復(fù)合軸零件的數(shù)控加工工藝及編程（機(jī)械CAD圖紙）

1、優(yōu)秀設(shè)計(jì) 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目：軸類(lèi)零件的數(shù)控加工工藝及編程學(xué)生姓名 班級(jí)學(xué)號(hào) 系 別 專(zhuān) 業(yè) 指導(dǎo)教師 職 稱(chēng) 完成時(shí)間 年 月 日開(kāi)題報(bào)告專(zhuān)業(yè)： 班級(jí)： 學(xué)號(hào)： 姓名： .一、題目來(lái)源 口 科研課題 口 生產(chǎn)/社會(huì)實(shí)際 口 實(shí)驗(yàn)室建設(shè) 口 其它題目名稱(chēng)：軸類(lèi)零件的數(shù)控加工工藝及編程二、研究目的和意義目的：本文研究的主要目的是通過(guò)對(duì)典型軸類(lèi)零件的數(shù)控加工工藝分析，讓我們了解數(shù)控技術(shù)在軸類(lèi)零件中的應(yīng)用。意義：通過(guò)對(duì)本課題的編寫(xiě)，可以使我自己的數(shù)控專(zhuān)業(yè)知識(shí)更加的牢固，從中可以學(xué)到很多以前在課堂上所學(xué)不到的東西，能夠真正的實(shí)現(xiàn)從理論到實(shí)踐，使得自己的技術(shù)更上一層樓。三、閱讀的主要參考文獻(xiàn)及資料名稱(chēng)

2、1 吳國(guó)華金屬切削機(jī)床第二版,北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2001.2.2 余英良數(shù)控加工編程及操作北京:高等教育出版社，2005.13 陸劍中 孫家寧金屬切削原理與刀具北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2001.44 倪森壽機(jī)械制造工藝基礎(chǔ)北京:教育出版社，2005.35 劉守勇機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具北京: 機(jī)械工業(yè)出版社,2000.四、國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)與研究的主攻方向五、主要研究?jī)?nèi)容、需重點(diǎn)研究的關(guān)鍵問(wèn)題及解決思路主要研究的內(nèi)容有：工藝分析、毛坯設(shè)計(jì)、工序的安排、數(shù)控編程、仿真等。關(guān)鍵的問(wèn)題就在于零件的加工，本文通過(guò)運(yùn)用仿真軟件對(duì)零件的程序進(jìn)行驗(yàn)證，確定程序的無(wú)誤，然后將程序輸入機(jī)床進(jìn)行實(shí)際加工，并通過(guò)

3、刀補(bǔ)的修改，最終生產(chǎn)出合格的零件。六、完成畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）所必須具備的工作條件（如工具書(shū)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、某類(lèi)市場(chǎng)調(diào)研、實(shí)驗(yàn)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)環(huán)境條件等）及解決的辦法七、工作的主要階段、進(jìn)度與時(shí)間安排(如是多人合作，則要列出各人的工作分工任務(wù)及主要負(fù)責(zé)人)八、指導(dǎo)教師審查意見(jiàn)指導(dǎo)教師(簽字) 年 月 日九、答辯委員會(huì)意見(jiàn)答辯委員會(huì)主席(簽字) 年 月 日十、教學(xué)院（系）審批意見(jiàn) 教學(xué)院（系）主任(簽字) 年 月 日畢 業(yè) 論 文(設(shè) 計(jì)) 任 務(wù) 書(shū) 專(zhuān)業(yè)： 班級(jí)： 學(xué)號(hào)： 姓名： .一、論文(設(shè)計(jì))題目： 二、論文(設(shè)計(jì))內(nèi)容與要求：1、畢業(yè)設(shè)計(jì)、論文內(nèi)容及實(shí)現(xiàn)目標(biāo)(現(xiàn)實(shí)作用意義)2、完成畢業(yè)設(shè)計(jì)需

4、要的主要工作(應(yīng)做的調(diào)查、準(zhǔn)備工作、材料收集)3、畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)度安排：畢業(yè)設(shè)計(jì)完成計(jì)劃（表格形式） 序號(hào) 階段完成內(nèi)容及任務(wù) 日 期 （ 年 月 日 年 月 日）4、記錄和總結(jié)整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程，編寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)；5、參加論文答辯，答辯時(shí)要求回答正確、思路清晰、要點(diǎn)明確、語(yǔ)言流暢。三、畢業(yè)設(shè)計(jì)工作量及說(shuō)明書(shū)要求：1、廣泛查閱文獻(xiàn)資料，完成教師指定資料的閱讀，完成課題綜述，明確課題目標(biāo)與任務(wù)。2、主題明確，內(nèi)容完整，能體現(xiàn)作者的設(shè)計(jì)意圖和設(shè)計(jì)構(gòu)思。3、設(shè)計(jì)構(gòu)思和表現(xiàn)手法新穎；方法選擇合理、可行，具備創(chuàng)新思想。文字圖形編排處理合格。4、按規(guī)定格式整理、編寫(xiě)好說(shuō)明書(shū), 要求(論文不少于6000字，

