1、基于數(shù)控加工技術(shù)的工藝與編程綜合設(shè)計(jì)院 系專 業(yè) 學(xué) 生 班 級(jí) 姓 名 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)教師單位 指導(dǎo)教師姓名指導(dǎo)教師職稱 2021年4月基于數(shù)控加工技術(shù)的工藝與編程綜合設(shè)計(jì) 摘要隨著科學(xué)技術(shù)的飛速開展，傳統(tǒng)的加工方法和加工設(shè)備已經(jīng)很難適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)對(duì)產(chǎn)品多樣化，高精度和高生產(chǎn)效率的追求。為了滿足這些需要，社會(huì)上出現(xiàn)了一種自動(dòng)化程度極高的機(jī)床，叫做數(shù)控機(jī)床。數(shù)控機(jī)床是一種集合機(jī)械技術(shù)，傳感器技術(shù)，現(xiàn)代控制技術(shù)，信息處理技術(shù)，數(shù)字控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、成組技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)于一身的自動(dòng)化機(jī)床，它可以有效地解決傳統(tǒng)機(jī)床加工精度低、難以加工外形復(fù)雜零件的問(wèn)題。因此，現(xiàn)在數(shù)控技術(shù)被廣泛應(yīng)用在工

2、業(yè)生產(chǎn)中。在本文中，以階梯軸為研究對(duì)象，進(jìn)行工藝分析，確定編程尺寸、切削量、加工路徑和機(jī)床型號(hào)，并制做加工程序列表。關(guān)鍵詞：數(shù)控技術(shù)；工藝分析；設(shè)計(jì)方案；編程Based on the process of NC machining technology and programming designMechanical Engineering and Automation 2021 Yexue LiuInstructor Xiaolin ChenAbstractWith the rapid development of science and technology, the traditiona

3、l processing methods and processing equipment has been difficult to adapt to modern society of product diversification, high precision and high efficiency of the pursuit. To meet these needs, there has been a high degree of automation on the social machine, called CNC machine tools. CNC machine tool

4、s is a collection of mechanical technology, sensor technology, modern control technology, information processing technology, digital control technology, computer technology, microelectronics, group technology and network communication technology in an automated machine, which can effectively solve t

5、he traditional machining accuracy is low, it is difficult shape complex parts machining problems. So now CNC technology is widely used in industrial production. In this article, with stepped shaft as the research object, process analysis, to determine the size of the program, the amount of cutting,

6、machining path and machine model, and making a list of the machining program.Keywords:Numericalcontrol technology,process analysis,design,programming目錄TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc3126 前言 PAGEREF _Toc3126 1 HYPERLINK l _Toc26642 1 概述 PAGEREF _Toc26642 1 HYPERLINK l _Toc12855 PAGEREF _Toc12855 1 HYP

7、ERLINK l _Toc24262 PAGEREF _Toc24262 1 HYPERLINK l _Toc2959 PAGEREF _Toc2959 2 HYPERLINK l _Toc13187 PAGEREF _Toc13187 2 HYPERLINK l _Toc8106 PAGEREF _Toc8106 3 HYPERLINK l _Toc8797 PAGEREF _Toc8797 3 HYPERLINK l _Toc11071 PAGEREF _Toc11071 4 HYPERLINK l _Toc27224 PAGEREF _Toc27224 4 HYPERLINK l _To

8、c14787 2 零件結(jié)構(gòu)工藝分析 PAGEREF _Toc14787 5 HYPERLINK l _Toc6030 PAGEREF _Toc6030 5 HYPERLINK l _Toc891 PAGEREF _Toc891 6 HYPERLINK l _Toc13180 PAGEREF _Toc13180 6 HYPERLINK l _Toc32021 3 刀具及切削用量確實(shí)定 PAGEREF _Toc32021 6 HYPERLINK l _Toc13508 PAGEREF _Toc13508 6 HYPERLINK l _Toc11469 PAGEREF _Toc11469 7 HYP

9、ERLINK l _Toc4578 PAGEREF _Toc4578 8 HYPERLINK l _Toc15109 PAGEREF _Toc15109 10 HYPERLINK l _Toc13990 4 確定工件定位基準(zhǔn)與夾具選擇 PAGEREF _Toc13990 11 HYPERLINK l _Toc7703 PAGEREF _Toc7703 11 HYPERLINK l _Toc23159 PAGEREF _Toc23159 12 HYPERLINK l _Toc2097 PAGEREF _Toc2097 12 HYPERLINK l _Toc26020 PAGEREF _Toc26

10、020 13 HYPERLINK l _Toc11221 PAGEREF _Toc11221 13 HYPERLINK l _Toc18005 PAGEREF _Toc18005 13 HYPERLINK l _Toc21906 5 擬定零件加工工藝路線 PAGEREF _Toc21906 14 HYPERLINK l _Toc22992 PAGEREF _Toc22992 14 HYPERLINK l _Toc3234 PAGEREF _Toc3234 14 HYPERLINK l _Toc30009 PAGEREF _Toc30009 14 HYPERLINK l _Toc14657 PA

11、GEREF _Toc14657 14 HYPERLINK l _Toc12528 PAGEREF _Toc12528 14 HYPERLINK l _Toc1790 PAGEREF _Toc1790 15 HYPERLINK l _Toc29751 6編制數(shù)控加工程序 PAGEREF _Toc29751 16 HYPERLINK l _Toc10836 PAGEREF _Toc10836 16 HYPERLINK l _Toc27345 PAGEREF _Toc27345 17 HYPERLINK l _Toc11342 PAGEREF _Toc11342 17 HYPERLINK l _To

12、c7340 7 仿真加工與檢驗(yàn) PAGEREF _Toc7340 22 HYPERLINK l _Toc13314 PAGEREF _Toc13314 22 HYPERLINK l _Toc24542 PAGEREF _Toc24542 23 HYPERLINK l _Toc17700 總結(jié) PAGEREF _Toc17700 26 HYPERLINK l _Toc24437 致謝 PAGEREF _Toc24437 27 HYPERLINK l _Toc25608 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc25608 28前言近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速開展，數(shù)控加工技術(shù)取得了很大進(jìn)步，但是在高端產(chǎn)品

