数控车床毕业设计.docx

数控车床毕业设计南京工程学院继续教育学院毕 业 论 文典型轴类零件数控车削加工设计姓 名： 钱 春 花学 号： 07323专 业： 机电一体化 学 历： 大 专 指导教师: 姜 爱 国函 授 站：无锡交通高等职业技术学校中国·南京2012年5月目 录前言（引言）1课题选择及说明11 选题目标12 课题说明13图纸2加工内容和加工要求分析21 加工结构及分布22 加工要求分析23 加工重点和难点分析24加工内容和要求分析表31加工方案设计初步考虑31 加工过程设计32 加工设计其它方案及优化4加工设备选用41机床选用：42刀具选择43夹具选用：44量具44工具清单5加工程序6 操作加工要点61加工准备62工件加工63对工件加工操作的改进7课题设计小结71设计内容总结72设计效果论证74设计不足分析和可能的优化展望73设计体会参考文献资料1课题选择及说明11 选题目标通过典型轴零件数控车床加工设计，进一步提高工艺分析、工艺设计及工艺技术文件的编写、程序编写，提高综合数控加工技能。是专业各门课程综合应用，提高专业能力。设计与工作实际相结合，提高工作适应能力。目的：1、通过零件加工工艺设计进一步掌握零件加工的过程和每一步的加工要求，在设计过程中，充分利用在校所学内容，使之融会贯通，加深对所学内容的理解和掌握。2、设计过程中必须认真考虑加工三要素的设定，它们是加工中最重要的三个参数。合理设置可以提高加工精度，缩短加工时间，节约生产成本。通过设计可以更深一点地理解并掌握三要素的设定方法。3、设计中涉及了车断面、车外圆、车椭圆、镗孔、车内外螺纹等加工方式。通过对如上常用加工方式的工艺设计，熟悉了这些加工方式的加工特点，工艺设计的方法。4、在此次设计过程中，肯定会遇到各种各样的困难，这也能提高我遇到问题解决问题的能力。对今后的工作以及生活都大有益处。意义：1、随着全国产业机械化的提高，相应的机械零件的加工精度要求也随之愈加严格，对零件加工工艺进行合理设计能更好的在现有的加工条件下使加工精度得以最大化。2、在制造业要求“成本最低化，利益最大化”的大前提下，零件加工工艺也有充分的必要性。它可以缩短加工时间，提高生产效率，降低原材料的报废率，从另一方面讲，也有效的降低了工人们的劳动强度。2 课题说明用数控车床完成以下零件的加工，零件材料为45钢；工件毛坯为：f55mm×150；未注尺寸公差按ITl2加工和检验。该轴类零件含有外圆、内孔、端面、槽、螺纹等结构，具有较高的加工要求。现要对该零件加工工艺进行设计，并编写数控车削工序卡、加工程序等资料。 T01菱形刀 T02镗刀 T03切槽刀 T04内（外）螺纹刀O0001；(件1左侧)T0101 M3 S600;G0 X57 Z3;G71 U1 R1;G71 P1 Q2 U0.5 W0 F0.1;N1 G0 X41;G1 Z0;X42 Z-0.5;Z-35;X50;X52 Z-36;Z-51;N2 X57;G0 X100 Z100;M05;M00;M3 S1000;G0 X57 Z3;G70 P1 Q2 F0.08;G0 X100 Z100;M05;M00;T0303 M3 S450;G0 X43 Z3;G1 Z-4.5 F0.1;X42;X41 W-0.5;X30.3;G0 X43;G1 W-2.54 F0.1;X30.3;G0 X42;W-3.46;G1 X30 W3.46 F0.1;W2.54;G0 X43;Z-30.5;X42;G1 X41 W0.5 F0.1;X30.3;G0 X42;W2.54;G1 X30.3 F0.1;G0 X42;W3.46;G1 X30 W-3.46 F0.1;W-2.54;G0 X100;Z100;M05;M30;O0002；（件1右端）T0101 M3 S600；G0 X57 Z3；G73 U8 R4；G73 P1 Q3 U0.5 W0 F0.1；N1 G0 X48；G1 Z0；#100=90；N2 #101=48×SIN#100+0；#102=34×COS#100-18.97；G1 