5、設(shè)計(jì)不少于40頁(yè))。指導(dǎo)教師： 教研室主任： 目 錄摘 要1關(guān)鍵詞1緒 論2第一章 零件的分析41.1零件圖的結(jié)構(gòu)工藝性分析41.2零件的形狀分析51.3零件的形位公差分析51.4零件的表面質(zhì)量分析51.5零件的材料分析5第二章 毛坯的設(shè)計(jì)52.1毛坯的種類(lèi)62.2毛坯的種類(lèi)的選擇62.3毛坯的形狀與尺寸的選擇6第三章 零件的工藝規(guī)程設(shè)計(jì)63.1機(jī)床的合理選擇73.2 加工方法的選擇83.3 加工順序的安排83.4 工藝的制定83.4.1 確定加工方案83.4.2 切削用量的選擇93.4.3 刀具的選擇93.5 工藝卡片10第四章 數(shù)控編程與加工114.1數(shù)控編程的分類(lèi)114.2零件加工程序清

6、單124.3零件的仿真加工144.3.1導(dǎo)入零件程序154.3.2設(shè)置加工刀具164.3.3設(shè)置毛坯174.3.4對(duì)刀操作174.3.5仿真加工184.3.6刀補(bǔ)修改19設(shè)計(jì)總結(jié)20致 謝21參考文獻(xiàn)22軸類(lèi)零件的數(shù)控加工工藝及編程摘 要軸類(lèi)零件在整個(gè)制造工業(yè)中發(fā)揮著重要作用。在汽車(chē)領(lǐng)域起著連接動(dòng)力裝置和運(yùn)動(dòng)裝置的部位，在重型機(jī)械領(lǐng)域，起著傳動(dòng)動(dòng)力，吊卸重物的重要組成部分等。階梯軸作為軸類(lèi)零件的一種，在整個(gè)軸類(lèi)零件中也扮演著重要角色?，F(xiàn)根據(jù)其零件特性，對(duì)其加工過(guò)程作詳細(xì)分析，具體過(guò)程將在正文中得以說(shuō)明，確定了加工過(guò)程中所選刀具的種類(lèi)、型號(hào)及其注意事項(xiàng)，并總結(jié)出該軸類(lèi)零件的加工過(guò)程。關(guān)鍵詞：數(shù)控

7、車(chē)床加工 加工刀具 加工工藝 數(shù)控編程緒 論數(shù)控機(jī)床代表一個(gè)民族制造工業(yè)現(xiàn)代化的水平，隨著現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，制造技術(shù)和自動(dòng)化水平的高低已成為衡量一個(gè)國(guó)家或地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。當(dāng)今世界各國(guó)制造業(yè)廣泛采用數(shù)控技術(shù)，以提高制造能力和水平，提高對(duì)動(dòng)態(tài)多變市場(chǎng)的適應(yīng)能力和競(jìng)爭(zhēng)能力。此外世界上各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家還將數(shù)控技術(shù)及數(shù)控裝備列為國(guó)家的戰(zhàn)略物資，不僅采取重大措施來(lái)發(fā)展自己的數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)，而且在“高精尖”數(shù)控關(guān)鍵技術(shù)和裝備方面對(duì)我國(guó)實(shí)行封鎖和限制政策?？傊?，大力發(fā)展以數(shù)控技術(shù)為核心的先進(jìn)技術(shù)已成為世界各發(fā)達(dá)國(guó)家加速經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提高綜合國(guó)力和國(guó)家地位的重要途徑。21世紀(jì)的數(shù)控裝備將是具有一

8、定智能化的系統(tǒng)，智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個(gè)方面：為追求加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化，如加工過(guò)程的自適應(yīng)控制，工藝參數(shù)自動(dòng)生成；為提高驅(qū)動(dòng)性能及使用連接方便的智能化，如前饋控制、電機(jī)參數(shù)的自適應(yīng)運(yùn)算、自動(dòng)識(shí)別負(fù)載自動(dòng)選定模型、自整定等；簡(jiǎn)化編程、簡(jiǎn)化操作方面的智能化，如智能化的自動(dòng)編程、智能化的人機(jī)界面等；還有智能診斷、智能監(jiān)控方面的內(nèi)容、方便系統(tǒng)的診斷及維修等。(1)車(chē)削原理概述1）車(chē)削加工原理金屬切削加工，從其本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，就是使用各種類(lèi)型的金屬切削刀具，把各種金屬原材料（稱(chēng)為工件毛坯）上多余的金屬材料（稱(chēng)為加工余量）從工件毛坯上剝離，得到圖紙所要求的零件。金屬切削加工的工藝過(guò)程大致

9、可以分為三類(lèi)：工件毛坯進(jìn)行回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，切削刀具進(jìn)行平動(dòng)。主要為車(chē)削和鏜削等。切削刀具進(jìn)行回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，工件毛坯進(jìn)行平動(dòng)。主要為銑削、磨削、鉆削等。切削刀具和工件毛坯做相對(duì)運(yùn)動(dòng)（平動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)）。主要為拉削、刨削等。2）車(chē)床的加工要素在車(chē)床（這里指的是普通車(chē)床和一般的數(shù)控車(chē)床）上，可以進(jìn)行工件的外表面、端面、內(nèi)表面（內(nèi)孔）以及內(nèi)外螺紋的加工。對(duì)于高等級(jí)的數(shù)控車(chē)床（稱(chēng)為車(chē)削中心），除了上述各種加工以外，還可以進(jìn)行銑削、鉆削等加工。從以上介紹的對(duì)加工工藝過(guò)程的分析中，我們可以知道：在切削過(guò)程中，刀具和工件之間必須有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，這種相對(duì)運(yùn)動(dòng)就稱(chēng)為切削運(yùn)動(dòng)。根據(jù)切削運(yùn)動(dòng)在切削加工中的作用不同分為主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。主

