軸類配合件的數(shù)控車(chē)加工工藝及手動(dòng)編程斯沃仿真-兩件套含三維及CAD圖,配合,數(shù)控,加工,工藝,手動(dòng),編程,仿真,兩件套,三維,cad 零件一 數(shù)控加工工序卡片 工步號(hào) 工步內(nèi)容 刀具號(hào) 切削用量 備注 主軸轉(zhuǎn)速n（r/min） 進(jìn)給量f（r/mm） 背吃刀量 1 三爪卡盤(pán)裝卡零件并找正 手動(dòng) 5 粗車(chē)右外輪廓，留余量0.5mm T01 600 0.2 1.5 6 精車(chē)右邊外輪廓 T01 1000 0.1 0.5 7 切槽寬5mm T02 8 車(chē)螺紋 T03 400 9 掉頭裝夾并找正 手動(dòng) 10 對(duì)刀 11 粗車(chē)左外輪廓，留余量0.5mm T01 600 0.2 1.5 12 精車(chē)左外輪廓 T01 1000 0.04 0.5 零件二 數(shù)控加工工序卡片 工步號(hào) 工步內(nèi)容 刀具號(hào) 切削用量 備注 主軸轉(zhuǎn)速n（r/min） 進(jìn)給量f（r/mm） 背吃刀量 1 三爪卡盤(pán)裝卡零件并找正 手動(dòng) 5 粗車(chē)右外輪廓，留余量0.5mm T01 600 0.2 1.5 6 精車(chē)右邊外輪廓 T01 1000 0.1 0.5 9 掉頭裝夾并找正 手動(dòng) 10 對(duì)刀 11 打中心孔 800 手動(dòng) 12 鉆孔 600 手動(dòng) 13 粗車(chē)右內(nèi)輪廓，留余量0.6mm T02 500 0.15 1 14 精車(chē)右外輪廓 T02 800 0.08 0.3 XXXXX XX（設(shè)計(jì)、論文） 軸類配合件的數(shù)控加工工藝及編程仿真 系 別 專 業(yè) 班 級(jí) 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 20XX年11月××日 22 摘要 數(shù)控車(chē)床是現(xiàn)代加工車(chē)間里面重要的加工設(shè)備，現(xiàn)代的CAD/CAM都是建立在數(shù)控技術(shù)之上的?，F(xiàn)代數(shù)控加工技術(shù)知識(shí)是現(xiàn)代機(jī)械專業(yè)學(xué)生必需掌握的。在數(shù)控加工過(guò)程中，要考慮到零件加工工藝路線的安排、加工機(jī)床型號(hào)的選擇、切削刀具的選擇、零件加工的定位裝夾及數(shù)控程序的編制等一系列因素的影響。所涉及到的知識(shí)面非常廣闊。 本文根據(jù)數(shù)控車(chē)床的加工特點(diǎn)，針對(duì)配合件裝配件，進(jìn)行了零件圖分析、加工方法工藝方案的確定，工裝方案的確定，刀具和切削用量的選擇，數(shù)控加工程序的編制及仿真檢驗(yàn)。通過(guò)整個(gè)工藝的過(guò)程的制定，充分體現(xiàn)了數(shù)控加工設(shè)備在保證加工精度，加工效率，簡(jiǎn)化工序等方面的優(yōu)勢(shì)。 關(guān)鍵詞：數(shù)控車(chē)床 ?數(shù)控編程 配合件 Abstract CNC lathe is modern processing plant inside an important processing equipment, modern CAD/CAM is based on technology of numerical control. The modern NC machining technology of knowledge is the modern machinery professional students must master. In NC machining process, a series of factors to take into account the processing positioning parts route arrangement, machine type selection, cutting tool selection, machining clamping and CNC programming etc.. The knowledge involved in a very wide. According to the processing characteristics of NC lathe, according to the matching parts assembly, were carried out to determine the parts diagram analysis and processing method of process scheme, the scheme determination of tooling, cutting tools and cutting parameters selection, compilation and simulation test of CNC machining program. Through the process of making the whole process, fully embodies the CNC machining equipment in the guarantee of the processing precision and the processing efficiency, the advantages of the simplified procedures. Keywords: CNC lathe NC programming fitting 目錄 摘要 2 Abstract 3 1 .緒論 1 1.1 本課題的目的及意義 1 1.2 數(shù)控機(jī)床及數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展 1 1.3 本課題的主要任務(wù) 2 2 .