數(shù)控機(jī)床軸類(lèi)零件加工工藝與加工仿真

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1、涪江機(jī)器廠職工大學(xué) 2012級(jí)數(shù)控加工 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 課 題 軸類(lèi)零件工藝分析與數(shù)控加工仿真 姓 名 王 政 指導(dǎo)教師 齊 春 林 2 0 1 6 年 3 月 1 日 摘 要 在車(chē)床上，利用工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和刀具的直線運(yùn)動(dòng)或曲線運(yùn)動(dòng)來(lái)改變毛坯的形狀和尺寸，把它加工成符合圖紙的要求。 車(chē)削加工是在車(chē)床上利用工

2、件相對(duì)于刀具旋轉(zhuǎn)對(duì)工件進(jìn)行切削加工的方法。車(chē)削加工的切削能主要由工件而不是刀具提供。車(chē)削是最基本、最常見(jiàn)的切削加工方法，在生產(chǎn)中占有十分重要的地位。車(chē)削適于加工回轉(zhuǎn)表面，大部分具有回轉(zhuǎn)表面的工件都可以用車(chē)削方法加工，如內(nèi)外圓柱面、內(nèi)外圓錐面、端面、溝槽、螺紋和回轉(zhuǎn)成形面等，所用刀具主要是車(chē)刀。 在各類(lèi)金屬切削機(jī)床中，車(chē)床是應(yīng)用最廣泛的一類(lèi)，約占機(jī)床總數(shù)的50%。車(chē)床既可用車(chē)刀對(duì)工件進(jìn)行車(chē)削加工，又可用鉆頭、鉸刀、絲錐和滾花刀進(jìn)行鉆孔、鉸孔、攻螺紋和滾花等操作。按工藝特點(diǎn)、布局形式和結(jié)構(gòu)特性等的不同，車(chē)床可以分為臥式車(chē)床、落地車(chē)床、立式車(chē)床、轉(zhuǎn)塔車(chē)床以及仿形車(chē)床等，其中大部分為臥式車(chē)床。 數(shù)

3、控車(chē)削加工是現(xiàn)代制造技術(shù)的典型代表，在制造業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域如航天、汽車(chē)、模具、精密機(jī)械、家用電器等各個(gè)行業(yè)有著日益廣泛的應(yīng)用，已成為這些行業(yè)不可或缺的加工手段。 為了子數(shù)控機(jī)床上加工出合格的零件，首先需根據(jù)零件圖紙的精度和計(jì)算要求等，分析確定零件的工藝過(guò)程、工藝參數(shù)等內(nèi)容，用規(guī)定的數(shù)控編程代碼和格式編制出合適的數(shù)控加工程序。編程必須注意具體的數(shù)控系統(tǒng)或機(jī)床，應(yīng)該嚴(yán)格按機(jī)床編程手冊(cè)中的規(guī)定進(jìn)行程序編制。但從數(shù)控加工內(nèi)容的本質(zhì)上講，各數(shù)控系統(tǒng)的各項(xiàng)指令都是應(yīng)實(shí)際加工工藝要求而設(shè)定的。 由于本人才疏學(xué)淺，缺乏知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中難免出現(xiàn)不當(dāng)之處，望各位給予指正并提出寶貴意見(jiàn)。

4、關(guān)鍵詞： 車(chē)削加工 刀具 零件的工藝過(guò)程 工藝參數(shù) 程序編制 目錄 第一章 零件加工工藝分析 - 9 - 1.1 零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 - 9 - 1.2零件技術(shù)要求分析 - 10 - 1.3 零件毛坯、材料的分析 - 10 - 1.4 零件設(shè)備的選擇 - 11 - 1.5確定工件的定位與夾具方案 - 12 - 1.6確定走刀順序和路線 - 13 - 1.6.1切削加工順序的安排原則 - 13 - 1.7刀具與切削用量的選擇 - 15 - 1.7.1 刀具的選擇 - 15 - 1.7.2.切削用量

5、的選擇 - 16 - 1.8數(shù)控加工工序卡片 - 18 - 1.9數(shù)控加工刀具卡片 - 19 - 1.10切削用量選擇 - 20 - 1.11數(shù)控刀具卡片 - 20 - 1.12 保證加工精度的方法 - 21 - 第二章 數(shù)控加工程序的編制 - 23 - 2.1確定編程坐標(biāo)系及編程原點(diǎn) - 23 - 2.2數(shù)值的計(jì)算 - 24 - 2．3.加工程序 - 24 - 第三章 軸類(lèi)零件仿真加工及檢驗(yàn) - 31 - 3.1 仿真軟件介紹 - 31 - 3.1.1軟件簡(jiǎn)介 - 31 - 3.1.2 斯沃界面 - 31 - 3.2仿真加工過(guò)程 - 33 - 結(jié)論 37

6、參考文獻(xiàn) 38 致謝 39 前言 一、 設(shè)計(jì)目的 通過(guò)設(shè)計(jì)，一方面能獲得綜合運(yùn)用過(guò)去所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行工藝分析的基本能力，另一方面，也是對(duì)數(shù)控加工過(guò)程進(jìn)行的一次綜合訓(xùn)練。通過(guò)此次設(shè)計(jì)，學(xué)生可以在以下各方面得到鍛煉： 1、能熟練地運(yùn)用已學(xué)過(guò)的基本理論知識(shí)，以及在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到相應(yīng)的實(shí)踐知識(shí)，掌握從零件圖開(kāi)始到正確地編制加工程序的整個(gè)步驟、方法。 2、提高編程能力。根據(jù)被加工零件的技術(shù)要求，選擇合理的工藝，編制出既經(jīng)濟(jì)又合理，又能保證加工質(zhì)量的數(shù)控程序。 3、學(xué)會(huì)使用各類(lèi)設(shè)計(jì)手冊(cè)及圖表

