數(shù)控軸類零件加工工藝設(shè)計(jì)與編程

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1、河北機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 題目 數(shù)控軸類零件加工工藝設(shè)計(jì)與編程 系 別 電氣工程系 專 業(yè) 機(jī)電一體化 班 級(jí) 機(jī)電0901班 姓 名 學(xué) 號(hào) 指 導(dǎo) 教 師 2012年 6 月 摘 要 隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的逐步擴(kuò)大，數(shù)控加工技術(shù)對(duì)國計(jì)民生的一些重要行業(yè)

2、（IT、汽車、輕工、醫(yī)療等）的發(fā)展起著越來越重要的作用，因?yàn)樾?、質(zhì)量是先進(jìn)制造技術(shù)的主體。高速、高精加工技術(shù)可極大地提高效率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，縮短生產(chǎn)周期和提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。而對(duì)于數(shù)控加工,無論是手工編程還是自動(dòng)編程，在編程前都要對(duì)所加工的零件進(jìn)行工藝分析，擬定加工方案，選擇合適的刀具，確定切削用量，對(duì)一些工藝問題(如對(duì)刀點(diǎn)、加工路線等)也需要做一些處理。并在加工過程掌握控制精度的方法,才能加工出合格的產(chǎn)品。 本文根據(jù)數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)，針對(duì)具體的零件，進(jìn)行了工藝方案的分析，零件裝夾方案的確定，刀具和切削用量的選擇，確定加工順序和加工路線，數(shù)控加工程序編制一些列問題的論述。通過整個(gè)工藝的

3、過程的制定，充分體現(xiàn)了數(shù)控設(shè)備在保證加工精度，加工效率，簡(jiǎn)化工序等方面的優(yōu)勢(shì)。 關(guān)鍵詞 工藝分析　加工方案　進(jìn)給路線　控制尺寸 目 錄 摘 要 1 引 言 3 第一章 工藝方案分析 5 1.1零件圖 5 1.2 零件圖分析 5 1.3 確定加工方法 5 1.4 確定加工方案 6 第二章 工件的裝夾 8 2.1 定位基準(zhǔn)的選擇 8 2.2 定位基準(zhǔn)選擇的原則 8 2.3　確定零件的定位基準(zhǔn) 8 2.4 裝夾方式的選擇 9 2.5　數(shù)控車床常用的裝夾方式 9 2.6 確定合理的裝夾方式 9 第三章 刀具及切削用量 11 3

4、.1 選擇數(shù)控刀具的原則 11 3.2 選擇數(shù)控車削用刀具 11 3.3 設(shè)置刀點(diǎn)和換刀點(diǎn) 12 3.4 確定切削用量 13 第四章 典型軸類零件的加工 14 4.1 軸類零件加工工藝分析 14 4.2 典型軸類零件加工工藝 17 4.3 加工坐標(biāo)系設(shè)置 20 4.4 手工編程 22 第五章 數(shù)控車自動(dòng)編程軟件CAXA介紹 26 5.1 CAXA 數(shù)控車界面 26 5.2 CAXA 數(shù)控車進(jìn)行造型設(shè)計(jì) 26 5.3 CAXA 數(shù)控車加工CAM 27 5.4 CAXA 數(shù)控車加工類型 27 第六章 總結(jié) 29 第七章 致謝詞 31 參考文獻(xiàn) 32

5、 引 言 在機(jī)械加工工藝教學(xué)中，我們很多專業(yè)的學(xué)生都要學(xué)習(xí)數(shù)控車床操作技術(shù)。讓我們了解相關(guān)工種的先進(jìn)技術(shù)，同時(shí)培養(yǎng)我們?cè)诠ぷ鲘徫坏姆e極性；老師在給我們?cè)谥v授數(shù)控知識(shí)的同時(shí)，要求我們必須掌握基本的機(jī)械加工工藝，增強(qiáng)系統(tǒng)意識(shí)，理解手動(dòng)操作與自動(dòng)操作之間的聯(lián)系，力爭(zhēng)把我們真正培養(yǎng)成為適應(yīng)各種工作環(huán)境和崗位的多面手。數(shù)控車工基礎(chǔ)工藝?yán)碚摷凹寄苡袡C(jī)融合，包括夾具的使用、量具的識(shí)讀和使用、刃具的刃磨及使用、基準(zhǔn)定位等，分類敘述了車床操作、數(shù)控車床自動(dòng)編程仿真操作、數(shù)控車床編程與操作的初、中級(jí)內(nèi)容。以機(jī)械加工中車工工藝學(xué)與數(shù)控車床技能訓(xùn)練密切結(jié)合為主線，常用量具識(shí)讀及工件測(cè)量、刀具及安裝、工件定位與

6、安裝、金屬切削過程及精加工，較清晰地展示了數(shù)控加工必須掌握的知識(shí)和技能的訓(xùn)練途徑。對(duì)涉及與數(shù)控專業(yè)相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)、專業(yè)計(jì)算，都進(jìn)行了有針對(duì)性的論述，目的在于塑造理論充實(shí)、技能扎實(shí)的專業(yè)技能型人才。 本論文以切削用量的選擇，工件的定位裝夾，加工順序和典型零件為例，結(jié)合數(shù)控加工的特點(diǎn)，分別進(jìn)行工藝方案分析，機(jī)床的選擇，刀具加工路線的確定，數(shù)控程序的編制，最終形成可以指導(dǎo)生產(chǎn)的工藝文件。在整個(gè)工藝過程的設(shè)計(jì)過程中，要通過分析，確定最佳的工藝方案，使得零件的加工成本最低，合理的選用定位夾緊方式，使得零件加工方便、定位精準(zhǔn)、剛性好，合理選用刀具和切削用量，使得零件的加工在保證零件精度的情況下，盡可能達(dá)

