CK6132数控车床典型零件加工.docx
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CK6132数控车床典型零件加工
学号：
200807021247
成都农业科技职业学院
毕业论文
CK6132数控车床典型零件加工
周宏
专业名称
2008级机电一体化2班
指导教师
杨健
2010年12月
目录
摘要2
1绪论3
1.1数控机床概述3
1.2国内、外数控机床的发展趋势3
1.3CK6132数控车床2
2典型零件的加工3
2.1分析零件图3
2.2制定加工工艺路线4
2.3编制加工程序5
3零件加工9
3.1加工前的准备工作9
3.2加工零件步骤9
3.3加工过程中的注意事项10
4结论和展望11
参考文献11
结束语12
致谢13
摘要
随着科学技术和工业生产的飞速发展，国民经济各个部门迫切需要各种各样质量优、性能好、效率高、能耗低、价格廉的机械产品。
其中，产品设计是决定产品性能、质量水平、市场竞争力和经济效益的重要环节。
因此，采用数控加工就成了最好的选择，因为它加工效率高、质量好、加工精度高。
数控技术是与机床的自动控制密切结合而发展起来的，如今数控技术已广泛应用于化工生产、石油精炼、造纸、钢铁生产等工艺流程控制及其他各个方面。
近代大工业生产中，机械加工工艺过程的自动化是提高产品质量和生产率的重要措施。
数控机床的诞生，较好解决了精密复杂多品种单件或小批量机械零件加工自动化的问题
本设计主要针对CK6132数控机床的加工工艺路线和零件的加工方式做了具体的阐述，其中包括了数控加工工艺设计、典型零件的数控编程及加工、数控加工夹具和加工的工具系统。
另外对数控机床的结构和参数及其发展的趋势及我国数控装备技术发展做了简要介绍。
关键词：
数控机床、零件加工、工艺分析
1绪论
1.1数控机床概述
数控机床（NumericalControlMachineTools）是一种装有程序控制系统的自动化机床，该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，从而使机床动作数控折弯机并加工零件。
数控机床是用数字代码形式的信息（程序指令），控制刀具按给定的工作程序、运动速度和轨迹进行自动加工的机床，主要由信息输入、数控装置、伺服驱动及检测装置、机床本体、机电接口等五大部分组成。
其加工特点有：
自动化程度高，具有加工复杂形状零件的能力，生产准备周期短，加工精度高、质量稳定，生产效率高，易于建立计算机通信网络。
同时，数控机床的高速度、高精度化、高智能化、高可靠性和完善的自动编程技术决定了数控机床在当今社会工业发展中的普遍应用。
1.2国内、外数控机床的发展趋势
1高速化
2高精度化
3功能复合化
4控制智能化
5体系开放化
6驱动并联化
7极端化（大型化和微型化）
8信息交互网络化
9新型功能部件
10高可靠性
11加工过程绿色化
12多媒体技术的应用
1.2.1国外数控机床的发展
1948年，美国帕森斯公司接受美国空军委托，研制直升飞机螺旋桨叶片轮廓检验用样板的加工设备。
由于样板形状复杂多样，精度要求高，一般加工设备难以适应，于是提出采用数字脉冲控制机床的设想。
1949年，该公司与美国麻省理工学院（MIT）开始共同研究，并于1952年试制成功第一台三坐标数控铣床，当时的数控装置采用电子管元件。
1959年，数控装置采用了晶体管元件和印刷电路板，出现带自动换刀装置的数控机床，称为加工中心（MCMachiningCenter），使数控装置进入了第二代，
60年代末，先后出现了由一台计算机直接控制多台机床的直接数控系统（简称DNC），又称群控系统；采用小型计算机控制的计算机数控系统（简称CNC），使数控装置进入了以小型计算机化为特征的第四代。