7、資料。 二、 設(shè)計(jì)任務(wù) 本次設(shè)計(jì)主要是通過(guò)對(duì)零件圖工藝特點(diǎn)，工藝安排，機(jī)械加工工藝過(guò)程幾個(gè)方面對(duì)零件加工工藝進(jìn)行分析，然后對(duì)零件的程序進(jìn)行編制，最后用仿真加工以達(dá)到完成對(duì)零件的加工程序進(jìn)行檢驗(yàn)。 零件圖如下： 三、 設(shè)計(jì)意義 數(shù)控加工技術(shù)對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展具有重要的意義。當(dāng)前我國(guó)企業(yè)的生產(chǎn)正逐步從原來(lái)的粗放型轉(zhuǎn)向內(nèi)涵型，產(chǎn)品生產(chǎn)也從原來(lái)的“粗制”轉(zhuǎn)變?yōu)椤熬啤?。為了保證產(chǎn)品質(zhì)量，降低成本，提高生產(chǎn)效率，企業(yè)在未來(lái)的生產(chǎn)中自動(dòng)化程度將大大的提高，一線的生產(chǎn)將向機(jī)電一體化，程控化，數(shù)字化方向發(fā)展，形成迫使我們?cè)跈C(jī)械加工方面不僅要會(huì)操作普通機(jī)床而且要會(huì)操作數(shù)控機(jī)床，此外，

8、還要求我們具有分析、判斷、處理生產(chǎn)過(guò)程中的突發(fā)事件的能力；具有開(kāi)拓創(chuàng)新能力，團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和交際能力。通過(guò)本課題的完成，我們能夠加強(qiáng)自己對(duì)數(shù)控知識(shí)的掌握。 第一章 零件加工工藝分析 1.1 零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 零件的結(jié)構(gòu)工藝性是指所設(shè)計(jì)的零件在能滿(mǎn)足使用要求的前提下制造的可行性和經(jīng)濟(jì)性，即所設(shè)計(jì)的零件結(jié)構(gòu)應(yīng)便于成形，并且成本低，效率高。 1.零件圖紙的工藝分析 如圖所示 1.2零件技術(shù)要求分析 小批量生產(chǎn)條件編程，不準(zhǔn)用砂布和銼刀修飾平面，這是對(duì)平面高精度的要求，未注公差尺寸按GB1804-M，熱處理，調(diào)質(zhì)處理，HR

9、C25-35，未注粗糙度部分光潔度按Ra6.3，毛胚尺寸ф50mmx130mm。 加工難點(diǎn)及處理方案 分析圖紙可知，此零件對(duì)平面度的要求高，左端更有內(nèi)輪廓加工，為提高零件質(zhì)量，采用以下加工方案： 1. 對(duì)圖樣上給定的幾個(gè)精度要求較高的尺寸，編程時(shí)采用中間值。 2.在輪廓曲線上，有一處既過(guò)象限又改變進(jìn)給方向的輪廓曲線，因此在加工時(shí)應(yīng)進(jìn)行機(jī)械間隙補(bǔ)償，以保證輪廓曲線的準(zhǔn)確性。 3.零圖紙中含有圓柱度，為保證其形位公差，應(yīng)盡量一次裝夾完成左端面的加工以保證其數(shù)值。 4.本設(shè)計(jì)圖紙中的各平面和外輪廓表面的粗糙度要求可采用粗加工---精加工加工方案，并且在精加工的時(shí)候?qū)⑦M(jìn)給量調(diào)小些，主軸轉(zhuǎn)速

10、提高。 5.螺紋加工時(shí)，為保證其精度，在精車(chē)時(shí)選擇改程序的方法，將螺紋的大徑值減小0.18-0.2mm，加工螺紋時(shí)利用螺紋千分尺或螺紋環(huán)規(guī)保證精度要求。 選擇以上措施可保證尺寸、形狀、精度和表面粗糙度 1.3 零件毛坯、材料的分析 1）.材料的分析 該軸零件加工中，刀具與工件之間的切削力較大。工件材料的可切削性能。強(qiáng)度、硬度、塑性、提供冷切削加工、機(jī)械性能都跟工件的材料有關(guān)。所以選擇45鋼為該軸類(lèi)零件的材料。45鋼相對(duì)切削性硬質(zhì)合金刀具1.0，高速鋼刀具1.0，45鋼經(jīng)濟(jì)合理對(duì)加工刀具的要求也合理，45鋼用途廣泛，主要是用來(lái)制造汽輪機(jī)、壓縮機(jī)，泵的運(yùn)動(dòng)零件制造齒輪、軸活塞銷(xiāo)等零

11、件。根據(jù)以上數(shù)據(jù)適合該軸的加工。 2）.毛坯的分析 軸類(lèi)零件的毛坯有棒料、鍛件和鑄件三種。 鍛件：適用與零件強(qiáng)度較高,形狀較簡(jiǎn)單的零件。尺寸大的零件因受設(shè)備限制，故一般用自由鍛；中、小型零件可選模鍛；形狀復(fù)雜的剛質(zhì)零件不宜用自由鍛。 鑄件：適用于形狀復(fù)雜的毛坯。 鋼質(zhì)零件的鍛造毛坯，其力學(xué)性能高于鋼質(zhì)棒料和鑄鋼件。根據(jù)該軸零件的結(jié)構(gòu)形狀和外輪廓尺寸，所以采用鍛件。 本零件的毛坯宜采用鍛件，由棒料鋸割，模鍛毛坯至Φ40X425mm,使鋼材經(jīng)過(guò)鍛壓，獲得均勻的纖維組織，提高其力學(xué)性能，同時(shí)也提高零件與毛坯的比重，減少材料消耗 1.4 零件設(shè)備的選擇 數(shù)控車(chē)床能對(duì)軸類(lèi)