13、仍面臨競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)的情況下，我國(guó)數(shù)控行業(yè)需要做出進(jìn)一步的突破?，F(xiàn)在一個(gè)國(guó)家數(shù)控技術(shù)水平往往是是該國(guó)工業(yè)整體實(shí)力的直接反映。雖然我國(guó)數(shù)控機(jī)床經(jīng)歷了幾十年的開展，但是由于起步較晚，導(dǎo)致我國(guó)的數(shù)控技術(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于歐美興旺國(guó)家，尤其在精確性、可靠性方面和國(guó)外還有很大的差距。目前外國(guó)企業(yè)生產(chǎn)的數(shù)控機(jī)床占領(lǐng)了我國(guó)高級(jí)型數(shù)控機(jī)床市場(chǎng)的大局部份額，而我國(guó)企業(yè)生產(chǎn)的數(shù)控機(jī)床以低檔經(jīng)濟(jì)型為主，這反映了我國(guó)數(shù)控技術(shù)的缺乏。1 概述數(shù)控機(jī)床是以程序指令來(lái)控制刀具和機(jī)床按給定的加工路線和運(yùn)動(dòng)速度給工件自動(dòng)加工的機(jī)床。圖1.1 數(shù)控車床 HYPERLINK :/ ls-seiko /news/202161516748874.

14、html o 數(shù)控機(jī)床 t _blank 數(shù)控機(jī)床一般由輸入和輸出裝置、數(shù)控設(shè)備、伺服單元、驅(qū)動(dòng)器、可編程控制器及電氣控制設(shè)備、輔助設(shè)備、機(jī)床和測(cè)量設(shè)備等硬件組成，各硬件之間的關(guān)系如下列圖可多坐標(biāo)控制。實(shí)現(xiàn)多種函數(shù)的插補(bǔ)。可進(jìn)行代碼轉(zhuǎn)換。加工選擇，各種加工循環(huán)，凹凸加工，鏡像加工等。人機(jī)對(duì)話、手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入，加工程序輸入、編輯及修改。實(shí)現(xiàn)各種補(bǔ)償功能，進(jìn)行刀具半徑、刀具長(zhǎng)度、轉(zhuǎn)動(dòng)間隙、螺距誤差的補(bǔ)償?？晒收献晕以\斷。CRT或LCD顯示，實(shí)現(xiàn)圖形、軌跡、字符顯示等。實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)及通信功能。數(shù)控機(jī)床是一種高效能自動(dòng)或半自動(dòng)機(jī)床，與普通機(jī)床相比，它具有一下特點(diǎn)：適合外表形狀復(fù)雜的零件加工。加工精度高，加工

15、質(zhì)量比擬穩(wěn)定。零件加工過(guò)程穩(wěn)定可靠。具有高柔性。生產(chǎn)效率高。自動(dòng)化程度高，操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度低，工作環(huán)境較好。對(duì)操作、維修人員素質(zhì)要求高。有利于現(xiàn)代化管理。近年來(lái)，伴隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速開展，我國(guó)的數(shù)控加工技術(shù)也得到了迅速開展。目前，國(guó)產(chǎn)的數(shù)控機(jī)床已根本上可以滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求。自從改革開放后，特別在“95期間，我國(guó)與興旺國(guó)家一起合作，通過(guò)建立合資企業(yè)，引進(jìn)了國(guó)外先進(jìn)的數(shù)控技術(shù)技術(shù)，還有加強(qiáng)限制國(guó)外數(shù)控設(shè)備進(jìn)入我國(guó)市場(chǎng)，并對(duì)數(shù)控技術(shù)的研發(fā)加大資金投入，使得我國(guó)攻下一個(gè)個(gè)技術(shù)難關(guān)，讓我國(guó)數(shù)控技術(shù)得到了非常快的開展。目前我國(guó)現(xiàn)在已經(jīng)能夠獨(dú)立生產(chǎn)100種以上的數(shù)控機(jī)床，生產(chǎn)的數(shù)控產(chǎn)品的數(shù)量到達(dá)了成千上萬(wàn)，

16、并開發(fā)出了六軸五聯(lián)數(shù)控系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)可以更好地對(duì)外形復(fù)雜多變的零件進(jìn)行加工。目前我國(guó)獨(dú)立生產(chǎn)的數(shù)控機(jī)床的精確度已到達(dá)0.001mm。以上這些標(biāo)志著我國(guó)已經(jīng)成為了數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)大國(guó)和高分辨率數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)大國(guó)的一員。雖然我國(guó)數(shù)控技術(shù)經(jīng)過(guò)了半個(gè)世紀(jì)的開展，能夠獨(dú)立生產(chǎn)出種類繁多的數(shù)控產(chǎn)品，并能研制出較為先進(jìn)的數(shù)控系統(tǒng)，但是與興旺國(guó)家所生產(chǎn)的一些高性能數(shù)控產(chǎn)品相比，我國(guó)數(shù)控技術(shù)明顯存在非常大的短缺，尤其在穩(wěn)定性、可靠性、速度和精度等方面均存在很大差距。例如，我國(guó)對(duì)亞微米級(jí)和納米級(jí)加工中心主要依賴從興旺國(guó)家進(jìn)口。目前我國(guó)在高性能數(shù)控產(chǎn)品市場(chǎng)只占有非常小的比例，主要依靠?jī)r(jià)格優(yōu)勢(shì)與國(guó)外先進(jìn)的數(shù)控產(chǎn)品做競(jìng)爭(zhēng)。與

