軸套配合件的數(shù)控加工畢業(yè)設(shè)計(jì)

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1、天津市輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院 內(nèi)容摘要 在日益發(fā)展的生活中，機(jī)械行業(yè)的重要性是不言而喻的，而機(jī)械更新?lián)Q代的迅捷也使得其競(jìng)爭(zhēng)日益激烈。在其中，數(shù)控技術(shù)越來(lái)越起著決定性的作用。隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來(lái)了革命性的變化，還其他的一些重要行業(yè)發(fā)展起著越來(lái)越重要的作用。 數(shù)控車床是目前使用最廣泛的數(shù)控機(jī)床之一。數(shù)控車床主要用于加工軸類、盤類等回轉(zhuǎn)體零件。通過(guò)數(shù)控加工程序的運(yùn)行，可自動(dòng)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(jìn)行車槽、鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔等工作。車削中心可在一次裝夾中完成更多的加工工序，提高加工精度和生產(chǎn)效率，特別適合于復(fù)雜形狀回轉(zhuǎn)類零件的

2、加工。 本文是對(duì)典型軸套類零件加工技術(shù)的應(yīng)用及工藝性分析，主要是對(duì)零件圖的分析、毛坯的選擇、零件的裝夾、工藝路線的制訂、刀具的選擇、切削用量的確定、數(shù)控加工工藝的填寫、數(shù)控加工程序的編寫。選擇正確的加工方法，設(shè)計(jì)合理的加工工藝過(guò)程，充分發(fā)揮數(shù)控加工的優(yōu)質(zhì)、高效、低成本的特點(diǎn)。還重點(diǎn)對(duì)軸套零件的加工工藝進(jìn)行了分析，最后對(duì)零件自檢數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，和加工的結(jié)果分析。 關(guān)鍵字：數(shù)控 工藝分析 加工程序 切削用量 仿真加工 目 錄 內(nèi)容摘要 1 第一章 數(shù)控加工與數(shù)控車床 3 第二章 配合軸套的工件圖 5 2.1帶螺紋的半球頭軸的圖紙 5

3、 2.2外螺紋球頭套的圖紙 6 2.3配合圖 6 第三章 零件的工藝分析 7 3.1帶螺紋的半球頭軸的分析 7 3.1.1刀具表 7 3.1.2工序表 7 3.1.3尺寸計(jì)算： 8 3.2外螺紋球頭套的分析 8 3.2.1刀具表 9 表3.3零件二刀具表 9 3.3.2工序表 9 表3.4零件二工序表 9 3.2.3尺寸計(jì)算： 9 第四章 編程基礎(chǔ) 11 4.1.宏程序格式及指令 11 4.2 G指令及常用輔助功能M指令 12 第五章 軸套程序的編程與仿真加工 13 5.1 帶螺紋的半球頭軸的程序編寫 13 5.2 外螺紋球頭套的程序編寫 15 5.3 仿

4、真加工 18 5.3.1帶螺紋的半球頭軸的毛坯 18 5.3.2帶螺紋的半球頭軸的完成品 19 5.3.3外螺紋球頭套的毛坯 19 5.3.4外螺紋球頭套的完成品 19 5.3.5軸套配合完成圖 20 致 謝 21 參考文獻(xiàn) 22 第一章 數(shù)控加工與數(shù)控車床 1.數(shù)控加工 數(shù)控加工，是指在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行零件加工的一種工藝方法，數(shù)控機(jī)床加工與傳統(tǒng)機(jī)床加工的工藝規(guī)程從總體上說(shuō)是一致的，但也發(fā)生了明顯的變化。 用數(shù)字信息控制零件和刀具位移的機(jī)械加工方法。它是解決零件品種多變、批量小、形狀復(fù)雜、精度高等問(wèn)題和實(shí)現(xiàn)高效化和自動(dòng)化加工的有效途徑。 隨著數(shù)

