配合件的数控车加工工艺设计与编程毕业设计.docx
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配合件的数控车加工工艺设计与编程毕业设计
南京工程学院
毕业设计
作者：
系部：
机械制造系
专业：
数控技术与机械加工
题目：
轴套类零件的数控车削加工
指导者：
评阅者：
2021年11月
配合件的数控车加工工艺设计与编程
摘要
数控技术，是指用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或多台机械设备动作操纵的技术。
数控是先进制造技术的基础技术。
数控加工在现代化生产中显示出专门大的优越性。
数控加工确实是在对工件材料进行加工前，事前在运算机上编写好程序，再将这些程序输入到利用运算机程序操纵的机床指令性加工。
本次的课题确实是以螺纹配合件为例子，先用AutoCAD软件画出三个配合件的直观图,再运用斯沃数控仿真软件,选择FANUC-0i数控系统输入事前编好的程序来进行模拟加工。
通过仿真加工，详细描述了螺纹配合件的整个加工进程。
其中包括一些加工前预备工作：
分析零件的加工工艺；合理确信加工步骤；依照工艺分析和零件的形状特点进行刀具选择、主轴转速和进给速度的确信；最后依照安排的加工步骤和选择的刀具和夹具对零件进行仿真加工。
关键词配合件，编程，工艺，斯沃数控仿真
第一章绪论
数控加工技术在国内（外）的研究现状综述
从1952年美国麻省理工学院研发第一台数控机床到此刻已有近60年的历史。
依照电子器件的进展可分为五个进展时期：
电子管数控，晶体管数控，中小规模IC数控，小型运算机数控，微处置器数控；从体系结构的进展，可分为以硬件及连线组成的硬数控系统、运算机硬件及软件组成的CNC数控系统，后者也称为软数控系统：
从伺服及操纵的方式可分为步进电机驱动的开环系统和伺服电机驱动的闭环系统。
总之，数控技术的进展向着高速化，周密化，高效能化，系列化及复合化方向进展。
人类发明了机械，延长和扩展人的手脚功能：
当显现数控系统以后，制造厂家慢慢希望数控系统能部份代替机床设计师和操作者的大脑，具有必然的智能，能把特殊的加工工艺、治理体会和操作技术放进数控系统，同时也希望系统具有图形交互、诊断功能等。
装备工业的技术水平和现代化程度决定着整个国民经济的水平和现代化程度，数控技术及装备是进展新兴高新技术产业和尖端工业（如信息技术及其产业、生物技术及其产业、航空、航天等国防工业产业）的使能技术和最大体的装备。
马克思曾经说过“各类经济时期的区别，不在于生产什么，而在于如何生产，用什么劳动资料生产”。
制造技术和装备确实是人类生产活动的最大体的生产资料，而数控技术又是现今先进制造技术和装备最核心的技术。
现今世界各国制造业普遍采纳数控技术，以提高制造能力和水平，提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力。
另外世界上各工业发达国家还将数控技术及数控装备列为国家的战略物资，不仅采取重大方法来进展自己的数控技术及其产业，而且在“高精尖”数控关键技术和装备方面对我国实行封锁和限制政策。
总之，大力进展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国家加速经济进展、提高综合国力和国家地位的重要途径。
数控技术是近代进展起来的一种自动操纵技术，机械加工现代化的重要基础与关键技术。
数控机床是制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础，是国防工业现代化的重要战略装备，是关系到国家战略地位和表现国家综合国力水平的重要标志。
本论文设计的内容
本人的设计课题是配合零件的数控加工工艺与编程。
本次毕业论文要紧包括以下内容：
1）零件的加工工艺的分析
2）数控加工工序卡片的制定
3）零件的数控加工程序编制
4）完成程序仿真运行与调试
第二章零件数控加工工艺
零件结构工艺性是指在知足利用要求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而且本钱低、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，必然要把重点放在零件图纸和毛坯图纸初步设计与设计定型之间的工艺性审查与分析上。