20世纪80年代初，随着计算机软、硬件技术的发展，出现了能进行人机对话式自动编制程序的数控装置；数控装置愈趋小型化，可以直接安装在机床上；数控机床的自动化程度进一步提高，具有自动监控刀具破损和自动检测工件等功能。
20世纪90年代后期，出现了PC+CNC智能数控系统，即以PC机为控制系统的硬件部分，在PC机上安装NC软件系统，此种方式系统维护方便，易于实现网络化制造。
1.2.2国内数控机床的发展
我国数控技术的发展起步于二十世纪五十年代，通过“六五”期间引进数控技术，“七五”期间组织消化吸收“科技攻关”，我国数控技术和数控产业取得了相当大的成绩。
特别是最近几年，我国数控产业发展迅速，1998～2004年国产数控机床产量和消费量的年平均增长率分别为39.3%34.9%。
尽管如此，进口机床的发展势头依然强劲，从2002年开始，中国连续三年成为世界机床消费第一大国、机床进口第一大国，2004年中国机床主机消费高达94.6亿美元，但进出口逆差严重，国产机床市场占有率连年下降，1999年是33.6%，2003年仅占27.7%。
1999年机床进口额为8.78亿美元（7624台），2003年达27.1亿美元（23320台），相当于同年国内数控机床产值的2.7倍。
国内数控机床制造企业在中高档与大型数控机床的研究开发方面与国外的差距更加明显，70%以上的此类设备和绝大多数的功能部件均依赖进口。
由此可以看出国产数控机床特别是中高档数控机床仍然缺乏市场竞争力。
除此之外，我国的制造业需要大型、高速、精密、多轴、高效数控机床；汽车、摩托车、家电制造业需求高效、高可靠性、高自动化的数控机床和成套柔性生产线；电站设备、造船、冶金石化设备、轨道交通设备制造业需求高精度、重型为特征的数控机床；IT业、生物工程等高技术产业需求纳米级亚微米级超精密加工数控机床；工程机械、农业机械等传统制造行业的产业升级，特别是民营企业的蓬勃发展，更需要大量高档数控机床进行装备。
1.3CK6132数控车床
1．CK6132高速精密数控车床性能特点（MainUsageandFeatures）：
CK6132数控机床主要用于内外径、端面、锥面、弧面和螺纹等高效精密加工，刀具安装为四工位电动刀架，也可采用排刀座形式。
机床系统采用广数GSK980TA数控系统，也可按客户要求配置进口系统。
主轴采用变频调速，也可采用机械变速。
机床导轨经超音频淬火，床鞍贴塑提高了机床的精度和使用寿命。
主轴轴承采用日本NSK高精密轴承。
该机床可采用弹簧夹头，三爪卡盘，也可依客户需要配液压、气动夹紧装置。
不仅可满足科研单位、中小型企业批量零件加工，更是高等工科院校、中专、技职校的机制、机电一体化、自控及其他相关专业数控技术的教学实习和综合实验的理想设备。
也可为各品牌数控系统生产商和广大数控机床制造销售厂家提供光机。
2．主要参数
表1CK6132数控机床主要参数
名称
单位
参数
名称
单位
参数
机床型号
CK6132B
主轴头形式
C6
床身最大工作回转直径
mm
φ360
主轴通孔直径
φ52
滑板最大工作回转直径
mm
φ180
坐标行程
mm
最大加工长度
mm
550
X向
190
最大车削直径
mm
卧式六工位刀台φ360
Z向
810
定位精度
0.015/0.025
刀台
重复定位精度
0.005/0.01
刀位数
4（6）
主轴转速范围（手动型）
r/min
30∽2000
尾座
主轴转速范围（手动+变频）
r/min
30∽2500
套筒最大行程
mm
135
主轴转速范围（单主轴+变频）
r/min
200∽3000
套筒直径
mm
φ60
主轴
套筒锥孔锥度
莫氏4号
主电机
3/4.51400/720
机床外形尺寸
mm
2280×1165×1670
主电机功率
kw
2.2
机床净重
kg
1350
手动型+变频型（kw）转速
r/min
5.56000
数控系统
HNC-2IT/22T华中“世纪星”数控系统
单主轴+变频型（kw）转速
r/min
5.56000
