數(shù)控畢業(yè)論文

1、南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書題目：軸類零件數(shù)控車削工藝分析及數(shù)控加工編程 作者：系部：機(jī)械制造系專業(yè)：數(shù)控加工（高專） 指導(dǎo)老師： 2014 年 1 月12 揚(yáng) 州 前言數(shù)控加工是機(jī)械制造中的先進(jìn)的加工技術(shù)是一種高效率，高精度與高柔性特點(diǎn)的自動(dòng)加工方法，數(shù)控加工技術(shù)可有效解決復(fù)雜、精密、小批多變零件的加工問(wèn)題，充分適應(yīng)了現(xiàn)代化生產(chǎn)的需要，制造自動(dòng)化是先進(jìn)制造技術(shù)的重要組成部分，其核心技術(shù)是數(shù)控技術(shù)，數(shù)控技術(shù)是綜合計(jì)算機(jī)、自動(dòng)技術(shù)、自動(dòng)檢測(cè)及精密機(jī)械等高新技術(shù)的產(chǎn)物，它的出現(xiàn)及所帶來(lái)的巨大利益，已引起了世界各國(guó)技術(shù)與工業(yè)界的普遍重視，目前，國(guó)內(nèi)數(shù)控機(jī)床使用越來(lái)越普及，如何提高數(shù)控加工技術(shù)水平已成為

2、當(dāng)務(wù)之急，隨著數(shù)控加工的日益普及，越來(lái)越多的數(shù)控機(jī)床用戶感到，數(shù)控加工工藝掌握的水平是制約手工編程與CAD/CAM集成化自動(dòng)編程質(zhì)量的關(guān)鍵因素。數(shù)控加工工藝是數(shù)控編程與操作的基礎(chǔ)，合理的工藝是保證數(shù)控加工質(zhì)量發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的前提條件，從數(shù)控加工的實(shí)用角度出發(fā)，以數(shù)控加工的實(shí)際生產(chǎn)為基礎(chǔ)，以掌握數(shù)控加工工藝為目標(biāo)，在介紹數(shù)控加工切削基礎(chǔ)，數(shù)控機(jī)床刀具的選用，數(shù)控加工的定位與裝夾以及數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)等基本知識(shí)的基礎(chǔ)上，分析了數(shù)控車削的加工工藝。目錄前言第一章 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)分析11.1選題思路11.2課題圖紙21.3任務(wù)功能性分析3第二章 涉及知識(shí)點(diǎn)解析82.1制圖過(guò)程82.2材料性能112.3精度要

3、求13第三章 加工過(guò)程143.1所需刀具及性能143.2檢測(cè)工具143.3加工難點(diǎn)及解決方案153.4工藝卡片213.5主要加工程序22第四章 參考文獻(xiàn)28第五章 總結(jié)28附錄30摘要：本次設(shè)計(jì)主要是對(duì)數(shù)控加工工藝進(jìn)行分析與具體零件圖的加工，首先對(duì)數(shù)控加工技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹，然后根據(jù)零件圖進(jìn)行數(shù)控加工分析。第一，根據(jù)本零件材料的加工工序、切削用量以及其他相關(guān)因素選用刀具及刀柄和零件的輪廓特點(diǎn)確定需要8把刀具分別為外圓粗車刀、外圓精車刀、外切槽刀、內(nèi)螺紋刀、內(nèi)鏜孔刀、內(nèi)切槽刀。第二，針對(duì)零件圖圖形進(jìn)行編制程序，此零件為軸類零件，外輪廓由直線、圓弧和橢圓組成，零件的里面要鏜出一個(gè)錐孔，在加工過(guò)程

4、中，工件需要調(diào)頭鉆孔再鏜孔，第三，早鉆孔對(duì)刀時(shí)要先回參考點(diǎn)，要以孔中心作為對(duì)刀點(diǎn)，刀具的位置要以此來(lái)找正，使刀位點(diǎn)與換刀點(diǎn)重合。關(guān)鍵字：刀具的確定、走刀路線的選擇、刀具的對(duì)刀點(diǎn)、工件的定位。第一章 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)分析1.1 選題思路本次畢業(yè)綜合實(shí)訓(xùn)實(shí)踐項(xiàng)目為軸類零件的加工及工藝 分析，用所學(xué)理論知識(shí)和實(shí)際操作知識(shí)，在工作中分析問(wèn)題、解決實(shí)際問(wèn)題的能力同時(shí)達(dá)到對(duì)我們基本技能的訓(xùn)練，例如：計(jì)算、繪圖、熟悉和運(yùn)用設(shè)計(jì)資料（手冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)、圖冊(cè)和規(guī)范等）的能力。加強(qiáng)對(duì)在加工機(jī)械零件時(shí)的零件工藝分析、及其加工精度、刀具機(jī)床的選用、刀具補(bǔ)償，工件的定位與裝夾的分析等。同時(shí)提高我們編寫技術(shù)文件、編寫數(shù)控程序、數(shù)控

