完整版数控车床毕业设计3943657.docx
《完整版数控车床毕业设计3943657.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《完整版数控车床毕业设计3943657.docx（41页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
完整版数控车床毕业设计3943657
学号：
淮北职业技术学院
毕业设计
设计题目：
1.数控车床轴类组合零件的加工设计
成绩：
1不及格2及格3中等4良好5优秀
系别：
机电工程系
班级：
级数控班
姓名：
指导老师：
陈之林
完成设计日期：
2012.05.
前言
随着信息技术在全球的迅猛发展，社会各行各业都发生了很大的变化，尤其加工制造业出现了喜人的局面，新的机械产品层出不穷，新的加工技术不断更新。
将成为生产战线技术骨干的高职院校学生需要全面了解和掌握机械加工的新技术。
随着科学技术和社会生产力的不断发展，各类机械产品更趋复杂，社会对机械产品的质量和生产效率也提出了越来越高的要求。
特别是在航空航天、军工、计算机等工业领域中，零件精度高，形状复杂，批量小，加工困难，劳动强度大，同时质量又难以保证，为了解决以上种种问题，便有了数控加工技术。
数控加工作为一种新技术，在许多加工业已得到广泛应用，为了更好地去适应现代化社会的需要，设计者在对于此零件的加工上，更加要求严格，由浅及深，彻底清晰地阐述与分析数控车床加工的具体方法，更好地为阅读者提供一些参考价值，更有利于初学者能够有目标、有方法地分析、加工一个合格的零件。
能够更好地提高初学者的动手能力和创造力。
本设计内容丰富，且通过具体的加工得到一些实际的方法和经验。
本设计共七章并带有附录，为参阅者对代码的理解提供了方便。
第一章图样及技术要求
第二章图样分析
第三章工艺分析
第四章编程要点
第五章加工工序卡
第六章工艺条件
第七章加工程序卡
本设计采用FANUCOi系统，并且有目的地介绍了FANUC的一些功能和在实际操作过程中的注意事项，并稍作介绍其它系统，可使参阅者有目的地掌握和了解。
本设计在进行加工之前进行了图样分析，在尺寸与公差的配合时尤其做了大量的数据计算，以便更有效地符合尺寸要求，并进行了尺寸链的具体分析，在技术要求方面尽量选用一些钳工的方式来达到表面粗糙度的要求。
在工艺分析方面进行了更加深入的探索，在考虑装夹，找正两个零件配合方法上有了具体的说明，工艺条件方面则选择了FANUCOI系统。
因为，随着现代化技术的发展，FANUCOi系统拥有更高的精度，更高的技术要求与功能，使加工精度进一步提高。
且在加工程序卡的设计方面采用了表格形式，并在每个程序段后附上了必要的说明，可使读者更好地去理解程序。
毛坯与去毛刺则安排的更具有特点，符合简约的要求。
这些为初学者提供了更多的信息和有效的学习方法。
本设计零件由实际加工完成，并经杨辉教授审核批准，由阜阳职业技术学院数控车间加工完成。
由于设计者水平有限，在设计中难免存在欠缺和错误，望广大读者予以批评指正。
设计者
第一章．图样及技术要求
1.1.设计题目图样技术要求
第二章.图样分析
2．1.图纸的幅面
2.2．图纸的标题栏
2.3.图线
2.4.尺寸
第三章．工艺分析
3.1.加工方案
3．2加工难点及分析
3.3加工方法与工步
3.4工艺方案
第四章．编程要点
4.1.数控编程的过程及种类
4.2.程序的格式及组成
4.3.编程要点
第五章．加工工序卡
第六章．工艺你件
6.1.机床的种类及选择…31
6.2.数控系统的选择…31
6.3.毛坯的选择…32
6.4.夹具的选择…35
6.5.刀具和切削参数的选择…37
6.6.量具、检具…39
6.7.工具、辅具和辅料…40
第七章．加工程序卡…42
设计心得…48
附录…49
参考文献…50
2010届数控专业毕业设计任务书
学生姓名：
学号：
班级：
09数控
设计内容
根据图纸（见附图）完成下列要求
一、图样及技术要求
1、设计题目：
数控车床轴类组合零件
（或数控铣床盘套组合零件）的数控加工设计
2、图样（手工画出1:
1零件图）
