典型数控车削零件的工艺设计及编程
典型数控车削零件的工艺设计及编程[20200123164930]
【摘 要】
随着社会生产和科学技术的不断发展，机械产品日趋精密、复杂，人们对机械产品的质量和生产率也提出了越来越高的要求。数控加工则是根据被加工零件的图样和工艺要求，编制出以数码表示的程序，输入到机床的数控装置中，以控制工件和工具的相对运动，使之加工出合格零件的方法。本设计通过对数控加工的特点、加工零件的工艺性进行分析，选择正确的加工方法，设计合理的加工工艺过程，充分发挥数控加工的优质、高效、低成本的特点。设计说明书以数控车床套类零件为例，根据被加工工件的材料、轮廓形状、加工精度等选用合适的机床，制定加工方案。设计内容介绍了数控加工对零件图的分析、刀具、加工工艺分析、自动编程以及仿真加工的一般步骤。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】数控技术；工艺路线；三维造型；刀具
引言 1
一、 刀具、零件的工艺分析 2
（一） 零件的工艺分析 2
（二） 确定加工方案 3
（三） 零件的装夹 4
（四） 刀具的选择 4
（五） 切削用量的选择 5
（六） 划分加工阶段 7
（七） 加工工序 7
（八） 加工程序 8
二、 工件的加工 11
（一） 加工准备 11
（二） 零件的自动加工 11
（三） 加工结束 12
三、 操作注意事项 12
总结 13
参考文献 14
谢辞 15
引言
此次我对典型数控车削零件进行数控加工，我是直接在这种计算机程序控制的机床控制面板上编写指令进行加工。加工的过程包括：走刀，换刀，变速，变向，停车等等，都是自动完成的。数控加工是现代模具制造加工的一种先进手段。当然，数控加工手段也一定不只用于模具零件加工，用途十分广泛，因此我认为掌握数控编程和对零件的分析尤为重要。
本论文我主要写了零件的工艺分析和加工方案，此次零件的加工时基于实训上的基础，对零件进行的加工，并参考了大量的文件完成的。
由于本人写作水平有限，论文中难免出现疏漏、错误和不足之处，还请各位老师指正。
一、二、刀具、零件的工艺分析
（一）零件的工艺分析
如图1-1所示
图1-1 零件图
通过简单的建模，可以画出零件的实体图，从下图中我们可以简单的看出零件的外形，并可以对其进行数控加工下面是用用UG画出模具实体图，如图1-2和1-3所示
图1-2 零件实体图
图1-3 实体图
1、零件图的工艺分析
该零件加工表面由圆柱面、孔，槽、锥形孔和圆弧组成，数控加工的工序内容是车端面、粗精车外轮廓、粗精车内孔、切内槽、切断。
2、零件的技术要求分析
分析零件图可知：R50的圆弧的表面粗糙度为1.6，内孔的粗糙度为1.6。
3、零件的材料分析
该零件尺寸标注完整，轮廓描述清楚，零件材料45钢，无热处理和硬度要求，适合在数控车床上加工。毛坯：Φ40X100，单件生产，预制孔为Φ16。
4、难点分析
该零件相对比较复杂，需要加工内槽，内锥面等。加工该零件有一个难点，是如何保证外圆尺寸精度和加工表面质量要求。
（二）确定加工方案
为了解决这个加工难点，可采用粗精加工分开原则编制加工工艺。但件的外形在Z方向非单调增和非单调减，故不可以采用G71指令粗加工，而需用G73指令来完成粗加工。
根据上述分析，可制订以下加工步骤：
（1）以工件右端面作为装夹基准装夹工件，手动车削外圆与端面进行对刀。
（2）粗、精加工外圆轮廓，保证外圆Φ38mm、内孔Φ18mm、Φ22mm及长度50mm的尺寸及公差要求。
（3）手动车削对刀，同时保证工件总长。
（4）粗、精车右端外圆轮廓，保证尺寸精度和表面粗糙度等要求。
（5）内槽加工。
（6）换刀后加工内孔，保证孔的各项加工精度。
（7）工件去毛刺、倒棱后对照评分标准进行自检。
（三）零件的装夹
夹具的种类有：通用夹具、专用夹具、组合夹具、可调夹具。此次我需要加工的零件选择通用夹具三爪卡盘来进行装夹。三爪自定心卡盘，适用于装夹轴类、盘套类零件。
夹紧是工件装夹过程中的重要工序。工件定位后必定通过一定的装夹机构产生夹紧力把工件压在定位元件上，使其保持准确的定位位置，不会由于切削力、工件的重力、离心力后惯性力等的作用而产生位置变化和振动，以保证精度和安全操作。夹紧装置应满足的基本要求为：
（1）夹紧过程可靠
（2）夹紧力的大小适当
（3）操作简单、方便、省力、安全
（4）结构性好，夹紧装置的结构力求简单、紧凑，便于制造和维修
（四）刀具的选择