5、機(jī)床操作的獨(dú)立工作能力。1.2 課題圖紙1.3 任務(wù)功能性分析這次設(shè)計(jì)讓我對(duì)數(shù)控加工的的原理及加工過(guò)程有了更深一步的了解，在設(shè)計(jì)中我在繪制分析產(chǎn)品圖-制定加工工藝-選擇刀具-編寫加工程序-實(shí)際操作加工產(chǎn)品等過(guò)程中我學(xué)會(huì)了CAD繪圖，學(xué)到了很多機(jī)械零件的尺寸公差的知識(shí)，學(xué)會(huì)了怎樣選擇刀具怎樣定制加工工藝，加深了我對(duì)數(shù)控程序的了解。數(shù)控加工的原理一、 數(shù)控機(jī)床的工作過(guò)程數(shù)控機(jī)床是最典型的數(shù)控設(shè)備，其原理框圖如圖3-1所示。為了更好的了解數(shù)控系統(tǒng)的工作原理，可以首先分析數(shù)控機(jī)床加工零件的過(guò)程。在數(shù)控機(jī)床上為了進(jìn)行零件的加工，可以通過(guò)如下步驟進(jìn)行：圖3-1 數(shù)控機(jī)床原理框圖1） 根據(jù)被加工零件的圖樣與

6、工藝方案，用規(guī)定的代碼和程序格式，將刀具的移動(dòng)軌跡，加工工藝過(guò)程、工藝參數(shù)、切削用量等編寫成數(shù)控系統(tǒng)能夠識(shí)別的指令形式，即編寫加工程序。2） 將所編寫的加工程序輸入數(shù)控裝置。3） 數(shù)控裝置對(duì)所編寫的程序進(jìn)行譯碼、運(yùn)算處理，并向各坐標(biāo)軸的伺服驅(qū)動(dòng)裝置和輔助機(jī)能控制裝置發(fā)出相應(yīng)的控制信號(hào)，以控制機(jī)床的各部件的運(yùn)動(dòng)。4） 在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，數(shù)控系統(tǒng)需要隨時(shí)監(jiān)測(cè)機(jī)床坐標(biāo)軸的位置、行程開(kāi)關(guān)的狀態(tài)等，并與程序的要求相比較，以決定下一步動(dòng)作，直到加工出合格的零件。5） 操作者可以隨時(shí)對(duì)機(jī)床的加工情況、工作狀態(tài)進(jìn)行觀察，必要時(shí)還需要對(duì)機(jī)床的動(dòng)作加以調(diào)整，以保證機(jī)床安全可靠地運(yùn)行。數(shù)控裝置對(duì)坐標(biāo)軸的運(yùn)動(dòng)控制一般使用

7、脈沖信號(hào)。數(shù)控裝置輸出的一個(gè)進(jìn)給脈沖所對(duì)應(yīng)機(jī)床坐標(biāo)軸的位移量，稱為數(shù)控機(jī)床最小運(yùn)動(dòng)單位（也稱脈沖當(dāng)量）。根據(jù)機(jī)床精度的不同，常用的脈沖當(dāng)量有0.01mm、0.005mm、0.001mm等。在高精度機(jī)床上可以達(dá)到0.0001mm、0.00001mm，甚至更小。二、 數(shù)控加工中刀具選擇與切削量的確定刀具的選擇是在數(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。選取刀具時(shí)，要使刀具的尺寸與被加工工件的表

8、面尺寸相適應(yīng)。在經(jīng)濟(jì)型數(shù)控加工中，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：盡量減少刀具數(shù)量；一把刀具裝夾后，應(yīng)完成其所能進(jìn)行的所有加工部位；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；先銑后鉆；先進(jìn)行曲面精加工，后進(jìn)行二維輪廓精加工；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。合理選擇切削用量的原則是，粗加工時(shí)，一般以提高生產(chǎn)率為主，但也應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)性和加工成本；半精加工和精加工時(shí)，應(yīng)在保證加工質(zhì)量的前提下，兼顧切削效率、經(jīng)濟(jì)性和加工成本。具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書、切削用量手冊(cè)，并結(jié)合經(jīng)

9、驗(yàn)而定。切削深度t。在機(jī)床、工件和刀具剛度允許的情況下，t就等于加工余量，這是提高生產(chǎn)率的一個(gè)有效措施。為了保證零件的加工精度和表面粗糙度，一般應(yīng)留一定的余量進(jìn)行精加工。數(shù)控機(jī)床的精加工余量可略小于普通機(jī)床。切削速度v。提高v也是提高生產(chǎn)率的一個(gè)措施，但v與刀具耐用度的關(guān)系比較密切。隨著v的增大，刀具耐用度急劇下降，故v的選擇主要取決于刀具耐用度。主軸轉(zhuǎn)速n(r/min)。主軸轉(zhuǎn)速一般根據(jù)切削速度v來(lái)選定。計(jì)算公式為：n=1000v/d式中，d為刀具或工件直徑（mm）。進(jìn)給速度vFvF應(yīng)根據(jù)零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具和工件材料來(lái)選擇。隨著數(shù)控機(jī)床在生產(chǎn)實(shí)際中的廣泛應(yīng)用，數(shù)控編程已經(jīng)

