《毕业设计（论文）-组合件数控工艺与编程.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《毕业设计（论文）-组合件数控工艺与编程.doc（17页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、南 京 工 程 学 院毕 业 实 践 报 告毕业设计题目 组合件数控工艺与编程 学 院 继续教育学院 专业班级 ZH控1371 姓 名 学 号 指导教师 2015年10月10日摘 要： 在车床上，利用工件的旋转运动和刀具的直线运动或曲线运动来改变毛坯的形状和尺寸，把它加工成符合图纸的要求。车削加工是在车床上利用工件相对于刀具旋转对工件进行切削加工的方法。车削加工的切削能主要由工件而不是刀具提供。车削是最基本、最常见的切削加工方法，在生产中占有十分重要的地位。车削适于加工回转表面，大部分具有回转表面的工件都可以用车削方法加工，如内外圆柱面、内外圆锥面、端面、沟槽、螺纹和回转成形面等，所用刀具主要
2、是车刀。在各类金属切削机床中，车床是应用最广泛的一类，约占机床总数的50%。为了子数控机床上加工出合格的零件，首先需根据零件图纸的精度和计算要求等，分析确定零件的工艺过程、工艺参数等内容，用规定的数控编程代码和格式编制出合适的数控加工程序。编程必须注意具体的数控系统或机床，应该严格按机床编程手册中的规定进行程序编制。但从数控加工内容的本质上讲，各数控系统的各项指令都是应实际加工工艺要求而设定的。关键词：车削加工 刀具 工艺参数 程序 目 录1 绪论12 图样分析22.1零件的材料分析22.2零件技术的分析22.3毛坯的确定33 零件工艺规程的设计33.1 定位基准的选择33.2零件表面加工方法
3、的选择43.3切削用量的选择43.4 数控加工的工序设计54 零件加工程序的编制64.1程序编写的特点64.2 刀具的选择64.3切削参数的选择74.4 零件工艺74.5零件程序85零件加工115.1工作过程中的安全注意事项115.2工作完成后的注意事项11结 论12参考文献：13致 谢13 1 绪论毕业设计是高等职业教育教学计划的重要组成部分，是加强理论与实际相结合的实践性教学环节，是各专业的必修课程，在学生完成所有专业课程学习、结合毕业实习进行。大专生活即将结束,我们也将迎接的最后一次考验和竞争就是毕业设计。 由于设计的需要，我仔细研究了零件图，但在设计过程中，因自己经验不足，遇到了很多实
4、际问题，使我体会到了在现场实习调研仅证明可不可以实干，而不能代表能不能干好。所以我积极与设计指导老师、操作指导老师沟通，在各位老师的全力帮助、指导下问题得到了全面解决，同时受到各位老师优良工作品质的影响，培养出了我缓中求稳、虚心求教、实事求是、一丝不苟的工作作风，并树立了明确的生产观、经济观和全局观，为今后从事工作打下了良好的基础。 通过毕业设计，我真正认识到理论和实践相结合的重要性，并培养了我综合运用所学理论知识和实际操作知识去理性的分析问题和解决实际工作中的一般技术工程问题的能力，使我建立了正确的设计思想，掌握了工艺设计的一般程序、规范和方法，并进一步巩固、深化地吸收和运用了所学的基本理论
5、知识和基本操作技能。还有，它提高了我设计计算、绘图、编写技术文件、编写数控程序、数控机床操作、实际加工零件和正确使用技术资料、标准、手册等工具书的独立工作能力，更培养了我勇于创新的精神及严谨的学风及工作作风。 由于本人能力有限，缺少设计经验，设计中漏误在所难免，敬请各位老师指正批评，以使我对自己的不足得到及时的发现并修改，也使我在今后的工作中避免再次出现。 在这里，向在这次毕业设计中给予过我鼓励、指导及帮助的老师表示我虔诚和衷心的感谢。2 图样分析2.1零件的材料分析本零件的材料是45号钢，它属于低淬透性合金调质钢，其力学性能是: 其化学成碳含量0.37%0.45%，铬含量0.8%1.1%，锰
