数控车毕业设计讲解.docx
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数控车毕业设计讲解
XEIVICHUNANELECTRICALCOLLEGEOFTECHNOLOGY
毕
业设计
课
题：
螺纹轴工艺分析及编程
指导教师：
曹丹
学
生：
吴超
专
业：
数控
班
级：
-
13数控01
学
号：
湖南电气职业技术学院教务处制
二0一五年七月
摘要
随着计算机技术的高速发展，传统的制造业开始了根本性变革，各工业发达国家投入巨资，对现代制造技术进行研究开发，提出了全新的制造模式，从而产生数控技术。
数控技术是一门集计算机技术、自动化控制技术、测量技术、现代机械制造技术、微电子技术、信息处理技术等多学科交叉的综合技术，是近年来应用领域中发展十分迅速的一项综合性的高新技术。
它是为适应高精度、高速度、复杂零件的加工而出现的，是实现自动化、数字化、柔性化、信息化、集成化、网络化的基础，是现代机床装备的灵魂和核心，有着广泛的应用领域和广阔的应用前景。
随着中国加入世界贸易组织,全球制造业出现向中国转移的倾向，国内对数控加工的需求也呈现出持续增长的趋势，大批大量的生产加工逐渐普及，如汽交通工具与家用电器的零件，为了解决高产、优质的问题，多采用专用的工艺装备、专用自动化机床或专用的自动生产线和自动车间进行生产。
但是应用这些专用设备进行生产，生产准备周期长，产品改型不易，因而使产品的开发周期增长。
在机械产品中，但见于小批量产品占到70%~80%这类产品一般都采用通用机床加工，当产品改变时，机床与工艺装备均需作相应的变换和调整，而且通用机床的自动化程度不高，基本上由人工操作，难以提高生产效率和保证产品质量。
特别是一些曲线、曲面轮廓组成的复杂零件，只能借助靠模和仿形机床，或者借助划线和样板用于手工操作的方法来加工，加工精度和生产效率受到很大的限制。
由于数控机床综合应用了电子计算机、自动控制、伺服驱动、精密见车与新型机械机构等方面的技术成果，具有高柔型、高精度与高度自动化的特点，因此，采用数控加工手段，解决了机械制造中常规加工技术难以解决甚至无法解决的单件、小批量、特别是复杂性面零件的加工。
应用数控加工技术使机械制造业的一次技术革命，使机械制造业的发展进入了一个新的阶段，提高了机械制造业的制造水平，为社会提供了高质量、多品种及高可靠性的机械产品。
目前应用数控加工技术的领域已从当初的航空工业部门逐步扩大到汽车、造船、机床、建筑等民用机械制造业，并已取得了巨大的经济效益。
关键词：
数控技术自动控制电子计算机
摘要2
第一章零件加工工艺分析5
1.1零件图工艺分析5
1.1.1零件轮廓形状5
1.1.2零件尺寸要求5
1.1.3零件粗糙度和同轴度要求5
1.1.4毛坯6
1.2装夹方案分析与确定6
1.2.1夹具的选择6
1.2.2加工顺序6
1.3零件加工路线6
1.3.1右端路线6
1.3.2左端路线7
1.3.3左端螺纹路线7
1.3.4车内锥路线8
1.4确定加工参数8
1.4.1主轴转速9
1.4.2进给速度9
1.4.3背吃刀量9
1.5数控加工工序卡9
1.6编写加工程序10
1.6.1右端加工程序10
162左端加工程序12
第二章零件加工步骤14
1.1输入加工程序14
1.2进行对刀14
1.3自动加工并进行修调14
1.4完成所有步骤后最终形状14
结论15
参考文献16
Ra1.0
—l/Zi
10
25
A
70±0J
技术要求
1未注尺寸公差按GR3804-M
零件加丄表面二i不应肓划瘟、擦恢、
2诲损伤零件表面的缺陷
3去際韦刺飞边
4未注僵角G2
Q
第一章零件加工工艺分析
1.1零件图工艺分析
零件结构工艺性是指在满足使用要求的前提下零件加工的可行性和经济性，即所设计的零件结构应便于加工成型并且成本低，效率高。
对零件进行结构工艺性分析时要充分反映数控加工的特色，一定要把重点放在零件和毛坯图纸初步设计与设计定型之间的工艺分析性审查与分析。
典型轴类零件
材料
出例
圈号
45#^
1：
1
制圈
吴超
湖崩皂吒职业財学融?