10、成為數(shù)控加工中的關(guān)鍵問(wèn)題之一。在數(shù)控程序的編制過(guò)程中，要在人機(jī)交互狀態(tài)下即時(shí)選擇刀具和確定切削用量。因此，編程人員必須熟悉刀具的選擇方法和切削用量的確定原則，從而保證零件的加工質(zhì)量和加工效率，充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和生產(chǎn)水平掌握數(shù)控編程的相關(guān)知識(shí)從分析零件圖樣到產(chǎn)生數(shù)控機(jī)床的輸入信息的過(guò)程，稱為數(shù)控加工程序編制（簡(jiǎn)稱數(shù)控編程）。數(shù)控編程在數(shù)控機(jī)床加工中起著重要作用。一、數(shù)控編程的方法數(shù)控加工程序編制方法主要有以下兩種：1. 手工編程手工編程是指從零件圖紙分析、工藝處理、數(shù)值計(jì)算、編寫程序單、直到程序校核等各步驟的數(shù)控編程工作均由人工完成的全過(guò)程。手工編程適合于編寫進(jìn)行點(diǎn)位加

11、工或幾何形狀不太復(fù)雜的零件的加工程序，以及程序坐標(biāo)計(jì)算較為簡(jiǎn)單、程序段不多、程序編制易于實(shí)現(xiàn)的場(chǎng)合。這種方法比較簡(jiǎn)單，容易掌握，適應(yīng)性較強(qiáng)。手工編程方法是編制加工程序的基礎(chǔ)，也是機(jī)床現(xiàn)場(chǎng)加工調(diào)試的主要方法，對(duì)機(jī)床操作人員來(lái)講是必須掌握的基本功，其重要性是不容忽視的。2. 自動(dòng)編程自動(dòng)編程是指在計(jì)算機(jī)及相應(yīng)的軟件系統(tǒng)的支持下，自動(dòng)生成數(shù)控加工程序的過(guò)程。它充分發(fā)揮了計(jì)算機(jī)快速運(yùn)算和存儲(chǔ)的功能。其特點(diǎn)是采用簡(jiǎn)單、習(xí)慣的語(yǔ)言對(duì)加工對(duì)象的幾何形狀、加工工藝、切削參數(shù)及輔助信息等內(nèi)容按規(guī)則進(jìn)行描述，再由計(jì)算機(jī)自動(dòng)地進(jìn)行數(shù)值計(jì)算、刀具中心運(yùn)動(dòng)軌跡計(jì)算、后置處理，產(chǎn)生出零件加工程序單，并且對(duì)加工過(guò)程進(jìn)行模擬

12、。對(duì)于形狀復(fù)雜，具有非圓曲線輪廓、三維曲面等零件編寫加工程序，采用自動(dòng)編程方法效率高，可靠性好。在編程過(guò)程中，程序編制人可及時(shí)檢查程序是否正確，需要時(shí)可及時(shí)修改。由于使用計(jì)算機(jī)代替編程人員完成了繁瑣的數(shù)值計(jì)算工作，并省去了書寫程序單等工作量，因而可提高編程效率幾十倍乃至上百倍，解決了手工編程無(wú)法解決的許多復(fù)雜零件的編程難題。掌握機(jī)械零件的形位公差相關(guān)知識(shí)加工后的零件不僅有尺寸誤差，構(gòu)成零件幾何特征的點(diǎn)、線、面的實(shí)際形狀或相互位置與理想幾何體規(guī)定的形狀和相互位置還不可避免地存在差異，這種形狀上的差異就是形狀誤差，而相互位置的差異就是位置誤差，統(tǒng)稱為形位誤差。而這樣的誤差在機(jī)床在安裝調(diào)試中的誤差，

13、以及加工環(huán)境等一系列外界因素的影響下是不可避免的，為了滿足人們生產(chǎn)的需要引入了公差。根據(jù)GB/T1182-2008形位公差包括形狀公差和位置公差。任何零件都是由點(diǎn)、線、面構(gòu)成的，這些點(diǎn)、線、面稱為要素。機(jī)械加工后零件的實(shí)際要素相對(duì)于理想要素總有誤差，包括形狀誤差和位置誤差。這類誤差影響機(jī)械產(chǎn)品的功能，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)規(guī)定相應(yīng)的公差并按規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)符號(hào)標(biāo)注在圖樣上。20世紀(jì)50年代前后，工業(yè)化國(guó)家就有形位公差標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)于1969年公布形位公差標(biāo)準(zhǔn),1978年推薦了形位公差檢測(cè)原理和方法。中國(guó)于1980年頒布形狀和位置公差標(biāo)準(zhǔn)，其中包括檢測(cè)規(guī)定。 形位公差表示方法了解CAD軟件工程制圖相

14、關(guān)知識(shí)的應(yīng)用隨著計(jì)算機(jī)的迅猛發(fā)展，工程界的迫切需要，計(jì)算機(jī)輔助繪圖(ComputerAidedDrawing)應(yīng)運(yùn)而生。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)指利用計(jì)算機(jī)及其圖形設(shè)備幫助設(shè)計(jì)人員進(jìn)行設(shè)計(jì)工作。簡(jiǎn)稱CAD。在工程和產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，計(jì)算機(jī)可以幫助設(shè)計(jì)人員擔(dān)負(fù)計(jì)算、信息存儲(chǔ)和制圖等項(xiàng)工作。在設(shè)計(jì)中通常要用計(jì)算機(jī)對(duì)不同方案進(jìn)行大量的計(jì)算、分析和比較，以決定最優(yōu)方案；各種設(shè)計(jì)信息，不論是數(shù)字的、文字的或圖形的，都能存放在計(jì)算機(jī)的內(nèi)存或外存里，并能快速地檢索；設(shè)計(jì)人員通常用草圖開(kāi)始設(shè)計(jì)，將草圖變?yōu)楣ぷ鲌D的繁重工作可以交給計(jì)算機(jī)完成；由計(jì)算機(jī)自動(dòng)產(chǎn)生的設(shè)計(jì)結(jié)果，可以快速作出圖形顯示出來(lái)，使設(shè)計(jì)人員及時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)作出判斷和修