10、運(yùn)動(dòng)是指機(jī)床提供的主要運(yùn)動(dòng)。主運(yùn)動(dòng)使刀具和工件之間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而使刀具的前刀面接近工件并對(duì)加工余量進(jìn)行剝離。在車(chē)床上，主運(yùn)動(dòng)是機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，即車(chē)削加工時(shí)工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。這一點(diǎn)，對(duì)于普通車(chē)床和數(shù)控車(chē)床都是一樣的。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是指由機(jī)床所提供的使刀具與工件之間產(chǎn)生附加的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)與主運(yùn)動(dòng)相配合，就可以形成完整的切削加工。在普通車(chē)床上，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是機(jī)床刀架（溜板）的直線(xiàn)移動(dòng)。它可以是縱向的移動(dòng)（沿機(jī)床主軸方向），也可以是橫向的移動(dòng)（與機(jī)床主軸方向相垂直），但只能是一個(gè)方向的移動(dòng)。比如車(chē)削外圓時(shí)，車(chē)刀沿平行于工件軸線(xiàn)（也就是主軸軸線(xiàn)的方向）做縱向運(yùn)動(dòng)；而車(chē)削端面時(shí)，車(chē)刀就要沿垂直與機(jī)床主軸

11、的方向做橫向移動(dòng)。在數(shù)控車(chē)床上，雖然進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的形式可能有所不同，但基本原理是一致的。與普通車(chē)床不同的是：數(shù)控車(chē)床可以同時(shí)進(jìn)行兩個(gè)方向的進(jìn)給，從而加工出各種具有復(fù)雜母線(xiàn)的回轉(zhuǎn)體工件。從以上的分析中，我們可以知道：在車(chē)削加工中，主運(yùn)動(dòng)要消耗比較大的能量，才能完成切削。與之相比，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)所要消耗的能量要小一些。在普通車(chē)床中，主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力都來(lái)源于同一臺(tái)電機(jī)。通過(guò)一系列的機(jī)械傳動(dòng)，把能量分配給主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)車(chē)削加工。在數(shù)控車(chē)床中，主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是分別由不同的電機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)的，分別稱(chēng)為主軸電機(jī)和坐標(biāo)軸伺服電機(jī)。它們由機(jī)床的控制系統(tǒng)進(jìn)行控制，完成加工任務(wù)。3）車(chē)削加工的主要內(nèi)容 數(shù)控車(chē)削

12、包括端面、內(nèi)外輪廓面、成形表面、螺紋、切斷等工序的切削加工； 數(shù)控車(chē)床主要用于加工軸類(lèi)、盤(pán)類(lèi)等回轉(zhuǎn)體零件； 車(chē)削中心上可以實(shí)現(xiàn)車(chē)削和銑削的復(fù)合加工； 數(shù)控車(chē)削工藝靈活多變，其豐富的循環(huán)功能指令、各類(lèi)刀具的選擇，是學(xué)習(xí)的重點(diǎn)內(nèi)容。 在數(shù)控車(chē)床和車(chē)削中心上加工的零件，一般采用手工編程，對(duì)具有復(fù)雜外輪廓的回轉(zhuǎn)體零件可以采用自動(dòng)編程。第一章 零件的分析零件的分析主要包括零件的結(jié)構(gòu)、形狀、性能、表面質(zhì)量、材料等方面的分析。下面我們來(lái)根據(jù)圖1-1進(jìn)行該零件的分析。圖1-1 零件圖1.1零件圖的結(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，在能夠滿(mǎn)足使用性能要求的前提下制造的可行性和經(jīng)濟(jì)性。好的結(jié)構(gòu)工藝性

13、會(huì)使零件加工容易，節(jié)省成本，節(jié)省材料；而較差的結(jié)構(gòu)工藝性會(huì)使加工困難，加大成本，浪費(fèi)材料，甚至無(wú)法加工。通過(guò)對(duì)零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、精度要求和復(fù)雜程度進(jìn)行分析的過(guò)程，可以確定零件所需的加工方法和數(shù)控機(jī)床的類(lèi)型和規(guī)格。軸類(lèi)零件按其結(jié)構(gòu)形狀的特點(diǎn)，可分為光軸、階梯軸、空心軸和異形軸（包括曲軸、凸輪軸和偏心軸等）四類(lèi)。本題零件為階梯軸，它適合于數(shù)控加工，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工過(guò)程中不易變形。1.2零件的形狀分析該零件為回轉(zhuǎn)型零件，裝夾方便，只要采用三爪自定心卡盤(pán)即可。1.3零件的形位公差分析1）形狀公差：構(gòu)成零件的幾何特征的點(diǎn)，線(xiàn)，面要素之間的實(shí)際形狀相對(duì)與理想形狀的允許變動(dòng)量。給出形狀公差要求的要素稱(chēng)為被測(cè)要素