控技木专业
审械—
图1-1
1.1.1零件轮廓形状
由图1-1得知零件有外圆、孔、沟槽、螺纹、圆弧，因此得知所需刀具类型有外圆车刀、外沟槽刀、外三角形螺纹刀、钻头、内孔车刀。
1.1.2零件尺寸要求
由图1-1得知最大外圆要求©45°-0.039。
另一外圆要求©30°-0.039，内圆©
240+0.033长度要求200+0.13,总长要求70±）.1
1.1.3零件粗糙度和同轴度要求
由图1-1得知外圆©40、©300-0.039要求Ra1.6，其余表面为Ra3.2，©30
的圆和©45的圆要求同轴度为©0.04,该零件需两次装夹，为保证同轴度，车右
端时应把©45的园一起车至长度52
1.1.4毛坯
毛坯选用45钢。
45钢为优质碳素结构钢，硬度不高，易切削加工，模具中常用来做模板，稍子，导柱等，但需进行热处理。
45钢广泛的用于机械制造，这种钢机械性能很好。
但是这是一种中碳钢，淬火性能并不好。
如果需要表面硬度，又希望发挥45号刚的优质性能，常将45号
钢表面淬火，这样就能得到需要的表面硬度。
1.2装夹方案分析与确定
1.2.1夹具的选择
由于毛坯为棒料，采用三爪自定心卡盘夹紧定位，因零件须进行两次装夹才能完成。
因左端有螺纹且©24的外圆长度又短不易装夹，所以先加工右端，再进行左端加工。
1.2.2加工顺序
在数控机床上加工的零件图形复杂多样，特别是轮廓有曲线的图形我们须对零件制定加工顺序，制定合格的顺序从而达到，质量优，效率高。
车削原则一般是先粗后精。
留精车余量逐步提高精度。
先近后远，毛坯离对刀点距离远短则是越近。
基面先行，基面一般是先加工处来的，因为零件其余尺寸都是以基准面进行测量，如果基准面没车好，就难以保证其余的尺寸。
1.3零件加工路线
由于每个零件结构形状不同，各表面的技术要求也有所不同，故加工时，其定位方式则各有差异。
一般加工外形时，以内定位，加工内形是又以外形定位。
因而可根据定位方式的不同来化分工序。
此为轴类零件，毛坯为圆棒料，考虑到既要编程简单，又要提高加工精度此零件可用G71加工出圆柱部分。
1.3.1右端路线
132左端路线图
133左端螺纹
134车内锥路线
1.4确定加工参数
数控编程时，编程人员必须确定每道工序的切削用量，并以指令的形式写人程序中。
切削用量包括主轴转速、背吃刀量及进给速度等。
对于不同的加工方法，需要选用不同的切削用量。
切削用量的选择原则是：
保证零件加工精度和表面粗糙度，充分发挥刀具切削性能，保证合理的刀具耐用度，并充分发挥机床的性能，最大限度提高生产率，降低成本
1.4.1主轴转速（n）
根据表查得，硬质合金刀具材料切削中碳钢件时，切削速度取100~130m/min,根据公式n=1000u（nd）及加工经验，并根据实际情况，本课题粗加工时主轴转速选取600r/min，精加工时主轴转速选取1000r/min，切槽时主轴转速选取200r/min。
切削速度参考表
零件材料
刀具材料
ap/mm
0.038~0.13
2.4~0.38
4.7~2.4
9.5~4.7
f/（mm。
r-1）
0.13~0.05
0.38~0.13
0.75~0.38
1.30~0.76
uc/（m.min'）
低碳钢
咼速钢
——
70~90
45~60
20~40
硬质合金
165~215
120~165
90~12
中碳钢
咼速钢
——
45~60
30~40
r15~20
硬质合金
100~130
75~105
55~75
灰铸钢
咼速钢
——
35~46
25~35
20~25
硬质合金
105~135
75~105
:
60~75
黄铜青铜
咼速钢
85~105
70~85
45~70
硬质合金
185~215
150~185
120~150
铝合金
咼速钢
70~105
45~70
[30~45
硬质合金
135~215
90~135
60~90
1.4.2进给速度（f）
粗加工是，为提高生产效率，在保证工件质量的前提下，可选择较高的进给
速度，粗车时一般取为0.3~0.5mm/r,精车时常取0.1~0.3mm/r,切槽时宜取0.05~0.1mm/r。
1.4.3背吃刀量@p）
在车床主体夹具刀具和零件这一系列刚性允许的条件下，进可能选取较大的