7、到加工效率最高、刀具消耗最低的目 的。最終形成完整的工藝文件，并能指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)。 第1章 工藝方案分析 1.1零件圖 圖1-1 典型軸類零件圖 1.2 零件圖分析 該零件表面由圓柱、順圓弧、逆圓弧、圓錐、槽、螺紋等表面組成。尺寸標(biāo)注完整，選用毛坯為45#鋼，Φ55mm150mm，無熱處理和硬度要求。 1.3 確定加工方法 加工方法的選擇原則是保證加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求。由于

8、獲得同一級(jí)精度及表面粗糙度的加工方法一般有許多，因而在實(shí)際選擇時(shí)，要結(jié)合零件的形狀、尺寸大小和形位公差具體要求等全面考慮。 圖上幾個(gè)精度要求較高的尺寸，因其公差值較小，所以編程時(shí)沒有取平均值，而取其基本尺寸。 在輪廓線上，有個(gè)錐度10度坐標(biāo)P1、 和一處圓弧切點(diǎn)P2，在編程時(shí)要求出其坐標(biāo)，P1（45.29 ，75） P2（35，56.46）。 通過以上數(shù)據(jù)分析，考慮加工的效率和加工實(shí)際的經(jīng)濟(jì)性，最理想的加工方式為車削，考慮該零件為大批量加工，故加工設(shè)備采用數(shù)控車床。 根據(jù)加工零件的外形和材料等條件，選用CJK6032數(shù)控車床。 1.4 確定加工方案 零件上比較精密表面的

9、加工，常常是通過粗加工、半精加工和精加工逐步達(dá)到的。對(duì)這些表面僅僅根據(jù)質(zhì)量要求選擇相應(yīng)的最終加工方法是不夠的，還應(yīng)正確地確定從毛坯到最終成形的加工方案。 毛坯先夾持左端，車右端輪廓113mm處，右端加工Φ39mm、SΦ42mm、 R9mm、Φ35mm、錐度為10度的外圓，Φ52mm調(diào)頭裝夾已加工Φ52mm外圓，左端加工Φ25mm33mm、切退刀槽、加工螺紋M25mm1.5mm。 該典型軸加工順序?yàn)椋? 預(yù)備加工---車端面---粗車右端輪廓---精車右端輪廓---切槽---工件調(diào)頭 ---車端面---粗車左端輪廓---精車左端輪廓---切退刀槽---粗車螺紋---精車螺紋。

10、 第二章 工件的裝夾 2.1 定位基準(zhǔn)的選擇 在制定零件加工的工藝規(guī)程時(shí)，正確地選擇工件的定位基準(zhǔn)有著十分重要的意義。定位基準(zhǔn)選擇的好壞，不僅影響零件加工的位置精度，而且對(duì)零件各表面的加工順序也有很大的影響。合理選擇定位基準(zhǔn)是保證零件加工精度的前提，還能簡(jiǎn)化加工工序，提高加工效率。 2.2 定位基準(zhǔn)選擇的原則 1）基準(zhǔn)重合原則。為了避免基準(zhǔn)不重合誤差，方便編程，應(yīng)選用工序基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，盡量使工序基準(zhǔn)、定位基準(zhǔn)、編程原點(diǎn)三者統(tǒng)一。 2）便于裝夾的原則。所選擇的

11、定位基準(zhǔn)應(yīng)能保證定位準(zhǔn)確、可靠，定位、夾緊機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單、易操作，敞開性好，能夠加工盡可能多的表面。 3）便于對(duì)刀的原則。批量加工時(shí)在工件坐標(biāo)系已經(jīng)確定的情況下，保證對(duì)刀的可能性和方便性。 2.3　確定零件的定位基準(zhǔn) 以左右端大端面為定位基準(zhǔn)。 為了工件不致于在切削力的作用下發(fā)生位移，使其在加工過程始終保持正確的位置，需將工件壓緊夾牢。合理的選擇夾緊方式十分重要，工件的裝夾不僅影響加工質(zhì)量，而且對(duì)生產(chǎn)率，加工成本及操作安全都有直接影響。 2.4 裝夾方式的選擇 為了工件不致于在切削力的作用下發(fā)生位移，使其在加工過程始終保持正確的位置，需將工件壓緊夾牢。合理的選擇夾緊方式十

12、分重要，工件的裝夾不僅影響加工質(zhì)量，而且對(duì)生產(chǎn)率，加工成本及操作安全都有直接影響。 2.5　數(shù)控車床常用的裝夾方式 1）在三爪自定心卡盤上裝夾。三爪自定心卡盤的三個(gè)卡爪是同步運(yùn)動(dòng)的，能自動(dòng)定心，一般不需要找正。該卡盤裝夾工件方便、省時(shí)，但夾緊力小，適用于裝夾外形規(guī)則的中、小型工件。 2）在兩頂尖之間裝夾。對(duì)于尺寸較大或加工工序較多的軸類工件，為了保證每次裝夾時(shí)的裝夾精度，可用兩頂尖裝夾。該裝夾方式適用于多序加工或精加工。 3）用卡盤和頂尖裝夾。當(dāng)車削質(zhì)量較大的工件時(shí)要一段用卡盤夾住，另一段用后頂尖支撐。這種方式比較安全，能承受較大的切削力，安裝剛性好，軸向定位準(zhǔn)確，應(yīng)用較廣泛。

