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轴类零件与数控加工工艺及编程[1]


毕业设计(论 文) 毕业设计( 设计



机电一体化



轴类零件与数控加工工艺及编程 目: 轴类零件与数控加工工艺及编程

毕业时间: 毕业时间: 学生姓名: 学生姓名: 指导教师: 指导教师: 班 级:

2010 年 06 月 10 日


酒泉职业技术学院

届各专业

毕业论文(设计)成绩评定表
姓名 指导教 师第一 次指导 意见 年 月 日 聂帅 班级 08 机电(5)班 专业 机电一体化

指导教 师第二 次指导 意见 年 月 日

指导教 师第三 次指导 意见 年 月 日

指导教 师评语 及评分 成绩: 答辩小 组评价 意见及 评分 教学系 毕业实 践环节 指导小 组意见 签字(盖章) 学院毕 业实践 环节指 导委员 会审核 意见 年 月 日 成绩: 签字(盖章) 年 月 日 签字(盖章) 年 月 日

签字(盖章)







说明:1、以上各栏必须按要求逐项填写.。2、此表附于毕业论文 (设计)封面之后。

配合件数控加工工艺设计
摘要 :数控机床加工工艺与普通机床加工工艺在原则上基本相同,但数控加工的整
个过程是自动进行的。数控加工的工序内容比普通机床的加工的工序内容复杂。这是因 为数控机床价格昂贵,若只加工简单的工序,在经济上不合算,所以在数控机床上通常 安排较复杂的工序,甚至是在通用机床上难以完成的那些工序。数控机床加工程序的编 制比普通机床工艺规程编制复杂。这是因为在普通机床的加工工艺中不必考虑的问题, 如工序内工步的安排、对刀点、换刀点及走刀路线的确定等问题,在数控加工时,这一 切都无例外地都变成了固定的程序内容,正由于这个特点,促使对加工程序的正确性和 合理性要求极高,不能有丝毫的差错,否则加工不出合格的零件。 关键词:轴类零件;数控车削;工艺设计 关键词

1

目录
配合件数控加工工艺设计 ..................................................................................................................................... 1 一、 零件工艺分析 ............................................................................................................................................... 4 (一)零件工艺分析 ......................................................................................................................................... 4 1.零件图分析 .................................................................................................................................................. 4 2.工艺分析 ...................................................................................................................................................... 5 3.编程原点选择 .............................................................................................................................................. 5 (二)选择零件毛坯 ............................................................................................................................................ 6 二、 加工方法的选择 ........................................................................................................................................... 6 (一)数控车削加工方法拟订 ......................................................................................................................... 6 1. 数控车削加工外圆回转体零件与端面加工方法的选择 ........................................................................ 6 2. 数控车削加工内圆回转体加工方法的确定 ............................................................................................ 6 3 .数控车削加工螺纹加工方法的确定 ......................................................................................................... 7 三、 机床与刀具的选择 ....................................................................................................................................... 7 (一) 机床的选择 .............................................................................................................................................. 7 1.SSCK20/500 数控车床的用途 .................................................................................................................... 7 2.SSCK20/500 数控车床布局 ........................................................................................................................ 7 3.SSCK20/500 数控车床主要技术参数 ........................................................................................................ 8 (二)刀具的选择 ............................................................................................................................................. 9 四、 定位与夹紧方式的确定 ............................................................................................................................. 10 (一)定位与夹紧方式 ................................................................................................................................... 10 五、 加工顺序的安排 ......................................................................................................................................... 11 (一)加工顺序的安排 ................................................................................................................................... 11 六、 确定走刀路线和工步顺序 ......................................................................................................................... 12 (一) 确定加工顺序和走刀路线 .................................................................................................................. 12 1. 2. 工步顺序的确定 .................................................................................................................................... 12 走刀路线的确定 .................................................................................................................................... 12

(一) 切削用量的选择.................................................................................................................................. 14 (二) 数控加工工艺卡片拟订 ........................................................................................................................ 17 对刀点与换刀点的确定 八、 对刀点与换刀点的确定 ............................................................................................................................. 19 (一) 对刀点 ................................................................................................................................................. 19 (二) 换刀点 ................................................................................................................................................. 20 九、高速切削技术 ............................................................................................................................................... 20 十、 程序的编制 ................................................................................................................................................. 21
2