零件图的工艺分析
分析零件图
配合零件1
这是一个典型的球形工件，这是由一个球体、圆锥体、和内孔内螺纹等加工内容。
依照车削工艺分析要先把球体及圆锥体加工出来，再调头加工内孔内螺纹等。
如此一来问题就来了，因为球体是圆的若是依照通常的做法是，调头用三爪卡盘装夹。
但三爪卡盘是不能把圆球夹牢的，而且会把球体夹坏。
可是若是该工件先做内孔、内螺纹、外圆锥体，然后再调头装夹车削圆球。
因为圆锥体一样也是不能装夹牢固的，显然用一般的方式是不能完成该工件的车削。
因此需要研制出一套夹具来辅助加工。
1.图纸及加工性能
一、第一加工一个锥体底座，那个锥体与数控车床的主轴孔的锥孔是相一致的也确实是说只要把锥体底座插入车床主轴孔，就可连成一体传递动力及转矩。
具体形状如以下图
配合零件2
工件锥体底座的加工工艺：
装夹材料，伸出150MM长，一夹一顶。
车外圆，车圆弧，车外圆锥，车外圆。
然后调头把外圆锥插入车床主轴孔，钻孔，车内孔，再车止口位和轴肩。
然后在加工中心钻孔和攻丝。
二、加工第二个工件法兰套（90º锥形件），那个法兰套带有90°的锥孔，具体形状及加工工艺如以下图：
配合零件3
配合零件3法兰套（90º锥形件）的加工工艺：
装夹材料，伸出45MM长，车端面。
钻中心孔，用Ø22麻花钻钻孔，钻穿，车外圆Ø75长40MM。
调头车内孔，再车出内止口位。
然后在加工中心钻孔和钻沉孔。
用内六角螺丝把第一个工件连接在一齐，然后把外圆锥插入车床主轴孔再车第二件的外圆，槽，和外螺纹。
配合零件4
依照被加工零件的外形和材料等条件，选用FANUCOI标准（平床身前置12方刀架）数控车床。
2.1.3确信零件的定位基准和装夹方式
配合零件2的定位基准和装夹方式。
1）右外轮廓加工
定位基准：
确信零件轴线和右端面为定位基准；装夹方式：
用三爪卡盘夹持。
2）左外轮廓加工
定位基准：
确信零件轴线和左端面为定位基准；装夹方式：
用三爪卡盘夹持。
配合零件3的定位基准和装夹方式。
1）右外轮廓加工
定位基准：
确信零件轴线和右端面为定位基准；装夹方式：
用三爪卡盘夹持。
2）左外轮廓加工
定位基准：
确信零件轴线和左端面为定位基准；装夹方式：
用三爪卡盘夹持。
配合零件4的定位基准和装夹方式。
1）右外轮廓加工
定位基准：
确信零件轴线和右端面为定位基准；装夹方式：
用三爪卡盘夹持。
2）左外轮廓加工
定位基准：
确信零件轴线和左端面为定位基准；装夹方式：
用三爪卡盘夹持。
2.2加工线路的工艺分析
2.2.1加工线路的确信
由于每一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，其定位方式那么各有不同。
一样加工外形时，之内形定位；加工内形时又之外形定位。
因此可依照定位方式的不同来划分工序。
配合零件2选用选用35°菱形外圆车刀，车工件的外轮廓，车右端，车至18mm处。
用刀宽为4mm的切槽刀，车槽宽为8mm的槽。
用Φ20的钻头，钻Φ20的通孔。
用°菱形内孔车刀车内圆，车至处。
配合零件2选用选用35°菱形外圆车刀，车工件的外轮廓，车左端，车至10mm处。
用°菱形内孔车刀车内圆，车至5mm处。
配合零件3左侧用Φ10mm的钻头，钻Φ12mm，深17mm的孔。
用°菱形内圆车刀车内圆，车至15mm处，用刀宽为4mm的内孔切槽刀，车槽宽为4mm的内孔槽。
用60°的内孔螺纹车刀车大径为，螺距为2mm，长度为13mm的螺纹，螺纹切入角度为45°。
选用35°菱形外圆车刀，车工件的外轮廓，车左端，车至15mm处。
配合零件3右边选用35°菱形外圆车刀，车工件的外轮廓椭圆面，车右端，车至处。
配合零件4右边选用35°菱形外圆车刀，车工件的外轮廓，车右端，车至54mm处。
用刀宽为4mm的切槽刀，车槽宽别离为4mm、5mm的槽。
用60°的螺纹车刀车深，螺距为2mm，长度为12mm，直径Φ16mm的螺纹，螺纹切入角度为45°
配合零件1左侧选用35°菱形外圆车刀，车工件的外轮廓椭圆面，车右端，车至35mm处。
切削用量的确信
1）配合零件2右边钻孔时，主轴转速n=600r/min,进给速度f=r。
