数控技术毕业设计（论文）车削零件的数控加工工艺编制.doc

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1、毕业设计说明书课题名称 车削零件的数控加工工艺编制 系 别 机电工程系 专 业 数控技术 班 级 数控200806班 姓 名 学 号 指导教师 起讫时间：2010 年6 月20 日2010 年12 月20 日（共25 周） 系 别 机 电 工 程 系 专 业 数 控 技 术 班 级 数控200806班 姓 名 学 号 指导教师 前 言数控车床是目前使用最广泛的数控机床之一。数控车床主要用于加工轴类、盘类及回转体零件。通过数控加工程序的运行，可以通过数控机床加工零件，可自动完成内外圆柱面、圆锥面、成形表面、螺纹和端面等工序的切削加工，并能进行车槽、钻孔、扩孔、铰孔等工作。由于数控车床是自动完成内

2、外圆柱面、圆弧面、端面、螺纹等工序的切削加工，所以数控车床特别适合加工形状复杂、精度要求高的轴类或盘类零件。而形状复杂的零件的加工工艺一般很复杂，因此制作一个好的加工工艺对于加工一个复杂零件来说是一件至关重要的事情。从20世纪中期数控技术出现以来，数控机床给机械制造业带来了革命性的变化。数控加工具有如下特点：加工柔性好，加工精度高，生产率高，减轻操作者劳动强度、改善劳动条件，有利于生产管理的现代化以及经济效益的提高。同时数控车床具有加工灵活，通用性强，能适应产品的品种和规格频繁变化的特点，能够满足新产品的开发和多品种、小批量、生产自动化的要求，因此被广泛应用于机械制造业。数控数控机床的特点及其

3、应用范围使其成为国民经济和国防建设发展的重要装备。摘 要要求。数控加工技术就是实现产品加工过程自动化的现代化的方式之一 。而数控车削加工又是数控技术中最为常用的一种加工方式。在科学技术和社会的蓬勃发展，对机械加工产品的质量，品种和生产率提出了越来越高的数控加工零件过程中，好的数控加工工艺编制是对产品质量的一种保障。本文针对轴类零件的车削加工工艺的编制，根据数控车削加工的工艺方法，零件图纸的分析，确定机床的选择，确定装夹方案，安排工序的先后顺序，确定走刀路线，安排加工顺序，零件程序的输出，确定刀具的选择，工艺卡的制作和削用量的选择等设计。同时本文也针对具体的车削加工进行了masterCAM仿真，

4、并尽可能结合几何仿真和物理仿真,反映车削加工最本质的内容。与此也进一步保证了零件程序的正确性，能在实际中加工。由于本人才疏学浅，缺乏知识和经验，在设计过程中难免出现不当之处，望各位给予指正并提出宝贵意见。关键字：数控加工工艺编制 加工方案 加工顺序目 录 一、题目及依据1（一）、题目：1（二）、选题依据：1二、零件图纸工艺分析2(一)、零件图纸工艺分析2(二)、工艺措施3三、机床的选择及装夹方案3（一）、机床的选择3（二）、零件的定位与装夹3四、工序方案4五、对刀点、换刀点位置、进给路线、加工顺序及刀具4（一）、对刀点、换刀点位置4（二）、进给路线4（三）、加工顺序5（四）、刀具9六、零件程序

5、9七、数控加工工艺卡片14八、切削用量的选择17九.参考文献18十.小结19十一.致谢20一、题目及依据（一）、题目：车削零件的数控加工工艺编制（二）、选题来源及依据：本课题的来源：随着现代科学技术的飞速发展尤其是以计算机信息为代表的高新技术的发展，机械制造技术的内涵和外延发生了革命性的变化。传统的普通加工设备已难以市场对高质量高效率和多样化的要求。以数控技术为核心的现代制造技术正在逐渐取代传统的机械制造技术。数控技术综合应用了计算机技术现代控制技术。为了增强国际竞争力，国内制造企业开始广泛使用先进的数控技术积极参与国际竞争。我国制造业进入了一个空前发展的蓬勃新时期。对数控技术专业的技术型人才

