毕业设计数控机床设计

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1、第 1 页 共 28 页1 目 录一、 绪论.2二、 二维图 4三、 三维图 7四、 零件的工艺分析 10五、 选择设备 11六、 切削用量的选择 11七、 刀具选择 15八、 数控加工工艺卡 16九、 零件粗精加工手动编程 17十、 技术要点、难点分析 24十一、设计小结 26十二、参考文献 28第 2 页 共 28 页2 绪论数字控制(Numerical Control)，简称 CNC，使近代发展起来的用数字化信息进行自动控制的技术。数字控制系统有如下特点：1）可用不同的字长表示不同的精度的信息，表达信息准确。2）可进行逻辑、 算术运算，也可以进行复杂的信息处理。3）可不用改动电路或机械机

2、构，通过改变软件来改变信息处理的方式过程，具有柔性化。20 世纪 50 年代美国麻省理工学院研制出第一台数控机床。我国从 1958年开始研究数控技术，一直到 20 世纪 60 年代中期处于研制、开发时期。从20 世纪 70 年代开始，数控技术在车、铣、钻、镗、磨、齿轮加工、电加工等领域全面展开，数控加工中心在上海、北京研制成功。数控技术是制造业实现这些先进制造技术的基础，而数控技术水平高低和数控设备拥有量是体现国家综合实力水平、衡量国家工业现代化的重要标志之一。随着我国综合国力的进一步加强和加入世贸组织，我国经济全面快速与国际接轨，并逐步成为全球制造中心，我国企业广泛应用现代化数控技术参与国际

3、竞争。数控机床的组成是由：程序载体、输入装置、CNC 单元、伺服系统、位置测量反馈系统、辅助控制装置和机床的移动部件组成。数控机床加工的特点：加工精度高、生产效率高、对加工对象的适应性强、良好的经济效益、自动化程度高，所以在现代应用及其广泛。第 3 页 共 28 页3 数控机床的使用特点：数控机床对操作、维修人员的要求较高和对刀具夹具的要求较高。数控机床应用的范围：1、多品种小批量生产的工件；2、形状比较复杂的工件；3、需要频繁改型的工件；4、价值昂贵、不允许报废的关键工件；需要最小周期急需的工件；批量较大精度要求高的工件。数控机床的发展趋势：数控机床总的发展趋势是工序集中、高速、高效、高精度

4、以及方便使用、提高可靠性。由于经济机床价格便宜在我国发展和应用较为广泛。 第 4 页 共 28 页4 二维图第 5 页 共 28 页5 第 6 页 共 28 页6 第 7 页 共 28 页7 三维图第 8 页 共 28 页8 第 9 页 共 28 页9 第 10 页 共 28 页10 零件的工艺分析1、装夹件 1 长度为 55mm 的毛坯，车削端面和工艺台阶（长度为 30mm） 。2、掉头装夹工艺台阶车削件 1 左端外轮廓。3、使用螺纹刀按照要求车削出螺纹。4、装夹件 2 长度为 100mm，并车削端面和工艺台阶（长度为 55mm） 。5、掉头夹住工艺台阶，并车削端面。6、用中心钻打定位孔。7

5、、用直径为 26mm 的麻花钻打孔，深度为 32mm。8、使用内镗刀按照内孔尺寸车削出内表面积。9、使用螺纹刀按照要求车削内螺纹。10、 车削工艺台阶（长度为 30mm） 。11、 掉头装夹，并车削右端外轮廓。12、 使用切槽刀车削 40 度的 V 型槽和 40 度 V 型槽的右面。13、 掉头装夹件 2，并把件 1 与件 2 配合在一起。14、 使用 30 度刀切削椭圆。第 11 页 共 28 页11 选 择 设 备FANUC oi/TB切削用量的选择切削用量(ap、f、v)选择是否合理，对于能否充分发挥机床潜力与刀具切削性能，实现优质、高产、低成本和安全操作具有很重要的作用。粗车时，首先考

6、虑选择一个尽可能大的背吃刀量ap，其次选择一个较大的进给率 f ，最后确定一个合适的切削速度 v。增大背吃刀量ap 可使走刀次数减少，增大进给量 f 有利于断屑，因此根据以上原则选择粗车切削用量对于提高生产效率，减少刀具消耗，降低加工成本是有利的。精车时，加工精度和表面粗糙度要求较高，加工余量不大且较均匀，因此选择精车切削用量时，应着重考虑如何保证加工质量，并在此基础上尽量提高生产率。因此精车时应选用较小（但不太小）的背吃刀量ap 和进给量 f，并选用切削性能高的刀具材料和合理的几何参数，以尽可能提高切削速度 v。切削用量的选择： 1背吃刀量ap 的确定在工艺系统刚度和机床功率允许的情况下，尽

7、可能选取较大的背第 12 页 共 28 页12 吃刀量，以减少进给次数。当零件精度要求较高时，则应考虑留出精车余量，其所留的精车余量一般进给量 f 的选取应该与背吃刀量和主轴转速相适应。在保证工比普通车削时所留余量小，常取 0.10.5。2进给量 f（有些数控机床用进给速度 Vf）件加工质量的前提下，可以选择较高的进给速度（2000/min 以下）。在切断、车削深孔或精车时，应选择较低的进给速度。当刀具空行程特别是远距离“回零”时，可以设定尽量高的进给速度。粗车时，一般取 f=0.30.8/r，精车时常取 f=0.10.3/r，切断时f=0.050.2/r。3主轴转速的确定（1）光车外圆时主轴

8、转速光车外圆时主轴转速应根据零件上被加工部位的直径，并按零件和刀具材料以及加工性质等条件所允许的切削速度来确定。切削速度除了计算和查表选取外，还可以根据实践经验确定。需要注意的是，交流变频调速的数控车床低速输出力矩小，因而切削速度不能太低。切削速度确定后，用公式 n =1000 vc/d 计算主轴转速 n（r/min）。表5-9 为硬质合金外圆车刀切削速度的参考值。如何确定加工时的切削速度，除了可参考表 5-6 列出的数值外，主要根据实践经验进行确定。第 13 页 共 28 页13 硬质合金外圆车刀切削速度的参考值工件材料热处理状态 ap/(0.3,2(2,6（6,10f/（ .r-1）(0.