粗车内轮廓时，主轴转速n=800r/min,背吃刀量ap=2mm，进给速度f=r，精车内轮廓时，主轴转速n=1000r/min,进给速度f=r。
粗车外轮廓时，主轴转速n=800r/min,背吃刀量ap=2mm，进给速度f=r。
精车时，主轴转速n=1000r/min，进给速度f=r。
切外槽时，主轴转速n=600r/min，进给速度f=r。
2）配合零件2右边粗车内轮廓时，主轴转速n=800r/min,背吃刀量ap=2mm，进给速度f=r，精车内轮廓时，主轴转速n=1000r/min,进给速度f=r。
粗车外轮廓时，主轴转速n=800r/min,背吃刀量ap=2mm，进给速度f=r。
精车时，主轴转速n=1000r/min，进给速度f=r。
3）配合零件3左侧钻孔时，主轴转速n=600r/min,进给速度f=r。
粗车内轮廓时，主轴转速n=800r/min,背吃刀量ap=2mm，进给速度f=r，精车内轮廓时，主轴转速n=1000r/min,进给速度f=r。
切内槽时，主轴转速n=600r/min,进给速度f=r。
车内螺纹时，主轴转速n=600r/min,进给速度f=r。
粗车外轮廓时，主轴转速n=800r/min,背吃刀量ap=2mm，进给速度f=r。
精车时，主轴转速n=1000r/min，进给速度f=r。
4）配合零件3右边粗车外轮廓时，主轴转速n=800r/min,背吃刀量ap=2mm，进给速度f=r；精车时，主轴转速n=1000r/min，进给速度f=r。
5）配合零件4右边粗车外轮廓时，主轴转速n=800r/min,背吃刀量ap=2mm，进给速度f=r；精车时，主轴转速n=1000r/min，进给速度f=r。
切外槽时，主轴转速n=600r/min，进给速度f=r。
车螺纹时，主轴转速n=600r/min，进给速度f=r。
6）配合零件4左侧粗车外轮廓时，主轴转速n=800r/min,背吃刀量ap=2mm，进给速度f=r；精车时，主轴转速n=1000r/min，进给速度f=r。
刀具的选择
配合零件1的刀具选择。
1）粗精车选用硬质合金35°外圆车刀，副偏角不能过小，以防与工件轮廓发生干与，必要时应作图查验。
2）车外螺纹选用硬质合金60°外螺纹车刀，取刀尖圆弧半径γ=~。
车内螺纹选用硬质合金60°内螺纹车刀。
3）切槽选用刀宽为的切槽。
配合零件2的刀具选择。
1）车外轮廓选用硬质合金35°外圆车刀，副偏角不能过小，以防与工件轮廓发生干与，必要时应作图查验。
2）粗精车选用硬质合金°内孔车刀。
3）钻孔选用直径为20mm的钻头。
配合零件3的刀具选择。
1）粗精车选用硬质合金35°外圆车刀，副偏角不能过小，以防与工件轮廓发生干与，必要时应作图查验。
2）车内螺纹选用硬质合金60°内螺纹车刀。
3）切槽选用刀宽为的内切槽刀。
第三章加工进程工序卡片及程序
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数进程，整个程序由人工完成。
一台数控机床之因此能自动加工不同形状、不同尺寸、不同技术要求的零件，全在于编制人员依照零件图的要求，在制定工艺的基础上，将每一把刀具每走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。
工艺文件的填写
数控加工工序卡及工序卡片
数控加工工序卡片
（配合零件2）
零件
名称
轴
数量
1
工作者
时间
工序
名称
锥体底座的加工工艺
1
下料
直径为Ø120长度160mm棒料1根
2
数控车
工步
工步内容
刀具号
刀具名称
1
外圆柱面粗车
T01
90°外圆车刀
2
外圆柱面精车
T01
90°外圆车刀
3
钻孔
钻头
4
车内孔
T03
内孔刀
5
切槽
T02
切槽刀（刀宽5mm）
3
加工中心
1
钻孔
钻头
2
攻丝
绞孔
4
检验
材料
钢45
备注
规格数量
直径为Ø120长度160mm
数控加工工序卡片
（配合零件3）
零件
名称
轴
数量
1
工作者
时间
工序
名称
法兰套（90º锥形件）
1
下料
直径为Ø120长度80mm棒料1根
2
数控车
工步
工步内容
刀具号
刀具名称
1
车端面
T01
90°外圆车刀
2
钻中心孔
Ø22麻花钻
3
车外圆
T01
90°外圆车刀
4
车内孔
