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1、西安机电信息学院毕 业 设 计（论 文）2013 级 机电系数控加工与维护 专业题 目： 组合件数控车工艺与编程 毕业时间： 学生姓名： 文仁杰 指导教师： 赵老师 班 级： 高数一班 2013年 9月20日摘要随着改革开放的进一步深入，中国的制造行业得到了迅速发展，特别是数控加工的应用呈突飞猛进之势，自从我国进入WTO后，社会上对数控加工技术的要求也更高了。我所设计和加工的螺纹配合零件时一种集合各种工艺设计在内的综合型零件。它能够有效地把我们二年所学的各类知识综合在一起运用。我从数控加工工艺分析，设备的选择，螺纹配合精度，刀具，夹具的选择，切削用量的选择，工艺卡片的制作，都经过了慎重考虑。为
2、使零件经过数控加工得到最佳的精度和工艺设计要求，我还查阅了辅导设计与辅助制造（CAD/CAM）、数控加工工艺、数控刀具等书籍。确定了该零件的合理的数控加工工艺方案，最终才完成的零件的加工。关键词 工艺分析 螺纹配合精度 刀具选择 数控加工目录摘要5引言7一 数控机床概述81.1 数控机床的组成81.2 数控机床的分类81.2.1按工艺用途分类81.2.2 按数控机床的运动轨迹分类81.2.3按伺服系统的控制方式分类81.2.4 数控装置的简介9二 数控加工工艺分析102.1 加工方法和加工方案的选择102.2 加工顺序的安排10三 螺纹配合113.1 零件工艺分析113.2 确定加工方案113
3、.3 确定工序顺序、进给路线和所用刀具113.3.1粗车外表面123.3.2精车外表面123.3.3 切槽123.3.4 切螺纹123.3.5切断133.4确定切削用量133.5填写工艺文件13四 程序编制134.1 螺纹配合零件程序编程14 4.2 进刀的方法分析.144.2 零件工艺分析.154.3确定装夹方案.154.4确定工步顺序、进给路线和所用刀具164.6填写工艺卡文件17五 结果分析. .185.1零件的精度与尺寸检验195.2产生误差的主要因素20结论22参考文献23致谢24引言今年来，数控加工技术的应用呈突飞猛进之势，包括以组合机床为主的大量生产方式都向以数控设备为主的生产方
4、式转变，社会上对掌握数控技术的人才需求量越来越大，特别是对数控加工技术的人才需求量更大，而数控设备的高精度，高效率决定数控设备是当前我国机械制造业的基础，也是未来工厂自动化的基础。本课题主要是螺纹配合的设计与加工，是根据仔细查阅相关资料文献及网上查阅资料进行设计。利用手工编织零件程序，在CJK6132A数控机床进行零件车削加工。对零件尺寸和形状进行设计时，考虑到是一组配合件，要求精巧，配合精度高，形状美观，尺寸设计较大，选择钢件作为加工材料，要求对零件图形进行工艺分析，选择机床，刀具，确定加工方案，涉及到内螺纹与外螺纹轴的配合，尺寸设计较大，加工起来在进给量，转速，背吃刀量等有一定的难度，所以
5、要合理选择，虽然两个零件选择的是数控机床炯性加工，但是切削用量的选择原则与通用机床加工相似。螺纹配合轴零件加工的切削用量的选择是按零件材料和刀具材料以及加工经验等确定的。还得分析进给速度的选择，应与主轴转速和背吃刀量相适应。一 数控机床概述1.1 数控机床的组成数控机床一般由控制介质、数控装置、伺服系统和机床本体组成。图1-1所示为开环控制的数控机床框图图1-1 数控机床的组成1.2 数控机床的分类1.2.1按工艺用途分类 1一般数控机床 2 数控加工中心数控机床 3特种数控机床1.2.2 按数控机床的运动轨迹分类 1 点位控制数控机床2点位直线控制数控机床3 轮廓控制数控机床1.2.3按伺服
6、系统的控制方式分类 1 开环控制数控机床 2闭环控制数控系统 3半闭环控制数控机床1.2.4 数控装置的简介数控装置是数控机床的中枢，在普通数控机床中一般由输入装置、存储器、控制器、运算器和输出装置组成。 数控装置接收输入介质的信息，并将其代码加以识别、储存、运算，输出相应的指令脉冲以驱动伺服系统，进而控制机床动作。在计算机数控机床中，由于计算机本身即含有运算器、控制器等上述单元，因此其数控装置的作用由一台计算机来完成。数控装置（习惯称为数控系统）对机床进行控制，并完成零件自动加工的专用电子计算机。它接收数字化了的零件图样和工艺要求等信息，按照一定的数学模型进行插补运算，用运算结果实时地对机床
7、的各运动坐标进行速度和位置控制，完成零件的加工。 随着科学技术的进步，特别是微电子技术和计算机技术的发展，使数控系统不断得到最新硬软件资源而飞速发展。各著名的数控系统生产厂家，平均每三年就有一种新型号数控系统产品诞生。数控机床的应用也从解决疑难零件加工、批量零件自动化生产，到进入家庭作坊，越来越广泛地应用到各种场合，同时也不断对数控系统的硬软件提出新的要求。集中地表现在要求有开放式结构的数控系统、适应技术发展和用户自己开发的功能。目前一些发达家和地区，如欧洲、美国、日本等，都相继进行开放式结构数控系统的研究和开发，开放式数控系统的基本结构有硬件平台、软件平台、一个用户可扩展的硬软件空间和应用开