刀具切削性能的优劣，直接影响着生产效率、加工质量和生产成本。而刀具的切削性能，首先取决于切削部分的材料；其次是几何形状及刀具结构的选择和设计是否合理。在切削过程中，刀具切削部分不仅要承受很大的切削力，而且要承受切削力变形和摩擦产生的高温。要保持刀具的切削能力，刀具应具备如下的切削性能：
(1)足够的强度和韧性。刀具切削部分要承受很大的切削力和冲击力。因此，刀具材料必须要有足够的强度和韧性。
(2)良好的耐热性和导热性。刀具材料的耐热性是指在高温下仍保持其硬度和强度的性能，这是刀具材料必备的关键性能，耐热性越好，刀具材料在高温时抗塑性变形的能力、抗磨损的能力也越强。高温硬度是耐热性的重要指标，常用耐热温度表示，如高速钢约为600℃，硬质合金可达800-1000℃。
(3)良好的工艺性。为了便于制造，要求刀具材料具有良好的课加工性，包括热加工性能（热塑性、课焊性、淬透性）和机械加工性能。
(4)较好的经济性。以便于推广使用。
(5)高硬度和耐磨性。
此次我们加工所需的刀具如下图1-4和表1-1所示
T0101外圆粗车刀 T0202外圆精车刀 T0303内圆粗车刀
T0404内圆精车刀 T0505内切槽刀 T0606外切槽刀
图1-4 刀具的型号
表1-1 数控刀具卡片
产品名称 SCHAUT 零件图号 程序编号
工序号 刀具号 刀具名称 数量
1 T0101 外圆粗车刀 1
2 T0202 外圆精车刀 1
3 T0303 内圆粗车刀 1
4 T0404 内圆精车刀 1
5 T0505 内切槽刀 1
6 T0606 外切槽刀 1
（五）切削用量的选择
1、切削用量是表示主运动及运动大小的参数，是背吃刀量、进给量和切削速度三者的总称，故有把这三者称为切削用量三要素。
a)背吃刀量的的确定
工件上已加工表面和待加工表面间的垂直距离称为背吃刀量，车外圆时，背吃刀量可用下式计算：ap=(dw-dm)/2
ap---背吃刀量（mm）
dw---工件待加工表面直径（mm）
dm---工件加工表面直径（mm）
背吃刀量根据机床、工件和刀具的刚度来决定，在刚度允许的条件下，应尽可能使背吃刀量等于工件的加工余量，这样可以减少走刀次数，提高生产效率。为了保证加工表面质量，可以留少许余量，一般为0.2-0.5mm。
【摘 要】
随着社会生产和科学技术的不断发展，机械产品日趋精密、复杂，人们对机械产品的质量和生产率也提出了越来越高的要求。数控加工则是根据被加工零件的图样和工艺要求，编制出以数码表示的程序，输入到机床的数控装置中，以控制工件和工具的相对运动，使之加工出合格零件的方法。本设计通过对数控加工的特点、加工零件的工艺性进行分析，选择正确的加工方法，设计合理的加工工艺过程，充分发挥数控加工的优质、高效、低成本的特点。设计说明书以数控车床套类零件为例，根据被加工工件的材料、轮廓形状、加工精度等选用合适的机床，制定加工方案。设计内容介绍了数控加工对零件图的分析、刀具、加工工艺分析、自动编程以及仿真加工的一般步骤。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】数控技术；工艺路线；三维造型；刀具
引言 1
一、 刀具、零件的工艺分析 2
（一） 零件的工艺分析 2
（二） 确定加工方案 3
（三） 零件的装夹 4
（四） 刀具的选择 4
（五） 切削用量的选择 5
（六） 划分加工阶段 7
（七） 加工工序 7
（八） 加工程序 8
二、 工件的加工 11
（一） 加工准备 11
（二） 零件的自动加工 11
（三） 加工结束 12
三、 操作注意事项 12
总结 13
参考文献 14
谢辞 15
引言
此次我对典型数控车削零件进行数控加工，我是直接在这种计算机程序控制的机床控制面板上编写指令进行加工。加工的过程包括：走刀，换刀，变速，变向，停车等等，都是自动完成的。数控加工是现代模具制造加工的一种先进手段。当然，数控加工手段也一定不只用于模具零件加工，用途十分广泛，因此我认为掌握数控编程和对零件的分析尤为重要。
本论文我主要写了零件的工艺分析和加工方案，此次零件的加工时基于实训上的基础，对零件进行的加工，并参考了大量的文件完成的。
由于本人写作水平有限，论文中难免出现疏漏、错误和不足之处，还请各位老师指正。
一、二、刀具、零件的工艺分析
（一）零件的工艺分析
如图1-1所示
图1-1 零件图
通过简单的建模，可以画出零件的实体图，从下图中我们可以简单的看出零件的外形，并可以对其进行数控加工下面是用用UG画出模具实体图，如图1-2和1-3所示