13、 4）用心軸裝夾。當(dāng)裝夾面為螺紋時(shí)再做個(gè)與之配合的螺紋進(jìn)行裝夾，叫心軸裝夾。這種方式比較安全，能承受較大的切削力，安裝剛性好，軸向定位準(zhǔn)確。 2.6 確定合理的裝夾方式 裝夾方法：先用三爪自定心卡盤毛坯左端，加工右端達(dá)到工件精度要求；再工件調(diào)頭，用三爪自定心卡盤毛坯右端Φ52，再加工左端達(dá)到工件精度要求。 第三章 刀具及切削用量 3.1 選擇數(shù)控刀具的原則 刀具壽命與切削用量有密切關(guān)系。在制定切削用量時(shí)，應(yīng)首先選擇合理的刀具壽命，而合理的刀具壽命則應(yīng)根據(jù)優(yōu)化的目標(biāo)而定。一般分最高生產(chǎn)率刀具壽命和最低成本刀具壽命兩

14、種，前者根據(jù)單件工時(shí)最少的目標(biāo)確定，后者根據(jù)工序成本最低的目標(biāo)確定。 選擇刀具壽命時(shí)可考慮如下幾點(diǎn)根據(jù)刀具復(fù)雜程度、制造和磨刀成本來選擇。復(fù)雜和精度高的刀具壽命應(yīng)選得比單刃刀具高些。對(duì)于機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具，由于換刀時(shí)間短，為了充分發(fā)揮其切削性能，提高生產(chǎn)效率，刀具壽命可選得低些，一般取15-30min。對(duì)于裝刀、換刀和調(diào)刀比較復(fù)雜的多刀機(jī)床、組合機(jī)床與自動(dòng)化加工刀具，刀具壽命應(yīng)選得高些，尤應(yīng)保證刀具可靠性。車間內(nèi)某一工序的生產(chǎn)率限制了整個(gè)車間的生產(chǎn)率的提高時(shí)，該工序的刀具壽命要選得低些當(dāng)某工序單位時(shí)間內(nèi)所分擔(dān)到的全廠開支較大時(shí)，刀具壽命也應(yīng)選得低些。大件精加工時(shí)，為保證至少完成一次走刀，避免切削

15、時(shí)中途換刀，刀具壽命應(yīng)按零件精度和表面粗糙度來確定。與普通機(jī)床加工方法相比，數(shù)控加工對(duì)刀具提出了更高的要求，不僅需要?jiǎng)偵?、精度高，而且要求尺寸穩(wěn)定，耐用度高，斷和排性能同時(shí)要求安裝調(diào)整方便，這樣來滿足數(shù)控機(jī)床高效率的要求。數(shù)控機(jī)床上所選用的刀具常采用適應(yīng)高速切削的刀具材料(如高速鋼、超細(xì)粒度硬質(zhì)合金)并使用可轉(zhuǎn)位刀片。 3.2 選擇數(shù)控車削用刀具 數(shù)控車削車刀常用的一般分成型車刀、尖形車刀、圓弧形車刀以及三類。成型車刀也稱樣板車刀，其加工零件的輪廓形狀完全由車刀刀刃的形伏和尺寸決定。數(shù)控車削加工中，常見的成型車刀有小半徑圓弧車刀、非矩形車槽刀和螺紋刀等。在數(shù)控加工中，應(yīng)盡量少用或

16、不用成型車刀。尖形車刀是以直線形切削刃為特征的車刀。這類車刀的刀尖由直線形的主副切削刃構(gòu)成，如90內(nèi)外圓車刀、左右端面車刀、切槽(切斷)車刀及刀尖倒棱很小的各種外圓和內(nèi)孔車刀。尖形車刀幾何參數(shù)(主要是幾何角度)的選擇方法與普通車削時(shí)基本相同，但應(yīng)結(jié)合數(shù)控加工的特點(diǎn)(如加工路線、加工干涉等)進(jìn)行全面的考慮，并應(yīng)兼顧刀尖本身的強(qiáng)度。 二是圓弧形車刀。圓弧形車刀是以一圓度或線輪廓度誤差很小的圓弧形切削刃為特征的車刀。該車刀圓弧刃每一點(diǎn)都是圓弧形車刀的刀尖，因此，刀位點(diǎn)不在圓弧上，而在該圓弧的圓心上。圓弧形車刀可以用于車削內(nèi)外表面，特別適合于車削各種光滑連接(凹形)的成型面。選擇車刀圓弧半徑時(shí)應(yīng)考慮

17、兩點(diǎn)車刀切削刃的圓弧半徑應(yīng)小于或等于零件凹形輪廓上的最小曲率半徑，以免發(fā)生加工干淺該半徑不宜選擇太小，否則不但制造困難，還會(huì)因刀尖強(qiáng)度太弱或刀體散熱能力差而導(dǎo)致車刀損壞。 3.3 設(shè)置刀點(diǎn)和換刀點(diǎn) 刀具究竟從什么位置開始移動(dòng)到指定的位置呢？所以在程序執(zhí)行的一開始，必須確定刀具在工件坐標(biāo)系下開始運(yùn)動(dòng)的位置，這一位置即為程序執(zhí)行時(shí)刀具相對(duì)于工件運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)，所以稱程序起始點(diǎn)或起刀點(diǎn)。此起始點(diǎn)一般通過對(duì)刀來確定，所以，該點(diǎn)又稱對(duì)刀點(diǎn)。在編制程序時(shí)， 要正確選擇對(duì)刀點(diǎn)的位置。對(duì)刀點(diǎn)設(shè)置原則是：便于數(shù)值處理和簡(jiǎn)化程序編制。易于找正并在加工過程中便于檢查，引起的加工誤差小。對(duì)刀點(diǎn)可以設(shè)置在