零件圖的分析 3 2.1零件圖技術(shù)要求分析 3 2.2零件的三維效果圖 4 3.零件的工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 6 3.1表面加工方法的確定 6 3.1.1零件一加工方法 6 3.1.1零件二加工方法 6 3.2加工順序的安排 6 3.3 定位基準(zhǔn)及裝夾方式的選擇 6 3.4 制訂工藝路線 7 3.5 切削用量的選擇 8 3.5.1、主軸轉(zhuǎn)速的確定 8 3.5.2 進(jìn)給速度的確定 10 3.5.3、背吃刀量的確定 10 3.6 加工刀具的選擇 11 3.7 工藝卡片的填寫(xiě) 12 4.零件的數(shù)控編程及仿真 14 4.1 G代碼的功能指令 14 4.2 G代碼的功能指令 14 4.2 編寫(xiě)數(shù)控程序 16 4.3 程序的仿真加工 19 4.3.1 程序的導(dǎo)入 19 4.3.2 設(shè)置工件 19 4.3.3 設(shè)置刀具 20 4.3.4 對(duì)刀和輸入刀補(bǔ) 20 4.3.5 仿真加工 20 結(jié) 論 22 致 謝 23 參考文獻(xiàn) 24 1 .緒論 1.1 本課題的目的及意義 目的：通過(guò)這次設(shè)計(jì)可以使我們學(xué)會(huì)對(duì)相關(guān)學(xué)科中的基本理論、基本知識(shí)進(jìn)行綜合運(yùn)用，同時(shí)對(duì)本專業(yè)有較完整的、系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，從而達(dá)到鞏固、擴(kuò)大、深化所學(xué)知識(shí)的目的，培養(yǎng)和提高綜合分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，以及培養(yǎng)科學(xué)的研究和創(chuàng)造能力。 意義：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們對(duì)生活用品的要求也越來(lái)越高，企業(yè)生產(chǎn)效率也有相應(yīng)的提高。數(shù)控機(jī)床的出現(xiàn)實(shí)現(xiàn)了廣大人們的這一愿望。數(shù)控車(chē)削加工工藝是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、保證產(chǎn)品的質(zhì)量、保證零件的精度，節(jié)約能源、降低消耗的重要手段，是企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)準(zhǔn)備、計(jì)劃調(diào)度、加工操作、安全生產(chǎn)、技術(shù)檢測(cè)和健全勞動(dòng)組織的重要依據(jù)。也是企業(yè)對(duì)高品質(zhì)、高品種、高水平、加速產(chǎn)品更新，提高經(jīng)濟(jì)效益的技術(shù)保證。這不但滿足廣大消費(fèi)者的目的，即實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品多樣化、產(chǎn)品高質(zhì)量、更新速度快的要求，同時(shí)推動(dòng)了企業(yè)的快速發(fā)展，提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率。 機(jī)械工藝是國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)的裝備軍，而數(shù)控加工在機(jī)械行業(yè)占有領(lǐng)頭羊的地位，因此國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)的生產(chǎn)技術(shù)水平和所取得的經(jīng)濟(jì)效益，在很大程度上取決于機(jī)械行業(yè)和數(shù)控行業(yè)中所能提供的機(jī)械裝備的技術(shù)性能、指令和可靠性。因此數(shù)控加工技術(shù)水平和生產(chǎn)規(guī)模是衡量一個(gè)國(guó)家科技水平和經(jīng)濟(jì)實(shí)力的重要標(biāo)志。 數(shù)控工藝規(guī)程的編制是直接指導(dǎo)產(chǎn)品或零件制造工藝過(guò)程和操作方法的工藝文件，它將直接影響企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量、效益、競(jìng)爭(zhēng)能力。本文通過(guò)對(duì)典型軸類零件數(shù)控加工工藝的分析，對(duì)零件進(jìn)行編程加工，給出了對(duì)于凸臺(tái)板零件的數(shù)控加工工藝分析的方法，對(duì)于提高制造質(zhì)量、實(shí)際生產(chǎn)具有一定的意義。 1.2 數(shù)控機(jī)床及數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展 （1）數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用與發(fā)展 隨著電子信息技術(shù)的發(fā)展世界機(jī)床已經(jīng)進(jìn)入以數(shù)字化制造技術(shù)為核心的機(jī)電一體化時(shí)代，其中數(shù)控機(jī)床就是其帶表機(jī)床之一。數(shù)控機(jī)床是制造業(yè)的加工母機(jī)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)。隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，數(shù)控機(jī)床的發(fā)展也越來(lái)越快，數(shù)控機(jī)床也正朝著高性能、高精度、高速度、高柔性化和模塊化方向發(fā)展。 