车刀刀柄尺寸
mm
20×20
2典型零件的加工
2.1分析零件图
零件图工艺分析：
该零件是一个由圆弧面、外圆锥面、外圆柱面、螺纹构成的外形较复杂的轴类零件。
图1零件图
如图1可知，该工件材料为45钢，选择毛坯为Φ85mm×260mm；Φ85mm外圆柱面直径处不加工，其它各处加工精度要求一样。
该零件的尺寸：
螺纹牙型深度：
t=0.65P=0.65×1.5mm=0.975mm
D大=D公称-0.1P=48mm-0.1×1.5mm=47.85mm
D小=D公称-1.3P=48mm-1.3×1.5mm=46.05mm
2.2制定加工工艺路线
1．确定装夹与定位
零件的装夹及夹具的选择。
工件为轴类零件，采用该机床本身的标准卡盘，零件伸出三爪卡盘235mm左右，找正并用顶尖配合夹紧工作。
2．确定加工顺序及进给路线
加工方案及加工路线的确定：
以零件右端面中心作为坐标原点建立工件坐标系。
根据零件尺寸精度及技术要求，应将粗、精加工分开来考虑。
确定的加工工艺路线为：
车削右端面→粗车Φ80.5mm、Φ62.5、外圆锥面、Φ48.5mm→粗车圆弧面→精车倒角、螺纹实际外圆Φ47.85mm、外圆锥面、Φ62mm外圆柱面、Φ80mm外圆柱面、圆弧面→切槽3×Φ45mm→车削M48mm×1.5mm的螺纹。
螺纹加工分为4刀，第1刀：
Φ=47mm;第2刀；Φ=46.40mm第3刀：
Φ=46.10mm；第4刀：
Φ=46.05mm。
3．选择刀具
刀具选择：
刀具材料为W18Cr4V，将所选定的刀具参数填入数控加工刀具卡片中。
表2数控加工刀具卡片
序号
刀具号
刀具规格名称
数量
加工表面
备注
1
T01
90°硬质合金外圆车刀
1
粗车外轮廓表面
20×20
2
T02
副偏角较大的硬质合金车刀
1
精车轮廓及圆弧
20×20
3
T03
切槽刀
1
切3mm槽
B=3mm20×20
4
T04
60°外螺纹车刀
1
螺纹车削
20×20
。
4．选择切削用量
根据制定的加工工艺、被加工表面质量要求、刀具材料和工件材料，参考机床说明书、削用量手册或有关资料选取切削速度与每转进给量。
最后根据实践经验进行修正再综合前面分析的各项内容，分析结果如下表所示的数控加工工艺卡片。
表3数控加工工序卡
工步号
工步内容
刀具
切削用量
背吃刀量
（mm）
主轴转数（r/min）
进给速度
（mm/min）
1
从左至右粗车各面
T01
20×20
500
0.3
2
从左至右精车各面
T01
20×20
800
0.1
3
切槽
T03
20×20
350
4
车M48×1.5螺纹
T04
20×20
800
2.3编制加工程序
确定轴心线与端面中心的交点为编程原点，零件的加工程序如下：
SKC01.MPF
N1OG90G95G00X80Z100；刀架回换刀点
N20T01M03S500；调用1号粗车刀，主轴正转n=500r/min
N30G00X88Z0
N40G01X-0.5F0.3；车削右端面
N50Z2
N60G00X80.5
N70G01Z-220；粗车外圆柱面Φ80.5mm
N80X86
N90G00Z2
N100X75.5
N110G01Z-130；粗车外圆柱面Φ75.5mm
N120X77
N130G00Z2
N140X70.5
N150G01Z-130；粗车外圆柱面Φ70.5
N160X72
N170G00Z2
N180X65.5
N190G01Z-130；粗车外圆柱面Φ65.5mm
N200X67
N210G00Z2
N220X62.5
N230G01Z-130；粗车外圆柱面Φ62.5mm
N240X64
N250G00Z2
N260X57.5
N270G01Z-60
N280X62.5Z-120；粗车外圆锥面
N290G00Z2
N300X52.5
N310G01Z-60
N320X62.5Z-120；粗车外圆锥面
N330G00Z2
