机械系毕业论文

机械系 东南大学继续教育学院 毕 业 实 践 报 告 (论文)目:椭圆长短轴配合类零件 的加工及编程 :东南大学工培中心院(系) 专业:学生姓名: 学号:指导教师: 起迄年月:学习中心:设计地点: 年 月 日 摘 要 世界制造业转移，中国正在逐 步成为世界加工厂。美国、德国、韩国等国家已经进入工业化发展的高技术密集时 代与微电子时代，钢铁、机械、化工等重工业正逐渐向发展中国家转移。我国目前 经济发展已经过了发展初期，正处于重化工业发展中期。 未来 10 年将是中国机械 行业发展最佳时期。美国、德国的重化工业发展期延续了 18 年以上，美国、德国、 韩国四国重化工业发展期平均延续了 12 年，我们估计中国的重化工业发展期将至 少延续 10 年，直到 2015 年。因此，在未来10 年中，随着中国重化工业进程的推 进，中国企业规模、产品技术、质量等都将得到大幅提升，国产机械产品国际竞争 力增强，逐步替代进口，并加速出口。目前，机械行业中部分子行业如船舶、铁路、 集装箱及集装箱起重机制造等已经受益于国际间的产业转移，并将持续受益;电站 设备、工程机械、床等将受益于产业转移，加快出口进程。 本文 关键字:数控 工 机床 目录摘 业化发展 刀具 要...................................................................................................................................2绪 论........................................................................................................................................... 1 0(1 数控机床的产生:..................................................................................................1 0(2 数控车床基本概念..................................................................................................2 (3 本文主要内容..........................................................................................................30 第一章:数控车的工艺与工装 削...........................................................................................4 1.1. 合理选择切削用 量...................................................................................................4 1.2. 合理选择刀 具...........................................................................................................4 1.3. 合理选择夹 具...........................................................................................................5 1.4. 确定加工路 线...........................................................................................................5 1.5. 加工路线与 加工余量的联系...................................................................................5 1.6. 夹具安装要 点...........................................................................................................5第二章:数控机床 的工作...............................................................................................6 2.1 程 序.............................................................................................................................6 