图1-2 零件实体图
图1-3 实体图
1、零件图的工艺分析
该零件加工表面由圆柱面、孔，槽、锥形孔和圆弧组成，数控加工的工序内容是车端面、粗精车外轮廓、粗精车内孔、切内槽、切断。
2、零件的技术要求分析
分析零件图可知：R50的圆弧的表面粗糙度为1.6，内孔的粗糙度为1.6。
3、零件的材料分析
该零件尺寸标注完整，轮廓描述清楚，零件材料45钢，无热处理和硬度要求，适合在数控车床上加工。毛坯：Φ40X100，单件生产，预制孔为Φ16。
4、难点分析
该零件相对比较复杂，需要加工内槽，内锥面等。加工该零件有一个难点，是如何保证外圆尺寸精度和加工表面质量要求。
（二）确定加工方案
为了解决这个加工难点，可采用粗精加工分开原则编制加工工艺。但件的外形在Z方向非单调增和非单调减，故不可以采用G71指令粗加工，而需用G73指令来完成粗加工。
根据上述分析，可制订以下加工步骤：
（1）以工件右端面作为装夹基准装夹工件，手动车削外圆与端面进行对刀。
（2）粗、精加工外圆轮廓，保证外圆Φ38mm、内孔Φ18mm、Φ22mm及长度50mm的尺寸及公差要求。
（3）手动车削对刀，同时保证工件总长。
（4）粗、精车右端外圆轮廓，保证尺寸精度和表面粗糙度等要求。
（5）内槽加工。
（6）换刀后加工内孔，保证孔的各项加工精度。
（7）工件去毛刺、倒棱后对照评分标准进行自检。
（三）零件的装夹
夹具的种类有：通用夹具、专用夹具、组合夹具、可调夹具。此次我需要加工的零件选择通用夹具三爪卡盘来进行装夹。三爪自定心卡盘，适用于装夹轴类、盘套类零件。
夹紧是工件装夹过程中的重要工序。工件定位后必定通过一定的装夹机构产生夹紧力把工件压在定位元件上，使其保持准确的定位位置，不会由于切削力、工件的重力、离心力后惯性力等的作用而产生位置变化和振动，以保证精度和安全操作。夹紧装置应满足的基本要求为：
（1）夹紧过程可靠
（2）夹紧力的大小适当
（3）操作简单、方便、省力、安全
（4）结构性好，夹紧装置的结构力求简单、紧凑，便于制造和维修
（四）刀具的选择
刀具切削性能的优劣，直接影响着生产效率、加工质量和生产成本。而刀具的切削性能，首先取决于切削部分的材料；其次是几何形状及刀具结构的选择和设计是否合理。在切削过程中，刀具切削部分不仅要承受很大的切削力，而且要承受切削力变形和摩擦产生的高温。要保持刀具的切削能力，刀具应具备如下的切削性能：
(1)足够的强度和韧性。刀具切削部分要承受很大的切削力和冲击力。因此，刀具材料必须要有足够的强度和韧性。
(2)良好的耐热性和导热性。刀具材料的耐热性是指在高温下仍保持其硬度和强度的性能，这是刀具材料必备的关键性能，耐热性越好，刀具材料在高温时抗塑性变形的能力、抗磨损的能力也越强。高温硬度是耐热性的重要指标，常用耐热温度表示，如高速钢约为600℃，硬质合金可达800-1000℃。
(3)良好的工艺性。为了便于制造，要求刀具材料具有良好的课加工性，包括热加工性能（热塑性、课焊性、淬透性）和机械加工性能。
(4)较好的经济性。以便于推广使用。
(5)高硬度和耐磨性。
此次我们加工所需的刀具如下图1-4和表1-1所示
T0101外圆粗车刀 T0202外圆精车刀 T0303内圆粗车刀
T0404内圆精车刀 T0505内切槽刀 T0606外切槽刀
图1-4 刀具的型号
表1-1 数控刀具卡片
产品名称 SCHAUT 零件图号 程序编号
工序号 刀具号 刀具名称 数量
1 T0101 外圆粗车刀 1
2 T0202 外圆精车刀 1
3 T0303 内圆粗车刀 1
4 T0404 内圆精车刀 1
5 T0505 内切槽刀 1
6 T0606 外切槽刀 1
（五）切削用量的选择
1、切削用量是表示主运动及运动大小的参数，是背吃刀量、进给量和切削速度三者的总称，故有把这三者称为切削用量三要素。
a)背吃刀量的的确定
工件上已加工表面和待加工表面间的垂直距离称为背吃刀量，车外圆时，背吃刀量可用下式计算：ap=(dw-dm)/2
ap---背吃刀量（mm）
dw---工件待加工表面直径（mm）
dm---工件加工表面直径（mm）
背吃刀量根据机床、工件和刀具的刚度来决定，在刚度允许的条件下，应尽可能使背吃刀量等于工件的加工余量，这样可以减少走刀次数，提高生产效率。为了保证加工表面质量，可以留少许余量，一般为0.2-0.5mm。
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