我國(guó)近幾年數(shù)控機(jī)床雖然發(fā)展較快，但與國(guó)際先進(jìn)水平還存在一定的差距，主要表現(xiàn)在：可靠性差、外觀質(zhì)量差、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)、應(yīng)變能力差。為了縮小與世界先進(jìn)水平的差距，有關(guān)專家建議機(jī)床企業(yè)應(yīng)在以下6個(gè)方面著力研究： 1）加大力度實(shí)施質(zhì)量工程，提高數(shù)控機(jī)床的無(wú)故障率； 2）跟蹤國(guó)際水平，使數(shù)控機(jī)床向高效高精度方面發(fā)展； 3）加大成套設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)能力上求突破； 4）發(fā)揮服務(wù)優(yōu)勢(shì)，擴(kuò)大市場(chǎng)占有率； 5）多品種制造，滿足不同層次的用戶的需求； 6）模塊化設(shè)計(jì)，縮短開(kāi)發(fā)周期，快速響應(yīng)市場(chǎng)。 數(shù)控機(jī)床使用范圍越來(lái)越大，國(guó)內(nèi)國(guó)際市場(chǎng)容量也越來(lái)越大，但競(jìng)爭(zhēng)也會(huì)加劇，我們只有緊跟先進(jìn)技術(shù)進(jìn)步的大方向，并不斷創(chuàng)新，才能趕超世界先進(jìn)水平。 （2）數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展 數(shù)控技術(shù)是數(shù)字程序控制數(shù)控機(jī)械實(shí)現(xiàn)自動(dòng)工作的技術(shù)。它廣泛用于機(jī)械制造和自動(dòng)化領(lǐng)域，較好地解決多品種、小批量和復(fù)雜零件加工以及生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化問(wèn)題。隨著計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)控技術(shù)已廣泛地應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人以及各類機(jī)電一體化設(shè)備上。同時(shí)，社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，對(duì)數(shù)控裝置和數(shù)控機(jī)械要求在理論和應(yīng)用方面有迅速的發(fā)展和提高。 1.3 本課題的主要任務(wù) （1）繪制零件二維圖及三維圖； （2）分析零件結(jié)構(gòu)、技術(shù)要求等； （3）對(duì)零件進(jìn)行工藝分析； （4）制定合理的加工方案； （5）對(duì)零件進(jìn)行編程仿真。 2 .零件圖的分析 2.1零件圖技術(shù)要求分析 1、零件一的毛坯為Φ50x106,材料為鋁合金,技術(shù)要求(1).為注長(zhǎng)度尺寸偏差±0.5mm。(2).為注倒角C0.5。(3).去除毛刺飛邊.與圖2件配合。(4).零件表面不應(yīng)有劃痕、擦傷等損壞零件表面的缺陷。(5).為注形狀公差應(yīng)符合GB1184-1980的要求如圖2.1所示。 圖2.1件一 2、零件二的毛坯為Φ50x38,材料為鋁合金,技術(shù)要求(1).為注長(zhǎng)度尺寸偏差±0.5mm。(2).為注倒角C0.5。(3).去除毛刺飛邊.與圖1件配合。(4).零件表面不應(yīng)有劃痕、擦傷等損壞零件表面的缺陷。如圖2.2所示。 圖2.2件二 3、裝配圖紙,技術(shù)要求(1).為注長(zhǎng)度尺寸偏差±0.5mm。(2).為注倒角C0.5。(3).去除毛刺飛邊.件1和件2的配合需要注意配合件精度，保證好松緊。件1主要由螺紋、切槽、斜角、圓弧等組成。件2主要由倒角、斜邊等組成。如圖1.3所示。 圖2.3裝配圖 2.2零件的三維效果圖 圖2.4件一 三維圖 圖2.4件二 三維圖 圖2.5零件裝配 三維圖 3.零件的工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 3.1表面加工方法的確定 3.1.1零件一加工方法 (1)外輪廓：粗車(chē)（精度等級(jí)IT12，粗糙度Ra12.5um）————→半精車(chē)（精度等級(jí)IT8~9，粗糙度Ra3.2um）—————→精車(chē)（精度等級(jí)IT6~7，粗糙度Ra1.6um）。 3.1.1零件二加工方法 (1) 外輪廓：粗車(chē)（精度等級(jí)IT12，粗糙度Ra12.5um）————→半精車(chē)（精度等級(jí)IT8~9，粗糙度Ra3.2um）—————→精車(chē)（精度等級(jí)IT6~7，粗糙度Ra1.6um）。 (2) 內(nèi)輪廓：鉆孔（精度等級(jí)IT12，粗糙度Ra12.5um）————→粗鏜（精度等級(jí)IT9~10，粗糙度Ra3.2um）—————→精鏜（精度等級(jí)IT6~7，粗糙度Ra1.6um）。 3.2加工順序的安排 工件的機(jī)械加工工藝路線中要經(jīng)過(guò)切削加工、熱處理和輔助工序。因此，當(dāng)擬定工藝路線時(shí)要合理、全面安排好切削加工、熱處理和輔助工序的順序。 切削加工工序的安排原則 1）基準(zhǔn)先行 選為精基準(zhǔn)的表面，應(yīng)先進(jìn)行價(jià)格，以便為后續(xù)工序提供可靠的精基準(zhǔn)。如軸類零件的中心孔、箱體的地面或剖分面、齒輪的內(nèi)孔和一端面等，都應(yīng)安排在初始工序加工完成。 2）先粗后精 各表面均應(yīng)按照粗加工→半精加工→精加工的順序依次進(jìn)行，以便逐步提高加工精度和降低表面粗糙度。 3）先主后次 先加工主要表面（如定位基面、裝配面、工作面），后加工次要表面（如自由表面、鍵槽、螺紋等），次要表面常穿插進(jìn)行加工，一般安排在主要表面達(dá)到一定精度之后、最終精加工之前。 