1、 天津滨海职业学院毕业设计 数控车床加工工艺设计 作者： 院系： 天津滨海职业学院机电工程系 专业： 机电一体化技术 年级： 2010级 学号： 指导教师： II 毕业设计任务书 设计题目：数控车床加工工艺 完成期限：自 2012 年 12 月 5 日 至 2013 年 3 月 10 日止 一、设计原始依据 1.根据 数控加工编程与操作中的零件设计。 2.在数控车床实训中所加工的轴类以及套类零件。 二、设计内容和要求 内容： 1.数控车床的概述 2.数控车床的操作 3.零件加工及工艺 要求： 1.结合数控机床高精度、高效率和高柔性等特点综合多方面的知识，能够解决数控加工中的工艺问题。 2.能熟
2、练掌握数控车床的编程及加工。 3.能够深刻理解数控加工过程中的一系列问题。 本人签字： 2013 年 3 月 10 日 III 毕业设计内容摘要 数控车削加工设计以机械制造中的工艺基本理论为基础，结合数控机床高精度、高效率和高柔性等特点综合多方面的知识，解决数控加工中的工艺问题。对零件进行编程加工之前，工艺分析具有非常重要的作用。 在比较数控车床加工工艺与传统加工工艺的基础上，对数控车床加工工艺中的关键问题进行了深入分析，总结了数控车床的工艺设计方法。通过实例，证明了正确地进行数控车床加工工艺分析与设计有助于提高零件加工质量和生产效率。 本文通过对零件图样分析、工艺路线的拟订、切削用量的选择等
3、几方面进行了介绍 。 关键词： 数控加工 工艺分析 图样分析 工艺路线 IV 目录 第一章 数控车床概述 1 第一节 数控车床的基本构成 1 第二节 数控车床的工艺范围 .1 第二章 数控加工工艺分析 .2 第三章 数控车床加工实例 . 4 第一节 简单轴类零件的编程与加工 4 第二节 简单轴类零件的编程与加工 .10 第四章 数控车床加工操作流程 15 小结 19 参考文献 20 附件表 21 - 1 - 第一章 数控车床概述 第一节 数控车床的基本构成 数控车床的整体结构组成基本上与普通车床相同，同样具有床身、主轴、刀架、拖板和尾座等基本部件，但数控操作面板、显示监视器等却是数控机床特有的
4、部件。总体上包含以下四个部分： 机床主体、控制部分、驱动装置以及辅助 装置，如图所示。 一机床主体 机床主体是数控车床的机械部件，通常包括主轴箱、床鞍与刀架、尾座、进给机构和床身等。 二控制部分 （ CNC 装置）控制部分是数控车床的控制核心，一般包括专用计算机、液晶显示器、控制面板及强电控制系统等等。 三驱动装置 驱动装置是数控车床执行机构的驱动部件，包括主轴电动机、进给伺服电机等。 四辅助装置 辅助装置是指数控车床上的一些配套部件，包括对刀仪、润滑、液压及气动装置、冷却系统和排屑装置等。 第二节 数控车床的工艺范围 数控机床有许多种型号、规格和不同的性能，不同 类型的机床有着不同的用途：数
5、控车床适用于加工 精度要求高、表面粗糙度好、 形状比较复杂的回转类的轴类、盘类零件和复杂曲线回转形成的模具内型腔。 能够通过程序控制，自动完成圆柱面、圆锥面、圆弧面和各种螺纹的切削加工。 轴类和盘类零件的区分主要在于它的长度和直径的比例，一般将长度和直径的比例大于一的零件视为轴类零件，而将比例小于一的零件视为盘类零件。 - 2 - 第二章 数控加工工艺分析 一机床的合理选用 数控机床通常最适合加工具有以下特点的零件： （一）多品种、小批量生产的零件或新产品试制中的零件。 （二）轮廓形状复杂， 或对加工精度要求较高的零件。 （三）用普通机床加工时需用昂贵工艺装备（工具、夹具和模具）的零件。 （四
6、）需要多次改型的零件。 （五）价值昂贵，加工中不允许报废的关键零件。 （六）需要最短生产周期的急需零件。 二数控加工零件的工艺性分析 （一）零件图上尺寸数据的给出，应符合程序编制方便的原则 （二）零件各加工部位的结构工艺性应符合数控加工的特点 三加工方法的选择与加工方案的确定 （一）加工方法的选择 加工方法的选择原则是：同时保证加工精度和表面粗糙度的要求。此外，还应考虑生产率和经济性的要求，以及现有生产 设备等实际情况。 （二）确定加工方案的原则 零件上精度要求较高的表面加工，常常是通过粗加工、半精加工和精加工逐步达到的。对于这些表面，要根据质量要求、机床情况和毛坯条件来确定最终的加工方案。
