毕业设计
题目 数控车床葫芦类零件的加工工艺
与编程
www.docinwww.docin摘 要
I 摘 要 本次课题进行的是一个直径70mm、长120mm的葫芦类工件进行设计这个工件上有
圆弧、锥度、退刀槽螺纹孔材料是45号钢。表面参数比较严格零件部分表面粗糙
度要达到Ra1.6台阶轴的设计主要参数设计要求等都比较重要。通过对课题任务
的分析用CAD对所要加工的零件进行绘图对零件加工工艺分析选择该设计为调节
盘的数控车床编程与工艺分析进行数控编程以及数控模拟仿真得出结论。
键词数控车削 工艺设计 工艺卡片 www.docinwww.docin目 录
I 目 录 1、数控车床的概述 ....................................................................................................................................... 1
1.1车床的特点 ........................................................................................................................................... 1
1.1.1机床本身技术参数 ........................................................................................................................ 1
1.1.2数控系统 ........................................................................................................................................ 2
1.2数控机床的组成 ................................................................................................................................... 2
2.零件的加工工艺分析 .................................................................................................................................. 3
2.1零件的装夹 ........................................................................................................................................... 3
2.2走刀路线 ............................................................................................................................................... 4
2.3加工刀具 ............................................................................................................................................... 4
2.3.1 数控机床刀具的特点 ................................................................................................................... 4
2.3.2刀具材料 ........................................................................................................................................ 5
2.3.3数控刀具的选择 ............................................................................................................................ 5
2.4切削用量选择 ....................................................................................................................................... 6
2.5切削三要素 ................................................................
........................................................................... 6
2.6镗孔、螺纹 ........................................................................................................................................... 7
2.6.1镗孔工艺 ........................................................................................................................................ 7
2.6.2内螺纹加工工艺 ............................................................................................................................ 7
3、零件的编程 ............................................................................................................................................... 8