6、含量0.17%0.37%，硫含量0.5%0.8% ，其中碳含量过高、过低均不能满足经调质后获得良好综合力学性能的要求，主加元素为铬，在配以硫、锰等合金元素，其作用是提高淬透性，强化铁素体和细化晶粒，因此，此钢的热处理变形小，废品率低，因而降低了工艺成本。其热处理特点是：当原始组织为珠光体时，预先热处理可采用正火或退火处理；该类钢最终热处理均采用淬火后在500-650的高温回火工艺，即调质处理工艺，调质处理可使材料具有良好的综合力学性能。2.2零件技术的分析 零件的技术要求主要包括尺寸精度、形状精度、位置精度、表面粗糙度及热表处理要求等，这些技术要求应当是能够保证零件使用性能前提下的极限值。进行
7、零件技术要求分析，主要是分析这些技术要求的合理性以及实现的可能性，重点分析重要表面和部位的加工精度和技术要求，为制定合理的加工方案做好准备同时通过分析以确定技术要求是否过于严格，因为过高的精度和过小的表面 粗糙度要求会使工艺过程变得复杂，加工难度加大，增加不必要的成本。2.3毛坯的确定 确定毛坯的形状与尺寸的步骤是：首先选取毛坯加工余量和毛坯公差，其次将毛坯加工余量叠加在零件的相应加工表面上，从而计算出毛坯尺寸，最后标注毛坯尺寸与公差。其总的要求是：减少“肥头大耳”，实现少屑或无屑加工。因此，毛坯形状要力求接近成品形状，以减少机械加工的劳动量。 本零件的大部分加工表面是回转体表面，根据本零件的
8、生产纲领，年生产数量，经济价值及复杂程度，另外本零件为轴类零件，考虑其复杂程度，所以本零件毛坯为棒料。本零件所用的毛胚为70x150mm的45号钢。3 零件工艺规程的设计3.1 定位基准的选择在制订零件的加工工艺规程时，正确地选择工件的基准有着很重要的意义。基准选择的好坏不仅影响零件的加工位置精度，而且对零件各表面的加工顺序也有很大的影响。基准有粗基准与精基准之分。选择定位基准时是从保证工件精度为保证各配合表面的位置精度，用三爪自定心卡盘找正工件轴心，用轴心线和工件的右端面作为粗、精加工的定位基准。这样，既符合基准统一和基准重合原则，也有利于生产率的提高。定位基准简图见（图3.1）。图3.1
9、定位基准简图3.2零件表面加工方法的选择零件表面的加工应根据这些表面的加工要求和零件的结构特点及材料性质等因素，而选用相应的加工方法。在选择某一表面的加工方法时，一般总是首先选定它的最终加工方法，然后再逐一选定各有关前道工序的加工方法。加工方法选择的原则如下：(1)所选加工方法应考虑每种加工方法的经济加工精度范围要与加工表面的精度要求和表面粗糙度要求相适应。（2）所选加工方法能够确保加工面的几何形状精度,表面相互位置精度的要求。（3）所选加工方法要与零件材料的可加工性相适应。（4）加工方法要与生产类型相适应。（5）所选加工方法要与企业现有设备和工人技术水平相适应。轴类件的主要加工表面是外圆表面
10、，还有常见的特形表面，因此针对各种精度等级和表面粗糙度要求，按经济精度选择加工方法。由基面先行、先粗后精、先主后次、先面后孔、就近不久远的原则确定车削件的工艺路线如下：下料平端面对刀粗精车右端外形切槽车外螺纹调头装夹粗精车左端外形更换毛胚粗精车右端外形调头装夹钻孔车左端外形车左端内孔车内螺纹检验。3.3切削用量的选择切削用量的合理选择,是指在保证加工质量的前提下,充分利用刀具和机床的性能,获得高生产效率和低加工成本的切削用量三要素的最佳组合。1.粗加工时切削用量的选择 粗加工时精度与表面粗糙度要求不高，毛坯余量较大，因此选择粗加工用量时，要尽可能保证较高的单位时间、金属切除量和必要的刀具耐用度