(一) 零件各结点尺寸计算就 ...................................................................................................................... 21 (二)程序的编制 ........................................................................................................................................... 22 致谢: 致谢 ...................................................................................................................................................................... 28 参考文献: 参考文献: ........................................................................................................................................................... 29

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一、 零件工艺分析

图 1-1

(一)零件工艺分析
1.零件图分析 1.零件图分析 图 1-1 所示零件从结构图来看该零件包括内﹑外的加工。内表面主要是孔,外表面 由圆柱、圆锥、顺圆弧、逆圆弧及螺纹等表面组成。其中多个直径以及宽度尺寸有较严 的尺寸精度和表面粗糙度等要求,适合数控车削加工;球面 Sφ48 ㎜的尺寸公差还兼有 控制该球面形状(线轮廓)误差的作用。尺寸标注完整,轮廓描述清楚。零件材料为 45 钢,该材料具有较高的强度以及较好的韧性﹑塑性,可在供应状态和正火状态下使用, 制照力学性能要求不高的零件;进行调质处理后,制造要求良好力学性能的零件。无热

4

处理和硬度要求。零件生产批量为单件小批量。 2.工艺分析 2.工艺分析 (1)图样上给定的内孔直径φ28,圆柱尺寸φ35﹑φ42 和φ52,宽度尺寸 4 和 3,取中 值作为编程的尺寸依据。其他尺寸皆取基本尺寸作为编程尺寸依据; (2)φ52 的圆柱与φ28 的孔有较高的同轴度要求,加工时必须以同一个定位基准进 行加工; (3)φ28 的公差等级为 IT8 表面粗糙度 Ra 为 1.6, 宜采用钻→扩→铰进行加工以保 证尺寸和表面粗糙度的要求; (4)在轮廓曲线上,有三处为圆弧,其中两处为既过象限又改变进给方向的轮廓曲 线,因此在加工时应进行机械间隙补偿,以保证轮廓曲线的准确性; (5)零件中有比较大的圆弧需要进行加工,为了不使加工过程中出现过切现象选择 较大副偏角的车刀进行加工。 3.编程原点选择 3.编程原点选择 零件在加工中需要二次掉头装夹,从图纸上进行尺寸坐标分析,应设置两个编程原 点。两个工件坐标系的编程原点均应选在零件装夹后的右端面(精加工面),如图 1-2 所示。

第一次装夹工件原点

第二次装夹工件原点

5

图 1-2

(二)选择零件毛坯 二
该零件为 45 钢,生产类型为单件小批量生产。 根据上述原始资料以及加工工艺,确定毛坯尺寸如下: 该零件最大外圆直径为Ф52mm 查《机械制造工艺设计简明手册》 (以下简称《工艺 手册》 )表 2.2 得知毛坯直径应为Ф55mm。长度尺寸为 145±0.08

二、 加工方法的选择
(一)数控车削加工方法拟订
加工方法的选择原则是保证加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求。 由于获得同 一级精度及表面粗糙度的加工方法一般有许多, 因而在实际选择时, 要结合零件的形状、 尺寸大小和热处理要求等全面考虑。 1. 数控车削加工外圆回转体零件与端面加工方法的选择 (1)φ52φ42 和φ35 的尺寸精度等级为 IT7,并且φ52 和φ35 外圆柱表面粗糙度 Ra 为 1.6,参考《数控加工工艺简明教程》表 3-14 可知加工这些圆柱时宜采用粗车→半精 车→精车三步加工; (2)零件左端外圆尺寸精度以及表面粗糙度要求不高所以可以采用粗车→精车进行 加工以缩短工时,由于零件左端有螺纹需要加工并且螺纹精度要求较高,而为了达到螺 纹加工的精度要求所以在加工零件左端外圆时须将外圆尺寸加工为Ф29.8mm; (3)对于圆锥面采用衡线速度进给切削,以保证圆锥尺寸精度。 2. 数控车削加工内圆回转体加工方法的确定

6

Ф28 0

+ 0.04

盲孔:孔的精度要求在 IT8~IT9 之间,参考 《数控加工工艺简明教程》 3-16 表

获知宜采用钻→扩→铰进行加工,以保证尺寸和表面粗糙度的要求。参考《工艺手册》表 2.3-9 以及 2.3-12 确定工序尺寸及余量为钻孔:Ф26.0mm Ф27.8mm 2Z=1.8mm 铰孔:Ф28 0
+ 0.04