該零件的加工順序應(yīng)嚴(yán)格按照以上原則進(jìn)行加工。 3.3 定位基準(zhǔn)及裝夾方式的選擇 （1）定位基準(zhǔn)的選擇 1）粗基準(zhǔn)的選擇：粗車(chē)時(shí)以外圓和兩端面為粗基準(zhǔn)，并加工出精基準(zhǔn) 2）精基準(zhǔn)的選擇：精加工時(shí)以粗加工時(shí)加工出的端面和外圓為基準(zhǔn)。 （2）裝夾方式的選擇 該零件為回轉(zhuǎn)型零件，其裝夾方式可直接采用三爪卡盤(pán)進(jìn)行裝夾，由于零件至少需要進(jìn)行兩次裝夾方能完成，在第二次裝夾時(shí)為保證加工面不被夾傷，需要墊上銅皮或者采用軟爪進(jìn)行裝夾。 3.4 制訂工藝路線 制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的尺寸精度，技術(shù)要求等達(dá)到合理的要求。在大批量加工的情況下，可以采用專用夾具，并且盡量減少加工時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。下面對(duì)零件一 進(jìn)行具體的工藝分析。 方案一:采用普通車(chē)床進(jìn)行加工(對(duì)零件一進(jìn)行分析) 工序1:下料Φ50X106mm 工序2：粗車(chē)右端面，粗車(chē)將工件外圓車(chē)至Φ48.5mm 工序3：粗車(chē)M24螺紋外圓到Φ24.5mm，粗車(chē)斜邊，粗車(chē)Φ43外圓尺寸到43.5，粗車(chē)外圓Φ47外圓尺寸到Φ47.5。 工序4：精車(chē)右端面，精車(chē)M24螺紋外圓到Φ23.8mm，精車(chē)斜邊，精車(chē)Φ43外圓尺寸到達(dá)圖紙要求，精車(chē)外圓Φ47外圓尺寸到Φ47。 工序5：切槽寬度5mm 工序6：車(chē)外螺紋M24X1.5 工序7：掉頭裝夾，打表校正同軸度。 工序8：粗車(chē)左端面，粗車(chē)Φ34外圓尺寸到34.5，粗車(chē)外R6外圓尺寸到Φ30。粗車(chē)斜邊，已經(jīng)圓弧R9。 工序9：精車(chē)左端面，精車(chē)Φ34外圓尺寸到34.5，精車(chē)外R6外圓尺寸到Φ30。精車(chē)斜邊，已經(jīng)圓弧R9。到達(dá)圖紙要求。 工序10：去毛刺 工序11：終檢 方案二:采用數(shù)控車(chē)床進(jìn)行加工(對(duì)零件一進(jìn)行分析) 工序1:下料Φ50X106mm 工序2：粗車(chē)右端面 工序3：粗車(chē)M24螺紋外圓到Φ24.5mm，粗車(chē)斜邊，粗車(chē)Φ43外圓尺寸到43.5，粗車(chē)外圓Φ47外圓尺寸到Φ47.5。 工序4：精車(chē)右端面，精車(chē)M24螺紋外圓到Φ23.8mm，精車(chē)斜邊，精車(chē)Φ43外圓尺寸到達(dá)圖紙要求，精車(chē)外圓Φ47外圓尺寸到Φ47。 工序5：切槽寬度5mm 工序6：車(chē)外螺紋M24X1.5 工序7：掉頭裝夾，打表校正同軸度。 工序8：粗車(chē)左端面，粗車(chē)Φ34外圓尺寸到34.5，粗車(chē)外R6外圓尺寸到Φ30。粗車(chē)斜邊，已經(jīng)圓弧R9。 工序9：精車(chē)左端面，精車(chē)Φ34外圓尺寸到34.5，精車(chē)外R6外圓尺寸到Φ30。精車(chē)斜邊，已經(jīng)圓弧R9。到達(dá)圖紙要求。 工序10：去毛刺 工序11：終檢 以上兩種方案加工工序基本一樣，不同的地方在于機(jī)床的選用，方案一選擇了普通車(chē)床進(jìn)行加工，方案二選擇了數(shù)控車(chē)床進(jìn)行加工。通過(guò)圖紙發(fā)現(xiàn)，零件圖有圓弧面，斜邊，螺紋等特征組成，普通車(chē)床難以加工，達(dá)到圖紙要求，需要使用數(shù)控車(chē)床，方便于加工。所以本次加工方案，選擇方案二，作為零件一的加工方案。 3.5 切削用量的選擇 數(shù)控編程時(shí)，編程人員必須確定每道工序的切削用量，并以指令的形式寫(xiě)入程序中。切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速、背吃刀量、進(jìn)給速度。對(duì)于不同的加工方法，需要選擇不同的切削用量。切削用量的選擇原則是：保證零件加工精度和表面粗糙度，充分發(fā)揮刀具切削性能，保證合理的刀具耐用度；并充分發(fā)揮機(jī)床的性能，最大限度提高生產(chǎn)率，降低成本。 3.5.1、主軸轉(zhuǎn)速的確定 主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)根據(jù)零件上被加工部位的直徑，并按零件和刀具材料以及加工性質(zhì)等條件所允許的切削速度來(lái)確定。切削速度除了計(jì)算和查表選取之外，還可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定，需要注意的是交流變頻調(diào)速數(shù)控車(chē)床低速輸出力矩小，因而切削速度不能太低。 光車(chē)時(shí)，主軸的速度應(yīng)根據(jù)允許切削的速度Vc來(lái)選取，計(jì)算公式如下： n = (3.1) 式中：Vc—切削速度，單位m/min；D—工件切削部分的直徑（通常選用最大直徑），單位mm；n—車(chē)床主軸轉(zhuǎn)速，單位r/min； 而車(chē)螺紋時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速如下： n<-k (3.2) 式中：p—工件螺紋的螺距或?qū)С?，單位mm；k—保險(xiǎn)系數(shù)，一般取80；n—車(chē)床主軸轉(zhuǎn)速，單位r/min。 根據(jù)切削原理可知，切削速度的高低取決于被加工零件的精度、材料、刀具的材料、和刀具的耐用度等因素。