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1、数控毕业设计方案数控车削加工工艺及编程第一章 绪论核心词：数控车床 车削加工工艺 工艺分析 摘要：数控机床加工工艺与普通机床加工艺虽有诸多相似之处，但也有许多不同之处。为此，分析了数控车削加工工艺。 数控机床产生20世纪40年代，随着科学技术和社会生产发展，机械产品形状和构造不断改进，对零件加工质量规定越来越高，零件形状越来越复杂，老式机械加工办法已无法达到零件加工规定，迫切需要新加工办法。数控车床又称为CNC（computer numerical control）车床，即用计算机数字控制车床，是国内使用量最大、覆盖面最广一种数控机床。CNC车床能加工各种形状不同轴类、盘类即其他回转体零件。

2、一、数控车削加工工艺内容 数控车削加工工艺是采用数控车床加工零件时所运用办法和技术手段总和。其重要内容涉及如下几种方面： （一）选取并拟定零件数控车削加工内容；（二）对零件图纸进行数控车削加工工艺分析；（三）工具、夹具选取和调节设计；（四）工序、工步设计；（五）加工轨迹计算和优化；（六）数控车削加工程序编写、校验与修改；（七）首件试加工与现场问题解决；（八）编制数控加工工艺技术文献；总之，数控加工工艺内容较多，有些与普通机床加工相似。 二、数控车削加工工艺分析 工艺分析是数控车削加工前期工艺准备工作。工艺制定得合理与否，对程序编制、机床加工效率和零件加工精度均有重要影响。为了编制出一种合理、实

3、用加工程序，规定编程者不但要理解数控车床工作原理、性能特点及构造。掌握编程语言及编程格式，还应纯熟掌握工件加工工艺，拟定合理切削用量、对的地选用刀具和工件装夹办法。因而，应遵循普通工艺原则并结合数控车床特点，认真而详细地进行数控车削加工工艺分析。其重要内容有：依照图纸分析零件加工规定及其合理性；拟定工件在数控车床上装夹方式；各表面加工顺序、刀具进给路线以及刀具、夹具和切削用量选取等。 （一）零件图分析 零件图分析是制定数控车削工艺首要任务。重要进行尺寸标注办法分析、轮廓几何要素分析以及精度和技术规定分析。此外还应分析零件构造和加工规定合理性，选取工艺基准。 1尺寸标注办法分析 零件图上尺寸标注

4、办法应适应数控车床加工特点，以同一基准标注尺寸或直接给出坐标尺寸。这种标注办法既便于编程，又有助于设计基准、工艺基准、测量基准和编程原点统一。如果零件图上各方向尺寸没有统一设计基准，可考虑在不影响零件精度前提下选取统一工艺基准。计算转化各尺寸，以简化编程计算。 2轮廓几何要素分析 在手工编程时，要计算每个节点坐标。在自动编程时要对零件轮廓所有几何元素进行定义。因而在零件图分析时，要分析几何元素给定条件与否充分。 3精度和技术规定分析 对被加工零件精度和技术进行分析，是零件工艺性分析重要内容，只有在分析零件尺寸精度和表面粗糙度基本上，才干对的合理地选取加工办法、装夹方式、刀具及切削用量等。其重要

5、内容涉及：分析精度及各项技术规定与否齐全、与否合理；分析本工序数控车削加工精度能否达到图纸规定，若达不到，容许采用其她加工方式弥补时，应给后续工序留有余量；对图纸上有位置精度规定表面，应保证在一次装夹下完毕；对表面粗糙度规定较高表面，应采用恒线速度切削（注意：在车削端面时，应限制主轴最高转速)。 （二）夹具和刀具选取 1工件装夹与定位 数控车削加工中尽量做到一次装夹后能加工出所有或大某些代加工表面，尽量减少装夹次数，以提高加工效率、保证加工精度。对于轴类零件，普通以零件自身外圆柱面作定位基准；对于套类零件，则以内孔为定位基准。数控车床夹具除了使用通用三爪自动定心卡盘、四爪卡盘、液压、电动及气动