11、，以提高生产率和降低成本。先考虑选择一个尽可能大的背吃刀量pa；其次选择一个较大的进给量f；最后确定一个适合的切削速度v。根据上述原则，择粗加工切削用量，对于提高生产率、减少刀具消耗、降低加工成本是比较有利的。1）切削深度pa的选择：应根据零件的加工余量和由夹具、机床、刀具和工件所组成的工艺系统的刚性来确定。 2）进给量f的选择：限制进给量，提高的因素主要是切削力。3）切削速度v的选择：主要受刀具耐用度和机床功率的限制。2.精加工时切削用量的选择 精加工时的加工精度和表面质量要求较高，加工余量要小且均匀，因此选择精加工切削用量时，应着重考虑如何保证加工质量，并在此基础上尽量提高生产率。精加工时
12、应选择较小的背吃刀量pa和进给量f，以保证加工精度和表面质量，同时满足生产率的要求。1）切削深度pa的选择：应根据精加工留下的余量来确定。 2）进给量f的选择：限制进给量，提高的主要因素是表面粗糙度。3）切削速度v的选择：切削速度提高时，切削变形减小，切削力也有所减小，也不易产生积屑瘤和毛刺。3、走刀路线 1.尽量缩短进给路线,减少空走刀行程,提高生产率。 2.合理选取起刀点、切入点和切入方式，保证切入过程平稳，没有冲击。3.保证加工零件精度和表面粗糙度的要求。4.保证加工过程的安全性，避免刀具与非加工面干涉。5.有利于简化数值计算，减少程序段数目和编制程序工作量3.4 数控加工的工序设计 当
13、数控加工工艺路线设计完成后，各道数控加工工序的内容已基本确定，要达到的目标已比较明确，对其它一些问题（诸如：刀具、夹具、量具、装夹方式等），也大体做到心中有数，接下来便可以着手对数控工序设计。工序的划分通常采用两种不同原则，即工序集中原则和工序分散原则。（1）工序集中原则 是指每道工序包括尽可能多的加工内容，从而使工序的总数减少。采用工序集中原则的优点是：有利于采用高效的专用设备和数控机床，提高生产效率，缩短工艺路线。但专用设备和工艺装备投资大、生产准备周期较长。（2）工序分散原则 是将工件的加工分散在较多的工序内进行，每道工序的加工内容很少。采用工序分散原则的优点是：加工设备和工艺装备结构简
14、单，操作简单，有利于选择合理的切削用量，但工艺路线较长，所需设备及工人人数多。因而，在数控加工的工序设计过程中必须根据零件的特点选择相应的加工工序原则。同时，在对图形进行数学处理、计算和编程时，都要力求准确无误。在实际工作中，由于一个小数点差错而酿造重大机床事故和质量事故的例子也是很多的。数控工序设计的主要任务是进一步把本工序的加工内容、切削用量、工艺装备、定位夹紧方式及刀具运动轨迹都确定下来，为编制加工程序作好充分准备。4 零件加工程序的编制4.1程序编写的特点手工编程的特点：耗费时间较长，容易出现错误，无法胜任复杂形状零件的编程。据国外资料统计，当采用手工编程时，一段程序的编写时间与其在机
15、床上运行加工的实际时间之比，平均约为30：1，而数控机床不能开动的原因中有20%30%是由于加工程序编制困难，编程时间较长。4.2 刀具的选择1号刀：93棱形外圆车刀；2号刀：外切槽刀（4mm）；3号刀：60外螺纹刀;4号刀:内镗孔刀；5号刀：内螺纹刀。4.3切削参数的选择1、各工序刀具的切削参数见表4-3表4-3各工序的刀具切削参数序号加工面刀具号刀具类型主轴转速n/rmin1进给速度vp/mmmin11车外型T010193棱形外圆车刀粗800；精1200粗150；精802车外切槽T0202外切槽刀（4mm）4001.53车外螺纹T030360外螺纹刀500254镗内孔T0404内镗孔刀粗8
16、00；精1000粗100；精805车内螺纹T0505内螺纹刀400254.4 数控加工工艺卡工步内容TSFU1装夹工件伸出50mm平端面T01016000.30.32加工件1右端外形T01018000.313加工件1右端外切槽T02024000.124加工件1右端外螺纹M36X1.5T03035001.50.825掉头装夹保证总长700.05T01016000.30.36加工件1左端外圆T01018000.30.37装夹工件伸出35mm平端面T01016000.30.38加工件2右端外形T01018000.30.39掉头装夹平端面保证总长480.1T01016000.30.310钻20的通孔2
