数车竞赛件的编程与加工工艺分析大学论文.docx

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数车竞赛件的编程与加工工艺分析大学论文

数车竞赛件的编程与加工工艺分析

【摘要】

随着现代制造业的发展，数控技术已经广泛的应用于工业控制的各个领域，尤其在机械制造业中应用十分的广泛。

而中国作为一个制造业的大国，掌握数控加工工艺和好的编程技术也是相当重要的。

数控技术也叫计算机数控技术，目前它是采用计算机实现数字程序控制的技术。

这种技术用计算机按事先存贮的控制程序来执行对设备的控制功能。

数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势。

鉴于企业数字化的趋势，我倍感觉数控技术的前景是一片光明的。

本课题以数控车床为案例，通过对技能工件进行加工工艺分析，从毛坯的选择，到最后加工完成，简单的向大家介绍数控技术。

首先是先对图纸进行分析，对加工尺寸及精度有个了解。

然后是工艺分析，为更好的加工零件而采用合适的加工步骤。

然后根据工艺要求进行刀具及刀具参数的选择和数控编程。

最后使用数控机床加工出对应的零件。

目录

引言1

一、零件加工前的准备2

（一）、图样分析2

（二）、毛坯选择2

（三）、工艺分析3

（四）、工艺卡片3

1、加工刀具卡3

2、加工工艺卡4

（五）、程序的编写4

（六）、加工所用的量具8

二、零件加工的过程10

（一）、输入程序10

（二）、装夹10

（三）、设置工件坐标系及对刀10

（四）、加工10

三、数控模拟仿真软件的应用11

（一）、模拟仿真软件界面11

（二）、毛坯的设置11

（三）、刀具的设置12

（四）、毛坯装夹12

（五）、回参考点13

（六）、关舱门13

四、零件加工的预期问题和解决方法14

总结15

参考文献16

谢辞17

引言

现在制造业在中国越来越发达，其中数控技术的发展也带动了制造业的发展，国家为了推动制造业的发展，需要培养很多机械方面的人才，所以学校方面对此也很重视。

数控加工工艺是数控编程与操作的基础，合理的工艺是保证数控加工质量、发挥数控机床效能的前提条件。

随着科学技术的不断发展，对机械产品的质量和生产率提出了越来越高的要求。

对机床的要求越来越高。

数控的优点是能够实现较高的加工精度，而且批量加工时不考虑刀具影响的话，尺寸一致性好，工人的劳动强度低，对工人的技术要求不高。

本文通过这个简单而又典型的案例，使理论知识与实际生产相结合，让我们的学习能力和实践能力得到很大的提高，在以后的工作中顺利实现自己技能的提升！

同时，我也希望大家读了我的论文对数控技术有一定的了解，希望对学数控专业的同学也有点启迪也帮助！

一、零件加工前的准备

（一）、图样分析

如图1-1所示要加工一个工件，首先必须先了解。

想要了解，那读图能力必须具备的。

图

图1-1零件图

如图1-1所示，该零件主要是由外圆、切槽、斜面、外螺纹、内孔等轮廓组成。

尺寸分析：

M30×2-6g外螺纹，大径为30mm，导程为2mm，6g则表示公差等级

4×2的槽，槽宽为4mm，槽深为2mm

Φ34的外圆上偏差为0，下偏差为-0,039mm，表面粗糙度为Ra3.2

Φ46的外圆上偏差为0，下偏差为-0.025mm，表面粗糙度为Ra1.6

Φ36的外圆上偏差为0，下偏差为-0.039mm，表面粗糙度为Ra3.2

Φ24的内孔上偏差为+0.033mm，下偏差为0，表面粗糙度为Ra1.6

Φ20的内孔精度要求不高，除粗糙度有要求的，其他地方便面粗糙度为Ra6.4。

零件长度为76±0.1mm。

（二）、毛坯选择