X#101 Z#102；#100=#100+1；IF #102 GT-18.97 GOTO 2；G1 W-6.03；X42.19 W-11.97；G2 X52 W-4.03 R5；N3 G0 X57；X100 Z100；M05；M00；M3 S1000；G0 X57 Z3；G70 P1 Q3 F0.08；G0 X100 Z100；M05；M00；T0202 M3 S600；G0 X23 Z3；G71 U1 R1；G71 P4 Q5 U-0.5 W0 F0.1；N4 G0 X36；G1 Z0；X35 W-0.5；W-9.5；X27；X25.5 W-1.5；W-17；N5 G0 X23；X100 Z100；M05；M00；M3 S1000；G0 X23 Z3；G70 P4 Q5 F0.08；G0 X100 Z100；M05；M00；T0404 M3 S500；G0 X23 Z3；G92 X26.3 Z-23 F1.5;X26.6;X26.8;X26.9;X27;G0 X100 Z100;MO5;M30;O0005;(件2左侧)T0101 M3 S600；G0 X57 Z3；G71 U1 R1；G71 P1 Q2 U0.5 W0 F0.1；N1 G0 X23；G1 Z0；X26.8 Z-2；Z-10；X34；X35 Z-10.5；Z-20；X48；Z-21;N2 X57；G0 X100 Z100；M05；M00；M3 S1000；G0 X57 Z3；G70 P1 Q2 F0.08；G0 X100 Z100；M05；M00；TO3O3 M3 S450；G0 X37；Z-10；G1 X23 F0.1；G0 X100；Z100；M05；M00；T0404 M3 S600；G0 X27 Z3；G92 X26 Z-8 F1.5；X25.5；X25.3；X25.2；X25.1；X25.05；G0 X100 Z100；M05；M30；Q0006；（件2右侧）T0101 M3 S600;G0 X57 Z3;G73 U25 R13;G73 P1 Q3 U0.5 W0 F0.1;N1 GO X0;G1 Z0;#100=0;N2 #101=48×SIN#100+0;#102=34×COS#100-34;G1 X#100 Z#102;#100=#100+1;IF #102 GT -34 GOTO 3;N3 G0 X57;X100 Z100;M05;M00;M3 S1000;G0 X57 Z3;G70 P1 Q3 F0.08;G0 X100 Z100;M05;M30;2零件图的加工内容和加工要求分析21 加工结构及分布零件图对于机械制造工人来说是生产的指令，是表达设计意图的载体，加工人员读图上的差错将影响零件加工工艺设计的质量。下面从加工制造人员的视角谈谈零件图识读的方法。 概括了解从零件的标题栏给出的信息，可以了解零件的名称、材料、比例和用途等。 分析视图看懂一组视图，想象出零件结构、形状是读懂零件图的关键。先看主视图，分析表达方法，如视图、剖视图、剖面图等表达方法，看懂投影方向、剖切位置等。再结合其它视图，运用形体分析法等方法，分析各图投影间的对应关系，想象出零件的主要结构形状。然后分析细节，分析零件的辅助结构，如倒角、退刀槽、中心孔、起模斜度、铸造圆角等，设法理解这些结构存在的理由、用途。 分析尺寸标注工件图样用尺寸标注确定零件形状、结构大小和位置要求，是正确理解工件加工要求的主要的依据之一。首先找出各方向的尺寸基准，了解各部分的定形尺寸，定位尺寸和总体尺寸。轴类零件的轴向尺寸，往往以重要的端面这基准，径向尺寸以中心轴线为基准。其次是要分析图样中加工轮廓的几何元素是否充分，当发现有错、漏、矛盾、模糊不清的情况时，应向技术管理人员及时反映。22 加工要求分析 分析公差要求分析零件图样上的公差要求，是确定控制精度加工工艺的前提。从工件加工工艺的角度来解读尺寸公差，它是生产的命令之一，它规定加工中所有加工因素引起加工因素误差大小的总和必须在该公差范围内，公差是所有加工因素公共的允许误差。