12、或盤(pán)類(lèi)等回轉(zhuǎn)體零件自動(dòng)地完成內(nèi)外圓柱面、圓錐表面、圓弧面等工序的切削加工，并能進(jìn)行切槽、鉆、擴(kuò)等的工作。根據(jù)零件的工藝要求，可以選擇經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車(chē)床，一般采用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)形式半閉環(huán)伺服系統(tǒng)。此類(lèi)車(chē)床機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格相對(duì)較低，這類(lèi)車(chē)床設(shè)置三爪自定心卡盤(pán)、普通尾座或數(shù)控液壓尾座，適合車(chē)削較長(zhǎng)的軸類(lèi)零件。根據(jù)主軸的配置的要求選擇臥式數(shù)控車(chē)床。數(shù)控車(chē)床具有加工精度高，能做直線和圓弧插補(bǔ)，數(shù)控車(chē)床剛性良好，制造和對(duì)刀精度高，能方便和精確地進(jìn)行人工補(bǔ)償和自動(dòng)補(bǔ)償，能夠加工尺寸精度要求較高的零件。能加工輪廓形狀特別復(fù)雜的表面和尺寸難于控制的回轉(zhuǎn)體，而且能比較方便的車(chē)削錐面和內(nèi)外圓柱面螺紋，能夠保持加工精度，提高生

13、產(chǎn)效率。所以對(duì)加工時(shí)非常有利的。 1.5確定工件的定位與夾具方案 1. 確定裝夾方案 在數(shù)控車(chē)床上工件定位安裝的基本原則與普通機(jī)床相同。工件的裝夾方法影響工件的加工精度和效率，為了充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的工作特點(diǎn)，在裝夾工件時(shí)，應(yīng)考慮以下幾種因素： 1.盡可能采用通用夾具，必須時(shí)才設(shè)計(jì)制造專(zhuān)用夾具； 2.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要滿(mǎn)足精度要求； 3.易于定位和裝夾； 4.易于切削的清理； 5.抵抗切削力由足夠的剛度； 使用三爪自定心卡盤(pán)夾持零件的毛坯外圓，確定零件伸出合適的長(zhǎng)度（應(yīng)將機(jī)床的限位距離考慮進(jìn)去）。零件需要加工兩端，因此需要考慮兩次裝夾的位置，該圖先加工左

14、端，然后調(diào)頭加工右端。 2. 定位基準(zhǔn) 工件的定位與基準(zhǔn)應(yīng)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)保持一致，應(yīng)防止過(guò)定位，對(duì)與箱體工件最好選擇“一面兩銷(xiāo)”作為定位基準(zhǔn)，定位基準(zhǔn)在數(shù)控機(jī)床上要仔細(xì)找正。 由于這個(gè)工件是個(gè)實(shí)心軸，末端要鏜一個(gè)20的錐孔，因軸的長(zhǎng)度不是很長(zhǎng)，所以采用工件的左端面和50的外圓作定位基準(zhǔn)，使用普通三爪卡盤(pán)夾緊工件，取工件的右端面中心為工件坐標(biāo)的原點(diǎn)，對(duì)刀點(diǎn)在（100.100）處。 由于此零件全部表面都需加工，應(yīng)選用外圓及一端面為粗基準(zhǔn)，然后通過(guò)“互為基準(zhǔn)的原則”進(jìn)行加工。遵循“基準(zhǔn)重合”的原則。加工左端時(shí)選擇在毛坯外圓柱段的右端外圓表面，加工右端時(shí)選擇在Φ50 mm外圓柱段的表面，以

15、體現(xiàn)定位基準(zhǔn)是軸的中心線。 1.6確定走刀順序和路線 1.6.1切削加工順序的安排原則 1)先粗后精 先安排粗加工，中間安排半精加工，最后安排精加工和光整加工。 2)先主后次 先安排零件的裝配基面和工作表面等主要表面的加工，后安排如鍵槽、緊 固用的光孔和螺紋孔等次要表面的加工。由于次要表面加工工作量小，又常與主要表面有位 置精度要求，所以一般放在主要表面的半精加工之后，精加工之前進(jìn)行。 3)先面后孔 對(duì)于箱體、支架、連桿、底座等零件，先加工用作定位的平面和孔的端面，然后再加工孔。這樣可使工件定位夾緊穩(wěn)定可靠，利于保證孔與平面的位置精度，減小刀具的磨損，同時(shí)也給孔加工帶來(lái)方便

16、。 4}基面先行 用作精基準(zhǔn)的表面，要首先加工出來(lái)。所以，第一道工序一般是進(jìn)行定位面的粗加工和半精加工(有時(shí)包括精加工)，然后再以精基面定位加工其它表面。例如，軸類(lèi)零件頂尖孔的加工 綜上所訴：此零件的的加工順序如下：一:先用三爪卡盤(pán)夾實(shí)ф55毛坯面，右側(cè)伸出外端90mm。二：粗車(chē)ф50外圓面，R8圓弧面，切直徑ф30的槽及錐度比為1:10的圓錐面，留0.5加工余量，然后精車(chē)至規(guī)定尺寸。三：鏜內(nèi)孔直徑為ф20mm深為20mm的孔，然后精車(chē)。四：再掉頭裝夾ф50外圓面，工件伸出外端90фmm，粗車(chē)ф35.8mm，,19.8 mm外圓面，切直徑為34mm,18mm的槽，然后精車(chē)，最后車(chē)螺紋去毛

17、刺。 (1) 工序Ⅰ 車(chē)左端面，將毛坯車(chē)為163mm的棒料 (2）工序Ⅱ 左端面打中心孔 選用Φ5mm的中心鉆（手動(dòng)鉆孔） (3）工序Ⅲ 左端鉆孔（鉆Φ20mm深-25mm的孔）手動(dòng)鉆孔 加工孔Φ20mm，刀具選用硬質(zhì)合金鉆頭，直徑為20mm，使用切削液位乳化液。《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》 1)確定進(jìn)給量f，由于孔徑較大，故采用數(shù)控車(chē)床CK6132A, 查得f=0.26～0.40mm/r，選擇f=0.35mm/r。 2）鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命，根據(jù)表查得鉆頭的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)為0.8～1.2mm，壽命為T(mén)=75min。 3）鉆孔速度v， =14，zv=0.25，xv=0，yu=0.4，m

