[精品資料]畢業(yè)資料_數(shù)控車削加工

畢業(yè)設計說明書題 目 數(shù)控車削加工 目 錄一、 緒論 3二、 畢業(yè)設計任務 . 9三、 二維圖. 15四、 三維圖. 16五、 零件的工藝分析 17六、 選擇設備21七、 切削用量的確定 24八、 刀具選擇 26九、 數(shù)控加工工藝卡30十、 零件粗精加工手工編程 31十一、 刀具軌跡路徑 32十二、 數(shù)控仿真報告 33十三、 設計小結 35十四、 參考文獻.36一、緒論一般了解：數(shù)控機床的組成、數(shù)控機床的優(yōu)缺點、數(shù)控機床的發(fā)展趨勢一、 數(shù)字控制：用數(shù)字化信號對機床的運動及其加工過程進行控制的一種控制方法。數(shù)控機床：國際信息處理聯(lián)盟（IFIP）第五技術委員會，對數(shù)控機床作了如下定義：一種裝了程序控制系統(tǒng)的機床。該系統(tǒng)能邏輯的處理具有使用號碼或其他符號編碼指令規(guī)定的程序。二、 數(shù)控機床的產(chǎn)生與發(fā)展：1.產(chǎn)生：1、傳統(tǒng)的生產(chǎn)方法已滿足不了生產(chǎn)需求（1) 單件小批量生產(chǎn)占70%，一般用試切法，技術水平要求高，勞動強度大，精度不高，無法實現(xiàn)自動化。如：普通車、銑、刨、磨床等（2) 工藝流水作業(yè)調(diào)整法加工，生產(chǎn)率提高，精度提高，成本低，品種多，采用組合機床，多機床配合，環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，生產(chǎn)停滯。（3) 自動機床：用凸輪控制，適于生產(chǎn)簡單工件，且改型困難 2、社會的需求（1) 品種多樣化（2) 零件精度和形狀復雜程度不斷提高（3) 生產(chǎn)品種的頻繁換型 3、技術上的可行性（1) 電子計算機的發(fā)明（2) 電子技術的發(fā)展a、 現(xiàn)代控制理論的發(fā)展b、 各種功能優(yōu)越件的產(chǎn)生c、 大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)（3) 新穎機械結構的出現(xiàn)a、 滾珠絲杠代替普通絲杠，動作更靈活，間隙更小，精度提高b、 滾動導軌代替滑動導軌，移動靈活，克服爬行和前沖現(xiàn)象（4) 機床動態(tài)特性的研究成果使機床的剛度更好，主軸轉速更高，抗振性提高由于生產(chǎn)的發(fā)展要求出現(xiàn)新的生產(chǎn)工具，而在技術上又已具備了條件，于是在1948年，美國帕森斯公司提出應用計算機控制機床加工的設想，并與麻省理工學院合作進行研制工作。1952年試制成功第一臺三坐標立式數(shù)控銑床。1958年我國開始研制數(shù)控機床。2.發(fā)展： 19521959年，電子管制成數(shù)控機床控制系統(tǒng) 19591965年，晶體管制成數(shù)控機床控制系統(tǒng) 19651970年，小規(guī)模集成電路 19701974年，大規(guī)模集成電路 1974 ，微型計算機三、 數(shù)控機床的組成：數(shù)字控制計算機PC控制部分伺服系統(tǒng)液壓、氣動系統(tǒng)機械部分數(shù)字控制計算機：處理加工程序，輸出各種信號，控制機床完成各種運動。 PC控制部分：介于控制計算機和機械、液壓部件之間的控制系統(tǒng)，接受計算機輸出的指令信號，經(jīng)過編譯、邏輯判斷、功率放大后，直接驅(qū)動相應的電器、液壓、氣動和機械部件，完成相應的動作。 以上兩部分加上輸入輸出設備、驅(qū)動裝置等可以和稱為計算機數(shù)控系統(tǒng)（Computerized NumericalControl System）也可簡為CNC系統(tǒng)。目前通常所說的數(shù)控系統(tǒng)，一般均指計算機數(shù)控系統(tǒng)。 液壓、氣動系統(tǒng)：輔助裝置，用來實現(xiàn)潤滑、冷卻、夾緊、轉位、排屑等能。 機械部分：包括主運動部件（主軸）、進給運動執(zhí)行部分（工作臺、拖板、床身等） 伺服系統(tǒng)：根據(jù)CNC發(fā)來的速度和位移指令，控制執(zhí)行部件的進給速度、方向、位移。四、 數(shù)控機床的加工運動：主運動（控制主運動可以得到合理的切削速度）一般指主軸轉速。 數(shù)控機床需要無級變速，一般采用變頻器控制變頻電機來實現(xiàn)無級變速。如：XKA714采用日本安川變頻器，河北變頻電機。進給運動（控制進給運動可以得到不同的加工表面）用伺服電機或步進電機來控制絲杠的轉動，從而帶動工作臺或刀具在二維、三維空間內(nèi)進行移動，加工出各種曲面。五、 數(shù)控機床的優(yōu)缺點：優(yōu)點：1.精度高，質(zhì)量穩(wěn)定 傳動精度高（滾珠絲杠），摩擦阻力?。L動導軌），設有檢測元件（矯正誤差）程序自動加工，避免認為誤差。 2.生產(chǎn)率高，采用高硬度的硬質(zhì)合金刀具，因而切削速度提高，可實現(xiàn)自動換刀，空行程速度快：15m/min240m/min，因而縮短了輔助時間。 3.功能多，一次裝夾可完成多種加工，消除因重復定位而帶來的誤差。