由机床、夹具、刀具和工件所组成的统一体称为“工艺系统”。工艺系统的种种误差，是零件产生加工尺寸误差的根源。分析图样可见，该零件的主要的加工内容和加工要求如下：圆柱面，表面要求Ra1.6；圆柱面,表面要求Ra1.6。圆孔面,表面要求Ra1.6。两端面总长保证85±0.05。槽2处，定位尺寸7，5；定形尺寸5，。退刀槽4×f24，定位尺寸。锥面，锥度1：5，Ra1.6。螺纹M27×1.56g。倒角C1.5四处。零件的形状和位置误差主要受机床主运动和进给运动机械运动副几何精度的影响。 表面粗糙度要求表面粗糙度是保证零件表面微观精度的重要要求，也是合理选择加工方法的的重要依据。 材料与热处理要求从零件材料的热、力学性能、化学性能，可分析出工件的切削加工性能，反映用切削工具（例如车削、铣削、刨削、磨削等）对金属材料进行切削加工的难易程度。是选择刀具(材料、几何参数及使用寿命)和选择机床型号及确定有关切削用量等的重要依据。热处理是机械零件和工模具制造过程中的重要工序之一。热处理是将金属材料放在一定的介质内加热、保温、冷却，通过改变材料表面或内部的金相组织结构,来控制其性能的一种金属热加工工艺。23 加工重点和难点分析24加工内容和要求分析表例：本课题加工内容和要求总结如下表：序号项目检测内容备注1外圆23Ra1.64内孔5Ra3.26槽71个4×28螺纹M27×1.5-6g9倒角3处10长度113412形位公差13材料热处理14程序与工艺100件批量，交货时间15机床操作指导工人操作规范16安全文明生产指导工人安全文明生产3加工方案初步设计31加工方案设计初步考虑先加工件2，再加工件1。（1） 件2左端加工先车外圆，切好槽，然后再车螺纹。右端加工用之前做好的夹具装夹好工件，再车椭圆。（2） 件1左端加工先车外圆，然后切两个梯形槽。右端加工先用Ø3中心钻打中心孔，再用Ø24的麻花钻打孔，然后镗孔，车内螺纹，最后车外椭圆。4、加工设备选用41机床选用：选择机床型号CAK6140VA，机床最大车削直径400mm，最大加工长度1000mm。可用于轴类、盘类的精加工和半精加工，可以车削回表面、车削螺纹、镗孔、铰孔等。数控系统为FANUC 0i-mate TC系统，中文液晶显示及图形轨迹显示。主轴速度范围50-3000 rpm，可实现无级调速与恒速切削，主电机功率 7.5Kw。进给轴X、Z，全数字交流伺服闭环控制，X轴快移速度4 m/min， Z轴快移速度8 m/min ，X/Z轴重复定位精度0.005/0.01 mm。机床加工尺寸精度IT6-IT7，表面粗糙度Ra1.6m，圆度:0.004mm；圆柱度0.02mm/300mm ，平面度:0.020mm/300mm。机床配置六工位刀架，刀具安装尺寸20×20；手动卡盘；手动尾座。42刀具选择根据加工内容加工要求，选用刀具如表7-1-1。加工零件材料为45钢，刀具材料选用YT15。例：表7-1-1刀具选用刀具号刀具类型刀片规格刀杆备注T01外圆粗车刀CNMG120408PCLNR2020M08刀尖80°外圆精车刀VNMG160404CVCNR2020M08刀尖35°T02外圆精车刀DNMG160404DDHNR2020M98刀尖55°T03内孔粗车刀CPNT090304S16R-SCLPR1103刀尖80°T04内孔精车刀DCMT11T304B20S-SDUC11T3刀尖55°内孔精车刀TPGT160304S16R-STUPR1103刀尖60°T05外切槽刀MWCR3MTFH32-3刃宽3mm刀尖圆弧0.2T06外螺纹刀TTE200MLTR2020刀尖60°43夹具选用：夹持右端加工左端：拟用三爪自定心卡盘进行装夹。工件坐标的零点选在左端面的中心。夹持左端加工右端：应先手动加工右端面保证总长95、手动钻中心孔，然后采用一夹一顶的装夹方案，注意调整卡盘夹持工件的长度，夹持长度不宜过长，顶上顶尖，再进行外圆、槽、螺纹的自动控制加工。