18、=0.125 ，鉆孔速度的修正系數(shù)， =0.88 =0.75 查Z535型鉆床取n=195r/min，實(shí)際切削速為v=16r/min。 鉆頭走刀路線如下圖： (4）工序Ⅳ 粗、精車(chē)左端內(nèi)孔至要求尺寸 (5)工序Ⅴ 粗、精車(chē)零件左端面各部、倒角。 (6)工序Ⅵ 調(diào)頭車(chē)右端面將零件車(chē)至要求尺寸進(jìn)給路線。 (7)工序Ⅶ 調(diào)頭粗、精車(chē)右端面各部倒角、切外螺紋退刀槽。 1.7刀具與切削用量的選擇 1.7.1 刀具的選擇 數(shù)控刀具的選擇和切削用量的確定是數(shù)控加工工藝中的重要內(nèi)容，它不僅影響數(shù)控機(jī)床的加工效率，而且直接影響加

19、工質(zhì)量。刀具的選擇是在數(shù)控編程的人機(jī)交互狀態(tài)下進(jìn)行的。應(yīng)根據(jù)機(jī)床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相關(guān)因素正確選用刀具及刀柄。刀具選擇總的原則是：安裝調(diào)整方便、剛性好、耐用度和精度高。在滿(mǎn)足加工要求的前提下，盡量選擇較短的刀柄，以提高刀具加工的剛性。 在經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床的加工過(guò)程中，由于刀具的刃磨、測(cè)量和更換多為人工手動(dòng)進(jìn)行，占用輔助時(shí)間較長(zhǎng)，因此，必須合理安排刀具的排列順序。一般應(yīng)遵循以下原則：①盡量減少刀具數(shù)量；②一把刀具裝夾后，應(yīng)完成其所能進(jìn)行的所有加工步驟；③粗精加工的刀具應(yīng)分開(kāi)使用，即使是相同尺寸規(guī)格的刀具；④先銑后鉆 ；⑤先進(jìn)行曲面精加工，后進(jìn)行二維輪廓精加工

20、；⑥在可能的情況下，應(yīng)盡可能利用數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)換刀功能，以提高生產(chǎn)效率等。 綜上所述：本零件的加工，(1)用ф18mm的鉆頭加工左端的孔，(2) 粗車(chē)及平端面選用60硬質(zhì)合金左偏刀，為防止副后刀面與工件輪廓干涉，副偏角不宜太小，選Kr=60。 (3) 為減少刀具數(shù)量和換刀次數(shù)，精車(chē)和車(chē)螺紋選用硬質(zhì)合金60外螺紋車(chē)刀，刀尖圓弧半徑應(yīng)小于輪廓最小圓角半徑，取re=0.15～0.2mm 。 刀具的選擇是數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)中的重要內(nèi)容之一。刀具選擇合理與否不僅影響機(jī)床的加工效率、而且還影響加工質(zhì)量。選擇刀具通常考慮機(jī)床的加工能力、工序內(nèi)容、工件材料等。 與傳統(tǒng)的車(chē)削方法相比，數(shù)控車(chē)削對(duì)刀具

21、的要求較高。不僅要求精度高、鋼度好、耐用度高、而且要求尺寸穩(wěn)定、安裝調(diào)整方便。這就要求采用新型優(yōu)質(zhì)材料制造數(shù)控加工刀具，并優(yōu)選刀具參數(shù)。 1.7.2.切削用量的選擇 數(shù)控編程時(shí)，編程人員必須確定每道工序的切削用量，并以指令的形式寫(xiě)入程序中。切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速、背吃刀量及進(jìn)給速度等。對(duì)于不同的加工方法，需要選用不同的切削用量。切削用量的選擇原則是：保證零件加工精度和表面粗糙度，充分發(fā)揮刀具切削性能，保證合理的刀具耐用度；并充分發(fā)揮機(jī)床的性能，最大限度提高生產(chǎn)率，降低成本。 1）、主軸轉(zhuǎn)速的確定 主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)根據(jù)允許的切削速度和工件（或刀具）直徑來(lái)選擇。根據(jù)本例中零件的加工要求，考慮工件材

22、料為45鋼，刀具材料為硬質(zhì)合金鋼，粗加工選擇轉(zhuǎn)速600r/min,精加工選擇800r/min車(chē)削外圓，考慮細(xì)牙螺紋切削力不大，采用300r/min來(lái)車(chē)螺紋，而內(nèi)孔由于剛性較差，采用粗車(chē)300 r/min，比較容易達(dá)到加工要求，切槽的切削刀較大，采用300 r/min更穩(wěn)妥。 2、進(jìn)給速度（進(jìn)給量）F(mm/r，mm/min)的選擇 進(jìn)給速度是數(shù)控機(jī)床切削用量中的重要參數(shù)，主要根據(jù)零件的加工進(jìn)度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性質(zhì)選取。最大進(jìn)給速度受機(jī)床剛度和進(jìn)給系統(tǒng)的性能限制。一般粗車(chē)選用較高的進(jìn)給速度，以便較快去除毛坯余量，精車(chē)以考慮表面粗糙和零件精度為原則， 粗加工時(shí)，由于對(duì)工

