刘杜潮 组合件数控车工艺设计与编程DOCWord文件下载.docx
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(2)电子文档:
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设计说明书。
3、工作方案
(1)选择并确定零件的数控车削加工内容;
(2)对零件图纸进行数控车削加工工艺分析;
(3)工具、夹具的选择和调整设计;
(4)工序、工步的设计;
(5)加工轨迹的计算和优化;
(6)数控车削加工程序的编写、校验与修改;
4、进度安排
(1)绘制零件图1周
(2)对零件图纸进行数控车削加工工艺分析1周
(3)工具、夹具的选择和调整设计1周
(4)数控车削加工程序的编写、校验与修改1周
目录
摘要1
1前言1
2数控车削加工工艺分析2
3零件分析3
3.1零件的特征3
3.2配合件加工工艺分析4
4零件的加工方案设计5
4.1零件的加工工艺分析5
4.2数值计算6
4.3工件参考程序6
5结论11
6参考文献11
7致谢12
作者:
指导老师:
(东莞职业技术学院11级机械制造与自动化2班,东莞 523320)
摘要:
数控加工零件已得到广泛应用,其加工范围广大是众所周知的,为提高加工效率和工件质量,正确选择数控编程技术、刀具材料、装夹方法、夹具选用和数控加工参数进行优选至关重要。
本文介绍了数控车床零件的加工方法和工艺分析。
数控车削加工是指在数控车床上,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。
数控车削加工工艺是采用数控车床加工零件时所运用的方法和技术手段的总称,工艺分析是数控车削加工的前期工艺准备工作。
工艺制定得合理与否,对程序的编制、机床的加工效率和零件的加工精度都有重要影响。
认真而详细地进行数控车削加工工艺分析是编制出一个合理的、实用的加工程序的基础。
最后以一零件加工为例对详细阐明数控和加工方案的工艺分析方法。
关键词:
数控车床;
车削加工;
工艺分析
1前言
数控车床又称为CNC(computernumericalcontrol)车床,即用计算机数字控制的车床,是国内使用量最大、覆盖面最广的一种数控机床。
CNC车床能加工各种形状不同的轴类、盘类即其它回转体零件。
数控车削加工工艺是采用数控车床加工零件时所运用的方法和技术手段的总和。
其主要内容包括以下几个方面:
(7)首件试加工与现场问题的处理;
(8)编制数控加工工艺技术文件;
数控加工工艺内容较多,有些与普通机床加工相似。
2数控车削加工工艺分析
工艺分析是数控车削加工的前期工艺准备工作。
为了编制出一个合理的、实用的加工程序,要求编程者不仅要了解数控车床的工作原理、性能特点及结构。
掌握编程语言及编程格式,还应熟练掌握工件加工工艺,确定合理的切削用量、正确地选用刀具和工件装夹方法。
因此,应遵循一般的工艺原则并结合数控车床的特点,认真而详细地进行数控车削加工工艺分析。
其主要内容有:
根据图纸分析零件的加工要求及其合理性;
确定工件在数控车床上的装夹方式;
各表面的加工顺序、刀具的进给路线以及刀具、夹具和切削用量的选择等。
(1)零件图分析:
零件图分析是制定数控车削工艺的首要任务。
主要进行尺寸标注方法分析、轮廓几何要素分析以及精度和技术要求分析。
此外还应分析零件结构和加工要求的合理性,选择工艺基准。
①尺寸标注方法分析
零件图上的尺寸标注方法应适应数控车床的加工特点,以同一基准标注尺寸或直接给出坐标尺寸。
这种标注方法既便于编程,又有利于设计基准、工艺基准、测量基准和编程原点的统一。
如果零件图上各方向的尺寸没有统一的设计基准,可考虑在不影响零件精度的前提下选择统一的工艺基准。
计算转化各尺寸,以简化编程计算。
②轮廓几何要素分析
在手工编程时,要计算每个节点坐标。
在自动编程时要对零件轮廓的所有几何元素进行定义。
因此在零件图分析时,要分析几何元素的给定条件是否充分。
③精度和技术要求分析
对被加工零件的精度和技术进行分析,是零件工艺性分析的重要内容,只有在分析零件尺寸精度和表面粗糙度的基础上,才能正确合理地选择加工方法、装夹方式、刀具及切削用量等。
