《毕业设计－椭圆螺纹配合件数控加工工艺与宏程序设计》.doc

目录第1章 数控加工的工艺．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31．1零件图样的要求．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31．2零件加工的特点．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31．3 加工方法的选择与加工方案的确定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31．4 工序与工步的划分．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31．5零件的安装与夹具的选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41．5．1定位安装的基本原则．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41．5．2选择夹具的基本原则．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41．6刀具的选择与切削用量的确定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41．6．1数控车削刀具的选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41．6．2切削用量的确定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5第2章 宏程序的理论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．72．1宏程序的分类．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．72．2变量．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．72．2．1变量的书写规格．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．72．2．2变量的类型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．72．2．3忽略小数点．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．72．2．4变量的类型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．72．2．5引用变量．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．82．3算术和逻辑操作．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．82．4分支和循环语句．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9第3章 椭圆螺纹配合件数控加工工艺与宏程序设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．113.1零件图样工艺分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．123．2装夹方案的确定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．123．3加工顺序及走刀路线的确定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．123．4刀具的选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．123．5数控加工工艺卡片的在拟订．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．133．6加工程序．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14椭圆螺纹配合件数控加工工艺与宏程序设计数控0451：徐海洋指导老师：姜辉摘要：数控机床是一种高度机电一体化的产品，适用于加工多品种小批量零件、结构较复杂、精度要求较高的零件。

应用数控机床进行加工椭圆、抛物线、双曲线等可采用宏程序，使用变量、算术和逻辑运算及条件转移，使得编制相同的程序更方便、更容易本文研究了椭圆螺纹及配合件数控加工工艺与宏程序的设计关键词：数控加工工艺、宏程序的设计第１章　数控加工的工艺1．1零件图样的要求零件图样上尺寸数据的给出应符合编程方便的原则；A 零件图样上尺寸标注方法应适应数控加工的特点，在数控加工零件图上，应以同一基准引注尺寸直接给出坐标尺寸B 构成零件轮廓的几何元素的条件应充分在手工编程时，要计算每个节点坐标在自动编程时，要对构成零件轮廓的所有几何元素进行定义因此在分析零件图时，要分析几何元素的给定条件是否充分如果构成零件几何元素条件不充分，编程时则无法下手1．2零件加工的特点零件各加工部位的结构工艺性应符合数控加工的特点A 零件的内腔和外形最好采用统一的几何类型和尺寸这样可以减少刀具规格和换刀次数，使编程方便，生产效益提高B 内槽圆角的大小决定着刀具直径的大小，因而内槽圆角半径不应过小C 零件铣削底平面时，槽底圆角半径不应过大，否则铣刀端刃铣削平面的能力差、效率低D 应采用统一的基准定位在数控加工中，若没有统一的基准定位，会因工件重新安装而导致加工后的两个面年轮廓位置及尺寸不协调现象。

此外，还应分析零件所要求的加工精度、尺寸公差是否为以得到保证，有无引起矛盾的多余尺寸或影响工序安排的封闭尺寸等1．3加工方法的选择与加工方案的原则1）加工方法的选择加工方法的选择原则是保证加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求由于获得同一级精度及表面粗糙度的加工方法一般有许多，因而在实际选择时，要结合零件的形状、尺寸大小和热处理要求等全面考虑2）加工方案确定的原则零件上比较精确表面加工，常常是通过粗加工、半精加工和精加工逐步达到的对这些表面仅仅根据质量要求选择相应的最终加工方法是不够的，还应正确地确定从毛坯到最终成形的加工方案1．4工序与工步的划分一般工序划分有以下几种方式1）按零件装卡定位方式划分工序由于每个零件结构形状不同，各表面的技术要求也有所不同，故加工时，其定位方式则各有差异一般加工外形时，以内形定位；加工内形时又以外形定位因而可根据定位方式的不同来划分工序2）按粗、精加工划分工序根据零件的加工精度、刚度和变形等因素杰划分工序时，可按粗、精加工分开的原则来划分工序，即先作粗加工再精加工此时可用不同的机床或不同的刀具进行加工通常在一次安装中，不允许将零件的某一部分表面加工完毕后，再加工零件的其它表面。

3）按所用刀具划分工序为了减少换刀次数，压缩空程时间，减少不必要的定位误差，可按刀具集中工序的方法加工零件，即在一次装夹中，尽可能用同一把刀具加工出可能加工的所有部位，然后再换另一把刀加工其它部位工步的划分主要从加工精度和效率两方面考虑在一个工序内往往需要采用不同的刀具和切削用量，对不同表面进行加工为了便于分析和描述较复杂的工序，在工序内又细分为工步总之，工序与工步的划分要根据具体零件的结构特点、技术要求等情况综合考虑1．5零件的安装与夹具的选择1．5．1定位安装的基本原则在数控机床上加工零件时，定位安装的基本原则与普通机床相同，也要合理选择定位基准和夹紧方案为了提高数控机床效率确定定位基准与夹紧方案时应注意下列三点：（1）力求设计、工艺与编程计算的基准统一；（2）减少装夹次数，尽可能在一次定位装夹后，加工出全部待加工表面；（3）避免采用占机人工调整式加工方案，以充分发挥数控机床的效能1．5．2选择夹具的基本原则数控加工对夹具要有两方面要求：一是要保证夹具的坐标方向与机床的坐标方向相对固定；二是要协调零件和机床坐标系的尺寸关系此外，尚需考虑以下四点：（1）夹具结构应力求简单当零件加工批量不大时，应尽量采用组合夹具、可调式夹具及其它通用夹具，以缩短生产准备时间、节省生产费用；成批生产时考虑采用专用夹具；（2）零件的装卸要迅速、方便，以缩短机床的停顿时间；（3）夹具要开敞，其定位、夹紧机构或其它元件不得影响加工中的走刀；（4）夹具在机床上的安装及工件在夹具上的安装要准确可靠，以保证工件在正确的位置上按程序加工。

此外，为了提高数控加工的效率，在成批生产中还可以采用多位、多件夹具1．6刀具的选择与切削用量的确定1．6．1数控车削刀具的选择刀具的选择是数控加工工艺设计中的重要内容之一刀具选择合理与否不仅影响机床的加工效率，而且还直接影响加工质量选择刀具通常要考虑机床的加工能力、工序内容、工件材料等因素刀具选择总的原则是：安装调整方便，刚性好，耐用度和精度高在满足加工要求的前提下，尽量选择较短的刀柄，以提高刀具加工时的刚性与传统的车削方法相比，数控车削对刀具的要求更高不仅要求精度高、刚度好、耐用度高、而且要求尺寸稳定、安装调整方便这就要求采用新型优质材料制作数控加工刀具，并优选刀具参数粗车时，要选强度高、耐用度好的刀具，以便满足大背吃刀量、大进给量的要求；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此外，为减少换刀时间和方便对刀，应尽可能采用机夹刀和机夹刀片夹紧刀片的方式要选择得比较合理，刀片最好选择涂层硬质合金刀片刀片的选择是根据零件的材料种类、硬度、以及加工表面粗糙度要求和加工余量等已知条件来决定刀片的几何结构（如刀尖圆角）、进给量、切削速度和刀片牌号1．6．2切削用量的确定切削用量(ap、f、v)选择是否合理，对于能否充分发挥机床潜力与刀具切削性能，实现优质、高产、低成本和安全操作具有很重要的作用。

车削用量的选择原则是：粗车时，首先考虑选择一个尽可能大的背吃刀量ap，其次选择一个较大的进给量f ，最后确定一个合适的切削速度v增大背吃刀量ap 可使走刀次数减少，增大进给量f有利于断屑，因此根据以上原则选择粗车切削用量对于提高生产效率，减少刀具消耗，降低加工成本是有利的精车时，加工精度和表面粗糙度要求较高，加工余量不大且较均匀，因此选择精车切削用量时，应着重考虑如何保证加工质量，并在此基础上尽量提高生产率因此精车时应选用较小（但不太小）的背吃刀量ap和进给量f，并选用切削性能高的刀具材料和合理的几何参数，以尽可能提高切削速度v1．背吃刀量ap的确定在工艺系统刚度和机床功率允许的情况下，尽可能选取较大的背吃刀量，以减少进给次数当零件精度要求较高时，则应考虑留出精车余量，其所留的精车余量一般比普通车削时所留余量小，常取0.1～0.5㎜2．进给量f（有些数控机床用进给速度Vf） 进给量f的选取应该与背吃刀量和主轴转速相适应在保证工件加工质量的前提下，可以选择较高的进给速度（2000㎜/min以下）在切断、车削深孔或精车时，应选择较低的进给速度当刀具空行程特别是远距离“回零”时，可以设定尽量高的进给速度。

粗车时，一般取f=0.3～0.8㎜/r，精车时常取f=0.1～0.3㎜/r，切断时f=0.05～0.2㎜/r3．主轴转速的确定 光车外圆时主轴转速应根据零件上被加工部位的直径，并按零件和刀具材料以及加工性质等条件所允许的切削速度来确定切削速度除了计算和查表选取外，还可以根据实践经验确定需要注意的是，交流变频调速的数控车床低速输出力矩小，因而切削速度不能太低切削速度确定后，用公式n =1000 vc/πd计算主轴转速n（r/min）。