17、數(shù)控產(chǎn)業(yè)興旺國(guó)家相比，我國(guó)數(shù)控技術(shù)存在很多不如人意的地方，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：高科技水平，功能齊全的數(shù)控產(chǎn)品主要靠進(jìn)口圖紙、合資生產(chǎn)或進(jìn)口進(jìn)組裝，獨(dú)立開發(fā)能力較差。應(yīng)用技術(shù)低，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)沒有完全推廣使用。占據(jù)國(guó)內(nèi)主要市場(chǎng)的國(guó)產(chǎn)低水平數(shù)控產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)劇烈，互相壓價(jià)促銷，而高端數(shù)控產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)，創(chuàng)新能力低。國(guó)產(chǎn)數(shù)控產(chǎn)品信息技術(shù)根底薄弱，對(duì)國(guó)外技術(shù)依賴度過(guò)高。目前，數(shù)控加工技術(shù)的未來(lái)趨勢(shì)是高速切削與高精度加工化、多功能化、智能化、互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)化。高速切削與高精度加工化高性能數(shù)控機(jī)床與普通數(shù)控機(jī)床區(qū)別主要看其速度和精度這兩個(gè)指標(biāo)，以較大的切削量進(jìn)行切削和精密加工不僅可以大大提高加工工作效率，還可以較大

18、程度提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，甚至縮短生產(chǎn)周期，提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。多功能化在零件加工過(guò)程中，人們?yōu)榱颂岣呱a(chǎn)效率，不希望在加工過(guò)程中過(guò)多的無(wú)用的時(shí)間。例如，加工不同的工序需要不同的機(jī)床，在這過(guò)程中，需要搬運(yùn)工件，安裝，調(diào)整，換刀，調(diào)速等。為了盡可能降低消耗這些無(wú)用時(shí)間，于是出現(xiàn)了數(shù)控機(jī)床多功能化，使得一臺(tái)機(jī)床擁有多種加工功能，極大地地提高機(jī)床利用率和。控制智能化隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速開展，為了滿足生產(chǎn)的靈活性，制造業(yè)自動(dòng)化的需要，人工智能技術(shù)得到快速開展，數(shù)控技術(shù)的智能化程度不斷提高。例如，加工過(guò)程自適應(yīng)控制技術(shù)，由于工件加工過(guò)程中客觀存在各種各樣的不確定性，例如毛坯余量不均，刀具磨損、工件變形等，為

19、了面對(duì)這些不確定性，在數(shù)控機(jī)床中引入自適應(yīng)控制技術(shù)，通過(guò)監(jiān)測(cè)加工過(guò)程中的刀具磨損、材料特性變化、切削力、主軸功率等信息并反應(yīng)，然后進(jìn)行調(diào)節(jié)運(yùn)算，實(shí)時(shí)調(diào)整加工參數(shù)或加工指令，使系統(tǒng)發(fā)揮最正確的工作；還有，故障自我診斷功能，故障診斷專家系統(tǒng)是如今診斷裝置開展的最新動(dòng)向，它可以為數(shù)控設(shè)備提供輔助監(jiān)控，包括智能診斷、故障排除和提高平安性等方面的保障?；ヂ?lián)網(wǎng)絡(luò)化如今是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)化和數(shù)字化的時(shí)代，網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化和新的制造哲理深刻地影響了新世紀(jì)的制造模式和制造理念。作為現(xiàn)代化制造裝備的數(shù)控機(jī)床同樣應(yīng)該以網(wǎng)絡(luò)化為特征，以適應(yīng)新的制造理念的變化，因此網(wǎng)絡(luò)功能正逐漸成為現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床、數(shù)控系統(tǒng)的特征之一。例如，現(xiàn)代的

20、數(shù)控機(jī)床遠(yuǎn)程診斷，遠(yuǎn)程監(jiān)控，遠(yuǎn)程處理，信息共享，遠(yuǎn)程操作，遠(yuǎn)程培訓(xùn)等功能都是基于網(wǎng)絡(luò)功能根底上進(jìn)行的。改革開放以來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)飛速開展，產(chǎn)品更新?lián)Q代越來(lái)越快，對(duì)于生產(chǎn)設(shè)備的要求也越來(lái)越高。特別是對(duì)國(guó)內(nèi)機(jī)械制造行業(yè)進(jìn)行技術(shù)改造，已成為國(guó)家政府高度關(guān)注的問(wèn)題。如果要想提高國(guó)內(nèi)機(jī)械制造業(yè)的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，首先應(yīng)廣泛普及數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用，加大對(duì)數(shù)控技術(shù)研發(fā)的投資力度。數(shù)控技術(shù)可以大大地提高機(jī)械加工的效率，使得中國(guó)機(jī)械工業(yè)水平得到不斷提高。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)數(shù)控加工階梯軸的過(guò)程設(shè)計(jì)，雖然階梯軸的外形看起來(lái)不是很復(fù)雜，但是要對(duì)其加工工藝設(shè)計(jì)，那么這個(gè)設(shè)計(jì)也不是很容易。首先要根據(jù)零件圖對(duì)工件進(jìn)行工藝性

21、分析，然后確定工件切割尺寸、編程尺寸，加工軌跡，選擇適當(dāng)?shù)牡毒吆蜋C(jī)床型號(hào)，最終編制程序列表。通過(guò)本次設(shè)計(jì)，可以讓我更深一步對(duì)數(shù)控加工技術(shù)的理解，讓我重新復(fù)習(xí)機(jī)械制造技術(shù)等專業(yè)知識(shí)，使我能夠熟練使用數(shù)控編程語(yǔ)言，掌握一種根本的機(jī)械加工技能，具備獨(dú)立設(shè)計(jì)典型零件加工的能力。要完本錢次設(shè)計(jì)還需要熟練運(yùn)用AutoCAD和UG制圖軟件，獨(dú)立完成零件圖的繪制，這不僅可以提升我的繪圖能力，也培養(yǎng)了我的分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。2 零件結(jié)構(gòu)工藝分析階梯軸是常見的傳輸動(dòng)力的零件，它是傳動(dòng)軸的其中一種類型，屬于典型的軸類零件，其形狀和結(jié)構(gòu)如下列圖所示：由上圖可知，該零件外表由圓柱、軸肩、鍵槽、螺紋等組成，尺寸標(biāo)注

