数控车削零件的加工及仿真毕业设计论文管理资料.docx
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数控车削零件的加工及仿真毕业设计论文管理资料
本科毕业论文（设计）
题目数控车削零件的加工及仿真
学院理工学院
专业机械设计制造及其自动化
年级2009级
学号
姓名
指导教师
成绩
年月日
数控车削零件的加工及仿真
摘要：
数控技术是先进制造技术的基础，它的普及与应用，使制造业发生了巨大的变化。
数控技术的水平和普及程度，已成为衡量一个国家综合国力和现代化水平的重要标志。
数控技术的高速、高精加工技术可极大地提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。
而对于数控加工，无论是手工编程还是自动编程，在编程前都要对所加工的零件进行工艺分析，拟定加工方案，选择合适的刀具，确定切削用量，对一些工艺问题（如对刀点、加工路线等）也需要一些处理。
并在加工过程掌握控制精度的方法，才能加工出合格的产品。
关键词：
工艺分析加工方案进给路线刀具选择数控加工
Abstract：
Numericalcontroltechnologyisthefoundationofadvancedmanufacturingtechnology,anditspopularizationandapplication,causesthemanufacturingindustrytogreatchangeshavetakenplace.Numericalcontroltechnologylevelandpopularity,hasbecomethemeasureofanation'scomprehensivepowerandtheimportantsymbolofthelevelsofmodernization.Numericalcontroltechnologyofhighspeed,highprecisionmachiningtechnologycangreatlyimproveefficiency,improvethequalityandgradeoftheproducts,shortenproductioncycleandimprovethemarketcompetitionability.Forthenumericalcontrol（nc）machining,whethermanualprogrammingorautomaticprogramming,enrolledChengQianaretotheprocessingpartsprocessanalysis,drawsuptheprocessingplan,choosetherighttool,determinethecuttingdosage,forsometechnologyproblems（suchastheknifepoint,processingroute,etc.）alsoneedsometreatment.Andintheprocessofthemastercontrolaccuracymethod,canworkoutqualifiedproducts.
KeyWords：
industrialanalysis,workingscheme,Feedline,Toolselection,numericalcontrolmachining
1工艺方案分析
