數(shù)控車床加工畢業(yè)設(shè)計

1、<p><b>　　引言</b></p><p>　　隨著計算機技術(shù)的高速發(fā)展，傳統(tǒng)的制造業(yè)開始了根本性變革，各工業(yè)發(fā)達國家投入巨資，對現(xiàn)代制造技術(shù)進行研究開發(fā)，提出了全新的制造模式，從而產(chǎn)生數(shù)控技術(shù)。數(shù)控技術(shù)是一門集計算機技術(shù)、自動化控制技術(shù)、測量技術(shù)、現(xiàn)代機械制造技術(shù)、微電子技術(shù)、信息處理技術(shù)等多學(xué)科交叉的綜合技術(shù)，是近年來應(yīng)用領(lǐng)域中發(fā)展十分迅速的一項綜合性的高新技術(shù)。它是為適

2、應(yīng)高精度、高速度、復(fù)雜零件的加工而出現(xiàn)的，是實現(xiàn)自動化、數(shù)字化、柔性化、信息化、集成化、網(wǎng)絡(luò)化的基礎(chǔ)，是現(xiàn)代機床裝備的靈魂和核心，有著廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域和廣闊的應(yīng)用前景</p><p>　　隨著科學(xué)技術(shù)和社會生產(chǎn)的迅速發(fā)展，機械產(chǎn)品日趨復(fù)雜，并且對于機械產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)率的要求也越來越高。在航空航天、造船和計算等工業(yè)中，零件的精度高、形狀復(fù)雜、批量小、改動頻率高、加工困難，但由于傳統(tǒng)的機械加工生產(chǎn)效率低、勞動強度大、

3、產(chǎn)品質(zhì)量難以得到保障。因此，為了解決上述問題，一種靈活、通用、高精度、高效率的‘‘柔性’’自動化生產(chǎn)設(shè)備-----數(shù)控機床應(yīng)運而生。</p><p>　　隨著中國加入世界貿(mào)易組織,全球制造業(yè)出現(xiàn)向中國轉(zhuǎn)移的傾向,國內(nèi)對數(shù)控加工的需求也呈現(xiàn)出持續(xù)增長的趨勢,大批大量的生產(chǎn)加工逐漸普及，如汽交通工具與家用電器的零件，為了解決高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的問題，多采用專用的工藝裝備、專用自動化機床或?qū)Ｓ玫淖詣由a(chǎn)線和自動車間進行生產(chǎn)。但

4、是應(yīng)用這些專用設(shè)備進行生產(chǎn)，生產(chǎn)準備周期長，產(chǎn)品改型不易，因而使產(chǎn)品的開發(fā)周期增長。在機械產(chǎn)品中，但見于小批量產(chǎn)品占到70%~80%,這類產(chǎn)品一般都采用通用機床加工，當產(chǎn)品改變時，機床與工藝裝備均需作相應(yīng)的變換和調(diào)整，而且通用機床的自動化程度不高，基本上由人工操作，難以提高生產(chǎn)效率和保證產(chǎn)品質(zhì)量。特別是一些曲線、曲面輪廓組成的復(fù)雜零件，只能借助靠模和仿形機床，或者借助劃線和樣板用于手工操作的方法來加工，加工精度和生產(chǎn)效率受到很大的限制。

5、</p><p>　　由于數(shù)控機床綜合應(yīng)用了電子計算機、自動控制、伺服驅(qū)動、精密見車與新型機械機構(gòu)等方面的技術(shù)成果，具有高柔型、高精度與高度自動化的特點，因此，采用數(shù)控加工手段，解決了機械制造中常規(guī)加工技術(shù)難以解決甚至無法解決的單件、小批量、特別是復(fù)雜性面零件的加工。應(yīng)用數(shù)控加工技術(shù)使機械制造業(yè)的一次技術(shù)革命，使機械制造業(yè)的發(fā)展進入了一個新的階段，提高了機械制造業(yè)的制造水平，為社會提供了高質(zhì)量、多品種及高可靠性的

