毕业设计--数控车床加工工艺设计(含CAD制图)

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第三章 数控车床加工实例 第一节 简单轴类零件的编程与加工
图 3-1 轴类零件图
图 3-2 轴类零件 CAD 图
一.零件图样分析
(一)所需加工零件如图 3-1 以及图 3-2 所示,材料为 45 号钢。在数控车床 上需要进行的工序为:切削外圆;R70mm 弧面、锥面、退刀槽、螺纹及倒角
(二)成型表面组成:由圆柱面、圆锥面、球面、圆弧面以及螺纹面组成。
…………4 …..10 15
…………19 …………20 ……………21
IV
第一章 数控车床概述
第一节 数控车床的基本构成
数控车床的整体结构组成基本上与普通车床相同,同样具有床身、主轴、刀 架、拖板和尾座等基本部件,但数控操作面板、显示监视器等却是数控机床特有 的部件。总体上包含以下四个部分:机床主体、控制部分、驱动装置以及辅助装 置,如图所示。
X24.; X27. Z-28; Z-49.5; X32.; G03 X36.Z-51.R2.0 F0.15; G01 Z-64.5 F0.15; X43.; X46. W-1.5; Z-110; N20 G00 X50.0 Z3.0;
G00 X150.0 Z200.0;
G00 X50.0 Z3.0 S1000 ;
三.确定定位基准和装夹方式
(一)定位基准: X 方向:坯件回转轴线 Z 方向:坯件端面 设计基准和定位基准与工艺基准三者重合;在相应加工之前基准端面要先加 工。 (二)装夹方式:三爪自定心卡盘,手工夹紧夹持端。对坯料多余部分插入 主轴内部,加工时依次完成四根轴的加工。在数控机床上分别加工各成型面,最 后用切割刀切除。 综上所述,首先在普床上平端面、加工外圆去除表面的余量达到要求,然后 把工件放到数控车床上确定左段用三爪自定心卡盘夹持,加工圆球、圆弧、圆锥、 倒角、退刀槽及螺纹,最后用切割刀切断即可完成。 (三)装夹图如图 3-3 所示:
图 3-7 螺纹加工图 (七)最后用切断刀切断。
五.刀具选择
刀具材料为硬质合金,经几何分析 sina=OC/OK=6.5/7.5=0.866 得到 a=60 度, Kr 大于 30 为安全。
(一)粗车时循环车削轮廓——取一般硬质合金 90 度右偏刀,从右向左车外 廓,副偏角为 55 度,取 nk 较大的刀以防止干涉,取刀杆直径 D=20mmX20mm。
(二)主轴转速的选择:车直径和圆弧时,查表选粗车切削速度 vc=90m/min 精 车切削速度 vc=120m/min
然后利用公式 vc=πdn/1000 技术主轴转速 n(粗车直径 D=60 ㎜,精车工件直 径取平均值);粗车 800r/min 精车 1200r/min。
(三)进给速度的选择 查表选择粗车、精车每转进给量,再根据加工的实 际情况确定粗车每转进给量为 0.4 ㎜/r ,精车每转进给量为 0.15 ㎜/r,最后根 据公式 Vf =nf 计算粗车、进给速度分别为 200 m/min 和 180 m/min。、
二、设计内容和要求
内容: 1.数控车床的概述 2.数控车床的操作 3.零件加工及工艺 要求: 1.结合数控机床高精度、高效率和高柔性等特点综合多方面的知识,能够解 决数控加工中的工艺问题。 2.能熟练掌握数控车床的编程及加工。 3.能够深刻理解数控加工过程中的一系列问题。
本人签字: 2013 年 3 月 10 日
G70 P10 Q20; G00 X150.0 Z200.0;
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G00 X150. Z200. T0202; G00 X50. Z-79.5; G73 U9.W0 R5. ; G73 P30 Q40 U0.5 W0.3; N30 G00 X47. ; G01 X46.F0.05; G02 X35.8 W-5. F0.15; G01 X29.6 Z-102.F0.15; N40 G00 X50 Z-79.5; G00 X150. Z200.; G00 X50. Z-79.5 S1000; G70 P30 Q40 ; G00 X150. Z200. ; T0303 S400 F0.15; G00 X40.0 Z-49.5;
二.数控加工零件的工艺性分析