该零件表面主要由圆柱面、螺纹、内孔、圆锥面组成，尺寸标注完整。
图中以
的轴线为基准，考虑到Φ22内孔的加工所以必须以圆柱二端分别为基准进行二次装夹加工。
工件材料为45钢，毛坯为铸件。
机械加工前应进行正火处理来保证毛坯的质量。
从图纸上看，零件加工的关键是Φ22内孔和
的同轴度位置精度和外圆的表面粗糙度，应该进行多次加工，以保证加工精度。
零件Φ20内孔精度和粗糙度要求比较低，所以选择内孔为Φ20的铸件，尺寸为Φ50mm×80mm。
。
2工件的装夹
在制定零件加工的工艺规程时，正确的选择工件的定位的基准有着十分重要的意义。
定位基准选择的好坏，不仅影响零件加工的位置精度，而且对零件个表面的加工顺序也有很大的影响。
合理的选择定位基准是保证零件加工精度的前提，还能简化加工工序，提高加工效率。
1）基准重合原则。
为了避免基准不重合误差，方便编程，应选用工序基准作为定位基准，尽量使用工序基准，定位基准、编程原点三者统一。
2）便于装夹的原则。
所选的定位基准应能保证定位准确、可靠，定位夹紧简单、易操作，敞开性好，能够加工尽可能多的表面。
3）便于对刀的原则。
批量加工时在工件坐标系已经确定的情况下，保证对刀的可能性和方便性。
从零件图可以看出，该零件的加工以
圆柱的轴线为基准，又考虑螺纹加工和Φ22内孔的加工则必须以圆柱二端面分别为基准面进行二次装夹加工，但主要是以
圆柱的轴线为基准的统一的标准。
为了工件不至于在切削力的作用下发生位移，使其在加工过程始终保持正确的位置，需将工件压紧压牢。
合理的选择加紧方式十分重要，工件的装夹不仅影响加工质量，而且对生产率，加工成本及操作安全都有直接影响。
1）在三爪自定心卡盘上装夹。
三爪自定心卡盘的三个爪是同步运动的，能自动定心，一般不需要找正。
该卡盘装夹工件方便、省时，但夹紧力小，适用于装夹外形规则的中、小型工件。
2）在两顶尖之间装夹。
对于尺寸较大或加工工序较多的轴类工件，为了保证每次装夹时的装夹精度，可用两顶尖。
该装夹方式适用于多序加工或精加工。
3）用卡盘和顶尖装夹。
当车削质量较大的工件时要一端用卡盘夹住，另一端用后顶尖支撑。
这种方式比较安全，能承受较大的切削力，安装刚性好，轴向定位基准，应用较广泛。
4）用心轴装夹。
当装夹面为螺纹时再做个与之配合的螺纹进行装夹，叫心轴装夹。
这种方式比较安全，能承受较大的切削力，安装刚性好，轴向定位基准。
第一次装夹在左端30mm处，用三爪自定心卡盘夹持棒料，棒料的一端留出50mm圆柱，然后一次完成圆柱、槽、螺纹的粗车和精车加工。
第二次装夹用软爪，夹在右端20mm处，然后一次完成圆柱、圆锥、内孔的粗车和精车加工。
3零件加工的分析以及确定
零件的结构工艺性是指所设计零件在能满足使用要求的前提下制造的可行性和经济性，它包括零件整个工艺过程的工艺性，如铸造、锻造、冲压、焊接、热处理、切削加工等的工艺性，其涉及面广，具有综合性。
在不同的生产类型和生产条件下，同一种零件制造的可行性和经济性可能不同，所以，在对零件进行工艺性分析时，必须根据具体生产类型和生产条件，全面、具体、综合性分析。
在制订机械加工工艺规程时，主要进行零件的切削加工工艺性分析，它主要涉及如下几点：
1）工件应便于在机床或夹具上装夹，并尽量减少装夹次数。
2）刀具易于接近加工部位，便于走刀、退刀、越程和测量。
3）便于观察切屑情况。
4）尽量减少刀具调整和走到次数。
5）尽量减少加工面积及空行程，提高生产效率。
6）改善加工条件，便于加工，必要时应便于采用多刀、多件加工。
