数控车削零件的加工及仿真毕业设计论文管理资料.docx

1、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，

2、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：Numerical control technology is the foundation of advanced manufacturing technology, and its popularization and application, causes the manufacturing industry to great changes have taken place.

3、 Numerical control technology level and popularity, has become the measure of a nations comprehensive power and the important symbol of the levels of modernization. Numerical control technology of high speed, high precision machining technology can greatly improve efficiency, improve the quality and

4、 grade of the products, shorten production cycle and improve the market competition ability. For the numerical control (nc) machining, whether manual programming or automatic programming, enrolled ChengQian are to the processing parts process analysis, draws up the processing plan, choose the right

5、tool, determine the cutting dosage, for some technology problems (such as the knife point, processing route, etc.) also need some treatment. And in the process of the master control accuracy method, can work out qualified products.Key Words：industrial analysis, working scheme, Feed line, Tool select

6、ion, numerical control machining1 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22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22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20内孔精度和粗糙度要求比较低，所以选择内孔为20的铸件，尺寸为50mm80mm。 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

7、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22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

8、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

9、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

10、、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

11、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

12、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，50mm80mm，内孔20为的铸件。2）工序2，热处理硬度为2832HRC。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30mm20mm、3625mm。2精车20，精车3625mm，并倒角C1。3切槽434加工M362-6g的长16mm的螺纹。4）工序4，车削（第二次装夹）：用软爪夹住30mm20mm的圆柱棒料，校平端面保证总长。1粗车400+15，R3圆弧面，460+5，42到36圆锥面，

13、镗220+2精车400+15，R3圆弧面，460+5，42到36圆锥面，镗220+，并倒角C15）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。镗孔：选用90度硬质合金镗刀。槽刀：选用硬质合金车槽刀（刀长12mm，刀宽4mm）。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

14、称数量加工表面备注1T01硬质合金90度放型车刀1粗、精车外轮廓左偏刀2T04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1T01硬质合金90度放型车刀1粗、精车外轮廓左偏刀2T02硬质合金车槽刀1切槽43T0360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8001001精车外圆900100精镗孔900100外退刀槽350250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

15、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O0101N1G54 X100 Z100设置工件坐标系N2M03 S800 T0101主轴正转，换一号刀N3G00 X50 Z2 M03快速移动到加工起始点N4G01 Z0 车端面N5X0N6G00 X50 Z2回到起到点N7G71 U2 外圆粗车循环N8G71 P9 Q15 N9G00 X28

16、 Z2N10G01 Z0N11X30 Z-1倒30外圆C1角N12Z-20N13X34N14X36 Z-21倒36外圆C1角N15Z-45N16G70 P9 Q15 S1200 精车外圆各尺寸N17G00 X100 Z100 M05回到换到点、主轴停止N18T0202 M03 S500换2号刀，主轴正转N19G00 X40 Z-36刀具快速移动到加工起始点N20G01 X36 加工43退刀槽N21Z-40N22X40N23G00 X100 Z100 M05刀具返回到加工起始点，主轴停止N24T0303 M03 S500指定3好刀具螺纹刀、主轴正转N25G00 X40 Z-18刀具快速移动到加工

17、起始点N26G92 Z-36 F2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N31G00 X100 Z100 M05刀具返回到加工起始点，主轴停止N32MO2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5-25-2左端加工程序单O0202N1G54 X10

18、0 Z100设置工件坐标系N2M03 S800 T0101换一号刀，主轴正转N3G00 X50 Z2刀具移动到加工起始点N4G01 Z0 车端面N5X0N6G00 X50 Z2回到起刀点N7G71 U2 外圆粗车循环N8G71 P8 Q16 N9G00 X44 Z2N10G01 Z0N11X40 Z-1N12Z-15N13G02 X46 Z-18 R3N14G01 Z-23N15X42N16X36 Z-30N17G70 P9 Q16 S1200 精车外圆尺寸N18G00 X100 Z100 M05回到换到点、主轴停止N19T0404 M03 S500换四号刀，主轴正转N20G00 X50 Z2

19、快速到加工起刀点N21G71 内孔粗镗循环N22G71 P23 Q26 F100N23G00 X26 Z2N24G01 Z0 N25G02 X22 Z-2 R2N26G01 Z-20N27G70 P23 Q26精镗内孔尺寸N28G00 X100 Z100 M05回到换到点、主轴停止N29M02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

20、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. 11M.高等教育出版社，2003年.12M.北京机械工业出版社，2004年.14M.电子工业出版社，2005年.15M.高等教育出版社，1991年.16M.高等教育出版社，1996年.17M.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！