如：數(shù)空鏜銑床、縱切機床。 4.適應不同零件的自動加工，要換零件品種，只需改變程序。 5.能完成復雜形面的加工，如：螺旋槳面 6.減低勞動強度，有較高經(jīng)濟效益。缺點：1.價格昂貴，一次性投資大 2.維修和操作較復雜數(shù)控機床的結構特點：1.增加機床的剛度 2.注重散熱和排屑 3.采用滾珠絲杠和滾動導軌，或塑料貼面導軌 4采取了傳動消除間隙機構，提高了傳動精度六、 分類：數(shù)控機床的分類1 按加工工藝方法分類 1.金屬切削類數(shù)控機床 與傳統(tǒng)的車、銑、鉆、磨、齒輪加工相對應的數(shù)控機床有數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控鉆床、數(shù)控磨床、數(shù)控齒輪加工機床等。盡管這些數(shù)控機床在加工工藝方法上存在很大差別，具體的控制方式也各不相同，但機床的動作和運動都是數(shù)字化控制的，具有較高的生產(chǎn)率和自動化程度。 在普通數(shù)控機床加裝一個刀庫和換刀裝置就成為數(shù)控加工中心機床。加工中心機床進一步提高了普通數(shù)控機床的自動化程度和生產(chǎn)效率。例如銑、鏜、鉆加工中心，它是在數(shù)控銑床基礎上增加了一個容量較大的刀庫和自動換刀裝置形成的，工件一次裝夾后，可以對箱體零件的四面甚至五面大部分加工工序進行銑、鏜、鉆、擴、鉸以及攻螺紋等多工序加工，特別適合箱體類零件的加工。加工中心機床可以有效地避免由于工件多次安裝造成的定位誤差，減少了機床的臺數(shù)和占地面積，縮短了輔助時間，大大提高了生產(chǎn)效率和加工質(zhì)量。 2.特種加工類數(shù)控機床 除了切削加工數(shù)控機床以外，數(shù)控技術也大量用于數(shù)控電火花線切割機床、數(shù)控電火花成型機床、數(shù)控等離子弧切割機床、數(shù)控火焰切割機床以及數(shù)控激光加工機床等。 3.板材加工類數(shù)控機床 常見的應用于金屬板材加工的數(shù)控機床有數(shù)控壓力機、數(shù)控剪板機和數(shù)控折彎機等。 近年來，其它機械設備中也大量采用了數(shù)控技術，如數(shù)控多坐標測量機、自動繪圖機及工業(yè)機器人等。 2 按控制運動軌跡分類 1.點位控制數(shù)控機床 位置的精確定位，在移動和定位過程中不進行任何加工。機床數(shù)控系統(tǒng)只控制行程終點的坐標值，不控制點與點之間的運動軌跡，因此幾個坐標軸之間的運動無任何聯(lián)系?？梢詭讉€坐標同時向目標點運動，也可以各個坐標單獨依次運動。 這類數(shù)控機床主要有數(shù)控坐標鏜床、數(shù)控鉆床、數(shù)控沖床、數(shù)控點焊機等。點位控制數(shù)控機床的數(shù)控裝置稱為點位數(shù)控裝置。 2.直線控制數(shù)控機床 直線控制數(shù)控機床可控制刀具或工作臺以適當?shù)倪M給速度，沿著平行于坐標軸的方向進行直線移動和切削加工，進給速度根據(jù)切削條件可在一定范圍內(nèi)變化。 直線控制的簡易數(shù)控車床，只有兩個坐標軸，可加工階梯軸。直線控制的數(shù)控銑床，有三個坐標軸，可用于平面的銑削加工?，F(xiàn)代組合機床采用數(shù)控進給伺服系統(tǒng)，驅(qū)動動力頭帶有多軸箱的軸向進給進行鉆鏜加工，它也可算是一種直線控制數(shù)控機床。 數(shù)控鏜銑床、加工中心等機床，它的各個坐標方向的進給運動的速度能在一定范圍內(nèi)進行調(diào)整，兼有點位和直線控制加工的功能，這類機床應該稱為點位/直線控制的數(shù)控機床。 3.輪廓控制數(shù)控機床 輪廓控制數(shù)控機床能夠?qū)蓚€或兩個以上運動的位移及速度進行連續(xù)相關的控制，使合成的平面或空間的運動軌跡能滿足零件輪廓的要求。它不僅能控制機床移動部件的起點與終點坐標，而且能控制整個加工輪廓每一點的速度和位移，將工件加工成要求的輪廓形狀。 常用的數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控磨床就是典型的輪廓控制數(shù)控機床。數(shù)控火焰切割機、電火花加工機床以及數(shù)控繪圖機等也采用了輪廓控制系統(tǒng)。輪廓控制系統(tǒng)的結構要比點位/直線控系統(tǒng)更為復雜，在加工過程中需要不斷進行插補運算，然后進行相應的速度與位移控制。 現(xiàn)在計算機數(shù)控裝置的控制功能均由軟件實現(xiàn)，增加輪廓控制功能不會帶來成本的增加。因此，除少數(shù)專用控制系統(tǒng)外，現(xiàn)代計算機數(shù)控裝置都具有輪廓控制功能。 3 按驅(qū)動裝置的特點分類1.開環(huán)控制數(shù)控機床 這類控制的數(shù)控機床是其控制系統(tǒng)沒有位置檢測元件，伺服驅(qū)動部件通常為反應式步進電動機或混合式伺服步進電動機。數(shù)控系統(tǒng)每發(fā)出一個進給指令，經(jīng)驅(qū)動電路功率放大后，驅(qū)動步進電機旋轉一個角度，再經(jīng)過齒輪減速裝置帶動絲杠旋轉，通過絲杠螺母機構轉換為移動部件的直線位移。移動部件的移動速度與位移量是由輸入脈沖的頻率與脈沖數(shù)所決定的。