c620普通车床的数控改造设计(编辑修改稿)

c620普通车床的数控改造设计(编辑修改稿)内容摘要：

，哪些表面是在普通机床上加工。 整个零件加工工艺过程都要经过哪些工序，需要采用何种类型的机床将零件加工成形。 零件加工的工艺路线是指数控机床切削加工过程中 ， 刀具 山东科技大学学生设计（论文） 15 设计项目及内容 主要结果 的运动轨迹和运动方向。 我们所选的工艺路线应能保证零件的加工精度与零件表面的粗糙度要求。 为提高生产率，在确定工艺路线时应尽量缩短加工路线 ， 减少刀具空行程移动时间 ， 为了减小编程工作量 ， 还应使数值计算简单 ， 程序段数量少 ， 程序短。 在数控车床 上加工内外圆柱面、切槽、倒角、车端面和各种螺纹时 ， 视加工精度不同粗 车 → 半精 车 → 精 车 → 螺纹的工艺路线进行。 应注意的是，有同轴度要求的内、外圆柱面或端面与外圆、内孔有垂直度要求时 ， 均应尽量在一次装夹中完成。 在配有 KND100T 型微机数控 装置的 数控车床上加工零件 KND100T 型数控系统的程序说明 1） 概述 ① 能两坐标（ ）联动，具有 直线 和圆弧插补方式； ② 绝对值编程和增量值编程可以任意用，在统一程序段中可以单独使用，也可以混合使用； ③ 与主轴脉冲发生器配套，可切削 12mm 以内的各种螺纹； ④ 与主轴速度变换装置配套，能自动转换主轴转速 16级； ⑤ 与刀架自动换位装置配套，能自动转换刀位； ⑥ 具有坐标的修正补偿功能，例如刀具补偿和间隙补偿； 还具有 16 级运行速度供调用，在高速三级有自动升降 山东科技大学学生设计（论文） 16 设计项目及内容 主要结果 速功能；以及显示程序段号和切削长度，自诊断功能等等。 2）编码 本系统用到如下数字、字母和符号。 数字： 0， 1， 2， 3， 4， 5， 6， 7， 8， 9； 字母： F， G， I， K， M， N， S， T， U， W， X， Y， Z； 符号： /， +， ， LF。 3）程序段格式的缩写形式 N3G2X（ U） 177。 52Z（ W）177。 521177。 42K177。 42F4S2M21LF I 和 K 给出圆弧圆心相对圆弧起点的坐标增量。 X、 U 按直径编程而 I 按半径编程。 在具有 KND100T 系统的经济型数控车床上加工图 21所示的主轴零件。 该机床最大加工直径  400 ㎜，最大加工长度 1000 ㎜。 刀具功能字 T 后跟两位数字，第一位数字表示刀具编号，第二位数字表示刀具补偿拨码开关组号。 XOT 表示取消刀具补偿。 本系统只能实现刀具长度补偿。 主轴转速功能 后跟两位数字，两位数字与主轴转速的对应关系如表 21 所示。 山东科技大学学生设计（论文） 17 设计项目及内容 主要结果 表 21 车床主轴转速表 代码 主轴转速（ r/min） 代码 主轴转速（ r/min） S11 S12 S13 S14 S15 S16 S17 S18 32 40 50 63 80 100 125 160 S21 S22 S23 S24 S25 S26 S27 S28 200 250 315 400 500 630 800 1000 该机床进给速度 F 指令后跟四位数字，小数点前后各两位，单位为 mm/r；范围为 ～。 加工的主轴零件材料为 45 刚粗加工后，经调质处理HB220 ～ 248 ， 表 面 粗 糙 度 和 尺 寸 精 度 见 图 21。 图 21 主轴加工尺寸 其中  100mm 和  90mm 的轴颈要经过精加工，留磨量为 山东科技大学学生设计（论文） 18 设计项目及内容 主要结果 ，其余加工至尺寸。 若毛坯已在普通车床上粗加工锥度为 4176。 的面在普通车床上加工出 的  70mm 圆柱。 宽 10mm 的槽以及圆弧、倒角、螺纹等留待数控车床加工。 其余没有热处理要求部分，留给数控车削的加工余量为 1mm。 根据主轴零件图确定按先主后次及先半精加工，后精加工的原则，其工艺路线为： 先切削外轮廓面自右向左加工，其路线为： 先倒 角 →切削螺纹外圆→切削锥度部分→各圆柱端面、过渡圆弧、圆柱表面、倒角等。 再切槽，最后切螺纹。 装夹和定位方法如图 21 所示，选择四种刀具， T1 半精车外圆车刀， T2 为切槽刀， T3 为精车外圆车刀， T4 为螺纹车刀，其安装尺寸 如图 21 中刀架所示。 工件一端用三爪自动定心卡盘夹紧另一端用顶尖支承。 167。 选择数控机床设备 根据加工零件的几何形状、尺寸加工精度和表面粗糙度，在选择数控车床时，应注意以下几点： 所选用的数控机床应能满足零件的加工精度要求。 所选用的数控机床的数控系统应能满足加工的要求。 所选用的数控机床的加工范围应能满足零件的要求。 所选数控机床的回转刀架或刀库的容量应足够大，刀具数量能满足加工的要求。 167。 确定装夹方法及对刀点 当确定了在某台数控机 床上加工某个零件以后，就应根据 山东科技大学学生设计（论文） 19 设计项目及内容 主要结果 零件图纸确定零件在机床上装夹定位方法。 数控机床所选用夹具，应尽量采用已有的通用夹具，必要时设计 专 用夹具。 