完整版轴套配合件的数控加工毕业论文设计.docx
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完整版轴套配合件的数控加工毕业论文设计
内容摘要
在日益发展的生活中，机械行业的重要性是不言而喻的，而机械更新换代的迅捷也使得其竞争日益激烈。
在其中，数控技术越来越起着决定性的作用。
随着数控技术的发展，数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，还其他的一些重要行业发展起着越来越重要的作用。
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、盘类等回转体零件。
通过数控加工程序的运行，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。
车削中心可在一次装夹中完成更多的加工工序，提高加工精度和生产效率，特别适合于复杂形状回转类零件的加工。
本文是对典型轴套类零件加工技术的应用及工艺性分析，主要是对零件图的分析、毛坯的选择、零件的装夹、工艺路线的制订、刀具的选择、切削用量的确定、数控加工工艺的填写、数控加工程序的编写。
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。
还重点对轴套零件的加工工艺进行了分析，最后对零件自检数据进行分析，和加工的结果分析。
关键字：
数控工艺分析加工程序切削用量仿真加工
内容摘要1
第一章数控加工与数控车床3
第二章配合轴套的工件图5
2.1带螺纹的半球头轴的图纸5
2.2外螺纹球头套的图纸6
2.3配合图6
第三章零件的工艺分析7
3.1带螺纹的半球头轴的分析7
3.1.1刀具表7
3.1.2工序表7
3.1.3尺寸计算：
8
3.2外螺纹球头套的分析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尺寸计算：
9
第四章编程基础11
4.1.宏程序格式及指令11
4.2G指令及常用辅助功能M指令12
第五章轴套程序的编程与仿真加工13
5.1带螺纹的半球头轴的程序编写13
5.2外螺纹球头套的程序编写15
5.3仿真加工18
5.3.1带螺纹的半球头轴的毛坯18
5.3.2带螺纹的半球头轴的完成品19
5.3.3外螺纹球头套的毛坯19
5.3.4外螺纹球头套的完成品19
5.3.5轴套配合完成图20
致谢21
参考文献22
第一章数控加工与数控车床
1.数控加工
数控加工，是指在数控机床上进行零件加工的一种工艺方法，数控机床加工与传统机床加工的工艺规程从总体上说是一致的，但也发生了明显的变化。
用数字信息控制零件和刀具位移的机械加工方法。
它是解决零件品种多变、批量小、形状复杂、精度高等问题和实现高效化和自动化加工的有效途径。
随着数控技术的发展，数控车床的工艺和工序将更加复合化和集中化。
即把各种工序（如车、铣、钻等）都集中在一台数控车床上来完成。
目前国际上出现的双主轴结构就是这种构思的体现。
采用四轴三联动配置，线性轴XYZ及旋转C轴，C轴绕主轴旋转。
机床除具备一般的车削功能外，还具备在零件的端面和外圆面上进行铣加工的功能。
双主轴、3刀塔的复合加工CNC车床可以同时连续对零部件进行车削、铣削加工，只需进行一次装夹就可以完成对零部件的全加工。
2.数控车床
数控车床，是一种高精度、高效率的自动化机床。
配备多工位刀塔或动力刀塔，机床就具有广泛的加工艺性能，可加工直线圆柱、斜线圆柱、圆弧和各种螺纹、槽、蜗杆等复杂工件。
具有直线插补、圆弧插补各种补偿功能，并在复杂零件的批量生产中发挥了良好的经济效果。
控车床即装备了数控系统的车床。
由数控系统通过伺服驱动系统去控制各运动部件的动作，主要用于轴类和盘类回转体零件的多工序加工，具有高精度、高效率、高柔性化等综合特点，适合中小批量形状复杂零件的多品种、多规格生产。
数控车床按车削中心是在普通数控车床基础上发展起来的一种复合加工机床。
除具有一般二轴联动数控车床的各种车削功能外，车削中心的转塔刀架上有能使刀具旋转的动力刀座，主轴具有按轮廓成形要求连续（不等速回转）运动和进行连续精确分度的C轴功能，并能与X轴或Z轴联动，控制轴除X、Z、C轴之外，还可具有Y轴。
可进行端面和圆周上任意部位的钻削、铣削和攻螺纹等加工，在具有插补功能的条件下，还可以实现各种曲面铣削加工。
数控车床种类较多，但主体结构都是由：
车床主体、数控装置、伺服系统三大部分组成。
第二章配合轴套的工件图
2.1带螺纹的半球头轴图示：
带螺纹的半球头轴的毛坯为Φ60mm×117mm和Φ60mm×60mm的45钢，试分析其加工工艺以及编写数控车加工程序。
2.2外螺纹球头套图示：
2.3.配合图示：
第三章零件的工艺分析
3.1带螺纹的半球头轴的分析：
3.1.1刀具表：
如表3-1
表3.1轴刀具表
名称
代号
参数
加工表面
60°尖刀
T0101
60°
粗精加工外圆、倒角、圆弧
切槽刀
T0202
刀宽3mm
车槽、切断
内孔尖刀
T0303