23、件的表面質(zhì)量沒(méi)有太高的要求，這時(shí)主要根據(jù)機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度和剛性、刀桿的強(qiáng)度和剛性、刀具材料、刀桿和工件尺寸以及已選定的背吃刀量等因素來(lái)選取進(jìn)給速度。精加工時(shí)，則按表面粗糙度要求、刀具及工件材料等因素來(lái)選取進(jìn)給速度。進(jìn)給速度Vf可以按公式Vf =fn計(jì)算，式中f表示每轉(zhuǎn)進(jìn)給量，粗車(chē)時(shí)一般取0.3～0.8mm/r；精車(chē)時(shí)常取0.1～0.3mm/r；切斷時(shí)常取0.05～0.2mm/r。 應(yīng)選擇較低的進(jìn)給速度，得出下表 粗 精 外圓 0.2min/r 0.1min/r 內(nèi)孔 0.2min/r 0.1min/r 槽 0.05 min/r 3）、背吃刀量確定 背吃刀量根據(jù)機(jī)

24、床、工件和刀具的剛度來(lái)決定，在剛度允許的條件下，應(yīng)盡可能使背吃刀量等于工件的加工余量(除去精車(chē)量)，這樣可以減少走刀次數(shù)，提高生產(chǎn)效率。為了保證加工表面質(zhì)量，可留少量精加工余量。本例中，背吃刀量的選擇大致為 粗 精 外圓 1.5-2(mm) 0.2-0.5(mm) 內(nèi)孔 1-1.5(mm) 0.1-0.5(mm) 螺紋 隨進(jìn)刀次數(shù)依次減少 槽 根據(jù)刀寬，分兩次進(jìn)行 總之，切削用量的具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機(jī)床性能、相關(guān)的手冊(cè)并結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)用類(lèi)比方法確定。同時(shí)，使主軸轉(zhuǎn)速、切削深度及進(jìn)給速度三者能相互適應(yīng)，以形成最佳切削用量。 切削用量對(duì)于不同的加工方法，需選用不同的切削用

25、量。合理的選擇切削用量，對(duì)零件的表面質(zhì)量、精度、加工效率影響很大。 切削用量的選擇方法：粗車(chē)時(shí)，應(yīng)盡量保證較高的金屬切除率和必要的刀具耐用度。精車(chē)時(shí)，對(duì)加工精度和表面粗糙度要求較高，加工余量不大且較均勻，應(yīng)著重考慮如何保證加工精度，且在此基礎(chǔ)上如何提高加工效率。因此，要求精車(chē)時(shí)應(yīng)選用較?。ǖ荒芴。┑谋吵缘读亢瓦M(jìn)給量，并選用性能高的刀具材料和合理的幾何參數(shù)，以盡可能提高切削速度。 1.8數(shù)控加工工序卡片

26、數(shù)控加工工序卡片 材料 45#鋼 零件圖號(hào) 夾具名稱(chēng) 三爪自定心卡盤(pán) 工步號(hào) 工步內(nèi)容 G功能 T刀具 主軸轉(zhuǎn)速S/（r/min） 進(jìn)給量f/（mm/r） 背吃刀量ap/mm 備注 1 鉆孔 500 30 手動(dòng) 2 粗車(chē)零件左端內(nèi)輪廓 G71 T0303 300 0.2 2 自動(dòng) 3 精車(chē)零件左端內(nèi)輪廓 G71 T0303 600 0.1 0.5 自動(dòng) 4 粗車(chē)零件左端外輪廓 G73 T0101 600 0.2 2 自動(dòng) 5 精車(chē)零件左端外輪廓 G73 T0101 800 0.1 0.

27、5 自動(dòng) 6 切10mm20mm的槽 G01 T0202 300 0.05 2 自動(dòng) 7 粗車(chē)零件右端外輪廓 G71 T0101 600 0.2 2 自動(dòng) 8 精車(chē)零件右端外輪廓 G71 T0101 800 0.1 0.5 自動(dòng) 9 切6mm2mm退刀槽 G01 T0202 300 0.05 2 自動(dòng) 10 車(chē)削M20mm2.5外螺紋 G92 T0404 300 自動(dòng) 11 車(chē)削端面 G01 T0101 600 0.15 自動(dòng) 12 檢測(cè)、校核 手動(dòng)

28、 1.9數(shù)控加工刀具卡片 數(shù)控加工刀具卡片 序號(hào) 刀具號(hào) 刀具名稱(chēng)及規(guī)格 刀尖半徑R 刀尖位置T 數(shù)量 加工表面 備注 1 Φ20mm鉆頭 1 鉆孔 手動(dòng) 2 T0303 鏜孔刀 0.1mm 3mm 1 鏜孔 自動(dòng) 3 T0101 60左偏外圓車(chē)刀 0.2mm 2mm 1 粗精車(chē)外輪廓 自動(dòng) 4 T0202 切槽車(chē)刀 B=4mm 1 切槽 自動(dòng) 5 T0404 60外螺紋車(chē)刀 0.2mm 0 1 三角形螺紋 自動(dòng) 1.10切削用量選擇 主軸轉(zhuǎn)速S/(

29、r/min) 進(jìn) 給 量 F/(mm/r) 吃 刀 量 F/(mm/r) 背 吃 刀 量 ap/mm 粗車(chē)外圓 600 100 1 1.5 精車(chē)外圓 800 100 0.05 0.2 鉆孔 300 100 0.1 0 粗鏜孔 300 100 1 1.5 精鏜孔 600 100 0.05 0.2 退刀槽 300 50 0.04 0 車(chē)外螺紋 300 0.75 0.1 0.4 1.11數(shù)控刀具卡片 表1左端刀具卡片 產(chǎn)品名稱(chēng)或代號(hào) 零件