44量具45工具清单表11-1-1工量具准备通知单序号名 称规 格数量备注1千分尺025mm12千分尺2550mm13游标卡尺0150mm14螺纹千分尺025mm15内径表1835mm16刀具 端面车刀17外圆车刀2副偏角大于30°8螺纹车刀60°19切槽车刀1宽4mm,长20mm10镗孔车刀1孔径18，长36mm11钻头12412其他辅具1垫刀片若干、油石等。132铜皮（厚0.2mm，宽25mm x 长60mm）。143其他车工常用辅具。15材料45钢50×103mm一段16数控车床CYNCP400-50017数控系统Fanuc-0i5加工程序7、课题设计小结71设计内容总结本次设计，我研究了的主要内容有：ü 通过典型轴类零件综合加工了解轴零件结构、精度要求的特点；ü 通过典型轴零件数控加工艺设计及编程的全过程，进一步提高工艺编程能力。ü 查阅资料，思考本课题零件加工是否可以提出更好的工艺规程。ü 从保证加工质量、提高效率、降低成本的角度优化轴加工工艺编程的方法。73设计体会这次的设计是我们离开学校前对所学的内容进行的总结，同时让我们对零件的数控加工有了一个更完整的了解，也提高了自己对于分析解决问题的能力。毕业设计有实践性、综合性、探索性和应用性等特点，是运用数控机床实际操作和理论学习的一次综合练习。通过这次的毕业设计，使自己在理论与实际应用能力方面得到了综合的提高，熟练了操作技能，收获了经验和技巧，为以后的工作奠定了良好的基础。我设计的是达到高级工水平零件的加工, 工件上表面有椭圆、150度锥面螺纹、端面槽，配合一端有一个1mm的偏心。零件的工艺分析、刀具要求、零件的材料、加工中注意的事项等等要求都很严格，有些需要翻阅以前的知识还要查找一些新知识，这样不仅巩固了以前学的内容，还可以了解很多不懂得知识。我的这份设计我用时4小时在车间内将此工件加工出来，在加工过程中由于由于刀具以及车床的精度有限，所以在零件的精度以及粗糙度上都不是太好。在工艺方面由于R3的圆弧后角太大，导致U型槽加工的尺寸错了，这提醒我在以后的加工中要合理选择刀具。这次毕业设计给我最大的体会就是熟练掌握技能来源于我们对专业的熟练程度。同时也使我明白了一个更重要的道理，学无止境，并且做任何事情都要有恒心，只要有信心恒心就一定能做成，我也相信“爱拼才会赢”。比如：想加快编程速度，除了对各编程指令的熟练掌握之外，还需要你掌握工艺方面的知识，对于夹具的选择，切削参数的设定必须十分清楚。理论与实践相结合，才能提高自己的水平。本次毕业设计的选题、设计内容及设计的形成是在老师的悉心指导下完成的。在完成的过程中注入老师大量的心血。因此，在这里再次感谢崔老师。通过这次做毕业设计，我对数控加工的整个过程有了较全面的理解。经过本设计的实践，真切体会到理论必须和生产实践相结合。虽然在以前的学习中学到了许多在实践中用到了的知识，可是那些还是远远不够的，在具体操作时还是会出现一些意想不到的问题，还是得请教有经验的师父才能完成。在整个设计的过程中，不断地遇到新的问题，然后就必须不断地向别人请教，请教我的指导老师，请教我的实习时的师父还请教一些有经验的朋友、同学，利用一切可以利用资源，再加上不断地从书上找一些理论的知识，总算是把我的设计弄出个模样来了。在工艺设计好后，加工程序还是要经过多次调试、修改才能最终完成。总之这次的设计考验了我的综合能力，很大程度上提高了我的综合能力。这次的设计让我看到了自己很多方面的不着，需要更多的实践，也需要更多的理论知识才能成为一个更有用技术人员。这次设计也让我学到了很多知识，最要感谢的是我的指导老师，感谢他的不厌其烦的教诲，还要感谢我的师父、朋友、同学及所有指导过我的人，感谢他们！参考文献1. 赵先仲. 机电系统设计,机械工业出版社. 2005.42. 李雪梅. 数控机床,电子工业出版社. 2005.33. 裴仁清. 机电一体化原理,上海大学出版社. 2004年4. 谭汝谋. 国内外机床数控技术发展的现状和趋势,北京机床研究所. 2005.12 5. 文怀兴. 数控铣床设计, 化学工业出版社. 2006.1