其主要内容包括:
分析精度及各项技术要求是否齐全、是否合理;
分析本工序的数控车削加工精度能否达到图纸要求,若达不到,允许采取其他加工方式弥补时,应给后续工序留有余量;
对图纸上有位置精度要求的表面,应保证在一次装夹下完成;
对表面粗糙度要求较高的表面,应采用恒线速度切削(注意:
在车削端面时,应限制主轴最高转速)。
(2)夹具和刀具的选择:
①工件的装夹与定位
数控车削加工中尽可能做到一次装夹后能加工出全部或大部分代加工表面,尽量减少装夹次数,以提高加工效率、保证加工精度。
对于轴类零件,通常以零件自身的外圆柱面作定位基准;
对于套类零件,则以内孔为定位基准。
数控车床夹具除了使用通用的三爪自动定心卡盘、四爪卡盘、液压、电动及气动夹具外,还有多种通用性较好的专用夹具。
实际操作时应合理选择。
②刀具选择
刀具的使用寿命除与刀具材料相关外,还与刀具的直径有很大的关系。
刀具直径越大,能承受的切削用量也越大。
所以在零件形状允许的情况下,采用尽可能大的刀具直径是延长刀具寿命,提高生产率的有效措施。
3.零件图纸分析
3.1零件的特征
如图(图一、图二,三)示,工件毛坯尺寸为直径50mmx105mm,共2件,材料为45号钢,完成组合件中零件一、零件二、零件三的编程与加工,试分析数控车削加工工艺和编制程序。
图一
图二图三
零件配合件图
3.2配合件加工工艺分析
由图所示组合件总共由三个零件配合而成,由于零件二与零件三的长度尺寸较小,为了加工方便及节约加工时间,将零件二与零件三拼装成一个工件进行加工,只需选择毛坯为直径50x100mm的棒料,而零件一选择另外一件直径50x105mm的毛坯棒料。
加工顺序是先加工零件一,再加工零件二与零件三。
下面分别经行具体加工方案的设计和程序的编制。
4.零件的加工方案设计(以零件一为例)
4.1零件的加工工艺分析
该零件在数控车床上用三爪自定心卡盘夹紧定位,加工完工件一端后,需调头装夹。
(1)第一次装夹加工工序为:
①粗加工右边外轮廓(复合循环),留0.2mm精加工余量;
②精加工右边外轮廓;
③切外沟槽;
④车外螺纹M24。
(2)第二次装夹加工工序为:
①粗加工左边椭圆端面;
②精加工左边椭圆端面。
(3)下图分别为工件第一次与第二次装夹加工的走刀路线图。
第一次装夹第二次装夹
(4)零件一加工的刀具卡(下表1):
表1刀架的装夹与参数
序号
刀具号
刀具名称及规格
刀尖半径
数量
加工表面
备注
1
T0101
93度粗精外圆刀
0.4mm
外表面、端面
2
T0202
60度外螺纹车刀
外螺纹
3
T0303
B=3mm切断刀
0.3mm
切断、切槽
4
直径28mm麻花钻
(5)加工工序操作清单(下表2):
表2加工指令与参数
操作序号
工步内容
G功能
T刀具
切削用量
转速S(n)(r/min)
进给速度F(mm/r)
切削深度(mm)
主程序1
夹住棒料一头,留出长度大约75mm,调用主程序1(o0001)加工
自右向左粗车端面,外圆表面
G71
600
60
自右向左精车端面,外圆表面
G70
900
10
切外沟槽
G01
300
车螺纹
G92
5
切断
6
检测,校核
主程序2
工件调头,调用主程序2(o0002)加工
自右向左加工椭圆端面
800
加工直径48表面
4.2数值计算
(1)设定程序原点,以工件右端面与轴线的交点为程序原点建立工件坐标系;
(2)计算各节点位置坐标值;
(3)螺纹加工前轴径的大小D=24-0.2=23.8;
(4)当螺纹P=2时,差表得牙深h=1.299,则小径尺寸为21.4,分5次进给的吃刀量分别为0.9、0.6、0.4、0.1。
4.3工件参考程序(如下表)
程序号
o0001
程序
简要说明
N1
G00X150Z150
建立工件坐标系
N2
M03S600T0101
主轴正转,选择1号外圆刀
N3
G00X48Z2
快速定位,距端面2mm处
N4
G71U2R0.5
采用复合循环粗加工外轮廓
N5
G71P6Q17W0.2F60
N6
G01X0Z0
刀具对齐端面
N7
X21
加工端面
N8
X23.8Z-1.5