此類數(shù)控機床的信息流是單向的，即進給脈沖發(fā)出去后，實際移動值不再反饋回來，所以稱為開環(huán)控制數(shù)控機床。 開環(huán)控制系統(tǒng)的數(shù)控機床結構簡單，成本較低。但是，系統(tǒng)對移動部件的實際位移量不進行監(jiān)測，也不能進行誤差校正。因此，步進電動機的失步、步距角誤差、齒輪與絲杠等傳動誤差都將影響被加工零件的精度。開環(huán)控制系統(tǒng)僅適用于加工精度要求不很高的中小型數(shù)控機床，特別是簡易經(jīng)濟型數(shù)控機床。 2.閉環(huán)控制數(shù)控機床 接對工作臺的實際位移進行檢測，將測量的實際位移值反饋到數(shù)控裝置中，與輸入的指令位移值進行比較，用差值對機床進行控制，使移動部件按照實際需要的位移量運動，最終實現(xiàn)移動部件的精確運動和定位。從理論上講，閉環(huán)系統(tǒng)的運動精度主要取決于檢測裝置的檢測精度，也與傳動鏈的誤差無關，因此其控制精度高。圖1-3所示的為閉環(huán)控制數(shù)控機床的系統(tǒng)框圖。圖中A為速度傳感器、C為直線位移傳感器。當位移指令值發(fā)送到位置比較電路時，若工作臺沒有移動，則沒有反饋量，指令值使得伺服電動機轉動，通過A將速度反饋信號送到速度控制電路，通過C將工作臺實際位移量反饋回去，在位置比較電路中與位移指令值相比較，用比較后得到的差值進行位置控制，直至差值為零時為止。這類控制的數(shù)控機床，因把機床工作臺納入了控制環(huán)節(jié)，故稱為閉環(huán)控制數(shù)控機床。 閉環(huán)控制數(shù)控機床的定位精度高，但調(diào)試和維修都較困難，系統(tǒng)復雜，成本高。 3.半閉環(huán)控制數(shù)控機床 半閉環(huán)控制數(shù)控機床是在伺服電動機的軸或數(shù)控機床的傳動絲杠上裝有角位移電流檢測裝置（如光電編碼器等），通過檢測絲杠的轉角間接地檢測移動部件的實際位移，然后反饋到數(shù)控裝置中去，并對誤差進行修正。通過測速元件A和光電編碼盤B可間接檢測出伺服電動機的轉速，從而推算出工作臺的實際位移量，將此值與指令值進行比較，用差值來實現(xiàn)控制。由于工作臺沒有包括在控制回路中，因而稱為半閉環(huán)控制數(shù)控機床。 半閉環(huán)控制數(shù)控系統(tǒng)的調(diào)試比較方便，并且具有很好的穩(wěn)定性。目前大多將角度檢測裝置和伺服電動機設計成一體，這樣，使結構更加緊湊。 4.混合控制數(shù)控機床 將以上三類數(shù)控機床的特點結合起來，就形成了混合控制數(shù)控機床?；旌峡刂茢?shù)控機床特別適用于大型或重型數(shù)控機床，因為大型或重型數(shù)控機床需要較高的進給速度與相當高的精度，其傳動鏈慣量與力矩大，如果只采用全閉環(huán)控制，機床傳動鏈和工作臺全部置于控制閉環(huán)中，閉環(huán)調(diào)試比較復雜。混合控制系統(tǒng)又分為兩種形式： 1、開環(huán)補償型。它的基本控制選用步進電動機的開環(huán)伺服機構，另外附加一個校正電路。用裝在工作臺的直線位移測量元件的反饋信號校正機械系統(tǒng)的誤差。 2、半閉環(huán)補償型。它是用半閉環(huán)控制方式取得高精度控制，再用裝在工作臺上的直線位移測量元件實現(xiàn)全閉環(huán)高速度與高精度的統(tǒng)一。其中A是速度測量元件（如測速發(fā)電機），B是角度測量元件，C是直線修正，以獲得位移測量元件。 。七、 數(shù)控機床的發(fā)展趨勢：1.先進的自檢能力：提高機床的綜合性能 2.向高速、高精度發(fā)展：分辨率可達0.01微米，進給速度可達400800mm/min 3.更高的生產(chǎn)率，利用率：自動換刀 4.單元模塊化：控制單元、伺服單元、機械部件已模塊化生產(chǎn)，需要時組裝，如：XKA714機械部分北京一機床，CNC西門子生產(chǎn) 5.更強的通訊、圖象編程、顯示功能：計算機編程八、 九、數(shù)控機床加工特點數(shù)控機床是新型的自動化機床，它具有廣泛通用性和很高的自動化程度。數(shù)控機床是實現(xiàn)自動化最重要的環(huán)節(jié)，是發(fā)展柔性生產(chǎn)的基礎。數(shù)控機床在加工下面一些零件中更能顯示優(yōu)越性：1.批量?。?00件以下）而又多次生產(chǎn)的零件2.幾何形狀復雜的零件3.在加工過程中必須進行多種加工的零件4.切削余量大的零件5.必須嚴格控制公差（即公差帶范圍?。┑牧慵?.工藝設計經(jīng)常變化的零件7.加工過程中的錯誤會造成嚴重浪費的貴重零件8.需要全部檢驗的零件，等二 畢業(yè)設計任務一、目的與要求：1培養(yǎng)學生綜合運用所學職業(yè)基礎知識、職業(yè)專業(yè)知識和職業(yè)技能，提高解決實際問題的能力，從而達到鞏固、深化所學的知識與技能的目的。2培養(yǎng)學生建立正確的科學思想、認真負責、實事求是的科學態(tài)度和嚴謹求實作風。3培養(yǎng)學生調(diào)查研究、收集資料，熟悉有關技術文件，運用國家標準、手冊、等資料進行機械零件設計或加工（如設計計算，數(shù)據(jù)處理，工程制圖等）、編寫技術文件等獨立工作能力。