9、08,0.3(0.3,0.6（0.6,1）vc（m.min-1）低碳钢、易切钢热轧 140-12070-90中碳钢热轧 130-16090-11060-80调质 100-13070-9050-70合金结构钢热轧 100-13070-9050调质 80-11050-7040-60工具钢退火 90-12060-8050-70灰铸铁 HBS19090-12060-8050-70HBS=190-22580-11050-7040-60高锰钢 10-20铸铝合金（wsi13%） 100-18080-15060-100注：切削钢及灰铸铁时刀具耐用度约为 60min。（2）车螺纹时主轴的转速在车削螺纹时，车床

10、的主轴转速将受到螺纹的螺距 P（或导程）大小、驱动电机的升降频特性，以及螺纹插补运算速度等多种因素影响，故对于不同的数控系统，推荐不同的主轴转速选择范围。大多数经济型数控车床推荐车螺纹时的主轴转速 n(r/min)为：第 14 页 共 28 页14 n （1200/P）k P被加工螺纹螺距，；k保险系数，一般取为 80。此外，在安排粗、精车削用量时，应注意机床说明书给定的允许切削用量范围，对于主轴采用交流变频调速的数控车床，由于主轴在低转速时扭矩降低，尤其应注意此时的切削用量选择。第 15 页 共 28 页15 刀具的选择工序号工具类型功用把190 度外圆刀车外表面1260 度外螺纹刀车外螺纹

11、13中心钻打定位孔14麻花钻打孔1590 度镗刀镗内孔1660 度内螺纹刀车内螺纹1730 度偏刀车削椭圆1第 16 页 共 28 页16 数控加工工艺卡片产品名 称轴类南京工 程学院机械工艺卡 片零件名 称轴套两件 配材料种类45 钢毛坯 尺寸10050 和 5050工序号刀具号加工内容切削转速进给量背吃 刀量加工 类 型测量工具工具名称1T0101车削端面和工艺台阶700r/min卡尺90 度外 圆刀2T0101调头装夹车件 1 左端M301.5 与 35 的外 表面800r/min 1000r/mi n0.3 0.12粗 精卡尺与外 径千分尺90 度外 圆刀3T0202件 1 左端 M3

12、01.5 的 螺纹900r/min0.975粗 精环规60 度外 螺纹刀4T0101车削件 2 端面和工艺 台阶700r/min卡尺90 度外 圆刀5T0101件 2 左端 sr38 的球 和 36、42、48 的外表面800 1000.3 0.12粗 精卡尺与外 径千分尺90 度外 圆刀6T0303件 2 左端 40 度的 V 型 槽500r/min 700r/min粗 精刀宽为 5 的槽刀7打定位孔100r/min中心钻8钻 20 中心孔400r/min20 的 麻花钻9T0404镗件 2 右端35、31、28.1 的内孔800r/min 1000r/mi n0.3 0.11.5粗 精卡尺

13、与内 径千分尺90 度內 镗刀10T0505件 2 右端 M301.5 的 内螺纹800r/min 1000r/mi n0.81粗 精塞规60 度内 螺纹刀11将件 1 和件 2 配合在 一起12T0606车削轴套配合之后右 端的椭圆800r/min 1000r/mi n0.3 0.11.5粗 精30 度偏 刀第 17 页 共 28 页17 零件粗精加工手动编程O0001;件 1 左端件 1 左端 M301.5 与T0101;35 的外表面M03 S800 F0.3;G00 X100 Z100;X50 Z5;G71 U2 R1;G71 P70 Q140 U0.3 W0;G01 X27;N70Z

14、0;X30 Z-1.5;Z-16.5;X33;X35 Z-17.5;Z-20;X50;N140G00 X100 Z100;第 18 页 共 28 页18 M30;O0002;件 1 左端 M301.5 的螺纹T0202;M03 S700 F0.15;G0 X100 Z100;G0 X30 Z2;G92 X29.2 Z-10 F1.5;G92 X28.6;G92 X28.2;G92 X28.04;G01 X30;G0 X100 Z100;M30;O0003;件 2 左端 sr38 的球和36、T0101;42、48 的外表面第 19 页 共 28 页19 M03 S600 F0.3;G0 X10

15、0 Z100;G0 X50 Z2;G71 U1 R0.5;G71 P70 Q150 U0.3 W0;G01 X0 Z0;N70G03 X36 Z-3.91 R38;G01 Z-28;G01 X40;G01 Z-29;G01 Z-33;G01 X48;G01 Z-52;G01 X50;N150G0 X100 Z100;M30;O0004;件 2 左端 40 度的 V 型槽T0303;M03 S400 F0.15;第 20 页 共 28 页20 G0 X100 Z100;G0 X50 Z2;G01 Z-43.92;G01 X32.27;G01 X50;G01 Z-46.72;G01 X48;G01 X32.27 Z-43.92;G01 X50;G01 Z-41;G01 X48;G01 X32.27 Z-43.92;G01 X50;G0 X100 Z100;M30;O0005;件 2 右端 35 和 28.4 的内孔T0404;M03 S600 F0.3;G0 X10