6、夹具外，尚有各种通用性较好专用夹具。实际操作时应合理选取 。 2刀具选取 刀具使用寿命除与刀具材料有关外，还与刀具直径有很大关系。刀具直径越大，能承受切削用量也越大。因此在零件形状容许状况下，采用尽量大刀具直径是延长刀具寿命，提高生产率有效办法。第二章 零件图纸分析2.1 零件特性一、零件材料 该零件是一回转体零件（单位：mm），以45#调质解决毛坯，毛坯尺寸70112mm。二、零件特点 从图纸中咱们可以看出该零件轮廓由直线、圆弧、螺纹共同构成一种复杂成型曲线回转轴。加工某些涉及螺纹，外圆，一种退刀槽，锥面，倒角，等2.2 数值计算 生活中，咱们对几何信息认知有各种办法，惯用有数形结合法（解析

7、法）。但有时面对复杂图形，解析法会带来繁重数学计算。AUTO CAD作为一套专业绘图软件，它强大信息解决功能为图形中繁杂点计算带来了也许。咱们在操作界面中绘制图形后就可以打开状态栏中捕获、对象捕获按钮，在绘图区捕获有关点。同步，在状态栏中就可以看到这些点坐标。第三章 工件定位与装夹3.1加工精度规定加工图纸如上图，零件加工某些涉及M343螺纹，70 外圆，一种28退刀槽， R12圆弧，2826孔等。零件主体尺寸长度为110mm，最大位置直径为70。3.2定位基准选取 定位基准选取原则（1）基准重叠原则（2）基准统一原则（3）便于装夹原则（4）便于对刀原则 依照定位基准选取原则，避免不重叠误差，

8、便于编程，以工序设计基准作为定位基准。零件加工时，先以70外圆轴线作为轴向定位基准，加工零件；然后以零件轴线作为轴向定位基准，以轴台端面中心作为该轴件剩余工序轴向定位基准，并且把编程原点选在设计基准上。3.3装夹方式1选取夹具夹具作用是保证工件在机床上对的位置和牢固安装，即定位和夹紧，从而使数控加工顺序进行，保证工件位置精度，同步也保证工件坐标系可以建立在对的位置上。 车削加工工件普通是回转体，对于回转体零件，普通选取三爪自定心卡盘。本零件选取三爪自定心卡盘作夹具。3.4工艺过程制定 由于每个零件构造形状不同，各表面技术规定也有所不同，故加工时，其定位方式则各有差别。普通加工外形时，以内形定位

9、；加工内形时又以外形定位。因而可依照定位方式不同来划分工序。考虑到零件形状不易装夹，故先加工零件左边某些，然后以左面零件轴线为定位基准加工右面某些。并且考虑到加工原则中先近后远先粗后精制定加工工艺如下：为减少换刀，对刀次数及减少辅助时间，选用90外圆车刀进行粗加工和精加工、用切断刀进行切槽加工 调头用三爪卡盘固定住左端70外圆。留有5mm长以防刀具与夹具发生干涉并用活动顶尖顶住工件右端，保证同轴度和精度并防止工件转动时摇晃不定。用90外圆车刀依次进行粗精加工；用刀宽为5mm切槽刀车退刀槽，用螺纹车道粗、精加工M343螺纹。第四章 车削工艺分析4.1 选取夹具对于回转体零件，普通选取三爪自定心卡

10、盘。本零件选取三爪自定心卡盘作夹具。4.2 工步设计该零件从棒料开始加工，要进行粗加工、精加工、切槽以及车螺纹加工等工步：1）粗车外圆。2）精车循环。3）切槽。4）车螺纹。4.3 刀具选取为适应数控机床加工精度高、加工效率、加工工序集中及零件装夹次数少规定，数控刀具具备很高切削效率.高精度.高重复定位精度.可靠度和耐用度 。选取刀具普通要考虑（1）被加工工件材料及性能（2）切削工艺类别（3）被加工工件几何形状，零件精度，加工余量（4）被吃刀量，进给速度，切削速度考虑到以上因素故粗车时，要选用强度高，耐用度高刀具以满足粗车时大吃刀量，大进给量规定.精车时要选用精度高,耐用度好刀具以保证加工精度规