7、确定加工方案时，首先应该根据主要表面的精度和表面粗糙度的要求，初步确定为达到这些要求所需要的加工方法。此时要考虑到数控机床使用的合理性和经济性，并充分发挥数控机床的功能。原则上数控机床仅进行较复杂零件重要基准的加工和零件的精加工。 四零件的安装与夹具的选择 在数控车床上，可以用三爪自定心卡盘、四爪单动卡盘和两顶尖等多 种夹具安装车削。一般装夹棒料工件时， 应使三爪自定心卡盘夹紧工件。为保证夹持力度，要有一定的夹持长度。但在装夹非回转表面，或偏心工件时，经常使用 四爪单动卡盘和两顶尖等方式进行装夹。 五对刀点和换刀点的确定 （一）选择对刀点的原则是： 1.选择的对刀点便与数学处理和简化程序编制。
8、 2.对刀点在机床上容易校准。 3.加工过程中便于检查。 4.引起的加工误差小。 - 3 - （二）确定工艺加工路线的原则是： 1.保证零件的加工精度和表面粗糙度。 2.方便数值计算，减少编程工作量。 3.缩短加工运行路线，减少空运行行程。 在确 定工艺加工路线时，还要考虑零件的加工余量和机床、刀具的刚度，需要确定是一次走刀，还是多次走刀来完成切削加工，并确定在数控铣削加工中是采用逆铣加工还是顺铣加工等。 - 4 - 第三章 数控车床加工实例 第一节 简单 轴类零件的 编程与加工图 3-1 轴类零件图 图 3-2 轴类零件 CAD 图 一零件图样分析 （一） 所需加工零件如图 3-1以及图 3
9、-2所示， 材料为 45 号钢。在数控车床上需要进行的工序为：切削外圆； R70mm 弧面、锥面、退刀槽、螺纹及 倒角 （二）成型表面组成：由圆柱面、圆锥面、球面、圆弧面以及螺纹面组成。- 5 - 各表面精度要求较高以及表面粗糙度要求为 Ra1.6，用数控车削均可完成。 （三）轴段右侧有两段顺逆圆弧，应选用机械间隙补偿的数控机床去完成。 二工艺措施 （一）尺寸精度要求及表面粗糙度要求，一般取表面粗糙度为七级精度，使用高等精度数控 CJK6140 即可保证零件的加工要求，编程时，直接带入具体尺寸。 （二）轴段右侧有两段顺逆圆弧，应选用带机械间隙补偿的数控机床去完成。 （三）各成型表面连接无复杂程
10、度中等，不须用可转位刀片，用一般车削硬质 合金刀即可。 （四）选毛坯件： 45#碳热扎圆钢，取 毛坯选 60 棒料。 （五）数控加工前先在普床上完成外圆的准备加工，使之为 48mm，同时获得工件的回转轴线、再平端面。 三确定定位基准和装夹方式 （一）定位基准： X 方向：坯件回转轴线 Z 方向：坯件端面 设计基准和定位基准与工艺基准三者重合；在相应加工之前基准端面要先加工。 （二）装夹方式：三爪自定心卡盘，手工夹紧夹持端。对坯料多余部分插入主轴内部，加工时依次完成四根轴的加工。在数控机床上分别加工各成型面，最后用切割刀切除。 综上所述，首先在普床上平端面、 加工外圆去除表面的余量达到要求，然后
11、把工件放到数控车床上确定左段用三爪自定心卡盘夹持，加工圆球、圆弧、圆锥、倒角、退刀槽及螺纹，最后用切割刀切断即可完成。 （三）装夹图如图 3-3所示： 图 3-3 装夹图 四加工路线及进给路线 （一）粗车外表面 - 6 - 先平端面，然后遵循由粗到精，从右到左（由近到远）的加工原则；加工时从右到左粗车各面，粗车时留精加工余量 0.5mm。加工路线如图 3-4 所示，用一把刀即可完成所以内容。 （二）精车外表面 图 3-4 精车轮廓进给路线 编程时用 G70 指令对应 G71 指令进行精车，一 刀完成。走刀路线如上图 3-4所示。 （三）粗车左端表面 用 G73 指令完成左端粗加工，走刀如图 3-5 所示。图 3-5 加工路线及进给路线图 （四）精车左端表面 用指令 G70 完成，一刀走完，走刀路线如图 3-5所示。 （五）槽加工 一刀完成。走刀路线如下图 3-6 所示：