2.2 数 控机床的组成和分类.............................................................................................6第三章 基本代码及宏程序介绍...............................................................................................9 3.1 基本代码.....................................................................................................................9 3.2 宏程序.........................................................................................................................9第四 章:零件加工工艺及程序编辑.....................................................................................11 4.1 零件加工工艺...........................................................................................................11 4.2 程序编辑...................................................................................................................14 第五章:零件加工中出现的问题及疑难解 答.....................................................................26 5.1 加工中出现的问 题...................................................................................................26 5.2 疑难解 答...................................................................................................................27小 结 .......................................................................................................................................2 8致 谢 .......................................................................................................................................30参考文 献.................................................................................................................................31 东南大学远程继续教育学院毕业论文 绪论0(1 数控机床的产生: 在机械制造工业中并不是所有的产品零件都具有很大的批量，单件与小批量生产的零件(批量在 10,100 件)约占机械加工总量的 80以上。尤其是在造船、航天、航空、机床、重型机械以及国防工业更是如此。 为了满足多品种，小批量的自动化生产，迫切需要一种灵活的，通用的，能够适用产品频繁变化的柔性自动化机床。数控机床就是在这样的背景下诞生与发展起来的。它为单件、小批量生产的精密复杂零件提供了自动化的加工手段。 根据国家,,,,,,,,,,,,,，对机床数字控制的定义:用数字控制的装置(简称数控装置)，在运行过程中，不断地引入数字数据，从而对某一生产过程实现自动控制，叫数字控制，简称数控。用计算机控制加工功能，称计算机数控(computerized numerical ，缩写,,,)。 数控机床即使采用了数控技术的机床，或者说装备了数控系统的机床。从应用来说，数控机床就是将加工过程所需的各种操作(如主轴变速、松加工件、进刀与退刀、开车与停车、选择刀具、供给切削液等)和步骤，以及刀具与工件之间的相对位移量都用数字化的代码来表示，通过控制介质将数字信息送入专用的或通用的计算机，计算机对输入的信息进行处理与运算，发出各种指令来控制机床的伺服系统或其他执行元件，是机床自动加工出所需要的零件。 