15、改；利用計(jì)算機(jī)可以進(jìn)行與圖形的編輯、放大、縮小、平移和旋轉(zhuǎn)等有關(guān)的圖形數(shù)據(jù)加工工作。CAD 能夠減輕設(shè)計(jì)人員的勞動(dòng)，縮短設(shè)計(jì)周期和提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。第二章 涉及知識(shí)點(diǎn)解析2.1 制圖過(guò)程產(chǎn)品CAD平面繪圖繪圖過(guò)程：將產(chǎn)品的輪廓線畫好（只需畫一半）點(diǎn)擊工具欄中鏡像按鈕選擇要鏡像的曲線點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵選擇鏡像的第一點(diǎn)在選第二點(diǎn)輸入N確定點(diǎn)擊圖案填充添加：拾取點(diǎn)右鍵確認(rèn)確定最后標(biāo)注尺寸如下圖所示2.2 材料性能設(shè)計(jì)中使用的材料是45鋼是一種優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，廣泛應(yīng)用于機(jī)械，未熱處理時(shí)：HB229；熱處理：正火；沖擊功：Aku39J；強(qiáng)度較高，塑性和韌性尚好，45#鋼板淬火后沒(méi)有回火之前，硬度大于HRC55（最

16、高可達(dá)HRC62）為合格,經(jīng)過(guò)熱處理，再淬火可以達(dá)到HRC42-46，這樣既能保證它良好的機(jī)械性能，又能得到表面的硬度要求，用于制作承受負(fù)荷較大的小截面調(diào)質(zhì)件和應(yīng)力較小的大型正火零件，以及對(duì)心部強(qiáng)度要求不高的表面淬火零件，如梢子,導(dǎo)柱，表針等部件。45鋼化學(xué)成分元素比例(%)如下：碳C:0.420.50；鉻Cr：0.25；錳Mn：0.500.80；鎳Ni：0.25；磷P：0.035；硫S：0.035；硅Si：0.170.37機(jī)械性能bMpa:600sMpa:3555%:16%:40硬度HB:197GB/T699-1999標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的45鋼推薦熱處理制度為850正火、840淬火、600回火，達(dá)到的

17、性能為屈服強(qiáng)度355MPaGB/T699-1999標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定45鋼抗拉強(qiáng)度為600MPa，屈服強(qiáng)度為355MPa，伸長(zhǎng)率為16%，斷面收縮率為40%調(diào)制處理硬度規(guī)格尺寸。45號(hào)鋼是中碳結(jié)構(gòu)鋼，冷熱加工性能都不錯(cuò)，機(jī)械性能較好，且價(jià)格低、來(lái)源廣，所以應(yīng)用廣泛。它的最大弱點(diǎn)是淬透性低，截面尺寸大和要求比較高的工件不宜采用。45號(hào)鋼淬火溫度在A3+(3050) ，在實(shí)際操作中，一般是取上限的。偏高的淬火溫度可以使工件加熱速度加快，表面氧化減少，且能提高工效。為使工件的奧氏體均勻化，就需要足夠的保溫時(shí)間。如果實(shí)際裝爐量大，就需適當(dāng)延長(zhǎng)保溫時(shí)間。不然，可能會(huì)出現(xiàn)因加熱不均勻造成硬度不足的現(xiàn)象。但保溫時(shí)間過(guò)

18、長(zhǎng)，也會(huì)也出現(xiàn)晶粒粗大，氧化脫碳嚴(yán)重的弊病，影響淬火質(zhì)量。我們認(rèn)為，如裝爐量大于工藝文件的規(guī)定，加熱保溫時(shí)間需延長(zhǎng)1/5。因?yàn)?5號(hào)鋼淬透性低，故應(yīng)采用冷卻速度大的10%鹽水溶液。工件入水后，應(yīng)該淬透，但不是冷透，如果工件在鹽水中冷透，就有可能使工件開(kāi)裂，這是因?yàn)楫?dāng)工件冷卻到180左右時(shí)，奧氏體迅速轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體造成過(guò)大的組織應(yīng)力所致。因此，當(dāng)淬火工件快冷到該溫度區(qū)域，就應(yīng)采取緩冷的方法。由于出水溫度難以掌握，須憑經(jīng)驗(yàn)操作，當(dāng)水中的工件抖動(dòng)停止，即可出水空冷（如能油冷更好）。另外，工件入水宜動(dòng)不宜靜，應(yīng)按照工件的幾何形狀，作規(guī)則運(yùn)動(dòng)。靜止的冷卻介質(zhì)加上靜止的工件，導(dǎo)致硬度不均勻，應(yīng)力不均勻而使工