综上所述，根据加工工艺分析，从图样上看出，该零件加工内容为圆锥面、圆柱面、螺纹且都集中在外表面上。
尺寸精度、表面粗糙度不算高，但是在能达到加工方案要求且不浪费材料的情况下尽量做好每一步。
零件上表面比较精密表面的加工，常常是通过粗加工、半精加工和精加工逐步达到的。
对这些表面仅仅根据质量要求选择相应的最终加工方法是不够的，还应正确地确定从毛坯到最终成形的加工方案。
加工方案的选择原则是保证加工表面的精度和表面粗糙度的要求，由于获得同一级精度及表面粗糙度的加工方法一般有许多，因而在实际选择时，要结合零件的形状、尺寸大小和形位公差等要求全面考虑。
由于零件的加工内容为圆柱、圆锥、螺纹等，是常见的车削结构，考虑加工的效率和加工的经济性，最理想的加工方式为车削，考虑该零件为批量生产，加工设备采用数控车床，选用装有广州数控系统的GSK-980T机床。
1）工序1，制造毛坯，Φ50mm×80mm，内孔Φ20为的铸件。
2）工序2，热处理硬度为28~32HRC。
3）工序3，车削（第一次装夹）。
三爪自定心卡盘夹住棒料，棒料的一端留出50mm长度的圆柱，校平端面3mm，见光即可。
1 粗车Φ30mm×20mm、Φ36×25mm。
2 精车
×20，精车Φ36×25mm，并倒角C1。
3 切槽4×3
4 加工M36×2-6g的长16mm的螺纹。
4）工序4，车削（第二次装夹）：
用软爪夹住Φ30mm×20mm的圆柱棒料，校平端面保证总长。
1 粗车Φ400+×15，R3圆弧面，Φ460+×5，Φ42到Φ36圆锥面，镗Φ220+
2 精车Φ400+×15，R3圆弧面，Φ460+×5，Φ42到Φ36圆锥面，镗Φ220+，并倒角C1
5）工序5，检验。
按图要求检查各部。
6）工序6.，入库。
涂油入库。
4刀具及切削用量的选择
①粗、精车外圆：
（因为程序选用G71循环，所以粗、精选用同一把刀）硬质合金90度放型车刀，Kr=90度，Kr’=60度；E=30度，（因为有圆弧轮廓）以防于零件轮廓发生干涉，如果有必要就用图形来检验。
②镗孔：
选用90度硬质合金镗刀。
③槽刀：
选用硬质合金车槽刀（刀长12mm，刀宽4mm）。
④螺纹刀：
选用60度硬质合金外螺纹车刀。
其加工参数详情见表4-1、4-2。
表4-1左端刀具表
产品名称或代号
零件名称
用途
序号
刀具号
刀具规格名称
数量
加工表面
备注
1
T01
硬质合金90度放型车刀
1
粗、精车外轮廓
左偏刀
2
T04
硬质合金镗刀
1
精镗孔
表4-2右端刀具卡片
产品名称或代号
零件名称
用途
序号
刀具号
刀具规格名称
数量
加工表面
备注
1
T01
硬质合金90度放型车刀
1
粗、精车外轮廓
左偏刀
2
T02
硬质合金车槽刀
1
切槽
43
T03
60度硬质合金外螺纹车刀
1
粗、精车螺纹
其参数详情见表4-3.
表4-3切削用量选择
主轴转速S/（r/min）
进给量
F/（mm/r）
吃刀量
F/（mm/r）
背吃刀量
ap/mm
粗车外圆
800
100
1
精车外圆
900
100
精镗孔
900
100
外退刀槽
350
25
0
粗车外螺纹
100
精车外螺纹
150
5程序的编制
图5-1右端粗加工路线图
基点位置顺序如图5-2所示
图5-2右端基点顺序位置
点1坐标：
X=Z=
点2坐标：
X=Z=
点3坐标：
X=Z=
点4坐标：
X=Z=
点5坐标：
X=Z=
点6坐标：
X=Z=
点7坐标：
X=Z=
点8坐标：
X=Z=
点9坐标：
X=Z=
点10坐标：
X=Z=
加工程序单见表5-1.