TO2
内孔刀
5
3
加工中心
6
钻孔
7
钻沉孔
4
数控车
1
车内孔
TO2
内孔刀
2
车外圆
T01
90°外圆车刀
3
车槽
T03
切槽刀（刀宽5mm）
4
车外螺纹
T04
螺纹刀
5
检验
材料
钢45
备注
规格数量
数控加工工序卡片
（配合零件4）
零件
名称
轴
数量
1
工作者
时间
工序
名称
索母（帽形件）
1
下料
直径为Ø100长度70mm棒料1根
2
数控车
工步
工步内容
刀具号
刀具名称
1
车端面
T01
90°外圆车刀
2
钻中心孔（通孔）
Ø27麻花钻
3
车内孔
T02
内孔车刀
4
车内锥孔
T02
内孔车刀
5
切内槽
T03
内切槽刀（刀宽5mm）
6
车内螺纹
T04
内螺纹刀
7
索母旋进件二
8
车外圆
T01
90°外圆车刀
9
车圆弧
T01
90°外圆车刀
10
滚花
T01
滚花刀
3
检验
备注
材料
钢45
规格数量
配合零件的数控加工编程
分析零件图能够明白，配合件2与配合件1属于滑腻表面配合，因此不适合配合后一次性加工，必需分步加工每一个配合件。
分析配合件1，左端是椭圆面不适合装夹，因此先加工右端圆柱面。
分析配合件2，没有专门的加工特点，因此能够随意先加工哪一端，那个地址选择先加工右端。
分析配合件3，右端是一个椭圆不适合装夹，因此选择先加工左端圆柱面，依照机械制造技术先孔后面原那么，因此选择先加工左端内孔开始。
配合零件2的程序
程序01
程序内容
程序说明
MO3
启动主轴
S800T0101
转速500r/min调用外圆车刀
G00X54Z2
定位至（54,2）
G71U2R1
G71外圆车削循环,对外圆进行加工
G71P10Q20W0F100
N10X54
Z-2
Z-98
G02W-20R10
G01X118
N20Z-140
S800
G70P10Q20
G00X100Z100
回到起刀点
T0303
调用内孔刀
G00X24Z2
G71内孔车削循环,对内孔进行加工
G71U2R1
G71P30Q40W0F100
N30G00X24
N40G01Z-50
G70P30Q40
T0101
调用外圆车刀
GOOX72Z2
G71外圆车削循环,对外圆进行加工
G71U2R1
G71P50Q60W0F100
N50G00X72
G01Z-5
G00X82
G01Z-5
N60X72
S800
G70P50Q60
G00X100Z100
回到起刀点
T0100
调用1号刀并取消1号刀刀补
M05
主轴停止
M30
程序结束
配合零件3的程序
程序
程序内容
程序说明
O0002
程序段号
M03
启动主轴
S500T0202
转速500r/min调用内孔车刀
G00X24Z2
定位至（24,2）
G71U2R1
G71内孔车削循环,对内孔进行加工
G71P10Q20WOF100
N10G00X24
G01
X71
S800
G70P10Q20
GOOX100Z100
回到起刀点
调头
T0202
调用内孔车刀
GOOX55Z2
G71内孔车削循环,对内孔进行加工
G71U2R1
G71P30Q40W0F100
N30G00X55
G01Z-7
G03X55R27
G00X100
回到起刀点
Z100
T0101
调用90°外圆车刀
G00X71Z2
G71外圆车削循环,对外圆进行加工
G71U2R1
G71P50Q6020F100
N50GOOX71
G01Z-40
X118
N60Z-50
S800
G70P50Q60
T0303
调用切槽刀
GOOX73Z-20
切槽
G01X67
GOOX73W-5
G01X67
G00X73W-5
G01X67
GOOX73W-5
G01X67
G00X73Z-40
G01X67
G00X100
回到起刀点
Z100
T0404
调用内螺纹刀
G0OX71Z2
G92螺纹车削循环,对螺纹进行加工
G92Z-20
GOOX100
回到起刀点
Z100
T0100
调用1号刀并取消1号刀刀补
MO5
主轴停止
M30
程序结束
配合零件4的程序
程序
程序内容
程序说明
O0003
程序段号
M03
启动主轴
S500
转速500r/min
TO2O2
调用内孔车刀
GOOX70Z2
定位至（70,2）
G71U2R1