14、。 2）位置公差：零件上的點(diǎn)，線(xiàn)，面要素的實(shí)際位置相對(duì)與理想位置的允許變動(dòng)量。來(lái)確定被測(cè)要素位置的要素稱(chēng)為基準(zhǔn)要素。該零件形狀及位置公差等級(jí)要求不高，易加工。1.4零件的表面質(zhì)量分析在機(jī)械學(xué)中，粗糙度指加工表面上具有的較小間距和峰谷所組成的微觀(guān)幾何形狀特性。它是互換性研究的問(wèn)題之一。表面粗糙度一般是由所采用的加工方法和其他因素所形成的，例如加工過(guò)程中刀具與零件表面間的摩擦、切屑分離時(shí)表面層金屬的塑性變形以及工藝系統(tǒng)中的高頻振動(dòng)等。由于加工方法和工件材料的不同，被加工表面留下痕跡的深淺、疏密、形狀和紋理都有差別。表面粗糙度與機(jī)械零件的配合性質(zhì)、耐磨性、疲勞強(qiáng)度、接觸剛度、振動(dòng)和噪聲等有密切關(guān)系，

15、對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的使用壽命和可靠性有重要影響。該零件表面主要由圓柱面、圓錐面、圓弧、槽構(gòu)成，表面粗糙度要求一般，容易達(dá)到要求。1.5零件的材料分析45鋼是軸類(lèi)零件的常用材料，它價(jià)格便宜經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)（或正火）后，可得到較好的切削性能，而且能獲得較高的強(qiáng)度和韌性等綜合機(jī)械性能，淬火后表面硬度可達(dá)4552hrc。第二章 毛坯的設(shè)計(jì)軸類(lèi)零件可根據(jù)使用要求、生產(chǎn)類(lèi)型、設(shè)備條件及結(jié)構(gòu)，選用棒料、鍛件等毛坯形式。對(duì)于外圓直徑相差不大的軸，一般以棒料為主；而對(duì)于外圓直徑相差大的階梯軸或重要的軸，常選用鍛件，這樣既節(jié)約材料又減少機(jī)械加工的工作量，還可改善機(jī)械性能。 根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模的不同，毛坯的鍛造方式有自由鍛和模鍛兩種。中

16、小批生產(chǎn)多采用自由鍛，大批大量生產(chǎn)時(shí)采用模鍛。 軸類(lèi)零件應(yīng)根據(jù)不同的工作條件和使用要求選用不同的材料并采用不同的熱處理規(guī)范（如調(diào)質(zhì)、正火、淬火等），以獲得一定的強(qiáng)度、韌性和耐磨性。 45鋼是軸類(lèi)零件的常用材料，它價(jià)格便宜經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)（或正火）后，可得到較好的切削性能，而且能獲得較高的強(qiáng)度和韌性等綜合機(jī)械性能，淬火后表面硬度可達(dá)52hrc。 40cr等合金結(jié)構(gòu)鋼適用于中等精度而轉(zhuǎn)速較高的軸類(lèi)零件，這類(lèi)鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)和淬火后，具有較好的綜合機(jī)械性能。 軸承鋼gcr15和彈簧鋼65mn，經(jīng)調(diào)質(zhì)和表面高頻淬火后，表面硬度可達(dá)5058hrc，并具有較高的耐疲勞性能和較好的耐磨性能，可制造較高精度的軸。 精密機(jī)床的

17、主軸（例如磨床砂輪軸、坐標(biāo)鏜床主軸）可選用38crmoaia氮化鋼。這種鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)和表面氮化后，不僅能獲得很高的表面硬度，而且能保持較軟的芯部，因此耐沖擊韌性好。與滲碳淬火鋼比較，它有熱處理變形很小，硬度更高的特性。2.1毛坯的種類(lèi)毛坯是用來(lái)加工各種工件的坯料,毛坯的生產(chǎn)方法主要有:鑄造、鍛造、焊接、沖壓件,以及各種型材也可以用作毛坯。2.2毛坯的種類(lèi)的選擇該零件為軸類(lèi)零件，采用型材類(lèi)毛坯，材料選擇45鋼。2.3毛坯的形狀與尺寸的選擇選擇圓柱型型材，根據(jù)零件圖的尺寸，為了減少加工時(shí)間，盡可能在保證精度的情況下選擇少的粗加工余量，本題可選擇55180的圓柱型棒料。第三章 零件的工藝規(guī)程設(shè)計(jì)對(duì)于一個(gè)

18、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)床上完成,而往往只是其中的一部分工藝內(nèi)容適合數(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。在考慮選擇內(nèi)容時(shí)，應(yīng)結(jié)合本企業(yè)設(shè)備的實(shí)際，立足于解決難題、攻克關(guān)鍵問(wèn)題和提高生產(chǎn)效率，充分發(fā)揮數(shù)控加工的優(yōu)勢(shì)。適于數(shù)控加工的內(nèi)容在選擇時(shí)，一般可按下列順序考慮：（1）通用機(jī)床無(wú)法加工的內(nèi)容應(yīng)作為優(yōu)先選擇內(nèi)容； （2）通用機(jī)床難加工，質(zhì)量也難以保證的內(nèi)容應(yīng)作為重點(diǎn)選擇內(nèi)容；（3）通用機(jī)床加工效率低、工人手工操作勞動(dòng)強(qiáng)度大的內(nèi)容，可在數(shù)控機(jī)床尚存在富裕加工能力時(shí)選擇。不適于數(shù)控加工的內(nèi)容一般來(lái)說(shuō)，上述這些加工內(nèi)容采用