19、件變形大，甚至開(kāi)裂。45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)件淬火后的硬度應(yīng)該達(dá)到HRC5659，截面大的可能性低些，但不能低于HRC48，不然，就說(shuō)明工件未得到完全淬火，組織中可能出現(xiàn)索氏體甚至鐵素體組織，這種組織通過(guò)回火，仍然保留在基體中，達(dá)不到調(diào)質(zhì)的目的。45號(hào)鋼淬火后的高溫回火，加熱溫度通常為560600，硬度要求為HRC2234。因?yàn)檎{(diào)質(zhì)的目的是得到綜合機(jī)械性能，所以硬度范圍比較寬。但圖紙有硬度要求的，就要按圖紙要求調(diào)整回火溫度，以保證硬度。如有些軸類零件要求強(qiáng)度高，硬度要求就高；而有些齒輪、帶鍵槽的軸類零件，因調(diào)質(zhì)后還要進(jìn)行銑、插加工，硬度要求就低些。關(guān)于回火保溫時(shí)間，視硬度要求和工件大小而定，我們認(rèn)為，回火

20、后的硬度取決于回火溫度，與回火時(shí)間關(guān)系不大，但必須回透，一般工件回火保溫時(shí)間總在一小時(shí)以上。2.3 精度要求有圖紙中可知，產(chǎn)品精度要求主要有以下幾點(diǎn)橢圓小徑410-0.03、外圓480-0.03、內(nèi)孔300+0.05、螺紋M24X2-6g尺寸以及M24X2-6g尺寸與410-0.03外圓柱面的同軸度要求，其余未注公差均按照GB/T818-2000中標(biāo)出的公差加工。以上尺寸均可用試切法保證即可將機(jī)床內(nèi)刀具補(bǔ)正中按照入體原則將加工余量留下試切一刀然后測(cè)量根據(jù)測(cè)量的值計(jì)算加工誤差在機(jī)床系統(tǒng)中將誤差補(bǔ)上，直到達(dá)到要求為止。第三章 加工過(guò)程3.1 所需刀具及性能本次設(shè)計(jì)中使用的是機(jī)夾式車刀，機(jī)架式車刀具

21、有效率高，強(qiáng)度大，加工出來(lái)的產(chǎn)品表面質(zhì)量好，最重要的是加工出來(lái)的產(chǎn)品精度高等優(yōu)點(diǎn)。相對(duì)于焊接式車刀機(jī)夾刀不需要刃磨，刀具益損嚴(yán)重了只需要更換刀片即可，換好刀片后無(wú)需對(duì)刀掉出程序即可執(zhí)行加工產(chǎn)品，這樣為操作工人節(jié)省了大量的時(shí)間。表面鍍涂有耐磨金屬的刀片可反復(fù)切削多次而不益損，如果使用合理的話可減少損耗，節(jié)約了大量的成本的同時(shí)還可以減少普通焊接式刀具在加工過(guò)程中形成積屑瘤劃傷工件表面，甚至影響產(chǎn)品加工精度。機(jī)夾式刀片，經(jīng)合理的設(shè)計(jì)成型已達(dá)到加工時(shí)的需要，不需任何的處理安裝好就加工，這樣避免了焊接式刀具在刃磨中造成的誤差，這樣以來(lái)即可保證產(chǎn)品的尺寸。由于機(jī)夾式刀具具有很高的強(qiáng)度，所以加工時(shí)可以適量提

22、高切削速度和加工量（背吃刀量）這樣一來(lái)大大提高了工作效率。本次設(shè)計(jì)中使用的刀具如下：45°外圓車刀 用于加工外圓面以及外圓斷面18鉆頭 用于加工圖中18的孔5mm 外圓割槽刀 用于加工60°x5mm外圓梯形槽4mm切斷刀 用于切斷零件45°內(nèi)孔鏜刀 用于加工工件內(nèi)輪廓面30°外圓車刀 用于加工橢圓柱面，R6、R5.19以及切割端面保證108總長(zhǎng)尺寸5mm內(nèi)割槽刀 用于加工螺紋退刀槽60°內(nèi)螺紋車刀 用于加工M24X2-6g的內(nèi)螺紋3.2 檢測(cè)工具機(jī)械加工中由于各方面的原因總是會(huì)有加工誤差所以為了保證加工出來(lái)的產(chǎn)品能夠滿足設(shè)計(jì)使用的要求，精密的量

23、具是必不可少的，尤其是圖紙中標(biāo)注公差的尺寸，加工時(shí)必須要有專用的量具來(lái)測(cè)量，以保障精度。本次設(shè)計(jì)中用到的量具主要有以下幾種：25-50mm外徑千分尺 主要用于測(cè)量橢圓小徑410-0.03、外圓480-0.03尺寸，以及機(jī)床X軸對(duì)刀時(shí)使用18-35內(nèi)徑百分表 用于測(cè)量300+0.05以及所有內(nèi)孔尺寸M24X2-6g的螺紋塞規(guī)（包括通規(guī)和止規(guī)） 用于檢測(cè)M24螺孔磁性壓力表 用于檢測(cè)同軸度游標(biāo)卡尺 用于測(cè)量軸向尺寸深度尺 用于測(cè)量?jī)?nèi)孔深度。3.3 加工難點(diǎn)及解決方案由于缺乏經(jīng)驗(yàn)，在設(shè)計(jì)中遇到了很多的難點(diǎn)，但在我的努力以及老師朋友的幫助下都一一被攻破了。其中以橢圓的加工、螺紋加工以及部分尺寸的測(cè)量最