6、機械產(chǎn)品。目前應(yīng)用數(shù)控加工技術(shù)的領(lǐng)域已從當初的航空工業(yè)部門逐步擴大到汽車、造船、機床、建筑等民用機械制造業(yè)，并已取得了巨大的經(jīng)濟效益。</p><p><b>　　正文</b></p><p>　　一、數(shù)控車床加工工藝</p><p>　　1、數(shù)控車床加工的工藝特點</p><p>　　數(shù)控車床加工與普通車床加工在許多方

7、面遵循的原則基本上是一致的。但數(shù)控車床加工自動化程度高，控制功能強，設(shè)備費用高，因此也就相應(yīng)形成了數(shù)控車床加工工藝的自身特點。</p><p>　　2、數(shù)控車床加工工藝內(nèi)容</p><p>　?。?）選擇并確定適合在數(shù)控車床上加工的零件并確定工序內(nèi)容。</p><p>　?。?）分析被加工零件圖紙的數(shù)控加工工藝，明確加工內(nèi)容與技術(shù)要求。</p><

8、;p>　?。?）確定零件加工反感，制定數(shù)控加工工藝路線，如劃分工序、安排加工順序等。</p><p>　　（4）設(shè)計數(shù)控加工工序，制定定位夾緊方案，劃分工步，規(guī)劃走刀路線，選擇刀輔具，確定切削用量，計算工序尺寸及工差等。</p><p>　　（5）數(shù)控加工專用技術(shù)文件的編寫。</p><p>　　二、圖紙的分析及工藝處理</p><p>

9、;<b>　　1、工藝分析</b></p><p>　　軸類零件是機械加工中不可缺少的一類零件，在機械裝配中起著舉足輕重的作用。工藝分析是數(shù)控車削加工的前期工藝準備工作。工藝制定的合理與否，對程序編制、機床的加工效率和零件加工精度都有重要影響。該零件右端由SR9的球頭面、R2mm的圓弧面、公稱直徑30mm螺距為1.5mm的外螺紋、兩端分別有兩個C2mm的倒角。中間有一個5mm的槽及一個3mm

10、的圓弧面左端由兩段直徑為32mm的外圓柱面和一段直徑為38mm的外圓柱面及一個C2倒角組成。左端內(nèi)孔有兩個C2mm的倒角、兩段直徑分別為24mm、20mm的內(nèi)圓柱面、公稱直徑20mm螺距為1.5mm的內(nèi)螺紋組成。</p><p>　　如下圖1-1零件圖所示。</p><p><b>　　圖1-1 零件圖</b></p><p>　　零件對表粗

11、糙度有較高的要求，表面粗糙度值為1.6µm。工件總長為103mm，最大回轉(zhuǎn)直徑為38mm的軸類零件，上偏差為0mm,下偏差為-0.039mm。軸的右端有球頭面、圓弧面、外螺紋。軸的左端有內(nèi)孔，孔里有公稱直徑為20mm的內(nèi)螺紋，右端有球頭面和螺紋不易裝夾，因此可用93°外圓車刀先加工左端外輪廓，然后加工內(nèi)孔，用直徑為18mm的鉆頭鉆孔，用鏜刀鏜孔，用內(nèi)螺紋刀加工內(nèi)螺紋。然后倒轉(zhuǎn)工件加工右端外輪廓，再用60°外

12、螺紋刀加工外螺紋。</p><p>　　在車削過程中先粗加工外輪廓，最后精加工時需要切削兩次，以去除毛刺，提高表面質(zhì)量。</p><p><b>　　2、工藝的處理</b></p><p><b>　?。?）毛坯選擇</b></p><p>　　長度為103mm，最大回轉(zhuǎn)直徑為38mm，因此可選擇Φ

13、40X105mm，材料為45鋼。</p><p>　?。?）數(shù)控加工前的零件預(yù)加工</p><p>　　零件毛坯在熱處理前先進行粗車加工，為數(shù)控車削加工工序提供可靠的工藝基準：用車床三爪卡盤裝夾零件，零件的內(nèi)孔、外圓以及所在端面均留0.8mm或1.6mm余量；數(shù)控編程任務(wù)書如下表1。</p><p>　　表1 數(shù)控加工工序卡</p><p>

