数控毕业设计.docx
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数控毕业设计.docx
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数控毕业设计
数控毕业设计
设计题目:
三角形圆锥外螺纹加工
任务与要求:
熟悉并把握数控编程中坐标系与坐标原点、起始点的确定,以及程
序编制的相关知识。
从手工编程的角度动身,把握和运用加工运行轨
迹和节点尺寸的数学运算。
说明程序中使用的工件装夹、刀具类型、加工工艺、数控粗、精加
工的内容和先后顺序。
画出数控加工走刀路线图,注意刀具切入和切出的方法。
编制数控车削加工程序。
把握刀具、夹具的装夹与数控加工对刀等实际操作。
材料为硬铝
数控加工任务书
2011年3月10日
工艺处
数控编程任务书
产品零件图号
零件名称
三角形圆锥外螺纹
使用数控设备
FANUC数控车床
要紧工艺说明及技术要求:
1.数控车削加工零件上各部位轨迹曲线的尺寸精度达到图纸要求。
数控车削加工要求分为粗车加工和精车加工进行。
详见产品工艺卡片。
2.技术要求见零件图。
技术要求:
1、锐边倒角C1
2、未注公差尺寸按GB/1804-m
收到编程时刻
月日
经手人
编制
审核
编程
审核
批准
2011年03月10日
毕业设计进度打算表
日期
工作内容
执行情况
指导教师
签字
02.16
02.18
工艺分析
工艺处理
完成
03.02
03.03
加工刀具选择
数控加工工艺卡与切削用量选择
完成
03.04
机床刀具运行轨迹图与运行节点坐标
完成
03.06
03.07
数控加工程序单
使用设备、夹具、刀具与材料等
完成
03.08
03.09
数控加工任务书
数控系统辅助参数确定
完成
03.10
03.11
04.02
数控加工刀具安装
数控夹具与工件安装
完成
03.13
03.14
数控加工对到操作
设计小结、参考文献
完成
指导教师对进度打算实施情形总评
签名
年月日
本表评定学生平常成绩的依据之一。
摘要
本设计是利用UGX5.0来完成的一套完整的设计。
该说明书要紧描素了该零件的整体建模过程,系统的阐述了该零件的工艺分析,有具体的零件分析和工艺路线,对零件的加工工艺、刀具的选择、机床工装的选择等,分析明确,有完整的分析过程和加工方案,且加工工艺路线合理和满足要求。
我相信通过指导老师的指导和我们本组同学的共同努力还有全班同学们的关心,本次设计一定会使我们对实体零件的工艺分析和加工路线有了一定的深刻认识,对我们以后的工作和学习有专门大的关心。
关键词工艺分析刀具运行轨迹数控编程
一、工艺分析
1、零件结构分析
在数控车削中,此零件属于典型的外螺纹车削加工。
此零件的加工包括曲面加工、螺纹加工、槽加工。
零件形状轨迹尽管并不复杂,然而为了保证要有严格的尺寸要求,因此加工难度大,必需要保证零件的尺寸精度和几何精度。
2、零件精度分析
在数控加工中,零件的长度要求为40±0.1mm,零件的左端圆柱要求为Φ220-0.052,mm,零件的右端外螺纹长度要求为2000.1mm。
零件右端的平面是实现上述部位加工的基准,必须予以保证。
3、零件装夹分析
采纳数控车床三爪自动定心卡盘,依照对零件的分析可知那个工件需要一次装夹,螺纹轴一次装夹工件左侧,毛坯伸出45㎜,加工螺纹轴的左侧。
4、零件加工刀具分析
在零件的数控车削加工中,零件外圆粗加工应该使用外圆粗车刀,零件外圆精加工应该使用外圆精车刀、退刀槽加工,使用外圆切槽刀,外螺纹加工使用外螺纹车刀就能够满足加工要求。