5-1右端加工程序单
O0101
N1
G54X100Z100
设置工件坐标系
N2
M03S800T0101
主轴正转，换一号刀
N3
G00X50Z2M03
快速移动到加工起始点
N4
G01Z0
车端面
N5
X0
N6
G00X50Z2
回到起到点
N7
G71U2
外圆粗车循环
N8
G71P9Q15
N9
G00X28Z2
N10
G01Z0
N11
X30Z-1
倒Φ30外圆C1角
N12
Z-20
N13
X34
N14
X36Z-21
倒Φ36外圆C1角
N15
Z-45
N16
G70P9Q15S1200
精车外圆各尺寸
N17
G00X100Z100M05
回到换到点、主轴停止
N18
T0202M03S500
换2号刀，主轴正转
N19
G00X40Z-36
刀具快速移动到加工起始点
N20
G01X36
加工4×3退刀槽
N21
Z-40
N22
X40
N23
G00X100Z100M05
刀具返回到加工起始点，主轴停止
N24
T0303M03S500
指定3好刀具螺纹刀、主轴正转
N25
G00X40Z-18
刀具快速移动到加工起始点
N26
G92Z-36F2
螺纹加工第一次进刀
N27
螺纹加工第二次进刀
N28
螺纹加工第三次进刀
N29
螺纹加工第四次进刀
N30
螺纹加工第五次进刀
N31
G00X100Z100M05
刀具返回到加工起始点，主轴停止
N32
MO2
程序结束
见图5-3所示
图5-3左端粗加工路线进给图
基点顺序如图5-4所示
图5-4左端基点顺序位置
点1坐标：
X=Z=
点2坐标：
X=Z=
点3坐标：
X=Z=
点4坐标：
X=Z=
点5坐标：
X=Z=
点6坐标：
X=Z=
点7坐标：
X=Z=
点8坐标：
X=Z=
点9坐标：
X=Z=
点10坐标：
X=Z=
加工程序单见表5-2
5-2左端加工程序单
O0202
N1
G54X100Z100
设置工件坐标系
N2
M03S800T0101
换一号刀，主轴正转
N3
G00X50Z2
刀具移动到加工起始点
N4
G01Z0
车端面
N5
X0
N6
G00X50Z2
回到起刀点
N7
G71U2
外圆粗车循环
N8
G71P8Q16
N9
G00X44Z2
N10
G01Z0
N11
X40Z-1
N12
Z-15
N13
G02X46Z-18R3
N14
G01Z-23
N15
X42
N16
X36Z-30
N17
G70P9Q16S1200
精车外圆尺寸
N18
G00X100Z100M05
回到换到点、主轴停止
N19
T0404M03S500
换四号刀，主轴正转
N20
G00X50Z2
快速到加工起刀点
N21
G71
内孔粗镗循环
N22
G71P23Q26F100
N23
G00X26Z2
N24
G01Z0
N25
G02X22Z-2R2
N26
G01Z-20
N27
G70P23Q26
精镗内孔尺寸
N28
G00X100Z100M05
回到换到点、主轴停止
N29
M02
程序结束
6数控加工仿真
2定义毛坯
、、
、、
、
12.左端精加工
参考文献
[1][第2版][M].机械工业出版社，2006年.
[2]陆建中，[第4版][M].机械工业出版社，2005年.
[3][M].机械工业出版社，2004年.
[4]杨瑞成，[第2版][M].重庆大学出版社，2004年.
[5]崔洪斌，[中文版][M].人民邮电出版社，2009年.
[6]吴宗泽，罗圣国．机械设计课程设计手册[第3版][M].高等教育出版社，2006年.
[7][第八版][M].高等教育出版社，2006年.
[8]贾亚洲．金属切削机床概论[M].机械工业出版社，1996年．
[9][第2版][M].机械工业出版社，2000年.
[10][第3版][M].机械工业出版社，2008年.
[11][M].高等教育出版社，2003年.
[12][M].北京机械工业出版社，2004年.
[14][M].电子工业出版社，2005年.
[15][M].高等教育出版社，1991年.
[16][M].高等教育出版社，1996年.
[17][M].机械工业出版社，1994年.
[18]张秀珍，冯伟．数控加工课程设计指导．机械工业出版社，2012年．
致谢
历时将近一个月的时间终于将这篇论文写完，在论文的写作过程中遇到了无数的困难和障碍，都在同学和老师的帮助下度过了。
尤其要强烈感谢我的论文指导老师，她对我进行了无私的指导和帮助，不厌其烦的帮助进行论文的修改和改进。
在此向帮助和指导过我的各位老师表示最中心的感谢！
感谢这篇论文所涉及到的各位学者。
本文引用了数位学者的研究文献，如果没有各位学者的研究成果的帮助和启发，我将很难完成本篇论文的写作。
感谢我的同学和朋友，在我写论文的过程中给予我了很多你问素材，还在论文的撰写和排版灯过程中提供热情的帮助。
由于我的学术水平有限，所写论文难免有不足之处，恳请各位老师和学友批评和指正！
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