14、　　年 月 日 </p><p>　　（5）數(shù)控車削加工工具</p><p>　　T01:93°外圓車刀；T04：93°內(nèi)孔車刀；T05：60°內(nèi)螺紋刀；T06：60°外螺紋刀。</p><p&

15、gt;　?。?）切削用量的選擇</p><p>　　切削用量主要考慮加工的尺寸精度和加工表面質(zhì)量的要求并兼顧提高刀具耐用度、機床壽命等因素。確定主軸轉(zhuǎn)速，粗車外輪廓600r/mm，精車外輪廓1000r/mm，粗車內(nèi)孔輪廓600r/mm，精車內(nèi)孔輪廓1000r/mm，車外螺紋250r/mm，車內(nèi)螺紋250r/mm，鉆孔500r/mm。粗車進給速度為f=0.2mm/r，精車進給速度f=0.15mm/r或f=0.1mm

16、/r。</p><p><b>　　三、數(shù)值的計算 </b></p><p><b>　　1、外螺紋的計算</b></p><p>　　外螺紋大徑：D=D-0.13P=30-0.13x1.5=29.805mm。</p><p>　　外螺紋小徑：D=D-1.3P=30-1.3x1.5=28.05mm。

17、</p><p><b>　　2、內(nèi)螺紋的計算</b></p><p>　　內(nèi)螺紋大徑：D=D-0.13P=20-0.13x1.5=19.805mm。</p><p>　　內(nèi)螺紋小徑：D=D-1.3P=20-1.3x1.5=18.05mm。</p><p><b>　　程序的編制</b></p

18、><p>　　采用手動編程，再編程的過程中要注意提高工作的效率為主，并且要保證工件的尺寸精度和表面質(zhì)量。</p><p><b>　　參考程序如下：</b></p><p><b>　　o1234</b></p><p>　　t0101（加工左端外輪廓）</p><p><

19、b>　　s600m04</b></p><p>　　g00x42.0z0</p><p>　　g01x-1.0f0.1</p><p>　　g00x42.0z2.0</p><p>　　g71u3.0r0.5</p><p>　　g71p10q20u2.0w0f0.2</p><p

20、>　　N10g00g42x28.0s1000</p><p><b>　　z0f0.1</b></p><p>　　x32.0w-2.0</p><p><b>　　z-32.0</b></p><p><b>　　x36.0</b></p><p&g

21、t;　　x38.0w-1.0</p><p><b>　　z-36.0</b></p><p>　　x36.0w-1.0</p><p><b>　　z-38.0</b></p><p>　　N20g00g40x41.0</p><p><b>　　g70p10q

22、20</b></p><p><b>　　g00x100.0</b></p><p><b>　　z100.0</b></p><p><b>　　m05</b></p><p>　　t0202（加工左端內(nèi)孔）</p><p><b&g

23、t;　　t0303</b></p><p><b>　　t0404</b></p><p><b>　　s600m04</b></p><p><b>　　g00x0z2.0</b></p><p>　　g71u3.0r0.5</p><p>

24、;　　g71p30q40u-2.0w0f0.2</p><p>　　N30g00g41z0</p><p>　　g01x20f0.15</p><p>　　x16.0w-2.0</p><p><b>　　z-30.0</b></p><p><b>　　z0</b><

25、/p><p>　　N40g40g00x0</p><p><b>　　g70p30q40</b></p><p><b>　　g00z100.0</b></p><p><b>　　x100.0</b></p><p><b>　　m05</

26、b></p><p>　　t0505（加工左端內(nèi)孔螺紋）</p><p><b>　　s350m04</b></p><p>　　g01x18.05z2.0f0.1</p><p>　　g92x18.05z-20.0f1.5</p><p><b>　　x18.85</b&g