17、0钻头4000.31011加工件2左端外形T01018000.30.312加工件2左端内孔T04048000.3113加工件2内螺纹M36X1.5T05054000.30.314检验去毛刺4.5零件程序Oooo1主程序名件1右端外形T0101 M03 S800刀号 主轴正转 转速GOO X62 Z3定位G71 U1R0.2粗车固定循环G71 P10 Q20 U0.3 F0.3N10G0X23加工外形G1Z0X26 Z-1.5Z-12X28X30 Z-16Z-30X33X35.8 Z-31.5N20Z-48T0101 M03 S1200刀号 主轴正转 转速G00 X62 Z3定位G70 P10
18、Q20 F0.1精车循环G00 X100退刀Z200M00主轴暂停T0202(槽)刀号M03 S400主轴正转 转速G00 X62 Z3定位X40Z-44G1 X32 F0.1G0 X40退刀Z200M00主轴暂停T0303 M03 S500刀号 主轴正转 转速G00 X40 Z3定位G76 P02060 Q100 R0.03外螺纹G76X33.376Z-44P812Q150F1.5G00 X100退刀Z200M00主轴暂停件1左端T0101 M03 S800刀号 主轴正转 转速G00 X62 Z3定位G73 U11 R11粗车固定循环G73 P30 Q40 U0.3 F0.3N30G00 X
19、37.79加工外形G01 Z-1N40G03 X58Z-30R29T0101 M03 S1200 F0.1精车循环G00 X62 Z3G70 P30 Q40G00 X100退刀Z200M00主轴暂停件2右端T0101 M03 S800刀号 主轴正转 转速G00 X72 Z3定位G71 U1 R0.2粗车固定循环G71 P50 Q60 U0.2 F0.2N50G00X47加工外形G01Z0X50 Z-1.5Z-20X59X62 Z-21.5N60Z-30T0101 M03 S1200 F0.1精车循环G00 X72 Z3G70 P50 Q60G00 X100退刀Z200M00主轴暂停件2左端外形
20、T0101 M03 S800刀号 主轴正转 转速G00 X72 Z3定位G73 U16 R16粗车固定循环G73 P70 Q80 U0.2 F0.2N70G00 X58加工外形G01 Z0G03 X37.79 Z-18 R29G01 X59X62 Z-19.5N80Z-21T0101 M03 S1200 F0.1精车循环G00 X76 Z3G70 P70 Q80G00 X100退刀 Z200M00主轴停转件2左端内孔T0404 M03 S800 刀号 主轴正转 转速G00 X20 Z3定位G71 U1 R0.2粗车固定循环G71 P90 Q100 U-0.2 F0.2N90G00 X38.8加
21、工内孔G01 Z0X35.8 Z-1.5Z-24X32X30 Z-25Z-36X26N100Z-48T0404 M03 S1000 F0.1刀号 主轴正转 G00 X20 Z3G70 P90 Q100精车循环G00 X20退刀Z200M00件2内螺纹T0505 M03 S500刀号 主轴正转 转速G00 X20 Z3定位G76 P020260 Q100 R0.02车内螺纹G76 X36 Z-22 P812 Q150 F1.5G00 X20退刀Z200M30主轴停转5 零件加工5.1工作过程中的安全注意事项1、数控车床通电后，检查各开关、按钮和按键是否正常、灵活、机床有无异常现象。2、程序输入后