背吃刀量，以减少走刀次数提高生产效率。
本零件选取背吃刀量粗加工选取2mm,精加工选取0.2。
1.5数控加工工艺卡
程序编制是零件图纸到编制零件加工程序和制作介质的全部过程，整个程序由人工完成。
一台数控机床之所以能自动加工不同形状、不同尺寸、不同技术要求的零件，全在编制人员根据零件图的要求，在制定工艺的基础上，将每一把刀具每一次走刀的运动参数及工艺参数，按运动的顺序与所用机床规定的指令代码及程序格式编制成加工程序，输入到机床的数控装置，机床才能准确无误的加工出正确的零件。
工步
号
工步内容（走刀路线）
功匕匕G厶冃
T刀具
/、
切削用量
转速
/（mm.r-1）
进给速度
/（mm.r-1）
背吃刀量
/mm
1
夹住棒料一头，留出长度约45mm（手动加工），调出程序
2
粗精车右端面
G1
T01
600
0.3
3
粗车右端面外轮廓
G71
T01
600
0.3
2
4
精车右端外轮廓
G70
T01
1000
0.1
0.2
5
手动钻20的通孔
6
粗车右端内轮廓
G71
T02
400
0.3
2
7
精车右端内轮廓
G70
T02
700
0.1
0.2
8
调头加工左端，夹住右端©40的外圆
9
粗精车左端面
10
粗车左端外轮廓
G71
T01
600
0.3
2
11
精车左端外轮廓
G70
T01
1000
0.1
0.2
12
切外沟槽
G01
T03
350
0.05
0
13
车螺纹
G92
T04
500
2
1.6编写加工程序
程序号
编程系统
FANUCoi
序号
程序
简要说明
右端程序
N010
M3S600
主轴正转600r/min
N020
T0101
选择1号刀，并建立工件坐标系
N030
G00X100Z100
快速换刀点
N040
G00X51Z2
快速刀循环起点
N050
G71U2R2
G71粗加工循环N70到N120
N060
G71P70Q120U0.4W0.2F0.3
N070
G0X25
快速定位
N072
G1X30Z-0.5
倒角
N080
G1Z-22
加工©30的外圆
N090
G2X36Z-25R3
加工R3的倒圆角
N100
G1X40
N110
G1Z-35
加工©40的外圆
N112
G1X45Z-37.5
加工45度的斜角
N114
Z-52
加工©45的外圆
N120
X51
退刀
N122
G0X100Z100
N130
M05
主轴停止
N140
M00
程序暂停，对粗加工进行测量
N150
T0101
重新调入1号刀
N160
M03S1000
启动主轴，转速1000r/min
N162
G0G42X51Z2
N170
G70P70Q120F0.1
精加工循环
N180
G0G40X100Z100
退刀到换刀点
N190
M05
主轴停止
N200
M00
程序暂停
N210
T0202M3S400
调入2号刀
N220
G00X19Z2
快速刀循环起点
N230
G71U1.2R1
G71粗糙循环
N240
G71P250Q282U-0.4W0.2F0.2
粗加工循环从250到280
N250
G0X27
快速定位
N260
G1Z0
N270
X24Z-11.39
加工17度的内锥面
N280
Z-20
加工©24的内孔
N282
X19
N284
G0Z100X100
N300
M05
主轴停止
N310
M00
程序暂停，对零件进行测量
N320
T0202
重新调入2号刀
N330
M3S700
主轴正传，转速1000r/min
N332
G0G41X19Z2
N340
G70P250Q282F0.1
精车循环
N350
G0G40X100Z100
退刀
N360
M05
主轴停止
N370
M30
程序停止
左端程序
N010
M3S600
N020
T0101
建立工件坐标系
N030
G0X100Z100
N040
G00X51Z2
N050
G71U2R2
N060
G71P70Q132U0.4W0.2F0.3
N070
G00X19
快速定位
N072
G1X24Z-0.5
N080
G01Z-5
加工©24的外圆
N090
X26
C2倒角起点
N100
X29.8W-2
加工C2倒角