18、加工零件上，也可以設(shè)置在夾具上或機(jī)床上，為了提高零件的加工精度，對(duì)刀點(diǎn)應(yīng)盡量設(shè)置在零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)上。實(shí)際操作機(jī)床時(shí)，可通過手工對(duì)刀操作把刀具的刀位點(diǎn)放到對(duì)刀點(diǎn)上，即“刀位點(diǎn)”與“對(duì)刀點(diǎn)”的重合。所謂“刀位點(diǎn)”是指刀具的定位基準(zhǔn)點(diǎn)，車刀的刀位點(diǎn)為刀尖或刀尖圓弧中心。平底立銑刀是刀具軸線與刀具底面的交點(diǎn)。球頭銑刀是球頭的球心，鉆頭是鉆尖等。用手動(dòng)對(duì)刀操作，對(duì)刀精度較低，且效率低。而有些工廠采用光學(xué)對(duì)刀鏡、對(duì)刀儀、自動(dòng)對(duì)刀裝置等，以減少對(duì)刀時(shí)間，提高對(duì)刀精度。加工過程中需要換刀時(shí)，應(yīng)規(guī)定換刀點(diǎn)。所謂“換刀點(diǎn)”是指刀架轉(zhuǎn)動(dòng)換刀時(shí)的位置，換刀點(diǎn)應(yīng)設(shè)在工件或夾具的外部，以換刀時(shí)不碰工件及其它部件

19、為準(zhǔn)。 3.4 確定切削用量 數(shù)控編程時(shí)，編程人員必須確定每道工序的切削用量，并以指令的形式寫人程序中。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。 第四章 典型軸類零件的加工 4.1 軸類零件加工工藝分析 （1） 技術(shù)要求 軸類零件的技術(shù)要求主要是支承軸頸和配合軸頸的徑向尺寸精度和形位精度，軸向一般要求不高。軸頸的直徑公差等級(jí)通常為IT6-IT8，幾何形狀精度主要是圓

20、度和圓柱度，一般要求限制在直徑公差范圍之內(nèi)。相互位置精度主要是同軸度和圓跳動(dòng)；保證配合軸頸對(duì)于支承軸頸的同軸度，是軸類零件位置精度的普遍要求之一。圖為特殊零件，徑向和軸向公差和表面精度要求較高。 （2）毛坯選擇 軸類零件除光滑軸和直徑相差不大的階梯軸采用熱軋或冷拉圓棒料外，一般采用鍛件；發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸等一類軸件采用球墨鑄鐵鑄件比較多。如圖典型軸類直徑相差不大，采用直徑為60mm，材料45#鋼，在鋸床上按150mm長(zhǎng)度下料。 （3）定位基準(zhǔn)選擇 軸類零件外圓表面、內(nèi)孔、螺紋等表面的同軸度，以及端面對(duì)軸中心線的垂直度是其相互位置精度的主要項(xiàng)目，而這些表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)一般都是軸中心線。用兩中心孔定

21、位符合基準(zhǔn)重合原則，并且能夠最大限度地在一次裝夾中加工出多格外圓表面和端面，因此常用中心孔作為軸加工的定位基準(zhǔn)。 當(dāng)不能采用中心孔時(shí)或粗加工是為了提高工作裝夾剛性，可采用軸的外圓表面作定位基準(zhǔn)，或是以外圓表面和中心孔共同作為定位基準(zhǔn)，能承受較大的切削力，但重復(fù)定位精度并不太高。 數(shù)控車削時(shí)，為了能用同一程序重復(fù)加工和工件調(diào)頭加工軸向尺寸的準(zhǔn)確性，或?yàn)榱硕嗣嬗嗔烤鶆?，工件軸向需要定位。采用中心孔定位時(shí)，中心孔尺寸及兩端中心孔間的距離要保持一致。以外圓定位時(shí)，則應(yīng)采用三爪自定心卡盤反爪裝夾或采用限未支承，以工件端面或臺(tái)階兒

22、面作為軸向定位基準(zhǔn)。 （4）軸類零件的預(yù)備加工 車削之前常需要根據(jù)情況安排預(yù)備加工，內(nèi)容通常有:直--毛坯出廠時(shí)或在運(yùn)輸、保管過程中，或熱處理時(shí)常會(huì)發(fā)生彎曲變形。過量彎曲變形會(huì)造成加工余量不足及裝夾不可靠。因此在車削前需增加校直工序。 切斷---用棒料切得所需長(zhǎng)度的坯料。切斷可在弓形鋸床、圓盤鋸床和帶鋸上進(jìn)行，也可以在普通車床切斷或在沖床上用沖模沖切。 車端面和鉆中心孔—對(duì)數(shù)控車削而言，通常將他們作為預(yù)備加工工序安排。 （5） 熱處理工序 鑄、鍛件毛坯在粗車前應(yīng)根據(jù)材質(zhì)和技術(shù)要求安排正火火退火處理，以消除應(yīng)力，改善組織和切削性能。性能要求較高的毛坯在粗加工后、精加工前應(yīng)安排調(diào)質(zhì)處

23、理，以提高零件的綜合機(jī)械性能；對(duì)于硬度和耐磨性要求不高的零件，調(diào)質(zhì)也常作為最終熱處理。相對(duì)運(yùn)動(dòng)的表面需在精加工前或后進(jìn)行表面淬火處理或進(jìn)行化學(xué)熱處理，以提高其耐磨性。 （6） 加工工序的劃分一般可按下列方法進(jìn)行： ①刀具集中分序法 就是按所用刀具劃分工序，用同一把刀具加工完零件上所有可以完成的部位。再用第二把刀、第三把完成它們可以完 成的其它部位。這樣可減少換刀次數(shù),壓縮空程時(shí)間，減少不必要的定位誤差。 ②以加工部位分序法 對(duì)于加工內(nèi)容很多的零件，可按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)將加工部分分成幾個(gè)部分，如內(nèi)形、外形、曲面或平面等。一般先加工平面、定位面，后加工孔；先加工簡(jiǎn)單的幾何形狀，再加工

