《鏈接軸的數(shù)控加工工藝編制及編程設(shè)計》7500字

鏈接軸的數(shù)控加工工藝編制及編程設(shè)計目錄TOC\o"1-2"\h\u172671引言 3321661.1課題研究應(yīng)用背景 4252111.2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 447061.3 課題研究內(nèi)容與目標(biāo) 4239181.4 本論文的組織結(jié)構(gòu) 5189972零件介紹及零件圖 6162722.1 零件介紹 6317742.2 零件圖 6167743零件的工藝性分析 7197843.1 零件圖分析 7282903.2 零件毛坯的選擇 7297063.3 加工方法及工序的確定 9173423.4 基準(zhǔn)的選擇 1081693.5 設(shè)備、刀具、夾具及量具的選擇 1194733.6 切削參數(shù)的選擇 1457923.7 數(shù)控加工工藝卡片擬訂 1456254.1 數(shù)控系統(tǒng)的介紹 16221424.2 常用G代碼的含義 16265414.3 本零件的加工編程指令 17206325CAD/CAM軟件使用 17169925.1 CAD/CAM軟件介紹 1886075.2 CAD/CAM軟件操作步驟 18306096制作本課題時遇到的問題與解決方法 219820結(jié)論 2228965參考文獻(xiàn) 241引言零件的生產(chǎn)工藝和輔助裝備和夾具不斷優(yōu)化和引入對零件制造來說起到一個很大的作用和優(yōu)化，在過去加工一套零件需要不同多的工藝去組合加工，才能加工一套完整的零件出來，而且正因為多個工藝的組合才能提高零件的周期提升零件的質(zhì)量，但正因為需要多個工序的組合，需要多次裝夾和對刀。在多次對刀和裝夾的情況下，容易出現(xiàn)誤差和誤差的積累會原來越大，從而量變起質(zhì)變，影響到零件的質(zhì)量和精度下降，人為出錯的概率也不斷增多從而對零件質(zhì)量和精度的穩(wěn)定性帶來了風(fēng)險。為了避免這個情況的出現(xiàn)，零件的引入工準(zhǔn)夾具。例如在零件加工環(huán)節(jié)中需要電火花加工的工藝時，一般情況下銅公兩次裝夾才能完成一個完整的工藝，在這個情況下為了避免上面說的情況出現(xiàn)，在加工銅公時就開始使用工裝夾具來完成，在下面放電加工時就避免了多一次的裝夾和對刀，降低了誤差的積累和人為錯誤等不穩(wěn)定的因數(shù)。這對零件的質(zhì)量的控制和精度的控制起到很多的作用。這個前期投入會大點，到對后期的零件的質(zhì)量控制和精度控制起到很好的作用，也大大被企業(yè)所接受。1.1課題研究應(yīng)用背景制造零件的手段和工藝也開始多樣化和精簡化，過去零件的制造基本上全靠人工化去制造，基本上沒有太多的輔助設(shè)備是生產(chǎn)。這樣做出來的零件精度極低，對工人的要求較高就算是工人一個微小的動作都能影響到零件的質(zhì)量，而且這樣零件的制造周期較長，從一個產(chǎn)品從構(gòu)想到開發(fā)到成品都要經(jīng)過一個漫長的周期，有時甚至要一年之久。這對于現(xiàn)在這么長的周期對一個企業(yè)來說是致命的。為了提高什么效率出現(xiàn)了鉆場和洗場等半自動的的機(jī)床設(shè)備，這次設(shè)備的出現(xiàn)很大程度上提高了零件制造的周期和精度，但這些設(shè)備都是屬于半自動的設(shè)備，也需要很多大程度上需要工人去干預(yù)操作，這對零件的質(zhì)量也帶來了很多不穩(wěn)定的因素在。出現(xiàn)誤操作的情況也是存在的，稍有不慎會出現(xiàn)報廢零件的情況出現(xiàn)，這對零件的制造周期和成本控制起到不利的作用。在整個零件工業(yè)體系不斷發(fā)展的同時，也思考著如何在零件精度有效控制下縮短零件的制造周期，在這種的背景下，很多輔助零件制造的工具不斷出現(xiàn)和提升。高效率高精度的數(shù)控加工中心的出現(xiàn)，而且這種設(shè)備的生產(chǎn)效率高已經(jīng)基本上是全自動化，就算中途換刀和檢查都是不需要人手去介入，在提高效率的同時也可以提高精度，對人為錯誤減到最低而且穩(wěn)定高?，F(xiàn)在零件的制造的精度基本上是由數(shù)控設(shè)備的精度決定的，設(shè)備精度如何對零件能上到什么等級起到關(guān)鍵的作用。1.2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀在我國數(shù)控加工開始我們是處于一個真空的狀態(tài)不但沒有自己的技術(shù)而且進(jìn)口也受到限制，經(jīng)過已經(jīng)發(fā)展了一段的時間，由于我們起步晚落后于別人但我經(jīng)過改革開放不斷開始引入外資學(xué)習(xí)別人的技術(shù)，取得了很大的進(jìn)步，但還有進(jìn)步的空間。1.3 課題研究內(nèi)容與目標(biāo)我們本次畢業(yè)設(shè)計主要是如何選用合理的加工設(shè)備并且對加工的設(shè)備有了解，能更好地讓我們編排合理的加工線路和參數(shù)的合理選用，并且對線路不斷優(yōu)化達(dá)到最優(yōu)化生產(chǎn)的目的。我們這次畢業(yè)設(shè)計的目標(biāo)是能否完成一份合格的畢業(yè)設(shè)計，通過畢業(yè)設(shè)計對數(shù)控加工有個基本的思路。1.4 本論文的組織結(jié)構(gòu)本次論文的主要是簡要分析一下我們了解到的我國現(xiàn)在數(shù)控加工的狀況其有的優(yōu)點和缺點，不足之處。正因為知道自身不足的地方才能取長補(bǔ)短。在分析零件的結(jié)構(gòu)特點選取合適的加工設(shè)備、工藝路線、工藝參數(shù)等等，并且最后總結(jié)需要優(yōu)化的和改良的地方。

