寶塔模型數(shù)控加工說明書(零件圖+裝配圖+程序+說明書)帶CAD圖,寶塔,模型,數(shù)控,加工,說明書,零件圖,裝配,程序,CAD 摘要 隨著數(shù)控技術的不斷發(fā)展和應用領域的擴大,數(shù)控加工技術對國計民生的一些重要行業(yè)（IT、汽車、輕工、醫(yī)療等）的發(fā)展起著越來越重要的作用，因為效率、質(zhì)量是先進制造技術的主體。高速、高精加工技術可極大的提高效率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，縮短生產(chǎn)周期和提高市場競爭能力。車削除了可以加工金屬材料外，還可以加工木材、塑料、橡膠、尼龍等非金屬材料。因此，數(shù)控車削技術在整個機械加工行業(yè)占據(jù)著不可替代的作用，數(shù)控技術的發(fā)展也帶動了整個機械行業(yè)快速的發(fā)展，為我們的生活創(chuàng)造了更多的價值。 此次設計主要是介紹運用數(shù)控機床來加工寶塔工藝品零件的整個工藝過程及其工藝分析，即從毛坯到所加工零件這一過程中的工藝及其相應的工藝分析，故此設計便以這一過程而展開設計，從而完成此次設計任務。 關鍵詞：加工工藝 軸類零件 刀具選擇 數(shù)控編程 Abstract Expands unceasingly along with?the development of NC technology?and application field,?some of the major industries?of?the?NC machining technology ofbeneficial to the people's livelihood?(IT,?automobile,?light industry,?medical?and so on)?plays a more and more important role?in the?development,?because theefficiency,?quality?is the subject of advanced manufacturing technology.?High speed,?high precision processing technology can greatly?improve efficiency,improve product?quality and grade,?shorten the production?cycle and improve the market competitive?ability.?Turning?in addition to?metallic materials processing,can also be processed?wood,?plastic,?rubber,?nylon?and other non-metallic materials.?Therefore,?CNC?turning technology?plays?an irreplaceable role?in themechanical processing industry,?the development of numerical control technologyhas also led to the?rapid?development of the whole?machinery industry,?and create more?value for our?life. This design?is mainly introduced?and process analysis of?the whole?process usingCNC processing?pagoda?crafts?parts,?namely?from blank?to?process?this processparts?and corresponding?processing?analysis,?so the?design of this?process?withthe launch of the design,?so as to?complete the?design task. Keywords:?process?of shaft parts?tool selection?of NC programming 目錄 摘要 1 Abstract 2 第一章 數(shù)控機床的概況 4 1. 數(shù)控機床的產(chǎn)生與發(fā)展 4 第二章 零件圖分析 6 1.零件圖紙 6 2.零件圖的結構工藝性分析 7 3.零件的形狀分析 7 4.零件的形位公差分析 7 第三章 零件加工工藝設計 8 3.1材料的選擇 8 3.2 加工機床的選擇 9 3.3 定位基準的選擇 10 3.4加工方法的選擇 11 第四章 加工前的準備 14 4.1夾具的選擇 14 4.2刀具的選擇 14 4.3量具的正確選擇 16 4.4毛坯尺寸的選擇 17 第五章 數(shù)控編程 17 5.1螺紋指令 17 5.2螺紋切槽加工程序 19 第六章 數(shù)控仿真與校正 22 致謝 25 參考文獻 26 附錄 27 第一章 數(shù)控機床的概況 數(shù)控技術的廣泛應用給傳統(tǒng)制造業(yè)的生產(chǎn)方式、產(chǎn)品結構、產(chǎn)業(yè)結構帶來深刻的變化，也給傳統(tǒng)的機械、機電專業(yè)的人才帶來新的機遇和挑戰(zhàn)。 