24、復(fù)雜的幾何形狀；先加工精度較低的部位，再加工精度要求較高的部位。 ③以粗、精加工分序法 對(duì)于易發(fā)生加工變形的零件，由于粗加工后可能發(fā)生的變形而需要進(jìn)行校形，故一般來說凡要進(jìn)行粗、精加工的都要將工序分開。 綜上所述，在劃分工序時(shí)，一定要視零件的結(jié)構(gòu)與工藝性，機(jī)床的功能，零件數(shù)控加工內(nèi)容的多少，安裝次數(shù)及本單位生產(chǎn)組織狀況靈活掌握。另建議采用工序集中的原則還是采用工序分散的原則，要根據(jù)實(shí)際情況來確定，但一定力求合理。 （7）工時(shí)在加,加工順序的安排應(yīng)根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)和毛坯狀況，以及定位夾緊的需要來考慮，重點(diǎn)是工件的剛性不被破壞。順序一般應(yīng)按下列原則進(jìn)行： ①上道工序的加工不能影

25、響下道工序的定位與夾緊，中間穿插有通用機(jī)床加工工序的也要綜合考慮。 ②先進(jìn)行內(nèi)形內(nèi)腔加工序，后進(jìn)行外形加工工序。 ③以相同定位、夾緊方式或同一把刀加工的工序最好連接進(jìn)行，以減少重復(fù)定位次數(shù)，換刀次數(shù)與挪動(dòng)壓板次數(shù)。 ④在同一次安裝中進(jìn)行的多道工序，應(yīng)先安排對(duì)工件剛性破壞小的工序。 在數(shù)控車床上粗車、半精車分別用一個(gè)加工程序控制。工件調(diào)頭裝夾由程序中的M00或M01指令控制程序暫停，裝夾后按“循環(huán)啟動(dòng)”繼續(xù)加工。 （8）走刀路線和對(duì)刀點(diǎn)選擇 走刀路線包括切削加工軌跡，刀具運(yùn)動(dòng)到切削起始點(diǎn)、刀具切入、切出并返回切削起始點(diǎn)或?qū)Φ饵c(diǎn)等非切削空行程軌跡。由于半精加工和精加工的走刀

26、路線是沿其零件輪廓順序進(jìn)行的，所以確定走刀路線主要在于規(guī)劃好粗加工及空行程的走刀路線。合理確定對(duì)刀點(diǎn),對(duì)刀點(diǎn)可以設(shè)在被加工零件上，但注意對(duì)刀點(diǎn)必須是基準(zhǔn)位或已精加工過的部位，有時(shí)在第一道工序后對(duì)刀點(diǎn)被加工毀壞，會(huì)導(dǎo)致第二道工序和之后的對(duì)刀點(diǎn)無從查找，因此在第一道工序?qū)Φ稌r(shí)注意要在與定位基準(zhǔn)有相對(duì)固定尺寸關(guān)系的地方設(shè)立一個(gè)相對(duì)對(duì)刀位置，這樣可以根據(jù)它們之間的相對(duì)位置關(guān)系找回原對(duì)刀點(diǎn)。這個(gè)相對(duì)對(duì)對(duì)刀位置通常設(shè)在機(jī)床工作臺(tái)或夾具上。 4.2 典型軸類零件加工工藝 （1）確定加工順序及進(jìn)給路線 加工順序按粗到精、由近到遠(yuǎn)（由右到左）的原則確定。工件右端加工：既先從右到左進(jìn)行外輪廓粗車（留

27、0.5mm余量精車），然后從右 到左進(jìn)行外輪廓精車，最后切槽；工件調(diào)頭，工件左端加工：粗加工外輪廓、精加工外輪廓，切退刀槽，最后螺紋粗加工、螺紋精加工。 （2）選擇刀具 1）車端面：選用硬質(zhì)合金45度車刀，粗、精車用一把刀完成。 2) 粗、精車外圓：（因?yàn)槌绦蜻x用 G71循環(huán)所以粗、精車選用同一把刀）硬質(zhì)合金90度放型車刀，Kr=90度,Kr＇=60度;E=30度,（因?yàn)橛袌A弧輪廓）以防與工件輪廓發(fā)生干涉,如果有必要就用圖形來檢驗(yàn)。 3)車槽：選用硬質(zhì)合金車槽刀（刀長(zhǎng)12mm，刀寬3mm）。 4)車螺紋：選用60度硬質(zhì)合金外螺紋車刀。 （3）選擇切削用量 表4-

28、1 切削用量選擇 主軸轉(zhuǎn)速s/(r/min) 進(jìn)給量f/(mm/r) 背吃刀量ap/mm 粗車外圓 800 0.1 1.5 精車外圓 800 0.05 0.2 粗車螺紋 70 1.5 0.4 精車螺紋 70 1.5 0.1 切槽 115 0.04 - 數(shù)控加工刀具卡片 表4-2 刀具卡片 產(chǎn)品名稱或代號(hào) 零件名稱 典型軸 零件圖號(hào) 序號(hào) 刀具號(hào) 刀具規(guī)格名稱 數(shù)量 加工表面 備注 1 T01 硬質(zhì)合金端面45度車刀 1 粗、精車端面 2 T02 硬質(zhì)合

29、金90度放型車刀 1 粗、精車外輪廓 左偏刀 3 T03 硬質(zhì)合金車槽刀 1 切槽 - 4 T04 60度硬質(zhì)合金外螺紋車刀 1 粗、精車螺紋 - 用以上數(shù)據(jù)編制工藝卡如下： 表4-3數(shù)控加工工藝卡 單位名稱 產(chǎn)品名稱或代號(hào) 零件名稱 零件圖號(hào) 典型軸 工序號(hào) 程序編號(hào) 夾具名稱 使用設(shè)備 車間 001 O1111 三爪自定心卡盤 Cjk6032 數(shù)控車間 工步號(hào) 工步內(nèi)容 刀具號(hào) 刀具規(guī)格 主軸轉(zhuǎn)速r/min 進(jìn)給速度mm/r 背吃刀量mm 備注 1 車端面 T01 45度刀

