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1、（数控加工）立柱压板的数控加工毕 业 设 计 课题名称 立柱压板的数控加工姓 名 c 学 号 c院 系 c 专业年级 c指导教师 c 职 称 c 二O一二 年 五月 二十五日摘要职业学院毕业设计以高职高专“十一五”国家重点培养人才为导向，高标准、严要求、低起点为标准实施的。充分利用了国家大力投资的学校实训车间先进设备，根据实习期要求来完成的。本次毕业设计以山东省淄博市柴油机厂的零部件立柱压板作为毕业课题，在实习教师的帮助下完成。本课题主要涉及的内容如下：1绘制立柱压板零件图。2制定加工工艺、工序卡片。3编写并调试加工程序。4实际加工零件。关键词 立柱压板 工艺制定 零件加工摘要2第一章 数控机
2、床概论21.1 数控机床的产生背景21.2 数控机床的加工功能21.3数控技术的发展趋势31.4课题来源31.5本课题主要做的工作3第二章 加工工件的工艺分析与工艺设计82.1数控加工工艺分析8第三章 实操加工及工艺整顿183.1 轴的粗精加工183.3 螺纹的加工233.4工件检查与测量233.5 机床清理26总结28致 谢29参考文献30第一章 数控机床概论1.1 数控机床的产生背景随着社会生产和科学技术的迅猛发展，对机械产品的精度和机床的加工效率提出了越来越高的要求。传统的普通机床已经难以适应高精度、高效率、多样化、形状复杂化的发展。为此一种新型机床-数控机床应运而生。这种新型机床具有加
3、工精度高、适应能力强、加工质量稳定和生产效率高的优点。它综合应用计算机技术、自动控制技术、伺服驱动技术、液压气动技术、精密测量技术和新型机械机构等多方面技术的成果。1952年美国研制出第一台数控机床-三坐标数控镗床，但是用的电子器件是电子管。1974年以后，随着控制集成技术的发展，微处理器直接用于数控装置，从而使数控技术和数控机床得到了普及和发展。特别是近年来大规模集成电路、超大规模集成电路和计算机技术的发展，数控装置的性能和可靠性得到极大的提高。1.2 数控机床的加工功能1.2.1 数控车床的加工功能数控车床比较适合于车削具有图1-1要求和特点的回转体零件。1.2.2数控铣床的加工功能平面类
4、零件、箱体类零件、叶轮等有复杂曲面组成的各种零件、各种异型件等。1.3数控技术的发展趋势图1-2数控铣床从20世纪中叶以来数控技术创业以来，数控技术给机械制造业带来了革命性的变化。现在数控技术已成为制造业实现自动化、柔性化、集成化、生产的基础技术，现在的CAD/CAM、FMS和CIMS、敏捷制造和智能制造等，都是建立在数控技术之上；数控技术是提高产品质量、提高劳动生产率必不可少的物质手段；数控技术是国家的战略技术；基于他的相关产品是体现国家综合国立的重要基础性产业。它的发展趋势有如下特点：（1）运行高速化、加工高精化（2）功能复合化(3)控制智能化（4）体系开放化（5）交互网络化。1.4课题来
5、源本课题来源于电动机上的一个连接传动的立柱压板，工件如图1-4所示。零件图如图1-5所示。该零件主要采用数控铣床（如图1-2所示）及数控车床（如图1-3所示）加工。1.5本课题主要做的工作1.了解数控技术的发展及数控机床的工作原理。2.确定要设计的零件，用CAD软件绘制出零件图。3.根据零件图的尺寸及工艺编制出程序。4.根据零件的加工工艺选定刀具及机床的类型。5.利用数控仿真技术软件进行零件加工。6.利用数控车床及数控铣床加工零件。1-4实际加工工件1.6零件图如图1-5所示图1-5立柱 如图1-6所示图1-6压板第二章 加工工件的工艺分析与工艺设计2.1数控加工工艺分析2.1.1数控加工工艺
