數(shù)控車零件工藝設(shè)計及nc編程畢業(yè)設(shè)計

1、<p>　　題目：數(shù)控車零件工藝設(shè)計及NC編程</p><p>　　姓 名： </p><p>　　系 別： 機電系 </p><p>　　專 業(yè)： 數(shù)控 </p><p>　　班 級： 10數(shù)控2班 </p><p&g

2、t;　　指導教師： </p><p>　　2012年 3 月20日</p><p>　　數(shù)控車零件工藝設(shè)計及NC編程</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　數(shù)控技術(shù)是先進制造技術(shù)的基礎(chǔ)，它是綜合應用了計算機、自動控制、電氣傳動、自動檢測、精密機械制造和管理信息等技術(shù)而發(fā)展起來

3、的高新科技。作為數(shù)控加工的主體設(shè)備，數(shù)控機床是典型的機電一體化產(chǎn)品。數(shù)控機床代表一個民族制造工業(yè)現(xiàn)代化的水平，隨著現(xiàn)代化科學技術(shù)的迅速發(fā)展，制造技術(shù)和自動化水平的高低已成為衡量一個國家或地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展水平的重要標志。</p><p>　　本文主要討論數(shù)控車床的零件加工工藝以及程序編制，主要以FANUC數(shù)控系統(tǒng)為例，結(jié)合典型零件對數(shù)控車零件進行講解。主要內(nèi)容有關(guān)于數(shù)控車床的編程方法、編程的注意事項、加工工藝分析、刀具

4、的選用、刀位軌跡計算。</p><p>　　關(guān)鍵詞：數(shù)控；車床；編程；加工 </p><p><b>　　引言：</b></p><p>　　數(shù)控（英文名字：Numerical Control 簡稱:NC）技術(shù)是指用數(shù)字、文字和符號組成的數(shù)字指令來實現(xiàn)一臺或多臺機械設(shè)備動作控制的技術(shù)。數(shù)控車床是目前使用最廣泛的數(shù)控機床之一。數(shù)控車床主要用于加工

5、軸類、盤類等回轉(zhuǎn)體零件。通過數(shù)控加工程序的運行，可自動完成內(nèi)外圓柱面、圓錐面、成形表面、螺紋和端面等工序的切削加工，并能進行車槽、鉆孔、擴孔、鉸孔等工作。</p><p>　　數(shù)控車床種類較多，但主體結(jié)構(gòu)都是由：車床主體、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)三大部分組成。</p><p>　　NC編程就是將加工零件的加工順序、刀具運動軌跡的尺寸數(shù)據(jù)、工藝參數(shù)（主運動和進給運動速度、切削深度）以及輔助操作（換

6、刀、主軸正反轉(zhuǎn)、冷卻液開關(guān)、刀具夾緊、松開等）加工信息，用規(guī)定的文字、數(shù)字、符號組成的代碼，按一定格式編寫成加工程序。</p><p>　　數(shù)控機床程序編制過程主要包括：分析零件圖紙、工藝處理、數(shù)學處理、編寫零件程序、程序校驗。</p><p>　　機床夾具的種類很多，按使用機床類型分類，可分為車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、加工中心夾具和其他夾具等。按驅(qū)動夾具工作的動力源分類，可

7、分為手動夾具、氣動夾具、液壓夾具、電動夾具、磁力夾具和自夾緊夾具等。</p><p><b>　　1、數(shù)控概述</b></p><p>　　1.1 數(shù)控機床簡介</p><p>　　數(shù)控機床是數(shù)字控制機床（Computer numerical control machine tools）的簡稱，是一種裝有程序控制系統(tǒng)的自動化機床。該控制系統(tǒng)能夠

8、邏輯地處理具有控制編碼或其他符號指令規(guī)定的程序，并將其譯碼，從而使機床動作并加工零件。</p><p>　　數(shù)控機床種類繁多，由數(shù)控系統(tǒng)通過伺服驅(qū)動系統(tǒng)去控制各運動部件的動作，主要用于軸類和盤類回轉(zhuǎn)體零件的多工序加工，具有高精度、高效率、高柔性化等綜合特點，適合中小批量形狀復雜零件的多品種、多規(guī)格生產(chǎn)。</p><p>　　1.2 數(shù)控機床特點</p><p>　　