6、产生了巨大需求。根据对人才市场的调研和行业人力资源需求的分析预测。数控技术专业已被国家有关部门列为首批紧缺型人才培养项目。选题依据：本课题是典型的数控车床加工工艺编制。制定数控加工工艺文件是对数控知识的一个综合运用的过程。我想通过对本课题的制作，让我更进一步对数控车床有较深的了解，能把以前学习过的绘图、编程、仿真加工等知识结合起来，加以运用。这样不仅能够对旧的知识有一个好的复习，而且对我所学的专业知识有一个提高，最终能够把以前学习到的理论知识和数控车床操作知识融会贯通起来。因此，我选择了这个课题。二、零件图纸工艺分析(一)、零件图纸工艺分析图1-1由图1-1可以看出，该零件为轴类零件，主要由外

7、圆柱面、平面、端面孔、螺纹及圆弧等组成，结构形状较复杂；加工部位较多，零件的450 -0.021、360.03、80.03、130.03、4.50.03、38+0.021 0、30+0.021 0、420.03、18.50.03、260.03、1120.03几处尺寸精度要求较高。并且左端450 -0.021的圆柱面与右端M45x1.5的螺纹有同轴度要求。中间部位由两段圆弧组成，并且向内凹，形成两端大中间小，可见零件结构复杂。适合数控车床车削加工。该零件的轮廓描述清晰，尺寸标注完整。材料为45#钢，毛坯50150，切削性能较好，调质处理HRC2636。(二)、工艺措施通过上述分析，数控车削中可以

8、采取以下几点工艺措施:1、工件为45#（50150）的圆棒料，可以选用三爪卡盘装夹，采用一夹一顶的装夹方式。2、在加工工件的外圆弧时，因为是凹圆弧，车刀的后角应选择较大，而且要注意刀具的下刀点和刀具的加工路径，避免撞刀。因此加工中要仔细观察刀具的走向。3、加工中的部位较多，加工的精度要求不同，可以采用多把刀具来进行加工。4、由于孔的加工精度较高须进行镗孔。三、机床的选择及装夹方案（一）、机床的选择根据被加工零件的外形和材料等条件，选用数控车床。（二）、零件的定位与装夹1、定位基准 确定坯件轴线和左端面为定位基准。2、装夹方式 该零件是长度较长，轴右端又要加工孔的轴类零件。因此选用左端采用三爪自

9、动定心卡盘夹紧，右端采用活动顶尖的一夹一顶的装夹方式。图1-2四、工序方案由于毛坯尺寸为55150，因此可以采用一次装夹加工完成。夹住工件左端，夹位为30mm长，钻孔、加工外圆、切槽、车螺纹，一次装夹即可加工完成。可以确保零件加工的长度及精度，提高生产效率。五、对刀点、换刀点位置、进给路线、加工顺序及刀具（一）、对刀点、换刀点位置1、确定对刀点 确定对刀点距离车床主轴30mm,距离坯件右端端面对5mm,对刀点在正X和正Z方向并处于消除机械间隙状态.2、确定换刀点 为使其各车刀在换刀过程中不致碰撞到尾座上的顶尖,故确定换刀点距离车床主轴轴线55mm,即在正X 方向距离对刀点25mm处，距离坯件右

10、端端面对刀点5mm,即在Z方向与对刀点一致。（二）、进给路线1、确定进给路线的工作重点，主要在于确定粗加工及空行程的进给路线，因精加工切削过程的进给路线基本上都是沿其零件轮廓顺序进行的。2、进给路线泛指刀具从对刀点（或机床固定原点）开始运动起，直至返回该点并结束加工程序所经过的路径，包括切削加工的路径及刀具切入、切出等非切削空行程。 3、在保证加工质量的前提下，使加工程序具有最短的进给路线，不仅可以节省整个加工过程的执行时间，还能减少一些不必要的刀具磨损及机床进给机构滑动部件的磨损等。而刀具的选择也是数控加工中重要内容之一，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，选择刀具通常要

11、考虑机床的加工能力、工序内容、工件材料等因素。（三）、加工顺序1、孔的加工根据先粗后精、先近后远、内外交叉的原则确定，加工顺序、进给路线、所选刀具都是机夹可转位车刀、镗刀。（1）粗车端面、表面外圆、用右端面和端面A作为轴向和径向定位基准可实现基准重合减小定位误差，对加工精度有利。一次装夹中实现零件的加工，可保证零件的加工精度。粗车时选用80外圆车刀，剩余量为2mm。粗车端面、外圆的粗车路线图如1-3 图1-3（2）钻孔、先用6的中心钻定位，确定孔的位置。在用28的麻花钻钻孔，深度为26mm。其进给路线见图1-4图1-4（3）粗、精镗内孔。选用35、R0.4的菱形刀片粗、精镗380.021 0、