55°
粗精加工内圆、倒角、圆弧
3.1.2工序表：
如表3-2
表3.2轴工序表
工序顺序
刀具
加工部位
切削用量
备注
对刀
F0.1S=200
手动
工序一
T01、T02
加工零件右面
自动
工步一
T01
粗加工外圆
F0.15S=600
自动
工步二
T01
精加工外圆
F0.1S=1000
自动
工步三
T03
粗加工内圆
F0.15S=600
自动
工步四
T03
精加工内圆
F0.1S=1000
自动
T01、T02、T03
对刀
F0.1S=200
手动
工序二
T01、T02
加工零件左面
自动
工步一
T01
粗加工外圆
F0.15=S600
自动
工步二
T01
精加工外圆
F0.1S=1000
自动
工步三
T02
车槽
F0.15S=600
自动
工步四
T03
加工螺纹
F0.1S=400
自动
3.1.3尺寸计算：
螺纹：
M30x1.5D小径=D－1.3P=30－1.3x1.5=28.05mm
D实D－0.1P=30－0.1x1.5=28.82mmH=0.65P=0.65x1.5=0.975mm
3.2外螺纹球头套的分析
3.2.1刀具表：
如图3-3
表3.3套刀具表
名称
代号
参数
加工表面
偏刀
T0101
90°
粗精加工外圆
切槽刀
T0202
刀宽5mm
车槽
内孔刀
T0303
55°
粗精加工内圆
螺纹刀
T0404
60°
加攻螺纹
3.2.2工序表：
如表3-4
表3.4套工序表
工序顺序
刀具
加工部位
切削用量
备注
T01、T02、T03、T04
对刀
F0.1S=200
手动
工序一
T01、T02、T03、T04
加工零件右面
自动
工步一
T01
粗加工外圆
F0.05S=600
工步二
T01
精加工外圆
F0.1S=1000
工步三
T03
粗技工内圆
F0.15S=600
工步四
T03
精加工内圆
F0.1S=1000
工步五
T02
车槽
F0.15S=600
工步六
T01
加工螺纹
F0.15S=600
T01
对刀
F0.1S=600
工序二
T01
加工零件左面
工步一
T01
粗加工外圆
F0.15S=600
工步二
T01
精加工外圆
F0.1S=1000
3.2.3尺寸计算：
螺纹：
M30x1.5D小径=D－1.3P=30－1.3x1.5=28.05mm
D实D－0.1P=30－0.1x1.5=28.82mmH=0.65P=0.65x1.5=0.975mm
第四章编程基础
4.1宏程序指令及格式
（1）条件转移。
（2）
编程格式：
IF[条件表达]GOTOn
说明
（1）如果条件表达式的条件得以满足，则转而执行程序中程序号为n的相应操作，程序段号n可以由变量或表达式代替；
（2）如果表达式中条件未满足，则顺序执行下一段程序；
（3）如果程序作无条件转移，则条件部分可以被省略；
（4）表达式可按如下书写：
#jEQ#k表示＝
#jNE#k表示≠
#jGT#k表示＞
#jLT#k表示＜
#jGE#k表示≥
#jLE#k表示≤
例：
下面的程序计算数值1~10的总和。
【程序语句】
O9500
#1=0存储和数变量的初值
#2=1被加数变量的初值
N1IF#GT10GOT02当被加数大于10时转移到N2
#1=#1+#2计算和数
#2=#2+1下一个被加数
GOTO1转到NI
N2M30程序结束
（2）循环语句（whileDO-END语句）
编程格式：
WHILE【条件表达式】Dom（m=1,2,3）
……
ENDm
说明
（1）表达方式满足时，程序段DOm至ENDm即重复执行；
（2）条件表达式不满足时，程序转到ENDm后执行；
（3）如果WHILE[条件表达式]部分被省略，则程序段Dom至ENDm之间的部分将一直重复执行。
4.2G指令及常用辅助功能M指令
4.2.1G指令功能
G指令
组号
功能
G指令
组号
功能
G00
01
快速定位点
G70
00
精车循环
G01
直线插补
G71
外圆粗车复合循环
G02
顺时针圆弧插补
G72
端面粗车复合循环
G03
逆时针圆弧插补
G73
固定形状粗加工复合循环
G04
00
暂停
G75
切槽循环
G20
02
英制尺寸
G76
螺纹切削复合循环
G21
米制尺寸
G90
01
单一形状固定循环
G32
01
螺纹切削
G92
螺纹切削循环
G40
07
取消刀具半径补偿
G94
端面切削循环
G41
刀尖圆弧半径左补偿
G96
02
恒速切削控制有效
G42
刀尖圆弧半径左右偿
G97
恒速切削控制取消
G50
00
设定坐标系，主轴最高转速
G98
进给速度按每分钟设定
G54~G59
10
工件坐标系选择
G99
05
进给速度按每转设定
4.2.2常用辅助功能M指令
M指令
功能
M指令
功能
M00
程序暂停
M09
切削液（冷却液）关
M01
选择停止
M13
主轴正转切削液（冷却液）开
M03
主轴正转
M10
主轴反转切削液（冷却液）开
M04
主轴反转
M30
程序结束，返回程序头
M05
主轴停止
M98
调用子程序
M08
切削液（冷却液）开
M99
子程序结束，返回主程序