N110
Z-19
加工M30螺纹的大径
N120
X44
N130
Z-20X46
倒角C0.5
N132
X51
N134
G0X100Z100
N140
M05
主轴停止
N150
M00
程序暂停，对粗加工进行测量
N160
T0202
重新调入2号刀
N170
M3S1000
主轴正转1000r/min
N172
G0G42X51Z2
N180
G70P70Q132F0.1
精加工循环
N190
G00G40X100Z100
退刀
N200
T0303
换成3号切槽刀
N210
S350M3
主轴正转350r/min
N220
G00X48
快速定位
N230
Z-19
快速定位
N240
G01X24F0.05
切槽
N250
G04X1.0
槽底暂停一秒
N260
G00X48
快速退出
N270
X100Z100
退刀
N280
T0404M3S500
换4号螺纹刀
N290
G0X34Z2
车螺纹循环起点
N300
G92X29.1Z-16F2
粗精车螺纹
N310
X28.5
N320
27.9
N330
X27.5
N340
X27.4
N350
X27.4
N360
G00X100Z100
退刀
N370
M05
主轴停止
N380
M30
主程序结束
第二章零件加工步骤
1.1输入加工程序
1.开机先检查机床，一切没问题后在打开总电源，然后再打开数控系统的电源，早显示屏上应出现机床的初始位置，再检查面板上的按钮功能是否正常，若正常，就可以进行下一步操作。
2回零，开机正常后，机床首先应该是进行回零操作。
3输入加工程序。
1.2进行对刀
设定工件坐标，进行式切对刀，并按下主功能的补偿健，进行参数设置的状态，将所用各把刀具的刀偏量x.z输入刀具的参数库里面，完成对刀。
1.3自动加工并进行测量修调
1选择主功能的自动执行功能
2选择执行程序
3显示工件坐标
4按下启动按钮
5在加工过程中遇到紧急情况，应立马按下急停按钮
6加工完成，取下工件，清洁机床
1.4完成所有步骤后最终形状
结论
毕业设计是大学学习的一个重要组成部分，每一名大学生在毕业之前都必须完成一份毕业设计，它是对我们学习成果的综合性总结和检阅。
在老师耐心的指导下，经过半个多月的努力，我顺利的完成了一份毕业设计。
在做毕业设计的过程中我翻阅了大量相关知识，我更加完善了自己的专业知识，把以往没有学会的知识重新学会，把学过的知识再次温习了一遍，进一步的巩固了自己的专业知识。
两年多来通过对数控专业的学习，不仅学会了相关的专业知识，也使我更加认识到数控这个新兴的行业在现代工业中的重要地位，大量的高精度零件、配件离不开数控，高精度的模具设计更是离不开数控加工中心，随着经济的发展，社会的进步更加高科技的五轴、六轴联动加工中心已经出现，它能加工出更多以往无法加工出的模具。
本次毕业设计，在向指导老师请教及她的精心指导过程中，我深刻体会到老师认真负责的工作态度，严谨的治学精神和深厚的理论知识水平。
在此期间，我学到的不仅是我们的专业知识，还从中学习了许多待人处事的道理、方法，通过对老师们社会阅历的了解，对我们这些刚刚大学毕业的学生今后的生活和工作有了很大的帮助。
在设计的过程中我们遇到的小困难也是层出不穷，在对这些困难的解决中，同学们共同分析、探讨，无形中，不仅使我们之间的关系更加融洽，更培养了我们的团队合作精神。
通过此次毕业设计，我受益非浅。
这对于我以后的工作和生活都有很大的帮助。
参考文献
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【5】嵇宁加工编程与操作高等教育出版社；2008
【6】赵长明数控加工工艺及设备北京：
高等教育出版社；2003
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上海科学技术出版社；1993
【8】王爱玲数控机床加工工艺北京：
机械工业出版社；2006
2013
【9】温够萍《AutoCAD2010使用教程》北京北京理工大学出版社
【10】靖华数控加工技术高等教育出版社；2003
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