扩孔:

2Z=0.2mm 。

.数控车削加工螺纹加工方法的确定 3 .数控车削加工螺纹加工方法的确定 由于该零件中螺纹加工精度要求较高,为了保证其螺距和牙深的精度故采用 G92 螺纹 加工指令进行加工。

三、 机床与刀具的选择
(一) 机床的选择 一
数控车床,其型号为 SSCK20/500,装配 FANUC-OTC 系统 1.SSCK20/500 1.SSCK20/500 数控车床的用途 SSCK20/500 数控车床主要用于加工轴类零件和盘类零件的内外圆柱表面、圆锥面、 螺纹表面、成形回转体表面,还可以进行钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、镗孔和车端面、切 槽、倒角等加工。 2.SSCK20/500 2.SSCK20/500 数控车床布局 SSCK20/500 数控车床为两坐标联动控制的卧式车床。床身采用向后倾斜 45°,使刀 具的调整及操作更为方便安全。导轨采用直线滚动导轨或镶钢导轨,因摩擦系数小,从 而增加了耐磨性和精度的保持性,提高了刀架的快移速度并延长机床使用寿命。主轴采 用普通电动机、变频调速,主轴卡盘和尾座在结构设计上均采用液压控制,压力的大小 可分别用减压阀进行调整。倾斜滑板上安装有回转刀架,设有 6 个工位。滑板上分别安 装有 X 轴和 Z 轴的进给传动装置。根据用户的要求,主轴箱前端面上可以安装对刀仪, 用于数控车床的对刀。
7

3.SSCK20/500 3.SSCK20/500 数控车床主要技术参数 机身上最大回转直径 夹盘直径 最大切削直径 最大切削长度 主轴转速范围 主轴直径 滑鞍最大纵向行程 滑板最大横向行程 快速移动速度 刀架工位数 刀具规格 工具孔直径 选刀方式 最小输入当量 尾坐套筒直径 尾座套筒最大行程 顶尖锥孔 主电动机功率 进给伺服电动机功率 Ф400mm Ф200mm Ф200mm 500mm 24r/min~2400r/mm(连续无级) Ф55mm 550mm 200mm X 轴 6m/min;Z 轴 12m/min 6 工位 车刀 20mm×20mm Ф32mm 顺时针方向 X 轴(直径)0.001mm;Z 轴 0.001mm Ф70mm 60mm 莫式 4 号 连续载荷 11kw X 轴 AC0.6kw;Z 轴 AC0.6kw

8

液压站电动机功率 切削液电动机功率 机床外形尺寸(长×宽×高) 机床净质量

1.1kw 0.0125kw 2600mm×12400mm×1715mm 2300kg

(二)刀具的选择
将所选刀具参数填如表 3-1 数控加工刀具卡片中,以便于编程和操作管理。注意: 车削外轮廓时,为防止副后刀面与工件表面发生干涉,应选择较大副偏角,必要时可以 作图检验。图 3-1 所示,为一圆弧面过渡到圆柱面时交点的切线与圆柱面的夹角,由图 可知在加工这一过渡表面时 k′r 最小为 56 。同时,为了使粗加工时候能够切除更多的毛 坯余量参考图 3-2 确定粗加工刀具最小后角 k′r=43 。
0 0