24、難，以下是詳述。橢圓的加工橢圓是數(shù)控車加工中相對(duì)較難卻又比較典型的非圓曲線，目前數(shù)控系統(tǒng)還沒(méi)有提供完善的非圓曲線插補(bǔ)功能，因此在實(shí)際操作中橢圓的編程多采用變量來(lái)完成。雖然隨著計(jì)算機(jī)輔助編程的進(jìn)一步普及，手工編寫宏程序越來(lái)越少，但作為初學(xué)者，根據(jù)不同情況，掌握各種非圓曲線，特別是橢圓曲線的編程仍然是必要的。一、循環(huán)功能WHILE語(yǔ)句橢圓宏程序編制中重要的循環(huán)功能語(yǔ)句是WHILE語(yǔ)句，其格式如下：WHILE條件表達(dá)式 DO m(m=1，2，3) ; END m ;說(shuō)明：如果指定的條件表達(dá)式滿足時(shí)，則執(zhí)行DO到END之 間的程序。否則，轉(zhuǎn)道END后面的程序段。DO后面的標(biāo)號(hào)和END 后面的標(biāo)號(hào)是指程

25、序執(zhí)行范圍的標(biāo)號(hào)，標(biāo)號(hào)值為1，2，3。二、橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程與參數(shù)方程編制橢圓宏程序要熟悉橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程和參數(shù)方程，它們均表達(dá)出了橢圓上點(diǎn)的坐標(biāo)及兩坐標(biāo)之間的關(guān)系。例如：圖1中，橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為 (20mm為長(zhǎng)半軸的長(zhǎng)，14mm為短半軸的長(zhǎng)，橢圓的中心即為坐標(biāo)系的原點(diǎn))，參數(shù)方程為X=20cos，Y=14sin(為角度參數(shù))。 宏程序編制中，編程坐標(biāo)系是Z 、X 軸，所以在應(yīng)用橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程或參數(shù)方程時(shí)，要從X、Y軸相應(yīng)轉(zhuǎn)換為編程坐標(biāo)系中的Z 、X軸。如上例橢圓在X、Z坐標(biāo)系中的標(biāo)準(zhǔn)方程則為： (圖2)，參數(shù)方程相應(yīng)轉(zhuǎn)換為X=14sin，Z=20cos。變量編程時(shí)，注意橢圓上點(diǎn)的坐標(biāo)在橢圓坐標(biāo)系和在編程

26、坐標(biāo)系中的不同表達(dá)，兩者之間的聯(lián)系在于橢圓原點(diǎn)在編程坐標(biāo)系中的值。橢圓坐標(biāo)系原點(diǎn)在橢圓圓心，編程坐標(biāo)系及原點(diǎn)是由編程者設(shè)定，設(shè)計(jì)中編程坐標(biāo)系原點(diǎn)選在工件右端面與中心軸線的交點(diǎn)處。圖1 圖2橢圓宏程序編寫主要有兩種方法，兩種方法很相似只是變量不同罷了，一種是以參數(shù)(角度)為初始變量，另一種是以Z坐標(biāo)為初始變量設(shè)計(jì)中選用第一種方法來(lái)編寫程序如圖3所示為設(shè)計(jì)用的產(chǎn)品圖中橢圓部分圖3如圖3，毛坯為52mm×153mm的棒料，45號(hào)鋼。編程原點(diǎn)設(shè)在右端面與中心軸線的交點(diǎn)上，橢圓原點(diǎn)在編程坐標(biāo)系(0，-11.08)處。分析：三爪卡盤夾住左端，伸出120mm，手動(dòng)車右端面，選擇1號(hào)30º

27、外圓車刀加工外輪廓。切削用量的選擇：粗加工主軸轉(zhuǎn)速為600r/min，進(jìn)給量為0.25mm/r，精加工主軸轉(zhuǎn)速為800r/min，進(jìn)給量為0.1mm。在橢圓坐標(biāo)系中，其標(biāo)準(zhǔn)方程為： ;參數(shù)方程為：X=20.5sin，Z=30cos。從零件圖上可以看出，橢圓輪廓的起點(diǎn)角度為60º ，終點(diǎn)角度為148º，所以適合采用以參數(shù)(角度)為初始變量，應(yīng)用參數(shù)方程來(lái)表達(dá)橢圓上點(diǎn)的坐標(biāo)。編制程序如下：G21G28U0W0T0101 M08 (30度外圓車刀）S400M3G0X49Z0G01X16F0.3G0Z2X48G73U9W0R7G73P10Q20U1W0.05F0.25N10G42G

28、00X48Z0#1=60WHILE#1LE148DO1#2=20.5*SIN#1#3=35*COS#1G01X2*#2Z#3-6.42#1=#1+0.2END1G01X30Z-37.17F0.3G02X39.77Z-43.08R6G03X48Z-48.08R5.19G40X49N20G0X54Z1G70P10Q20G28U0W0M09以Z坐標(biāo)為初始變量編寫程序和以參數(shù)(角度)為初始變量編程原理差不多只是將變量由角度改為Z坐標(biāo)，這里又不再詳述了。螺紋加工（a）在車螺紋期間進(jìn)給速度倍率、主軸速度倍率無(wú)效（固定100%）； （b）車螺紋期間不要使用恒表面切削速度控制，而要使用G97； （c）車螺紋時(shí)