22、完整，零件加工材料為45#鋼，毛坯為50mm240mm，無(wú)熱處理和硬度。在制定工藝規(guī)程時(shí)，毛坯材料的選擇是否合理對(duì)零件機(jī)械加工工藝、生產(chǎn)率和生產(chǎn)本錢有著很大的影響。首先，軸類零件主要根據(jù)零件外形結(jié)構(gòu)、相關(guān)使用要求、生產(chǎn)類型、加工機(jī)床條件等因素選擇毛坯，可選用棒料、鍛件等毛坯形式。對(duì)于軸徑差不大的軸類零件，可以選用棒料；而對(duì)于軸徑差較大的軸類零件，比方階梯軸，那么一般選用鍛件，這樣往往可以減少機(jī)械加工的工作量，提高生產(chǎn)效率，節(jié)約材料以減少生產(chǎn)本錢，還可以改善零件的相關(guān)力學(xué)性能。所以本次加工階梯軸的毛坯形式為鍛件。其次，軸類零件還應(yīng)根據(jù)不同的使用要求和工作條件選用不同的材料并采用不同的熱處理方式，

23、以便獲得一定的韌性、強(qiáng)度和耐磨性。本次加工階梯軸的材料是45#鋼。45#鋼是制造軸類零件的常用材料，因?yàn)樗鼉r(jià)格較低。零件經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)或正火后,可以獲得相當(dāng)好的切削性能，而且淬火后的零件擁有較高的強(qiáng)度和韌性等力學(xué)性能，外表硬度可達(dá)4552HPC。機(jī)床的選用原那么：要保證加工零件的技術(shù)要求，加工出合格的產(chǎn)品。盡可能降低生產(chǎn)本錢。3有利于提高生產(chǎn)率。由于階梯軸屬于回轉(zhuǎn)體，所以優(yōu)先選擇數(shù)控車床。數(shù)控車床是一種加工效率相當(dāng)高、高精密的自動(dòng)化機(jī)床，具有很強(qiáng)的加工工藝性能，可以對(duì)各種外形復(fù)雜的工件進(jìn)行自動(dòng)化加工，此外，數(shù)控機(jī)床還具有直線插補(bǔ)補(bǔ)償、圓弧插補(bǔ)補(bǔ)償?shù)榷喾N補(bǔ)償功能。根據(jù)上面零件圖的零件尺寸、粗糙度、零件

24、外形和毛坯材料與類型等綜合因素考慮，選用廣州數(shù)控GSK980TD臥式數(shù)控車床。另外，因?yàn)殡A梯軸還有鍵槽，根據(jù)鍵槽加工精度要求，選用XK7150數(shù)控銑床。3 刀具及切削用量確實(shí)定刀具材料一般指刀具與工件接觸的局部材料，在金屬切削加工中，刀具材料往往決定了刀具的切削性能，進(jìn)而直接影響數(shù)控機(jī)床的加工效率、刀具使用壽命和加工本錢。在機(jī)床上加工工件時(shí)，為防止刀具因受到很大的切割力和摩擦力導(dǎo)致加工外表高溫、高壓的產(chǎn)生，刀具材料應(yīng)滿足一些根本要求。1高硬度。刀具把工件上多余的材料切除，所以刀具材料必須要有相當(dāng)高的硬度，至少不能低于工件材料的硬度。在常溫下，刀具材料的硬度一般應(yīng)在60HRC以上。2高強(qiáng)度與高韌

25、性。當(dāng)?shù)毒咔邢鞴ぜ饘贂r(shí)，刀具材料外表受到非常大的切割力。如車削45鋼，在背吃刀量為4mm，進(jìn)給量為0.5mm/r的情況下，刀具材料外表受到的切割力到達(dá)了4000N，所以，選用刀具材料時(shí)必須要考慮刀具應(yīng)很高的強(qiáng)度和比擬高的韌性。3較強(qiáng)的耐磨性和耐熱性。刀具材料一般應(yīng)具有良好的耐磨性，硬度高的刀具材料往往會(huì)耐磨性比擬好。同時(shí)，所選用的刀具材料應(yīng)具有較強(qiáng)的耐熱性，防止刀具在切削時(shí)由于過(guò)熱導(dǎo)致刀具變形。4良好的導(dǎo)熱性。刀具在切削金屬時(shí)，會(huì)在切削刃上產(chǎn)生大量的熱量，這就需要刀具具有良好的導(dǎo)熱性，能夠及時(shí)把切削產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)出去，降低刀具切削局部的溫度，減少刀具磨損，延長(zhǎng)刀具壽命。5良好的工藝性與經(jīng)濟(jì)性

26、。刀具外形不應(yīng)太復(fù)雜。應(yīng)當(dāng)便于制造，同時(shí)，刀具還應(yīng)具有良好的經(jīng)濟(jì)性，這樣可以降低生產(chǎn)本錢。一般主要根據(jù)工件結(jié)構(gòu)、工件材料、加工外表粗糙度、切削力等因素選擇適當(dāng)?shù)牡毒?。首先?yōu)先考慮標(biāo)準(zhǔn)刀具，但考慮到學(xué)校條件有限，選用焊接式硬質(zhì)合金刀具。根據(jù)階梯軸的外形結(jié)構(gòu)，選用的刀具有：菱形外圓車刀，外切槽刀、外螺紋刀、硬質(zhì)合金端面車刀、鍵槽銑刀。產(chǎn)品名稱或代號(hào)零件名稱階梯軸零件圖號(hào)序號(hào)刀具號(hào)刀具規(guī)格名稱數(shù)量加工外表備注1T0145硬質(zhì)合金端面車刀1車端面手動(dòng)2T0290菱形外圓車刀1粗車零件左端外輪廓自動(dòng)3T0355菱形外圓車刀1精車零件左端外輪廓自動(dòng)4T043mm外切槽刀1切槽自動(dòng)5T0560外螺紋刀1加工

