数控机床毕业设计论文1.doc

论文摘要数控机床的加工工艺与普通机床的加工工艺有许多相同之处，也有许多不同。数控机床是一种高效率的设备，它的效率一般高于普通机床2-4倍。要充分发挥数控机床的这一特点，必须熟练掌握性能，特点及使用方法，同时还必须在编程之前正确的确定加工方案，进行工艺设计，再考虑编程。在数控机床上加工的零件通常要比普通机床所加工的零件工艺规程复杂得多。在数控机床加工前，要将机床的运动过程，零件的工艺过程，刀具的形状，切削用量和走刀路线等编入程序，这就要求操作人员要有多方面的知识基础。操作人员要对机床的运用有足够的了解，加工时对工艺的安排、机床的调整、程序的后期处理都是保证顺利完成工件的重要方面。除此之外，合理掌握时间，让效率和质量成正比正是操作人员对机床操作能力的良好体现。此零件是数控车床与加工中心相结合对细长轴的加工及处理，由于它的尺寸公差及型位公差要求非常高，所以为了保证它的尺寸公差及型位公差必须使用装用夹具。重要的是车工工艺上的处理与数控加工手法的结合。需要综合运用机加工、数控、及其他相关学科的知识。通过毕业设计使我们具备了对该类复杂综合零件进行适当的工艺调整与数控加工调整的能力。关键词：细长轴轴颈、专用夹具、数控车与加工中心结合。 前言 从20世纪中叶数控技术出现以来，数控机床给机械制造业带来了革命性的变化。1949年,美国帕森公司(Parsons Co)正式接受美国空军委托,在麻绳理工学院司服机构试验课的协助下,开始从事数控机床的研制工作.其目的是为了制造出飞机框架及直升机叶片轮廓等形状复杂加工精度高的零件. 经过3年的研究,于1952年试制成功世界第一台3坐标连续控制数控铣床,便是数控机床的第一代. 1959年计算机行业研究出晶体管元器件,因而数控装置中广泛采用晶体管和印制电路板,从而跨入第二代数控时代. 1965年出现了小规模集成电路,其体积小,耗能低,使数控的系统的可靠性得以进一步提高,数控系统发展到第三代. 以上3代,都是专用控制计算机的硬逻辑数控系统.装有这类数控系统的数控机床为普通数控机床(简称NC机床). 数控机床是数字控制机床的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，从而使机床动作并加工零件。随着数控技术的发展，采用数控系统的机床品种日益增多，有车床、铣床、镗床、钻床、磨床、齿轮加工机床和电火花加工机床等。此外还有能自动换刀、一次装卡进行多工序加工的加工中心、车削中心等。第一部分 课题介绍（一）、图毛坯件精车大头图纸打孔攻丝及倒角图纸精车小头图纸铣键槽图纸（二）技术要求1不准用锉刀、砂布等修饰表面。2.用油石去毛刺。3.未注尺寸差为IT13。4.锐角倒钝。（三）材料材料使用45钢。第二部分 设计思路（一）课题分析此零件是数控车床与加工中心相结合对细长轴的加工及处理，由于它的尺寸公差及型位公差要求非常高，所以为了保证它的尺寸公差及型位公差必须使用装用夹具。重要的是加工工艺上的处理与数控加工手法的结合。需要综合运用数控、机加工以及其他相关的知识。通过毕业设计使我们增加了对加工中心的动手操作能力，增长了对该类复杂综合零件进行适当的工艺调整与数控加工调整的能力，对这类零件有了一个质的认识。从开始接触课题，到对其进行工艺分析，手动编制与调整加工程序、再到实际操作加工及在过程中对所遇到问题的解决，这一过程是融合在一起的、连续的。具体步骤如下：（1）、课题分析、理解（2）、工艺与材料、机加工、数控的相关知识（3）所用机床的简介（4）数控车床刀具和夹具的使用介绍（5）加工中心刀具和夹具的使用介绍（6）精车大头的编程加工处理（7）加工中心打孔攻丝及倒角的编程加工（8）精车小头的编程加工处理（9）铣键槽及倒角的加工练习（二）、工艺（1）、课题分析、理解此零件是数控车床与加工中心相结合对细长轴的加工及处理，由于它的尺寸公差及型位公差要求非常高，所以为了保证它的尺寸公差及型位公差必须使用专用夹具。重要的是加工工艺上的处理与数控加工手法的结合。需要综合运用数控、机加工、及其他相关的知识。通过毕业设计使我们增加了对数控车床、加工中心的动手操作能力，增长了对该类复杂综合零件进行适当的工艺调整与数控加工调整的能力，对这类零件有了一个质的认识。（2）、工艺与材料、机加工、数控的相关知识数控机床上加工的零件通常要比普通机床所加工的零件工艺规程复杂的多,应对数控机床的 性能、特点、切削范围和标准刀具系统等有全面了解。