30、名 稱(chēng) 典型軸 零件圖號(hào) 序號(hào) 刀具號(hào) 刀具規(guī)格名稱(chēng) 數(shù)量 加工表面 備注 1 T0101 硬質(zhì)合金端面60度車(chē)刀 1 粗、精車(chē)端面 自動(dòng) 2 T0101 硬質(zhì)合金60度放型車(chē)刀 1 粗、精車(chē)外輪廓 自動(dòng) 3 T0303 硬質(zhì)合金鏜刀 1 粗、精鏜孔 自動(dòng) 4 T0202 硬質(zhì)合金切槽刀 1 切槽 自動(dòng) 5 尾座 硬質(zhì)合金Ф18鉆頭 1 鉆孔 手動(dòng) 表2右端刀具卡片 產(chǎn)品名稱(chēng)或代號(hào) 零件名 稱(chēng) 典型軸 零件圖號(hào) 序號(hào) 刀具號(hào) 刀具規(guī)格名稱(chēng) 數(shù)量 加工表面 備注 1 T0

31、101 硬質(zhì)合金端面60度車(chē)刀 1 粗、精車(chē)端面 自動(dòng) 2 T0101 硬質(zhì)合金60度放型車(chē)刀 1 粗、精車(chē)外輪廓 自動(dòng) 3 T0202 硬質(zhì)合金車(chē)槽刀 1 切槽 自動(dòng) 4 T04 60度硬質(zhì)合金外螺紋車(chē)刀 1 粗、精車(chē)螺紋 自動(dòng) 1.12 保證加工精度的方法 為了保證和提高加工精度，必須根據(jù)生產(chǎn)加工誤差的主要原因，采取相應(yīng)的誤差預(yù)防或誤差補(bǔ)償?shù)扔行У墓に囃緩酱胧﹣?lái)直接控制原始誤差或控制原始誤差對(duì)零件加工精度的影響。 一、刀具半徑的選定 1.刀具的半徑R比工件轉(zhuǎn)角處半徑大時(shí)不能加工。 2.刀具較小時(shí)不能用較大的切削量

32、加工（刀具剛性差）。 二、采用合適的切削液 1.切削液主要用來(lái)減少切削過(guò)程中的摩擦和降低切削溫度。合理使用切削液，對(duì)提高刀具耐用度和加工表面質(zhì)量、加工精度起重要的作用。 2.非水溶性切削液：切削油、固體潤(rùn)滑劑，非溶性切削液主要起潤(rùn)滑作用。 3.水溶性切削液：水溶液、乳化液，水溶性切削液有良好的冷卻作用和清洗作用。 故本設(shè)計(jì)加工時(shí)采用水溶液進(jìn)行冷卻。 第二章 數(shù)控加工程序的編制 數(shù)控加工的特點(diǎn)： 1.采用數(shù)控機(jī)床加工零件可以提高加工精度，穩(wěn)定產(chǎn)品的質(zhì)量。 2.數(shù)控機(jī)床可以完成普通機(jī)床難以完成，或根本不

33、能加工的復(fù)雜曲面的零件加工。 3.采用數(shù)控機(jī)床在生產(chǎn)效率上，可以比普通機(jī)床提高2～3倍，尤其對(duì)某些復(fù)雜零件的加工，生產(chǎn)效率可提高十倍甚至幾十倍。 4.可以實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用。 5.采用數(shù)控機(jī)床有利于向計(jì)算機(jī)控制與管理方面發(fā)展，為實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化創(chuàng)造條件。 數(shù)控編程的分類(lèi)： 數(shù)控編程一般分為兩種：一種是手工編程，另一種是自動(dòng)編程。 手工編程是由分析零件圖，確定工藝過(guò)程，數(shù)值計(jì)算，編寫(xiě)零件加工程序單，程序的輸入和檢驗(yàn)都是由工人完成的。特點(diǎn)：對(duì)于加工形狀簡(jiǎn)單的零件，計(jì)算比較簡(jiǎn)單，程序不是很多，采用手工編程（仍被廣泛應(yīng)用）較容易完成，而且經(jīng)濟(jì)，及時(shí)，因此在點(diǎn)位加工及直線與圓弧組成的輪廓加工中，

34、手工編程仍廣泛應(yīng)用，但對(duì)于形狀復(fù)雜的零件，特別是具有非圓曲線，列表曲線的零件，用手工編程就有一定的困難，出錯(cuò)的機(jī)率增大，有的無(wú)法編程序。 自動(dòng)編程：用計(jì)算機(jī)編制數(shù)控加工程序的過(guò)程。特點(diǎn)：計(jì)算機(jī)自動(dòng)識(shí)圖編程，編程準(zhǔn)確，不易出錯(cuò)，安排走刀路線合理，從而使加工準(zhǔn)確。本零件的凸輪加工就采用自動(dòng)編程來(lái)完成的。 2.1確定編程坐標(biāo)系及編程原點(diǎn) 數(shù)控機(jī)床采用右手笛卡兒直角坐標(biāo)系，其基本坐標(biāo)軸為X、T、Z直角坐標(biāo)系，相對(duì)于每個(gè)坐標(biāo)軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)為A、B、C。 編程原點(diǎn)也稱(chēng)工件原點(diǎn)，一般用G92或G54-G59（對(duì)于數(shù)控鏜銑床）和G50（對(duì)于數(shù)控車(chē)床）設(shè)置。 根據(jù)以上可以知道，編程坐標(biāo)系及編程原點(diǎn)的

35、選擇要滿(mǎn)足以下幾個(gè)方面的要求： 1.所選的編程原點(diǎn)及坐標(biāo)系要使程序編制簡(jiǎn)單。 2.編程原點(diǎn)應(yīng)選在容易找正，并在加工過(guò)程中便于檢查的位置。 3.引起的加工誤差小。 4.一般回轉(zhuǎn)體零件的編程零點(diǎn)選在其加工面的回轉(zhuǎn)軸線與端面交點(diǎn)處。 2.2數(shù)值的計(jì)算 （1）圓錐大端直徑計(jì)算： 由公式C=D-d ∕L 得1／5=50-44／L，即內(nèi)圓錐的長(zhǎng)度為D=30mm。 （2）螺紋尺寸計(jì)算： M202.5的螺紋：牙高=1.32.5=3.25，小徑=大徑-牙高=19.8-3.25=16.55，根據(jù)螺距查表得刀具每次走刀路線為Φ18.8，Φ18.1，Φ17.5，Φ17.1，Φ16.7，Φ16.