(一)零件图上尺寸数据的给出,应符合程序编制方便的原则 (二)零件各加工部位的结构工艺性应符合数控加工的特点
三.加工方法的选择与加工方案的确定
(一)加工方法的选择 加工方法的选择原则是:同时保证加工精度和表面粗糙度的要求。此外,还 应考虑生产率和经济性的要求,以及现有生产设备等实际情况。 (二)确定加工方案的原则 零件上精度要求较高的表面加工,常常是通过粗加工、半精加工和精加工逐 步达到的。对于这些表面,要根据质量要求、机床情况和毛坯条件来确定最终的 加工方案。 确定加工方案时,首先应该根据主要表面的精度和表面粗糙度的要求,初步 确定为达到这些要求所需要的加工方法。此时要考虑到数控机床使用的合理性和 经济性,并充分发挥数控机床的功能。原则上数控机床仅进行较复杂零件重要基 准的加工和零件的精加工。
四.辅助装置 辅助装置是指数控车床上的一些配套部件,包括对刀仪、
润滑、液压及气动装置、冷却系统和排屑装置等。
第二节 数控车床的工艺范围
数控机床有许多种型号、规格和不同的性能,不同类型的机床有着不同的用 途:数控车床适用于加工精度要求高、表面粗糙度好、形状比较复杂的回转类的 轴类、盘类零件和复杂曲线回转形成的模具内型腔。能够通过程序控制,自动完 成圆柱面、圆锥面、圆弧面和各种螺纹的切削加工。轴类和盘类零件的区分主要 在于它的长度和直径的比例,一般将长度和直径的比例大于一的零件视为轴类零 件,而将比例小于一的零件视为盘类零件。
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各表面精度要求较高以及表面粗糙度要求为 Ra1.6,用数控车削均可完成。 (三)轴段右侧有两段顺逆圆弧,应选用机械间隙补偿的数控机床去完成。
二.工艺措施
(一)尺寸精度要求及表面粗糙度要求,一般取表面粗糙度为七级精度,使 用高等精度数控 CJK6140 即可保证零件的加工要求,编程时,直接带入具体尺寸。
X28. ; G75 R0.5 ; G75 X23. P2000 F0.15 ; G00 X50.0 Z3.0; G00 X150.0 Z200.0; T0404 S600; G00 X29. Z-25. ; G92 X26.2 Z-47.0 F1.5;
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(二)确定工艺加工路线的原则是: 1.保证零件的加工精度和表面粗糙度。 2.方便数值计算,减少编程工作量。 3.缩短加工运行路线,减少空运行行程。 在确定工艺加工路线时,还要考虑零件的加工余量和机床、刀具的刚度,需 要确定是一次走刀,还是多次走刀来完成切削加工,并确定在数控铣削加工中是 采用逆铣加工还是顺铣加工等。
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第二章 数控加工工艺分析
一.机床的合理选用
数控机床通常最适合加工具有以下特点的零件: (一)多品种、小批量生产的零件或新产品试制中的零件。 (二)轮廓形状复杂,或对加工精度要求较高的零件。 (三)用普通机床加工时需用昂贵工艺装备(工具、夹具和模具)的零件。 (四)需要多次改型的零件。 (五)价值昂贵,加工中不允许报废的关键零件。 (六)需要最短生产周期的急需零件。
图 3-5 加工路线及进给路线图 (四)精车左端表面 用指令 G70 完成,一刀走完,走刀路线如图 3-5 所示。 (五)槽加工 一刀完成。走刀路线如下图 3-6 所示:
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图 3-6 槽加工图 (六)螺纹加工 由于螺纹系易损面,应后加工。编程时可用 G92 螺纹循环指令完成加工。走 刀路线如如图 3-7 所示:
四.加工路线及进给路线
(一)粗车外表面
图 3-3 装夹图
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先平端面,然后遵循由粗到精,从右到左(由近到远)的加工原则;加工时从 右到左粗车各面,粗车时留精加工余量 0.5mm。加工路线如图 3-4 所示,用一把刀 即可完成所以内容。
(二)精车外表面
图 3-4 精车轮廓进给路线 编程时用 G70 指令对应 G71 指令进行精车,一刀完成。走刀路线如上图 3-4 所示。 (三)粗车左端表面 用 G73 指令完成左端粗加工,走刀如图 3-5 所示。