3.1零件的装夹 ........................................................................................................................................... 8
3.2走刀路线 ............................................................................................................................................... 9
3.3刀具的选择及工艺卡片 ..................................................................................................................... 10
3.4加工程序 ............................................................................................................................................. 11
3.4.1右端轮廓的加工 .......................................................................................................................... 11
3.4.2左端轮廓的加工 .......................................................................................................................... 12
3.4.3子程序 .......................................................................................................................................... 13
致 谢 ........................................................................................................................................................... 14
参考文献 ....................................................................................................................................................... 15
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1 1、数控车床的概述 图1-1 数控车床 1.1车床的特点 数控车床与其他类型的车床相比有下列特点
1通用性强生产率高加工精度高且稳定操作者劳动强度低。
2适合于复杂零件的加工。
3换批调整方便适合于多种中小批柔性自动化生产。
4便于实现信息流自动化在数控车床基础上可实现CIMS计算机集成制造系
统。数控机床是一种用电子计算机和专用电子计算装置控制的高效自动化机床。主要
分为立式和卧式两种。立式机床装夹零件方便但切屑排除较慢卧式装夹零件不是非
常方便但排屑性能好
散热很高。数控铣床分三坐标和多坐标两种。三坐标机床X、
Y、 Z任意两轴都可以联动主要用于加工平面曲线的轮廓和开敞曲面的行切。多坐
标机床是在三坐标机床的基础上通过增加数控分度头或者回转工作台成为4坐标或
者5坐标机床甚至多坐标机床。多坐标机床主要用于曲面轮廓或者由于零件需要必
须摆角加工的零件如法向钻孔摆角行切等。摆角形式4坐标的主要为A或B5坐
标机床主要为ABACBC可根据零件要求选用。摆角大小由加工的零件决定 如图
1-1 数控车床。
1.1.1机床本身技术参数
1作台工零件加工工作平台尺寸大小应根据加工零件的大小进行选用。
2 T形槽工作台上的T形槽主要用于零件的装夹其中T形槽的槽数、槽宽、
相互间距需要根据加工工件的特点进行规定。
3主轴主轴形式主轴孔形式等。
4进给范围机床X Y Z三个方向的可移动距离行程移动速度的大小摆角
A B C的摆动范围摆动的速度。
5主轴的旋转主轴的转速主轴的功率伺服电机的转矩等。 www.docin数控车床葫芦类零件的加工工艺与编程
2 1.1.2数控系统
数控系统是数控机床的核心。现代数控系统通常是一台带有专门系统软件的专用微
型计算机。它由输入装置、控制运算器和输出装置等构成它接受控制介质上的数字化
信息通过控制软件和逻辑电路进行编译、运算和逻辑处理后输出各种信号和指令控
制机床的各个部分进行规定、有序的动作。
作为用户在考虑数控系统的时候最关心的是系统的可靠性、可能和优越的性价
比因此应该考虑以下几个方面
1分辨率 分辨率越高可以清楚的进行控制适合工业环境使用。
2控制轴数和联动轴数应和购买的机床相配合符合购买的机床情况。
3标准基本功能项目功能越全越好结合机床使用而定特别是一些自动补
偿、自适应技术模块等先进的检测、监控系统红外线、温度测量、功率测量、激光检
测等先进手段的采用将在一定程度上大大提高机床的综合性能保证机床更加可靠精
确地自动工作。 1.2数控机床的组成 本零件将采用FANUC系统进行加工
FANUC公司的数控系统具有高质量、高性能、全功能适用于各种机床和生产机械
的特点。
数控机床一般由下列几个部分组成
1主机他是数控机床的主要组
成部分包括机立柱、主轴、床身、进给机构等机
械部件他是用于完成各种切削加工的机械部件。
2数控装置是数控机床的核心包括印刷电路板、CRT显示器、键盒、纸带阅读
机等以及相应的软件用于输入数字化的零件程序并完成输入信息的存储、数据的变
换、插补运算以及实现各种控制功能。
3驱动装置他是数控机床执行机构的驱动部件包括主轴驱动单元、进给单元、
主轴电机及进给电机等。他在数控装置的控制下通过电气或电液伺服系统实现主轴和进
给驱动。当几个进给联动时可以完成定位、直线、曲面的加工。
4辅助装置指数控机床的一些必要的配套部件用以保证数控机床的运行如冷