19、數(shù)控加工后，在產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率與綜合效益等方面都會(huì)得到明顯提高。相比之下，下列一些內(nèi)容不宜選擇采用數(shù)控加工：（1）占機(jī)調(diào)整時(shí)間長(zhǎng)。如以毛坯的粗基準(zhǔn)定位加工第一個(gè)精基準(zhǔn)，需用專(zhuān)用工裝協(xié)調(diào)的內(nèi)容；（2）加工部位分散，需要多次安裝、設(shè)置原點(diǎn)。這時(shí)，采用數(shù)控加工很麻煩，效果不明顯，可安排通用機(jī)床補(bǔ)加工；（3）按某些特定的制造依據(jù)（如樣板等）加工的型面輪廓。主要原因是獲取數(shù)據(jù)困難，易于與檢驗(yàn)依據(jù)發(fā)生矛盾，增加了程序編制的難度。此外，在選擇和決定加工內(nèi)容時(shí)，也要考慮生產(chǎn)批量、生產(chǎn)周期、工序間周轉(zhuǎn)情況等等?？傊M量做到合理，達(dá)到多、快、好、省的目的。要防止把數(shù)控機(jī)床降格為通用機(jī)床使用。3.1機(jī)床的合理

20、選擇數(shù)控機(jī)床通常最合適加工具有一下特點(diǎn)的零件1） 多品種、小批量生產(chǎn)的零件新產(chǎn)品試制中的零件。2） 輪廓形狀復(fù)雜，或?qū)庸ぞ纫筝^高的零件。3） 用普通機(jī)床加工時(shí)需用昂貴的工藝裝備（工具、夾具和模具）的零件4） 需要多次改型的零件。5） 價(jià)格昂貴，加工中不允許報(bào)廢的零件。6） 需要最短時(shí)間周期的急需零件。本題中的零件加工精度要求在普通機(jī)床上無(wú)法完成，所以選擇數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工。3.2 加工方法的選擇加工方法的選擇原則是：同時(shí)保證加工精度和表面粗糙度的要求。此外還應(yīng)考慮生產(chǎn)效率及經(jīng)濟(jì)性的要求，以及現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)設(shè)備等實(shí)際情況。本題的零件采用數(shù)控車(chē)床進(jìn)行加工。3.3 加工順序的安排順序的安排應(yīng)根據(jù)零件的

21、結(jié)構(gòu)和毛坯狀況，以及定位、安裝與夾緊的需要來(lái)考慮。順序安排一般應(yīng)按以下原則進(jìn)行：（1）上道工序的加工不能影響下道工序的定位與夾緊，中間穿插有通用機(jī)床加工工序的也應(yīng)綜合考慮；（2）先進(jìn)行內(nèi)腔加工，后進(jìn)行外形加工；（3）以相同定位、夾緊方式加工或用同一把刀具加工的工序，最好連續(xù)加工，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)； 該零件只需要一次裝夾即可加工完成，在程序編制的過(guò)程中按照先粗后精、從左至右的順序進(jìn)行。3.4 工藝的制定零件上精度要求較高的表面加工，通常是通過(guò)粗加工、半精加工、精加工逐步達(dá)到的。對(duì)于這些表面，要根據(jù)質(zhì)量需求、機(jī)床情況和毛坯條件來(lái)確定最終加工方案。確定加工方案時(shí)，首先應(yīng)該根

22、據(jù)主要表面精度和表面粗糙度的要求，初步確定為達(dá)到這些要求說(shuō)需要的加工方法，此時(shí)要考慮到數(shù)控機(jī)床使用的合理性和經(jīng)濟(jì)性，并充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的功能，原則上數(shù)控機(jī)床僅進(jìn)行較復(fù)雜零件重要基準(zhǔn)的加工和零件的精加工。3.4.1 確定加工方案此工件只需一次裝夾即可完成加工，采用三爪自定心卡盤(pán)裝夾即可。3.4.2 切削用量的選擇切削用量是說(shuō)明機(jī)床在進(jìn)行切削加工時(shí)的狀態(tài)參數(shù)。不同類(lèi)型的機(jī)床對(duì)切削用量參數(shù)的表述也略有不同，但其基本的含義都是一致的。1）切削速度（vc） 切削刃上的切削點(diǎn)相對(duì)于工件主運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度稱(chēng)為切削速度。切削速度的單位為米/分（m/min）。在各種金屬切削機(jī)床中，大多數(shù)切削加工的主運(yùn)動(dòng)都是機(jī)床主

23、軸的運(yùn)動(dòng)形成的，即都是回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。這樣就需要在切削速度與機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，兩者的關(guān)系為：vc = d/1000n式中： vc 切削速度（m/min）d 工件直徑（mm）n 主軸轉(zhuǎn)速（rpm）2）進(jìn)給量（f） 對(duì)于不同種類(lèi)的機(jī)床，進(jìn)給量的單位是不同的。對(duì)于普通車(chē)床，進(jìn)給量為工件（主軸）每轉(zhuǎn)過(guò)一轉(zhuǎn)，刀具沿進(jìn)給方向與工件的相對(duì)移動(dòng)量，單位為mm/r；對(duì)于數(shù)控車(chē)床，由于其控制原理與普通車(chē)床不同，進(jìn)給量也可以定義為刀具在單位時(shí)間內(nèi)沿著進(jìn)給方向上相對(duì)于工件的位移量（mm/min）。其他類(lèi)型的機(jī)床則根據(jù)其結(jié)構(gòu)不同，進(jìn)給量的單位分別為刀具或工件每轉(zhuǎn)的位移量（mm/min，車(chē)床等大部分機(jī)床；或mm/r，使