27、t;</p><p><b>　　x19.25</b></p><p><b>　　x19.65</b></p><p><b>　　x19.805</b></p><p><b>　　g00z20.0</b></p><p>&l

28、t;b>　　x20.0</b></p><p><b>　　m05</b></p><p>　　t0101（加工右端外輪廓）</p><p><b>　　s600m04</b></p><p>　　g00x42.0z2.0</p><p>　　g71u3.0

29、r0.5</p><p>　　g71p50q60u0.5w0f0.2</p><p>　　N50g00g42x0s1000</p><p><b>　　g01z0f0.3</b></p><p>　　g03x18.0z-9.0r9.0</p><p>　　g01x22.0z-13.0</p&

30、gt;<p><b>　　z-9.0</b></p><p>　　x22.0z-13.0</p><p><b>　　w-10.0</b></p><p><b>　　x26.0</b></p><p>　　x30.0w-2.0</p><p&

31、gt;<b>　　w-21.0</b></p><p>　　x26.0w-2.0</p><p><b>　　w-8.0</b></p><p><b>　　x32.0</b></p><p><b>　　w-10.0</b></p><

32、;p>　　N60g00g40x41.0</p><p><b>　　g70p50q60</b></p><p><b>　　g00x100.0</b></p><p><b>　　z100.0</b></p><p><b>　　m05</b><

33、;/p><p><b>　　t0606</b></p><p><b>　　s250m04</b></p><p><b>　　g00x32.0</b></p><p><b>　　z-20.0</b></p><p>　　g01x30

34、.0z-23.0f0.2</p><p>　　g92x29.805z-50.0f1.5</p><p><b>　　x29.0</b></p><p><b>　　x28.55</b></p><p><b>　　x28.25</b></p><p>&

35、lt;b>　　x28.05</b></p><p><b>　　x28.05</b></p><p><b>　　g00x100.0</b></p><p><b>　　z100.0</b></p><p><b>　　m30</b>&l

36、t;/p><p>　　五、數(shù)控仿真加工操作</p><p>　　1、數(shù)控仿真系統(tǒng)的開啟及回原點</p><p>　　進如數(shù)控仿真系統(tǒng)界面——按操控面板上得“急?！卑粹o——按“系統(tǒng)啟動”——按“回原點”按鈕——按“Z”按鈕——按 “+”——按“X”——按 “+”——X,Z對應(yīng)的指示燈亮.即完成上述操作.</p><p>　　2、數(shù)控仿真工件裝夾及刀

37、具的選擇安裝:</p><p>　?。?）點擊工具欄上“定義毛坯”——設(shè)置直徑為40mmX105mm的45鋼圓柱毛坯——點擊“放置零件”——出現(xiàn)“選擇零件”對話框——點選擇毛坯——點“安裝零件”——出現(xiàn)“移動零件”對話框——點擊黃色“方向箭頭”——使毛坯外伸90mm。</p><p>　?。?）外圓車刀T01的選擇安裝：點擊工具欄上“選擇刀具”——出現(xiàn)“刀具選擇”對話框——選“1號刀位”—

38、—選擇“VBMT160402刃長為16mm刀尖半徑為0.2mm的35度菱形刀片”——選擇刀柄為93度外圓右向橫柄——點擊“確定”完成操作。T04內(nèi)孔車刀的選擇和T01的選擇流程基本是一樣的，只是刀位號是“4號刀位”。</p><p>　　（3）內(nèi)螺紋刀的選擇安裝：選擇刀位號5——選擇60度角的菱形刀片——選擇“內(nèi)孔刀柄”——點擊“確定”完成操作。</p><p>　　（4）外螺紋刀的選擇安

39、裝：選擇刀位號6——選擇60度角的菱形刀片——選擇“外圓刀柄”——點擊“確定”完成操作。</p><p>　　3、數(shù)控仿真刀具的對刀</p><p>　　（1）按“MDI”鍵——PROGRAM——鍵入T0101——按“EOB”鍵——按“INSERT”鍵——按“循環(huán)啟動”鍵，調(diào)出T01外圓車刀。</p><p>　?。?）將模式調(diào)到“手動模式”——按“主軸正轉(zhuǎn)”按鈕—