二、選題：1自主選題根據(jù)學生本人實踐實習所在單位的具體情況，盡可能結合生產(chǎn)實際，學生可自主選題，自主選題必須通過指導教師審查認可。2根椐給定課題進行選題（1）凸輪板數(shù)控加工及編程（2）左、右胎模頭數(shù)控加工及編程（3）星型聯(lián)軸節(jié)零件數(shù)控加工及編程（4）零件的數(shù)控車削加工工藝及編程（5）零件的數(shù)控銑削加工工藝及編程（6）球頭及內(nèi)外螺紋零件數(shù)控車削加工工序及編程（工藝參數(shù)不同）（7）支承套零件的數(shù)控銑削加工及編程（8）零件的數(shù)控車削加工工藝及編程（9）孔軸配合及套筒類零件數(shù)控加工工藝及編程（10）軸的數(shù)控加工工藝設計與編程（11）配合件的加工工藝及數(shù)控編程（數(shù)控車、數(shù)控銑）（12）球體螺紋階梯軸數(shù)控編程與加工（13）錐體錐孔階梯軸數(shù)控編程與加工（14）機械零件的數(shù)控加工工藝設計（15）臺柱零件數(shù)控加工與數(shù)控編程（16）特形軸的數(shù)控加工與編程（17）零件的數(shù)控車削加工與編程3選題要求（1）課題要具有真實性，學生應在教師指導下，獨立完成一項自選或給定的數(shù)控加工等方面的設計任務，編寫出合乎要求的設計說明、正確編制數(shù)控加工程序、繪制二維和三維零件圖。（2）課題原則上一人一題，允許大課題下分若干小課題，但必須說明每人所承擔的部分，多人合寫一份論文應為不合格；（3）畢業(yè)設計課題一經(jīng)確認，不得更改。三、畢業(yè)設計進程安排序號周次內(nèi) 容備 注11選定畢業(yè)設計題目，填寫“畢業(yè)設計開題報告”?？蓮谋緦W期就著手進行各項工作。22分析零件圖，確認加工順序，選擇加工刀具，切削用量。33擬定數(shù)控加工工序卡片，手工編寫數(shù)控加工程序。44繪制二維圖，創(chuàng)建零件的三維模型，并對模型進行模擬加工，自動生成數(shù)控加工代碼。557整理編寫設計說明書68畢業(yè)答辯1、2009年5月1日后進行頂崗實習學生，離校前必須與指導教師聯(lián)系，完成畢業(yè)設計相關準備工作。2、2010年5月31日下午4:00之前上交設計說明書等資料的都為按時,不按時者扣分。3、每星期，學生要主動和指導教師聯(lián)系一次。提前離校上崗的同學，請注意時間安排，要按時回校參加答辯。四、畢業(yè)（實習）設計指導教師每位學生在實習單位還應有一個以上的校外指導教師。每位同學必須給指導老師留下聯(lián)系方式：電話、QQ、E-mail等。五、學生須上交的資料項目序號資 料 名 稱份數(shù)備 注1畢業(yè)設計(實踐)任務書1指導教師完成2畢業(yè)設計(實踐)開題報告1學生完成3畢業(yè)設計(實踐)說明書（論文）電子版1學生完成4畢業(yè)設計(實踐)說明書（電子版和紙質(zhì)各一份）1學生完成5畢業(yè)設計(實踐)成績鑒定表、畢業(yè)實習考核表1學生、教師完成說明：1按統(tǒng)一的格式填寫開題報告；2畢業(yè)設計寫作要求格式統(tǒng)一按照下發(fā)的格式排版。3畢業(yè)實習考核欄要有實習單位出具的鑒定材料，對學生實習期間的表現(xiàn)做一個真實的評價，實習鑒定材料必須加蓋實習單位公章。六、畢業(yè)設計成績評定標準1、全面完成畢業(yè)設計的任務，能靈活、正確、綜合運用本專業(yè)的基礎理論，分析問題和解決問題的能力強，在方案設計或數(shù)據(jù)處理，計算等某些方面有一定見解或獨創(chuàng)。2、圖紙，說明書質(zhì)量高，考慮問題全面論據(jù)充分，文理通順。3、方案正確，數(shù)據(jù)（或程序）可靠，動手能力強。4、畢業(yè)設計的有關資料必須齊全。6、畢業(yè)設計不及格（1）未能按質(zhì)按量完成畢業(yè)設計任務。（2）圖紙、說明書有嚴重錯誤或?qū)嶒灱寄懿?。?）答辯中基本概念糊涂，主要問題回答錯誤，經(jīng)啟發(fā)仍不能較正確地回答問題，達不到最低要求。七、其它注意事項1凡是弄虛作假、嚴重抄襲者，畢業(yè)設計、(畢業(yè)實踐)一律不計成績，作不及格處理。2在規(guī)定的時間內(nèi)未完成畢業(yè)設計說明書，逾期不交者，作不及格處理。黑體、一號13附件1： 數(shù)控技術專業(yè)畢業(yè)設計課題課題一： 日 期簽 字 編 號C001制圖審核項 目數(shù)控車削加工標準單 位比例1材料:45鋼安徽國防科技職業(yè)學院數(shù)量1重量學號3107032029圖號三 二維圖該二維圖采用CAD繪制。三 維圖該三維圖采用CAD繪制。五 零件圖的工藝分析分析研究產(chǎn)品的零件圖樣和裝配圖樣出其主要技術要求和技術關鍵，以便擬訂工藝規(guī)程時采用適當?shù)拇胧┘釉诰幹屏慵C械加工工藝規(guī)程前，首先應研究零件的工作圖樣和產(chǎn)品裝配圖樣，熟悉該產(chǎn)品的用途、性能及工作條件，明確該零件在產(chǎn)品中的位置和作用；了解并研究各項技術條件制訂的依據(jù)，找以保證。