在数控机床上加工的零件，首先应进行数控加工的工艺性分析，提出加工该零件的工艺过程，确定在加工中心上的加工内容。数控加工工艺主要包括下列内容：1）选择并决定零件的数控加工内容；2）零件图样的数控工艺性分析3）数控加工的工艺路线设计4）数控加工工序设计5）数控加工专用技术文件的编写。3.所用机床的简介 本课题所采用的数控车床是有中日和资的小巨人机床厂生产的LGMAZAK FUSION 640T NEXUS智能型机床,此机床有着智能等级高、稳定性强、定位精度高、快速移动快、程序简单的特点，同时机床本身还配备了对刀仪从而使加工更加方便便捷，相比国内其它机床厂所生产的机床有着不可或缺的优点！此机床可以兼容两种程序编制即：MAZAK程序和法拉克程序。而所用的加工中心也是由美国生产制造的哈挺，其有着定位键度高、价格便宜、稳定性强、快速移动快等特点，其采用的操作系统也是目前市面上较为普遍的法拉克操作系统。4.数控车床刀具和夹具的使用介绍刀具：所用刀具刀杆均采用世界顶级刀具山特维克的刀具，山德维克的刀具具刀杆有刚性好，刀片耐用不易磨损排屑好容易断屑适合于高速加工夹具：对于精车大头工序的夹具选用普通硬爪即可，而精车小头工序我们就要采用专用夹具软爪具体形状如图工桩图 加工中的图 A面为工件装夹的z向基准面 B面为工件装夹的外圆夹紧面软爪装上卡盘之后用内孔精车刀车去A面0.05mmB面0.2mm以保证卡爪的同轴度与卡爪的表面粗糙度，A面的宽度约为30mm左右即超过工件的装夹面Z向基准面16.3mm即可，B面的宽度约为8.5mm左右即与工件的外圆装夹面的宽度大0.5mm左右，这样也就保证了长为8mm的外圆装夹面能完全被夹住。5.加工中心刀具和夹具的使用介绍刀具：所用刀具刀杆均采用世界顶级刀具山特维克的刀具，山德维克的刀具具刀杆有刚性好，刀片耐用不易磨损排屑好容易断屑适合于高速加工夹具：加工中心打孔攻丝的的夹具是根据工件的自身的情况量身定做的装夹板与底座的平行度误差0.01mm，使用压板固定，总高约为270mm使工件能完全放进去，AB面的直径为108mm为使工件能放进去且不易晃动A到B的高为7.5mm为保证工件装夹以后能伸出一点使压板能够更好的压住,BC面的上均匀的散布着6个直径约为10mm的孔为了使使用钻头打孔时能打通且不损坏钻头，cd面的直径约为71mm宽度约为12mm为了使工件能放进去且工装的刚性比较好，具体如图工桩图 装夹后的图 对于铣键槽的夹具我们使用最为平常的夹具机用虎钳，在虎钳的钳口出放一个高度约为25mm的垫块即可然后以工件大头部分19.1mm的端面为X面的基准，夹住轴的轴颈控制它的自由度即可，钳口左端为X方向的零点（基准点）上钳口为Y方向的基准点坐标为Y15.虎钳底部有一高为25mm的垫块也是z方向零点（基准点）具体如图 机用虎钳夹具图 装上工件后的图第三部分 加工步骤及要点分析 由图纸可以粗步确定其加工工艺是1.精车大头2.加工中心打孔攻丝及倒角3.精车小头4.铣键槽及倒角的加工1.精车大头的编程加工处理 由图纸可以粗步确定其加工方法及步奏是1.T5左偏粗车2.T12左偏刀精车3.T4端面刀4.T9中心钻5.T6右偏粗车刀6.T11右偏精车刀难点：108的尺寸精度比较高不好保证，所以对于操作者要求多次测量75.4的尺寸不好测量，所以对于操作者要求用两把或三把游标卡尺多次测量程序如下先加工左边再加工右边o0001G28U0W0M3S500T0505 M8G96S200G50S2000G0X112Z3X110Z0.3G1XOF0.15G0X110Z2G71U1R1G71P1Q2U0.3W.01F0.15N1G0X104G1X108K2N2Z-10G28U0W0G97T1212G96S300G50S3000GOX110Z2Z0G1X0F0.08GOZ1X104Z0G1X108K2Z-10G0X150Z5G0X75.48Z1G1Z-0.2F0.08X0G0Z1X75.48G1Z-0.45F0.08X0G0Z1G28U0W0T0404G0X75.48Z1G1Z-0.65F0.08G0Z1G28U0W0G97T09M3S1000G0X0Z3G1Z1F0.05G0Z1G1Z-2G0Z-1G1Z-4G0Z-2G1Z-6GOZ5G28U0W0T0606G96S250G50S2000G0X110Z-8.1G1X70.3F0.15Z-12.6X40.3Z-19.1G0X120G28U0W0G97T0303M3S600G96S250G50S3000G0X200Z-20G0X40G1Z-12.5X70Z-8X108R0.5G28U0W0G97M302.