從理論上講，Vc的值越大越好，因?yàn)椴粌H可以提高生產(chǎn)效率，而且可以避免積屑瘤的臨界速度，獲得較低的表面粗糙度。但實(shí)際上由于機(jī)床、刀具、工件材料等因素的影響和限制，車(chē)削切削用量可參考表3-3選取。 表3-3 車(chē)削切削用量表 刀具材料 工件材料 粗加工 精加工 切削速度（m/min） 進(jìn)給量（mm/r） 背吃刀量（mm） 切削速度（m/min） 進(jìn)給量(mm/r) 背吃刀量（mm） 硬質(zhì)合金或涂層硬質(zhì)合金 碳鋼 220 0.2 3 260 0.1 0.4 低合碳鋼 180 0.2 3 220 0.1 0.4 鑄鐵 120 0.2 3 160 0.1 0.4 不銹鋼 80 0.2 3 120 0.1 0.4 在實(shí)際車(chē)削加工中時(shí)，考慮到加工內(nèi)孔時(shí)排屑難、冷卻難、刀桿剛性差和觀察困難的特點(diǎn)，在選擇切削用量時(shí)，可參照對(duì)應(yīng)外部加工切削用量的30%—50%進(jìn)行選取。綜合考慮： 外部輪廓加工時(shí)選?。捍周?chē)Vc=150m/min 精車(chē)Vc=220m/min 內(nèi)部輪廓加工時(shí)選?。捍周?chē)Vc=50m/min 精車(chē)Vc=70m/min 由公式（3.1）、（3.2）、（3.3），按照毛坯直徑為60mm，螺紋導(dǎo)程為2mm，計(jì)算可得： 外部輪廓加工時(shí)： 粗車(chē)n=800r/min； 精車(chē)n=1100r/min； 內(nèi)部輪廓加工時(shí)： 粗車(chē)n=280 r/min； 精車(chē)n=400 r/min； 車(chē)螺紋時(shí)：n<520 r/min；據(jù)經(jīng)驗(yàn)，取n=400 r/min。 3.5.2 進(jìn)給速度的確定 進(jìn)給速度是數(shù)控機(jī)床切削用量中的重要參數(shù)，主要根據(jù)零件的加工進(jìn)度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性質(zhì)選取。最大進(jìn)給速度受機(jī)床剛度和進(jìn)給系統(tǒng)的性能限制。一般粗車(chē)選用較高的進(jìn)給速度，以便快速去除毛坯余量，精車(chē)以考慮表面粗糙度和零件的精度為原則，應(yīng)選擇較低的進(jìn)給速度。進(jìn)給速度Vf可以按公司Vf =f×n計(jì)算，式中f表示每轉(zhuǎn)進(jìn)給量，在加工本設(shè)計(jì)中的組合零件時(shí)進(jìn)給速度，依據(jù)表3-3進(jìn)行選取，粗加工時(shí)取f =0.2mm/r，精加工時(shí)取f =0.1mm/r，則所得加工時(shí)的進(jìn)給速度如下： 外部輪廓加工時(shí)： 粗車(chē)Vf = 160mm/min； 精車(chē)Vf = 110mm/min； 內(nèi)部輪廓加工時(shí)： 粗車(chē)Vf = 56mm/min； 精車(chē)Vf = 40mm/min； 車(chē)螺紋時(shí)的進(jìn)給速度為螺紋的導(dǎo)程。 3.5.3、背吃刀量的確定 背吃刀量根據(jù)機(jī)床、工件和刀具的剛性來(lái)決定，在剛度允許的條件下，應(yīng)盡可能使背吃刀量等于工件加工余量（除去精車(chē)量），這樣可以減少走刀次數(shù)，提高生產(chǎn)效率。為了保證加工表面質(zhì)量，可留少量精加工余量，一般為0.2—0.8mm，具體背吃刀量參照表3-3進(jìn)行選擇，如下表所列： 表3-4 背吃刀量 粗 精 外輪廓加工 1.5—2mm 0.1—0.4 內(nèi)輪廓加工 0.8—1.2mm 0.1—0.3 螺紋 隨進(jìn)刀次數(shù)依次減少。 槽 根據(jù)刀寬來(lái)選擇切削次數(shù) 總之切削用量的具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機(jī)床性能、相關(guān)的手冊(cè)并結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)用類比方法確定。同時(shí)，使主軸轉(zhuǎn)速、切削深度及進(jìn)給速度三者能相互適應(yīng)，以形成最佳切削用量。 3.6 加工刀具的選擇 本次對(duì)配合件的加工，主要采用了90°外圓車(chē)刀，35°外圓車(chē)刀，外螺紋車(chē)刀等刀具，具體見(jiàn)表3.6。 零件名稱 零件 零件圖號(hào) 1 序號(hào) 刀具號(hào) 刀具名稱 數(shù)量 加工表面 刀具半徑R(mm) 刀尖方位T 備注 1 T01 90°外圓車(chē)刀 1 粗、精車(chē)外輪廓 0.4 3 　 2 T02 5mm切槽刀 1 切斷、切槽 　 　 　 3 T03 外螺紋車(chē)刀 1 車(chē)螺紋 4 T04 35°外圓車(chē)刀 1 粗、精車(chē)外輪廓 0.4 5 手動(dòng) 中心鉆頭 1 鉆中心孔 　 　 　 6 手動(dòng) 鉆頭 1 鉆孔 　 　 　 7 T02 內(nèi)孔鏜刀 1 粗、精車(chē)內(nèi)輪廓 0.4 　 表3.6。 