40、—車刀沿“Z軸負向以合適的背吃刀量切入”——保持X軸不變——按“主軸停止”——“測量”得X( )為直徑值——按“編輯”鍵——按“OFFSETSETING”鍵——點擊軟鍵“形狀”——在番號01區(qū)域輸入“X（ ）”——點擊軟鍵“測量”完成X軸的對刀——按“主軸正轉(zhuǎn)”——保持Z軸不變——X軸正向提刀——按“主軸停止”——點擊工具欄“測量”得Z（ ）——將“Z（ ）+2=Z-k”—— 在番號01區(qū)域輸入Z-k——點擊軟鍵“測量”完成Z軸的

41、對刀。</p><p>　　（3）內(nèi)孔車刀的對刀方式和外圓車刀是一樣的，在這里不再贅述。</p><p>　?。?）螺紋刀的X軸的對刀方式與外圓車刀一樣。在這里僅說一下Z軸的對刀：調(diào)到“手動方式”模式——按“主軸正轉(zhuǎn)”按鈕——調(diào)X,Z軸使螺 紋刀靠近圓柱有端面——調(diào)出手輪——調(diào)X,Z軸使刀尖剛好接觸右端面的外圓——按“OFFSETSETING”鍵——點擊軟鍵“形狀”—— 在番號04區(qū)域輸入

42、Z2.0——點擊軟鍵“測量”完成Z軸的對刀。</p><p>　　4、數(shù)控仿真程序的導(dǎo)入、試運行、首件試切及自動加工</p><p>　?。?）按“編輯”模式鍵——PROGRAM——點擊軟鍵“操作”——點擊軟鍵向右的黑色箭頭——點擊工具欄“DNC傳送”——選擇保存的程序——在操控面板上輸入O1000——點擊軟鍵“READ”——點擊軟鍵“EXEC”——程序被導(dǎo)入NC系統(tǒng)——呈現(xiàn)在CRT/MD

43、I操控面板上。</p><p>　　（2）按“自動運行”模式——按“試運行”——按“CUSTOM”鍵——按“循環(huán)啟動”鍵。如果不出現(xiàn)報警，則說明程序運行正常?？梢杂脕砑庸ち慵?lt;/p><p>　　為0.2mm的35度菱形刀片”——選擇刀柄為93度外圓右向橫柄——點擊“確定”完成操作。T04內(nèi)孔車刀的選擇和T01的選擇流程基本是一樣的，只是刀位號是“4號刀位”。</p>&l

44、t;p>　　（3）內(nèi)螺紋刀的選擇安裝：選擇刀位號5——選擇60度角的菱形刀片——選擇“內(nèi)孔刀柄”——點擊“確定”完成操作。</p><p>　?。?）外螺紋刀的選擇安裝：選擇刀位號6——選擇60度角的菱形刀片——選擇“外圓刀柄”——點擊“確定”完成操作。</p><p>　　（3）按“自動運行”模式——按單段——按“循環(huán)啟動”鍵——不停地按直道完成加工——測量——修正。</p&

45、gt;<p>　?。?）按“自動運行”模式——按“試運行——按“CUSTOM”鍵——按“循環(huán)啟動”鍵——自動加工。</p><p>　　六、仿真示意圖及UG實體圖</p><p><b>　　1、內(nèi)螺紋的加工圖</b></p><p><b>　　2、外螺紋的加工圖</b></p><p&

46、gt;<b>　　3、總體尺寸</b></p><p><b>　　實體圖</b></p><p>　　實操的刀具安裝及對刀操作</p><p>　　1、數(shù)控車刀在數(shù)控機床刀架上的安裝條件及要求：</p><p>　?。?）車刀刀尖和工件中心等高刀桿軸線和工件軸線垂直。如圖1-2所示：切槽刀的安裝時