G71内孔车削循环,对内孔进行加工
G71P10Q20WOF100
N10G00
N20G01Z-30
S800
G70P10Q20
T0303
调用内切槽刀
GOOX68Z-25
切槽
G01X73
GOOX68
Z5
T0101
调用90°外圆车刀
GOOX81Z2
G71外圆车削循环,对外圆进行加工
G71U2R1
G71P30Q40W0F100
N30G01X30
Z-10
G01
X81
N40
S800
G70P30Q40
T0100
调用1号刀并取消1号刀刀补
GOOX100
Z100
M5
主轴停止
M30
程序结束
第四章配合零件的数控加工仿真
数控仿真软件的显现，是咱们学习数控技术的一个冲破。
咱们能够利用仿真软件检查程序的正确性，和工艺分析的可行性。
仿真软件有着专门大的作用，能够提高咱们新手去加工实体零件的平安性，还能够帮咱们剩下很多材料，还能够直接在仿真软件中直接发觉咱们的不足等特点。
那个地址我采纳了南京斯沃数控仿真软件，他的功能是：
能够简单方便的车出不同表面粗糙度要求的回转体，有着优越的对刀系统，斯沃系统还会指出程序错误的缘故及修改方式。
下面我就给大伙儿详细的介绍下斯沃仿真软件的运用。
仿真操作
打开仿真软件并选择机床
1）运行数控加工仿真系统如图4-1所示：
图4-1VNUC数控仿真系统登录界面及机床选择
工件的概念和刀具的选择。
如图4-二、4-3所示：
图4-2概念毛坯及毛坯的选择
图4-3刀具选择
刀补修正
程序输入及刀具补正系统
如图4-4、4-5所示：
图4-4加工程序
图4-5刀具补正系统
第五章总结与展望
总结
数控机床在现代化的生产加工中的地位愈来愈重要，代表了一个国家先进生产力。
毕业设计期间，在指导教师的精心指导下，实践了数控机床工艺编程及仿真加工技术的应用，深刻体会了数控加工技术的特点。
通过对配合件的加工，了解到数控加工技术靠得住性、有效性、精准性，也表现了它的普及性。
通过这段时刻的实践操作，大体熟悉了数控机床工艺编程及操作加工技术的应用，达到了毕业设计的目的。
展望
数控机床的进展将会愈来愈先进。
从数控机床技术水平看，高精度、高速度、高柔性、多功能和高自动化是数控机床的重要进展趋势。
对单台主机不仅要求提高其柔性和自动化程度，还要求具有进入更高层次的柔性制造系统的适应能力。
在数控系统方面，产品都向系列化、模块化、高性能和成套性方向进展。
在驱动系统方面，交流驱动系统进展迅速。
交流传动已由模拟式方向进展，以运算放大器等模拟器件为主的操纵器正在被以微处置器为主的数字集成元件取代，从而克服了零点漂移、温度漂移等弱点。
数控技术的应用也会愈来愈普遍,对制造业的进展起着推动作用。
中国是个制造业大国，相信在不久的以后数控加工技术将成为我国先进生产力的标志
参考文献
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机械工业出版社,2002
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化学工业出版社,2003
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机械工业出版社,2001
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高等教育出版社,2003
谢辞
通过一个多月的忙碌和工作，本次毕业设计已经接近尾声，作为一个本科生的毕业设计，由于体会的匮乏，不免有许多考虑不全面的地址，若是没有导师的催促指导，和一路工作的同窗们的支持，想要完成那个设计是难以想象的
在那个地址第一要感激我的指导教师。
教师平日里工作繁多，但在我做毕业设计的每一个时期，从外出实习到查阅资料，设计草案的确信和修改，装配图审核等整个进程中都给予了我悉心的指导。
第二要感激在这次毕业设计中帮忙过我的同窗和教师，在他们的帮忙下，使我克服了许多困难来完成这次毕业设计。
若是没有同窗们的帮忙，这次设计的完成将变得困难的多！
最后，感激评阅本论文的教师，谢谢他们在百忙当中抽出时刻来翻阅此论文，祝教师工作愉快，躯体健康。
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