9、數(shù)控機床的操作和監(jiān)控全部在這個數(shù)控單元中完成，它是數(shù)控機床的大腦。與普通機床相比，數(shù)控機床有如下特點： 　　</p><p>　　1、加工精度高，具有穩(wěn)定的加工質(zhì)量； 　　</p><p>　　2、可進行多坐標的聯(lián)動，能加工形狀復雜的零件； 　　</p><p>　　3、加工零件改變時，一般只需要更改數(shù)控程序，可節(jié)省生產(chǎn)準備時間；</p><p&

10、gt;　　4、機床本身的精度高、剛性大,可選擇有利的加工用量，生產(chǎn)率高（一般為普通機床的3~5倍）； 　　</p><p>　　5、機床自動化程度高，可以減輕勞動強度； 　　</p><p>　　6、對操作人員的素質(zhì)要求較高，對維修人員的技術(shù)要求更高。</p><p>　　1.3 數(shù)控機床的組成</p><p>　　數(shù)控機床一般由下列幾個部分

11、組成： 　　</p><p>　　1、主機，他是數(shù)控機床的主題，包括機床身、立柱、主軸、進給機構(gòu)等機械部件。他是用于完成各種切削加工的機械部件。 數(shù)控機床</p><p>　　2、數(shù)控裝置，是數(shù)控機床的核心，包括硬件（印刷電路板、CRT顯示器、鍵盒、紙帶閱讀機等）以及相應的軟件，用于輸入數(shù)字化的零件程序，并完成輸入信息的存儲、數(shù)據(jù)的變換、插補運算以及實現(xiàn)各種控制功能。 　　</p&

12、gt;<p>　　3、驅(qū)動裝置，他是數(shù)控機床執(zhí)行機構(gòu)的驅(qū)動部件，包括主軸驅(qū)動單元、進給單元、主軸電機及進給電機等。他在數(shù)控裝置的控制下通過電氣或電液伺服系統(tǒng)實現(xiàn)主軸和進給驅(qū)動。當幾個進給聯(lián)動時，可以完成定位、直線、平面曲線和空間曲線的加工。 　　</p><p>　　4、輔助裝置，指數(shù)控機床的一些必要的配套部件，用以保證數(shù)控機床的運行，如冷卻、排屑、潤滑、照明、監(jiān)測等。它包括液壓和氣動裝置、排屑裝置

13、、交換工作臺、數(shù)控轉(zhuǎn)臺和數(shù)控分度頭，還包括刀具及監(jiān)控檢測裝置等。 　　</p><p>　　5、編程及其他附屬設(shè)備，可用來在機外進行零件的程序編制、存儲等。</p><p>　　2、零件加工編程實例</p><p>　　2.1零件的工藝分析</p><p>　　2.1.1分析零件圖樣：</p><p>　　如圖2所示,

14、該零件包括有圓柱、圓錐、順圓弧、逆圓弧及雙線螺紋等表面；其多個直徑尺寸有較嚴的尺寸公差和表面粗糙度值等要求；球面SΦ50mm的尺寸公差還兼有控制該球面形狀（線輪廓）誤差的作用。</p><p>　　該零件材料為45#鋼，可以用Φ60mm棒料，無熱處理和硬度要求。</p><p>　　2.1.2 選定設(shè)備：</p><p>　　根據(jù)被加工零件的外形和材料等條件，選定數(shù)

15、控車床；其數(shù)控系統(tǒng)為FNAUC。</p><p>　　2.1.3 確定零件的定位基準和裝夾方式：</p><p>　　定位基準：確定坯件軸線和左端大端面（設(shè)計基準）為定位基準。</p><p>　　裝夾方式：左端采用三爪自定心卡盤夾緊、右端采用活動頂尖支頂?shù)难b夾方式。</p><p>　　2.1.4 確定切削用量</p><