8、发环境。 1. 硬件平台：由数控系统生产厂提供，或是选择通用的标准模块，但其配置可由用户在较大范围内选择，如控制轴数、控制方式、各种外部设备等。 2.软件平台：由数控系统生产厂提供，或CNC软件开发商提供，它是系统的核心软件，即CNC、PLC的基本软件，同时提供好的用户开发应用软件的环境。 3.应用软件：用户在数控系统生产厂提供的硬软件平台基础上，开发专用软件、硬件，实现用户要求的控制功能。 计算机（PersonalComputer-PC）的高速发展和广泛应用，为我们开发以PC为基础（PCBased）、开放式结构的数控系统提供了一种有效的途径。PC从80年代初作为办公用的计算机，发展到今天，已
9、成为进入各领域的主流计算机，被广泛用于过程控制和自动化领域。PC的主频已达到450MHz，可以满足各种CNC高速实时控制系统的要求，丰富的软件资源，如DOS、Windows、C语言等开发工具，大量可利用的外部设备，如CRT、平板显示器、光盘驱动器、软盘驱动器、硬盘驱动器、键盘等硬件支持。PC的芯片集成度越来越高，PC的产量逐年增加，都为以PC为基础的CNC系统缩小体积、有高的性能价格比提供了条件，由于以PC为基础的CNC系统充分利用PC的硬软件资源，就可以跟随PC的发展而不断采用新的技术。早期使用Intel80286、80386，现在是Pentium，操作系统也从DOS发展到Windows等，
10、所以以PC为基础的CNC系统得到越来越快的发展和应用。 二 数控加工工艺分析2.1 加工方法和加工方案的选择在选择加工表面的加工方法和加工方案时，应考虑一下因素：（1）加工表面的技术要求（2）工件材料的性质（3）工件的形状和尺寸（4）生产类型（5）具体生产条件2.2 加工顺序的安排零件表面的加工方法和加工方案确定后，就要安排加工工序。当零件的加工质量要求比较高时，往往不可能在一道工序中完成全部加工的内容，而必须分几个阶段来进行加工。 （1）加工阶段 （2）划分加工阶段的原因三 螺纹配合3.1 零件工艺分析图3.1 的形状图该零件图3.1所示，零件时86mm60mm，所以，经过考虑，最终选择的零
11、件毛坯为160mm62mm的45钢，它是由圆弧、圆柱面、螺纹、退刀槽、锥面、端面连接而成，结构形状复杂，加工部位多，对槽的右端外螺纹尺寸精度，位置精度和形状精度要求高，表面粗糙度Ra1.6.这类零件有一定的加工难度，非常适合数控车床加工。3.2 确定加工方案这个零件从图纸上可以看出，对于加工装夹上还是比较好装夹的，为了使工序基准与定位基准重合，便于加工所有的需加工部位，将毛坯的任意端用三爪卡盘装夹固定就可以，利用这样一种简单的装夹方法，可以限制供件的四个自由度，可以有效保证零件在加工中的定位，达到加工效果。3.3 确定工序顺序、进给路线和所用刀具在这个零件加工过程中，所需要的工序很少，对加工刀
12、具形状的要求不是很高，只是在加工中注意到几个处圆弧，锥面相互夹角的处理就可以，所以选用一把刀尖角为30度的硬质合金尖刀和一把硬质合金的5mm切断刀，就可以解决零件的加工，但因加工的材料是钢件，同时也得注意刃磨刀具。根据工步顺序和切削加工进给路线的确定原则，本工序具体的工步顺序，进给路线及所用刀具具体确定如下：3.3.1粗车外表面选用刀尖角为30度的硬质合金尖刀对外表面进行粗车，走刀路线及加工部位如图3-2所示。由于粗车的外表面是通过递增且具有圆弧，加工零件的材料又是钢件。可以采用这把刀尖角为30度的硬质合金尖刀直接将工件车削成型，在编制加工程序的时候采用的是FANUC系统的G71外圆循环加工指
13、令，所以在进行这段加工的时候，走刀路线和一般的加工不同。加工步骤： 切断面-切圆弧-切外圆-切圆弧-切外圆-退刀-回到起点3.3.2精车外表面选用刀尖角为30度的硬质合金尖刀对零件进行精加工，其加工步骤及走刀路线如图3-3所示：图3-3 走刀路线图3.3.3 切槽 选用刀尖宽度为5mm的切槽刀，加工部位及走到路线如图3-4所示：图3-4 切槽部位走刀路线图3.3.4 切螺纹选用刀尖角度为60度的硬质合金材料的螺纹刀，在编制螺纹加工程序时，为了能使与内螺纹完全配合的得当，加工时应使外螺纹小于图纸尺寸的0.1mm0.2mm，其加工部位及走刀路线如图3-5所示：图3-5 切螺纹走刀路线3.3.5切断
14、在精车削完毕后，将进行零件的切断，选用5mm切断刀，其走刀路线如图3-6所示：图3-6 切断走刀路线3.4确定切削用量 数控加工的切削用量包括：背吃刀量，主轴转速、进给速度。切削用量的选择原则与普通机床加工相似，具体数值应根据数控机床使用说明书和金属切削原理中规定的方法及原则，结合实际加工经验来确定。在工艺系统刚性和机床功率允许的条件下，尽可能选取较大的背吃刀量，以减少进给次数。光车时主轴转速应根据零件上被加工部位的直径，并按零件和刀具的材料以及加工性质等条件所允许的切削速度来确定。在程序设计时，必须确定每道工序的切削用量，选择切削用量时一定要充分考虑影响切削的各种因素，正确的选择切削条件，合理的确定切削用量，可以有效地提高机械加工的质量和效率。根据加工要求确定切削用量，具体确