36、55。 M362的螺紋：牙高=1.32=2.6，小徑=大徑-牙高,35.8-2.6=33.2，根據(jù)螺距查表得刀具每次走刀路線為Φ34.9，Φ34.3，Φ33.7，Φ33.3，Φ33.2。 2．3.加工程序 左端 O0001 程序名 T0101 刀號(hào) M03 S600 主軸正轉(zhuǎn)，主軸轉(zhuǎn)速600mm/r G00 X57 Z5 快速移動(dòng)至循環(huán)點(diǎn) G73 U19.5 R10 G73 P10 Q20 U0.5 F0.2 N10 G00 X44 快速定位 G01 Z0 F0.1 X50 Z-30 Z-40 G02 X50 Z-50 R8 G0

37、1 X50 Z-80 N20 G01 X57 G00 X100 Z100 退回?fù)Q刀點(diǎn) M05 M00 主軸停止 T0101 刀號(hào) M03 S800 精車(chē)轉(zhuǎn)速 G00 X57 Z2 快速移動(dòng)至循環(huán)點(diǎn) G70 P10 Q20 精車(chē)循環(huán) G00 X100 Z100 換刀點(diǎn) M05 M00 程序暫停 T0202 換二號(hào)刀 M03 S300 主軸轉(zhuǎn)速300轉(zhuǎn) G00 X52 Z-70 快速移動(dòng)至循環(huán)點(diǎn) G01 X30 F0.05 G04 X1 停頓一秒 G01 X52 F0.5 G00 Z-66 G01 X30

38、F0.05 G04 X1 停頓一秒 G01 X52 F0.5 G00 Z-64 G01 X30 F0.05 G04 X1 快速定位至安全起點(diǎn) G01 X52 F0.5 G00 X100 Z100 退刀至換刀點(diǎn) M05 主軸停止 M00 程序暫停 T0303 換3刀 M03 S300 主軸正轉(zhuǎn)，主軸轉(zhuǎn)速300 r/min G00 X18 Z5 鏜孔 G71 U2 R1 G71 P30 Q40 U-0.5 F0.2 N30 G00 X22 G01 Z0 F0.1 G01 X20 Z-1 G01 Z-20

39、 N40 G00 X18 Z5 G00 X100 Z100 M05 主軸停止 M00 程序暫停 T0303 換三號(hào)刀 M03 S600 精車(chē)主軸正轉(zhuǎn)，主軸轉(zhuǎn)速600r/min G00 X18 Z5 快速移動(dòng)至循環(huán)點(diǎn) G70 P30 Q40 G00 X100 Z100 快速退回?fù)Q刀點(diǎn) M30 程序結(jié)束 右端 O0002 程序名 T0101 換1號(hào)端面車(chē)刀 M03 S600 主軸正轉(zhuǎn)，主軸轉(zhuǎn)速600r/min G00 X57 Z2 快速移動(dòng)至循環(huán)點(diǎn) G71 U2 R1 G71粗車(chē)外端面 G71 P10 Q20 U0.5 F0

40、.2 N10 G00 X17 G01 Z0 F0.1 G01 X19.8 Z-1.5 G01 X19.8 Z-30 G01 X32 Z-30 G01 X35.8 Z-32 G01 X35.8 Z-80 G01 X47 Z-80 G01 X50 Z-81.5 N20 G01 X57 G00 X100 Z100 快速退回?fù)Q刀點(diǎn) M05 主軸停止 M00 T0101 換一號(hào)刀 M03 S800 主軸正轉(zhuǎn)，主軸轉(zhuǎn)速800r/min G00 X57 Z5 快速移動(dòng)至循環(huán)點(diǎn) G70 P10 Q20 精車(chē)循環(huán) G

41、00 X100 Z100 快速退回?fù)Q刀點(diǎn) M05 M00 程序暫停 T0202 換二號(hào)刀 M03 S300 主軸正轉(zhuǎn)，主軸轉(zhuǎn)速300r/min G00 X25 Z-30 快速移動(dòng)至循環(huán)點(diǎn) G01 X16 F0.05 G04 X1 G01 X25 F0.5 G00 Z-28 G01 X16 F0.05 G04 X1 G01 X25 F0.5 G00 X40 Z-80 G01 X30 F0.05 G04 X1 G01 X40 F0.5 G00 Z-78 G01 X30 F0.05 G04 X1

42、 G01 X40 F0.5 G00 X100 Z100 快速退回?fù)Q刀點(diǎn) M05 M00 程序暫停 T0404 換四號(hào)刀 M03 S300 主軸正轉(zhuǎn)，主軸轉(zhuǎn)速300 r/mm G00 X22 Z2 快速移動(dòng)至循環(huán)點(diǎn) G92 X19 Z-26 加工螺距為1.5 mm的螺紋 X19 X18.4 X18 X17.85 X17.85 G00 X38 Z28 快速移動(dòng)至循環(huán)點(diǎn) G92 X34.9 Z-76 加工螺距為2mm的螺紋 X34.3 X33.7 X33.3 X33.2 G00 X100 Z100

43、 程序結(jié)束，并返回參考點(diǎn) M30 主軸停止 第三章 軸類(lèi)零件仿真加工及檢驗(yàn) 3.1 仿真軟件介紹 3.1.1軟件簡(jiǎn)介 市面上的仿真軟件有很多，例如：南京斯沃和上海宇龍、斐克，這里我們選用斯沃，南京斯沃軟件技術(shù)有限公司開(kāi)發(fā)的，是結(jié)合機(jī)床廠家實(shí)際加工制造經(jīng)驗(yàn)與高校教學(xué)訓(xùn)練一體所開(kāi)發(fā)的國(guó)內(nèi)第一款自動(dòng)免費(fèi)下載更新的數(shù)控仿真軟件。通過(guò)該軟件可以使學(xué)生達(dá)到實(shí)物操作訓(xùn)練的目的，又可大大減少昂貴的設(shè)備投入。 斯沃?jǐn)?shù)控仿真(數(shù)控模擬)軟件包括16大類(lèi)，66個(gè)系統(tǒng)，121個(gè)控制面板。具有FANUC、SIEMENS(SINUMERIK)、MITSU