2零件介紹及零件圖2.1 零件介紹本次選用的零件為設(shè)備工廠上生產(chǎn)的設(shè)備上的一個部件，所以我們本次的零件具有很大的實際加工的意義并且能更好的驗證我們加工線路和工藝的可行性具有很大的實際意義，其選用的零件主要是起到連接和傳遞力矩的作用。2.2 零件圖3零件的工藝性分析3.1 零件圖分析分析上面的零件二維尺寸圖可以知道該零件的是由基本的線、圓弧、孔、槽等等組合而成，我們在編程和線路的確定時可以分解成若干部分去分析和確定方案零件圖上面的各個尺寸的尺寸精度加工設(shè)備能不能滿足其精度的要求都要考慮清楚，上面的光潔度的要求刀具能不能加工出來等等都需要綜合考慮取分析并且根據(jù)特點選用合適的刀具去配合加工。3.1.1尺寸精度的要求分析在直徑60兩處是有裝配要求的，為了保證能工件能正常工作其上次的尺寸精度是保證的重要的地方。和兩處R5和R20零件工作時的工作地方精度方面必須保證，其余的尺寸在中等精度的尺寸，按上面的公差范圍保證就可以。3.1.2幾何形狀精度的要求分析由于兩處直徑60mm為軸的支撐點，為了保證運作平穩(wěn)兩處是有同心度的要求。3.1.3表面粗糙度的要求分析根據(jù)零件圖上的零件的粗糙度在Ra1.6~6.3要求范圍內(nèi)，數(shù)控機(jī)床加工基本能滿足要求。3.2 零件毛坯的選擇毛坯的尺寸大小、預(yù)留的余量、質(zhì)量的穩(wěn)定性、外形特點等等都會直接關(guān)聯(lián)著加工的效率快慢、經(jīng)濟(jì)效率是否高低、生產(chǎn)時的損耗率高度等等都有著很大的關(guān)系要根據(jù)零件的加工工藝和選用的設(shè)備選取好的毛坯會起到很重要的作用，會讓我們對保證零件的尺寸精度、光潔度等重要的參數(shù)相對用簡單的工藝就可以得到并且生產(chǎn)加工時工件的穩(wěn)定性高可靠。分析本次的零件為回旋體為了能簡化前工藝的要求選用45#的圓料，在生產(chǎn)批量有較大的提升時再考慮用鍛造的工藝來特高其生產(chǎn)效率和降低成本。3.2.1零件材質(zhì)的選用在滿足使用性能的情況下要盡量降低成本提高生產(chǎn)效益所以本次的零件綜合考試選用45#3.2.2毛坯形狀、尺寸的確定本次的毛坯，我們選用的尺寸為軸毛坯圖Φ65mm×125mm，45鋼。軸套1毛坯圖Φ95mm×30mm，45鋼。軸套2毛坯圖Φ95mm×20mm，45鋼3.3 加工方法及工序的確定3.3.1加工方法的確定對同一個零件其加工方法可以說是多種多樣的但其大體的原側(cè)上都是不變的就是要達(dá)到工件上的表面光潔度的要求和零件尺寸公差范圍的要求，所以我們要對每一個零件的實物情況去具體分析問題在零件的外形的結(jié)構(gòu)特點、圖紙上零件圖的技術(shù)要求如公差范圍、表面的光潔度等等。從零件的二維零件的尺寸上分析可以知道，零件部分要求較高部分相對較為寬松，所以我們?nèi)」畹钠骄祦碜顬榫幊痰囊罁?jù)。這樣加工出來的零件有可以允許以部分分的尺寸變動都可以滿足要求，對各個方面產(chǎn)生的誤差如裝夾誤差、對刀誤差、機(jī)床本身的誤差，都可以允許有一部分量的變動，對產(chǎn)品質(zhì)量的控制起到很大的作用，可以大大提高產(chǎn)品的合格率有較高的經(jīng)濟(jì)效益。按上面的分析方向為考慮，從工件的精度方向分析和工件的生產(chǎn)批量分析，結(jié)構(gòu)特點等等，由于本次的工件為軸類的零件，最優(yōu)的加工方法是使用數(shù)控車床加工，可以在保證尺寸精度的情況下能大大提高生產(chǎn)的效率能最有效地提高經(jīng)濟(jì)效益。按工件的直徑尺寸的大小，尺寸長度，精度等基本要數(shù)作為考慮的條件，本次選用CJK6032數(shù)控機(jī)床作為加工設(shè)備。3.3.2工序的確定工件上的表面最好的是不是通過一次加工出來，雖然一次加工出來的效率高，但由于一次性加工出來一般都是需要吃刀量很大所以對切削力很不穩(wěn)定，刀具容易產(chǎn)生振動或跳動，容易對工件的尺寸精度產(chǎn)生一個不穩(wěn)定的因數(shù)在。所以我們常用的路線是切削量從大到小的變化，即是從粗加工→半精加工→精加工的放過，在粗加工時主要考慮的問題是效率所以吃刀量是要大來爭取高的效率和時間，半精加工主要是考慮讓工件的余量可以更加均勻為下一步的精加工創(chuàng)造更優(yōu)的條件，讓余量更加均勻時刀具切削時刀具切削力更加均勻，加工時刀具產(chǎn)生的震動和跳動情況就比較少，可以加工出更加好的表面。精加工是最后成型零件的終端尺寸，所以這個工序以零件質(zhì)量為考慮的大前提，走刀速度以慢為主這樣可以更好地有高質(zhì)量的表面和高質(zhì)量的尺寸。毛坯夾裝夾在右端的位置95mm左右的位置，打中心孔（中心鉆頭），用直徑8mm的鉆頭去鉆25mm處的孔，然后抗孔（用直徑20mm的鉆頭），再鏜孔（用直徑22.5的刀具），再開槽，車螺紋，加工好一端后工件掉頭，加工直徑40mm和60mm處和各個圓弧為，最后車螺紋。其工藝的加工線路符合從粗加工→半精加工→精加工的過程，可以在生產(chǎn)效率和成本控制起到很大的作用。3.4 基準(zhǔn)的選擇定位基準(zhǔn)可以是工件的各處，其選取的地方對線路的編制、零件尺寸精度的控制、零件的表面質(zhì)量的保護(hù)等等，都是針對基準(zhǔn)的選取來制定，對不同基準(zhǔn)的選取地方會有不同的控制方案，所以這個基準(zhǔn)的選取很重要，合理的基準(zhǔn)可以大大提高生產(chǎn)效率、對工件的精度可以有效地控制，對刀具的消耗少等?；鶞?zhǔn)的合理性同時也是對工藝線路的優(yōu)化起到很大的作用，例如基準(zhǔn)選取好的同時還會方便工人的拿工件和放工件。1.能可以方便對刀原側(cè)，如果是大批量生產(chǎn)的工件這個原側(cè)非常重要，一般情況下會把工件的坐標(biāo)原點會設(shè)定好，對刀時會很方便和對刀更加簡易，可以最優(yōu)限度地降低人為錯誤或者是人為判斷出錯，有些對刀是通過人為的經(jīng)驗去判斷，對于沒經(jīng)驗的情況下尺寸的精度浮動較大而容易生產(chǎn)出不合格的產(chǎn)品。2.能可以最方便的裝夾，其裝夾的基準(zhǔn)能滿足加工的精度要求、表面光潔度等技術(shù)文件的要求下，要盡可能地選取方便裝夾的，不要選擇那些要裝夾半天還沒可以正常裝夾好大大降低了生產(chǎn)生產(chǎn)效率，同時要選取一些對工人技術(shù)水平不高的，我們通常說是傻瓜操作，人為因數(shù)干預(yù)少不容易出錯。而且盡可能有較多的裝夾表面這樣可以大大提高裝夾力，對加工的穩(wěn)定性有比較好的條件，不容易出現(xiàn)震動和跳動。3.盡可能在選取的基準(zhǔn)面和設(shè)計基準(zhǔn)可以重合，這樣可以更好地去編程序，避免基準(zhǔn)不重合而出現(xiàn)誤差的情況，在三大基準(zhǔn)中（編程的原點、設(shè)計基準(zhǔn)、定位基準(zhǔn)）都盡量統(tǒng)一，對尺寸精度的控制會比較容易實現(xiàn)。3.4.1粗基準(zhǔn)的選擇分析工件的外形結(jié)構(gòu)、各個地方的光潔度、尺寸的公差，和相關(guān)的技術(shù)文件為考慮因數(shù)，選取一右端的大端面為本次零件的定位基準(zhǔn)。3.4.2精基準(zhǔn)的選擇與粗基準(zhǔn)為同一個基準(zhǔn)，這樣可以提高工件的精度控制。3.5 設(shè)備、刀具、夾具及量具的選擇3.5.1設(shè)備的選擇按上面的分析方向為考慮，從工件的精度方向分析和工件的生產(chǎn)批量分析，結(jié)構(gòu)特點等等，由于本次的工件為軸類的零件，最優(yōu)的加工方法是使用數(shù)控車床加工，可以在保證尺寸精度的情況下能大大提高生產(chǎn)的效率能最有效地提高經(jīng)濟(jì)效益。按工件的直徑尺寸的大小，尺寸長度，精度等基本要數(shù)作為考慮的條件，本次選用CJK6032數(shù)控機(jī)床作為加工設(shè)備。3.5.2刀具的選擇我們使用的刀具使用的壽命長短與我們設(shè)定選用的切削量大小有直接的關(guān)系，當(dāng)我們選用大的切削量時由于刀具受到的切削力大刀具產(chǎn)生較大的磨損其工作壽命會偏短，當(dāng)我們選用的切削量少的時候刀具在工作時受到的切削力小磨損也較小，所以其壽命就長。但同時也是切削量大的時候其加工效率就高，切削量小時其加工效率就慢，所以三者間都是互相影響同時也是互相對立的，所以我們要在三者間取一個合理的平衡點，保證三者都可以發(fā)揮到最后的狀態(tài)。合理的刀具壽命是一最優(yōu)化的目標(biāo)而選用，一般分兩種情況一種是相對較低的成本的刀具壽命，另一種是高效率的刀具壽命，都是需要根據(jù)工序的內(nèi)容而選定的。我們的刀具在使用的地方不同大致可以分為在普通機(jī)床上使用的對人的操作技能有一定的要求，可以根據(jù)實際情況來作人工的調(diào)整或人工的補(bǔ)償來到達(dá)相關(guān)的要求，這時刀具的使用壽命可以短些來提高生產(chǎn)效率。另一種是使用在數(shù)控機(jī)床上的刀具一般都是加工精密的零件，對刀具的材料要求、剛性、尺寸的穩(wěn)定性都要較高的要求，所以偏向于使用一些高壽命的刀具。我們在合理選用刀具的工作壽命長短時，可以在刀具的成本、刀具的精度、刀具的磨刀難易情況來考慮。如果我們在加工時間某個工序的加工刀具的成本較高，而且還不容易購買的情況下，刀具的壽命要選用長壽命的，保證加工合理的成本。當(dāng)在整個加工線路在某個工序產(chǎn)生了木桶效應(yīng)的，這里的工序其生產(chǎn)效率對整個線路起到關(guān)鍵的作用時，刀具要偏向于低壽命的刀具，這樣可以最高的生產(chǎn)效率工作，保證了加工線路的效率。3.5.3夾具的選擇1）四爪卡盤的裝夾，其優(yōu)點是可以對一些異性不規(guī)則的面都可以裝夾不受工件的外形特點而影響對工件的形狀是沒有要求的，而且由于是四面都壓緊了其夾緊力很大，對一些切削量大的工件是一個很好的保證避免出現(xiàn)震動的情況出現(xiàn)，但其缺點也是一個通病來的就是找正中心比較耗時間，而且受人為因數(shù)較多對精度的控制不利。2）使用三爪卡盤來裝夾對于常規(guī)的車床來說是主要的裝夾的方式，其優(yōu)點是可以快速地找到中心，無需要打表來校正基準(zhǔn)這樣耗時間效率更高效。但其缺點是由于其本身的結(jié)構(gòu)特點決定的就是夾緊力相對較小些，對一些較大的吃刀量沒辦法保證，所以在確定吃刀量的時候要注意，這個一般是對圓柱型的工件來裝夾的對一些異性的工件是沒辦法裝夾的，這個對工件的型狀是有要求的。3）使用的裝夾方式是一夾一頂這類方式是最常用，其優(yōu)點是由于兩頭都有固定方式避免加工時出現(xiàn)震動的現(xiàn)狀可以進(jìn)行大刀量的切削加工，這樣對提高生產(chǎn)效率和保證工件的尺寸精度起到很大的作用，這類在裝夾尤其適合對一些細(xì)而長的工件容易出現(xiàn)震動，可以有效地降低這種情況出現(xiàn)，但缺點是當(dāng)工件端面是孔的情況下就沒辦法選用。4）使用的裝夾方式是一夾一頂這類方式是最常用，其優(yōu)點是由于兩頭都有固定方式避免加工時出現(xiàn)震動的現(xiàn)狀可以進(jìn)行大刀量的切削加工，這樣對提高生產(chǎn)效率和保證工件的尺寸精度起到很大的作用，這類在裝夾尤其適合對一些細(xì)而長的工件容易出現(xiàn)震動，可以有效地降低這種情況出現(xiàn)，但缺點是當(dāng)工件端面是孔的情況下就沒辦法選用。由于本次加工的零件都是一個回旋體有一定的生產(chǎn)批量故選用三爪卡盤可以滿足快速裝夾在保證加工精度的同時有可以提高生產(chǎn)效率，且對生產(chǎn)操作者的技術(shù)水平要求不高，從而人為因數(shù)的而影響工件的精度較少，所以最適合本次的加工方案。3.5.4量具的選擇我們要根據(jù)零件每個每個工位加工加工后的實際情況和此處的零件精度要求，如果是精度要求高的我們常常會用到千分尺測量精度高但效率會稍慢，如果測量的精度稍為低些的可以使用游標(biāo)卡尺，測量時間的速度高而且快速可靠能大大提高測量的效率。如果是針對部分是有螺紋部分的我們可以使用螺紋環(huán)規(guī)，并且結(jié)合游標(biāo)卡尺測量后使用數(shù)學(xué)公式來計算，這樣的進(jìn)度會較高，但也是一個問題是效率會較為低下。如果是部分是有弧度鏈接的曲面，由于測量難度較大，故可以考慮使用三維坐標(biāo)去測量，但缺點是測量效率慢同時設(shè)備價格昂貴，但優(yōu)點是測量的精度是最高的，也是最能反映出工具的精度。部分是批量較為大的可以考慮設(shè)置測量夾具，測量效率最高測量的精度也是高，但需要設(shè)置較多的專用測量夾具，通過我們的實際情況和現(xiàn)有工具，其測量的工步如下。一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一3.6 切削參數(shù)的選擇3.7 數(shù)控加工工藝卡片擬訂

4零件的數(shù)控加工指令在數(shù)控加工數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控加工的心臟也是主要的組成部分，其中有幾大常用的系統(tǒng)，都是各有各的優(yōu)點和缺點。G00快速定位

G01

直線插補(bǔ)

G02以順時針的形式銑圓弧

G03以逆時針形式銑圓弧。

G04刀具暫停插補(bǔ)

G09暫停到某一位置

G20以英文輸入

G21以中文輸入

G22有效的內(nèi)部行程限位

G23無效的內(nèi)部行程限位

G27當(dāng)參考點返回時檢查

G28參考點返回

G29自參考點返回

G30返回第二參考點

G32切螺紋指令

G40把刀尖半徑偏置命令取消

G41在左側(cè)刀尖半徑偏置

G42在右側(cè)刀尖半徑偏置

G50將工件原始坐標(biāo)修改；設(shè)置主軸最大的轉(zhuǎn)速

G52設(shè)定局部分的坐標(biāo)系

G53選擇機(jī)床的坐標(biāo)系

G70反復(fù)精加工

G71反復(fù)粗加工內(nèi)徑外徑

G72反復(fù)粗加工臺階

G73反復(fù)重復(fù)成型

G74在Z軸步進(jìn)鉆削進(jìn)給

G75

在X軸切槽

G76反復(fù)切削螺紋

G80將固定循環(huán)取消

G83反復(fù)鉆削孔

G84反復(fù)攻絲指令

G85反復(fù)正面鏜削通孔

G87反復(fù)側(cè)面鉆削通孔

G88反復(fù)側(cè)面攻絲

G89反復(fù)側(cè)面鏜孔

G90反復(fù)內(nèi)外直徑切削

G92反復(fù)切削螺紋

G94反復(fù)切削臺階面

G96速度控制恒線面

G97取消恒線速度控制

G98一分鐘的進(jìn)給速率

G99一轉(zhuǎn)的進(jìn)給速率5CAD/CAM軟件使用5.1 CAD/CAM軟件介紹CAD（計算機(jī)輔助設(shè)計）利用這個軟件可以大大提高我們的畫圖和修改圖的效率，并且是數(shù)字化的實際對數(shù)據(jù)的交換起到很大的作用，更加方便我們對工藝的交流和調(diào)整，并且為下一個數(shù)控編程提供依據(jù)。CAM(計算機(jī)輔助編程），傳統(tǒng)的編程是使用手工編程這類編程效率特別慢效率不高，而且容易出錯對應(yīng)復(fù)雜的零件是沒辦法使用這個使用的只能在簡單的零件上使用，在這個基礎(chǔ)上出現(xiàn)了CAM他可以解決手工編程的不足的地方，而且一般都帶有仿真功能的可以提前知道我們出現(xiàn)的錯誤，減少不必要的損失。5.2 CAD/CAM軟件操作步驟軟件的操作步驟大方向是創(chuàng)建刀具、創(chuàng)建毛坯、創(chuàng)建刀路等5.2.1工序創(chuàng)建刀具創(chuàng)建幾何體及工序刀軌生成生成程序機(jī)床仿真

6制作本課題時遇到的問題與解決方法在調(diào)試程序時由于不夠細(xì)心核對把坐標(biāo)原點忘記了設(shè)定，還好發(fā)現(xiàn)及時沒有并沒出現(xiàn)撞刀等安全事故。這個情況后我對后期調(diào)試程序的時候要很對好程序調(diào)整正確，坐標(biāo)原點是否有設(shè)定好。在第二次調(diào)試中發(fā)生了問題刀具編序出現(xiàn)了錯誤導(dǎo)致了一把刀具損壞