却、排屑、润滑、照明、监测、液压、气动装置、排屑装置和交换工作台还包括刀具及
监控检测装置等。
5编程及其他附属设备可用来在机外进行零件的程序编制、存储等。
6实习车间数控机床的类型、型号主要技术性能指标如表1-1 数控车床的技术
参数。 表1-1 数控车床的技术参数
主要技术参数 指标
规格型号 CKA6150
刀架上最大工件回转直径 φ280
最大工件长度 1000mm www.docin数控车床葫芦类零件的加工工艺与编程
3 最大加工长度
930mm
最大车削直径 φ400
距床身中心高 250mm
距地面床身中心高 1130mm
X向行程 280mm
Z向行程 935mm
主轴转速范围 变频电机手动三档档内无级调速45-2200rpm
主轴头形式 D8
主轴通孔直径 φ82
主电机功率 7.5Kw
X向刀台快移速度 4m/min
Z向刀台快移速度 8m/min
刀台转位重复定位精度 0.01mm
刀位转换时间 20600
套筒最大行程 150mm
套筒直径 φ75
套筒锥孔锥度 莫氏5号
数控系统 FANUC –0i TB/TC
2.零件的加工工艺分析 2.1零件的装夹 按使用机床类型分类可分为车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、加工中
心夹具和其他夹具等。按驱动夹具工作的动力源分类可分为手动夹具、气动夹具、液
压夹具、电动夹具、磁力夹具和自夹紧夹具等。按专门化程度可分为以下几种类型的夹
具
1) 通用夹具是指已经标准化、无需调整或稍加调整就可以用来装夹不同工件的夹
具。如三爪卡盘、四爪卡盘、平口虎钳和万能分度头等。这类夹具主要用于单件小批生
产。
2) 专用夹具是指专为某一工件的某一加工工序而设计制造的夹具。结构紧凑操
作方便主要用于固定产品的大量生产。
3) 组合夹具是指按一定的工艺要求由一套预先制造好的通用标准元件和部件组
装而成的夹具。使用完毕后可方便地
拆散成元件或部件待需要时重新组合成其他加
工过程的夹具。适用于数控加工、新产品的试制和中、小批量的生产。
4) 可调夹具包括通用可调夹具和成组夹具它们都是通过调整或更换少量元件就
能加工一定范围内的工件兼有通用夹具和专用夹具的优点。通用可调夹具适用范围较
宽加工对象并不十分明确成组夹具是根据成组工艺要求针对一组形状及尺寸相似、
加工工艺相近的工件加工而设计的其加工对象和范围很明确又称为专用可调夹具。
数控机床夹具常用通用可调夹具、组合夹具。 www.docin数控车床葫芦类零件的加工工艺与编程
4 5) 在三爪自定心卡盘上装夹。三爪自定心卡盘的三个卡爪是同步的能自动定心
wwwdj一般不需要正。该卡盘装夹工件方便、省时但加紧力小适用于装夹外形规则的中、
小型工件。
6) 在两顶尖之间装夹。对于尺寸较大或加工工序较多的轴类零件为了保证每次
装夹是的精度可用两顶尖装夹。该装夹方式适用于多序加工或精加工。
7) 用卡盘和顶尖装夹。当车削质量较大的工件时要一段用卡盘夹住另一段用后
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准确应
用较广泛。
8) 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准确。 2.2走刀路线 1选择工具葫芦类零件加工需要调头装夹装夹中表架及百分表校正
2选择量具游标卡尺外径用千分尺测量圆弧表面用半径样板测量内孔用
内径千分尺测量内螺纹用外螺纹试配比对表面粗糙度用表面粗糙度样板比对 。
3选择刀具粗、精加工外园轮廓用90度外圆车刀切槽用切槽刀内螺纹加工
用内螺纹车刀切削内孔表面加工还要到中心钻麻花钻内孔车刀内切槽刀等。
4切削进给路线短可有效地提高生产效率降低刀具损耗等。在安排粗加工或
半精加工的切削进给路线时应同时兼顾到被加工零件的刚性及加工的工艺性等要求
不要顾此失彼
5夹住左端加工右端毛坯外圆加工端面圆内孔内切槽内螺纹等然
后调头加工加工的M22工艺头拧紧右端内螺纹中卡盘夹住工艺头加工工件左端毛坯外
圆加工左端外圆抛物线和外圆直台等。
6本文零件的加工刀具进给路线为“沿工件轮廓走刀”因为本零件属于典型轴
类零件结合了螺纹、圆锥、槽、圆弧和孔五个工艺如果采用“矩形”走刀或“三角
形”走刀不论是走刀路线或是工艺编程将会非常麻烦而采用“沿工件轮廓走刀”就
会避免这样的问题使整个加工过程变得简单易操作。 2.3加工刀具 2.3.1 数控机床刀具的特点
数控加工对刀具的要求不仅精度高、强度大、刚度好、寿命长。而且要求尺寸稳定、
安装调整方便。切削刀具由传统的机械工具实现了向高科技产品的飞跃刀具的切削性
能有显著的提高。切削技术由传统的切削工艺向创新制造工艺的飞跃大大提升了车削
速度。刀具工业由脱离使用、脱离用户的低级阶段向面向用户、面向使用的高级阶段的
飞跃成为用户可利用的专业化的社会资源和合作伙伴。成为现代数控加工技术的关键
技术。与现代科学的发展紧密相连是应用材料科学、制造科学、信息科学等领域的高
科技成果的结晶。 www.docin数控车床葫芦类零件的加工工艺与编程
5 2.3.2刀具材料
数控车床使用的刀具材料一般为高速钢、硬质合金、涂层硬质合金和陶瓷。在数控
切削加工时数控刀具切削部分与切屑、工件相互接触的表面上承受很大的压力和摩擦
数控刀具在高温下进行切削的同时还承受切削力、冲击和振动因此数控刀具材料应
满足以下基本条件
1)硬度刀具材料必须具有高于工件材料的硬度常温硬度应在62HRC以上并要求
保持较高的高温硬度。
2)耐磨性耐磨性表示刀具抵抗磨损的能力它是刀具材料力学性能、组织结构和化
学性能的综合反映。
3)强度和韧性一种好的刀具材料应根据它的使用要求兼顾硬度和耐磨性两方面
的性能有所侧重。满足高切削力、冲击和振动的条件。
4)耐热性数控刀具材料应在高温下保持较高的耐磨性、强度、韧性并有良好的防
氧化、防扩散能力。
5)工艺性为了便于制造要求数控刀具材料有较好的可加工性包括锻、轧、焊、
切削加工和可耐磨性、热处理特性。材料的高温特性对热轧刀具十分重要。
2.3.3数控刀具的选择
刀片形状的选择正型前角刀片对于内轮廓加工机床加工加工工艺刚性
较差和工件结构形状较复杂应优先选择正型刀片。负型前角刀片对于外轮廓加工
金属切削率高和加工条环境差时应优先选择负型刀片。
切削刀具由传统的机械工具实现了向精确科技产品的飞跃刀具的切削性能有显著
的提精确。切削技术由传统的切削工艺向创新制造工艺的飞跃大大提精确了切削加工
的效率。刀具工业由脱离使用、脱离用户的低级阶段向面向用户、面向使用的精确级阶
段的飞跃成为用户可利用的专业化的社
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