图 1.1 某数控机床整体外形图1—操纵面板;2—主轴及卡盘;3—转塔刀架;4—防护窗;5—自动排屑装置;6—导轨 。 1 东南大学远程继续教育学院毕业论文0(2 数控车床基本概念 数字控制(Numerical Control) 简称数控(NC) ，是一种借助数字字符或其他符号对某一过程(如加工.测量.装配等)进行可编程控制的自动化方法。 数控技术(Numerical Control Technology) 是指用数字量及字符发出指令并实现自动控制的技术，他已经制造业实现自动化.柔性化. 集成化生产的技术要求。 数控系统Numerical Control System 是指采用数字控制技术的控制系统。 计算机数控系统(Computer Numerical Control) 是以计算机为核心的数控系统。 数控机床(Numerical Control Machine Tools)是指采用数字控制技术对机床的加工过程进行自动控制的一类机床。国际信息处理联盟(IFIP)第五技术委员会对数控机床定义如下:数控机床是一个装有程序控制系统的机床， 该系统能够逻辑的处理具有使用号码或其他符号编码指令规定的程序。定义中所说的程序控制系统即是数控系统。 2 东南大学远程继续教育学院毕业论文0(3 本文主要内容 在大三半个学期的实习期间，我们学习了数控车床高级类零件的程序编辑和加工方法，本篇论文主要叙述了在实习期间我们对数控车床的使用和如何使用 G 代码编辑需要加工的零件。 论文中还介绍了数控机床的发展过程及数控车床是如何产生的。 文中写出了对典型零件的加工工艺，程序编制，刀具选择，宏程序的运用，以及对此类零件会出现的错误及疑难解答。 3 东南大学远程继续教育学院毕业论文 第一章:数控车的工艺与工装削 数控车床加工工艺与普通车床的加工工艺类似，但由于数控车床是一次装夹，连续自动加工完成所有车削工序，因而应注意以下几个方面。1.1. 合理选择切削用量 对于高效率的金属切削加工来说，被加工材料、切削工具、切削条件是三大要素。这些决定着加工时间、刀具寿命和加工质量。经济有 效的加工方式必然是合理的选择了切削条件。 切削条件的三要素:切削速度、进给量和切深直接引起刀具的损伤。伴随着切削速度的提高，刀尖温度会上升，会产生机械的、化学的、热的磨损。切削速度提高 20，刀具寿命会减少 1/2。 进给条件与刀具后面磨损关系在极小的范围内产生。但进给量大，切削温度上升，后面磨损大。它比切削速度对刀具的影响小。切深对刀具的影响虽然没有切削速度和进给量大，但在微小切深切削时，被切削材料产生硬化层，同样会影响刀具的寿命。 用户要根据被加工的材料、硬度、切削状态、材料种类、进给量、切深等选择使用的切削速度。 最适合的加工条件的选定是在这些因素的基础上选定的。有规则的、稳定的磨损达到寿命才是理想的条件。 然而，在实际作业中，刀具寿命的选择与刀具磨损、被加工尺寸变化、表面质量、切削噪声、加工热量等有关。在确定加工条件时? 枰 菔导是榭鼋 醒芯俊,杂诓恍飧趾湍腿群辖鸬饶鸭庸げ牧侠此担 梢圆捎美淙醇粱蜓?酶招院玫牡度小?.2. 合理选择刀具 1 粗车时，要选强度高、耐用度好的刀具，以便满足粗车时大背吃刀量、 4 东南大学远程继续教育学院毕业论文大进给量的要求。 2 精车时，要选精度高、耐用度好的刀具，以保证加工精度的要求。 3 为减少换刀时间和方便对刀，应尽量采用机夹刀和机夹刀片。1.3. 合理选择夹具 1 尽量选用通用夹具装夹工件，避免采用专用夹具; 2 零件定位基准重合，以减少定位误差。1.4. 确定加工路线 加工路线是指数控机床加工过程中，刀具相对零件的运动轨迹和方向。1 应能保证加工精度和表面粗糙要求;2 应尽量缩短加工路线，减少刀具空行程时间。1.5. 加工路线与加工余量的联系 目前，在数控车床还未达到普及使用的条件下，一般应把毛坯上过多的余量，特别是含有锻、铸硬皮层的余量安排在普通车床上加工。如必须用数控车床加工时，则需注意程序的灵活安排。1.6. 夹具安装要点目前液压卡盘和液压夹紧油缸的连接是靠拉杆实现的，液压卡盘夹紧要点如下:首先用搬手卸下液压油缸上的螺帽，卸下拉管，并从主轴后端抽出，再用搬手卸下卡盘固定螺钉，即可卸下卡盘 5 东南大学远程继续教育学院毕业论文 第二章:数控机床的工作流程2.1 程序1(程序的编制从零件图样到制成控制介质的全部过程。2(输入是把零件程序、控制参数和补偿数据输入到数控装置中去。3(译码将加工信息和其它辅助信息翻译成计算机能识别的数据形式并存在指定的内存专用区域。4(刀具补偿包括刀具半径补偿和刀具长度补偿。5(插补根据给定速度和轮廓线型的要求，在轮廓之间，确定中间点的方法。6(位置控制和机床加工2.2 数控机床的组成和分类1. 数控机床的组成数控机床一般由输入输出设备、数控装置、伺服系统、测量反馈装置和机床本体组成。1. 输入输出设备2. 数控装置3. 伺服系统4. 测量反馈装置5. 机床本体 6 东南大学远程继续教育学院毕业论文 输入 数控 伺服 机床 输出 装置 系统 本体 设备 测量反馈装置 数控机床组成图2. 数控机床的分类1.按机械加工的运动轨迹分类1点位控制数控机床2直线控制数控机床3轮廓控制数控机床2.按伺服系统的控制原理分类1.