括主轴转速（切削速度）、切削深度或宽度、进给速度（进给量）等。对于不同的加工方法，需选择不同的切削用量，并应编入程序单内。合理选择切
15、削用量的原则是：粗加工是，一般以提高生产率为主，但也考虑经济性和加工成本；精加工进，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性加工成本。具体数值应根据机床说明书、切削用量手册，并结合经验而定。1.8.1背吃刀量的选择零件轮廓粗车循环时选ap=2mm,精加工时选ap=O.2mm,螺纹粗车时选ap=O.4mm,逐刀减少粗车4次后，精车时选ap=O.1mm。这里粗车ap值、精车ap值都是金属切削与刀具实用技术一书。1.8.2主轴转速的选择粗车直线和圆弧时n=800rInin,精车时n=1500rmin,切槽时n=600rmin,切螺纹时n=300rmin,精车时选n=300rmino粗车和精车的
16、主轴转速的选取都是根据平时上课所讲的及前人的实践经验所给定的。粗车直线、圆弧时选F=150mmmin,精车时选F=50mmmin,切槽时选F=8mmmin,粗车螺纹时选F=100nUnmin,精车时选F=50mmmin0参照数控加工与编程一书表1-2选取。综上所述，零件的数控车削工艺分析的内容，并将其填入在表8-1所示的数控工艺卡上。工艺卡片上其主要内容有：工步分析、工步内容、各工步所用的主轴转速、刀具及进给速度。表1.8.1数控车削加工工艺卡片单位名称鄂东职业技术学院产品名称及代号零件名称零件图号考试件轴类零件GDSKC020107工序号程序编号夹具名称使用设备车间OOl三抓卡盘华中数控CK
17、6140数控实训基地工步号工步内容刀具号刀具规格mm主轴转速/(rmin-1)进给速度/(mmmin-1)背吃刀量三备注1对刀、平端面及试切外圆TOl25X2550050手动2从右至左粗车轮廓TO225X258001502自动3从右至左精车轮廓T0225X251000500.2自动4切槽T0325X2580081.5min/r自动5粗车螺纹T0425X25300自动6精车螺纹T0425X25300编制陈谦审核批准2008年10月23日表L8.2数控车削加工工序卡片鄂东职业技术学院数控加工工艺卡产品名称或代号零件名称材料零件图号45钢GDSKC020107序号程序编号夹具名称夹具编号HNC-61
18、40车间OOl三抓卡盘I步号工步内容加工面刀具号刀具规格mm主轴转速/(rmin)进给速度/(mmmin)背吃刀量mm备注1对刀平端面及试切30unr外圆毛坏表面TO125X25500手动2粗车倒角L5X45mm倒角而25X258001502自动2粗车MD25mmD的圆柱面TO225X258001502自动3粗车28mm的端面巾28的端面TO225X258001502自动4粗车2813.169mm的圆柱表面+28的圆柱表面TO225X258001502自动5粗车30o的锥而30锥面TO225X258001502自动6粗车EXIOmm的外圆柱表面TO225X258001502自动7精车倒角1.5
19、45qmm倒角面TO225X25100O500.2自动8精车MD25mmg的圆柱面TO225X25100O500.2自动9精车28mm的端面巾28的端面TO225X25100O500.2自动1O精车2813.169mm的圆柱表面128的圆柱表面TO225X25100O500.2自动11精车30的锥面30。锥面TO225X25100O500.2自动12精车EXIOnunE的外圆柱表面TO225X25100O500.2自动13切槽51.5mm18的外圆柱表面TO325X258008自动14粗车(I)VDXI.5mmMD1.5螺纹面TO425X2530050自动15精车MD1.5mmMD1.5螺纹面
20、TO425X2530050自动O021平右端面右端面TO125X25800502手动2粗车R5三的圆弧R5的曲面TO225X258001502自动3粗车RCinm的圆弧RC的曲面TO225X258001502自动4粗车Sd)Bmln的球面车S(I)B的球面TO225X258001502自动5粗车R5mm的圆贝R5的曲面TO225X258001502自动6粗车E4.406mm4)E的圆柱面TO225X258001502自动7精车R5mm的圆孤R5的曲面TO225X25100O500.2自动8精车RCmm的圆弧RC的曲面TO225X25100O500.2自动9精车StiBmm的球面Sd)B的球面T
21、O225X25100O500.2自动10精车R5mm的圆弧R5的曲面TO225X25100O500.2自动11精车EX4.406mm小E的圆柱面TO225X25100O500.2自动12切槽50.04mm的圆柱表面TO325X258008自动编制陈谦审核批准共页第1页1.9编程误差及其控制1.9.1编程误差编程阶段的误差是不可避免的，误差来源主要有三种形式：近似计算误差、插补误差、尺寸圆整误差，直接影响加工尺寸精度，本次加工主要误差是计算误差与圆弧相切的切点坐标及未知交点坐标值。我们是经过笔算的数值，存在着较大的误差。1.9.2误差控制为了尽可能的减少笔算误差，我们采取在AUtOCAD上按其尺