16、;p>　?。?）背吃刀量：粗車時，確定其背吃刀量為3mm左右；精車時為0.25mm。</p><p><b>　?。?）主軸轉(zhuǎn)速：</b></p><p>　　車直線和圓弧輪廓時的主軸轉(zhuǎn)速。根據(jù)實踐經(jīng)驗確定其切削速度為90m/min；粗車時確定主軸轉(zhuǎn)速為400r/min，精車時確定主軸轉(zhuǎn)速為500 r/min。編程中還可以對直線、圓弧采用不同的主軸轉(zhuǎn)速。<

17、/p><p>　　車螺紋時的主軸轉(zhuǎn)速。主軸轉(zhuǎn)速定為800 r/min。 </p><p>　　2.2 確定加工路線</p><p>　　按由粗到精、由近到遠（由右到左）的原則，確定加工路線。加工路線自右向左加工，先用1號刀用G70粗加工出零件外輪廓，具體路線為先倒角（2×45°）→切削螺紋實際外徑Φ29.6→切削Φ26→切削Φ36→切削圓弧部分→切削

18、Φ34→切削錐度部分→切削Φ56,最后切削螺紋</p><p><b>　　。</b></p><p>　　2.3 制定加工方案</p><p>　　1、用1號刀粗車外形，留1.0mm（直徑量）的半精車余量。</p><p>　　2、用2號刀車螺紋。</p><p>　　螺紋大徑d=d-0.1P

19、=30-0.1*1.5=29.85mm </p><p>　　螺紋小徑d= d-1.3P=29.85-1.3*1.5=27.9mm</p><p>　　3、用3號刀精車全部外形。</p><p>　　2.4 選擇刀具及對刀</p><p>　　2.4.1 粗、精車用刀具：</p><p>　　（1）硬質(zhì)合金90

20、76;外圓車刀，副偏角以為60°，斷屑性能應較好。</p><p>　?。?） 硬質(zhì)合金60°外螺紋車刀，刀尖角取為59°30′，刀尖圓弧半徑取為0.2mm。</p><p><b>　　切削用量選擇</b></p><p><b>　　數(shù)控加工刀具卡片</b></p><

21、p><b>　　刀具卡片</b></p><p>　　用以上數(shù)據(jù)編制工藝卡如下：</p><p><b>　　數(shù)控加工工藝卡 </b></p><p><b>　　2.4.2對刀</b></p><p>　?。?）將粗車用90°外圓車刀安裝在絕對刀號自動轉(zhuǎn)位刀架

22、的1號刀位上，并定為1號刀。</p><p>　?。?）將精車外形（含外螺紋）用60°外螺紋車刀安裝在絕對刀號自動轉(zhuǎn)位刀架的3號刀位上，并定為3號刀。</p><p>　?。?）在對刀過程中，同時測定出3號刀相對于1號刀的刀位偏差。</p><p>　　2.5 確定工件坐標系、對刀點和換刀點</p><p>　　2.5.1 加工坐

23、標系如圖3所示：O為坐標原</p><p><b>　　圖2坐標點示意圖</b></p><p>　　2.5.2 確定對刀點及換刀點位置：</p><p>　　（1）確定對刀點：確定對刀點距離車床主軸軸線30 mm，距離坯件右端端面140 mm；其對刀點在正X和正Z方向并處于消除機械間隙狀態(tài)。</p><p>　?。?）

24、確定換刀點：為使其各車刀在換刀過程中不致碰撞到尾座上的頂尖，故確定換刀點距離車床主軸軸線60mm，即在正X方向距離對刀點30mm，距離坯件右端端面0 mm，即在Z方向與對刀點一致2.5.3加工程序：</p><p><b>　　O0001;</b></p><p>　　G99 G97 G54 G21 G40;</p><p><b>

25、　　T0101;</b></p><p><b>　　M03 S400;</b></p><p><b>　　G00 Z5;</b></p><p><b>　　X40;</b></p><p>　　G71 U3 R1;</p><p>　　

26、G71 P1 Q2 U0.5 W0.5 F0.2;</p><p>　　N1 G00 X0;</p><p>　　GO1 Z0 F0.1 S500;</p><p><b>　　X26;</b></p><p><b>　　X29.76;</b></p><p><b&