12、300.021 0。由于其表面粗糙度为1.6，所以需精镗内孔。其进给路线见图1-5图1-52、螺纹以及槽的加工（4）精车右端45外圆柱面、及倒角。选用35，R0.8的菱形刀片精车保证外圆柱面的精度。其进给路线图1-6图1-6（5）切槽。切槽宽为3mm和槽宽为5mm的槽。槽的精度要求较高，不可一次切出。选用2mm的单头刀片，可实现重复定位，保证精度。进给路线见图1-7图1-7（6）车螺纹。选用公制60的螺纹刀片4次车出螺纹。进给路线见图1-8图1-83、外轮廓的加工（7）粗车R10圆弧。如下图所示，如果选用右端下刀，刀具加工困难，易撞刀，发生事故。因此选用35，R0.8 菱形刀片，从31处R10

13、圆弧左端下刀，用固定形状循环指令进行加工，进给路线见图1-9图1-9（8）粗车360.03、R45圆弧、及两处的31圆柱面，选用35、R0.8菱形刀片，从右侧的31圆柱面右侧下刀，进给路线见图1-10图1-10（9）切断。用切断刀从45左端面处切断。完成零件的完整加工。加工后的零件见图1-11图1-11（四）、刀具1、用T01号刀车端面，T05号刀打中心孔，T06钻孔，最后用T07号刀镗孔。2、用T01号刀和T03号刀粗车外形，留有1.5mm的半精车余量。3、用T02号刀和T04号刀半精车外形，留0.5mm的精车余量。4、用T02号刀和T04号刀精车外形。5、用T09号刀切槽，用T08号刀车螺

14、纹，最后用T10号刀切断。六、零件程序O0001G21G0 T0101G97 S800 M03G0 G54 X51.238 Z2.7 M8G50 S800G96 S800G99 G1 Z-111.8 F.2X55.X57.828 Z-110.386G0 Z2.7X47.475G1 Z-111.8X51.638X54.466 Z-110.386G0 Z2.7X43.713G1 Z-1.042X44.814 Z-1.593G3 X45.4 Z-2.3 R1.G1 Z-19.3Z-22.3Z-26.8Z-104.8Z-111.8X47.875X50.703 Z-110.386M9G28 U0. W0

15、. M05T0100M01G0 T0707G97 S500 M03G0 G54 X0. Z5. M8Z2.G1 Z-4. F.05G0 Z5.M9G28 U0. W0. M05T0700M01G0 T0202G97 S450 M03G0 G54 X0. Z5. M8Z2.G1 Z-26. F.04G0 Z5.M9G28 U0. W0. M05T0200M01G0 T0303G97 S900 M03G0 G54 X28.123 Z2.595 M8G50 S900G96 S900G1 Z-18.3 F.15X24.964X22.136 Z-16.886G0 Z2.7X31.282G1 Z-9.8X

16、30.8G2 X29.6 Z-10.4 R.6G1 Z-18.3X27.723X24.895 Z-16.886G0 Z2.7X34.441G1 Z-9.8X30.882X28.054 Z-8.386G0 Z2.7X37.6G1 Z0.Z-9.8X34.041X31.213 Z-8.386G96 S1000G0 Z2.X38.G1 Z0.Z-10.X30.8G2 X30. Z-10.4 R.4G1 Z-18.5X27.172 Z-17.086G0 Z1.25M9G28 U0. W0. M05T0300M01G0 T0404G97 S900 M03G0 G54 X0. Z2. M8G50 S900

17、G96 S1800G1 Z0. F.02X40.4G3 X41.531 Z-.234 R.8G1 X44.531 Z-1.734G3 X45. Z-2.3 R.8G1 Z-19.3Z-22.3Z-26.8Z-104.8Z-112.X47.828 Z-110.586M9G28 U0. W0. M05T0400M01G0 T0606G97 S900 M03G0 G54 X49. Z-21.3 M8G50 S900G96 S550G1 X42.4 F.02G0 X49.Z-20.7G1 X42.4X42.52 Z-20.76G0 X49.Z-22.914X47.828G1 X45. Z-21.5X4