3、技术要求
二、分析图样1000字
三、工艺分析（7学时）
1、确定加工方案1000字
2、分析加工难点300字
3、分析加工方法、确定加工工步1000字
4、制订工艺方案
（1）制订工艺流程卡片
（2）划分工步
四、编程要点（包含实操要领，大于1000字）
五、制订加工工艺卡片（每道工序对应一个卡片，每个卡片写在一张纸上，大约10张纸）
六、工艺条件
1、选择机床（型号、加工范围等，）
2、选择数控系统（分析不同数控系统的特点）
3、选择毛坯（文字说明和图样）
4、选择夹具
5、选择刀具和切削参数（画表格）
6、选择量具、检具（画表格）
7、选择工具、附具和辅料（画表格）
七、编写加工程序卡（分工序编写）
八、撰写技术说明书
要求：
（1）包括以上七部分内容
（2）有图和文字说明（不少于40页）
（3）有封面（题目、作者、班级、学校、设计日期、设计时间、指导教师）和目录
（4）有前言（大于1000字，设计的目的、方法、采取的措施等）
（5）有设计心得（大于300字）
（6）有参考文献（专用1页）
九、加工零件，准备答辩
参考资料
《机械设计手册》《金属切削机床》《数控加工编程与操作》、《宏程序编程编程实例》《机床夹具设计》、《机械制造工艺学》《机械制造工艺与设计》等
工作路线
1阅读、理解设计任务书
2去新华书店、图书馆或网络，查阅收集相关资料。
3确定实现设计内容方案。
4完成开题报告
5进入设计阶段
6完成上述任务
时间进程
1、2011年6月30日选题结束
2、2011年8月31日完成查阅资料工作，初步完成整体方案的确定和文献综述大纲
3、进行毕业实习安排，继续收集资料。
4、2011年8月1日～2011年12月30日，完成开题报告；
5、2011年12月30日～2012年5月1日，进行毕业设计工作
6、2012年5月15日～2012年5月16日，毕业答辩
2011年12月20日
教研室主任签名：
年月日
附图：
1）数控车组合件
2）数控铣组合件
1.1.技术要求
利用代（符）号标注或文字说明，表达出制造检验和装配中应达到的技术要求。
如表面粗糙度、尺寸公差、形状和位置公差、热处理等。
一．表面粗糙度
加工零件时，刀具在工件表面上留下的刀痕及切削时表面金属塑性变形等影响。
在显微镜下可见高低不平的轮廓峰谷。
这种表面上具有较小间隙的峰谷的组成的微观几何形状特征称表面粗糙度。
轮廓算术平均偏差Ra是评定表面粗糙度的主要参数之一，Ra是在取样长度内轮廓偏差绝对值是算术平均值。
表1-3-1.表面粗糙度Ra参数标注
代号
意义
3.2
用任何方法获表面Ra最大允许值为3.2um
3.2
用去除材料方法获表面Ra最大允许值为3.2um
3.2
用不去除材料方法获取表面Ra最大允许值为3.2um
3.2
用去除材料方法获表面Ra最大允许值Ramax为3.2um,最小值Ramin为1.6um
二．尺寸公差与配合
互换性是指零件装配时，不需要经过任何标注和修配就能达到的装配要求的特征。
现代工业生产，要求零件具有互换性。
为了保证互换性就必须对零件尺寸规定一个允许的最大变动范围。
这个允许尺
寸的变动范围叫尺寸公差。
配合是指两个基本尺寸相同的，相互结合的盘类零件公差带之间的关系，由于在配合时，两者加工的实际尺寸不符合理论要求。
配合时松紧的程度不同可分为间隙配合、过盈配合和过度配合。
三．形位公差
经过加工的零件表面，不但有理论与实际的尺寸误差，也存在尺寸与位置的误差，对于精度要求较高的零件，要在图样设计时规定其表面形状和相互位置的误差，简称形位公差。
表1-3-2.形位公差的项目和符号。
分类
项目
符号
分类
项目
符号
形
位
公
差
直线
位
置
公
差
平行度
平行度
垂直度
圆度
同轴度
线轮廓线
位置度
圆柱度
圆跳动
面轮廓度
全跳动
第二章．图样分析
2.1.图的幅面
根据目标要求，表2-1为尺寸关系。
表2-1图纸基本幅面尺寸
幅面代号
B*L
a
A0
841*1189
25
10
A1
594*841
A2
410*594
A3
297*420
5
A4
210*297
据表2-1本设计图样图纸幅面的幅面代号A3B*L为297*420.