27、gt;　　Z-9;</b></p><p><b>　　X26 Z-11;</b></p><p><b>　　X29.76;</b></p><p><b>　　Z-16;</b></p><p><b>　　X36 Z-26;</b><

28、;/p><p><b>　　Z-32;</b></p><p>　　G02 X30 Z-41 R15;</p><p>　　G02 X40 Z-56 R25;</p><p>　　G03 X40 Z-86 R25;</p><p>　　G02 X34 Z-95 R15;</p><

29、p>　　G01 Z-101;</p><p>　　X56 Z-112;</p><p>　　N2 G01 Z-125;</p><p>　　G70 P1 Q2;</p><p><b>　　G00 X100;</b></p><p><b>　　Z100;</b><

30、;/p><p><b>　　T0202;</b></p><p><b>　　G00 X35; </b></p><p><b>　　Z-16;</b></p><p>　　G01 XO F0.2;</p><p><b>　　G00 X35;&l

31、t;/b></p><p><b>　　Z-14;</b></p><p><b>　　G01 XO;</b></p><p><b>　　X100;</b></p><p><b>　　Z100;</b></p><p>&

32、lt;b>　　T0303;</b></p><p><b>　　G00 Z5;</b></p><p><b>　　X40;</b></p><p>　　G71 U3 R1;</p><p>　　G71 P1 Q2 U0.5 W0.5 F0.2;</p><p&

33、gt;　　N1 G00 X0;</p><p>　　GO1 Z0 F0.1 S500;</p><p><b>　　X26;</b></p><p><b>　　X29.76;</b></p><p><b>　　Z-9;</b></p><p><

34、;b>　　X26 Z-11;</b></p><p><b>　　Z-16;</b></p><p><b>　　X36 Z-26;</b></p><p><b>　　Z-32;</b></p><p>　　G02 X30 Z-41 R15;</p&g

35、t;<p>　　G02 X40 Z-56 R25;</p><p>　　G03 X40 Z-86 R25;</p><p>　　G02 X34 Z-95 R15;</p><p>　　G01 Z-101;</p><p>　　X56 Z-112;</p><p>　　G01 Z-125;</p>

36、;<p><b>　　G00 X100;</b></p><p><b>　　Z100;</b></p><p><b>　　T0303;</b></p><p><b>　　MO3 S800;</b></p><p><b>　　

37、G00 X33;</b></p><p><b>　　Z3;</b></p><p>　　G92 X29.2 Z-13.5 F1.5;</p><p><b>　　X28.6;</b></p><p><b>　　X28.2;</b></p><

38、p><b>　　X28.04;</b></p><p><b>　　X28.04;</b></p><p><b>　　G00 X100;</b></p><p><b>　　Z100;</b></p><p><b>　　T0202;&l

39、t;/b></p><p><b>　　GOO X60;</b></p><p><b>　　Z-125;</b></p><p>　　G01 XO F0.2;</p><p><b>　　G00 X100;</b></p><p><b&g

40、t;　　Z100;</b></p><p><b>　　M05;</b></p><p><b>　　M30;</b></p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　書籍：(1) 韓榮第，王楊，張文生?，F(xiàn)代機械加工新技術(shù)。北京；電子工業(yè)出版社，2

41、003</p><p>　　（2）張柏霖，高速切削技術(shù)及應用。北京；機械工業(yè)出版社，2002，</p><p>　?。?）劉戰(zhàn)強，黃傳真，郭培全，先進切削技術(shù)及應用。北京；機械工業(yè)出版2005，</p><p>　?。?）張超等,數(shù)控機床加工工藝,北京；高等教育出版社，2001</p><p>　　（2）王洪主編，數(shù)控加工程序編制，北京；機械

42、工業(yè)出版社，2003 </p><p>　　（3）文生主編，數(shù)控機床及應用，北京；電子工業(yè)出版社,2004</p><p><b>　　致謝詞</b></p><p>　　本論文在xx老師的悉心指導和嚴格要求下已完成。在學習和生活期間，也始終感受著老師的精心指導和無私的關(guān)懷，我受益匪淺。在此向老師表示深深的感謝和崇高的敬意。不積跬步何以至千里，