24、用多齒刀具的機(jī)床）或每行程的位移量（mm/一個(gè)行程，刨床等機(jī)床）。3）切深（ap） 已加工表面和待加工表面之間的垂直距離。在切削加工中，切削速度（vc）、進(jìn)給量（f）和切深（ap）這三個(gè)參數(shù)是相互關(guān)聯(lián)的。在粗加工中，為了提高效率，一般采用較大的切深（ap）。此時(shí)切削速度（vc）和進(jìn)給量（f）相對(duì)較小；而在半精加工和精加工階段，一般采用較大的切削速度（vc）、較小的進(jìn)給量（f）和切深（ap），以獲得較好的加工質(zhì)量（包括表面粗糙度、尺寸精度和形狀精度）。3.4.3 刀具的選擇切削加工離不開(kāi)刀具。刀具是整個(gè)機(jī)械加工工藝系統(tǒng)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。在各種刀具中，車(chē)刀的結(jié)構(gòu)相對(duì)比較簡(jiǎn)單，具有代表性，下面以車(chē)刀

25、為例予以介紹。圖1-4為普通外圓車(chē)刀的示意圖。車(chē)刀由夾持部分和切削部分組成。夾持部分稱(chēng)為刀柄，用來(lái)把刀具裝夾在車(chē)床的刀架上，一般采用普通鋼材料鍛造而得；切削部分俗稱(chēng)為刀頭，在車(chē)刀上一般為單個(gè)刀片。刀片材料一般有高速鋼（俗稱(chēng)白鋼刀條）和硬質(zhì)合金兩種，用于剝離金屬材料。根據(jù)刀具切削部分與夾持部分（即刀片與刀柄）連接方式的不同，車(chē)刀可以分為焊接刀具和機(jī)夾刀具兩大類(lèi)。車(chē)刀切削部分的主要構(gòu)成為：（1）前刀面（a） 切削加工而得的切屑經(jīng)過(guò)的刀片表面（2）主后刀面（a） 刀具片上與過(guò)渡表面相對(duì)的表面（3）副后刀面（a） 刀具片上與已加工表面相對(duì)的表面（4）主切削刃（s）前刀面與主后刀面相交而得到的切削刃。用

26、于切出工件上的過(guò)渡表面，完成主要的金屬切除。主切削刃是主要的加工刃。（5）副切削刃（s） 前刀面與副后刀面相交而得到的切削刃。它的主要作用是配合主切削刃，完成金屬材料的剝離工作，形成工件已加工表面（6）刀尖指主切削刃與副切削刃的連接處。根據(jù)刀具所使用的場(chǎng)合不同，刀尖有倒角刀尖和倒圓刀尖兩種。從以上的分析中，我們可以了解到：車(chē)刀的各個(gè)組成部分之間都有著密切的聯(lián)系。實(shí)際上，在十幾至幾十平方毫米的區(qū)域內(nèi)，若干個(gè)部分形成了一些角度。這些角度對(duì)加工質(zhì)量和刀具的使用壽命有極大的影響。對(duì)刀具進(jìn)行角度的分析，是刀具設(shè)計(jì)者和使用者的重要工作內(nèi)容。與刀具的組成一樣，刀具材料也分為刀柄材料和刀片材料。刀柄一般采用4

27、5#鋼鍛造，經(jīng)過(guò)銑削加工而得。隨著數(shù)控機(jī)床的日益普及，對(duì)機(jī)床刀具的要求也越來(lái)越高，越來(lái)越廣，對(duì)于刀具的刀柄的要求也日益提高?，F(xiàn)在對(duì)車(chē)刀刀柄的公差要求也提高了很多。我們現(xiàn)在談?wù)摰牡毒卟牧现饕侵傅毒咔邢鞑糠郑吹镀┑牟牧?。刀具切削性能的?yōu)劣，主要取決于刀片的材料，其次取決于刀具幾何參數(shù)和刀具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，再次取決于刀具切削用量的選用和刀具的安裝情況。刀片在切削加工時(shí)，要承受很大的切削力，還要承受切屑變形時(shí)產(chǎn)生的高溫。要是刀具能在這樣的條件下工作而不致很快地變鈍或損壞，保持其切削能力，刀片必須具備各種特殊的性質(zhì)。3.5 工藝卡片表3-1 該零件的加工工藝過(guò)程序號(hào)工序名稱(chēng)工序內(nèi)容設(shè)備及工裝1備料制作

28、毛坯，選用55180棒料。2車(chē)裝夾毛坯外圓，沿輪廓車(chē)削該零件。數(shù)控車(chē)床3車(chē)平端面。普車(chē)4鉗去毛刺。表3-2 該零件的加工工序卡夾具名稱(chēng)使用設(shè)備三爪自定心卡盤(pán)數(shù)控車(chē)床工序號(hào)工步號(hào)工步內(nèi)容刀具號(hào)刀具規(guī)格主軸轉(zhuǎn)數(shù)/(r/min)進(jìn)給速度/(mm/min)背吃刀量/mm程序編號(hào)21裝夾毛坯外圓，向外伸出142mm，粗車(chē)外圓輪廓，留精加工余量0.25mm。0160度外圓粗車(chē)刀5001001.5o00012精車(chē)外圓輪廓。0260度外圓精車(chē)刀800300.25o00013切槽037mm寬切斷刀30030o00014切斷043mm寬切斷刀30030o0001表3-3 數(shù)控加工刀具卡片序號(hào)刀具名稱(chēng)刀具規(guī)格/mm