工藝分析的目的： 一是審查零件的結構形狀及尺寸精度、相互位置精度、表面粗糙度、材料及熱處理等的技術要求是否合理，是否便于加工和裝配；二是通過工藝分析，對零件的工藝要求有進一步的了解，以便制訂出合理的工藝規(guī)程。1 零件的組成：該零件是由：一段M12*1.5的螺紋特征、170.05的外圓、大端280.05的外圓、C1倒角特征、R16.99的圓弧面與一段小端是17大端22的圓臺所組成。要求零件尺寸標注完整，符合數(shù)控加工尺寸標注的要求，外輪廓要清晰完整，材料為45鋼，毛坯30*150mm。2 零件的尺寸要求： 該零件的尺寸要求如下：M12*1.5、 170.05的外圓、280.05的外圓R16.99的圓弧面與一段小端是17大端22的圓臺與C1倒角的表面粗糙度的值1.6，其余未注表面粗糙度的均為Ra3.2m。基準定位的選擇在數(shù)控車床上，零件的裝夾方式與普通車床一樣，要合理選擇定位基準和裝夾方案。3定位基準選擇的原則：1.基準重合原則為避免基準不重合誤差，方便編程，應選用工序基準（設計基準）作為定位基準，并使工序基準、定位基準、編程原點三者統(tǒng)一。2.基準統(tǒng)一原則在多任務序或多次安裝中，選用相同的定位基準，這對數(shù)控加工保證零件的位置精度非常主要。3.便于裝夾原則所選擇在數(shù)控機床上加工零件時，定位安裝的基本原則與普通機床相同，也要合理選擇定位基準和夾緊方案。為了提高數(shù)控機床效率，確定定位基準與夾緊方案時應注意下列三點：1、 力求設計、工藝與編程計算的基準統(tǒng)一。2、 減少裝夾次數(shù)，盡量能在一次定位裝夾后，加工出全部待加工表面。3、 避免采用占機人工調(diào)整式加工方案，以充分發(fā)揮數(shù)控機床的效能。數(shù)控加工對夾具有兩方面要求：一是要保證夾具的坐標方向與機床的坐標方向相對固定；二是要協(xié)調(diào)零件和機床坐標系的尺寸關系。此外尚需考慮以下幾點：（1） 夾具結構應力求簡單。當零件加工批量不大時，應盡量采用組合夾具、可調(diào)式夾具、及其它普通夾具，以縮短生產(chǎn)準備時間、節(jié)省生產(chǎn)費用；成批生產(chǎn)時，考慮采用專用夾具。（2） 零件的裝卸要迅速、方便、可靠，以縮短機床的停頓時間。（3） 夾具要敞開，其定位、夾緊機構或其它組件不得影響加工中的走刀。（4） 夾具在機床上的安裝及工件在夾具上的安裝要準確可靠，以保證工件在正確的位置上按程序加工。此外，為了提高數(shù)控加工的效率，在成批生產(chǎn)中還可以采用多位、多件夾具。常見的裝夾方式有以下幾種：（1）在三爪自定心卡盤上裝夾三爪自定心卡盤的三個卡爪是同步運動的，能自動定心，一般不需要找正。三爪自定心卡盤裝夾工件方便、省時、自動定心好，但夾緊力較小，所以適用于裝夾外形規(guī)則的中、小型工件。三爪自定心卡盤可裝成正爪或反爪，反爪用來用來裝夾直徑較大的工件。用三爪自定心卡盤裝夾精加工過的表面時，被夾住的工件表面應包一層銅皮，以免夾傷工件表面。（2）在兩頂尖之間裝夾對于長度尺寸較大或加工工序較多的軸類工件，為保證每次裝夾時的裝夾精度，可用兩頂尖裝夾。兩頂尖裝夾工件方便，不需找正，裝夾精度高，但必須先在工件的兩端鉆出中心孔。該裝夾方式適用于多工序加工或精加工。（3）用卡盤和頂尖裝夾兩頂尖裝夾工件雖然精度高，但剛性較差。因此，車削質(zhì)量較大工件時，要一端用卡盤夾住，另一端用后頂尖支撐。為了防止工件由于切削力的作用而產(chǎn)生軸向位移，必須在卡盤內(nèi)裝一限位支撐，或利用工件的臺階限制。這種方法比較安全，能承受較大的切削力，安裝剛性好，軸向定位準確，應用較廣泛。（4）用雙三爪自定心卡盤裝夾對于精度要求高、變形要求小的細長軸類零件可采用雙主軸驅(qū)動式車床加工，機床兩主軸軸線同軸、轉動同步，零件兩端同時分別由三爪自定心卡盤裝夾并帶動旋轉，這樣可以減小切削加工時力矩引起的工件扭轉變形。由零件實際情況考慮，決定采用三爪自動定心卡盤進行裝夾定位，加工。的定位基準應能保證定位準確、可靠，定位夾緊機構簡單、易操作，敞開性好，能加工盡量多的表面。便于對刀原則批量加工時，在工件坐標系已確定的情況下，采用不同的定位基準、為對刀基準建立工件坐標系，會使對刀的方便性不同，這時就要分析此種定位方案是否能滿足對刀操作的要求，否則原設工件坐標系需要重新設定。由于此零件為軸類零件，為了保證精度，所以選擇外圓作為粗基準面。首先選用三爪卡盤自動找正原理，夾緊。以外圓為粗基準面，加工外圓、端面。4 技術分析要求 1.加工表面的形狀精度（包括形狀尺寸精度和形狀公差）； 2.主要加工表面之間的相互位置精度（包括距離尺寸精度和位置公差）； 3.加工表面的粗糙度及其它方面的表面質(zhì)量要求； 4.熱處理及其它要求。通過對零件技術要求的分析，就可以區(qū)分主要表面和次要表面。上述四個方面均要求較高的表面，即為主要表面，要采用各種工藝措施予以重點保證。在對零件的結構工藝性和技術要求分析后，對零件的加工工藝路線及加工方法就形成一個初步的輪廓，從而為下一步制訂工藝規(guī)程作好準備。 若在工藝分析時發(fā)現(xiàn)零件的結構工藝性不好，技術要求不合理或存在其它問題時，就可對零件設計提出修改意見，并經(jīng)設計人員同意和履行規(guī)定的批準手續(xù)后，由設計人員進行修改。5夾具的選擇的 在數(shù)控機床上加工零件時，定位安裝的基本原則與普通機床相同，也要合理選擇定位基準和夾緊方案。