3.7 工藝卡片的填寫(xiě) 零件一 數(shù)控加工工序卡片 工步號(hào) 工步內(nèi)容 刀具號(hào) 切削用量 備注 主軸轉(zhuǎn)速n（r/min） 進(jìn)給量f（r/mm） 背吃刀量 1 三爪卡盤(pán)裝卡零件并找正 手動(dòng) 5 粗車(chē)右外輪廓，留余量0.5mm T01 600 0.2 1.5 6 精車(chē)右邊外輪廓 T01 1000 0.1 0.5 7 切槽寬5mm T02 8 車(chē)螺紋 T03 400 9 掉頭裝夾并找正 手動(dòng) 10 對(duì)刀 11 粗車(chē)左外輪廓，留余量0.5mm T01 600 0.2 1.5 12 精車(chē)左外輪廓 T01 1000 0.04 0.5 13 去毛刺 14 終檢 15 入庫(kù) 零件二 數(shù)控加工工序卡片 工步號(hào) 工步內(nèi)容 刀具號(hào) 切削用量 備注 主軸轉(zhuǎn)速n（r/min） 進(jìn)給量f（r/mm） 背吃刀量 1 三爪卡盤(pán)裝卡零件并找正 手動(dòng) 5 粗車(chē)右外輪廓，留余量0.5mm T01 600 0.2 1.5 6 精車(chē)右邊外輪廓 T01 1000 0.1 0.5 9 掉頭裝夾并找正 手動(dòng) 10 對(duì)刀 11 打中心孔 800 手動(dòng) 12 鉆孔 600 手動(dòng) 13 粗車(chē)右內(nèi)輪廓，留余量0.6mm T02 500 0.15 1 14 精車(chē)右外輪廓 T02 800 0.08 0.3 15 去毛刺 16 終檢 17 入庫(kù) 4.零件的數(shù)控編程及仿真 4.1 G代碼的功能指令 數(shù)控編程方法可分為手工編程和自動(dòng)編程兩種。 1)手工編程的定義? 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。對(duì)于幾何形狀不太復(fù)雜的零件，所需要的加工程序不長(zhǎng)，計(jì)算也比較簡(jiǎn)單，出錯(cuò)機(jī)會(huì)較少，這時(shí)用手工編程既經(jīng)濟(jì)又及時(shí)，因而手工編程被廣泛地應(yīng)用于形狀簡(jiǎn)單的點(diǎn)位加工及平面輪廓加工中。 2)手工編程的意義? 手工編程的意義在于加工形狀簡(jiǎn)單的零件(如直線與直線或直線與圓弧組成的輪廓)時(shí)，快捷、簡(jiǎn)便；不需要具備特別的條件(價(jià)格較高的硬件和軟件等)；對(duì)機(jī)床操作或程序員不受特殊條件的制約；還具有較大的靈活性和編程費(fèi)用少等優(yōu)點(diǎn)。 3)手工編程的不足? 手工編程既繁瑣、費(fèi)時(shí)，又復(fù)雜，普通車(chē)床而且容易產(chǎn)生錯(cuò)誤。 本文所加工的配合件，零件表面形狀不復(fù)雜，使用手動(dòng)編程既可，減少時(shí)間的浪費(fèi)。 4.2 G代碼的功能指令 通過(guò)對(duì)零件圖的分析，本配合件主要涉直線、圓弧及螺紋。在加工過(guò)程中，還有粗加工和精加工兩個(gè)步驟。因此，在程序編寫(xiě)時(shí)，我考慮主要使用華中數(shù)控系統(tǒng)的這些指令：G21、G40、G71、G70、G00、G01、G02、G03、M00、M03、M05、M30。 （1）G21 指定公制編程。即 X （U）、 Z （W）、 R 等坐標(biāo)尺寸字所描述的單位為 mm。 （2）G40 指刀尖半徑補(bǔ)償取消，按照程序指令路徑進(jìn)給。 其中，S 控制主軸轉(zhuǎn)速，單位為 r/min。 （3）G71 指成形粗車(chē)循環(huán)。該切削方式是每次粗切的軌跡形狀都和成品形狀相似， 只是在位置上由外向內(nèi)環(huán)地向最終形狀靠近。 格式：G71 U（i）W（k）R（m） P（ns）Q（nf）X（u）Z（w）F（f）S（s）T（t）； 其中，k—粗切的次數(shù)； i、k—分別為起始時(shí) X 軸（半徑值）和 Z 軸方向上的緩沖距離； u、w—分別為 X 軸（直徑值）和 Z 軸方向上的精加工余量； ns—精加工程序段中開(kāi)始程序段的段號(hào)； nf—精加工程序段中結(jié)束程序段的段號(hào)； F、S、T—粗切時(shí)的進(jìn)給速度、主軸轉(zhuǎn)速和刀補(bǔ)設(shè)定。此時(shí)，這些值 將不再按照精加工的設(shè)定 （4）G70 精加工循環(huán)指令。 格式：G70 P（ns）Q（nf）； 其中，ns—精加工輪廓程序段中開(kāi)始程序段的段號(hào)； nf—精加工輪廓程序段中結(jié)束程序段的段號(hào)。 （5）G00 快速定位。該指令控制刀具快速?gòu)漠?dāng)前位置移動(dòng)到指定的位置，一般用在空程運(yùn)行中，如退刀和快速進(jìn)刀。 格式：G00 X（U）_Z（W）_； 其中，X（U）_Z（W）_指定移動(dòng)軌跡終點(diǎn)位置坐標(biāo)。 （6） G01 直線插補(bǔ)。 該指令控制刀具以某個(gè)速度從當(dāng)前位置移動(dòng)到指定的位置（只能沿直線方向走）。 格式：G01 X（U）_Z（W）_F_； 其中，X（U）_Z（W）_指定移動(dòng)軌跡終點(diǎn)位置坐標(biāo)； F—控制刀具移動(dòng)的速度，在使用 G98 時(shí)，F(xiàn) 的單位是 mm/min。當(dāng) 使用 G99 時(shí)，F(xiàn) 的單位是 mm/r。 （7）G02/G03 順時(shí)針/逆時(shí)針圓弧插補(bǔ)。該指令可以控制刀具沿圓弧移動(dòng)。 格式：G02/G03 X（U）_Z（W）_； 其中，X（U）_Z（W）_表示終點(diǎn)坐標(biāo)，X、Z 表示絕對(duì)值，U、W 表示增 量值。 （8）M00 程序停止指令。 （9）M03 主軸正轉(zhuǎn)（CW）指令。 （10）M05 主軸停止指令 （11）M30 程序結(jié)束并返回指令。 根據(jù)上述各個(gè)功能指令的作用和用法，同時(shí)結(jié)合本文工藝路線擬定內(nèi)容，我一共編制了程序單來(lái)完成零件的加工，詳細(xì)程序內(nèi)容見(jiàn)附錄程序清單。 