47、，其刀刃和工件中心等高，其刀身軸線和工件軸線垂直。</p><p>　　圖1-2 刀具與工件的位置關(guān)系</p><p>　　合上機床電源開關(guān)，按下操控面板上的“系統(tǒng)啟動”鍵，帶系統(tǒng)界面穩(wěn)定后，機床回零點。用三爪卡盤按要求稍微加緊工件，待工件找正后，加緊工件。</p><p>　?。?）車刀安裝在刀架上，伸出部分不宜太長，伸出量一般為刀桿的1——1.5倍。伸出過長會

48、使刀桿剛性變差，切削時易產(chǎn)生震動，影響工件的表面質(zhì)量。</p><p>　　（3）車刀墊鐵要平整，數(shù)量要少，墊鐵應(yīng)與刀架對齊。車刀至少要用兩個螺釘壓緊在車刀架上，并逐個輪流擰緊。</p><p>　?。?）車刀刀尖應(yīng)與工件軸線等高，否則會因為基面和切削平面的位置發(fā)生變化，而改變車刀工作時的前角和后角的數(shù)值，當車刀刀尖高于工件軸線時，使后角減小，增大了車刀的后刀面與工件的摩擦；當車刀刀尖低于

49、工件軸線時，使前角減小，切削力增加，切削不順利。車端面時，車刀刀尖高于或低于工件中心，車削后工件端面中心處留有凸頭。使用硬質(zhì)合金車刀時，如不注意這一點，車削中心會使刀尖崩碎。</p><p>　?。?）車刀刀桿中心線應(yīng)與進給方向垂直，否則會使主偏角和副偏角的數(shù)值發(fā)生變化，如螺紋車刀安裝歪斜，會使螺紋牙型半角產(chǎn)生誤差。</p><p>　　2、外圓車刀的對刀操作</p><

50、;p>　?。?）對外圓車刀：在操控面板上按“手搖”鍵，搖動手輪，使外圓車刀靠近工件，先端平右端面。在操控面板上按“OFFSETTING”鍵，再按軟鍵“補償”——“形狀”在番號01所在的區(qū)域通過操控面板輸入Z0，按軟鍵“測量”完成Z軸的對刀。以一定的背吃刀量沿Z軸方向切入工件一部分，退出刀具合適的位置，用游標卡尺測量被切出的外圓表面為50.26mm，在上面的番號01區(qū)域輸入X50.26,按軟鍵“測量”完成X軸的對刀。</p&g

51、t;<p>　?。?）對內(nèi)螺紋刀：將控制模式調(diào)到手搖，搖動手輪，使螺紋刀刀尖靠近工件右端面，微調(diào)螺紋刀使刀尖與右端面平齊。在上面番號05區(qū)域內(nèi)輸入Z2.0，按軟鍵“測量”，完成Z方向的對刀。X軸的對刀方式和外圓車刀的對刀完全一樣。</p><p>　?。?）對外螺紋刀：將控制模式調(diào)到手搖，搖動手輪，使螺紋刀刀尖靠近工件右端面，微調(diào)螺紋刀使刀尖與右端面平齊。在上面番號06區(qū)域內(nèi)輸入Z2.0，按軟鍵“測

52、量”，完成Z方向的對刀。X軸的對刀方式和外圓車刀的對刀完全一樣。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　(1)楊老記 . 機械制圖. 北京:機械工業(yè)出版社, 1986</p><p>　　(2)余英良 . 數(shù)控加工編程及操作. 北京:高等教育出版社, 1989</p><p>　　(3)華茂發(fā)

53、 . 數(shù)控機床加工工藝. 北京:機械工業(yè)出版社,1991</p><p>　　(4)伍友德 , 李先躍 .車刀刃磨技術(shù)第二版. 北京:化學(xué)工業(yè)出版社, 1992</p><p>　　(5)陸劍中（上海理工大學(xué)）, 周志明（南京工程學(xué)院）. 金屬切原理與刀具. 北京:機械工業(yè)出版社,1994</p><p>　　(6)沈建峰 , 朱勤惠 . 數(shù)控加工生產(chǎn)實例. 北京: