套类零件数控加工工艺分析、编程及数控仿真毕业论文(编辑修改稿)

套类零件数控加工工艺分析、编程及数控仿真毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

量大小，主要从加工成本上考虑对刀具选择的影响。 例如在大量生产时采用特殊刀具，可能是合算的，而在单件或小批量生产时，选择标准刀具更适合一些。 （ 2）机床类型 套类零件数控加工工艺分析、编程及数控仿真 21 完成该工序所用的 数控机床对选择的刀具类型（钻、车刀或铣刀）的影响。 在能够保证工件系统和刀具系统刚性好的条件下，允许采用高生产率的刀具，例如高速切削车刀和大进给量车刀。 （ 3）数控加工方案 不同的数控加工方案可以采用不同类型的刀具。 例如孔的加工可以用钻及扩孔钻，也可用钻和镗刀来进行加工。 （ 4）工件的尺寸及外形 工件的尺寸及外形也影响刀具类型和规格的选择，例如特型表面要采用特殊的刀具来加工。 （ 5）加工表面粗糙度 加工表面粗糙度影响刀具的结构形状和切削用量，例如毛坯粗铣加工时，可采用粗齿铣刀，精铣时最好用细齿铣刀。 （ 6）加工精度 加工精度影响精加工刀具的类型和结构形状，例如孔的最后加工依据孔的精度可用钻、扩孔钻、铰刀或镗刀来加工。 （ 7）工件材料 工件材料将决定刀具材料和切削部分几何参数的选择，刀具材料与工件的加工精度、材料硬度等有关。 数控刀具的材料和车刀的种类 ，大体可分为五大类： （ 1）高速钢 （ 2）硬质合金钢 （ 3）陶瓷 套类零件数控加工工艺分析、编程及数控仿真 22 （ 4）立方氮化硼 （ 5）聚晶合金钢 车刀形状及使用情形 1 一般使用之车刀尖型式有下列几种： (1)粗车刀：主要是用来切削大量 且多余部份使工作物直径接近需要的尺寸。 粗车时表面光度不重要，因此车刀尖可研磨成尖锐的刀峰，但是刀峰通常要有微小的圆度以避免断裂。 (2)精车刀：此刀刃可用油石砺光，以便车出非常圆滑的表面光度，一般来说精车刀之圆鼻比粗车刀大。 (3)圆鼻车刀：可适用许多不同型式的工作是属于常用车刀，磨平顶面时可左右车削也可用来车削黄铜。 此车刀也可在肩角上形成圆弧面，也可当精车刀来使用。 (4)切断车刀：只用端部切削工作物，此车刀可用来切断材料及车度沟槽。 (5)螺丝车刀 (牙刀 )：用于车削螺杆或螺帽，依螺纹的形式分 60 度，或 55 度 V 型牙刀， 29 度梯形牙刀、方形牙刀。 (6)镗 孔车刀：用以车削钻过或铸出的孔。 达至光制尺寸或真直孔面为目的。 (7)侧面车刀或侧车刀：用来车削工作物端面，右侧车刀通常用在精车轴的未端，左侧车则用来精车肩部的左侧面。 2 因工件之加工方式不同而采用不同的刀刃外形，一般可区分为： 套类零件数控加工工艺分析、编程及数控仿真 23 (1)右手车刀：由右向左，车削工件外径。 (2)左手车刀：由左向右，车削工件外径。 (3)圆鼻车刀：刀刃为圆弧形，可以左右方向车削，适合圆角或曲面之车削。 (4)右侧车刀：车削右侧端面。 (5)左侧车刀：车削左侧端面。 (6)切断刀 ：用于切断或切槽。 (7)内孔车刀：用于车削内孔。 (8)外螺纹车刀：用于车削外螺纹。 (9)内螺纹车刀：用于车削内螺纹。 数控刀具的选择 麻花钻钻一通孔 车外表面及端面的车刀 T01。 车 Φ2 Φ3 Φ36 的孔 ， 内顺圆弧面和内逆圆弧面的镗刀 T02。 切槽宽为 3mm 的切槽 刀 T03。 攻 M32 3﹙ ﹚螺纹的内螺纹刀 T04. 刀具卡如 下 表所列。 刀具卡 序号 刀具号 刀具名称及规格 刀尖半径 /mm 数量 加工表面 套类零件数控加工工艺分析、编程及数控仿真 24 1 T0101 93176。 外圆车刀 1 端面、外圆柱面 2 T0202 镗孔刀 1 内孔 3 T0303 内槽刀 B=3 1 内槽 4 T0404 60176。 内螺纹刀 1 内螺纹 5 Φ20 麻花钻 四把刀如图所示： 1 号刀 2 号刀 3 号刀 4 号刀 麻花钻 数控车削加工的装刀与对刀 套类零件数控加工工艺分析、编程及数控仿真 25 一 数控车削加工的装刀 （一）外圆车刀装刀 （ 1）车刀刀杆不能伸出刀架过长 车刀刀杆伸出过长则刀杆刚性减弱，切削时在主切削力的作用下，容易产生比赛女 性和振动，影响工件表面的粗糙度。 因此一般不超过刀杆厚度的 倍。 （ 2）车刀的垫片要平整、数量少 车刀的垫片要平整，一般只用2~3 片，并与刀架对齐。 垫片的片数太多或不平整，会使车刀切削时产生振动。 （ 3）车刀刀尖高度要适当 1）车刀面、锥面、成形面时，刀尖应与工件轴线等高。 2）粗车外圆时，刀尖一般应比工件轴线稍高。 3）精车细长抽时，刀尖一般应比工件轴线稍低。 (4) 车刀刀杆装刀方向要正确 车刀刀杆中心线应与走刀方向垂直，否则影响车刀工作主、副偏角。 2 外圆车刀刀尖与工作中心 线等高的装刀方法 （ 1） 根据尾座顶尖的高度装刀，使外圆车刀刀尖与尾座顶尖的高度等高。 （ 2） 把车刀靠近工件端面，用目测估计车刀的高低，然后紧固车刀试车端面，再根据工作端面的中心装准车刀。 （ 3） 根据车床主轴中心高度，用钢直尺测量方法装刀。 3 紧固方法 车刀装上后，要紧固刀架螺钉。 紧固时要轮流拧紧螺钉，一定要使 套类零件数控加工工艺分析、编程及数控仿真 26 用专用扳手，不允许再加套管等加力工具，以免螺钉受力过大而损坏。 （二）内孔车刀装刀 1 装刀原则 （ 1）伸出长度 内孔车刀伸出长度要根据加工孔的深度确定，既要保证能够加工到要求的孔深 ，刀架不与工件相碰，又不能悬出刀架太长，减弱刀杆刚性。 一般车到要求孔深后，刀架与工件还有 5~10mm 间隙即可。 （ 2）装刀高度 1) 粗车孔时，刀尖一般应比工件轴线稍低。 2）精车孔时，刀尖一般应比工件轴线稍高。 （ 3）装刀方向 孔加工车刀刀杆中心线应与走刀方向平行，否则也会影响车刀工作的主、副偏角。 （三）螺纹车刀装刀 螺纹车刀安装的正确与否，对螺纹车削的精度有明显的影响。 1. 螺纹车刀装刀法 螺纹车刀有轴向安装和法向安装两种方法。 轴向安装时，车刀一侧刃工作前角变小、后角增大，而另一侧刃则相反，切削条件不一致 ，但不会带来牙形误差。 适用于精车各种螺纹以及轴向齿廓为直线的蜗杆。 法向安装螺纹车刀可使两侧刃的工作前、后角相等，切削条件一致，切削顺利，但会使牙形产生误差，主要用于粗车螺纹升角大于 3176。 的螺纹，以及车削法向直廓的蜗杆 套类零件数控加工工艺分析、编程及数控仿真 27 2. 螺纹车刀刀尖装刀高度 螺纹车刀刀尖安装高度应和工件轴线等高。 为防止硬质合金车刀高速切削时扎刀，刀尖允许高于螺纹百分之一螺纹大经。 而低速切削的高速钢螺纹车刀的刀尖，则允许稍低于工件轴线。 3. 螺纹车刀装刀方向 螺纹车刀刃行角的平分线应垂直螺纹轴线。 有三种方法，对刀精度低，只用于一般螺纹切屑，对刀精度搞 ，用百分表找正刃行的刃磨基面，对刀精度最高，用于车屑精度螺纹。 三种方法应正确选择。 （四） 切槽、切断刀装刀 １ . 伸长长度 切槽、切断刀安装时，不宜伸出过长，以防止切断时刀头颤动。 装刀时确保切到槽底或切断不发生碰撞面刀杆伸出长度最小。 ２ . 装刀方向 切槽、切断刀的中心线与工件轴线垂直，以确保两幅偏角对称 ３ . 安装底面 切断刀安装部位的地面要修磨平直，或者安装时会引起副后角的变化，故在刃磨切断刀之前，先把底面磨平，刃磨后用直角尺检查两幅后角的大小。 ４ . 装刀高度 （ 1） 切槽或切实心工件时，切槽、切断刀的主切刃不能高于或低于工件中心，否者会 使工件中心形成凸台，并损坏刀头。 套类零件数控加工工艺分析、编程及数控仿真 28 （ 2） 切断空心工件时，切断刀主切屑刃一般应比工件轴线稍低。 二、数控加工中与对刀有关的概念 （一）刀位点 代表刀具的基准点，也是对刀时的注视点，一般刀具上的一点。 奸形车刀刀位点为假象刀尖点，刀尖带圆弧时到位点为刀尖点或圆弧中心，钻头刀位点为钻尖，平底立铣刀刀位点为端面中心，球刀铣刀刀位点为球尖或球心。 如图 11 所示 数 控 系 统 控 制 刀 具 的 运 动 轨 迹 ， 准 确 图 11 说是控制刀位点的运动轨迹。 手动编程时，程序中所给出的各点（基点和节点）坐 标值就是指刀位点的坐标值；自动编程时程序输出的坐标值就是刀位点在每一有序位置的坐标数据，刀具轨迹就是由一系列有序的刀位点的位置点和连接这些位置点的直线（直线插补）或圆弧（圆弧插补）组成的。 （二）起刀点 起刀点是刀具相对零件运动的起点，既零件加工程序开始时刀位点的起始位置，而且往往还是程序运动的 重点。 有时也指一点循环 套类零件数控加工工艺分析、编程及数控仿真 29 程 序的起点。 如图 41 所示 （三）对刀点与对刀 对刀点是用于确定刀具与工件的相对位置关系的点，是确定工件坐标系与机床坐标系的关系点。 对刀就是将刀具的刀位点置于对刀点上，以 便建立工件坐标系。 当采用 G92 Xα Zβ指令简历工件坐标系时，对到点就是程序开始时，到位点在工件坐标系内的起点（此时对到点与起刀点重合），其对到工程就是在程序开始前，将到位点置于 G92 Xα Zβ指令要求的工件坐标系内的 Xα Zβ坐标位置上，也就是说，工件坐标系原点是根据起刀点的位置来决定，当采用G54~G59 指令简历工件坐标系时，对刀点就是工件坐标系原点，其对刀过程就是确定出刀位点与工件坐标系原点重合时机床坐标系的坐标值并将此值输入到 CNC 系统的零点偏置寄存器对应位置中，从而确 套类零件数控加工工艺分析、编程及数控仿真 30 定工件坐标系在锯床坐标系内的 位置。 以此方式建立工件坐标系与刀具的当前位置无关，若采用绝对坐标编程，程序开始运行时，刀具的起始位置不以定非得在某一固定位置（起刀点），工件坐标系原点并不是根据起刀点来确定的，此时对刀点与起刀点可不重合，因此对刀点与起刀点是两个不同德概念，尽管在编程中它们常常选在同一点但有时对刀点是不能作为起刀点的 （四）对刀基准（点） 它是对刀时为确定对刀点的位置所依据的基准，该基准可以是点、线或面，它可设在工件上（如定位基准或测量基准）或夹具上（如夹具定位元件的起始基准）或机床上。 如图（图中单位为 mm）所示 为工件坐标系原点、刀位点、起刀点、对刀点、对刀基准点和对刀 套类零件数控加工工艺分析、编程及数控仿真 31 参考点之间的关系与区别。 （五） 对刀参考点 它是用于代表刀架、刀台或刀盘在机床坐标系内的位置的参考点，即 CRT 上显示的机床坐标系下的坐标值表示的点，也称刀架中心或道具参考点，如图中的 B 点。 可利用此坐标值进行对刀操作。 数控车床回参考点时应使刀架中心与机床参考 点重合 （六） 换刀点 它是数控程序中指定用于还刀的位置点。 数控车床上加工时，需要经常换刀，在程序编制时，就要设置换刀点。 换刀点的位置应避免与工件、夹具和机床干涉普通数控车床的换刀点由编程员指定，通常将其与对刀点重合。 车削中心、加工中心的换刀点一般为固定点。 不能将换刀点与对刀点混为一谈。 三 确定对刀点（或对刀基准）的一般原则 对刀点（或对刀基准）可以设在被加工零件上，也可以设在零件定位基准有固定尺寸联系的夹具的某一位置（如专门设置在夹具上的对刀元件）或机床上（如三爪自定心开盘前端面）。 其选择原 则如下： （ 1） 对刀点的位置容易确定 : （ 2） 能够方便换刀，以便于换刀点重合： （ 3） 采用 G54~G59 指令简历工件坐标系时，对刀点应与工件坐标系原点重合： （ 4） 批量加工时，为应用调整法获得尺寸，即一次对刀可加工一批工件，对刀点（或对刀基准）应选在夹具定位元件的起始 套类零件数控加工工艺分析、编程及数控仿真 32 基准上，并将变成原点与定位基准重合，以便直接按定位基准对刀或将对刀点选在夹具中专设的对刀元件上，以方便对刀。