毛坯选择Φ48×120mm的铝材管料，孔径大小为Φ18mm。

由于工件的最大直径是Φ46mm，孔的最小直径是Φ20mm。

所以毛坯的直径略大于工件的最大直径，孔径应略小于工件的最小直径。

（三）、工艺分析

本技能工件还是比较典型的，看似比较简单的，但是没有加工经验的人想得到一个合格的零件还是有难度的。

因为工件的螺纹加工首先就是一个难点，螺纹加工需要用专用量具螺纹环规来进行检查。

还有工件的尺寸精度及表面粗糙度要求比较高。

为解决尺寸精度和表面加工质量的难点，我们采用粗精加工分开原则编制加工工艺，根据上述分析，制定一下加工步骤：

1、夹住毛坯，因为工件长度是76mm，所以毛坯的伸出长度85mm。

一般毛坯伸长量比工件长度长5mm-10mm的范围。

太小的话切断时，切断刀还有宽度的。

（切断刀的宽度一般3-4mm）太长的话，加工时易出现让刀现象，工件钢性减弱，工件加工精度会受影响，出现右端直径偏大，左端直径已经达标。

2、粗精车外形轮廓，保证外形的尺寸和表面粗糙度。

精加工余量留0.5mm，，最后一道加工的余量少，则加工精度高。

留太少的话粗加工可能就会出现过切，尺寸不易掌控。

螺纹处的直径理论值是Φ30mm，但是我们加工是可以略少0.1-0.2mm。

因为在螺纹加工时，牙型受到挤压，螺纹大径会偏大，这样不易螺纹环规的检测。

3、切槽刀切出4×2的槽。

切槽时首先测量切槽刀的宽度，因为如果不考虑切槽刀磨损的话，加工精度不容易保证。

4、车螺纹，保证螺纹环规通规进，止规不进。

螺纹的小径的计算方式是大径D-1.3P（P表示螺距）。

加工螺纹时要留引入和引出量，避免螺纹错牙。

5、保证长度切断。

切槽时首先测量切槽刀的宽度。

切断之后可以量一下总长，如果长了可以掉头装夹后手动光一刀。

保证总长度。

6、掉头装夹，由于外圆的表面粗糙度要求比较高，所以用铜皮包裹，保护已加工面的表面。

加工内孔，保证精度要求。

（四）、工艺卡片

1、加工刀具卡

表1-2加工刀具卡

刀具号

刀具规格

数量

加工内容

主轴转速（r/min）

进给速度（mm/r）

备注

T01

93°外圆偏刀

1

粗车外圆

精车外圆

600

800

0.1

0.05

T02

刀宽3mm切槽刀

1

切槽、切断

200

0.05

T03

螺纹刀

1

车螺纹

100

2

T04

镗刀

1

镗内孔

600

800

0.1

0.05

2、加工工艺卡如表1-3所示

表1-3工件加工工艺卡

工步号

工步内容

刀具号

刀具规格

主轴转速（r/min）

进给速度（mm/r）

备注

1

粗车外形轮廓、倒角、倒圆角，留加工余量0.5mm

1

93°外圆偏刀

600

0.1

2

精车外形轮廓至图纸要求

1

93°外圆偏刀

800

0.05

螺纹处外圆加工至29.8mm

3

加工4X2的槽

2

刀宽3mm的切槽刀

200

0.05

4

加工M30×2-6g的外螺纹至通规进止规不进

3

螺纹刀

100

2

5

切槽刀切断，保证总长为76mm

2

刀宽3mm的切槽刀

200

0.05

6

掉头装夹，粗加工Φ24和Φ20的内孔，留加工余量为0.5mm

4

镗内孔

600

0.1

7

精加工内孔至图纸要求

4

镗内孔

800

0.05

（五）、程序的编写

0001

N10T0101（外圆刀车外形轮廓）

N20M3S600

N30G0X50Z2

N40G73U9R9

N50G73P60Q160U0.5F0.1

N60G0X25.8

N70G1Z0

N80G1X29.8Z-2