第五章轴套程序的编程与仿真加工
5.1带螺纹的半球头轴的仿真加工程序（FANUC系统的数控车床）
带螺纹的半球头轴
程序段号
程序内容
说明
N10
G00G40G97G99M03S800T0101F0.2
主轴正转选刀
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-24.0R8.5
N110
G01X40.0F0.07
N120
#1=20
宏指令
N130
WHILE[#1GEO]DO1
N100
#2=2010*SQRT[20*20-#1*#1
N150
G01X[#2]Z[#1]F0.07
N160
#1=#1-0.1
N170
END1
宏指令结束
N180
G01X58.0Z-45.5
N190
Z-73.0
N200
N11G00Z150.0
N210
G00G40G97G99M03S1000T0101F0.1
N220
X62.0
N230
Z2.0
……
……
N790
Z2.0
N800
Z-6.0
N810
G03X36.0Z-41.0R50.0
圆弧插补
N820
G00X59.0
N830
Z150.0
退刀
N840
M30
主轴停止
N850
G00G40G97G99M03S400T0404F0.15
换刀
N860
G00X18.0
快速定位
N870
Z5.0
N880
G71U1.5R0.5
粗精加工循环指令
N890
G71P10Q20U-0.5W0.05
N900
N10G00X52.0
N910
G01Z0
N920
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
程序暂停
N1010
M00
主轴停止
N1020
G00X18.0
N1030
Z5.0
N1040
G70P10Q20
精加工循环
N1050
G00Z100.0
N1060
X100.0
退刀
N1070
M05
程序暂停
N1080
M00
主轴停止
N1090
G00G40G97G99M03S400T0101F0.1
换刀
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
程序暂停
N1180
M00
主轴停止
N1190
M30
程序结束
N1200
G00G40G97G99M03S400
N1210
T0202
换刀
N1220
G00X27.0
N1230
Z5.0
N1240
G76P020060Q100R0.05
螺纹指令
N1250
G76X29.85Z-27.0P975Q400F1.5
N1260
G00X100.0
N1270
Z100.0
退刀
N1280
M30
程序停止
5.2外螺纹球头套的程序
外螺纹球头套
程序段号
程序内容
说明
N10
O0002
程序名
N20
G40G97G99M03S500F0.2
N30
T0101
选刀
N40
G00G42Z5.0
快速定位
N50
X38.0
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
圆弧指令
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
主轴停转
N170
M00
程序停止
N180
G97G99M03S1000F0.1
N190
G42G00Z5.0
N200
X38.0
N210
G70P10Q20
N220
G40G00X100.0
N230
Z100.0
退刀
N240
M05
主轴停转
N250
M00
程序停止
N260
T0202
换刀
N270
G97G99M03S500F0.08
主轴正转
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
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
圆弧插补
N440
X-1.0
N450
G00X100.0
N460
Z100.0
退刀
N470
M09
N480
M30
N490
T0303
换刀
N500
G97G99M03S500F0.08
主轴正传
N510
G00G42Z5.0
N520
X38.0
N530
G71U2.5R0.5
N540
G71P10Q20U0.5W0.05
N550
N10G00X38.0
N560
G00X24.0Z-8.5R8.5
N570
N20G01Z-32.0
精加工循环
N580
G40G00Z100.0
N590
X100.0
N600
M05
N610
M00
N620
G97G99M03S1000F0.1
N630
G42G00Z5.0
N640
X38.0
N650
G70P10Q20
N660
G40G00Z100.0
N670
X100.0
退刀
N680
M05
主轴停转
N690
M30
程序停止
5.3仿真加工
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