為了提高數(shù)控機床效率，確定定位基準與夾緊方案時應注意下列三點：1.力求設計、工藝與編程計算的基準統(tǒng)一。 2.減少裝夾次數(shù)，盡量能在一次定位裝夾后，加工出全部待加工表面。3.避免采用占機人工調(diào)整式加工方案，以充分發(fā)揮數(shù)控機床的效能。數(shù)控加工對夾具有兩方面要求：一是要保證夾具的坐標方向與機床的坐標方向相對固定；二是要協(xié)調(diào)零件和機床坐標系的尺寸關系。此外尚需考慮以下幾點：4.夾具結構應力求簡單。當零件加工批量不大時，應盡量采用組合夾具、可調(diào)式夾具、及其它普通夾具，以縮短生產(chǎn)準備時間、節(jié)省生產(chǎn)費用；成批生產(chǎn)時，考慮采用專用夾具。5.零件的裝卸要迅速、方便、可靠，以縮短機床的停頓時間。6.夾具要敞開，其定位、夾緊機構或其它組件不得影響加工中的走刀。7.夾具在機床上的安裝及工件在夾具上的安裝要準確可靠，以保證工件在正確的位置上按程序加工。此外，為了提高數(shù)控加工的效率，在成批生產(chǎn)中還可以采用多位、多件夾具。常見的裝夾方式有以下幾種：1.在三爪自定心卡盤上裝夾三爪自定心卡盤的三個卡爪是同步運動的，能自動定心，一般不需要找正。三爪自定心卡盤裝夾工件方便、省時、自動定心好，但夾緊力較小，所以適用于裝夾外形規(guī)則的中、小型工件。三爪自定心卡盤可裝成正爪或反爪，反爪用來用來裝夾直徑較大的工件。用三爪自定心卡盤裝夾精加工過的表面時，被夾住的工件表面應包一層銅皮，以免夾傷工件表面。2.在兩頂尖之間裝夾對于長度尺寸較大或加工工序較多的軸類工件，為保證每次裝夾時的裝夾精度，可用兩頂尖裝夾。兩頂尖裝夾工件方便，不需找正，裝夾精度高，但必須先在工件的兩端鉆出中心孔。該裝夾方式適用于多工序加工或精加工。3.用卡盤和頂尖裝夾兩頂尖裝夾工件雖然精度高，但剛性較差。因此，車削質(zhì)量較大工件時，要一端用卡盤夾住，另一端用后頂尖支撐。為了防止工件由于切削力的作用而產(chǎn)生軸向位移，必須在卡盤內(nèi)裝一限位支撐，或利用工件的臺階限制。這種方法比較安全，能承受較大的切削力，安裝剛性好，軸向定位準確，應用較廣泛。4.用雙三爪自定心卡盤裝夾對于精度要求高、變形要求小的細長軸類零件可采用雙主軸驅(qū)動式車床加工，機床兩主軸軸線同軸、轉動同步，零件兩端同時分別由三爪自定心卡盤裝夾并帶動旋轉，這樣可以減小切削加工時力矩引起的工件扭轉變形。根據(jù)該零件的實際情況，應該才用三角卡盤對該零件進行定位、加工。該夾具如下圖所示： 三角卡盤（a） 三角卡盤的夾具（b）六 加工設備的選擇GSK 980TDa車床數(shù)控系統(tǒng)的特點1.X、Y、Z三軸控制、X、Z兩軸聯(lián)動,0.001mm插補精度，最高速度30000mm/min，支持直線、圓弧、橢圓、拋物線插補 2.最小指令單位 0.001mm ，指令電子齒輪比（132767）/（132767） 3.具有螺距誤差補償、反向間隙補償、刀具長度補償、刀具磨損補償、刀尖半徑補償功能 4.內(nèi)置式 PLC ，梯形圖在 PC 機上編輯后下載至 CNC ，支持 PLC 警告功能 5.采用 S 型、指數(shù)型加減速控制，適應高速、高精加工具有攻絲功能，可車削公英制單頭/多頭直 、螺紋、錐螺紋、端面螺紋，變螺距螺紋，螺紋退尾長度、角度和速度特性可設定，高速退尾處理 6.支持公制 / 英制編程，具有自動對刀、自動倒角、刀具壽命管理功能 7.支持語句式宏指令編程，支持帶參數(shù)的宏程序調(diào)用 8.支持中文、英文、西班牙文顯示，由參數(shù)選擇 9.零件程序全屏幕編輯，可存儲 6144KB 、 384 個零件程序 10.提供系統(tǒng)時鐘，日期、時間掉電保持 11.提供多級操作權限管理功能 12.支持 CNC 與 CNC 、 PC 雙向通訊， CNC 軟件、 PLC 程序可通訊升級安裝尺寸、電氣接口、指令與 GSK980TD 完全兼容 指令表G代碼表代碼 功 能 代碼 功 能 G00 快速定位 G40 取消刀尖半徑補償 G01 直線插補 G41 刀尖半徑左補償 G02 順時針圓弧插補 G42 刀尖半徑右補償 G03 逆時針圓弧插補 G50 設置工件坐標系 G04 暫停、準停 G65 宏代碼 G05 三點圓弧插補 G66 宏程序模態(tài)調(diào)用 G6.2 順時針橢圓插補 G67 取消宏程序模態(tài)調(diào)用 G6.3 逆時針橢圓插補 G70 精加工循環(huán) G7.2 順時針拋物線插補 G71 軸向粗車循環(huán) G7.3 逆時針拋物線插補 G72 徑向粗車循環(huán) G10 數(shù)據(jù)輸入方式有效 G73 封閉切削循環(huán) G11 取消數(shù)據(jù)輸入方式 G74 軸向切槽循環(huán) G20 英制單位選擇 G75 徑向切槽循環(huán) G21 公制單位選擇 G76 多重螺紋切削循環(huán) G28 自動返回機械零點 G90 軸向切削循環(huán) G30 回機床第2、3、4參考點 G92 螺紋切削循環(huán) G31 跳轉插補 G94 徑向切削循環(huán) G32 等螺距螺紋切削 G96 恒線速控制 G33 Z 