N90Z-26

N100X34

N110Z-36

N120X46

N130Z-46

N140X36Z-56

N150Z-73

N160G02X30Z-76R3

N170GOX100Z100

N180M00

N190T0101（精车外圆）

N200M3S800

N210G0X50Z2

N220G71P60Q160F0.05

N230G0X100Z100

N240M00

N250T0202（切槽刀切槽）

N260M3S200F0.05M08

N270GOX32Z2

N280G0Z-25

N290G1X26

N300GOX34

N310G1Z-26

N320G1X26

N330G0X34

N340GOX100Z100

N350M09

N360M00

N370T0303（外螺纹刀车螺纹）

N380M3S100

N390G0X32Z2

N400G92X29Z-23F2

N410X28.4

N420X28

N430X27.7

N440X27.5

N45027.4

N460G0X100Z100

N460M00

N470T0202（切槽刀切断）

N480M3S200F0.05M08

N490G0X48Z2

N500Z-79

N510G1X0

N520G0X48

N530G0X100Z100

N540M09

N550M00

N560T0404（镗孔刀镗内孔）

N570M3S600

N580G0X16Z2

N590G71U1R1

N600G71P610Q650U-0.5F0.1（加工余量0.5mm应为负值）

N610G0X24

N620G1Z0

N630G1Z-22

N640X20

N650Z-76

N660G0Z2

N670G0X100Z100

N680M00

N690T0404（精镗内孔）

N700M3S800

N710G0X16Z2

N720G70P610Q650F0.05

N730G0Z2

N740G0X100Z100

N750M02

（六）、加工所用的量具

如图1-2所示是一种测量长度、内外径、深度的量具。

游标卡尺由主尺和附在主尺上能滑动的游标两部分构成。

主尺一般以毫米为单位，而游标上则有10、20或50个分格，根据分格的不同，游标卡尺可分为十分度游标卡尺、二十分度游标卡尺、五十分度格游标卡尺等。

游标卡尺的主尺和游标上有两副活动量爪，分别是内测量爪和外测量爪，内测量爪通常用来测量内径，外测量爪通常用来测量长度和外径。

图1-2游标卡尺

螺纹环规（通规和止规）如图1-3所示

螺纹环规使用时：

应注意被测螺纹公差等级及偏差代号与环规标识的公差等级、偏差代号相同,错用后将产生批量不合格品。

检验测量过程：

首先要清理干净被测螺纹油污及杂质，然后在环规与被测螺纹对正后，用大母指与食指转动环规，使其在自由状态下旋合通过螺纹全部长度判定合格，否则以不通判定。

图1-3螺纹环规

塞规（通规和止规）如图1-4所示

圆孔塞规做成圆柱形状，两端分别为通端和止端，,用来检查孔的直径。

它的最小极限尺寸一端叫做通端，最大极限尺寸一端叫做止端，常用的塞规形式如图所示，塞规的两头各有一个圆柱体，长圆柱体一端为通端，短圆柱体一端为止端。

检查工件时，合格的工件应当能通过通端而不能通过止端。

图1-4塞规

二、零件加工的过程

（一）、输入程序

手动输入程序，或者用存储器导入程序。

（二）、装夹

检查毛坯，三爪卡盘装夹，装夹工件伸出长度85mm。

（三）、设置工件坐标系及对刀

开机，回参考点。

装夹刀具，由于机床四工位刀架座，装入外圆刀、切槽刀和螺纹刀依次装入1、2、3号刀位。