图 3-1

图 3-2

表 3-1 数控加工刀具卡
产品名称或代号 零件名称

零件图号 数量 1 加工表面 车端面及粗车外轮廓 刀尖半径 0.5 备注 刀 具 后

序号 1

刀具号 T01

刀具规格名称 90°硬质合金外 圆车刀

角>43°

9

2 3 4 5 6

T02 T03 T04 T05 T06

Ф5 中心钻 Ф25 钻头 扩刀 绞刀 90°硬质合金外 圆车刀 93°硬质合金外 圆车刀 宽度为 3mm 切槽 刀 60°外螺纹车刀

1 1 1 1 1

钻Ф5mm 中心孔 钻孔 扩孔 绞刀 半精车外轮廓 0.3 刀具后角为 56° 刀具后角为 56°

7

T07

1

精车外轮廓

0.2

8

T08

1

切槽 刀 尖 角 为 59°30′

9

T09

1

车 M30 螺纹

0.1

四、 定位与夹紧方式的确定
(一)定位与夹紧方式
此工件必须分两次装夹。由于左端外表面为螺纹,不适于做装夹表面,所以第一次 装夹工件左端,加工右端,为了防止由于切削力的作用而产生轴向位移, 必须在卡盘内 装一限位支撑,或者利用工件的台阶面进行限位。此处利用工件台阶面进行定位。使用三 爪自定心卡盘夹持,考虑到此工序需要加工的零件较长所以需要在右端面加一顶尖,采 取一夹一顶的方式进行装夹,如图 4-1a 所示。第一次装夹完成 Sφ48 球面﹑R48 圆弧﹑ R9 圆弧﹑R8 圆弧﹑φ35 外圆﹑φ52 外圆﹑圆锥面﹑槽﹑φ28 内孔﹑1X45°倒角的粗﹑ 精加工。第二次装夹如图 4-1b 所示,完成φ30 外圆、螺纹﹑2X45°倒角﹑1X45°倒角的 粗精加工。

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图 4-1a

零件的第一次装夹

图 4-1b

零件的第二次装夹

五、 加工顺序的安排
(一)加工顺序的安排
按照加工内容确定加工顺序如下: 第一次装夹时 第一步: 装夹φ55 圆柱表面,钻φ5 中心孔; 第二步:用顶尖顶紧工件右端面,粗车 Sφ48 球面﹑R9 外圆﹑R8 外圆﹑φ35 圆柱﹑ 圆锥面﹑φ52 圆柱; 第三步:半精车外圆表面; 第四步:钻φ26 孔; 第五步:扩孔至φ27.8; 第六步:铰孔至尺寸要求; 第七步:精车外圆表面。 调头装夹 第二次装夹时 第一步:粗车φ30 外圆表面,加工 2X45 和 1X45 倒角; 第二步:从左至右精车外圆表面; 第三步:车削 M30X2-6g 螺纹。 以上工艺过程详见表 7-1“数控加工工序卡” 。
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0 0

六、 确定走刀路线和工步顺序
(一) 确定加工顺序和走刀路线
1. 工步顺序的确定 在第一次装夹时,工步顺序的确定按照由内到外﹑由粗到精﹑由近到远的原则确定, 在一次装夹中尽可能加工出较多的工件表面。结合本零件的结构特征,可以先粗、半精 加工外圆各表面(考虑到粗加工刀具为了保证刀具的耐用度副角不宜过大,为了避免粗 加工时候刀具后刀面与零件发生干涉,使得零件报废,造成不必要的浪费从而确定如图 6-1 所示粗加工零件轮廓图,调整后尺寸如图所示,其它基本尺寸不变) ,再加工内孔各 表面至尺寸以及表面粗糙度要求,然后再进行外圆各表面的精加工。 在第二次装夹时,结合零件的结构特征,首先对零件外圆进行粗、精加工再车 M30 ╳2-6g 螺纹。

图 6-1

走刀路线的确定 2. 走刀路线的确定 在数控加工中,刀具刀位点相对于工件运动轨迹称为走刀路线。编程时,走刀路线
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的确定原则主要有以下几点: (1)走刀路线应保证被加工零件的精度和表面粗糙度,且效率高; (2)使数值计算简单,以减少编程工作量; (3)应使走刀路线最短,这样既可减少程序段,又可减少空刀时间。 (4)此外,确定走刀路线时,还要考虑工件的加工余量和机床、刀具的刚度等情 况,确定是一次走刀,还是多次走刀来完成加工等。 由于该数控车床具有循环功能,只要编程正确,数控系统就会自动确定粗车以及螺 纹车削路线。 因此,该零件的粗车以及螺纹车削路线不需要人为确定进给路线,我们

只要指定零件的精车路线。本工件的精车路线如图 6-2 所示。由于该零件为单件小批量 生产,走刀路线设计不必考虑最短进给路线或最短空行程路线。

图 6-2 a

图 6-2 b
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说明:图 6-2 a 示为第一次装夹时外圆精车走刀路线,图中点 A(250.0,150.0)为换刀 点点 B( 55.0,7.0)为精车起刀点,点 C(12.735,4.543)为切入点,为切了避免切入时损坏 工件故采取圆弧切切入。图 6-2 b 示为第二次装夹时外圆精车走刀线,图中 a 点为换刀 点(100.0,100.0) 点 b 为精车起刀点(55.0,5.0) 精车切入点 c(53.985,35)。 , ,