5、控技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控車床的工藝和工序?qū)⒏訌?fù)合化和集中化。即把各種工序（如車、銑、鉆等）都集中在一臺(tái)數(shù)控車床上來(lái)完成。目前國(guó)際上出現(xiàn)的雙主軸結(jié)構(gòu)就是這種構(gòu)思的體現(xiàn)。 采用四軸三聯(lián)動(dòng)配置，線性軸X/Y/Z及旋轉(zhuǎn)C軸，C軸繞主軸旋轉(zhuǎn)。機(jī)床除具備一般的車削功能外，還具備在零件的端面和外圓面上進(jìn)行銑加工的功能。 雙主軸、3刀塔的復(fù)合加工CNC車床可以同時(shí)連續(xù)對(duì)零部件進(jìn)行車削、銑削加工，只需進(jìn)行一次裝夾就可以完成對(duì)零部件的全加工。 2.數(shù)控車床 數(shù)控車床，是一種高精度、高效率的自動(dòng)化機(jī)床。配備多工位刀塔或動(dòng)力刀塔，機(jī)床就具有廣泛的加工藝性能，可加工直線圓柱、斜線圓柱、圓弧和各種螺紋、槽、蝸桿等

6、復(fù)雜工件。具有直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)各種補(bǔ)償功能，并在復(fù)雜零件的批量生產(chǎn)中發(fā)揮了良好的經(jīng)濟(jì)效果。 控車床即裝備了數(shù)控系統(tǒng)的車床。由數(shù)控系統(tǒng)通過(guò)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)去控制各運(yùn)動(dòng)部件的動(dòng)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(diǎn)，適合中小批量形狀復(fù)雜零件的多品種、多規(guī)格生產(chǎn)。 數(shù)控車床按車削中心是在普通數(shù)控車床基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種復(fù)合加工機(jī)床。除具有一般二軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控車床的各種車削功能外，車削中心的轉(zhuǎn)塔刀架上有能使刀具旋轉(zhuǎn)的動(dòng)力刀座，主軸具有按輪廓成形要求連續(xù)（不等速回轉(zhuǎn)）運(yùn)動(dòng)和進(jìn)行連續(xù)精確分度的C軸功能，并能與X軸或Z軸聯(lián)動(dòng)，控制軸除X、Z、C軸之外，還可具有Y軸

7、。可進(jìn)行端面和圓周上任意部位的鉆削、銑削和攻螺紋等加工，在具有插補(bǔ)功能的條件下，還可以實(shí)現(xiàn)各種曲面銑削加工。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。 第二章 配合軸套的工件圖 2.1 帶螺紋的半球頭軸圖示： 帶螺紋的半球頭軸的毛坯為Φ60mm117mm和Φ60mm60mm的45鋼，試分析其加工工藝以及編寫數(shù)控車加工程序。 2.2外螺紋球頭套圖示： 2.3.配合圖示： 第三章 零件的工藝分析 3.1帶螺紋的半球頭軸的分析：

8、3.1.1刀具表：如表3-1 表3.1軸刀具表 名稱 代號(hào) 參數(shù) 加工表面 60尖刀 T0101 60 粗精加工外圓、倒角、圓弧 切槽刀 T0202 刀寬3mm 車槽、切斷 內(nèi)孔尖刀 T0303 55 粗精加工內(nèi)圓、倒角、圓弧 3.1.2工序表：如表3-2 表3.2軸工序表 工序順序 刀具 加工部位 切削用量 備注 對(duì)刀 F0.1 S=200 手動(dòng) 工序一 T01、T02 加工零件右面 自動(dòng) 工步一 T01 粗加工外圓 F0.15 S=600 自動(dòng) 工步二 T01 精加工外圓 F0.1 S=1000

9、自動(dòng) 工步三 T03 粗加工內(nèi)圓 F0.15 S=600 自動(dòng) 工步四 T03 精加工內(nèi)圓 F0.1 S=1000 自動(dòng) T01、T02、T03 對(duì)刀 F0.1 S=200 手動(dòng) 工序二 T01、T02 加工零件左面 自動(dòng) 工步一 T01 粗加工外圓 F0.15 =S600 自動(dòng) 工步二 T01 精加工外圓 F0.1 S=1000 自動(dòng) 工步三 T02 車槽 F0.15 S=600 自動(dòng) 工步四 T03 加工螺紋 F0.1 S=400 自動(dòng) 3.1.3尺寸計(jì)算： 螺紋：M30x1.5 D小徑

10、=D－1.3P=30－1.3x1.5=28.05mm D實(shí) D－0.1P=30－0.1x1.5=28.82mm H=0.65P=0.65x1.5=0.975mm 3.2外螺紋球頭套的分析 3.2.1刀具表：如圖3-3 表3.3套刀具表 名稱 代號(hào) 參數(shù) 加工表面 偏刀 T0101 90 粗精加工外圓 切槽刀 T0202 刀寬5mm 車槽 內(nèi)孔刀 T0303 55 粗精加工內(nèi)圓 螺紋刀 T0404 60 加攻螺紋 3.2.2工序表：如表3-4 表3.4套工序表 工序順序 刀具 加工部位 切削用量 備注