装夹零件要迅速方便，多采用气动、液压夹具以减少数控机床停机时间。 数控机床对夹具提出两方面的要求：一方面是如何保证夹具在机床上定好方向，另一方面要协调零件和机床坐标系的尺寸关系。 为了确定夹具在机床上工作台的位置，以及零件在夹具上或机床上的位置，就要选出合理的定位基准。 定位基准应尽量与设计基准一致，以减少定位误差对尺寸精度的影响。 对刀点是指在数控机床上用刀具加工零件时， 刀具相对零件运动的起始点，程序就是从这一点开始的，所以对刀点也可以叫做“程序原点”。 可以选择零件上的某一点作为对刀点，也可以选择零件外（如夹具体上或机床上）某一点，作为对刀点。 但所选择的对刀点必须与零件的定位基准有一定的坐标尺寸关系，这样才能确定机床坐标系与零件坐标系之间的关系。 对刀点应选择在对刀方便的地方。 在采用相对坐标系的数控机床中，对刀点可选在零件孔的中心上，夹具上的专用对刀孔上或两垂直平面的交线上。 在采用绝对坐标系的数控机床中，对刀点可选在机床坐标系的原点上或距原点为确定值得点上。 对于具有机床坐 标原点的数控机床，当采用绝对坐标编程时，第一个程序段的指令就是设定对刀点坐标指令，用以规定对刀点在机床坐标系中的坐标值；当采用相对坐标系编程时， 山东科技大学学生设计（论文） 20 设计项目及内容 主要结果 第一个程序指令则是对刀点距离零件坐标原点距离的指令，用以确定对刀点与零件坐标系相对位置关系。 对刀点不仅是程序的起点，而且往往又是程序的终点，成批生产时，每加工完一个工件后，刀具总是要返回对刀点，以便准备加工下一个工件。 167。 选择刀具 数控机床所选择的刀具应满 足 安装调整方便，刚性好、精度高、耐用度高。 与普通车床相比，数控加工对刀具的选择要求严格的多，它常常 是专用的。 编程时必须预先规定好刀具的结构尺寸和调整尺寸，尤其是自动换刀数控机床，在刀具安装到机床上之前，应根据编程时确定的参数，在机床外的预调整装置中调整到所需尺寸。 对于一般的经济型数控车床，现在大多数均配有四刀自动转位刀架，则各种车刀在刀架上的布置亦有严格的要求，应按加工程序，选择好所需刀具，画出刀具布置图。 如图 21 所示。 167。 确定切削用量 数控加工中切削用量应根据加工技术要求、刀具耐用度、切削条件等加以确定。 采用查表法，在缺乏数控加工用量表格的情况下，亦可参照普通加工切削用量表格确定 ，所确定的切削用量应是本机床具有的数值。 走刀量 s 与切削深度 t 由于在普通车床上粗加工后主轴各部分除 4176。 锥度处为 山东科技大学学生设计（论文） 21 设计项目及内容 主要结果 φ 70 mm 外，其他各段尺寸方向均留有 1 mm 的余量。 第一次半精车：除 4176。 锥度每次切削深度为 1mm。 （精加工留量为 ），其他各表面切削深度为。 走刀量s = /r。 主轴转速 n n (半精车 )≈ Dv1000 D— 工件最大直径（ mm ） 由精加工材料为 45 刚， HB=220~248，使用硬质合金车刀，查 P15 表 21 可知切削速度， min90mv ， m 9010001000 rD vn   由于该表是在 rmms / ， mmt 3 下使用硬质合金加工相当于 45 刚的 min90mv ，当 t 或 s 变化后， v 要修正。 按 P15 表 23 可知半精车 rmms  ， mmt 1 ，因此对 n 应乘以修正系数 K=，则： n（半精车） = =考虑到刀具的耐用度，按这台数控机床的主轴转速上表，实际选出代码 22S ,主轴转速 n=250r/min。 精车时，由于 rmms  ， mmt ~ 则主轴转速 n 应按 P15 表 23 分别乘以切削深度 t 的修正系数 K1  ， K2=。 rn  则 m 5 3 8 rn  rn rn 山东科技大学学生设计（论文） 22 设计项目及内容 主要结果 考虑到刀具的耐用度，实际转速应选的较计算的低一些， 按这台数控机床的主轴转速上表，实际选出代码 S26 ，主轴转速 min630rn。 车螺纹时，主轴转速为 min400r。 走刀路线为自右向左加工，其中螺纹部分采用多次走刀，每次进给深度为 ，接近成形时的进给深度为。 锥度切削也为多次走刀，每次切削深度为 1mm。 精加工留余量为 mm （直径方向）。 在锥度切削中，要算出每进刀 1mm 时的 Z 向距离。 在螺纹切削中，要算出 X 坐标的最终尺寸、 Z 坐标的引入距离和导出距离。 图 22位锥度切削进刀量计算图。 当 X向进刀量为Δ X时，与切出锥度为α的锥体，则其 Z 向距离Δ Z 为： tgXZ  当 4 ， 3,2,1X „„时 Z ， ， „„。 由于用普通车床将锥体切至  70mm ,同时在车 M48 外圆时已车至 Z=450 mm 处，再考虑 2mm 的引入距离，因此刀具初始位置 Z=452mm ， X=70mm。 计算刀具最终位置时，应根据锥度切削固定循环指令要求，计算出 X 向 和 Z 向的尺寸 ,并保证锥度要求。 对于图 210所时的情形，应算出φ B 的尺寸。 山东科技大学学生设计（论文） 23 设计项目及内容 主要。