22、，应仔细核对代码、地址、数值、正负号、小数点及语法是否正确。3、正确测量和计算工件坐标系，并对所得结果进行检查。4、输入工件坐标系，并对坐标、坐标值、正负号、小数点进行认真核对。5、未装工件前，空运行一次程序，看程序能否顺利进行，刀具和夹具安装是否合理，有无超程现象。6、试切时快速倍率开关必须打到较低挡位。7、试切进刀时，在刀具运行至工件3050处，必须在进给保持下，验证Z轴和X轴坐标剩余值与加工程序是否一致。8、试切和加工中，刃磨刀具和更换刀具后，要重新测量刀具位置并修改刀补值和刀补号。9、程序修改后，要对修改部分仔细核对。10、必须在确认工件夹紧后才能启动机床，严禁工件转动时测量、触摸工件
23、。11、操作中出现工件跳动、打抖、异常声音、夹具松动等异常情况时必须停车处理。12、紧急停车后，应重新进行机床“回零”操作，才能再次运行程序5.2工作完成后的注意事项1、清除切屑、擦拭机床，使用机床与环境保持清洁状态；2、注意检查或更换磨损坏了的机床导轨上的油察板；3、检查润滑油、冷却液的状态，及时添加或更换；4、依次关掉机床操作面板上的电源和总电源。 结 论本次毕业设计虽然仅仅经历了短暂的三个月，但是它浓缩了大专五年学习的全过程，体现了我们对所学知识的掌握和领悟程度。由于我们是第一次进行整体性地设计，不可避免地碰到了许多困难，有时甚至会感到无法下手。无论碰到什么样的困难，我都没有退缩，凭借着
24、一股求知的热情，再加上指导老师的帮助，然后再回到书本攻克一个又一个的难题，最终圆满地完成了本次设计。通过本次毕业设计，使我在各个方面都有了很大的提高，具体地表现在以下几个方面：1.对大专五年所学到的东西进行了归纳总结，找到了各种学科之间的交叉点，同时构成了一个知识网络，形成了一个整体的知识体系，进一步完善了自己的知识结构。2.对所学习知识点进行查漏补缺，并了解学习了新的知识，开阔了视野，拓宽了自己的知识面。养成了勤学好问的习惯，同时具有了一定的创新思维。3.利用理论知识解决实际问题的能力得到了提高，为以后正确解决工作和学习中的问题打下了坚实的基础。4.学会了充分地利用网络资源查阅相关资料，以及
25、借助前人的研究成果寻求解决问题的思维方法，对新信息和新知识及时做笔记。5.敢于面对困难，同时也懂得了互助合作的重要性。6.利用计算机（AutoCAD，Pro/e,Word2003,Excel2003）的能力得到很大的提高，学会了利用计算机设计软件进行相关的设计与计算。但是，设计研究过程中仍然存在不足之处，有的问题还待于进一步深入例如：1.缺乏实际工厂经验，对一些参数和元件的选用可能不是非常合理，有一定的浪费。2.与夹具相关的刀具和量具的了解还不太清楚。参考文献：1数控加工工艺分析与编程陈洪涛主编 高等教育出版社2数控车床编程与操作刘力主编 北京理工大学出版社3数控车工培训教程袁峰主编 机械工业
26、出版社4数控车削编程与考级徐建高，周明虎主编 化工工业出版社5机械制造工艺学徐嘉元，曾家驹主编 机械工艺出版社6机械设计工艺简明手册徐华主编 机械工艺出版社7中国数控网（）8数控工作室（http:/ 谢本人在毕业课题的设计中，学习了不少的新知识，体会到了学习的重要性，同时。感谢学校具远瞻的规划与教育，给与我们良好的学习环境，并提供给我们对学业及个人生涯的多元信息帮助我们成长。感谢学校老师对我的关怀和重视，使我得以发挥自己的特长，找到人生的价值。感谢三年来陪伴我学习与生活的恩师；感谢您们对我精心的教育；感谢您们没使我的学习变成劳作而成为一种快乐；感谢您们让我找到自生的价值；感谢您们帮助我发展了自己的专长，而且让我把事情做得更好。感谢您们容忍我的任性与错误，不仅 教会了我知识，更教会了我如何做事、如何做人。特别感谢老师细心教导，她的悉心指导与我斧正，对于论文，架构启迪，及其内容的细心斟酌与指导，倍及辛苦。最后感谢五年来陪伴我一起的同学们、伙伴们，所有的欢笑与泪水、成功和失败、骄傲与苦恼，我们曾一起分享：那是我们青春中最灿烂的一页，最辉煌的回忆，而回忆中的每个人：都栩栩如生，这些都是我们一生的财富。三年时间虽然短暂，但她必将在我们的记忆里永恒。14