11、 T01、T02、T03、T04 對(duì)刀 F0.1 S=200 手動(dòng) 工序一 T01、T02、T03、T04 加工零件右面 自動(dòng) 工步一 T01 粗加工外圓 F0.05 S=600 工步二 T01 精加工外圓 F0.1 S=1000 工步三 T03 粗技工內(nèi)圓 F0.15 S=600 工步四 T03 精加工內(nèi)圓 F0.1 S=1000 工步五 T02 車槽 F0.15 S=600 工步六 T01 加工螺紋 F0.15 S=600 T01 對(duì)刀 F0.1 S=600 工序二 T01 加工零

12、件左面 工步一 T01 粗加工外圓 F0.15 S=600 工步二 T01 精加工外圓 F0.1 S=1000 3.2.3尺寸計(jì)算： 螺紋：M30x1.5 D小徑=D－1.3P=30－1.3x1.5=28.05mm D實(shí) D－0.1P=30－0.1x1.5=28.82mm H=0.65P=0.65x1.5=0.975mm 第四章 編程基礎(chǔ) 4.1宏程序指令及格式 （1） 條件轉(zhuǎn)移。 編程格式：IF[條件表達(dá)] GOTO n 如果變量#1的值大于10，轉(zhuǎn)移到順序號(hào)N2的程序 程序 如果條件滿足 如果條件不滿足

13、 IF[#GT10]GOTO2; N2G00 G91 X10.0; 說(shuō)明 （1）如果條件表達(dá)式的條件得以滿足，則轉(zhuǎn)而執(zhí)行程序中程序號(hào)為n的相應(yīng)操作，程序段號(hào)n可以由變量或表達(dá)式代替； （2）如果表達(dá)式中條件未滿足，則順序執(zhí)行下一段程序； （3）如果程序作無(wú)條件轉(zhuǎn)移，則條件部分可以被省略； （4）表達(dá)式可按如下書寫： #j EQ #k 表示＝ #j NE #k 表示≠ #j GT #k 表示＞ #j LT #k 表示＜ #j GE #k 表示≥ #j LE #k 表示≤ 例：下面的程序計(jì)算數(shù)值1~10的總和。 【程

14、序語(yǔ)句】 O9500 #1=0 存儲(chǔ)和數(shù)變量的初值 #2=1 被加數(shù)變量的初值 N1IF#GT10GOT02 當(dāng)被加數(shù)大于10時(shí)轉(zhuǎn)移到N2 #1=#1+#2 計(jì)算和數(shù) #2=#2+1 下一個(gè)被加數(shù) GOTO1 轉(zhuǎn)到NI N2M30 程序結(jié)束 （2）循環(huán)語(yǔ)句（ whileDO-END語(yǔ)句） 編程

15、格式：WHILE 【條件表達(dá)式】Dom(m=1,2,3) …… END m WHILE[條件表達(dá)式]Dom 程序 END m . 如果條件不滿足 如果條件滿足 說(shuō)明 （1）表達(dá)方式滿足時(shí)，程序段DOm至ENDm即重復(fù)執(zhí)行； （2）條件表達(dá)式不滿足時(shí)，程序轉(zhuǎn)到ENDm后執(zhí)行； （3）如果WHILE[條件表達(dá)式]部分被省略，則程序段Dom至ENDm之間的部分將一直重復(fù)執(zhí)行。 4.2 G指令及常用輔助功能M指令 4.2.1 G指令功能 G指令 組號(hào) 功能 G指令 組號(hào) 功能 G00 01 快速定位點(diǎn) G70 00 精車循環(huán) G01

16、 直線插補(bǔ) G71 外圓粗車 復(fù)合循環(huán) G02 順時(shí)針圓弧插補(bǔ) G72 端面粗車 復(fù)合循環(huán) G03 逆時(shí)針圓弧插補(bǔ) G73 固定形狀粗加工復(fù)合循環(huán) G04 00 暫停 G75 切槽循環(huán) G20 02 英制尺寸 G76 螺紋切削復(fù)合循環(huán) G21 米制尺寸 G90 01 單一形狀固定循環(huán) G32 01 螺紋切削 G92 螺紋切削循環(huán) G40 07 取消刀具半徑補(bǔ)償 G94 端面切削循環(huán) G41 刀尖圓弧半徑左補(bǔ)償 G96 02 恒速切削控制有效 G42 刀尖圓弧半徑左右償 G97 恒速切削控制取消 G50