29、，必須設(shè)置升速段L1和降速段L2，這樣可避免因車刀升降速而影響螺距的穩(wěn)定。通常L1、L2按下面公式計(jì)算： L1=n×P/400，L2=n×P/1800 式中，n是主軸轉(zhuǎn)速；P是螺紋螺距。 由于以上公式所計(jì)算的L1、L2是理論上所需的進(jìn)退刀量，實(shí)際應(yīng)用時(shí)一般取值比計(jì)算值略大。（d）因受機(jī)床結(jié)構(gòu)及數(shù)控系統(tǒng)的影響，車螺紋時(shí)主軸的轉(zhuǎn)速有一定的限制，所以在車削螺紋時(shí)要G97很轉(zhuǎn)速切削，而不能用很表面速度切削。 （e）螺紋加工中的走刀次數(shù)和進(jìn)刀量（背吃刀量）會(huì)直接影響螺紋的加工質(zhì)量，車削螺紋時(shí)的走刀次數(shù)和背吃刀量可參考表。牙深=2×0.6495×螺距=2×

30、0.6495×1.5螺紋牙底直徑=大徑2×牙深=24-2×0.6495×1.5=22.0515 （f）加工螺紋時(shí)的每次切入深度及切入次數(shù)如圖4下表所示設(shè)計(jì)中螺紋程序如下：G21T0404 （內(nèi)螺紋車刀）M08G97M03 S600 轉(zhuǎn)速600r/minG00 X21Z3 （刀具定位到循環(huán)起點(diǎn)）G92 X22.8Z-32 F2 （第一次車螺紋）X23.4 （第二次車螺紋）X24 （第三次車螺紋）X24.16 （最后一次車螺紋）G00 X150 Z150MO9 M30圖4錐度300+0.05尺寸的測(cè)量為了便于測(cè)量標(biāo)有公差的300+0.05我們?cè)诩庸r(shí)可在Z向

31、預(yù)留10mm以上的尺寸先加工一個(gè)30的沉孔用內(nèi)徑百分表測(cè)量將300+0.05的尺寸加工到位然后將預(yù)留的10mm預(yù)留量切掉。3.4 工藝卡片產(chǎn)品圖號(hào)產(chǎn)品名稱數(shù)量1材質(zhì)45工序步驟工種末件檢驗(yàn)簽章工藝過(guò)程關(guān)鍵尺寸及要求加工設(shè)備工裝及工具1鉅工下料52X153棒料52X153鋸床液壓夾具2普車粗車外圓及總長(zhǎng)至50X15050X150CA6140普通車床車床卡爪3NC切端面將斷面車平數(shù)控車床液壓卡抓4粗車48+0.50及R1548+0.50 R155精車480-0.03及R15480-0.03 R156鉆孔18187鏜孔300+0.05、238切槽38、60°、359掉面10切端面、粗車橢圓

32、R5.19、 R6410+0.2、R5.19、 R6 、10811切端面、粗車橢圓R5.19、 R6410-0.03、R5.19、 R612鏜孔倒角22 1X45°13切槽29X514車螺紋M24x2-6g3.5 主要加工程序O0021 G21G28U0W0TO1O1 (45度外圓車刀）M08S450M3GOX52Z0G01X-0.1F0.3G0Z1X52G71U2R7G71P10Q20U0.3W0F0.25G0X48G01Z-15G02W-15R15G01Z-120X54N20G0Z1G70P10Q20G0X60Z200M09M1G28U0W0T0202 (5mm切槽刀）M08S5

33、00M3G0Z-47.5G01X38.1F0.2X38.2G0X49W2.89G01X48X38W-2.89F0.2X38.2G0X49W-2.89G01X48X38W2.89X38.1G0X54G28U0W0M09M00（將18MM鉆頭裝在尾座上將18的孔加工出來(lái)注意鉆孔深度至128mm）T0303 (45度內(nèi)孔鏜刀）M08G0X22.9Z1G01Z-34.9Z0.3X17G00Z20X28G01Z-10F0.3X22.9G0Z20X30G01Z-10X23Z-35Z0.2X17G00Z20G28U0W0M09M00 (用內(nèi)徑百分表測(cè)量300+0.05）G28U0W0T0202 (5mm切槽

34、刀這里是用于保證108mm掉面時(shí)對(duì)刀之用）M08S500M3G0X54Z-81G01X41F0.3G0X54G28U0W0M09M1T0101M08S600M3G00X54Z-5G01X28F0.2G0Z20X54Z0G01X28F0.2G0Z20G28U0W0M09M1T0404 (4MM切斷刀）S400M3M08G0X54Z-123G01X-0.1F0.2G0X54G28U0W0M09M30O0022G21G28U0W0T0101 M08 (30度外圓車刀）S400M3G0X49Z0G01X16F0.3G0Z2X48G73U12W0R7G73P10Q20U1W0.05F0.25N10G42