七、 切削用量的选择
(一) 切削用量的选择
切削用量的选择根据被加工表面质量要求﹑刀具材料和工件材料,参考切削用量手 册或有关资料选取切削速度和每转进给量然后根据式 1-1 和 1-2 计算主轴转速与进给速 度, VC=∏dn/1 000 n≤1200/p-k 式中 VC—切削速度,单位 m/min; d—切削刃上选定点处所对应的工件或刀具的回转直径,单位 mm; n—工件的转速,单位为 r/min; P—被加工螺纹螺距,单位为 mm; K—保险系数,一般为 80。 计算过程如下: 第一次装夹 钻孔Ф28 0 mm 钻孔Ф26 (1) 背吃刀量 ap=13mm。
+ 0.04

(1-1) (1-2)

14

(2) 进给量

根据《数控加工工艺简明教程》表 6-4,选用 f=0.4mm/r。

(3) 切削速度 根据《数控加工工艺简明教程》表 6-4,选用 Vc=20m/min。 (4) 主轴转速 由公式 1-1 得 20=3.14*26n/1 000 求得 n=245r/min 扩孔Ф27.8mm: (1)背吃刀量 ap=18.9mm。 经查表取 n=250r/min

(2)进给量 根据《数控加工工艺简明教程》表 6-4,选用 f=0.4mm/r。 (3)切削速度 (4) 主轴转速 根据《数控加工工艺简明教程》表 6-4,选用 Vc=20m/min。 由公式 1-1 得 20=3.14*27.8n/1 000 求得 n=229r/min 铰孔Ф28+00.04mm: (1) 背吃刀量 ap=14mm。 经查表取 n=250r/min

(2) 进给量 根据《数控加工工艺简明教程》表 6-5,选用 f=0.5mm/r。 (3) 切削速度 (4) 主轴转速 根据《数控加工工艺简明教程》表 6-5,选用 Vc=4m/min。 由公式 1-1 得 4=3.14*28n/1 000 求得 n=45r/min 粗车外轮廓 (1)进给量 查有关方面表得出 f=0.5mm/r。 经查表取 n=50r/min

半精车外轮廓 (2)进给量 由于在粗车外轮廓时留了 1.1mm 的余量,考虑 到还 需 要对零件进

行精加工并取精加工余量为 0.25mm , 半精车外轮廓进给量为 0.85mm,显然进给量过大。
15

综合加工效率方面问题考虑最后取进给量 精车外轮廓 进给量

f=0.85/2=0.425mm/r。

由于在半精车外轮廓时留了 0.25mm 的精加工余量,综合加工效率方面问 f=0.25/2=0.125mm/r。

题考虑最后取进给量 第二次装夹

车Ф30mm 外圆柱面 粗车时 (1) 背吃刀量 根据《数控加工工艺简明教程》表 4-1,选用 ap=5mm。

(2) 进给量 根据《数控加工工艺简明教程》表 4-1,选用 f=0.5mm/r。 (3) 精车时 (1) 背吃刀量 根据《数控加工工艺简明教程》表 4-1,选用 ap=0.25mm。 切削速度 根据《数控加工工艺简明教程》表 4-1,选用 Vc=100m/min。

(2) 进给量 根据《数控加工工艺简明教程》表 4-1,选用 f=0.2mm/r。 (3) 切削速度 (4) 主轴转速 根据《数控加工工艺简明教程》表 4-1,选用 Vc=140m/min。 由公式 1-1 得 140=3.14*30n/1 000 求得 n=1486r/min 车螺纹 M30×2-6g (1)背吃刀量 见《切削用量手册》 (艾兴﹑肖诗纲编,机械工业出版社,1985) ,刀 经查表取 n=1500r/min

具寿命 T=60min,车削螺纹用 G92 循环指令,需进行 5 次切削,每次背吃刀量如下: 第一次 第三次 ap=0.45mm ap=0.3mm 第二次 第四次 ap=0.3mm ap=0.2mm