18、2.X42.5 Z-21.25G0 X47.828Z-19.086G1 X45. Z-20.5X42.X42.5 Z-20.75G0 X47.828M9G28 U0. W0. M05T0600M01G0 T0505G97 S3573 M03G0 G54 X49. Z-29.7 M8G50 S3600G96 S550G1 X31.4 F.02G0 X49.Z-31.201G1 X31.4X31.7 Z-31.051G0 X49.Z-28.2G1 X31.4X31.7 Z-28.35G0 X49.Z-32.815X47.828G1 X45. Z-31.401X31.X31.5 Z-31.151G0

19、 X47.828Z-26.586G1 X45. Z-28.X31.Z-29.601X31.5 Z-29.351G0 X47.828M9G28 U0. W0. M05T0500M01G0 T1010G97 S450 M03G0 G54 X49. Z1.767 M8X44.338G32 Z-20. E1.5G0 X49.Z1.658X43.947G32 Z-20. E1.5G0 X49.Z1.573X43.639G32 Z-20. E1.5G0 X49.Z1.5X43.376G32 Z-20. E1.5G0 X49.Z1.5X43.376G32 Z-20. E1.5G0 X49.Z1.767M9G

20、28 U0. W0. M05T1000M01G0 T0808G97 S900 M03G0 G54 X53.715 Z-31.009 M8G50 S900G96 S900G73 U4.4 W.2 R2G73 P100 Q102 U.4 W-.2 F.2N100 G0 Z-53.001 S900G1 X33.719 Z-46.331X33.664 Z-46.309X28.878 Z-44.439G3 X24. Z-38.2 R9.2N102 X30.44 Z-31.209 R9.2G96 S1800G0 X49.315 Z-55.269X46.596G1 Z-53.269 F.02Z-31.401

21、X49.424 Z-32.815M9G28 U0. W0. M05T0800M01G0 T0909G97 S600 M03G0 G54 X48.971 Z-42.81 M8G50 S900G96 S900G73 U3.971 W.242 R2G73 P104 Q106 U0. W0. F.2N104 G0 X31. S900G1 Z-48.281G3 X44. Z-71.8 R45.8X31. Z-95.319 R45.8G1 Z-99.X34.4G3 X36. Z-99.8 R.8G1 Z-104.N106 X45.M9G28 U0. W0. M05T0900M30七、数控加工工艺卡片表1-

22、1工序卡一零件名称长轴零件图号夹具名称三爪卡盘设备名称及型号CJK6132数控车床材料名称及牌号45钢硬度HRC2636工序名称轴的加工工序号1工步号工步内容切削用量刀具量具Vfnf编号名称名称1粗车端面8000151T01左偏刀游标卡尺2打中心孔5000053T05中心钻游标卡尺3钻孔50000314T06麻花钻游标卡尺4镗孔10000151T07镗刀游标卡尺5切槽600006T09切槽刀游标卡尺6车螺纹90015T08螺纹刀环规7加工R10圆弧900015T03左偏刀-8粗加工剩余900002T04右偏刀游标卡尺9切断4500.06T10切断刀游标卡尺2、机械加工工艺过程卡产品名称零件名称

23、轴轴材料名称及牌号45#钢毛坯种类或材料规格50150工序号工序名称工序简要内容设备名称及型号夹具量具1下料选择合适的材料进行加工（50150）锯床2锻造锻压机3热处理正火4车、钻车端面，打中心孔，钻孔，镗孔车床三爪卡盘游标卡尺5粗车粗车外轮廓车床三爪卡盘6精车精车外轮廓车床三爪卡盘7切槽对槽进行加工车床三爪卡盘8车外螺纹对右端螺纹进行加工9切断切断工件，保正其长度要求车床三爪卡盘游标卡尺3、数控车刀具调整卡零件名称20号轴零件图号设备名称车床设备型号T6数控车床程序号材料名称及牌号45#钢硬度硬度为HRC5545工序名称车20号轴工序号序号刀具编号刀具名称刀片材料牌号刀具参数刀补地址刀尖半径

24、刀杆规格半径形状1T01机夹式可转位车刀（左偏刀）CNMG1204080.8MWLNR2525M08302T02机夹式可转位车（左偏刀）DCMT11T3040.4S16R-SCKCR09153T03机夹式可转位车刀（右偏刀）YW1/ M10/ 14000.8MWLNL2525M08-N304T04机夹式可转位车刀（右偏刀）CN0MG1303060.4MWLNL2525M08-N155T05中心钻JX079002370.4CNKI:SUN:GJJS.0.106T06麻花钻L14520810.8MVTRN2525M16287T07镗刀N151.2-185-20 0.4CENTER-NARROW15