17、 00 設(shè)定坐標(biāo)系，主軸最高轉(zhuǎn)速 G98 進(jìn)給速度按每分鐘設(shè)定 G54~G59 10 工件坐標(biāo)系選擇 G99 05 進(jìn)給速度按每轉(zhuǎn)設(shè)定 4.2.2常用輔助功能M指令 M指令 功能 M指令 功能 M00 程序暫停 M09 切削液（冷卻液）關(guān) M01 選擇停止 M13 主軸正轉(zhuǎn)切削液（冷卻液）開 M03 主軸正轉(zhuǎn) M10 主軸反轉(zhuǎn)切削液（冷卻液) 開 M04 主軸反轉(zhuǎn) M30 程序結(jié)束，返回程序頭 M05 主軸停止 M98 調(diào)用子程序 M08 切削液（冷卻液）開 M99 子程序結(jié)束，返回主程序 第五章 軸套程序的

18、編程與仿真加工 5.1帶螺紋的半球頭軸的仿真加工程序（FANUC系統(tǒng)的數(shù)控車床） 帶螺紋的半球頭軸 程序段號(hào) 程序內(nèi)容 說(shuō)明 N10 G00G40G97G99M03S800T0101F0.2 主軸正轉(zhuǎn)選刀 N20 X62.0 刀具定位 N30 Z2.0 刀具定位 N40 G71U1.5R0.3 粗精加工指令 N50 G71P10Q11U0.5W0.05 粗精加工指令 N60 N10G0X0 快速定位 N70 G01Z0 快速定位 N80 X24.0C1.0 N90 Z-15.5 N100 G02X38.0Z-24.0R8.

19、5 N110 G01X40.0F0.07 N120 #1=20 宏指令 N130 WHILE[#1GEO]DO1 N100 #2=20/10*SQRT[20*20-#1*#1 N150 G01X[#2]Z[#1]F0.07 N160 #1=#1-0.1 N170 END1 宏指令結(jié)束 N180 G01 X58.0Z-45.5 N190 Z-73.0 N200 N11G00Z150.0 N210 G00G40G97G99M03S1000T0101F0.1 N220 X62.0 N230 Z2.0

20、 …… …… N790 Z2.0 N800 Z-6.0 N810 G03X36.0Z-41.0R50.0 圓弧插補(bǔ) N820 G00X59.0 N830 Z150.0 退刀 N840 M30 主軸停止 N850 G00G40G97G99M03S400T0404F0.15 換刀 N860 G00X18.0 快速定位 N870 Z5.0 N880 G71U1.5R0.5 粗精加工循環(huán)指令 N890 G71P10Q20U-0.5W0.05 N900 N10G00X52.0 N910 G01Z0 N

21、920 G02X38.0Z-9.0R10.0 N930 G01X29.85 N940 X26.85W-1.5 N950 Z30.0 N960 X24.0 N970 Z-50.0 N980 N20G01X49.0 N990 G00Z100.0 N1000 M05 程序暫停 N1010 M00 主軸停止 N1020 G00X18.0 N1030 Z5.0 N1040 G70P10Q20 精加工循環(huán) N1050 G00Z100.0 N1060 X100.0 退刀 N1070 M05 程

22、序暫停 N1080 M00 主軸停止 N1090 G00G40G97G99M03S400T0101F0.1 換刀 N1100 G00X28.0 N1110 Z-30.0 N1120 G01X-34.0 N1130 G04P2000 N1100 G01X28.0 N1150 G00Z100.0 N1160 X100.0 退刀 N1170 M05 程序暫停 N1180 M00 主軸停止 N1190 M30 程序結(jié)束 N1200 G00G40G97G99M03S400 N1210 T0202 換刀 N

23、1220 G00X27.0 N1230 Z5.0 N1240 G76P020060Q100R0.05 螺紋指令 N1250 G76X29.85Z-27.0P975Q400F1.5 N1260 G00X100.0 N1270 Z100.0 退刀 N1280 M30 程序停止 5.2外螺紋球頭套的程序 外螺紋球頭套 程序段號(hào) 程序內(nèi)容 說(shuō)明 N10 O0002 程序名 N20 G40G97G99M03S500F0.2 N30 T0101 選刀 N40 G00G42Z5.0 快速定位 N50 X3