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第五次 (2)主轴转速

ap=0.05mm 根据式 1-2 得 n≦1200/2-0.8 求出 n≦1000

因该数控车床具有循环功能,只要编程正确,数控系统就会自动确定螺纹车削路线 进给量以及切削速度以及车外圆时的主轴转速。因此,该零件的螺纹车削路线不需要人 为确定进给量和切削速度,外圆车削不需要给定每次进刀时的主轴转速。 将计算结果填入表 7-1 中。 注意:背吃刀量的选择因粗﹑精加工而有所不同。粗加工时,在工艺系统刚性和机 床功率允许的情况下,尽可能取较大的背吃刀量,以减少进给次数;精加工时,为保证 零件表面粗糙度要求,背吃刀量一般取 0.1~0.4mm 较为合适。

(二) 数控加工工艺卡片拟订 二
将前面分析的各项内容综合成表 7-1 所示的数控加工工艺卡片,此表是数控加工程 序的主要依据和操作人员配合数控程序进行数控加工的指导性文件,主要内容包括:工 步顺序﹑工步内容﹑各工步所用的刀具及切削用量等。

表 7-1 数控加工工序卡 产品名称或代号 工厂 数控加工工序卡 零件名称 材料 零件图号

工序号

程序编号

夹具名 专用夹具

夹具编号

使用设备 车间

工步号

工步内容

刀 具

刀 具规格

主 轴转速

进给速 度

背吃 刀量/mm

备注

17



/

/ r·min-1

/mm · min-1

mm

1

车削端面 1

0 255×2

300

5

手动

2 3

钻Ф5 中心孔 粗车外表面 X 方向留 1.1mm 余量 半精车外表面 X 向留 0.25mm 的精加工余量 钻孔

2 0 1 0 6 0 3 0 4 0 5 0 7

Ф5 25×25

200 400 100

2.5 5

手动 自动

4

25×25

500

200

3

自动

5

Ф26

250

40

13

自动

6

扩孔

Ф27.8

250

40

13.9

自动

7

铰孔至尺寸要求 精车外表面至尺寸要 求 切槽 调头装夹 粗车外表面 X 向留 0.25mm 的精加工余量 精车外表面至尺 寸要求 车削 M30X2-6g 螺

Ф28

50

20

14

自动

8

25×25

600

300

0.25

自动

9 10 11

0 8

3

500

150

0.2

自动 手动

0 1 0 7

25×25

300

100

5

自动

12 13

25×25

600

300 150

0.25

自动 自动

025×25 ≦1000

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纹 编制 审核

9 批准 共1 第1页

八、 对刀点与换刀点的确定
(一) 对刀点
“对刀点”就是在数控机床上加工零件时,刀具相对于工件运动的起点。由于程序 段从该点开始执行,所以对刀点心也叫做“程序起点”或“起刀点” 。选择对刀点的原 则是: (1)要便于数学处理和简化程序编制 (2)在机床上找正容易 (3)加工过程中检查方便 (4)引起的加工误差小 对刀点可选在工件上,也可选在工件外面(如选在夹具上或机床上) 。但必须与零 件的定位基准有一定的尺寸联系。这样才能确定机床坐标系和工件坐标系的关系。 为了提高加工精度,对刀点应尽量选在零件的设计基准或工艺基准上,如以孔定位 的工件,可选孔的中心作为对刀点。刀具的位置则以此孔来找正,使“刀位点”与“对 刀点”重合。所谓“刀位点”是指车刀、镗刀的刀尖;钻头的钻尖;立铣刀、端铣刀刀 头底面的中心、球头铣刀的球头中心。 零件安装时, 工件坐标系要与机床坐标系有确定的尺寸关系, 在工件坐标系设定后, 从对刀点开始的第一个程序段的坐标值,为对刀点在机床坐标系中的坐标值。 对刀点既是程序的起点,也是程序的终点。因此在成批生产中要考虑对刀点的重复 精度,该精度可用对刀点相距机床原点的坐标值来校核。所谓“机床原点”是指机床上 一个固定不变的极限点。例如,对车床而言,是指车床主轴回转中心与车头卡盘端面的 交点。
19

(二) 换刀点
由于在第一次装夹中需要加工的工件毛坯尺寸为 115Xφ55mm,为了避免换刀时发生 刀架与毛坯相撞以及考虑到刀具的空行程问题所以工序一换刀点选定为(100.0,200.0)。 在第二次装夹时需要加工的工件毛坯尺寸为 38Xφ55mm,同样为了避免换刀时发生 刀架与毛坯相撞以及考虑到刀具的空行程问题所以工序二换刀点选定为 (100.0, 100.0) 。