6、基础零件的数控加工工艺分析是编制数控程序中最重要而又极其复杂的环节，也是数控加工工艺方案设计的核心工作，必须在数控加工方案制定前完成。一个合格的编程人员对数控机床及其控制系统的功能及特点，以及影响数控加工的每个环节都要有一个清晰、全面的了解，这样才能避免资源的浪费。全面合理的数控加工工艺分析是提高数控编程质量的重案，考虑不周有可能出现产品质量问题，而造成无谓的人力、物力等损失。 在数控加工中，从零件的设计图纸到零件成品合格交付，不仅要考虑到数控程序的编制，还要考虑到诸如零件加工工艺路线的安排、加工机床的选择、切削刀具的选择、零件加工中的定位装夹等一系列因素的影响，在开始编程前，必须要对零件设计
7、图纸和技术要求进行详细的数控加工工艺分析，以最终确定哪些是零件的技术关键，哪些是数控加工的难点，以及数控程序编制的难易程度。 零件工艺性分析也是数控规划的第一步，在此基础上，方可确定零件数控加工所需的数控机床、加工刀具、工艺装备、切削用量、数控加工工艺路线，从而获得最佳的加工工艺方案，最终满足零件工程图纸和有关技术文件的要求。 2.1.2数控加工工艺的主要内容一般来说，根据实际应用的需要，数控加工工艺主要包括以下内容：1.选择合适在数控机床上加工的零件，确定数控加工内容。2对零件图样进行数控加工工艺分析，明确加工内容及技术要求。3.具体设定数控加工工序，如工步的划分、工件的定位与夹具的选择、刀
8、具的选择、切削用量的确定等。4.处理特殊的工艺问题，如对刀点、进刀点的选择，加工路线的设定，刀具补偿等。5.编程误差及其控制。2.1.3数控加工工艺分析数控加工工艺性分析涉及面很广，在此仅从数控加工的必要性、可能性和方便性加以分析。1.零件加工工艺分析决定零件进行数控加工的内容当该工件数控加工时，并不等于他所有的加工内容都要有数控加工来完成，而进行数控加工的内容只是其中的一部分。因此，必须对零件图样进行仔细的工艺分析，选择哪些最合适、最需要数控加工的内容和工序进行数控加工。在选择时，应结合实际生产情况，立足于解决问题和提高生产率，充分发挥数控加工的优势，一般可以按下列顺序考虑：（1）优先选择通
9、用机床无法加工的内容进行数控加工。如：本课题加工的工件，轴的加工在普通机床上可以加工，但是效率太低。 （2）重点选用数控机床难以加工或质量难以保证的内容进行数控加工。（3）采用通用机床加工效率低，劳动强度较大的内容，在数控机床尚存富余能力的基础上选择数控加工。2.零件的结构工艺性分析该零件的结构工艺性是指所设计的零件在能满足使用要求的前提下，制造的可行性和经济性。数控加工该零件的结构工艺性进行分析时应注意分析有关毛坯（如图2-1所示）的几个问题：（1）毛坯的加工余量是否充分，批量生产时的毛坏余量是否稳定。 毛坯主要指锻、铸件，因模锻时的欠压量与允许的错模量会造成余量多少不等，铸造时也会因沙型误
10、差、收缩量及金属液体的流动性差不能充满型腔等造成余量不等。此外，锻、铸后，毛坯的翘曲与扭曲变形量的不同也会造成加工余量不充分、不稳定。在通用铣削工艺中，对上述情况常常采用划线时串位借料的方法来解决。但是在采用数控车削时，加工过程的自动化很难照顾到何处余量不足的问题。因此，不管是锻件、铸件还是型材，只要准备采用数控车削加工，其加工面均应有较充分的余量。 （2）分析毛坯在安装定位方面的适应性。 主要是考虑毛坯在加工时的安装定位方面的可靠性与方便性，以便充分发挥数控车削在一次安装中加工多个工序。主要是考虑要不要另外增加装夹余量或工艺凸台来定位与夹紧，以及工件表面的粗糙度。值得注意的是，对某些看上去很