29、數(shù)量加工表面1外圓粗車(chē)刀601粗車(chē)外圓2外圓精車(chē)刀601精車(chē)外圓3切槽刀7mm寬1切槽4切斷刀3mm1切斷編制審核共1頁(yè)第1頁(yè)第四章 數(shù)控編程與加工4.1數(shù)控編程的分類(lèi)數(shù)控編程方法可分為手工編程和自動(dòng)編程兩種。（1）手工編程是指主要由人工來(lái)完成數(shù)控機(jī)床程序編制各個(gè)階段的工作。當(dāng)被加工零件形狀不十分復(fù)雜和程序較短時(shí)，都可以采用手工編程的方法。手工編程在目前仍是廣泛采用的編程方式，即使在自動(dòng)編程高速發(fā)展的將來(lái)，手工編程的重要地位也不可取代，仍是自動(dòng)編程的基礎(chǔ)。在先進(jìn)的自動(dòng)編程方法中，許多重要的經(jīng)驗(yàn)都來(lái)源于手工編程，并不斷豐富和推動(dòng)自動(dòng)編程的發(fā)展。（2）自動(dòng)編程自動(dòng)編程是指借助數(shù)控語(yǔ)言編程系統(tǒng)或圖形

30、編程系統(tǒng)，由計(jì)算機(jī)來(lái)自動(dòng)生成零件加工程序的過(guò)程。編程人員只需根據(jù)加工對(duì)象及工藝要求，借助數(shù)控語(yǔ)言編程系統(tǒng)規(guī)定的數(shù)控編程語(yǔ)言或圖形編程系統(tǒng)提供的圖形菜單功能，對(duì)加工過(guò)程與要求進(jìn)行較簡(jiǎn)便的描述，而由編程系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算出加工運(yùn)動(dòng)軌跡，并輸出零件數(shù)控加工程序。由于在計(jì)算機(jī)上可自動(dòng)地繪出所編程序的圖形及進(jìn)給軌跡，所以能及時(shí)地檢查程序是否有錯(cuò)，并進(jìn)行修改，得到正確的程序。綜合考慮該零件的外形，確定該零件的編程方法為：手工編程。4.2零件加工程序清單程序解釋說(shuō)明t0101m03 s500m08g00 x57 z2g71 u2 r1 f100g71 p100 q200 u0.5 w0.5n100 g00 x12

31、 g01 x20 z-2 f80 s800 z-33 x30 w-10 g03 x42 w-5 r6n200 g01 z-75g00 x100 z100t0303m03 s300g00 x32 z-33g01 x14 f45x32 f100g00 x57z-75g01 x36 f45x57 f100w3 f200x36 f45x57 f150g00 x100 z100t0101m03 s500g00 x44 z-53.3g01 x42 f100x39 z-65g00 x44z-53.3g01 x42 f100x37 z-65g00 x44z-53.3g01 x42 f80x36 z-65z-7

32、5x57g00 z-73g73 u2 w2 r5 g73 p300 q400 u0.5 w0.5 f100n300 g00 x42 g01 w-8 f80 g02 x42 w-34 r30 g03 x52 w-5 r85n400 g01 z-145g00 x100 z100t0202m03 s800g00 x57 z2g70 p100 q200g00 x57 z-73g70 p300 q400g00 x100 z100t0404m03 s300g00 x57 z-142g01 x0 f45g00 x100z100m05m09m30程序號(hào)換1號(hào)刀并調(diào)用1號(hào)刀補(bǔ)主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速500，切削液開(kāi)快速運(yùn)

33、動(dòng)至循環(huán)起點(diǎn)建立外圓粗車(chē)循環(huán)設(shè)定加工起終程序段，精加工余量精加工程序第1段倒角車(chē)20外圓平30外圓右端面車(chē)30外圓車(chē)圓弧r6車(chē)42外圓退至換刀點(diǎn)換3號(hào)刀，切槽刀主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為300快速運(yùn)動(dòng)至切槽點(diǎn)切槽退刀快速退刀運(yùn)動(dòng)至第2個(gè)切槽點(diǎn)切槽退刀運(yùn)動(dòng)至第3個(gè)切槽點(diǎn)切槽退刀退至換刀點(diǎn)換1號(hào)刀，外圓粗車(chē)刀主軸轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為500快速運(yùn)動(dòng)至切削起點(diǎn)進(jìn)刀車(chē)斜面第1刀徑向退刀軸向退刀進(jìn)刀車(chē)削斜面第2刀徑向退刀軸向退刀進(jìn)刀車(chē)斜面第3刀，精車(chē)車(chē)36外圓平46外圓右端面退刀建立封閉式外圓粗車(chē)循環(huán)給定起終程序段，給定精加工余量第一段，快速運(yùn)動(dòng)至b點(diǎn)車(chē)42外圓車(chē)圓弧r30車(chē)圓弧r85車(chē)52外圓退至換到點(diǎn)換2號(hào)刀，外圓精車(chē)刀