11、定. 1）粗车90外圆车刀T0101。2）精车90外圆车刀T0202。3）切槽切断刀（刀宽5mm）T0303。4）车螺纹螺纹车刀T0404。刀具列表如下生产公司九江职业大学产品名称车削加工程序编号材料牌号45#钢工序号零件名称夹具名称三爪自定心卡盘车间数控实训基地工序名称零件图号设备名称数控加工工序卡片共 2 页第 1页装配图号设备型号FANUC-OT工步号工步内容加工部位刀具名称刀具图号刀具规格主轴转速进给速度切削深度备注1粗车90外圆车刀18002自动换刀8精车90外圆车刀21200自动换刀9切槽切断刀35300自动换刀10车螺纹螺纹车刀4150自动换刀工艺员审核批准时间修订（90外圆车刀

12、）（切断车刀）(螺纹车刀) 4.4 设计走刀路线（1）粗车循环 粗车重要任务是去除余量，可以用复合循环指令来设定。设计走刀路线时，应设定工件坐标系XOZ。规定：画出刀具形状；标注工件坐标系；标明进刀点，起刀点，每层切深，退刀量，精车余量，；画出刀具运动轨迹，如图所示。 ,起刀点（100，200）为安全位置，进刀点（72，3）为接近工件点，切深d=2，退刀量 e=0.5，精车余量=1、=0.5。 粗车外圆走刀路线（2）精车精车外圆即在粗车基本上车一刀即可，其走刀路线较为简朴，重要需标出核心点，画出刀具轨迹，如图所示，起刀点坐标为（100，100），进刀点（接近）坐标为（0，3），退刀点坐标为（7

13、2，-85），将每一走刀段都标上序号，以便编程时一一相应。要算出所有基点坐标，并标在图上。 精车外圆走刀路线(3)切槽 切槽即在工件上切一种退刀槽，用切断刀加工，刀宽5mm。切槽时，只能X向进退刀，不能Z向切削，否则易打刀（刀具折断），当刀宽等于槽宽，切槽刀只切一次；当刀宽不大于槽宽时，应依照状况切多次，路线为先X向退刀，Z向平移，再X向进刀。如图所示，起刀点坐标（100，100），进刀点坐标为（36，-24），基点A坐标为（28，-24）。 切槽走刀路线（4）车螺纹车螺纹车刀走轨迹是平行于Z轴直线，只是进给速度为每转进给一种导程。如图所示标出了起刀点坐标为（100，100），进刀点坐标为（3

14、6，3），终结点为坐标为（30，-21.5）及每层进刀量X1、X2，（螺纹外径在车螺纹前应加工到比公称直径小0.2，即33.8）。 车螺纹走刀路线第五章 切削用量5.1 切削用量切削用量涉及切削速度,背吃刀量和进给量.对于不同加工办法需要选取不同切削用量。粗加工时普通以加工效率为主普通选取较大背吃刀量和进给量,采用较小切削速度 .精加工时普通选取较小背吃刀量和进给量采用较高切削速度，对于原材料45#，粗加工时ap取3 ，Vf取800m/min ，f取0.4mm/r;精加工时ap取0.25 ， Vf取1000m/min ，f取0.2/r。对于牙型较深，螺距较大时，可分多次进给，每次进给背吃刀量用螺纹深度减速去精加工背吃刀量所得之差按递减速：因此粗车S800,F0.3；精车S1200,F0.15；切槽S300,F0.05；车螺纹S150,F3(螺距)5.2 主轴转速拟定主轴转速是由切削刃上选定点相对于工件主运动线速度主运动速度 n=1000Vc/d 单位为r/min 第六章 数控车床对刀6.1 刀位点在进行数控加工编程时，往往将整个刀具浓缩视为一种点，那就是刀位点，它是在刀具上用于体现刀具位置参照点。对刀操作就是要测定出