加工倒角C1.5
N9
Z-21
加工直径24mm外圆
N10
X28Z-33R2
加工锥形表面
N11
X34Z-43
N12
X38
平端面
N13
X40Z-44
加工倒角C1
N14
Z-58
加工直径40mm外圆
N15
X46
N16
X48Z-59
N17
Z-98
加工直径48mm外圆
N18
G00X150Z150M05
返回换刀点,停主轴
N19
M00
程序暂停
N20
M03S900T0101
换转速,主轴正转
N21
G70P6Q17
调用精加工循环
N22
N23
N24
M03S300T0303
换转速,主轴正转,换切槽刀
N25
G00X26Z-21
快速定位
N26
G01X20F40
切直径20mm的槽
N27
X24F80
N28
W1.5F50
N29
X21W-1.5
N30
G00X150Z150M05T0300
返回换刀点,停主轴,取消刀补
N31
N32
M03S300T0202
换转速,主轴正转,换螺纹刀
N33
G00X28Z2
快速定位至循环起点
N34
G92X23.1Z-19F2
加工螺纹
N35
X22.5
N36
X21.9
N37
X21.5
N38
X21.4
N39
N40
N41
换转速,主轴正转,换切断刀
N42
G00X50Z-101
快速定位至切断起点
N43
G01X0F20
N44
G00X50
径向退后
N45
N46
T0100
1号基准刀返回,取消刀补
N47
M30
程序停止
工件调头装夹,车椭圆轮廓
o0002---主程序2
M03S800T0101
G73U3R3
采用封闭轮廓循环指令粗加工外轮廓
G73P5Q17U0.5W0F60
G00X0Z2
加工椭圆表面
G01Z0
#1=0°
#2=0.1°
WHIE#1GT-90°
DO1
#3=40Sin#1
#4=-(30-30Cos#1)
G01X#3Z#4F50
#1=#1+#2
END1
椭圆表面加工完
X48Z-31
倒角C1
Z-35
车直径48mm外圆
返回刀具起点,停主轴
G70P5Q17
精加工椭圆表面
N64
5.结论
随着UG、MasterCAM、CAXA等先进的CAD\CAM软件的普及,为了提高零件的质量,精度和生产效率,根据拟定数控加工的步骤,选择加工刀具,数控加工参数,编制加工程序,是现代模具设计和数控加工的核心技术。
合理选择刀具材料、切削用量和切削液,可以提高不锈钢切削加工的生产效率和加工工件质量。
因此掌握数控加工技术非常必要。
本次设计通过对零件的加工工艺分析、数值计算和程序设计等环节使自己对数控车床零件加工及工艺设计有了更清晰的认识。
参考文献
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[13]陈海舟,数控铣削加工宏程序及应用实例,北京:
致谢
这次毕业设计在我自己的努力和老师的辛勤指导下,经过一系列的工作终于完成了。
通过此次设计使我感悟到了毕业设计的重要性和必要性,为我们能够更好地迈入工作岗位做了充分的准备,是我由学生向技术人员转变的重要过渡,所以我十分重视学校给我提供的这次学习和锻炼的机会。
在毕业设计规定的时间内,我做了大量的调查和研究,收集了较大的技术资料。
阅读了大量的专业文献,并将它们应用到了毕业设计当中,并在设计中进行了广泛的比例分析,研究和知道老师的耐心帮助下逐渐得到了解决,我学到了许多课本上没有学到的知识,把课本上的理论知识比较充分的运用到实践中,增强了对理论知识的理解和比较全面的掌握。
在综合训练中验证了自己所学到的专业知识,从而把理性的认识与感性的认识有机的结合起来,加深了对基础知识的掌握和对自己即将从事的工作进一步认识。
这次的综合训练学习,从总体上锻炼了自己动手动脑能力,提高了业务技能,从而把数控和机制工艺的知识结合起来;
更有效地提高对数控专业的知识结合起来;
更有效地提高对数控专业的认识和理解。
由于经验欠缺,不妥之处,恳请各位老师海涵并与予指正,以便于我以后更好的学习和工作,感谢老师给予我的指导。
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