(二)轴段右侧有两段顺逆圆弧,应选用带机械间隙补偿的数控机床去完成。 (三)各成型表面连接无复杂程度中等,不须用可转位刀片,用一般车削硬 质合金刀即可。 (四)选毛坯件:45#碳热扎圆钢,取毛坯选φ60 ㎜棒料。 (五)数控加工前先在普床上完成外圆的准备加工,使之为 48mm,同时获得 工件的回转轴线、再平端面。
四.零件的安装与夹具的选择
在数控车床上,可以用三爪自定心卡盘、四爪单动卡盘和两顶尖等多种夹具 安装车削。一般装夹棒料工件时,应使三爪自定心卡盘夹紧工件。为保证夹持力 度,要有一定的夹持长度。但在装夹非回转表面,或偏心工件时,经常使用四爪 单动卡盘和两顶尖等方式进行装夹。
五.对刀点和换刀点的确定
(一)选择对刀点的原则是: 1.选择的对刀点便与数学处理和简化程序编制。 2.对刀点在机床上容易校准。 3.加工过程中便于检查。 4.引起的加工误差小。
II
毕业设计内容摘要
数控车削加工设计以机械制造中的工艺基本理论为基础,结合数控机床高精 度、高效率和高柔性等特点综合多方面的知识,解决数控加工中的工艺问题。对 零件进行编程加工之前,工艺分析具有非常重要的作用。在比较数控车床加工工 艺与传统加工工艺的基础上,对数控车床加工工艺中的关键问题进行了深入分析, 总结了数控车床的工艺设计方法。通过实例,证明了正确地进行数控车床加工工 艺分析与设计有助于提高零件加工质量和生产效率。本文通过对零件图样分析、 工艺路线的拟订、切削用量的选择等几方面进行了介绍。
一.机床主体
机床主体是数控车床的机械部件,通常包括主轴箱、床鞍与刀架、尾座、进 给机构和床身等。
二.控制部分
(CNC 装置)控制部分 是数控车床的控制核心, 一般包括专用计算机、液 晶显示器、控制面板及强 电控制系统等等。
三.驱动装置
驱动装置是数控车床 执行机构的驱动部件,包 括主轴电动机、进给伺服 电机等。
工艺卡片 数量 工序内容
车外轮 1
廓及端面
1
车外轮廓
1 切退刀槽 切
备注
自动 自动 自动
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的切槽刀
4
T04 60 度的硬质
1
合金螺纹刀
编制 郝慧敏 审核
断 车螺纹
外螺纹
七.切削用量选择
(一)背吃刀量的选择:轮廓粗车循环时选 ap=3 ㎜,精车 ap=0.25 ㎜;螺纹 粗车循环时选 ap=0.4 ㎜,精车 ap=0.05 ㎜。
天津滨海职业学院毕业设计
数控车床加工工艺设计
作者: 院系:天津滨海职业学院机电工程系 专业:机电一体化技术 年级:2010 级 学号: 指导教师:
毕业设计任务书
设计题目:数控车床加工工艺 完成期限:自 2012 年 12 月 5 日 至 2013
年 3 月 10 日止
一、设计原始依据
1.根据《数控加工编程与操作》中的零件设计。 2.在数控车床实训中所加工的轴类以及套类零件。
关键词:数控加工 工艺分析 图样分析 工艺路线
III
目录
第一章 数控车床概述 第一节数控车床的基本构成 第二节数控车床的工艺范围
第二章 数控加工工艺分析 第三章 数控车床加工实例
第一节简单轴类零件的编程与加工 第二节简单轴类零件的编程与加工 第四章 数控车床加工操作流程 小结 参考文献 附件表
……………1பைடு நூலகம்……1 …..1 ..2 ……..4
八.数控加工程序单
按该机床规定的指令代码和程序段格式,把加工零件的全部工艺过程编写程 序清单。该工件的加工程序如下: 00001;
M03 S700 T0101; G00 X50. Z3.0; G71 U3.0 R0.5; G71 P10 Q20 U0.5 W0.3 F0.4; N10 G00 X0; G01 Z0 F0.15 S1000; G03 X20. Z-10 R10. F0.15; G01 Z-26.5 F0.15;
(二)切槽刀:切削刀宽为 5mm,刀柄 D=20mmX20mm。 (三)螺纹刀:使用 60 度外螺纹硬质合金右刀,刀柄 20mmX20mm。 (四)将以上所选定的刀具参数填入如下数控加工刀具卡。
六.工艺卡片
序号
1 2 3
刀具号
T01 T02 T03
表 3-1 刀具规格 与名称 90 度右偏硬 质合金外圆 刀 30 度硬质合 金尖刀 刀刃宽为 5mm
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