2.2.图纸的标题栏
标题栏的格式和尺寸应按GBT10609.1-1998的规定。
标题栏的位置应位于图纸的右下角。
下为本设计标题栏：
比例：
1：
1
材料45
J300
制图
校核
此标题栏可以直接得到很多信息，由具体需要而提取。
2.3.图线
机械图样中常用的线型名称，形式及应用见下表：
线型名称
图线形式
一般应用
实线
粗实线用作可见轮廓线
细实线用作尺寸线，尺寸界线，剖面线，引出线
虚线
不可见轮廓
点画线
用作轴线对称中心线
用作有特殊要求的线
双点画线
极限位置轮廓线，假想投影，轮廓线，中断线
双折线
断层的边界线
波浪线
断层边界线，视图与局部剖视图分界线
由图可知，此图样的作用用有实线、虚线、细点画线等，有可见轮廓线：
剖面线及一些不可见轮廓线。
在适当的位置用了恰当的类型。
故图样作图符合要求。
2.4.尺寸
一．尺寸标注的基本原则：
机件的真实大小应以图样上所注的尺寸数据为依据。
与图形的大小及绘图的准确度无关。
图样中的尺寸以mm为单位时，不需标注计量单位的代号或名称，如果要采用其他单位时，则必须注明相应的计量单位的代号或名称。
图样中所标注的尺寸，为该图样所示机件的最后完工尺寸，否则另加说明。
图样中的每一尺寸，一般只标注一次，并应该标注在反映该结构最清晰的图形上。
二．尺寸标注的三要素：
图样中的尺寸，一般由尺寸界限，尺寸线和尺寸数字组成。
线性尺寸的数字一般标注在尺寸线的上方，也允许标注在尺寸线的中断处。
三．图样上常用的符号和缩写词。
尺寸标注时，应尽可能使用符号和缩写词，见下表：
名称
符号或缩写词
名称
符号或缩写词
直径
正方形
半径
45°倒角
球直径
孔深
球半径
锪平
厚度
埋头空
三角形
均布
以上是该设计图样的分析过程。
第三章．工艺分析
分析零件图样和工艺要求的目的，是为了确定加工方法，制定加工计划，以及确认与生产组织有关的问题。
此步骤内容包括：
（1）.确定该零件应安排在哪类或哪台机床上进行加工。
（2）.采用何种装卡夹具或何种装夹方法。
（3）.确定采用何种刀具或采用多少把刀进行加工。
（4）.确定加工路线，即选择对刀点，程序起点（又称加工起点。
加工起点常与对刀点重合）走到路线，程序终点（程序终点常与程序起点重合）。
（5）.确定切削深度和宽度，进给速度，主轴转速等切削参数。
（6）.确定加工过程中是否需要提供冷却液，是否需要换刀，何时换刀等。
合理确定数控加工工艺对实现优质、高效和经济的数控加工具有极为重要的作用。
数控加工工艺性，涉及的内容很多：
1.对零件图纸进行数控加工的工艺分析。
在数控编程中，所有点、线、面的尺寸和位置都是以编程原点为基准的，因此零件图样上最好直接给出坐标尺寸，或尽量以同一基准引注尺寸。
2.零件结构工艺性分析：
零件的结构工艺性分析是指所设计的零件在能满足使用要求的前提下，制造的可行性和经济性。
下面是对数控加工零件的结构工艺性进行分析时应注意的几个问题：
（1）.零件的内腔和外形尽可能地采用图统一的几何类型和
尺寸，这样可以减少刀具的规格和换刀次数，有利于编程和提高生产率。
（2）.内槽圆角的大小决定了刀具的直径大小，因此内槽圆角不应过小。
3.1.加工方案：
根据此设计图样可知此零件形状复杂，且要求较高，因此采用三爪卡盘，且两头对调装夹，两头车削。
各端对调后，工件的右表面中心为加工原点，编程原点具体方案如下步骤：
一．加工件2左端，留有Ф25*30的工艺搭子。
说明：
此方案根据毛坯给予Ф50*80的要求加工出件2的左端，以保证其右端的尺寸要求，且工艺搭子为右端车椭圆的装夹提供方便。
二．调头夹前方案留下的工艺搭子，车椭圆并保证要求的余量。
三．车床置于手摇方式，手工切削断件2并保证尺寸符号要求。
（52mm）.