30、500 0.1 手動(dòng) 2 粗車外輪廓 T02 90度防型刀 800 0.1 1.5 自動(dòng) 3 精車外圓輪廓 T02 90度防型刀 800 0.05 0.2 自動(dòng) 4 切槽 T03 切槽刀 115 0.04 自動(dòng) 工序號(hào) 程序編號(hào) 夾具名稱 使用設(shè)備 車間 002 02222 三爪自定心卡盤 Cjk6032 數(shù)控車間 工步號(hào) 工步內(nèi)容 刀具號(hào) 刀具規(guī)格 主軸轉(zhuǎn)速r/min 進(jìn)給速度mm/r 背吃刀量mm 備注 1 車端面 T01 45度刀 500 0.1 手動(dòng) 2 粗車外輪廓 T

31、02 90度防型刀 800 0.1 1.5 自動(dòng) 3 精車外圓輪廓 T02 90度防型刀 800 0.05 0.2 自動(dòng) 4 切退刀槽 T03 切槽刀 115 0.04 自動(dòng) 5 粗車螺紋 T04 60度外螺紋刀 70 1.5 0.4 自動(dòng) 6 精車螺紋 T04 60度外螺紋刀 70 1.5 0.1 自動(dòng) 編制 審核 批準(zhǔn) 年 月 日 共 頁 第頁 4.3 加工坐標(biāo)系設(shè)置 （1）建立工件坐標(biāo)系 圖4-1 坐標(biāo)

32、系設(shè)定 （2）試切法對(duì)刀 在數(shù)控加工中，工件坐標(biāo)系確定后，還要確定刀尖點(diǎn)在工件坐標(biāo)系中的位置，即通常所說的對(duì)刀問題。在數(shù)控車床上，目前常用的對(duì)刀方法為試切對(duì)刀法。 將工件安裝好之后，先用MDI方式操作機(jī)床，用已選好的刀具將工件端面車一刀，然后保持刀具在縱向（Z）尺寸不變，沿橫向（x）退刀。當(dāng)取工件右端面O為工件原點(diǎn)時(shí)，對(duì)刀輸入為Z0，如圖4-2（a）用同樣的方法，再將工件的表面車一刀，然后保持刀具在橫向上的尺寸不變， 從縱向退刀，停止主軸轉(zhuǎn)動(dòng)，再量出工件車削后的直徑如圖4-2（b）根據(jù)長(zhǎng)度和直徑，既可確定刀具在工件坐標(biāo)系中的位置。其他各刀都需要進(jìn)行以上操作，從而確定每把刀具在工

33、件坐標(biāo)系中的位置。 圖4-2（a） Z軸方向?qū)Φ? 圖4-2（b） X軸方向?qū)Φ? （3）選擇切削用量 表4-4 切削用量選擇 主軸轉(zhuǎn)速s/(r/min) 進(jìn)給量f/(mm/r) 背吃刀量ap/mm 粗車外圓 800 0.1 1.5 精車外圓 800 0.05 0.2 粗車螺紋 70 1.5 0.4 精車螺紋 70 1.5 0.1 切槽 115 0.04 - 為了螺紋容易配合，螺紋M251.5在車削大徑時(shí)，加工到直徑Φ24.7mm，總背吃刀量去0.65P=（0

34、.651.5）mm=0.975mm。 4.4 手工編程 工件右端加工 O1111； M06 X200 Z100； 建立工件坐標(biāo)系 T0202; 調(diào)用2號(hào)刀 M03 S800; 主軸以800r/min正轉(zhuǎn) G00 X60 Z5; 到循環(huán)加工起

35、點(diǎn) G71 U.1.5 R1 P01 Q02 X0.2 Z0.08 F80; 粗加工循環(huán) N01 G00 X39 Z2； 到精加工起點(diǎn) G01 X39 Z0 F40; 精加工輪廓開始 G01 X39 Z0 C2 倒角C2 Z-26; 加工Φ39 G03 X

36、35 Z-56.46 R24; 加工SΦ48圓弧 G02 X35 Z-70 R9; 加工R9圓弧 G01 Z-75; 加工Φ35 X45.29; 加工Φ35外徑左端面至斜線部分 X52 Z-94; 加工斜線部分 N02 Z-113;

37、 精車循環(huán)結(jié)束 G00 X55 Z100; 到換刀點(diǎn) M06 T0303 M03 S115 M08； 換3號(hào)切槽刀,打開切削液 G00 X55 Z2； 刀具起切的安全點(diǎn) G00 X55 Z-89； 切槽切入點(diǎn) G01 X39 F5； 切槽 G01 X55 F20；

38、 切槽退刀 G01 Z-82； 切槽切入點(diǎn) G01 X39 F5； 切槽 G01 X55 F20； 切槽退刀 G00 Z-18； 切槽切入點(diǎn) G01 X35 F5； 切槽切入點(diǎn) G01 X50 F20；

39、 切槽退刀 G00 X55 Z100 M09； 回?fù)Q刀點(diǎn),關(guān)閉切削液 M05； 主軸停止 M30； 程序結(jié)束 工件左端加工 O2222 T0202 M03 S800； 換2號(hào)外圓刀 主軸800r/min G00 X55

40、 Z2； 刀具起切的安全點(diǎn) G71 U1.5 R1 P01 Q02 X0.2 Z0.08 F80； 外徑粗精車循環(huán) N01 G00 X50 Z2； 精車循環(huán)開始 G01 X0 Z0 F40； 開始加工 G01 X24.7 Z0 C2； 倒角 G01 Z-33；