九、高速切削技术
高速切削的切削速度比常规切削速度高 5~10 倍以上。 高速切削加工技术体系是机床、 刀具、工件、加工工艺、切削过程监控、切削机理等诸多方面的有机集成。 特点: 切削力随着切削速度的提高而下降; 切削产生的热量绝大部分被切屑带走; 加工表面质量提高; 在高速切削范围内,机床的激振频率远离工艺系统的固有频率范围。 优点: 1、有利于提高生产效率; 2、有利于改善工件的加工精度和表面质量; 3、有利于减少模具加工中的手工抛光; 4、有利于减小工件变形; 5、有利于使用小直径刀具; 6、有利于加工薄壁零件和脆性材料;

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7、有利于加工较大零部件 应用: 加工材料 适于高速切削加工的工件材料包括铝合金、钢、铸铁、铅、铜及铜合金,此外还包 括模具钢、钛合金、不锈钢、镍基合金、纤维增强合成树脂等难加工材料。 应用范围: 目前,高速切削加工技术主要应用于车削和铣削工艺,今后将涵盖所有的传统加工 范畴,从粗加工到精加工,从车削、铣削到镗削、钻削、拉削、铰削、攻丝、滚齿等。 航空制造业、模具制造业、汽车制造业等行业均已积极采用高速切削加工技术。

十、 程序的编制
(一) 零件各结点尺寸计算就
在计算零件各接点计算时可以采取比较直观便捷的画图法来计算出编程时各接点的 尺寸坐标值如图 11-1 所示。作图时应注意将零件精度高的基本尺寸换算为平均尺寸。

图 11-1 图中点 A(0,18.735)为 SФ48mm 的球面右端的起始点,点 B(35.0478,-38.3841)为 SФ48mm 的球与 R=9 的圆弧的交点,点 C(36.4522,-44.35)为 R=8 的圆弧与 R=9 的圆弧的交点,
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点 H 0, ( -30.415) 为钻头钻孔时刀尖点所处的位置, 期于各点 D 41.758, ( -65 )E 45.3058, 、 ( -75.06) 、F(47.7638,-82.03) 、G(50.2218,-89) 。

(二)程序的编制
第一次装夹 O0001 N10 G54 G00 X100 Z200; N20 T0101; N30 M03 S400; N40 G42 G0 X60 Z5 N50 G73 P60 Q140 U1.1 W0.4 F0.25; N60 G00 X18.735 Z0; N70 G03 X35.0478 Z-38.3841 R24F0.3; N80 G02 X36.4522 Z-44.35 N90 G03 X41.758 R9; 加刀具补偿 设置换刀点 粗加工外圆刀具

粗加工循环

Z-65 R8;

N100 G01 Z-65 F0.2; N110 X37.687; N120 X52 Z-94; N130 Z-115;
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N140 X58; N150 G40 G00 X100 Z200; N160 T0606 S500; N170 G42 G00 X55 Z7; N180 G73 P190 Q260 U0.25 W0.1 F0.25; N190 G00 X12.735 Z4.5430; N200G03 R24F0.3; N210 G02 X36.4522 Z-44.35 N220 G03 X34.885 R9; X35.0478 Z-38.3841 取消刀补,返回换刀点 外圆半精车刀 加刀具补偿

半精车循环

Z-57 R8;

N230 G01 Z-65 F0.2; N240 X37.687; N250 X52 Z-94; N260 Z-115; N270 X58; N280 G40 G00 X100 Z200; N290 T0303 S250; N300 G00 X0 Z2; N310 G74 R1; N320 G74 X0 Z-30.415 Q10 F0.4;
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取消刀补,返回换刀点 钻头

钻孔循环

N330 G00 X100 Z200; N340 T0404 S250; N350 G00 X0 Z2; N360 G74 R1; N370 G74 X0 Z-30.415 Q10 F0.4; N380 G00 X100 Z200; N390 T0505 S50; G00 X0 Z2; N400 G74 R1; N410 G74 Z-26 Q10 F0.5; N420 G00 X100 Z200; N430 T0707 S600; N440 G42 G00 X55 Z5; N450 G70 P190 Q260; N460 G40 G00 X100 Z200; N470 T0808 S500; N480 G00 X50 Z-75.06; N490 X47; N500 G01 X39 F0.2; N510 X50; 切槽 切槽刀具 精车外圆 精车外圆刀具 铰孔循环 铰刀 扩孔循环 扩孔刀