5、定位基准分析
三角形圆锥外螺纹粗加工的轴向定位基准选择在Φ22外圆柱段的左端面,零件精加工的轴向定位基准选择在Φ22圆柱段的左端面。
螺纹轴的粗加工的轴向定位基准选择在Φ22外圆柱段的左端面,零件精加工的轴向定位基准选择在Φ22的外圆柱段的左端面。
6、毛坯余量分析
零件采纳棒料加工成形。
由于工件轮廓的切削余量不平均,在切削过程中会产生变形。
因此应该分别进行粗、精车加工。
7、数控车削加工方式分析
数控车削加工方式分为粗加工和精加工,详见零件数控加工工艺。
二、使用的设备、夹具、刀具与材料等
设备:
FANUC数控系统的数控车床上进行实际调试和加工。
夹具:
三爪自动定心卡盘等相关辅具。
刀具:
外圆车刀1把;
切槽刀1把(规格为外刀刃宽B=4mm);
螺纹车刀1把;
切断刀1把;
材料:
硬铝,毛坯尺寸为Φ25×50mm。
三、工艺处理
1、零件预备加工工艺
加工零件左端面的22外圆、4mm的槽与左端面的螺纹部分。
2、零件数控加工工艺
2.1数控车削加工时的零件装夹方式
三角形圆锥外螺纹分为粗车加工和精车加工,粗、精车加工时都采纳三爪自动定心卡盘装夹零件。
2.2三角形圆锥外螺纹数控加工工序
数控加工分粗车加工和精车加工两次切削进行,其工序如下:
①粗车加工:
使用外圆粗车刀,车削加工零件左端各部外圆与所在端面。
工件各部均留精车余量2mm。
②精车加工:
使外圆精车刀、切槽车刀,精车加工零件右端各部外圆型面与所在端面、再车螺纹退刀,达到所规定的要求。
③粗车加工螺纹:
使用刀尖圆弧半径R2外圆精车车刀,车削加工零件左端各部外圆与所在端面。
工件各部外圆型面与所在端面要求。
④精车加工:
使用刀尖圆弧半径R2外螺纹车刀,精车加工零件右端各部外圆型面与所在端的螺纹达到要求。
3、零件后续工艺
零件边缘去毛刺。
使用砂布去毛刺工作时,工件转速应取高些,砂布移动速度要平均。
去毛刺的方法是将砂布撕成条状,垫在锉刀下面进行(凹的圆弧面须用半圆锉)。
如此比较安全,而且去毛刺的工件表面质量也较好。
也可用手直截了当捏住砂布进行去毛毛刺,但如此不够安全。
四、零件安装、工件坐标系零件设定
1、确定装夹方案
为了保证加工精度,零件分为粗车加工和精车加工。
粗、精车加工时都采纳三爪自动定心卡盘装夹零件。
2、确定工件坐标系
在水平面内选定垂直于工件旋转轴线的方向作为X轴,规定远离工件旋转中心方向为X轴正方向。
一样选取产生切削力的轴线作为Z轴,规定刀具远离工件的方向作为Z轴的正方向。
五、数控加工工艺卡与切削用量选择
1、切削用量选择
在数控精车削加工中,加工材料为硬铝,硬度较低,切削力较小,切削用量可选大些,主轴转速、进给速度参见数控加工工序卡(表1)。
2、数控加工工艺卡
详见三角形圆锥外螺纹数控加工工序卡
表1三角形圆锥外螺纹数控加工工序卡
11年03月10日
机械厂
数控加工工序卡
产品名称或代号
零件名称
零件图号
工艺序号
程序编号
夹具名称
夹具编号
使用设备
车间
三爪自动定心卡盘
FANUC数控车床
工序号
工序内容
刀具号
主轴转速
n/(r.min)
进给速度
f/(㎜/r)
背吃刀量
ap/㎜
备注
1
车右端面
T01
600
0.2
1-2
手动
2
粗加工圆锥螺纹外圆及Φ220-0.052外圆,留0.4mm精车余量
T01
600
0.2
1-2
粗车
3
精加工圆锥螺纹外圆及Φ220-0.052外圆至尺寸
T02
800
0.1
0.2
粗车
4
车4mm×Φ14mm螺纹退刀槽
T03
400
0.08
4
精车
5
粗、精车圆锥螺纹至尺寸