说明：
此方案要求手工切断，其目的在于要求操作者必须结合自己掌握机床的熟练程度及特点。
利用数控车床的坐标系保证尺寸要求。
四．加工件1的左端工件用G71与G70为加工并且保证左端留取Ф36*28的工艺搭子。
车椭圆并保证要求余量。
说明：
此方案是在车原有的基础上进一步加工，并且要求椭圆的加工只是粗车，留取了一定的加工余量，为车件1右端装夹留取方便，留下o36*28的要求。
五．加工40°槽与加工椭圆左端槽。
说明：
40°槽必须保证尺寸，且车椭圆左端槽为更方便加工椭圆，为了因装夹造成的误差的减小提供机会。
六．调头装夹方案4加工后的工件Ф36*28用Ф15的钻头钻个符合图样要求的尺寸。
说明：
用钻头钻个长度为32的深孔，保证下个方案镗孔时有着足够的尺寸，并且选用镗刀较合适为宜，且在加工孔时应注意其铁屑排放措施。
七．加工上方案留下的孔，且要精加工
说明：
此方案加工是为了在原有的内孔上进行一次扩车。
理由与目的在于使件2在旋入内，不会因孔底的狭窄而造成配合的不完全，并且为下个方案的车螺纹提供了足够的走刀路线，以免发生撞刀现象。
八．用螺纹复合循环加工内螺纹
说明：
此方案属于内部加工应注意退刀路线的选择，避免一些干扰的因素，且在加工此内螺纹时应注意，在对刀时，要内螺纹有着足够的空间，且在选刀时注意其刀柄与孔之间的关系，千万不能选择大于或正好，注意应小于孔的直径，采取有利于排屑的措施及退刀路线。
九．粗加工件1右端的椭圆，且留一定的加工余量。
说明：
此方案的加工是在配合的方案中进行的，要保证装夹，还要保证在精车时的进刀与退刀的适当所选的参数。
保证在加工中因配合的轻微抖动而造成的不良影响。
总之，此零件的加工方案，是根据其特点，有着更合适的方案和要求，应在实践中进一步改善，并尝试修改，本设计仅用于本设计使用或阅读者参考。
本设计的零件加工方案步骤有着不同的加工难点的要求，其分析如下：
3.2．加工难点
方案一，此加工是件2的左端，并且留于下一步所需工艺搭子，难点在于保证其尺寸要求。
方案二，在加工椭圆时，其切削的路径与参数要注意。
在装夹时工艺搭子的装夹尤为重要。
方案三，在手动切断的情况下，应注意其手摇的进给速度并且难点在于其尺寸的保证，应结合坐标系的显示进行车削。
方案四，在加工件1的左端时，难于其左端的一个球部分的加工，并且要保证其所要的表面。
方案五.40°槽的要求较高，不但要保证其角度的要求，而且注意切槽时的进刀路径选择。
方案六.钻头时铁削的排除，进给速度，孔的尺寸，排屑时注意用匀速进给且选用与孔直径差不多的直径。
方案七.镗孔及孔加工的退刀路线先用钻头钻Ф15的孔长度符合要求，再用镗刀把最小的孔镗接近尺寸，且要求其刀柄在孔内的空间应足够小于孔的空间，再加工循环加工所需形状。
方案八.孔内槽在加工时，其内槽的加工方法应用直刀切，且退刀应避内切槽的刀柄与孔的碰撞。
方案九.加工内螺纹时，切削速度与牙型配置。
方案十.件1右端椭圆其内孔装夹注意其在方案十一时工件旋入内的正确与找正的方便，在加工椭圆时应注意其进给速度，因为是粗加工，所有要注意留够一定的加工余量。
方案十一.在件2旋入件1时，找正并要求配合充分，应考虑到因振动而造成的振动误差。
本设计难点大致如此，具体应注意与实践相结合。
1.3.加工方法与共工步。
不同的方案与工序对应着不同的加工方法，加工方法的不同可以保证质量与要求，使其更接近。