4.2 編寫(xiě)數(shù)控程序 零件一右端數(shù)控加工程序表1 程序 說(shuō)明 O0001; 程序號(hào) G40 G97 G99 M03 S600 F0.2; 主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速600r/min,進(jìn)給量0.2 mm/r GOO X100.0 Z100.0; 刀具快速移動(dòng)至目測(cè)安全位置 T0101; 換01號(hào)90°外圓偏刀 M08; 切削液開(kāi) G00 Z5.0; 刀具快速定位至粗加工復(fù)合循環(huán)起點(diǎn) X52.0; G71 U1.5 R0.5; 定義粗車(chē)循環(huán)切削深度1.5mm,退刀量為0.5mm G71 P10 Q20 U0.5 W0.05; 精車(chē)路線由N10-N20 指定，X向精車(chē)余量0.5mm，Z向精車(chē)余量0.05mm N10 G01 X23 F0.2; 精車(chē)輪廓 G01 Z0 ; X24 W-0.5; Z-26; X30; X38.57 W-20; X43 W-18; X47; 車(chē)削臺(tái)階 W-3; X50 車(chē)削臺(tái)階 Z-70 車(chē)削臺(tái)階 N20 X52 返回循環(huán)起點(diǎn) G00X100 快速退刀至換刀點(diǎn) Z100 M05; 主軸停止 M00; 程序暫停 M03 S1000; 主軸正傳，轉(zhuǎn)速1000 r/min，進(jìn)給量0.1mm/r G42 G00 Z5.0; 刀具快速點(diǎn)定位至粗加工復(fù)合循環(huán)起點(diǎn)，建立刀具半徑右補(bǔ)償。 X52.0; G70 P10 Q20; 精加工復(fù)合循環(huán) G40 G00 X100.0; 快速退刀至換刀點(diǎn)，取消刀具半徑補(bǔ)償 Z100.0; T0202; 換03號(hào)切槽刀 M03 S400; 主軸正轉(zhuǎn)400r/min G00 X25.0; 刀具快速點(diǎn)定位至切槽處 Z-26.0; G01 Z-20.0 F0.05; 切槽，進(jìn)給量0.05mm/r Z25; 退刀 G00 X100.0; 快速退刀至換刀點(diǎn) Z00.0; T0303; 換03號(hào)螺紋車(chē)刀 M03 S400; 主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速400r/min G00 Z5.0; 刀具快速點(diǎn)定位至螺紋切削復(fù)合循環(huán)起點(diǎn) X25.0; G76 P020060 Q50 R0.1; 螺紋切削復(fù)合循環(huán) G76 X22.05 Z-21.0 P975 Q450 F1.5; G00X41.0; 刀具快速點(diǎn)定位至淺槽循環(huán)起點(diǎn) G00 X100.0; 快速退刀至換刀點(diǎn) Z100.0; M30； 程序結(jié)束并返回起點(diǎn) 零件一左端數(shù)控加工程序表2 程序 說(shuō)明 O0001; 程序號(hào) G40 G97 G99 M03 S600 F0.2; 主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速600r/min,進(jìn)給量0.2 mm/r GOO X100.0 Z100.0; 刀具快速移動(dòng)至目測(cè)安全位置 T0101; 換01號(hào)90°外圓偏刀 M08; 切削液開(kāi) G00 Z5.0; 刀具快速定位至粗加工復(fù)合循環(huán)起點(diǎn) X52.0; G71 U1.5 R0.5; 定義粗車(chē)循環(huán)切削深度1.5mm,退刀量為0.5mm G71 P10 Q20 U0.5 W0.05; 精車(chē)路線由N10-N20 指定，X向精車(chē)余量0.5mm，Z向精車(chē)余量0.05mm N10 G01 X33 F0.2; 精車(chē)輪廓 G01 Z0 ; X34 W-0.5; Z-8; G02X30.03 Z-8.07 R6 G01X45.49Z-29.54; G03X47 Z-37 R9 N20 G01 X52 返回循環(huán)起點(diǎn) G00X100 快速退刀至換刀點(diǎn) Z100 M05; 主軸停止 M00; 程序暫停 M03 S1000; 主軸正傳，轉(zhuǎn)速1000 r/min，進(jìn)給量0.1mm/r G42 G00 Z5.0; 刀具快速點(diǎn)定位至粗加工復(fù)合循環(huán)起點(diǎn)，建立刀具半徑右補(bǔ)償。 X52.0; G70 P10 Q20; 精加工復(fù)合循環(huán) G40 G00 X100.0; 快速退刀至換刀點(diǎn)，取消刀具半徑補(bǔ)償 Z100.0; M30; 程序結(jié)束 詳細(xì)數(shù)控程序單 見(jiàn)附錄-程序單 4.3 程序的仿真加工 打開(kāi)斯沃?jǐn)?shù)控仿真軟件，選擇FANUC OiT系統(tǒng)，進(jìn)入后將看到如圖4.3所示操作界面，打開(kāi)機(jī)床，進(jìn)行急停解除、程序解鎖、機(jī)床回零等操作。 圖4.3 FANUC OiT操作界面 4.3.1 程序的導(dǎo)入 首先將所編制的程序復(fù)制到記事本中，分別取名為O0001，O0002，然后在機(jī)床中新建程序O0001，點(diǎn)擊“文件”菜單下的“打開(kāi)”，找到剛才所新建的記事本O0001.TXT，確定，即可完成程序的導(dǎo)入；同理新建O0002，將程序O0002也導(dǎo)入到機(jī)床中記錄。 4.3.2 設(shè)置工件 根據(jù)該零件的毛坯，在仿真機(jī)床中設(shè)置其毛坯尺寸為Ф50×104mm，如圖4.4所示。 圖4.5 設(shè)置毛坯 4.3.3 設(shè)置刀具 根據(jù)表3.1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”，在里面加入所需要的刀具。 4.3.4 對(duì)刀和輸入刀補(bǔ) 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)話框，選擇默認(rèn)對(duì)刀點(diǎn)。 