数控毕业实习专题报告

Xxxx技术学院毕业实习专题报告题目：浅析数控车削加工中提高螺纹精度的方法作者：学号：班级：系别：机电工程系专业：数控技术20010年6月福建福安摘要数控车削加工中，螺纹车削由于切削的速度快，切削力大及作用力聚集范围窄而导致加工难度高。本文结合螺纹加工实例从刀具的几何参数、切削液和程序的编辑三个方面分析了提高数控车削螺纹精度的方法及可行性。在金属加工及制造中采用数控车削来加工螺纹是常用的方法。而大家一直都比较关心加工螺纹精度的问题，究其原因，相对普通车削的操作，螺纹车削进给速度将近高出10倍，螺纹刀片的刀尖处作用力要高100～1000倍，切削速度快，切削力大及作用力聚集范围窄而导致加工难度高。关键词：数控车削螺纹精度方法目录1前言...............................................................................................................................11．1实习目的................................................................................................................11．2实习基本情况........................................................................................................11．3实习过程中发现的问题——螺纹加工精度较差................................................12数控车床加工螺纹的原理...........................................................................................23实例分析.......................................................................................................................33．1选择合理的刀具几何参数....................................................................................33．2选择合适的切削液................................................................................................43．3对编辑的加工程序合理地进行工艺处理............................................................54螺纹加工注意事项.......................................................................................................7结尾................................................................................................................................8参考文献....................................................................................................................911.前言毕业实习是我们在完成教学计划所规定的全部理论课程的基础上进行的总结性实习，是培养和检验我们综合运用所学专业的基本理论、基本技能，理论联系实际以及独立地分析问题、解决问题的重要环节。1．1实习目的毕业实习的目的就在于使我们学生加深对所学专业课程的理解，巩固所学知识，增强运用专业知识的能力，并通过实习了解专业工作的内容，从中学习和获取专业工作的能力和经验，以提高运用理论知识和解决实际问题的能力。1．2实习基本情况本次毕业实习学院采取分散实习法，即学生自己去寻找相关的实习单位进行实习。在多日的寻找后，我有幸来到了“安波电机集团”来完成我学业的最后一部分——毕业实习。本次我个人的毕业实习时间是从3月1号到5月30号，实习单位的地点位于福建省宁德市东侨工业园区安波电机集团，在公司了解我的基本情况后，公司决定把我安排在金工车间来完成这次毕业实习。1．3实习过程中发现的问题——螺纹加工精度较差在两个多月的实习中，我参与了很多不同的工作，学到了很多相关的实际操作经验，不过给我留下最深的印象的还是数控车削螺纹时螺纹精度较差，无法达到加工图纸要求。螺纹是在圆柱工件表面上，沿着螺旋线所形成的，具有相同剖面的连续凸起和沟槽。在机械制造业中，带螺纹的零件应用得十分广泛。在多日的工作中我发现加工螺纹时经常出现乱扣，牙型精度不高，扎刀等现象。经过和师傅的探讨，以及多方面的调查，我了解到螺纹加工一直是数控车床加工的难点和重点。因此探讨如何提高数控车削螺纹精度的方法具有非常重要的意义。22.数控车床加工螺纹的原理在数控车床中加工螺纹时，其加工进给不是采用机械传动链实现的，而是通过主轴、编码器、数控系统、进给驱动装置、进给电机、丝杆、刀架、刀具来实现螺纹加工。数控车床进行螺纹加工时，控制结构简图如图1所示。车床主轴以某一固定速度带动工件旋转，数控系统根据螺纹切削工艺流程首先将刀架移动到某一固定坐标位置，如图中a点，然后发出X方向切削进给命令开始螺纹加工工作循环。图1螺纹加工控制流程图循环第一步：刀架沿X方向进给切屑位置。