本设计加工方案的顺序安排加工方法与确定加工工步。
其表格如下：
方案序号
加工方法
加工工步
一
1.用93°菱形外圆刀加工工件2右端
2.用60°外螺纹刀车螺纹
3.用93°菱形外圆刀车工艺搭子
1．调刀装夹
2.粗车件2左端
3.精加工
4.调刀、车螺纹
5.调刀车工艺搭子Ф25×30
二
用93°菱形外圆刀粗加工件2右端椭圆
1.调刀装夹，调头夹Ф25×30的工艺搭子
2.找正装夹，选择定位基准
3.粗车件2右端椭圆留1mm的加工余量
三
1.用手动方式切断工件
2.根据坐标显示保证尺寸
1．置到手动方式
2．用手摇调好进给倍率
3.在坐标显示Z-52mm
四
1.用93°外圆刀车件1左端形状
2.用复合循环加工
1.装夹找正
2.计算端面球部分尺寸
3.用G71粗加工
4.用G70精加工
五
用外切槽刀切两个外槽
1.加工40°的外槽
2.且椭圆左端槽
六
用钻头打个尺寸孔
1.找正选择定位基准
2.把钻头装在尾上
3.匀速手摇尾柄进给钻孔
七
1.用内孔镗刀镗孔
2.循环对孔进行加工
1.在刀架上装内孔镗刀
2.编程自动镗孔
八
用内切槽刀切孔尾部的内槽
1.选择内切槽刀
2.装夹内切槽刀
3.自动编程切槽
九
用60°内螺纹刀加工内螺纹
1.选择刀具
2.编制复合循环程序
3.切内螺纹
十
用93°外圆车刀粗加工件1右端椭圆
1.调头件1装夹
2.找正选择基准
3.调93°外圆车刀
十一
用93°外圆车刀加工件2旋入件1的椭圆
1.把件2旋入件1
2.调93°外圆刀
3.用宏变量精加工椭圆
3.4.工艺方案
数控车削轴工艺流程卡
工序号
工序内容
工步
车间
设备
工艺设备
一
1．车外圆
2．车螺纹
3．车工艺搭子
1．装夹工件，选择基准
2．调车外圆刀，车外圆
3．换切螺纹刀，切外螺纹。
4．换93°外圆刀，车工艺搭子
数控车间
数控车床FANUC-OI
三爪卡盘
顶尖尾锥
工序号
工序内容及简图
工步
车间
设备
工艺设备
二
1．车椭圆
2．手工切断
3．保证尺寸
1．调头装夹工艺搭子
2．找正选择基准
3．调外圆刀
4．粗车椭圆留余量要求手工切断
5．退刀
数控车间
数控车床FANUCseriesOImate-TC
CAK4085di
三爪卡盘
顶尖尾锥
三
1．加工阶梯形状外圆
2．加工槽
1．装夹毛坯
2．找正选择基准
3．调用93°外圆刀粗车除槽以外形状。
4．精车上步
5．调切槽刀
6．计算尺寸
7．退刀卸工件
数控车间
数控车床FANUC-OImate
三爪卡盘
顶尖尾锥
工序号
工序内容及简图
工步
车间
设备
工艺设备
四
1。
钻孔
1．把15mm的钻头装在尾锥上
2．手动匀速摇动24mm的孔
3．退钻头至安全位置
数控车间
数控车床
三爪卡盘
顶尖尾锥
五
1．用复合循环加工
1．调小孔直径的镗孔刀
2．标准对刀
3。
用G71复合循环粗加工
4．用G70精加工
5．退刀
数控车间
数控车床
三爪卡盘
顶尖尾锥
工序号
工序内容及简图
工步
车间
设备
工艺设备
六
1．加工内槽
2．加工内螺纹
1．调4mm宽刀柄直径小于15mm的内槽刀
2．对刀，切内槽
3．退内槽刀调螺纹刀
4．对刀，用符合循环切内内螺纹
5．退刀
数控车间
数控车床
三爪卡盘
顶尖尾锥
七
1．用93°外圆刀
2．进刀，用宏变量粗加工椭圆留1mm的精加工余量