圖4.6 刀具定位 圖4.7 刀補(bǔ)設(shè)置界面 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：先輸入“X90”，再按“測(cè)量”鍵；然后再輸入“Z5”，按下“測(cè)量”鍵，這樣第1把刀的刀補(bǔ)就設(shè)置好了。 同理將其他刀也進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置。 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4.8所示。 圖4.8 結(jié) 論 畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)學(xué)習(xí)階段一次非常難得的理論與實(shí)踐相結(jié)合的機(jī)會(huì)，通過(guò)這次系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，使我擺脫了單純的學(xué)理論知識(shí)狀態(tài)，實(shí)際設(shè)計(jì)提高了我綜合運(yùn)用所學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)去解決實(shí)際問(wèn)題的能力，同時(shí)也提高了我查閱文獻(xiàn)資料，設(shè)計(jì)手冊(cè)，設(shè)計(jì)規(guī)范以及電腦制圖等其他專業(yè)能力水平，而且通過(guò)對(duì)數(shù)控知識(shí)整體的掌握，對(duì)局部的取舍，以及對(duì)細(xì)節(jié)的斟酌處理，都使我的能力得到鍛煉，經(jīng)驗(yàn)得到了豐富，并且意志力和耐力都得到了不同程度的提升。我想這就是我們進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的所在吧。 我對(duì)數(shù)控工具系統(tǒng)的特點(diǎn)和數(shù)控機(jī)床的刀具材料和使用范圍有了較深刻的了解，基本掌握數(shù)控機(jī)床刀具的選用方法；經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)加工工藝方案，進(jìn)一步了解工件定位的基本原理、定位方式與定位元件，對(duì)教材中有關(guān)定位基準(zhǔn)的選擇原則方法有了更深的理解；經(jīng)過(guò)編制零件的加工程序，基本熟悉數(shù)控編程的主要內(nèi)容及步驟、編程的種類、程序的結(jié)構(gòu)與格式，對(duì)數(shù)控編程前數(shù)學(xué)處理的內(nèi)容、基點(diǎn)坐標(biāo)、輔助程序段的數(shù)值計(jì)算有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。工藝設(shè)計(jì)、數(shù)值計(jì)算及程序編制的整個(gè)過(guò)程雖然任務(wù)比較繁重，但在設(shè)計(jì)過(guò)程中通過(guò)自己不斷的學(xué)習(xí)，尤其是自主學(xué)習(xí)和實(shí)踐以及實(shí)驗(yàn)，我克服了許多的難題，這種成就感使感到十分的喜悅和興奮。 致 謝 畢業(yè)設(shè)計(jì)即將接近尾聲首先，非常感謝老師在這次設(shè)計(jì)過(guò)程中給予我的悉心的指導(dǎo)與幫助。在自己緊張的工作中，仍然盡量抽出時(shí)間對(duì)我們進(jìn)行指導(dǎo)，時(shí)刻關(guān)心我們的進(jìn)展?fàn)顩r，督促我們抓緊學(xué)習(xí)。 其次，還要向給予此次畢業(yè)設(shè)計(jì)幫助的老師們，以及同學(xué)們以誠(chéng)摯的謝意，在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，他們也給我很多幫助和無(wú)私的關(guān)懷，更重要的是為我們提供不少技術(shù)方面的資料，在此感謝他們。 在論文即將完成之際，我的心情無(wú)法平靜，從開(kāi)始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長(zhǎng)、同學(xué)、朋友給了我無(wú)言的幫助，在這里請(qǐng)接受我誠(chéng)摯的謝意!最后我還要感謝培養(yǎng)我長(zhǎng)大含辛茹苦的父母，謝謝你們! 總之，我的設(shè)計(jì)是老師和同學(xué)共同完成的結(jié)果，在設(shè)計(jì)的兩個(gè)月里，我們合作的非常愉快，教會(huì)了我許多道理，是我人生的一筆財(cái)富，我再次向給予我?guī)椭睦蠋熀屯瑢W(xué)表示感謝。 參考文獻(xiàn) [1] 楊偉群.數(shù)控工藝培訓(xùn)教程.清華大學(xué)出版社，2002 [2] 余英良.數(shù)控加工編程及操作.北京高等教育出版社，2004 [3] 張超英.數(shù)控機(jī)床加工工藝編程.北京高等教育出版社，2003 [4] 宋放之.數(shù)控工藝培訓(xùn)教程.北京清華大學(xué)出版社，2003 [5] 李華.機(jī)械制造技術(shù)第二版.高等教育出版社，2005 [6] 莫章金.AutoCAD2002工程繪圖與訓(xùn)練.北京高等教育出版社，2004 [7] 李益民.機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè).哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1998 [8] 高德文.數(shù)控加工中心.化學(xué)工業(yè)出版社，2003 [9] 黃康美.數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)教程.電子工業(yè)出版社，2004 25