T04
400
1.5
0.1-0.4
精车
6
切断工件,操纵工件总长(40±0.1)mm
T03
400
0.08
4
六、加工刀具选择
详见数控刀具结构及明细表(表2)。
表2三角形圆锥外螺纹数控刀具结构及明细表
11年03月11日
零件图号
零件名称
零件材料
数控刀具明细表
程序编号
车间
使用设备
硬铝
FANUC数控车床
刀具号
刀位号
刀具名称
刀具图号
刀具
刀补地址
换刀方式
加工部位
规格
长度/㎜
直径
长度
自动/手动
设定
补偿
设定
T01
1
外圆粗车刀
90°
手动
零件右端
T02
2
外圆精车刀
90°
手动
零件右端
T03
3
切槽刀
4mm
自动
零件外形
T04
4
螺纹车刀
60°
自动
零件内形
编制
审核
批准
年月日
共页第页
七、机床刀具运行轨迹图与运行节点坐标
表3三角形圆锥外螺纹左端刀具运行轨迹图及节点坐标
11年03月12日
机械厂
机床刀具运行轨迹图
比例
共2页
第1页
零件图号
零件名称
三角形圆锥外螺纹
程序编号
机床型号
数控车床
刀具号
T01
粗车、精车三角形圆锥外螺纹左端轨迹图及节点坐标值(表中个点均为绝对坐标值)
点
坐标(Z,X)
点
坐标(Z,X)
P1
(0,13.85)
P4
(-24.05,21.974)
P2
(-20.05,17.85)
P5
(-40.-,21.974)
P3
(-24.05,17.85)
备注
编程员
审核
八、数控加工程序单
表1数控加工程序单
零件名称:
三角形圆锥外螺纹加工
加工程序
说明注释
O0001
N10G40G99G80G21;
N20M03S600;
N30T0101;
N40G00XO,Z5;
N50G01Z0F0.2;
N60X22.4;
N70Z-45;
N80X26;
N90G00Z3;
N100X18.4;
N110G01Z-23.6;
N120X24;
N130G00Z3;
N140X14.4;
N150G01Z0;
N160G01X18.4Z-20;
程序号
设置初始状态
设置工件的主轴正转转速为600r/min
调用外圆车刀
刀具移动至进刀点
车至工件端面
车工件右端面
粗车Φ22mm外圆,留切断余量
刀具沿X方向退出
刀具沿Z方向退回
刀具沿X方向进刀
粗车圆锥螺纹外圆
刀具沿X方向退出
刀具沿Z方向退回
刀具X方向进刀
刀具车至工件端面
第二次粗车螺纹外圆
N170Z-23.6;
N180X24;
N190G00X100Z100;
N200M0M5;
N210T0202;
N220M3S800F0.1;
N230G00X13.85Z3;
N240G01Z0;
N250X17.85Z-20.05;
N260Z-24.05;
N270X21.947,C1;
N280Z-45;
N290X26;
N300G00X100Z200;
N310MOM5;
N320T0303;
N330G00X26F0.2;
N340G01X14F0.08;
N350G04X2;
N360G01X26F0.2;
N370G00X100Z200;
N380MOM5;
N390T0404;
N400M03S400;
N410G00X20X3;
N420G76P021160Q100R50;
N430G76X16.05Z-20R-2P975Q400F1.5;
N440X100Z200;
N450MOM5;
N460T0303;
N470M3S400;
N480G00X29Z-44;
N490G01X0F0.08;
N500X26F0.2;
N510G00X100Z200;