3．退刀
数控车间
数控车床
三爪卡盘
顶尖尾锥
工序号
工序内容及简图
工步
车间
设备
工艺设备
八
1．把件2放入件1
2．精加工整个椭圆
1．把件2放入件1
2．找正选择基准
3．用宏变量精加工椭圆
4．校验补偿以至于保证尺寸
5．退刀卸工件
数控车间
数控车床
三爪卡盘
顶尖尾锥
第四章编程要点
数控车床的程序编制必须严格遵守相关的标准。
首要掌握一些编程基础知识，并充分了解其特点，才能更好地进行程序编制。
4.1数控编程的过程及种类：
1.数控编程的概念：
数控的程序加工不需要手工直接操作，而是严格按照一套特殊的命令，根据零件图样要求，编制数控机床识别的代码，并输入数控系统的全过程。
2．数控编程的种类。
不同的数控系统，甚至不同的数控机床，他们的零件加工程序的指令是不同的，编程是必须按照规定进行编程。
1〉手工编程：
编程过程依赖人工完成得称手工编程。
手工编程主要适用于编制结构简单，并可以方便使用数控系统替代各种简化指令的零件加工程序。
2〉手工编程一般过程：
A图样分析
B确定工艺过程
C计算加工轨迹和加工尺寸
D编写加工程序单和校验
E制作控制介质
F程序检验和适切削
2.自动编程：
计算机辅助编程是指编程人员使用计算机辅助设计与制造软件绘制软件会出零件的三维和二维图形，根据工艺参数选择切削方式，设置刀具参数和切削用量等相关内容，再经计算机处理自动生成数控加工程序。
由两者特点可知，本设计所采用的编程为手工编程。
而手工编程需要掌握一定的格式。
4.2程序的格式与组成
一个完整的数控加工程序由程序号，程序内容，程序结束三个部分组成。
1〉程序号，程序号位于程序主题之前，是程序的开始部分，每个程序都有程序号，一般有字母OP﹪,组成，后面紧跟数字，常有两位或四位数字。
2〉程序内容，程序内容部分是整个程序的核心部分，是有若干程序段组成，每个程序段表示一段加工信息。
3〉程序结束，程序结束是以程序结束未指令M02或M03来结束整个过程。
4.3编程要求：
一、直线与圆弧插补：
G00快速点定位指令：
G00指令使刀具是以点定位控制方式从刀具所在点快速运动到下一个目标位置，它只是快速点定位，而五运动轨迹要求。
指令格式：
G00X（u）_Z（w）_;
其中X，Z为绝对坐标值，u,w为为增量坐标值
G01直线插补指令：
指令格式：
G01X（U）---Z（W）----F-----；
F为进给速度。
G02∕G03圆弧插补
圆弧插补G02∕G03指令使用刀具相对工件以指令的速度以当前点向终点进行圆弧插补。
格式：
G02∕G03X（U）---Z（W）----R------F-----；
G02∕G03X（U）---Z（W）----I------K------F-----；
说明：
1〉G02∕G03是顺∕逆时针圆弧插补
3〉X（U）∕Z（W）-----为圆弧终点坐标
4〉R为圆弧半径，当圆弧所对圆心角为0--180º时R取正值时，当圆弧所对圆心角为180º--360º时，R取负值。
5〉I------K-----为圆弧圆心相对于圆弧起点的坐标增量。
其它指令和准备功能见表1.
二、符合循环。
下面只介绍本设计所用符合循环，其余请查阅相关书籍。
G71内外径粗车循环指令。
G71用于粗车圆柱棒料，以切除较多的加工余量。
格式：
G71U（⊿d）R（e）:
G71P（ns）Q（
升级会员 