27、螺紋自動(dòng)6T066mm鍵槽銑刀1銑槽自動(dòng)編制審核批準(zhǔn)共 頁(yè)第 頁(yè)數(shù)控加工刀具卡片表切削用量包括切削速度、進(jìn)給量及背吃刀量。在數(shù)控加工編程時(shí)，應(yīng)把每道工序的切削用量以指令的形式寫入程序中。切削用量的選擇原那么有：保證零件加工精度和外表粗糙度。充分發(fā)揮刀具的切削性能，同時(shí)保證刀具壽命。充分發(fā)揮機(jī)床的性能，最大限度的提高生產(chǎn)率，降低本錢。切削速度的計(jì)算公式為：v=dn/1000，式中v 切削速度m/min；n 主軸轉(zhuǎn)速r/min；d工件直徑或刀具直徑mm?？梢娗邢魉俣仁怯蓹C(jī)床主軸轉(zhuǎn)速和工件或刀具直徑來(lái)確定的。進(jìn)給量是主運(yùn)動(dòng)中工件和刀具在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)時(shí)每轉(zhuǎn)或每雙行程的相對(duì)移量，進(jìn)給量一般由零件的加工精度和

28、外表粗糙度要求以及刀具、工件的材料性質(zhì)等因素決定的。它的最大值受到機(jī)床剛度和進(jìn)給系統(tǒng)的性能限制。確定進(jìn)給量有以下幾個(gè)原那么：如果能夠保證工件的質(zhì)量要求時(shí)，可用較高的進(jìn)給速度，一般在100200mm/min之間選取，這可以有效提高生產(chǎn)效率。在切斷、加工深孔或用高速鋼刀具加工時(shí)，應(yīng)選擇較低的數(shù)值，一般在2050mm/min之間選取。當(dāng)加工精度要求較高的產(chǎn)品時(shí)，應(yīng)選小一些的，可在2050mm/min之間選取。當(dāng)?shù)毒呖粘绦凶?，特別是遠(yuǎn)距離“回零時(shí)，可以以該機(jī)床最高的進(jìn)給速度運(yùn)行。這樣可以減少工時(shí)。進(jìn)給速度計(jì)算公式：Vf=nf,式中n機(jī)床主軸的轉(zhuǎn)速r/min)，f刀具的進(jìn)給量(mm/r)。背吃刀量等于工

29、件已加工外表與待加工外表間的垂直距離。它是由機(jī)床、工件和刀具的剛度等三個(gè)因素共同決定的。一般來(lái)說(shuō)，在保證剛度的情況下，應(yīng)盡量使背吃刀量等于工件的加工余量，這樣可以大大減少工件加工時(shí)走刀的次數(shù)，有效減少加工所消耗的時(shí)間。為了保證加工外表質(zhì)量，可以留少許加工余量，一般為0.20.5mm。背吃刀量的計(jì)算方式：對(duì)于外圓車削：ap=(dw-dm)/2;對(duì)于鉆孔：ap=dm/2，式中ap背吃刀量mm，dw工件加工前直徑mm),dm工件加工后直徑mm。對(duì)于如何確定切削用量，可參考?數(shù)控加工技術(shù)?表2-1，如下表，此外，還可根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定。刀具材料工件材料粗加工精加工切削速度mmin進(jìn)給量(mr-lm)背

30、吃刀量mm切削速度mmin進(jìn)給量(mmr-l)背吃刀量mm硬質(zhì)合金或涂層硬質(zhì)合金碳鋼2203260低合金剛1803220高合金鋼1203160鑄鐵803120不銹鋼80260鈦合金40150灰鑄鐵1202120球墨鑄鐵1002120鋁合金16001600刀具切削用量推薦表1工件材料加工內(nèi)容背吃刀apmm切削速度vcmmin-1進(jìn)給量f/mmr-l刀具材料碳素鋼b600MPa粗加工5-76080YT類粗加工2-380120精加工2-6120150鉆中心孔500800rmin-1鉆中心孔W18Cr4V鉆孔2530鉆孔切斷寬度5mm70110切斷寬度5mmYT類鑄鐵HBS200粗加工5070YG類精

31、加工70100切斷寬度5mm5070切斷寬度5mm5070切斷寬度5mm常用切削用量推薦表2根據(jù)上面?常用切削用量推薦表2?來(lái)選擇適宜的切削用量。1 車端面時(shí)選擇主軸轉(zhuǎn)速為500r/min；2 粗車外圓時(shí)，選取Vc=80mm/r，f=0.2mm/r，ap=2mm，粗加工時(shí)直徑為40mm。那么：主軸轉(zhuǎn)速：n =1000Vc/d=100040r/min=636r/min進(jìn)給速度：F =f636mm/min=127mm/r考慮刀具強(qiáng)度、機(jī)床剛度等實(shí)際情況，選擇n=600r/min，F(xiàn)=150mm/r，ap=2mm。3精車外圓時(shí)，選取Vc=120m/min，f=0.1mm/r，ap=0.2mm，精加工

32、時(shí)取直徑20mm。那么：主軸轉(zhuǎn)速：n =1000Vc/d=1000進(jìn)給速度：F =f考慮刀具強(qiáng)度、機(jī)床剛度等實(shí)際情況，選取n=1500r/min，F(xiàn)=150mm/r，ap=0.2mm。4車槽時(shí)，選擇Vc=70m/min，f=0.1mm/r，車槽時(shí)直徑為33mm。那么：主軸轉(zhuǎn)速：n =1000Vc/d =1000進(jìn)給速度：F =f考慮刀具強(qiáng)度、機(jī)床剛度等實(shí)際情況，選取n=500r/min，F(xiàn)=50mm/r。5車螺紋時(shí)，主軸轉(zhuǎn)速n1200/Pk，k為平安系數(shù)，一般取80。 那么：n1200/2-80/r/min=520r/min考慮刀具強(qiáng)度、機(jī)床剛度等實(shí)際加工情況，選取n=400r/min.4 確