35、G00X48Z0#1=60WHILE#1LE148DO1#2=20.5*SIN#1#3=35*COS#1G01X2*#2Z#3-6.42#1=#1+0.2END1G01X30Z-37.17F0.3G02X39.77Z-43.08R6G03X48Z-48.08R5.19G40X49N20G0X54Z1G70P10Q20G28U0W0M09M1T0202 (45度內(nèi)孔鏜刀）M08S400M3G00X22.05Z1G01Z-25F0.2X16G00Z2X27G01Z0G01U-2W-2F0.3G01Z-15F0.3X18G00Z2G28U0W0M09M1T0303 (5MM內(nèi)割槽刀）S500M3M0

36、8G00X18Z2Z-15G01X29F0.3X18G00Z2G28U0W0M09M1T0404 （內(nèi)螺紋車刀）M08G97M03 S600 轉(zhuǎn)速600r/minG00 X21Z3 （刀具定位到循環(huán)起點(diǎn)）G92 X22.8Z-32 F2 （第一次車螺紋）X23.4 （第二次車螺紋）X24 （第三次車螺紋）X24.16 （最后一次車螺紋）G00 X150 Z150MO9M30 零件局部仿真圖 第四章 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)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

37、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；第五章 總結(jié)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)，最好畫一張工序簡(jiǎn)圖，將已經(jīng)擬定出

38、的走刀路線畫上去，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。致謝本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，雖然時(shí)間不是太長(zhǎng)，但卻讓我在作論文的這個(gè)過(guò)程中學(xué)到了很多的知識(shí)。通過(guò)此次設(shè)計(jì)我感悟到了畢業(yè)設(shè)計(jì)的重要性和必要性，為我們能夠更好地邁入工作崗位做了充分的準(zhǔn)備，是我從學(xué)生到技術(shù)人員轉(zhuǎn)變的重要過(guò)渡，因此我十分重視學(xué)校給我提供的這次學(xué)習(xí)和鍛煉的機(jī)會(huì)。 在畢業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，我做了大量的咨詢和總結(jié)，收集了較大的技術(shù)資

39、料。閱讀了大量的專業(yè)文獻(xiàn)，并將它們應(yīng)用到了畢業(yè)設(shè)計(jì)當(dāng)中，并在設(shè)計(jì)中進(jìn)行了分析，研究。同時(shí)在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，得到了指導(dǎo)教師的專業(yè)知識(shí)及其它知識(shí)的講授，這將使我在以后的工作中有很大。感謝所有老師的幫助，讓我們的設(shè)計(jì)更加完美。在此，也非常感謝學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)和系領(lǐng)導(dǎo)給予了我這次機(jī)會(huì)，讓我得以施展自己所學(xué)，達(dá)到學(xué)以致用的目的。由于經(jīng)驗(yàn)欠缺，不妥之處，懇請(qǐng)各位老師海涵并與予指正，以便于我以后更好的學(xué)習(xí)和工作，感謝老師給予我的指導(dǎo)。非常感謝各位指導(dǎo)老師，沒(méi)有你們交給我們知識(shí)，我們是不可能完成這項(xiàng)畢業(yè)設(shè)計(jì)，非常感謝你們這幾年對(duì)我們的辛勤教導(dǎo)，你們不僅僅是傳授給我們了知識(shí)，更是教會(huì)我們技能，從而讓我們?cè)谶@個(gè)社會(huì)上更好

40、的立足，讓我們的人生更加豐富多彩，在這里我們?nèi)M成員（曹陽(yáng)，趙志城，雷露，郭川）向你們致敬！附錄公制內(nèi)螺紋公差等級(jí)基本直徑內(nèi)螺紋公差等級(jí)外螺紋公差大徑中徑小徑6H7H6G中徑公差小徑公差中徑公0,差小徑公差中徑公差小徑公差M10*1109.358.9170,+0.1500,+0.2360,+0.1900,+0.300-0.026,-0.138-0.026,0.206M12*11211.3510.9170,+0.1600,+0.2360,+0.2000,+0.300-0.026,-0.144-0.026,0.206M14*11413.35122.9170,+0.1600,+0.2360,+0.2

41、000,+0.300-0.026,-0.144-0.026,0.206M12*1.251211.18810.6470,+0.1800,+0.2650,+0.2240,+0.335-0.028,-0.160-0.028,-0.240M14*1.251413.18812.6470,+0.1800,+0.2650,+0.2240,+0.335-0.028,-0.160-0.028,-0.240M12*1.51211.02610.3760,+0.1900,+0.3000,+0.2360,+0.375-0.032,-0.172-0.032,-0.268M14*1.51413.02612.3760,+0.

42、1900,+0.3000,+0.2360,+0.375-0.032,-0.172-0.032,-0.268M16*1.51615.02614.3760,+0.1900,+0.3000,+0.2360,+0.375-0.032,-0.172-0.032,-0.268M18*1.51817.02616.3760,+0.1900,+0.3000,+0.2360,+0.375-0.032,-0.172-0.032,-0.268M20*1.52019.02618.3760,+0.1900,+0.3000,+0.2360,+0.375-0.032,-0.172-0.032,-0.268M22*1.52221.02620.3760,+0.1900,+0.3000,+0.2360,+0.375-0.032,-0.172-0.032,-0.268M24*1.51423.02622.3760,+0.2000,+0.3000,+0.2500,+0.375-0.032,-0.182-0