加工中心打孔攻丝及倒角的编程加工 由图纸可以粗步确定其加工方法及步奏是先用1.T13.15mm中心钻 2.T26.8mm钴钻打孔 3.T35mm钴钻打孔 4.T49.4mm钴钻倒角5.T5 M8x1.25mm螺旋丝锥攻丝6.T6 M6x1mm螺旋丝锥攻丝难点：丝锥容易断以及损坏造成乱牙，所以对于操作者而言要求选用好的螺旋丝锥且加工40个左右要观察丝锥的磨损程度并且要多次测量形位公差如有不对及时找正程序1.o0001;N100 G21;N102 G0G17G40G49G80G90;(5. CENTER DRILL TOOL - 1 DIA. OFF. - 1 LEN. - 1 DIA. - 3.5);N104 T1M6;N106 G0G90G54X0.Y-45.A0.S800M3T2;N108 G43H1Z50.M8;N110G 98G81Z-2.5R3.F80.;N112 X38.971Y-22.5;N114 Y22.5;N116 X0.Y45.;N118 X-38.971Y22.5;N120 Y-22.5;N122 X0.Y-10.;N124 X10.Y0.;N126 X0.Y10.;N128 X-10.Y0.;N130 G80;N131 G0Z100;N131 X-300.Y0.;N132 M5;N134 G91G28Z0.M9;N138 M01;(6.8 DRILL TOOL - 2 DIA. OFF. - 2 LEN. - 2 DIA. - 6.8);N140 T2M6;N142 G0G90G54X0.Y-45.A0.S1000M3T3;N144 G43H2Z50.M8;N146 G98G73Z-12.R3.Q4.F100.;N148 X38.971Y-22.5;N150 Y22.5;N152 X0.Y45.;N154 X-38.971Y2.5;N156 Y-22.5;N158 G80;N159 G0Z100.;N159 X-300.Y0.;N160 M5;N162 G91G28Z0.M9;N166 M01;(5. DRILL TOOL - 3 DIA. OFF. - 3 LEN. - 3 DIA. - 5.);N168 T3M6;N170 G0G90G54X0.Y-10.A0.S800M3T4;N172 G43H3Z50.M8;N174 G98G73Z-16.8R3.Q4.F70.;N176 X10.Y0.;N178 X0.Y10.;N180 X-10.Y0.;N182 G80;N183 G0Z100.;N183 X-300.Y0.;N184 M5;N186 G91G28Z0.M9;N190 M01;(9.4 DRILL TOOL - 4 DIA. OFF. - 4 LEN. - 4 DIA. - 9.4);N192 T4M6;N194 G0G90G54X0.Y-45.A0.S800M3T5;N196 G43H4Z50.M8;N198 G98G81Z-2.6R3.F80.;N200 X38.971Y-22.5;N202 Y22.5;N204 X0.Y45.;N206 X-38.971Y22.5;N208 Y-22.5;N210 G80;N212 X0.Y-10.;N214 G98G81Z-2.7R3.F80.;N216 X10.Y0.;N218 X0.Y10.;N220 X-10.Y0.;N222 G80;N223 G0Z100.;N223 X-300.Y0.;N224 M5;N226 G91G28Z0.M9;N230 M01;(8.00-1.25 TAP RH TOOL - 5 DIA. OFF. - 5 LEN. - 5 DIA. - 8.);N232 T5M6;N234 G0G90G54X0.Y-45.A0.S200M3T6;N236 G43H5Z50.M8;N237 M29S200;N238 G98G84Z-12.R2.Q2.F250.;N240 X38.971Y-22.5;N242 Y22.5;N244 X0.Y45.;N246 X-38.971Y22.5;N248 Y-22.5;N250 G80;N251 G0Z100.;N251 