33、定工件定位基準(zhǔn)與夾具選擇在數(shù)控機(jī)床上加工工件時(shí)，由于所加工的工件一般都有一定的精度要求，所以為了能夠加工出符合精度要求的工件，應(yīng)當(dāng)保證工件的位置精度，即工件相對(duì)于機(jī)床與刀具占有一個(gè)正確的位置，也就是說(shuō)工件必須定位。工件加工前應(yīng)選擇定位基準(zhǔn)，定位基準(zhǔn)選擇的好壞，不但影響加工后工件的精度要求，同時(shí)對(duì)工件外表的加工順序的影響也很大。選擇合理的定位基準(zhǔn)有利于簡(jiǎn)化加工工序，提高機(jī)械加工效率。制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程關(guān)鍵是正確選擇定位基準(zhǔn)，定位基準(zhǔn)分為粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)。在工件剛開始加工時(shí)，只能選用未經(jīng)加上過(guò)的毛坯外表作為定位基準(zhǔn)，這種基準(zhǔn)稱為粗基準(zhǔn)。用已加工過(guò)的外表所作的定位基準(zhǔn)稱為精基準(zhǔn)。粗基準(zhǔn)是零件加工的第

34、一道工序基準(zhǔn)，一般在能夠保證為符合零件加工要求所選的精基準(zhǔn)的前提下確定粗基準(zhǔn)外表，選擇粗基準(zhǔn)應(yīng)遵循以下幾項(xiàng)原那么：保證相互位置要求的原那么；合理分配加工余量的原那么；便于裝夾的原那么；粗基準(zhǔn)一般不得重復(fù)使用的原那么。精基準(zhǔn)的選擇主要是為了保證加工精度和裝夾方便，精基準(zhǔn)一般用于中間工序和最終工序，選擇精基準(zhǔn)一般應(yīng)遵循以下幾項(xiàng)原那么：基準(zhǔn)重合原那么；基準(zhǔn)統(tǒng)一原那么；互為基準(zhǔn)原那么；自為基準(zhǔn)原那么。保證工件定位準(zhǔn)確、夾緊可靠、操作方便的原那么。階梯軸作為常見的回轉(zhuǎn)體，它的中心線往往是各個(gè)外表的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，而在加工時(shí)那么往往選軸的兩中心孔作為定位基準(zhǔn)。階梯軸在機(jī)械加工時(shí)以兩個(gè)中心孔為基準(zhǔn)，不僅可以用在一

35、次裝夾中就可以加工出多個(gè)外表，還可以保證圓柱軸線的同軸度和端面與軸線的垂直度要求，表達(dá)了統(tǒng)一基準(zhǔn)原那么。確定工件粗基準(zhǔn)為了保證已加工面與待加工面之間的位置精度和重要外表的粗加工余量小而均勻，并為后續(xù)加工提供參考，可以選用外圓外表為定位基準(zhǔn)，或圓柱面和中心孔共同作為定位基準(zhǔn)。用外圓外表定位時(shí)，因基準(zhǔn)加工和工件裝夾都比擬方便，一般用卡盤裝夾。根據(jù)粗基準(zhǔn)的選擇原那么，選擇次要的加工外表作為粗基準(zhǔn)，又考慮到階梯軸的工藝特點(diǎn)，現(xiàn)在選擇40的外圓以及一端面為粗基準(zhǔn)。確定工件精基準(zhǔn)結(jié)合階梯軸的工藝特點(diǎn)，按照基準(zhǔn)重合原那么及加工要求，選軸心線及一端面為精基準(zhǔn)，其他各面都能以此為定位基準(zhǔn)，表達(dá)了基準(zhǔn)統(tǒng)一的原那么

36、。軸類零件在數(shù)控車床上有以下三種常見裝夾方式：在三爪自定心卡盤上裝夾。三爪自定心卡盤是數(shù)控車床上最常用的通用夾具，只能用于較短的軸加工。在兩頂尖之間裝夾。這種方法安裝工件不需找正，每次裝夾的精度高，適用于長(zhǎng)度尺寸較大或加工工序較多的軸類工件裝夾。用一夾一頂?shù)姆绞窖b夾。這種裝夾方式工件剛性好，軸定定位準(zhǔn)確，能承受較大的軸向切削力，比擬平安，主要適用于車削質(zhì)量較大的工件，一般在卡盤內(nèi)裝一限位支撐或利用工件臺(tái)階限位，防止由于切削力和工件的軸向位移導(dǎo)致工件位置精度受到影響結(jié)合以上幾種裝夾方式的特點(diǎn)和階梯軸的工藝特點(diǎn)，選用第三種裝夾方法，即一夾一頂?shù)难b夾方式。具體是：首先用三爪自定心卡盤夾住工件右端，車

37、完左端面后，用尾座頂尖頂住左端面，然后加工左端到達(dá)工件精度要求；再把工件調(diào)頭，用三爪自定心卡盤夾住工件左端，車完右端面后，用尾座頂尖頂住右端面，然后加工右端到達(dá)工件精度要求。一般軸類零件在銑床上銑槽的裝夾有以下兩種方式：用V型塊加壓板。這方式適合銑端槽和一般鍵槽。分度頭加頂尖。這種方式適合銑對(duì)稱槽和有角度要求的槽。由此確定，階梯軸在數(shù)控銑床上的夾具為V型塊和壓板。5 擬定零件加工工藝路線一般來(lái)說(shuō)，加工精度要求較高的零件，可分為粗加工和精加工兩個(gè)階段，以便保證零件的工藝要求。該階梯軸加工劃分為三個(gè)階段：粗車精車右端外圓及次要外表；粗車精車左端外圓及次要外表；銑鍵槽。在粗加工階段，外圓進(jìn)行粗車削，