軸攻絲循環(huán) G97 取消恒線速控制 G34 變螺距螺紋切削 G98 每分進給 G36 自動刀具補償測量 X G99 每轉進給 G37 自動刀具補償測量 Z PLC指令表 指令 功能 指令 功能 指令 功能LD 讀常開觸點 SET 置位 SPE 子程序結束 LDI 讀常閉觸點 RST 復位 ADDB 二進制數(shù)據(jù)相加 OUT 輸出線圈 CMP 比較置位 SUBB 二進制數(shù)據(jù)相減 AND 常開觸點串聯(lián) CTRC 計數(shù)器 ALT 交替輸出 ANI 常閉觸點串聯(lián) TMRB 定時器 DIFU 上升沿置位 OR 常開觸點并聯(lián) CODB 二進制轉換 DIFD 下降沿置位 ORI 常閉觸點并聯(lián) ROTB 二進制旋轉控制 MOVE 邏輯與 ORB 串聯(lián)電路塊的并聯(lián) MOVN 數(shù)據(jù)復制 PARI 奇偶校驗 ANB 并聯(lián)電路塊的串聯(lián) DECB 二進制譯碼 LBL 程序跳轉標號 END1 第一級程序結束 JMPB 程序跳轉 CALL 子程序調(diào)用 END2 第二級程序結束 SP 子程序標號 GSK980TDa使用與GSK980TD相同的配置軟件GSKCC和通訊軟件TDComm，GSKCC和TDComm都運行在WIN98/2000/XP環(huán)境下，GSKCC供機床廠家在PC機上編輯梯形圖、零件程序、參數(shù)、螺距誤差補償數(shù)據(jù)、刀具補償數(shù)據(jù)，完成PC機與GSK980TDa間文件和數(shù)據(jù)的上傳和下載。TDComm供最終用戶完成PC機與CNC之間的零件程序、參數(shù)、螺距誤差補償數(shù)據(jù)、刀具補償數(shù)據(jù)的雙向傳送。配置軟件 GSKCC 界面通訊軟件 TDComm 界面七 切削用量的選擇及確定對于高效率的金屬切削加工來說，被加工材料、切削工具、切削條件是三大要素。這些決定著加工時間、刀具壽命和加工質(zhì)量。經(jīng)濟有效的加工方式必然是合理的選擇了切削條件。切削條件的三要素：切削速度、進給量和切深直接引起刀具的損傷。伴隨著切削速度的提高，刀尖溫度會上升，會產(chǎn)生機械的、化學的、熱的磨損。切削速度提高20%，刀具壽命會減少1/2。進給條件與刀具后面磨損關系在極小的范圍內(nèi)產(chǎn)生。但進給量大，切削溫度上升，后面磨損大。它比切削速度對刀具的影響小。切深對刀具的影響雖然沒有切削速度和進給量大，但在微小切深切削時，被切削材料產(chǎn)生硬化層，同樣會影響刀具的壽命。用戶要根據(jù)被加工的材料、硬度、切削狀態(tài)、材料種類、進給量、切深等選擇使用的切削速度。最適合的加工條件的選定是在這些因素的基礎上選定的。有規(guī)則的、穩(wěn)定的磨損達到壽命才是理想的條件。然而，在實際作業(yè)中，刀具壽命的選擇與刀具磨損、被加工尺寸變化、表面質(zhì)量、切削噪聲、加工熱量等有關。在確定加工條件時，需要根據(jù)實際情況進行研究。對于不銹鋼和耐熱合金等難加工材料來說，可以采用冷卻劑或選用剛性好的刀刃。數(shù)控機床加工的切削用量包括切削速度Vc(或主軸轉速n)、切削深度ap和進給量f，其選用原則與普通機床基本相似，合理選擇切削用量的原則是：粗加工時，以提高勞動生產(chǎn)率為主，選用較大的切削量；半精加工和精加工時，選用較小的切削量，保證工件的加工質(zhì)量。1數(shù)控車床切削用量1.切削深度ap在工藝系統(tǒng)剛性和機床功率允許的條件下，盡可能選取較大的切削深度，以減少進給次數(shù)。當工件的精度要求較高時，則應考慮留有精加工余量，一般為0.10.5mm。切削深度ap計算公式：ap=式中：dw待加工表面外圓直徑，單位mmdm已加工表面外圓直徑，單位mm.2.切削速度Vc1、車削光軸切削速度Vc光車切削速度由工件材料、刀具的材料及加工性質(zhì)等因素所確定，表1為硬質(zhì)合金外圓車刀切削速度參考表。切削速度Vc計算公式：Vc=式中：d工件或刀尖的回轉直徑，單位mmn工件或刀具的轉速，單位r/min2、車削螺紋主軸轉速n切削螺紋時，車床的主軸轉速受加工工件的螺距（或?qū)С蹋┐笮　Ⅱ?qū)動電動機升降特性及螺紋插補運算速度等多種因素影響，因此對于不同的數(shù)控系統(tǒng)，選擇車削螺紋主軸轉速n存在一定的差異。下列為一般數(shù)控車床車螺紋時主軸轉速計算公式：nk式中：p工件螺紋的螺距或?qū)С?單位mm。k保險系數(shù)，一般為80。3、進給速度進給速度是指單位時間內(nèi)，刀具沿進給方向移動的距離，單位為mm/min，也可表示為主軸旋轉一周刀具的進給量，單位為mm/r。確定進給速度的原則當工件的加工質(zhì)量能得到保證時，為提高生產(chǎn)率可選擇較高的進給速度。切斷、車削深孔或精車時，選擇較低的進給速度。刀具空行程盡量選用高的進給速度。進給速度應與主軸轉速和切削深度相適應。進給速度Vf的計算Vf=nf式中：n車床主軸的轉速，單位r/min。f刀具的進給量，單位mm/r。八 刀具的選擇1.選擇數(shù)控刀具的原則刀具壽命與切削用量有密切關系。在制定切削用量時，應首先選擇合理的刀具壽命，而合理的刀具壽命則應根據(jù)優(yōu)化的目標而定。