开环控制数控机床 工作台 输入 数控 控制 步进 装置 电路 电机 减速器 开环控制系统框图 7 东南大学远程继续教育学院毕业论文2.闭环控制数控机床 工作台 位置检测元件输入 数控 控制 伺服 装置 电路 电机 速度检测元件 速度反馈 位置反馈 闭环控制系统框图3.半闭环控制数控机床 工作台 输入 数控 控制 伺服 装置 电路 电机 速度检测元件 速度反馈 位置反馈 转角检测元件 半闭环控制系统框图 8 东南大学远程继续教育学院毕业论文 第三章基本代码及宏程序介绍3.1 基本代码 SEMENS 数控车床主要是以 G 代码编辑轮廓程序，下面是一些常用的 G 代码介绍: G00:G01:G02:G03:G32:G33:G55G58:G95:LCYC93:LCYC95:LCYC97:3.2 宏程序 宏程序是在数控车床上常用和比较通用的一种编程方式，它可以简化基本代码的编程步骤，也可以编辑椭圆和抛物线的轮廓，它不但可以执行粗加工的任务也可以配合其他程序去对零件加工。 如下图所示是一般宏程序的基本编辑方式: 定刀 设变量及定刀 变量变化 判断是 否超出 判断是否过切 是 否 将变量赋予终 计算 切削 完成循环 是 否 判断是否到终 9 东南大学远程继续教育学院毕业论文由上图所示，可以试着去编辑一段宏程序去描述如下图 1-1 所示的一段轮廓 图 1-1要做长轴 66，短轴 46 的椭圆，通过计可得出椭圆的总长，带入椭圆方程可以算出椭圆的最低点，接着根据流程图编辑程序。 AG01X34Z-24F1(定刀) R123(设参) MM1:R1R1-0.5(变化) IF R1gt16.485 GOTOF MM2(判断) R116.485 MM2:R233SQRT1-R1R1/529(计算) G01X2R10.5F1(进刀) ZR2-47F0.05(切削) G00G91X1(退刀) G00G90Z1(回刀) BIF R1gt16.485 GOTOB MM1判断 如上 至 (A) (B) 的程序编辑可以看出这是一个粗加工的程序，在精加工中必须使 XampZ联动并把变量减小(即:R1R1-0.05)可实现椭圆的外部轮廓切削。 如上所有就是宏程序的结构及基本编辑 10 东南大学远程继续教育学院毕业论文 第四章:零件加工工艺及程序编辑4.1 零件加工工艺1 零件图分析(见附录中的零件图) 零件图样工艺分析 00 图 该零件(00 图)外轮廓是由圆锥、顺圆弧、逆圆弧、椭圆和螺纹，内轮廓由圆锥、顺圆弧、逆圆弧、椭圆和螺纹等组成。其中多个直径尺寸有严格的尺寸精度和表面错糙度值等要求。尺寸标注完整，轮廓描述清楚。零件材料为 45 钢，无热处理和硬度要求。通过分析，采取以下几点工艺措施。1) 对图样上给定的几个精度要求较高的尺寸，因其公差数值较小，故编程是时不必取 平均值，而全部取其基本尺寸即可。2) 在轮廓曲线上，有一处为过象限圆弧，因此在加工时应进行机械间隙补偿，以保证 轮廓曲线的准确性。3) 为便于装夹，应将坯件预先车出夹持部分，保证好长度尺寸并钻好中心孔。毛坯为 φ60mm/2 每人 11 东南大学远程继续教育学院毕业论文2 确定加工顺序及进给路线 加工顺序按由粗到精，由外到内的原则确定，最后车削螺纹1) 首先做 01 号图零件右边做到φ42mmx4 的台阶。然后做φ50mm 的斜角，接下来用端 面槽刀做φ34mm 的端面槽，要做到正差。然后做左边的螺纹及椭圆，采用一夹一 顶的方式做。 01 图 12 东南大学远程继续教育学院毕业论文2) 其次车 02 号图零件(1) 用一夹一顶装夹，先将左边的φ58mm 台阶做好。(2) 用割刀做φ5246mm 的斜角及φ40mm 的槽。(3) 用φ25 的麻花钻打通孔，然后用端面槽刀和镗孔刀将内孔做好。(4) 掉头用铜皮包住φ58 的台阶，先做外援再做内孔。 02 图3 刀具选择1 选用直径为 5mm 中心钻钻削中心孔2)外轮廓粗车及车端面选用硬质合金外圆刀，为防止副后刀面与工件轮廓干涉，副偏角不宜太小。3)为减少刀具数量和换刀次数，半精车和精车都选用硬质合金尖刀。车外螺纹选用 60 度外螺纹刀。刀尖圆弧半径应小于轮廓最小圆角半径。内轮廓粗车及精车选用白钢镗孔刀，内螺纹也选用白钢内螺纹刀。 13 东南大学远程继续教育学院毕业论文4.2 程序编辑此题为直径 602/人毛坯总长均为 60mm。1;首先截总长使其各为 60mm 且在使其在公差范围内。2;打中心孔，考虑加工工艺3;编程(SEMENS)(一)程序名:先做图(1) 图(1)程序名:ZY1.MPF 值)原因:因为高速钢刀在加工的时候转速 M03(主轴顺时针方向) 比较高，从而会产生误 差。为保证精度。 M08(切削液开) R1081.5背吃刀量，半径值，无符号 G95(主轴每转进给) R090(粗加工切入角，无附号) S600(转速低速)注:与进给率相配合 R1100(粗加工退出角，无符号)使用 R1110.35粗加工进给速度，无符号刀号;T1(外圆刀) 原因;因为机床是转进给的，让其与速度相定刀;G01X60Z2F3 配合，在粗拉毛坯时有利于断削 LCYC95外径粗/精循环切削 R1120.1(精加工进给速度，无符号) CANEAA001.