N340X48.5
N350G01Z-60
N360X62.5Z-120；粗车外圆锥面
N370G00X80Z100M05；快速退刀到换刀点，主轴停转
N380M00；程序暂停
N390T02M03S800；调用2号精车刀
N400G00X93.48Z-150；调用子程序时的起刀点位置
N410L01P5；调用子程序5次
N420G00Z2
N430X44.85
N440G01Z0F0.1
N450X47.85Z-1.5；车倒角
N460Z-60
N470X50
N480X62Z-120；精车削锥面
N490Z-130
N500X78
N510X80Z-131
N520Z-150
N530G02X80Z-210CR=70；车削圆弧面
N540G01Z-220
N550X85
N560G00X80Z100M05；快速退刀到换刀点，主轴停转
N570M00；程序暂停
N580T03M03S350；调用3号切槽刀
N590G00X52Z-60
N600G01X45F0.1
N610G04F2；暂停2s
N620G01X52
N630G00X80Z100M05；快速退刀到换刀点，主轴停转
N640M00；程序暂停
N650TO4M03S800；调用4号螺纹刀
N660G00X47Z3M08；开冷却液
N670G33Z-58.5K1.5；车削第一刀螺纹
N680G00X52
N690Z3
N700X46.4
N710G33Z-58.5K1.5；车削第二刀螺纹
N720G00X52
N730Z3
N740X46.2
N750G33Z-58.5K1.5；车削第三刀螺纹
N760G00X52
N770Z3
N780X46.05
N790G33Z-58.5K1.5；车削第四刀螺纹
N800G00X52M09；冷却液关闭
N810X80Z100M05；快速退刀到换刀点，主轴停转
N820M02；程序结束
子程序L01
L01.SPF
N10G91X-2.6；增量编程
N20G02Z-60CR=70
N30G01X2
N40G00Z60
N50G01X-2
N60G90；绝对编程
N70M17；子程序结束
3零件加工
3.1加工前的准备工作
1．先开机床
接通CNC和机床电源，系统启动后进入“加工”操作区JOG运行方式
2．检查机床
开启后发现机床会出现报警信号，这时，需按下K1，使机床加上驱动力。
这时才能正常操作机床。
3．回参考点
回参考点只能在JOG的方式下运行。
用机床控制面板上“回参考点键”启动回参考点。
在“回参考点”窗口中显示该坐标轴是否必须回参考点：
如出现“〇”，则说明未回参考点，如出现●，则说明已回参考点，按下坐标方向键（正方向键），把每坐标都回参考点，通过选择另一方式如MDAAUTO或JOG来结束回参考点。
3.2加工零件步骤
1．参数设定
在CNC进行工作前，必须对一些参数进行设定，对机床和刀具进行调整：
（1）输入刀具参数及刀具补偿参数
（2）输入/修改零点偏置
（3）输入设定数值
刀具参数包括刀具几何参数，磨损量参数、刀具量参数和刀具型号参数等。
有些参数如R参数则一般不需修改
2．装夹工件
按照前面指定的装夹方式装夹工件
3．对刀
把每一把刀具都调到自己设定的编程零点，把编程零点所在机床坐标值输入机床中
4．输入程序
把自己编的程序输入机床定一个名字，对程序进行检查，确保程序本身没有错误以及也没有输入错误。
5．模拟仿真
按下MDA键，按扩展键，再按编程仿真进入仿真系统，对程序进行仿真，检查仿真出的工件图形与要加工的工件有多大出入，并不断对程序进行修改，直到仿真的工件完全正确为止。
6．实际加工
退出仿真系统，先按复位键，刚开始时可进行单步加工，按下步加工键。
这时要一手按启动键，一手按停止键，如发现异常情况应立即停止。
直到确定程序无误后方可按自动加工键，加工完成后，最后取下工件。
7．加工完成
8．关闭机床、打扫卫生