N520M30
粗车至台阶处
刀具沿X方向退出
刀具退回至换刀点
程序停、主轴停、测量
换外圆精车刀
设置精车用量
刀具移动至进刀点
精车至P1点
精车至P2点
精车至P3点
精车至P4点并倒角
精车Φ22mm外圆,留切断余量
刀具沿X方向退出
刀具退回至换刀点
主轴停、程序停、测量
换切刀槽
刀具移动至螺纹退刀槽处
车螺纹退刀槽
槽底暂停2秒
刀具沿X方向退出
刀具退回至换刀点
程序停、主轴停、测量
换螺纹车刀
车螺纹转速400r/min
车刀移至进刀点
设置螺纹参数,调用螺纹切削复合循环
设置螺纹参数,调用螺纹切削复合循环
刀具退回至换刀点
程序停、主轴停、测量
换切刀槽
设置切断转速
刀具移至切断处
切断工件
刀具沿X方向退出
刀具退回
程序终止
九、数控系统辅助参数的确定
刀具:
1号刀位→T1:
外圆车刀(可转换车刀);
2号刀位→T2:
外圆精车刀(可转换车刀);
3号刀位→T3:
切槽车刀(可转换车刀);
4号刀位→T4:
外圆螺纹车刀(可转换车刀);
刀补值未设定(加工中未使用刀具补偿)。
刀偏值未设定(加工中运用程序在起点处换刀)。
间隙补偿值为使用机床的间隙测量值。
快速运行值采纳数控系统默认值。
十、数控加工刀具的安装
车削外圆、车削台阶面、车削端面包括车削螺纹时各种类型车刀的安装与要求相同。
车刀安装的是否正确,将直截了当阻碍切削能否顺利进行和工件的加工质量。
因此车到安装后必须做到:
刀尖严格对准工件中心,以保证车刀前角和后脚不变,否则车削工件端面时,工件中心将会留下凸头并损坏刀具。
车刀刀杆应该与进给方向垂直,以保证主偏角和副偏角不变。
为幸免加工中产生振动,要求车道刀杆伸出的长度应该尽量短,一样不超过刀杆厚度的1~1.5倍。
最少要用刀台上的两个螺钉压紧车刀,同时要求轮番拧紧螺钉。
安装第一把外圆粗车刀,使用垫片来达到车刀刀尖时对准中心。
垫片一样用150~200㎜的钢片。
垫片要垫实,垫片的数量应尽量少。
正确的垫法是:
使垫片在刀头一端与四方刀架垂直于刀杆的右边对齐。
当车刀压紧后,试车削端面,观看车刀刀尖是否对准中心,否则应该重新调整垫片并进行试切,直到车刀刀尖对准工件中心。
安装第二把外圆精车刀,使用垫片来达到车刀刀尖时对准中心。
垫片一样用150~200㎜的钢片。
垫片要垫实,垫片的数量应尽量少。
正确的垫法是:
使垫片在刀头一端与四方刀架垂直于刀杆的右边对齐。
当车刀压紧后,试车削端面,观看车刀刀尖是否对准中心,否则应该重新调整垫片并进行试切,直到车刀刀尖对准工件中心。
安装第三把切槽车刀,使用垫片来达到车刀刀尖时对准中心。
垫片一样用150~200㎜的钢片。
垫片要垫实,垫片的数量应尽量少。
正确的垫法是:
使垫片在刀头一端与四方刀架垂直于刀杆的右边对齐。
当车刀压紧后,试车削端面,观看车刀刀尖是否对准中心,否则应该重新调整垫片并进行试切,直到车刀刀尖对准工件中心。
安装第四把螺纹车刀,使用垫片来达到车刀刀尖时对准中心。
垫片一样用150~200㎜的钢片。
垫片要垫实,垫片的数量应尽量少。
正确的垫法是:
使垫片在刀头一端与四方刀架垂直于刀杆的右边对齐。
当车刀压紧后,试车削端面,观看车刀刀尖是否对准中心,否则应该重新调整垫片并进行试切,直到车刀刀尖对准工件中心。
之后,再把外圆粗车刀换下,换上切槽刀,方法和安装外圆粗车刀的方法是一样的。
十一、数控夹具与工件装夹
1、工件的校正
由于三爪自动定心卡盘能够进行自动定心,因此当工件轴向长度不大同时加工精度要求不高时,能够不进行校正。
然而,当装夹较长的工件或者加工精度要求较高的工件时,因为远离三爪自动定心卡盘的工件端有可能与车床的轴心不重合,因此仍需进行工件的校正。