38、以較大加工余量去除多余材料，提高生產(chǎn)效率,使加工面到達(dá)一定的精度，為精加工作準(zhǔn)備。在精加工階段，對(duì)外表粗糙度要求較高的外圓外表以較低的加工余量進(jìn)行精車，車倒角。切槽，車螺紋。銑鍵槽。綜合上述分析，擬定階梯軸的工藝路線如下：預(yù)備加工車右端面粗車右端輪廓精車切槽車螺紋工件調(diào)頭車左端面粗車左端輪廓精車切退刀槽銑槽檢驗(yàn)數(shù)控加工工藝卡片1工廠數(shù)控加工工序卡片產(chǎn)品名稱或代號(hào)零件名稱材料零件圖號(hào)階梯軸45#鋼工序號(hào)程序號(hào)夾具名稱 夾具編號(hào)使用設(shè)備車間001O1010三爪自定心卡盤980TD數(shù)控中心工步號(hào)工步內(nèi)容加工面刀具號(hào)刀具規(guī)格/mm主軸轉(zhuǎn)速/r/min)進(jìn)給速度/(mm/min)背吃刀量/mm備注1車端

39、面T012020mm60050自動(dòng)2粗車右外輪廓T022020mm6001502自動(dòng)3精車右外輪廓T032020mm1500150自動(dòng)4切槽T042020mm50050自動(dòng)5車螺紋T052020mm400自動(dòng)數(shù)控加工工藝卡片2工廠數(shù)控加工工序卡片產(chǎn)品名稱或代號(hào)零件名稱材料零件圖號(hào)階梯軸45#鋼工序號(hào)程序號(hào)夾具名稱 夾具編號(hào)使用設(shè)備車間002O1020三爪自定心卡盤980TD數(shù)控中心工步號(hào)工步內(nèi)容加工面刀具號(hào)刀具規(guī)格/mm主軸轉(zhuǎn)速/r/min)進(jìn)給速度/(mm/min)背吃刀量/mm備注1車端面T012020mm60050自動(dòng)2粗車左外輪廓T022020mm6001502自動(dòng)3精車左外輪廓T03

40、2020mm1500150自動(dòng)4切槽T042020mm50050自動(dòng)編制審核批準(zhǔn)共1頁(yè)第1頁(yè)6編制數(shù)控加工程序數(shù)控機(jī)床采用右手笛卡兒直角坐標(biāo)系，其坐標(biāo)軸為X、Y、Z。編程原點(diǎn)也稱工件原點(diǎn)，一般用G92或G54-G59對(duì)于數(shù)控鏜銑床和G50對(duì)于數(shù)控車床設(shè)置。編程坐標(biāo)系及編程原點(diǎn)的選擇有以下兩個(gè)原那么：1.所選的編程原點(diǎn)及坐標(biāo)系應(yīng)使程序編制簡(jiǎn)單。2.編程原點(diǎn)應(yīng)選在容易找正，并在加工過(guò)程中便于檢查的位置。3.引起的加工誤差小。4.一般回轉(zhuǎn)體零件以回轉(zhuǎn)軸線與端面交點(diǎn)處為編程零點(diǎn)。加工坐標(biāo)系如下列圖，其中O為坐標(biāo)原點(diǎn)。在對(duì)工件進(jìn)行數(shù)控加工時(shí)應(yīng)確定對(duì)刀點(diǎn)和換到點(diǎn)，它們是數(shù)控加工工藝分析的重要內(nèi)容之一。對(duì)刀

41、點(diǎn)又稱為起刀點(diǎn)或程序起點(diǎn)，它是在數(shù)控機(jī)床上加工工件時(shí)，刀具相對(duì)工件運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)。換刀點(diǎn)是指工件加工過(guò)程中應(yīng)需要加工不同外表而需要換刀時(shí)的點(diǎn)，換刀點(diǎn)的設(shè)置主要防止換刀時(shí)觸碰到工件。1確定對(duì)刀點(diǎn)：確定對(duì)刀點(diǎn)與車床主軸線距離50 mm，與坯件右端端面距離0 mm。2確定換刀點(diǎn)：為防止換刀時(shí)觸碰到工件而導(dǎo)致工件損壞，故確定換刀點(diǎn)距離車床主軸軸線50mm，即在正X方向50mm處，距離坯件右端端面50 mm，在X方向與對(duì)刀點(diǎn)一致。代號(hào)X軸坐標(biāo)Z軸坐標(biāo)代號(hào)X軸坐標(biāo)Z軸坐標(biāo)10920-125210100310-28111541215-335-4813615-4814-66715-1161520-66820-11

42、61620-114工件右端加工O1010； 程序名G54 G98 G21； 用G54為工件坐標(biāo)系，分進(jìn)給，米制 編程 T0101； 選擇1號(hào)外圓刀，加刀補(bǔ)N03 S600 M07； 主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速600r/min,切削液開G01 X50 Z0； 刀具快速到達(dá)工件附近G01 X0.5 F50； 車端面，車過(guò)中心線，防止留凸塊G00 X50 Z50； 快速到達(dá)換到點(diǎn)T0202； 換2號(hào)外圓車刀，加刀補(bǔ)G00 X50 Z2； 快速到達(dá)輪廓循環(huán)起點(diǎn)G71 U2 R2； 外圓粗車循環(huán)，給定加工參數(shù)G71 P100 Q200 U0.5 W0.1 F150； N100200為循環(huán)局部輪廓N100 G01 X

43、17； 刀具以進(jìn)給速度軸向移動(dòng)到輪廓起點(diǎn)Z0； 刀具以進(jìn)給速度徑向移動(dòng)到輪廓起點(diǎn)X19.8 Z-1.5； 倒角Z-28； 車削螺紋局部圓柱X22 Z-28； 準(zhǔn)備倒角X25 Z-29.5； 倒角Z-68； 車削25外圓X30； 車削臺(tái)階Z-116； 車削30外圓X40； 車削臺(tái)階N200 Z-125； 車削40外圓/G00 X50； 沿徑向退刀/Z50； 沿軸向退刀/M05； 主軸停止轉(zhuǎn)動(dòng)/M00； 程序暫停M03 S1500； 啟動(dòng)主軸，轉(zhuǎn)速1500r/minT0303； 換3號(hào)外圓車刀，加刀補(bǔ)G00 X50 Z2； 刀具快速定位G70 P100 Q200 F150； 精車循環(huán)，N10020