41、 車Φ25 G01 X52 Z-33 C2； 倒角 N02 G01 Z-35； 精車循環(huán)結(jié)束 G00 X100 Z100； 換刀點(diǎn) M05； 主軸停止 M30； 程序結(jié)束 T0303 M03 S115 ；

42、 換3號(hào)切槽刀 G00 X30 Z2； 刀具起切的安全點(diǎn) G00 Z-28； 切槽切入點(diǎn) G01 X21 F5 ； 切槽 G01 X30 F20； 退刀 G00 X50 Z100；

43、回?fù)Q刀點(diǎn) M05； 主軸停止 M30 ； 程序結(jié)束 T0404 M03 S70； 換4號(hào)螺紋刀 G00 X25 Z2 ； 刀具起始安全點(diǎn) G76 C1 A60 X23.056 Z-26 K0.974 U0.1 V0.1 Q0.4 F1.5; 螺紋車削循環(huán)，C為精車次數(shù)，螺紋刀具角度，X為最終

44、螺紋X軸小徑，Z為最終螺紋Z軸長(zhǎng)度，K為牙型高，U精加工余量，V最大加工量，Q第一刀最大背吃刀量，F(xiàn)為導(dǎo)程。 G01 X40； 退刀 G00 X100 Z100； 回?fù)Q刀點(diǎn) M05； 主軸停止 M30； 程序結(jié)束 第五章 數(shù)控車

45、自動(dòng)編程軟件CAXA介紹 數(shù)控編程分為手工編程和自動(dòng)編程，自動(dòng)編程是根據(jù)工件圖形和加工工藝采 用專用軟件自動(dòng)生成加工程序。CAXA 數(shù)控車是國產(chǎn)自動(dòng)編程軟件之一。 CAXA 數(shù)控車具有全中文 Windows 界面，形象化的圖標(biāo)菜單，全面的鼠標(biāo)拖 動(dòng)功能，靈活方便的立即菜單參數(shù)調(diào)整功能，智能化的動(dòng)態(tài)導(dǎo)航捕捉功能和多方 位的信息提示等。CAXA 數(shù)控車具有 CAD 軟件的強(qiáng)大繪圖功能和完善的外部數(shù)據(jù) 接口，可以繪制任意復(fù)雜的二維圖形，通過數(shù)據(jù)接口與其他系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)。CAXA 數(shù)控車提供了功能強(qiáng)大、使用簡(jiǎn)潔的軌跡生成手段，可按加工要求生成各種復(fù)雜 圖形

46、的加工軌跡。通用的后置處理模塊使 CAXA 數(shù)控車可以滿足各種機(jī)床的代碼 格式，對(duì)生成的代碼進(jìn)行校驗(yàn)及加工仿真。將 CAXA 數(shù)控車同其他的專業(yè)制造軟 件結(jié)合起來，將會(huì)滿足任何 CAD／CAM 的需求。 5.1 CAXA 數(shù)控車界面 CAXA 數(shù)控車基本應(yīng)用界面由標(biāo)題欄、菜單欄、繪圖區(qū)、工具條和狀態(tài)欄組成，各種應(yīng)用功能均通過菜單和工具條驅(qū)動(dòng)，工具條中的每一個(gè)圖標(biāo)都對(duì)應(yīng)一個(gè)菜單命令。單擊圖標(biāo)或單擊菜單-命令，會(huì)得到相同的結(jié)果。 狀態(tài)條指導(dǎo)用戶進(jìn)行操作并提示當(dāng)前狀態(tài)和所處位置， 繪圖區(qū)顯示各種繪圖操作 的結(jié)果。同時(shí)，繪圖區(qū)和參數(shù)欄為用戶實(shí)現(xiàn)各種功能提供數(shù)據(jù)的交互使用。 5.

47、2 CAXA 數(shù)控車進(jìn)行造型設(shè)計(jì) 對(duì)于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造軟件來說，需要先有加工零件的幾何模型，然后 才能形成用于加工的刀具軌跡。幾何模型的來源主要有兩種，一是由 CAM 軟件附 帶的 CAD 部分直接建立，二是由外部文件轉(zhuǎn)入。對(duì)于轉(zhuǎn)入的外部文件，很可能出 現(xiàn)圖線散亂或在曲面接合位置產(chǎn)生破損，這些修補(bǔ)工作只能由 CAM 軟件來完成。 而對(duì)于直接在 CAM 軟件中建立的模型，則不需要轉(zhuǎn)換文件，只需結(jié)合不同的模型 建立方式，產(chǎn)生獨(dú)特的刀具軌跡。因此，CAM 軟件大多附帶完整的幾何模型建構(gòu)模塊。CAXA 數(shù)控車軟件提供了建立幾何模型的功能。在 CAXA 數(shù)控車中，點(diǎn)、直線、 圓弧、樣條、組合

48、曲線的曲線繪制或編輯，其功能意義相同，操作方式也一樣。 由于不同種類曲線組合的不一樣，不同狀態(tài)的曲線功能組合也不盡相同 5.3 CAXA 數(shù)控車加工CAM 用 CAXA 數(shù)控車實(shí)現(xiàn)加工的過程 ①必須配置好機(jī)床，這是正確輸出代碼的關(guān)鍵。 ②看懂圖樣，用曲線工具條中的各項(xiàng)功能表達(dá)工件。 ③根據(jù)工件形狀，選擇合適的加工方式，生成刀位軌跡。 ④生成 G 代碼，通過數(shù)據(jù)接口傳給機(jī)床。 5.4 CAXA 數(shù)控車加工類型 ①輪廓粗車 輪廓粗車的過程輪廓粗車功能主要用于對(duì)工件外輪廓表面、內(nèi)輪廓表面和端面的粗車加工，用于快速消除毛坯多余部分加工軌跡的生成、軌跡仿真以及數(shù)