用划线盘校正工件外圆。
用划线盘校正工件端面。
用百分表校正工件外圆和端面。
2、三爪自动定心卡盘装夹工件
工件的装夹确实是工件在车床上或夹具中定位和加紧的过程。
用扳手插入小锥齿轮的方孔转动时,小锥齿轮带动大锥齿轮的背面时平面螺纹,卡爪背面的螺纹与平面螺纹啮合,因此当平面螺纹转动时,就带动三个卡爪同时作向心或离心运动。
关于质量较大,加工余量也较大的工作装夹,一样采取工件前端用三爪自动定心卡盘夹紧,工件后端用后顶尖顶紧的装夹方法。
关于加工精度要求较高的工件装夹,一样也采纳一夹一顶的方式装夹工件。
为了防止工件的轴向窜动,工件限位支承进行轴向定位。
用工件上台阶限位进行轴向定位。
十二、数控加工对刀操作(X、Z向)
在数控车削加工中,按程序坐标系中的坐标数据编制刀具(刀尖)的运行轨迹。
由于刀尖的初始位置(机床原点)与程序原点存在X向偏移距离和Z向偏移距离,使得实际的刀尖位置与程序指令的位置有同样的偏移距离,因此,须将该距离测量出来并设置进数控系统,使系统据此调整刀尖的运动轨迹。
最常用的方法确实是手动试切对刀。
对刀步骤如下:
第一对第一把刀:
外圆粗车刀。
(1)使数控机床返回机床参考点。
(2)用“手动”方式车削工件右端面。
(3)沿+X方向退刀,并停下主轴(不要在+Z方向上移动刀架)。
(4)选择数控车床操作面板中的“刀补”键或是“OFFSET”键,在相对应的刀号上输入Z=0。
(5)用“手动”方式车削工件外圆。
(6)沿+Z方向上退刀,并停下主轴(不要在+X方向上移动刀架)。
(7)测量车削后的外圆直径d。
(8)选择数控车床操作面板中的“刀补”键或是“OFFSET”键,在相对应的刀号上输入X=d。
第二把螺纹刀:
(1)使数控机床返回机床参考点。
(2)用“手动”方式车削工件外圆,车刀轻触工件外圆,之后再显示屏内输入坐标(0,0)
(3)沿+X方向退刀,并停下主轴(不要在+Z方向上移动刀架)。
(4)选择数控车床操作面板中的“刀补”键或是“OFFSET”键,在相对应的刀号上输入Z=0。
(5)用“手动”方式车削工件外圆,(轻微的碰一下,之后再显示屏内输入坐标(0,0)
(6)沿+Z方向上退刀,并停下主轴(不要在+X方向上移动刀架)。
(7)测量车削后的外圆直径d。
(8)选择数控车床操作面板中的“刀补”键或是“OFFSET”键,在相对应的刀号上输入X=d。
对第三把切槽刀:
(1)使数控机床返回机床参考点。
(2)用“手动”方式车削工件外圆,车刀轻触工件外圆,之后再显示屏内输入坐标(0,0)
(3)沿+X方向退刀,并停下主轴(不要在+Z方向上移动刀架)。
(4)选择数控车床操作面板中的“刀补”键或是“OFFSET”键,在相对应的刀号上输入Z=0。
(5)用“手动”方式车削工件外圆。
(6)沿+Z方向上退刀,并停下主轴(不要在+X方向上移动刀架)。
(7)测量车削后的外圆直径d。
(8)选择数控车床操作面板中的“刀补”键或是“OFFSET”键,在相对应的刀号上输入X=d。
第四把切槽刀:
(1)使数控机床返回机床参考点。
(2)用“手动”方式车削工件外圆,车刀轻触工件外圆,之后再显示屏内输入坐标(0,0)
(3)沿+X方向退刀,并停下主轴(不要在+Z方向上移动刀架)。
(4)选择数控车床操作面板中的“刀补”键或是“OFFSET”键,在相对应的刀号上输入Z=0
(5)用“手动”方式车削工件外圆。
(6)沿+Z方向上退刀,并停下主轴(不要在+X方向上移动刀架)。
(7)测量车削后的外圆直径d。