X-300.Y0.;N252 M5;N254 G91G28Z0.M9;N258 M01;(6.00-1. TAP RH TOOL - 6 DIA. OFF. - 6 LEN. - 6 DIA. - 6.);N260 T6M6;N262 G0G90G54X0.Y-10.A0.S200M3T1;N264 G43H6Z50.M8;N265 M29S200;N266 G98G84Z-13.R2.Q3.F200.;N268 X10.Y0.;N270 X0.Y10.;N272 X-10.Y0.;N274 G80;N275 G0Z100.;N275 X-300.Y0.;N276 M5;N278 G91G28Z0.M9;N280 G28Y0.A0.;N282 M30;%3.精车小头的编程加工处理 由图纸可以看出这道工序比较复杂轴颈比较长要用到一夹一顶装夹方法粗步确定其加工方法及步奏是：1.粗车断面2.打中心孔3.粗车轴颈4.精车除M20X1.5螺纹外的轴颈5.粗车螺纹6.精车螺纹外圆7.精车螺纹难点：这道工序的难点也是这工件难点中的难点！由于此轴的轴颈比较长且精度非常高还很容易产生锥度（超过0.003mm顺锥或任何倒锥就报废）再加上机床的转速3500转如果产生的铁屑没有及时排除就很有可能划伤工件造成工件的报废，所以在这道工序的程序我们采用锥度补偿的方式编写程序再选用世界顶级刀具山特维克的刀具，光有这两点还不行，操作者还要多量对于出现的锥度及时改写程序，加工过程中一定要多次观察道具的磨损情况！由于这道工序采用的一夹一顶，轴端有一M20X1.5的螺纹，如对刀不仔细就很有可能使螺纹刀撞上顶针或撞上25外圆的端面，车螺纹的转速2000转所以非常危险！所以操作者在对刀时一定要万分仔细！程序如下o0002G28U0W0M3S600M8T0909G0X0Z2G1Z-1F0.06G0Z0G1Z-3G0Z-2G1Z-5G0Z-4G1Z-6.5G0Z10G28U0WOM9M5M741T0606M8M3S500G96S200G52S2500G0X150Z3X25G71U1.5R1G71P10Q20U0.3W0.1F0.15N10G0X15Z0G1X19.9K2Z-24.5R0.8N20X25G97G28U0G28W0T0505M4S500G96S200G52S2500G0X150Z-18X35 Z-24.5G71U1.5R1G71P30Q40U0.3W0.1F0.15N30G0X23G1X25R0.5Z-72R0.5X30R0.5Z-229.9N40X35G28U0G28W0G97T1111M3S2000G0X150Z3X19.7G32Z-23F1.5G0X22Z3X19.4G32Z-23F1.5G0X22Z3X19.1G32Z-23F1.5G0X22Z3X18.8G32Z-23F1.5G0X22Z3X18.5G32Z-23F1.5G0X22Z3X18.3G32Z-23F1.5G0X22G28U0G28W0T1212M4S3500G0X150 Z3X21G1X15Z0F0.08X19.9K2Z-24.5R0.8X24.998R0.5Z-25X24.993Z-57X24.7Z-72R0.4X29.993R0.4Z-72.4X30.002Z-125X29.7Z-211X30.01X30.015Z-229.9X40.1R0.4G1U1G28U0G28W0T1111M3S2000G0X150Z3X18.2G32Z-23F1.5G0X22Z3X18.1G32Z-23F1.5G0X22Z3X18.05G32Z-23F1.5G0X22G28U0G28W0M9M5M32M304.铣键槽及倒角的加工 由图纸可以粗步确定其加工方法及步奏是1.T16mm粗铣刀 2.T26mm精铣刀难点：键槽尺寸精度比较高且容易产生喇叭口，所以对于操作者而言要对此测量，安装新铣刀时一定要把刀柄吹干净而且铣刀装上以后还要打表测量一下刀具的跳动。