11、难定位安装的或缺少定位基准孔与定位面的工件，只要在毛坯上想想办法，就迎刃而解了。（3）分析毛坯的余量大小及均匀性。 主要考虑轴向与径向的均匀性，该工件部分经过粗加工径向的加工余量大约为3mm，轴向余量不均匀。为此，经测量后，把工件分批放置，余量均匀的先加工。由于该批工件经过热处理，轴向变形，故首先应做的是校正。图2-1 零件毛坯43.零件图分析 如图1-4所示，该零件的外形有杆、孔、螺纹等组成，属轴类零件。该工件的尺寸分析：该件的重要8尺寸是孔的加工，加工精度是40-0-025，其次是轴的加工精度为25-0.025，其他为自由公差。该工件的表面粗糙度分为两部分：一是杆的表面粗糙度Ra1.6；该
12、工件圆杆应粗精加工、螺纹加工。零件材料为45钢，经调质处理，加工性能良好。图纸技术要求零件经热处理后硬度为HRC25-30、氧化处理。 因此在工序安排上，要考虑加工的顺序。4零件选用毛坯 所用材料：45钢 毛 坯：锻件2.1.4机床的选择经过分析以及现有机床，该零件加工采用FANUC-0I-TD数控系统 CKI-6136数控车床(如图1-3所示 ) NCM-840 FANUC系统数控铣床（如图1-2所示）、普通车床C6140(如图2-2所示 )。2.1.5刀具的选择与切削用量的确定 1.刀具的选择 刀具的选择是数控加工工艺中重要内容之一，它不仅影响机床的加工效率，而且直接影响加工质量。编程时，
13、选择刀具通常要考虑机床的加工能力、工序内容、工件材料等因素。与传统的加工方法相比，数控加工对刀具的要求更高。不仅要求精度高、刚度好、耐用度高，而且要求尺寸稳定、安装调整方便。这就要求采用新型优质材料制造数控加工刀具，并优选刀具参数。(1)本课题有轴和螺纹组成，选择刀具时应注意工件之间的干涉情况，现有刀具R4陶瓷球头刀、R1硬质合金刀具、95尖刀，左右偏刀，如图2-3图2-3 加工立柱所用刀具(2) 加工外圆选用YT15(T0101)硬质合金刀具进行粗精加工加工如图2-4所示。图2-4 加工外圆选用YT15(T0101)硬质合金刀具图2-5 螺纹加工（3）车螺纹选用60外螺纹刀粗精车螺纹如图表2
14、-5所示（4）用内孔车刀车内孔图 2-6 内孔加工（5）中心钻 3、 12硬质合金钻头、 29硬质合金钻头、绞刀、 12铣刀 如图2-7所示。 2.刀具角度的选择（1）前角的选择粗加工时，为保证切削刃强度，前角应选小一些，甚至负前角。表21为硬质合金车刀合理前角的参考值，高速钢车刀的合理前角值一般比表中大510。表21 硬质合金车刀合理前角参考值工件材料种类合理前角参考范围粗车精车低碳钢20252530中碳钢10151520合金钢10151520 （2）后角的选择 粗加工时，为增强刀具强度，后角应取小些；精加工时，增大后角可提高刀具寿命和已加工表面的质量。表22为硬质合金车刀合理后角的参考工件材料种类合理前角参考范围粗车精车低碳钢8101012中碳钢5768合金钢5768值。表22 硬质合金车刀合理后角参考值（3）副偏角的选择 副偏角越小，刀头的强度越高，散热面积越大，刀具寿命越长，而且，副偏角减小，工件加工的表面粗糙度会减小，但是，主偏角和副偏角减小时，会加大切削过程中