(8)选择数控车床操作面板中的“刀补”键或是“OFFSET”键,在相对应的刀号上输入X=d。
零件做完之后需要切断,安装切断刀之后不需要对对刀,直截了当切下即可。
完成上述操作,将保证车刀刀尖圆弧中心置于工件加工起点。
需要指出的是由于误差的存在,还不能保证现在的工件加工起点,必须通过首件试切或粗加工后测量尺寸,通过X方向和Z方向尺寸的相应调整,才能最终确定工件加工起点。
谢辞
在整个毕业设计过程中,我们的毕业设计终于完成了。
这2个月来,从开始接到设计题目到设计的完成,每一步对我们来说差不多上新的尝试与挑战,设计在王老师的细心指导和严格要求下顺利画上句号。
衷心感谢指导老师,本毕业设计是在她的尽心关怀和精心指导下完成的。
本设计能顺利的完成也归功与各位老师的认真负责,使我们能够专门好的把握和运用专业知识,并在设计中得一表达。
在此向吉林农业工程职业技术学院的机械工程系的全体老师表示由衷的谢意,感谢他们三年来的辛勤栽培。
在这次毕业设计过程中使我学到了专门多,我感到不论做什么事都要真真正正用心去做,才会使自己更加的成长,没有学习就不可能有实践的能力,没有自己的实践就可不能有所突破,期望这次的经历能让我们在以后的学习生活中不断成长与进步。
结束语
通过本次设计,我把握了钻孔,内、外圆,内、外切槽及内、外螺纹的编程及加工方法。
刀具运行轨迹及节点的运算也是重点。
但由于没有上车床进行操作,因此缺少实践体会。
紧张而又辛劳的毕业设计终止了,踉踉跄跄地忙碌了两个月,我的毕业设计课题也终将告一段落。
但由于能力和时刻的关系,总是觉得有专门多不尽人意的地点,譬如专门多工部,专门多加工顺序,加工方法……数不胜数。
但是,我又会有点自恋式地安慰自己:
做一件情况,不必过于在乎最终的结果,可贵的是过程中的收成。
以此语言来安抚我尚没平复的心。
毕业设计,也许是我大学生涯交上的最后一个作业了。
想借次机会感谢三年以来给我关心的所有老师、同学,你们的友谊是我人一辈子的财宝,是我生命中不可或缺的一部分。
我的毕业指导老师,尽管我们是一起努力开始毕设,但她却能以一位长辈的风范来容谅我的无知和冲动,给我不厌其烦的指导,特此感谢。
大学生活立即匆匆忙忙地过去,但我却能无悔地说:
“我曾经来过。
”大学三年,但它给我的阻碍却不能用时刻来衡量,这三年以来,经历过的所有事,所有人,都将是我以后生活回味的一部分,是我为人处事的指南针。
就要离开学校,走上工作的岗位了,这是我人一辈子历程的又一个起点,在那个地点祝福大学里跟我风雨同舟的朋友们,一路走好,以后总会是绚烂缤纷。
而当我快要完成老师下达给我的任务的时候,我看起来通过一次翻山越岭,登上了高山之巅,顿感心旷神怡,眼前豁然爽朗。
毕业设计时是我的专业课程知识综合应用的实践训练,这是我们迈向社会、从事职业工作前一个必不可少的过程,“千里之行始于足下”。
我今天认真地进行课程设计学会脚踏实地地迈开这一步,确实是为改日能稳健地在社会大潮中奔驰打下坚决的基础。
通过毕业设计,使我深深体会到干任何事都必须耐心、细致,不可操之过急。
通过这次设计使我不禁时刻提醒自己,一定要养成一种高度负责、一丝不苟的良好适应。
这次设计使我在工作作风上得到了一次难得的磨练!
参考文献
:
钱东东.有用数控编程与操作.北京大学出版社.2007
:
宋建武、曹志宏.数控技术基础与应用.北京大学出版社.2007
:
于英良.数控车削加工实训及案例解析.化学工业出版社.2007
:
段晓旭.数控车床操作与加工实训.电子工业出版社.
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