程序如下o0020N100 G21;N102 G0G17G40G49G80G90;(6. FLAT ENDMILL TOOL - 1 DIA. OFF. - 1 LEN. - 1 DIA. - 6.);N104 T1M6;N106 G0G90G54X158.447Y.835A0.S4000M3T2;N108 G43H1Z80.M8;N110 Z63.;N112 G1Z27.6F250.;N114 X150.9F130.;N116 X130.6;N118 G3X129.765Y0.R.835;N120 X130.6Y-.835R.835;N122 G1X150.9;N124 X158.447;N126 G0Z80.;N128 X150.9Y.835;N130 Z63.;N132 G1Z26.F250.;N134 X130.6F130.;N136 G3X129.765Y0.R.835;N138 X130.6Y-.835R.835;N140 G1X150.9;N142 G3X151.735Y0.R.835;N144 X150.9Y.835R.835;N146 G0Z80.;N148 M5;N150 G91G28Z0.M9;N152 G28X0.Y0.A0.;N154 M01;(6. FLAT ENDMILL TOOL - 2 DIA. OFF. - 2 LEN. - 2 DIA. - 6.);N156T2M6;N158 G0G90G54X158.447Y3.985A0.S4500M3T1;N160 G43H2Z80.M8;N162 Z66.;N164 G1Z27.5F300.;N166 G41D2X150.9F150.;N168 X130.6;N170 G3X126.615Y0.R3.985;N172 X130.6Y-3.985R3.985;N174 G1X150.9;N176 G40X158.447;N178 G0Z80.;N180 X150.9Y3.985;N182 Z67.;N184 G1Z25.9F300.;N186 G41D2X130.6F150.;N188 G3X126.615Y0.R3.985;N190 X130.6Y-3.985R3.985;N192 G1X150.9;N194 G3X154.885Y0.R3.985;N196 G40X150.9Y3.985R3.985;N198 G0Z80.;N200 M5;N202 G91G28Z0.M9;N204 G28X0.Y0.A0.;N206 M30;%设计总结此零件是数控车床与加工中心相结合对细长轴的加工及处理，由于它的尺寸公差及型位公差要求非常高，所以为了保证它的尺寸公差及型位公差必须使用专用夹具。重要的是加工工艺上的处理与数控加工手法的结合。需要综合运用机加工、数控、及其他相关学科的知识。通过毕业设计使我们增加了对加工中心的动手操作能力，增加了对该类复杂综合零件进行适当的工艺调整与数控加工调整的能力，对这类零件有了一个质的认识。从开始接触课题，到对其进行工艺分析，手动编制与调整加工程序、再到实际操作加工及在过程中对所遇到问题的解决，这一过程是融合在一起的、连续的。根据实际应用中的经验，数控加工工艺主要包括下列内容：1）选择并决定零件的数控加工内容；2）零件图样的数控工艺性分析3）数控加工的工艺路线设计4）数控加工工序设计5）数控加工专用技术文件的编写。这是数控车床对细长轴、螺纹、端面槽以及加工中心多打孔攻丝、铣键槽等复杂零件的编程与加工，使我认识到：车工工艺上的处理与数控加工手法的结合，包括工艺、材料、夹具、刃量具分析、机床调整、程序处理是一系列连续而融合相关综合知识运用的过程。通过毕业设计使我们增加了对数控车床、加工中心的动手操作能力，增加了对该类复杂综合零件进行适当的工艺调整与数控加工调整的能力，对这类零件有了一个质的认识。从开始接触课题，到对其进行工艺分析，手动编制与调整加工程序、再到实际操作加工及在过程中对所遇到问题的解决，这一过程是融合在一起的、连续的。 致谢完成了毕业设计，在我的心里，我首先要感谢我的指导教师陶向贵，他对待工作一丝不苟，兢兢业业。对于我此次的毕业设计，他耐心的指导我们，从不吊以轻心。在此，我对他表示深深的感谢。感谢我的任课老师门，操作此类零件，除了要懂得操作，与理论知识也有很大的关联。感谢学校给我此次机会完成我的毕业设计，通过毕业设计，让我对加工中心的操作更加熟练，也增加了对该类复杂综合零件进行适当的工艺调整与数控加工调整的能力，让我对加工此类复杂零件有了更加深刻的了解。参考文献数控机床加工程序编制 机械工业出版社 顾 京 主编数控机床 机械工业出版社 熊光华 主编数控编程 南京大学出版社 孙东阳 主编实用数控加工技术 兵器工业出版社 蔡复之 主编机械制造工艺基础 清华大学出版社 罗科学 主编数控机床加工工艺 机械工业出版社 华茂发 主编