22、寸精度绘出零件图，再利用“工具”-“查询”一-“点坐标”捕捉各圆弧切点坐标，其精度达到0.001级，这样能有效地将误差控制在（0.10.2）倍的零件公差值内。2. 编程中工艺指令的处理3. 1常用G指令代码功能表。零件来调参图表2.1.1数控车床G功能指令（HNC-22T）代码意义代码意义代码意义G001快速点定位G280回参考点G520局部坐标系设定GOl直线插补G29参考点返回G53机床坐标系编程G02顺圆插补*G409刀径补偿取消G54G591工件坐标系16选择G03逆圆插补G41刀径左补偿G33螺纹切削G42刀径右补偿G92工件坐标系设定G(M0暂停延时G430刀长正补偿G650宏指令
23、调用G076虚轴设定G44G117单段允许G49G12单段禁止*G504G172XY加工平面G51G18ZX加工平面G243G19YZ加工平面G25G208英制单位G685注：表内00组为非模态代码；只在本程序内有效。其他组为模态指令，次制定后持续有效，直到被其他组其他代码所取代。标有*的G代码为数控系统通电启动后的默认状态。2.2常用M指令代码功能表表2.L2常用M指令代码代码作用时间别意义代码作用时间别意义代码作用时间别意义MO00程序暂停MO60自动换刀Ml9主轴准停MO10条件暂停MO7开切削液M300程序结束并返回MO2程序结束MO8开切削液M600更换工件MO3主轴正转MO9关切削
24、液M980子程序调用MO4主轴反转Ml0夹紧M990子程序返回MO5主轴停转Ml1松开注：表内OO组为非模态代码；其余为模态代码，同盟可相互取代。作用时间为号者,表示该指令功能在程序段指令运动完成后开始作用；为”号者，则表示该指令功能与程序段指令运动同时开始。3.程序编制及模拟运行、零件加工或精度自检3. 1程序编制程序段号程序内容程序注释001%0001;程序起始行NOlTOlOl;右端面外圆车刀N02M03S800:主轴正转N03G00X35Z3;循环起点N04M08:开切削液N05G71U1R2P06Q13X0.2Z0.2F150;粗车轮廓N06G00X18Z3S1000;快速定位N07
25、G01Z0F50:精车起点N08X21Z-1.5;精车倒角N09Z-25；精车小21的外圆NlOX28;精车e28的端面NilZ-38.169；巾28的外圆表N12X23.05Z-47.5；30。的锥面N13GOlW-IO:(I)E的外圆面N14G00X100;退刀快速定位N15ZlOO:退刀快速定位N16T0202;换切槽刀N17G00X32Z-25:快速定位N18G01X18F10;切槽至18N20G04P3:暂停修光N21G00X25;快速定位N22Wl.5:快速定位N23G01X21;倒角起点N24X18W-1.5:倒角1.5N25G04P3;暂停修光N26G00X100;退刀快速定位
26、N27ZlOO；退刀快速定位N28T0303:换外螺纹车刀N29G00X30Z3S300;车螺纹循环起点N30G76C2R2E3A60X19.04Z-22K0.974U0.32V0.16Q0.5F1.5；车螺纹N31Goox100z100；退刀快速定位N32M09:关切削液N33M05;主轴停转N34M30;程序结束并返回002%0001NOlTOlOl；右端面外圆车刀N02M03S800；主轴正转N03G00X30Z3：循环起点N04M08；开切削液N05G71UI1R2P06Q12E0.2F200;粗车轮廓N06G00X5.844Z3S1000;快速定位N07G01Z0F80;精车起点N0
27、8G03X15.582Z-6.136R5;精车R5的圆弧N09G02X22.420Z-20791R17:精车R17的圆弧NlOG03X24.542Z-37.739R14.508；精车小29的圆弧NilG02X23.05Z-40.406R5:精车R5的圆孤N12G01Z-44;(I)E的外圆面N13Gooox100;退刀快速定N14ZlOO;退刀快速定位N15T0202:换切槽刀N16G00X35Z-46.5;快速定位N17G01X19F10：切槽至H9N18G04P3;暂停修光N19G00X35:退刀N20Z-47.5;快速定位N21G01X19:切槽至619N22G04P3;暂停修光N23G
28、00X100：退刀N24ZlOO；退刀N25M09:关切削液N26M05;主轴停转N27M30;程序结束并返回注:程序编制中有关数值单位一律采用亳米(InnD制3. 2模拟运行数控加工程序编制好后将其输入数控车床，然后对刀，在将机床锁住进行程序校验，仔细观察其模拟加工路线是否有干涉、过切、出错等现象，若有应及时对程序错误处进行修改，修改后保存，再次调出修改后的程序进行校验，直到程序万无一失，没有任何错误的情况下方可进行自动加工。注：这个环节是必不可少的，否则会发生打刀等损坏机床其它部件的情况，直接影响机床的加工精度及寿命，更严重的是存在人身安全隐患。3. 3零件加工装夹好毛坯，调出编制好的程序，直接进行自动加工直至程序结束。4. 4精度自检将加工好的零件卸下，用游标卡尺、千分尺对零件的尺寸精度及粗糙度进行检测。看是否达到零件的技术要求即可。致谢经过这次的毕业设计，让我深刻的体会到什么叫做作真正的学以置用，这正是我们做学问真正的目的，也正是