25、8T08螺纹车刀R166.0G-16MM01-1500.4R166.5FA-2020-16159T09切槽刀N151.2-185-20CENTER-NARROW3010T10切断刀LCCR/L1616-IPCFTR2525M0330八、切削用量的选择根据加工要求和各工步加工表面形状选择合理的切削用量。车右端面，主轴转速为S=800r/min，进给量为f=0.2mm/r。打中心孔，主轴转速为S=450 r/min，进给量f=0.0 5mm/r。钻孔，主轴转速为S=500 r/min，进给量f=0.0 4mm/r。镗孔，主轴转速为S=1000r/min，进给量f=0.15 mm/r。粗车外轮廓，主

26、轴转速为S=900r/min，进给量f=0.2 mm/r。精车外轮廓，主轴转速为S=1800r/min，进给量f=0.02mm/r。切槽，主轴转速为S=550r/min，进给量f=0.02mm/r。车螺纹，主轴转速为S=450r/min，进给量f=1.5mm/r。九、参考文献1) 王军 ,刘劲松. 数控加工工艺. 湖北：武汉大学出版社，2009.2) 张丽华，马立克. 数控编程与加工技术. 辽宁：大连理工大学出版社，2008.3) 刘力. 机械制图（第二版）. 北京：高等教育出版社，2004.4) 王泓. 李俊彬 机械制造基础. 北京：北京理工大学出版社，2005.5) 余英. 数控加工工艺与

27、编程. 北京理工大学出版社,2006.6) 李文星. 数控加工工. 北京理工大学出版社, 2007.7) 丛娟. 数控加工工艺与编程. 机械工业出版社, 2007.8) 曹井新. 数控加工工艺与编程. 电子工业出版社, 2009.十、小结本课题是对于在大学里面学到的课程，例如机械制图、互换性、机械制造基础、数控编程与加工技术、数控车床、数控加工工艺等课程的进一步巩固。同时毕业设计有实践性，综合性，探索性，应用性等特点，毕业设计都是需要自己独立完成的，而车削零件的数控加工工艺的编制是能加工出合格产品的前提。起到了贯穿数控专业所学到的理论知识与实践操作技术，从分析设计到计算、操作得到成品，同时本次

28、选题提供了自主学习，自主选择，自主完成的机会。本次选题就是数控专业教学体系中构成数控技术专业知识与专业技能的重要组成部分，是运用数控机床实际操作的一次综合练习。随着毕业设计完成，也就意味我的大学生活即将结束，但在做毕业设计的这段时间里面我觉得自己很认真、很努力。在忙碌的日子里面，曾经为解决技术上的问题，而去翻我所学专业的书籍，曾经为了仿真方面的问题，多次绘图进行仿真。经过这段时间的努力，我有一种快乐并痛苦的感觉。通过这次做毕业设计，给我最大的体会是编制一个好的数控加工工艺，可以保证零件的质量，提高加工的效率。例如：加工路线确定，一个最短的加工路线，就可以节约时间，也就提高了效率。装夹方案的确定

29、，尽量减少装夹次数，可以提高加工效率、保证加工精度。十一、致谢经过了这么多天日日夜夜的辛勤努力，终于把毕业论文告一段落了。从论文选题到搜集资料，从开题报告、写初稿到反复修改，期间经历了喜悦、聒噪、痛苦和彷徨，在写作论文的过程中心情是如此复杂。如今，伴随着这篇毕业论文的最终成稿，复杂的心情烟消云散，自己甚至还有一点成就感。在毕业论文制作期间，真的很感谢我的指导老师和同学们，是他们的鼓励与支持才让我把论文坚持到了最后。其中的功劳也应该大部分归功于他们。有了同学们的热情帮助和指导老师的耐心辅导才让我顺利地完成了这篇毕业论文。回想起这些日子来的点点滴滴，有过欢笑，也有过悲伤。是大学的同学和朋友才让我得以成长，是大学的老师才让我得以充实。在即将迈出大学校门之际，对于那些曾经帮助过我的同学朋友们，和那些一直陪我们走了几个春秋的老师们，以及本课题辅导我的倪祥明老师，在此，对他们我表示由衷的感谢。告别大学之后，他们将成为我永久的记忆，他们的支持与情感，将是我永久的财富。