一般分最高生產(chǎn)率刀具壽命和低成本刀具壽命兩種，前者根據(jù)單件工作時最少的目標確定，后者根據(jù)工序成本最低的目標確定。 選擇刀具壽命時可考慮一下幾點：根據(jù)刀具復雜程度、制造和磨刀成本來選擇。復雜和精度高的刀具壽命應選擇得比單刃刀具高些。對于機夾可轉位刀具，由于換刀時間短，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。對于裝刀、換刀和調(diào)刀比較復雜的多的機床、組合機床與自動化加工刀具，刀具壽命應選擇得高些，尤其保證刀具可靠性。車間內(nèi)某一工序的生產(chǎn)率限制了整個車間的生產(chǎn)率的提高時，該工序的刀具壽命要選擇得低些當某工序單位時間內(nèi)所分擔到的全廠開支M交大時，刀具壽命也應選擇得低些。大件精加工時，為保證至少完成一次走刀，避免切削時中途換刀，刀具壽命應按零件精度和表面粗糙度來確定，與普通機床加工方法相比，數(shù)控加工對刀具提出拉更高的要求，不僅需要鋼性好，精度高，而且要求尺寸穩(wěn)定，耐用度高，斷和排性能同時要求安裝方便，這樣來滿足數(shù)控機床高效率的要求，數(shù)控機床所選用的刀具常采用適應高速切削的刀具材料（如高速鋼、超細粒度硬質(zhì)合金）并使用可轉位刀片。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、圓弧形車刀三類。1、影響數(shù)控刀具選擇的因素 在選擇刀具的類型和規(guī)格時，主要考慮以下因素的影響：（1）生產(chǎn)性質(zhì)在這里生產(chǎn)性質(zhì)指的是零件的批量大小，主要從加工成本上考慮對刀具選擇的影響。 例如在大量生產(chǎn)時采用特殊刀具，可能是合算的，而在單件或小批量生產(chǎn)時，選擇標準刀具更適合一些。（2）機床類型完成該工序所用的數(shù)控機床對選擇的刀具類型（鉆、車刀或銑刀）的影響。在能夠保證工件系統(tǒng)和刀具系統(tǒng)剛性好的條件下，允許采用高生產(chǎn)率的刀具，例如高速切削車刀和大進給量車刀。（3）數(shù)控加工方案不同的數(shù)控加工方案可以采用不同類型的刀具。例如孔的加工可以用鉆及擴孔鉆，也可用鉆和鏜刀來進行加工。（4）工件的尺寸及外形 工件的尺寸及外形也影響刀具類型和規(guī)格的選擇，例如特型表面要采用特殊的刀具來加工。（5）加工表面粗糙度加工表面粗糙度影響刀具的結構形狀和切削用量，例如毛坯粗銑加工時，可采用粗齒銑刀，精銑時最好用細齒銑刀。（6）加工精度加工精度影響精加工刀具的類型和結構形狀，例如孔的最后加工依據(jù)孔的精度可用鉆、擴孔鉆、鉸刀或鏜刀來加工。（7）工件材料工件材料將決定刀具材料和切削部分幾何參數(shù)的選擇，刀具材料與工件的加工精度、材料硬度等有關。2、數(shù)控刀具的性能要求由于數(shù)控機床具有加工精度高、加工效率高、加工工序集中和零件裝夾次數(shù)少的特點，對所使用的數(shù)控刀具提出了更高的要求。從刀具性能上講，數(shù)控刀具應高于普通機床所使用的刀具。選擇數(shù)控刀具時，首先要應優(yōu)先選用標準刀具，必要時才可選用各種高效率的復合刀具及特殊的專用刀具。在選擇標準數(shù)控刀具時，應結合實際情況，盡可能選用各種先進刀具，如可轉位刀具、整體硬質(zhì)合金刀具、陶瓷刀具等。 在選擇數(shù)控機床加工刀具時，還應考慮以下幾方面的問題：（1）數(shù)控刀具的類型、規(guī)格和精度等級應能夠滿足加工要求，刀具材料應與工件材料相適應。 （2）切削性能好。為適應刀具在粗加工或?qū)﹄y加工材料的工件加工時能采用大的背吃刀量和高進給量，刀具應具有能夠承受高速切削和強力切削的性能。同時，同一批刀具在切削性能和刀具壽命方面一定要穩(wěn)定，以便實現(xiàn)按刀具使用壽命換刀或由數(shù)控系統(tǒng)對刀具壽命進行管理。（3）精度高。為適應數(shù)控加工的高精度和自動換刀等要求，刀具必須具有較高的精度，如有的整體式立銑刀的徑向尺寸精度高達0.005mm。（4）可靠性高。要保證數(shù)控加工中不會發(fā)生刀具意外損傷及潛在缺陷而影響到加工的順利進行，要求刀具及與之組合的附件必須具有很好的可靠性及較強的適應性。（5）耐用度高。數(shù)控加工的刀具，不論在粗加工或精加工中，都應具有比普通機床加工所用刀具更高的耐用度，以盡量減少更換或修磨刀具及對刀的次數(shù)，從而提高數(shù)控機床的加工效率和保證加工質(zhì)量。（6）斷屑及排屑性能好。數(shù)控加工中，斷屑和排屑不像普通機床加工那樣能及時由人工處理，切屑易纏繞在刀具和工件上，會損壞刀具和劃傷工件已加工表面，甚至會發(fā)生傷人和設備事故，影響加工質(zhì)量和機床的安全運行，所以要求刀具具有較好的斷屑和排屑性能。3、刀具的選擇方法刀具的選擇是數(shù)控加工工藝中的重要內(nèi)容之一，不僅影響機床的加工效率，而且直接影響零件的加工質(zhì)量。由于數(shù)控機床的主軸轉速及范圍遠遠高于普通機床，而且主軸輸出功率較大，因此與傳統(tǒng)加工方法相比，對數(shù)控加工刀具的提出了更高的要求，包括精度高、強度大、剛性好、耐用度高，而且要求尺寸穩(wěn)定，安裝調(diào)整方便。這