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N520 Z-82.03; N530 G01 X39; N540 X53; N550 G00 Z-89; N560 G01 X39; N570 X53; N580 X100 Z200; M30;

第二次装夹 O002 N10 G54 G00 X100 Z100; N20 T0101; N30 M03 S400; N40 G42 X60 Z5; N50 G71 U4 R1; N60 G71 P70 Q140 U0.25 W0.1 F0.25; N70 G01 Z5; N80 G01 X-2 F0.2; 粗车外圆循环 外圆粗车刀

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N90 Z2; N100 G00 X22 N110 G01 X30 Z-2; N120 Z-33; N130 X49.985 N140 X53.985 Z-35; 取消刀补,返回换刀点

N150 G40 G00 X100 Z100; N160 M30; N170 T0707 S600; N180 M03 S1500; N190 G41 G00 X53.985 Z-35; N200 G01 X49.985 Z-33 F0.2; N210 X29.8; N220 Z-2; N230 X21.8 Z2; N240 G40 G00 X100 Z100; N250 T0909; N260 G00 X32 Z2; N270 G92 X29.1 Z-25 F2; N280 X28.5;

外圆精车刀 精车外圆

取消刀补,返回换刀点 螺纹车刀

加工螺纹循环

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N290 X27.9; N300 X27.5; N310 X27.4; N320 G00 X100 Z100; N330 M30;

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致谢: 致谢
经过了两个多月的学习和工作,我终于完成了毕业设计。从开始思考论 文题目到系统的实现,再到论文设计的完成,每走一步对我来说都是新的尝 试与挑战,这也是我在大学期间独立完成的最大的项目。在这段时间里,我 学到了很多知识也有很多感受。我开始了独立的学习和试验,查看相关的资 料和书籍,让自己头脑中模糊的概念逐渐清晰,使自己非常稚嫩作品一步步 完善起来,每一次改进都是我学习的收获,每一次试验的成功都会让我兴奋 好一段时间。 最后,我要特别感谢赵吉虎老师。是他们在我毕业的最后关头给了我们 巨大的帮助与鼓励,使我能够顺利完成毕业设计,在此表示衷心的感激。.孔 老师认真负责的工作态度,严谨的治学精神和深厚的理论水平都使我收益匪 浅。他无论在理论上还是在实践中,都给与我很大的帮助,使我得到不少的 提高这对于我以后的工作和学习都有一种巨大的帮助,感谢他耐心的辅导。 本设计能够顺利的完成,也归功于各位任课老师的认真负责,使我能够很好 的掌握和运用专业知识,并在设计中得以体现。同时我在网上也搜集了不少 资料,才使我的毕业论文工作顺利完成。在此向学院机电工程系的全体老师 表示由衷的谢意。 三年的大学生活就快走入尾声,我们的校园生活就要划上句号,心中是 无尽的难舍与眷恋。 从这里走出, 对我的人生来说, 将是踏上一个新的征程, 要把所学的知识应用到实际工作中去。即将结束再次学习的生活,相信等待 我的是一片充满机遇、风险与快乐的土地;也相信我和同仁们的事业必将如 涅磐之凤、浴火之凰。

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参考文献: 参考文献:
[1]徐嘉元主编《机械加工工艺基础》 北京 机械工业出版社 1989.9 高等教育出版社 1996.4

[2]吴宗泽 罗圣国主编《机械设计课程设计手册》 北京

[3] 赵家齐.《机械制造工艺学课程设计指导书》 北京 机械工业出版社 2000 年 10 月 [4]罗春华 年3月 [5]倪森寿《机械制造工艺与装备习题集和 课程设计指导书》 北京 版社,2003 年 6 月 ,49——84 [6]李益民 《机械制造工艺设计简明手册》 北京 月 [7]徐宏海 《数控加工工艺》 北京 化学工业出版社 2003 年 11 月 2007.3 机械工业出版社 1993 年 6 化学工业出 刘海明 《数控加工工艺简明教程》 北京 北京理工大学出版社, 2007

[8]罗春华《数控加工工艺简明教程》 北京理工大学出版社

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