44、0為循環(huán)局部輪廓G00 X50； 沿徑向退刀Z50； 沿軸向退刀/M05； 主軸停止轉(zhuǎn)動(dòng)/M00； 程序暫停M03 S500； 主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速500r/minT0404； 換4號(hào)切槽刀，加刀補(bǔ)G00 X31 Z-25； 刀具快速定位G75 R0.1； 指定徑向退刀量G75 X17 Z-28 P500 Q3500 R0 F50；指定槽底、槽寬及加工參數(shù)G00 X40； 刀具快速定位Z-113； 刀具快速定位G75 R0.1； 指定徑向退刀量G75 X28 Z-116 P500 Q3500 R0 F50；指定槽底、槽寬及加工參數(shù)G00 X50； 沿徑向退刀Z50； 沿軸向退刀M03 S400； 主

45、軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速400r/minT0505； 換5號(hào)螺紋刀，加刀補(bǔ)G00 X21 Z3； 刀具快速定位G76 P20210 Q80 R0.1； 設(shè)置螺紋循環(huán)加工參數(shù)G76 X18.052 Z-25 R0P947 Q400 F1.5；設(shè)置螺紋加工參數(shù)G00 X50； 沿徑向退刀Z50； 沿軸向退刀M05； 主軸停M30； 程序結(jié)束，并返回程序開頭工件左端加工O1020； 程序名G54 G98 G21； 用G54為工件坐標(biāo)系，分進(jìn)給，米 制編程 T0101； 選擇1號(hào)外圓刀，加刀補(bǔ)N03 S600 M07； 主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速600r/min，切削液 開G01 X50 Z0； 刀具快速到達(dá)工件附近G01

46、X0.5 F50； 車端面，車過(guò)中心線，防止留凸塊G00 X50 Z50； 快速到達(dá)換到點(diǎn)T0202； 換2號(hào)外圓車刀，加刀補(bǔ)G00 X50 Z2； 快速到達(dá)輪廓循環(huán)起點(diǎn)G71 U2 R2； 外圓粗車循環(huán)，給定加工參數(shù)G71 P100 Q180 U0.5 W0.1 F150； N100200為循環(huán)局部輪廓N100 G01 X27； 刀具以進(jìn)給速度軸向移動(dòng)到輪廓起 點(diǎn)Z0； 刀具以進(jìn)給速度徑向移動(dòng)到輪廓起 點(diǎn)X29.8 Z-1.5； 倒角Z-33； 車削30外圓X32 Z-33； 準(zhǔn)備倒角X35 Z-34.5； 倒角Z-66； 車削35外圓X40； 車削臺(tái)階N180 Z-114； 車削40外圓/

47、G00 X50； 沿徑向退刀/Z50； 沿軸向退刀/M05； 主軸停止轉(zhuǎn)動(dòng)/M00； 程序暫停M03 S1500； 啟動(dòng)主軸，轉(zhuǎn)速1500r/minT0303； 換3號(hào)外圓車刀，加刀補(bǔ)G00 X50 Z2； 刀具快速定位G70 P100 Q180 F150； 精車循環(huán)，N100200為循環(huán)局部 輪廓G00 X50； 沿徑向退刀Z50； 沿軸向退刀/M05； 主軸停止轉(zhuǎn)動(dòng)/M00； 程序暫停M03 S500； 主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速500r/minT0404； 換4號(hào)切槽刀，加刀補(bǔ)G00 X36 Z-30； 刀具快速定位G75 R0.1； 指定徑向退刀量G75 X28 Z-33 P500 Q3500 R

48、0 F50； 指定槽底、槽寬及加工參數(shù)G00 X40； 刀具快速定位Z-63； 刀具快速定位G75 R0.1； 指定徑向退刀量G75 X33 Z-66 P500 Q3500 R0 F50； 指定槽底、槽寬及加工參數(shù)G00 X50； 沿徑向退刀Z50； 沿軸向退刀M05； 主軸停M30； 程序結(jié)束，并返回程序開頭7 仿真加工與檢驗(yàn)近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷開展，我國(guó)對(duì)數(shù)控人才的需求明顯增加，尤其是高級(jí)數(shù)控技術(shù)人員。面對(duì)數(shù)控技能型人才的緊缺，使我國(guó)數(shù)控人才教育面臨著重大考驗(yàn)，尤其對(duì)實(shí)踐操作能力的培訓(xùn)，而數(shù)控操作技術(shù)工人的培訓(xùn)是主要靠實(shí)習(xí)教學(xué)來(lái)完成的。目前我國(guó)數(shù)控實(shí)習(xí)跟傳統(tǒng)的機(jī)械加工相比，存在一些困難：首先，數(shù)控機(jī)床是一種高度自動(dòng)化的機(jī)械加工設(shè)備，與普通機(jī)床相比，數(shù)控機(jī)床的價(jià)格相對(duì)要貴很多。一臺(tái)中檔的數(shù)控車床或數(shù)控銑床一般需要二、三十萬(wàn)，而且數(shù)控機(jī)床的系統(tǒng)繁多，更新速度快，學(xué)校難以將所有的系統(tǒng)配備，所以學(xué)生不可能學(xué)會(huì)所以數(shù)控系統(tǒng)的操作方法，這樣學(xué)生到達(dá)工廠后可能需要經(jīng)過(guò)培訓(xùn)后才能上崗。其次，數(shù)控機(jī)床是一種自動(dòng)化程度非常高的設(shè)備，學(xué)生在初次操作時(shí)有可能由于操作不當(dāng)造成刀具或者機(jī)床的破壞，甚至導(dǎo)致人身傷害。如何解決以上問(wèn)題？使用數(shù)控仿真加工是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。數(shù)控仿真是利用計(jì)算機(jī)技