24、8.0 N60 G71U2.5R0.5 粗精加工指令 N70 G71P10Q20U0.5W0.05 N80 N10G00X38.0 N90 G01Z0 N100 G02X44.20Z-6.18R10.0 圓弧指令 N110 G03X44.20Z-36.82R21.0 N120 G02X38.0Z-43.0R10.0 N130 N20G01Z-63.0 N100 G40G00X100 N150 Z100.0 退刀 N160 M05 主軸停轉(zhuǎn) N170 M00 程序停止 N180 G97G99M03S10

25、00F0.1 N190 G42G00Z5.0 N200 X38.0 N210 G70P10Q20 N220 G40G00X100.0 N230 Z100.0 退刀 N240 M05 主軸停轉(zhuǎn) N250 M00 程序停止 N260 T0202 換刀 N270 G97G99M03S500F0.08 主軸正轉(zhuǎn) N280 G00X40.0 快速定位 N290 Z-48.0 N300 G01X24.0 N310 X39.0 N320 Z-53.0 N330 X30.0 N340 X39.0

26、 N350 Z-58.0 N360 X30.0 N370 X39.0 N380 Z-63.0 N390 X27.0 N400 X30.0 N410 Z-62.0 N420 G01X27.0Z-63.0 N430 M03X27.0Z-63.0 圓弧插補(bǔ) N440 X-1.0 N450 G00X100.0 N460 Z100.0 退刀 N470 M09 N480 M30 N490 T0303 換刀 N500 G97G99M03S500F0.08 主軸正傳 N510 G00

27、G42Z5.0 N520 X38.0 N530 G71U2.5R0.5 N540 G71P10Q20U0.5W0.05 N550 N10G00X38.0 N560 G00X24.0Z-8.5R8.5 N570 N20G01Z-32.0 精加工循環(huán) N580 G40G00Z100.0 N590 X100.0 N600 M05 N610 M00 N620 G97G99M03S1000F0.1 N630 G42G00Z5.0 N640 X38.0 N650 G70P10Q20 N660

28、 G40G00Z100.0 N670 X100.0 退刀 N680 M05 主軸停轉(zhuǎn) N690 M30 程序停止 5.3仿真加工 5.3.1 帶螺紋的半球頭軸的毛坯 這是用數(shù)控仿真軟件vnuc3.0仿真FANUC系統(tǒng)下的帶螺紋的半球頭軸的數(shù)控加工操作，輸入的毛坯外徑為70mm，高為150mm，選用的材料為45鋼。 5.3.2 帶螺紋的半球頭軸的完成品 如上圖，這是加工完后帶螺紋的半球頭軸的最后完成品 5.3.3 外螺紋球頭套的毛坯 這是用數(shù)控仿真軟件vnuc3.0仿真FANUC系統(tǒng)下的外螺紋球頭套的數(shù)控加工操作，輸入的毛坯外

29、徑為60mm，高為70mm，選用的材料為45鋼 5.3.4 外螺紋球頭套的完成品 如上圖，這是加工完后外螺紋球頭套的最后完成品 6.5 軸套配合完成圖 致 謝 經(jīng)過(guò)半年的忙碌和工作，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，作為一個(gè)?？粕漠厴I(yè)設(shè)計(jì)，由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒(méi)有導(dǎo)師的督促指導(dǎo)，以及一起工作的同學(xué)們的支持，想要完成這個(gè)設(shè)計(jì)是難以想象的。 在這里首先要感謝我的導(dǎo)師李月鳳老師。李老師平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段，都給予了我悉心的指導(dǎo)。李老師的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的

30、榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。 其次要感謝我的同學(xué)對(duì)我無(wú)私的幫助，特別是在軟件的使用方面，正因?yàn)槿绱宋也拍茼樌耐瓿稍O(shè)計(jì)，我要感謝我的母?！旖蜉p工職業(yè)技術(shù)學(xué)院，是母校給我們提供了優(yōu)良的學(xué)習(xí)環(huán)境。另外，我還要感謝那些曾給我授過(guò)課的每一位老師，是你們教會(huì)我專業(yè)知識(shí)。在此，我再說(shuō)一次謝謝，謝謝大家！ 參考文獻(xiàn) [1] 高峰/肖衛(wèi)寧，數(shù)控車削編程與操作，高等教育出版社，2005 [2] 李桂云,宇龍數(shù)控仿真軟件使用指導(dǎo). 高等教育出版,2007 [3] 實(shí)用車工手冊(cè)編寫組,實(shí)用車工手冊(cè). 機(jī)械工業(yè)出版社

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