以外圆定位，外圆刀手动车端面和外圆，工件坐标系设在工件的右端面轴线上。

将1、2、3号刀依次对刀，并将有关数值输入到刀具参数中。

（四）、加工

按程序走刀，粗加工外轮廓。

粗加工结束后用游标卡尺测量外圆直径，看看是否达到预计的大小。

若偏大或者偏小，可以设置偏置。

设置好了继续走刀，精加工。

精加工之后再次用游标卡尺进行测量，如果还是偏大，可以继续进行差补，直到达到尺寸精度要求。

加工完外形开始切槽，由于刀宽为3mm，所以4mm的槽需要切2刀。

切完槽进行测量，如有偏差，可以设置偏置，直到达到尺寸精度要求。

切完槽开始加工螺纹。

螺纹的加工需要用螺纹环规进行检查，直到螺纹环规通规可以旋进，止规旋不进为止。

螺纹做好了就可以切断，因为需要掉头加工。

切断时保证总长度。

掉头装夹时用铜皮包裹，防止出现划痕。

掉头装夹好之后，如果切断时长度长，可以手动再切一刀，达到精度要求。

镗刀装时应略微伸长一些，以防撞刀。

镗刀对刀完成后进行走刀，粗加工。

加工好了用游标卡尺进行测量。

如有偏差，可以设置偏置。

然后进行精加工。

加工完用塞规或者游标卡尺进行检测。

如有偏差，可以设置偏置，再次精加工。

直到达到尺寸精度要求。

卸下工件，清理机床，加工结束。

三、数控模拟仿真软件的应用

（一）、模拟仿真软件界面如图2-1

图2-1软件界面

（二）、毛坯的设置如图2-2

图2-2毛坯设置

（三）、刀具的设置如图2-3和图2-4所示

图2-3选择刀具

图2-4设置刀具参数

（四）、毛坯装夹如图2-5示

图2-5装夹工件

（五）、回参考点如图2-6所示

图2-6回零

（六）、关舱门加工如图2-7所示

图2-7加工

四、零件加工的预期问题和解决方法

该零件的加工过程要注意很多问题

、螺纹的的外圆可以略小0.1-0.2mm，因为在螺纹加工时牙型受到挤压，大径会略微变大。

在编程时已体现。

、在加工螺纹时，采用直进法加工螺纹，精度较高。

直进法加工螺纹，螺纹进给量呈递减趋势，因为进的越深，螺纹刀参加切削的面越大。

由于螺纹刀三面都参与切削，加工排屑困难，切削力和切削热增加，很容易出现扎刀和爆刀的现象，那么工件很容易报废。

、螺纹精加工时，可以通过添加补偿来实现精加工，也可以通过更改程序来实现精加工。

、螺纹加工时要留引入和引出量，避免螺纹错牙，螺纹加工深度为1.2-1.3P。

、装夹刀具时，车刀刀尖必须与主轴轴线线等高。

内孔镗刀可略高于主轴轴线。

镗刀的伸出量的考虑因素有需要加工的孔的深度和镗刀的钢性。

因为镗刀伸出量太大的话则钢性变弱，容易出现让刀现象，也有可能出现刀直接被挤歪了，这样又要重新对刀。

一般伸出量略大于加工深度就好。

总结

经过一个多月的实习，终于完成了毕业设计。

在这个过程中，我学到很多东西，不仅对零件的加工工艺有了进一步的了解，而且能把自己的所学运用到实际的工作中去，可以说学以致用。

这次自己完完整整的把一个零件做出来，而且尺寸还要达到图纸要求，我感到很有成就感。

因为加工一个零件，它有很多步骤，错了一个那么这个零件就报废了，所以我感觉做一个成功的零件也是很不容易的。

通过这次实践，提高了我的技能水平。

但这不是唯一的加工工艺，技术在更新，说不定以后我还会有更好的，更有效率的加工工艺，这就提醒我要不断学习新的技术，不断给自己高的要求，以便自己适应以后激烈的竞争！

学海无涯，只有不断学习才能不断进步。

参考文献

[1]XX网.度百科知识

[2]杨洪林.机械基础.械工业出版社.2004-3

[3]夏华生王其昌冯秋官翁民林.机械制图

[4]林艳华.机械制造技术基础.化学工业出版社.2010-3

[5]罗春华.数控加工工艺.北京：

北京理工大学出版社.2007年3月