49、控代碼的提取。 ②輪廓精車 輪廓精車的過程輪廓精車實(shí)現(xiàn)對(duì)工件外輪廓表面、內(nèi)輪廓表面和端面的精車加工。輪廓精車時(shí)，要確定被加工輪廓。被加工輪廓就是加工結(jié)束后的工件表面輪廓，被加工輪廓不能閉合。 ③切槽加工 切槽加工的過程車槽功能用于在工件外輪廓表面、內(nèi)輪廓表面和端面切槽。切槽時(shí)要確定被加工輪廓，被加工輪廓就是結(jié)束后的工件表面輪廓，被加工輪廓不能閉合。 ④螺紋加工 ⑤孔加工 。 以上是 CAXA 數(shù)控車軟件主要內(nèi)容，目前一般數(shù)控教學(xué)采用手工編程與自動(dòng)編程相結(jié)合，取得了良好的學(xué)習(xí)效果。 第六章 總結(jié) 在數(shù)控車削加工中經(jīng)常遇到軸類零件，本論文采用含螺紋

50、零件進(jìn)行編程設(shè)計(jì)，在螺紋車削編程中要注意數(shù)控車床主軸上必須安裝有脈沖編碼器測(cè)定主軸實(shí)際轉(zhuǎn)速，從而實(shí)現(xiàn)主軸轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)刀具進(jìn)給一個(gè)螺紋導(dǎo)程的同步運(yùn)動(dòng)，從螺紋粗車到精車，主軸的轉(zhuǎn)速必須保持不變.。該特殊軸零件結(jié)構(gòu)，有螺紋、倒角、圓弧、槽等。該編程螺紋車削采用螺紋加工循環(huán)指令G76，用該指令編程可以不用寫那么多步程序，省去了很多編程時(shí)間。數(shù)控加工的基本編程方法是用點(diǎn)定位指令編寫接近或離開工件等空行程軌跡，要用插補(bǔ)指令編寫工件輪廓的切削進(jìn)給軌跡。 畢業(yè)設(shè)計(jì)是這三年學(xué)習(xí)過程中最后的一次綜合性作業(yè)，也是一種總結(jié)性的實(shí)踐教學(xué)課程。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，能使學(xué)生做學(xué)的各種理論知識(shí)和技能得以綜合運(yùn)用，并且能進(jìn)行全面、系統(tǒng)、

51、嚴(yán)格的技術(shù)及基本能力的訓(xùn)練。通過一定時(shí)間的校內(nèi)學(xué)習(xí)，我們已經(jīng)獲得了相應(yīng)的理論知識(shí)和一定的專業(yè)技能，進(jìn)入工廠的實(shí)踐操作有時(shí)我們獲得了一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，是我們更好地理解了所學(xué)理論知識(shí)在實(shí)踐中的應(yīng)用。而在時(shí)間的過程中所涉及到的一些問題，又能促進(jìn)我們帶只這些疑問來積極地探索。畢業(yè)設(shè)計(jì)貫穿了理論聯(lián)系實(shí)際的原則，有助于提高我們適應(yīng)未來崗位的能力。 幾個(gè)星期以來，從開始到畢業(yè)設(shè)計(jì)完成，每一步對(duì)我來說都是新的嘗試和挑戰(zhàn)，在做這次畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中使我學(xué)到很多知識(shí)，我感到無論做什么事情只有真真正正用心去做，才會(huì)使自己有更快的成長(zhǎng)和提高。我相信，通過這次的實(shí)踐，我對(duì)數(shù)控加工有了進(jìn)一步了解，使我在以后 的加工過程

52、中避免很多不必要的錯(cuò)誤，有能力加工出精度更高、更復(fù)雜的產(chǎn)品。 第七章 致謝詞 本論文在趙老師和殷老師的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下已完成。在學(xué)習(xí)和生活期間，也始終感受著老師的精心指導(dǎo)和無私的關(guān)懷，使我受益匪淺。在此向老師表示深深的感謝和崇高的敬意。不積跬步何以至千里，本設(shè)計(jì)能夠順利的完成，歸功于老師的認(rèn)真負(fù)責(zé)，使我能夠良好的掌握和運(yùn)用專業(yè)知識(shí)，并在設(shè)計(jì)中得以體現(xiàn)。同時(shí)我在網(wǎng)上也搜集了不少相關(guān)資料，才使我的畢業(yè)論文順利完成。在此我再次向幫助我完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的所有人表示由衷的感謝。

53、 參考文獻(xiàn) [1]鄒新宇 數(shù)控編程[M].清華大學(xué)出版社，2006年。 [2]陳子銀 徐鯤鵬 數(shù)控加工技術(shù)[M].北京理工大學(xué)出版社,2006年。 [6]余英良 數(shù)控加工編程及操作[M].北京:高等教育出版社,2004年第一版。 [7]黃衛(wèi) 數(shù)控技術(shù)與數(shù)控編程[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2004年。 [3]眭潤(rùn)舟 數(shù)控編程與加工技術(shù)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2006年第一版。 [4]詹華西 數(shù)控加工技術(shù)實(shí)訓(xùn)教程[M].西安:電子科技大學(xué)出版社,2006年。 [5]陳富安 數(shù)控機(jī)床原理與編程[M].西安:西安電子科技大學(xué)出版社,2004年第一版。 [8]李家杰 數(shù)控機(jī)床編程操作與操作實(shí)用教程[M].南京:東南大學(xué)出版社，2005年。 [9]華茂發(fā) 數(shù)控機(jī)床加工工藝[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2000年。 [10]黃康美 數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)教程[M].北京:電子工業(yè)出版社，2004年。 [11]杜家熙 數(shù)控加工工藝.機(jī)械工業(yè)出版社,2009年。 [12]隋秀梅 CAXA 制造工程師 數(shù)控加工自動(dòng)編程.機(jī)械工業(yè)出版社，2008年。 31