此时z向伺服控制等待由主轴编码器发出来的零位脉冲同步信号，刀架的X，z伺服控制器均处电气锁零定位状态，刀架静止不动。第二步：CNC收到主轴编码器零位脉冲，z向伺服控制器立即起动刀架，按数控系统发来的由主轴编码器A，B脉冲和螺距及螺纹长度计算出的z向进给运动速度和位移量进行螺纹切削加工。第三步：到达螺纹长度坐标时，z向伺服立即制动停止，同时X向伺服驱动刀架快速退出。第四步：z向伺服驱动刀架退回到加工起始坐标位置，准备进入下一工作循环。为获得较高螺纹加工精度，一般进行多次循环。每一循环中a,b,c,d四点的z坐标不变，X坐标依次递增一个该循环的切削深度增量。零位脉冲同步目的在于3保证使各循环螺纹切削的刀具切入点保持一致。3.实例分析在实际车削螺纹时，由于各种原因，造成由主轴到刀具之间的运动，在某一环节出现问题，引起车削螺纹时产生故障，影响正常生产，这时应及时加以解决。本文以图2所示接头零件螺纹加工为例，从刀具的几何参数、切屑液和程序的编辑3个方面来分析如何提高数控车削螺纹的精度。图2接头零件(45钢)3.1选择合理的刀具几何参数数控机床是按照程序指令来控制刀具运动的，而编制加工程序一般是以刀具的刀尖作为编程点，通常由于车刀会存在刀尖圆弧半径，以及车刀主偏角，刀尖距零件中心高的偏差等刀具几何参数的影响，必定会引起被加工零件的得精度误差。所以选择合理的刀具几何参数对提高螺纹加工的精度有着重要的影响。由图2知该螺纹是属于细牙的普通螺纹，选择硬质合金的三角形外螺纹车刀。螺纹车刀的几何形状见图3。4图3螺纹车刀在螺纹刀的两个切削刃上磨出宽度为0.2～0.4mm的倒棱，其g=5°，由于高速切削螺纹的时候实际牙型角会扩大，因此刀尖角应减小0.5°，磨成59.5°较好。螺纹车刀前、后刀面的表面粗糙度必须很小，磨刀时一定要正确修整砂轮或用油石精研刀具。在安装螺纹车刀时要尽量减少伸出长度，防止刀杆刚性不够，切削时产生振动。螺纹车刀安装高度也很讲究，过高或过低都会出现“扎刀”现象。过高，则吃刀到一定深度时，后刀面顶住工件，增大摩擦力，造成“扎刀”；过低，则切屑不易排出，从而把工件顶起，出现“扎刀”现象。正确的位置是刀尖位置比工件中心高0.1～0.3mm。3.2选择合适的切削液1.对切削液的要求分析：切削螺纹时，由于刀具与切削材料成楔形接触，刀刃三面被切削材料包围，就造成了切削力矩大，排屑困难；在加工过程中产生的热量不能及时由切屑带走，刀具容易磨损，切削碎片挤塞并且容易产生振动。车削螺纹和攻螺纹时切削条件苛刻，有时会出现崩刃和断丝锥，要求切削液同时具5备较低的摩擦系数和较高的极压性，以减少刀具的摩擦阻力和延长刀具使用寿命。2.切削液的选择：一般应选用同时含有油性剂和极压剂的复合切削液。恰当地使用切削液，能降低切削时产生的热量，减少由于温度升高引起的加工误差：能在金属表面形成薄膜，减少刀具与工件的摩擦，并可冲走铁屑，从而降低工件表面粗糙度值，减少刀具磨损。根据实验，加工一般要求螺纹使用水基切削液就可以达到要求，如果精度要求高就必须使用油基切削液，如煤油、植物油等。车床的水箱一般都装水基切削液，那么在加工螺纹时可以使用油枪进行手工润滑就能满足精度要求。3.3对编辑的加工程序合理地进行工艺处理本文例子中的设备是广州数控系统-GSK980T，该系统螺纹编程指令有G32、G92、G76。其中G32是简单螺纹切削指令，无法循环加工，工作效率较差，显然不适用，G92螺纹切削循环采用直进式进刀方式，G76螺纹切削循环采用斜进式进刀方式，由于切削方法的不同，编程方法不同，造成加工误差也不同。在操作使用上要仔细分析，采用合适的编辑指令才能加工出精度高的零件。G92和G76的加工误差分析：图4G92直进式切削方法G92直进式切削方法，在G92螺纹切削循环中，螺纹刀以直进的方式进行螺纹切削。由于两侧的刀刃同时工作，切削力大，而且排屑困难，因此在切削时，两侧切削刃易磨损。切削螺距较大的螺纹时，切削深度较大，刀刃磨损较快，进而造成螺纹中径产生误差：但是其加工的牙形精度较高，因此一般多用于小螺距螺纹的加工方法。6图5G76斜进式切削方法G76斜进式切削方法，在G76螺纹切削循环中，螺纹刀以斜进的方式进行螺纹切削。由于为单侧刃加工，加工刀刃容易损伤和磨损，使加工的螺纹面不直，刀尖角发生变化，而造成牙形精度较差。但其为单侧刃工作，刀具负载较小，排屑容易，并且切削深度为递减式。因此，此加工方法一般适用于大螺距螺纹加工。此加工方法排屑容易，刀刃加工工况好，所以在螺纹精度要求不高的情况下，此加工方法更为方便。从以上对比分析可以看出，只简单利用一个指令进行车削螺纹是不够完善的，采用G92、G76混用进行编程，即先用G76进行螺纹粗加工，再用G92进行精加工的方式在螺纹加工中将有两大优点：一方面可以避免因切削量大而产生的变形：另一方面能够保证螺纹加工的精度。但要注意粗车和精车刀具起始点要一致，不然会乱扣，造成零件报废。根据以上分析，采用GSK980T数控系统所编制的螺纹加工程序如下：01234：程序号……：(省略外圆加工程序)T0303：调3号螺纹车刀G00X37.0Z5.0：快速定位螺纹加工起点G76P010160Q25R0.05：用G76螺纹车削循环指令G76X34.45Z-58.0P775Q350F1.5：粗车M36×1.5螺纹部分G00X37.0Z5.0：快速定位到76螺纹加工起点G92X34.4Z-58.0F1.5：用G92螺纹车削循环指令7X34.376：精车螺纹X34.376：G00X100Z100M05：返回安全点，主轴停止转动M30：程序结束，返回程序起始段4.螺纹加工注意事项上文主要对螺纹加工方法进行分析，以提高螺纹加工精度，而在实际生产中还要注意许多事项：1.车削前，宜先检查各按钮位置是否正确，然后进行一次模拟试运行，特别是高速车削螺纹前，更有必要试运行一次，以利于安全。2.数控高速车螺纹时，其所指的“高速”与普通车床车螺纹中的“高速”含义并不完全相同。因为数控