3.3加工过程中的注意事项
1.工作时应穿戴好安全防护用品。
不允许戴手套操作机床，也不允许扎领带。
2.不要在机床周围放置障碍物，工作空间应保持足够大。
3.不要用手触及电机、变压器、控制板等有高压电源的场合。
4.不允许使用压缩空气清洗机床电气柜及NC单元。
5.使用水枪时注意冲洗液体不可溅到电器元件表面。
6.数控车床通电后，检查各开关、按钮和按键是否正常、灵活、机床有无异常现象。
7.程序输入后，应仔细核对代码、地址、数值、正负号及语法是否正确。
8.必须在确认工件夹紧后才能启动车床，严禁工件转动时测量、触摸工件。
9.在操作过程中出现工件跳动、打抖、声音异常、夹具松动等异常情况时必须停车处理。
4结论和展望
数控机床具有独特美观的造型，具有高速、精密、高效、车削各种形状复杂零件的特别，适宜于汽配、摩配、阀门等零件的大批量加工，也适宜于中小批量生产。
CK6132型数控机床用途广泛，能自动完成加工轴、盘、套各类零件的端面、台阶、内外圆、槽、锥面、弧面、球面及螺纹等。
具有功率大，转速高，刚性好，加工精度高，适合实用硬质合金刀具进行高速切削。
主轴箱与齿轮箱分离，采用变频器变速，变速箱可提供2档机械变速（主轴转速2000rpm），适合中小批量生产，两轴直联，集中自动润滑。
要实现数控加工，编程是关键。
本文虽然只对一例数控车床加工零件进行了编程分析，但它具有一定的代表性。
由于数控车床可以加工普通车床无法加工的复杂曲面，加工精度高，质量容易保证，发展前景十分广阔，因此掌握数控车床的加工编程技术尤为重要。
参考文献
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化学工业出版社，2004；
[9]王志平主编.数控机床及应用.高等教育出版社，2002；
[10]蔡厚道主编.数控机床构造.北京理工大学出版社，2007；
结束语
忙碌了三个星期，我的毕业设计课题也终将告一段落。
通过这一阶段的毕业设计，我受益匪浅，不仅锻炼了良好的逻辑思维能力，而且培养了弃而不舍的求学精神和严谨作风。
回顾此次毕业设计，是大学三年所学知识很好的总结，不仅重温了过去所学知识，而且学到了很多新的内容。
相信这次毕业设计对我今后的工作会有一定的帮助。
所以，我很用心的把它完成。
在设计中体味艰辛，在艰辛中体味快乐。
从开始接到设计题目到系统的实现，再到文章的完成，每走一步对我来说都是新的尝试与挑战。
在这段时间里，我学到了很多知识也有很多感受，通过查看相关的资料和书籍，让自己头脑中模糊的概念逐渐清晰，使自己毕业设计一步步完善起来。
虽然我的作品不是很成熟，还有很多不足之处，但是这次做毕业设计的经历会使我终身受益，我感受到做毕业设计是要真真正正用心去做的一件事情，是真正的自己学习的过程和研究的过程，没有学习就不可能有研究的能力，没有自己的研究，就不会有所突破。
希望这次的经历能让我在以后学习中激励我继续进步。
致谢
本次设计能够顺利完成，首先我要感谢我的母校——成都农业科技职业学院，是她为我们提供了学习知识的土壤，使我们在这里茁壮成长；其次我要感谢机电工程分院的老师们，他们不仅教会我们专业方面的知识，而且教会我们做人做事的道理；尤其要感谢在本次设计中给与我大力支持和帮助的杨健老师，每有问题，老师总是耐心的解答并且对我的毕业设计进行了多次的修改，使我能够充满热情的投入到毕业设计中去；还要感谢我的同学们，他们热心的帮助，使我感到了来自同学之间的情谊；最后还要感谢相关资料的编著者，感谢您们为我们提供全面的知识体系和资料来源，使本次设计圆满完成。
毕业设计是对我们知识运用能力的一次全面的考核，也是对我们进行科学研究基本功的训练，培养我们综合运用所学知识独立地分析问题和解决问题的能力，为以后撰写专业学术论文和工作打下良好的基础。
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