34、主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為800快速遇運(yùn)動(dòng)至第一個(gè)循環(huán)起點(diǎn)精車(chē)p100-p200程序段快速運(yùn)動(dòng)至第二個(gè)循環(huán)起點(diǎn)精車(chē)p300-p400程序段退至換刀點(diǎn)換4號(hào)刀，切斷刀主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為300快速運(yùn)動(dòng)至切斷點(diǎn)切斷徑向退刀軸向退刀，退至換刀點(diǎn)主軸停止切削液關(guān)程序結(jié)束4.3零件的仿真加工圖4-1 廣數(shù)980td仿真機(jī)床如圖4-1所示，為廣州數(shù)控gsk980td仿真操作機(jī)床，下面運(yùn)用該機(jī)床，對(duì)該零件進(jìn)行仿真加工。4.3.1導(dǎo)入零件程序首先新建一個(gè)文本文檔，將上一章中的程序清單復(fù)制并粘貼至文本文檔內(nèi)，然后保存成擴(kuò)展名為.cnc（或nc）文件，如圖4-2所示。然后打開(kāi)仿真軟件，對(duì)機(jī)床進(jìn)行回零，然后按下編輯按鈕（如圖4-

35、3），再單擊程序，在操作面板中輸入o7788，按下“插入”鍵，然后在菜單欄中單擊“文件”下的“打開(kāi)”，選擇剛剛保存好的文件o0001確定后將看到面板上出現(xiàn)所編制的程序，如圖4-4所示。圖4-2 圖4-3 編輯按鈕圖4-4 加工程序?qū)?.3.2設(shè)置加工刀具根據(jù)3.5中的刀具卡片中的刀具，在仿真機(jī)床中設(shè)置好卡片中的刀具，首先打開(kāi)菜單欄中“機(jī)床操作”下的“刀具管理”，將看到如圖4-4所示界面。圖4-4 刀具庫(kù)管理圖然后設(shè)置好刀具的參數(shù)，并添加到刀盤(pán)。4.3.3設(shè)置毛坯單擊菜單欄中“工件操作”下的“設(shè)置毛坯”，如圖4-5所示，在界面中設(shè)置為棒料，工件長(zhǎng)度為180，直徑為55，材料選擇40碳素結(jié)構(gòu)鋼。

36、圖4-5 設(shè)置毛坯界面4.3.4對(duì)刀操作設(shè)置好刀具和毛坯后，接下來(lái)的工作就是對(duì)刀了，對(duì)刀是在數(shù)控加工中必不可少的環(huán)節(jié)，它的準(zhǔn)確性直接影響到零件的加工質(zhì)量，下面來(lái)介紹下對(duì)刀操作。首先在刀具管理中，將1號(hào)刀（外圓粗車(chē)刀）轉(zhuǎn)到加工位置（一般機(jī)床默認(rèn)1號(hào)刀在加工位），然后單擊菜單欄中“工件操作”下的“快速定位”，得到如圖4-6所示對(duì)話(huà)框，在對(duì)話(huà)框中選擇軸中心。圖4-6 對(duì)刀操作 圖4-7 刀補(bǔ)界面將刀具移到軸中心后，然后在操作面板中單擊“刀補(bǔ)”按鈕，將出現(xiàn)如圖4-7所示界面，選擇mdi（錄入）方式，根據(jù)現(xiàn)在位置（相對(duì)位置）下的坐標(biāo)值，將其輸入至1號(hào)刀補(bǔ)中，如：先按下u-260，再按“輸入“鍵。這樣第1

37、把刀的刀補(bǔ)就設(shè)置好了。同理將另外3把刀分別進(jìn)行設(shè)置，最終得到的刀補(bǔ)值如圖4-8所示。圖4-8 設(shè)置好后的刀補(bǔ)界面4.3.5仿真加工在設(shè)置好刀具補(bǔ)償后，可以開(kāi)始仿真加工了，首先關(guān)閉機(jī)床窗門(mén)，然后將功能鍵中的“循環(huán)啟動(dòng)”打開(kāi)，再按下“循環(huán)啟動(dòng)”按鈕，開(kāi)始切削，最終得到的零件如圖4-9所示。圖4-9 仿真加工后的零件圖經(jīng)過(guò)仿真加工可以看出，該零件的程序準(zhǔn)確無(wú)誤，可以在機(jī)床上進(jìn)行首件加工了，由于仿真的機(jī)床跟實(shí)際的存在一定的區(qū)別，因此在實(shí)際加工中，需要采用單段運(yùn)行的方式進(jìn)行。4.3.6刀補(bǔ)修改在完成首件加工時(shí)，應(yīng)盡可能的把刀補(bǔ)在對(duì)刀后的基礎(chǔ)上，在加大一些，這樣可以更有效的保證首件零件加工尺寸不超差，可以進(jìn)行第二次加工。首件加工完成后，切勿將零件從主軸上取下，應(yīng)該直接在機(jī)床上進(jìn)行測(cè)量，若有問(wèn)題，可以及時(shí)修改，再次切削，避免二次裝夾帶來(lái)的誤差。若在實(shí)際加工中，尺寸與圖上尺寸不符合，可以進(jìn)行刀補(bǔ)修改，在面板上按下“刀補(bǔ)”按鈕，然后按“翻頁(yè)”，將其翻至101 102 103 104這個(gè)界面。若加工的首件，尺寸偏小，可以將相應(yīng)的刀具的刀補(bǔ)進(jìn)行正值輸入（小多少就輸多少，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)可以稍微往上公差加點(diǎn)）；若加工的首件尺寸偏大，可以將相應(yīng)的刀具的刀補(bǔ)進(jìn)行負(fù)值輸入。經(jīng)過(guò)反復(fù)切削，直至零件加工合格后，方可進(jìn)行批量生產(chǎn)。在生產(chǎn)過(guò)程中，要間斷性的測(cè)量工件，因?yàn)榈毒叽嬖谀p。