44、BISHI、FAGOR、美國(guó)哈斯HAAS、PA、廣州數(shù)控GSK、華中世紀(jì)星HNC、北京凱恩帝KND系統(tǒng)、大連大森DASEN、南京華興WA、 江蘇仁和RENHE、南京四開(kāi)、天津三英、成都廣泰GREAT、巨森數(shù)控JNC編程和加工功能，學(xué)生通過(guò)在PC機(jī)上操作該軟件，能在很短時(shí)間內(nèi)掌握各系統(tǒng)數(shù)控車(chē)、數(shù)控銑及加工中心的操作，可手動(dòng)編程或讀入CAM數(shù)控程序加工，教師通過(guò)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，可隨時(shí)獲得學(xué)生當(dāng)前操作信息。斯沃?jǐn)?shù)控仿真軟件也是目前國(guó)內(nèi)唯一自動(dòng)免費(fèi)下載更新的數(shù)控仿真軟件 3.1.2 斯沃界面 打開(kāi)軟件，選擇GSK980TD 工作界面 3.2仿真加工過(guò)程 （一）第一段加工 1.導(dǎo)入程序

45、 2.裝入刀具 3.設(shè)置毛胚， 4.對(duì)刀，輸入刀補(bǔ) 5.開(kāi)始加工 加工左端，因?yàn)橛袃?nèi)部輪廓的加工，這里選擇透明模式，便于觀察。 鉆孔 鉆一個(gè)ф18深度為25的孔 然后完成內(nèi)孔加工，再完成外圓柱面的加工。 第一段加工完成 （二）調(diào)頭第二段加工 車(chē)零件右端外輪廓，個(gè)零件的仿真至此整個(gè)零件仿真加工完成。 結(jié)論 通過(guò)這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我從設(shè)計(jì)的過(guò)程中學(xué)到了很多在書(shū)本上沒(méi)有的內(nèi)容，加深了對(duì)數(shù)控機(jī)床的了解，鞏固了書(shū)本的知識(shí)。 結(jié)論總結(jié)如下： 1. 對(duì)于某個(gè)零件來(lái)說(shuō)，并非全部加工工藝過(guò)程都適合在數(shù)控機(jī)床完成。而往往只是其中的

46、一部分適合于數(shù)控加工。這就需要對(duì)零件圖樣進(jìn)行仔細(xì)的工藝分析，選擇那些最適合、最需要進(jìn)行數(shù)控加工的內(nèi)容和工序。 2.在確定走刀路線時(shí)，最好畫(huà)一張工序簡(jiǎn)圖，將已經(jīng)擬定出的走刀路線畫(huà)上去，這樣可為編程帶來(lái)不少方便。 3.有些零件雖然能在一次安裝中加工出很多待加工面，但考慮到程序太長(zhǎng)，會(huì)受到某些限制，如：控制系統(tǒng)的限制（主要是內(nèi)存容量），機(jī)床連續(xù)工作時(shí)間的限制等。此外，程序太長(zhǎng)會(huì)增加出錯(cuò)與檢索困難。因此程序不能太長(zhǎng)，一道工序的內(nèi)容不能太多。 參考文獻(xiàn) （1）數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)，主編：潭嶺 ，重慶大學(xué)出版社； （2）數(shù)空機(jī)床編程，主編：杜國(guó)

47、成，北京 機(jī)械工業(yè)出版社； （3）現(xiàn)代機(jī)械制造工藝，主編：陳錫渠，北京 清華大學(xué)出版社； （4）數(shù)控機(jī)床加工工藝，主編： 華茂發(fā)，北京 機(jī)械工業(yè)出版社； （5）公差配合與測(cè)量技術(shù)，主編： 姚云英，北京 機(jī)械工業(yè)出版社； （6）機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，主編： 胡家秀，北京 機(jī)械工業(yè)出版社； （7）金屬工藝學(xué)，主編： 萬(wàn)德金，北京 機(jī)械工業(yè)出版社； 致謝 在畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束之際我向所有幫助過(guò)我的老師和同學(xué)說(shuō)一聲，謝謝！我想沒(méi)有他們的幫助，畢業(yè)設(shè)計(jì)就會(huì)做得很困難。 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是在齊春林老師悉心指導(dǎo)下完成的。齊老師以其淵博的學(xué)識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)風(fēng)范、高度的責(zé)任感使我受益非淺。在做設(shè)計(jì)的過(guò)程中也遇到了不少的問(wèn)題，齊老師給了我許多關(guān)懷和幫助，并且隨時(shí)詢(xún)問(wèn)我畢業(yè)設(shè)計(jì)的進(jìn)展情況、細(xì)心的指導(dǎo)我們，也經(jīng)常打電話(huà)或者發(fā)電子郵件過(guò)來(lái)指導(dǎo)我的設(shè)計(jì)。 在此設(shè)計(jì)及論文撰寫(xiě)過(guò)程中得到了好多同學(xué)的無(wú)私幫助，在此對(duì)你們表示衷心的感謝，感謝你們的鼎力相助。 在論文工作中，得到了機(jī)電工程系有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和老師的幫助與支持，在此表示衷心的感謝。 最后，在即將完成畢業(yè)設(shè)計(jì)之時(shí)，我再次感謝對(duì)我指導(dǎo)、關(guān)心和幫助過(guò)老師、領(lǐng)導(dǎo)及同學(xué)。謝謝了！