隨著我國綜合國力的進一步加強和加入世貿(mào)組織，我國經(jīng)濟全面與國際接軌，并逐步成為全球制造中心，大批跨國企業(yè)搶先登陸，高起點技建廠，我國企業(yè)廣泛應用現(xiàn)代數(shù)控技術參與國際競爭。目前我國制造業(yè)進入了一個空前蓬勃發(fā)展的新時期，這必然造成數(shù)控專業(yè)的技術人才的短缺，所以培養(yǎng)現(xiàn)代數(shù)控技術人才成為普遍關注的熱點。 數(shù)控技術是制造業(yè)實現(xiàn)自動化、集成化的基礎，是提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高勞動生產(chǎn)率必不可少的物資手段。專家們預言“二十一世紀機械制造業(yè)是競爭的時代，其實質(zhì)是數(shù)控技術的競爭”。 1. 數(shù)控機床的產(chǎn)生與發(fā)展 ?數(shù)控機床的產(chǎn)生與發(fā)展隨著科學技術的發(fā)展，?數(shù)控車床產(chǎn)品日趨復雜化和精密化． 更新?lián)Q代也越來越頻繁． 個 性化的需求使得生產(chǎn)類型由大批、大量向多品種、小批里生產(chǎn)轉(zhuǎn)換，這樣相應地對數(shù)控車 床產(chǎn)品加工的精度、效率、柔性及自動化等提出了越來越高的要求。?數(shù)控車床等機械行業(yè)傳統(tǒng)、典型的加工方式主要有三種： ( 1 ）采用普通通用機床的單件、小批生產(chǎn)。由技術工人手工操作控制機床，工藝參 數(shù)基本由操作工人確定，生產(chǎn)效率低，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定．特別是一些復雜的零件加工，需 依賴靠模或借助畫線和樣板等手工操作的方法進行加工，加上效率和精度受到很大限制。 ( 2 ）采用通用的機械自動化機床（如凸輪自動車床）的大批童生產(chǎn)．以專用凸輪、 靠模等實體零件作為加工工藝、控制信息的載體來控制機床的自動運行。若產(chǎn)品更新，則 需設計、更換或調(diào)整相應的信息載體零件，因此需要較長的準備周期，僅適用于大批量簡 單零件標準件類的加工。 ( 3 ）采用組合專用機床及其自動線的大批量生產(chǎn)一般以系列化的通用部件和專用化 夾具、多軸箱體等組成主機本體．采用 PLC 實現(xiàn)自動或半自動控制．其加工工藝內(nèi)容及參 數(shù)在設備設計時就嚴格規(guī)定．使用中一般很難也很少更改．這種自動化高效設備需要較大 的初期投資和較長的生產(chǎn)準備周期，只有在大批量生產(chǎn)條件下才會產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟效益。 顯然二 L 述三種加工方式對于當前機械制造業(yè)中占機械加工總量 70 %至 80 ％的單件小批 量生產(chǎn)的零件很難適應。 為 r 解決上述問題，滿足多品種、小批量、復雜、高精度零件的自動化生產(chǎn)要求．迫切需 要一種通用、靈活、能夠適應產(chǎn)品頻繁變化的柔性自動化機床． 以計算機技術為依托，1952 年美國帕森斯（Parsons）公司和麻省理工學院（MIT ）合作， 研制成功了世界上第一臺以數(shù)字計算機為基礎的數(shù)字控制三坐標直線插補銑床，從而使得 機械制造業(yè)進人了一個嶄新時代。 第一臺數(shù)控機床問世以來，隨著微電子技術、白動控制技術和精密測量技術的發(fā)展，數(shù)控?技術也得到了迅速發(fā)展．先后經(jīng)歷了 電子份（1952 年）、晶體管（1959 年）、小規(guī)模集 成電路( 1965 年）、大規(guī)模集成電路及小型計算機（1970 年）和微處理機[或微型計算 機（l 974 年）〕等五代數(shù)控系統(tǒng)。 前幾代數(shù)控系統(tǒng)屬于專用控制計算機的硬接線（硬件）系統(tǒng)，一般稱為 NC ( numerical control ）20 世紀 70 年代初期．計算機技術的迅速發(fā)展使得小型計算機的價格急劇下降， 從而出現(xiàn)了以小型計算機代替專用硬件控制計算機的第四代數(shù)控系統(tǒng)。這種系統(tǒng)不僅具有 更好的經(jīng)濟性，而且許多功能可用編制的專用數(shù)控車床程序?qū)崿F(xiàn)，并可將專用程序儲鑄在 小墊計算機的存儲器中．構成控制軟件。這種數(shù)控系統(tǒng)稱為CNC( computerized numerical control） 即計算機書毛制系統(tǒng)。20 世紀 70 年代中期．以微處理機為核心的數(shù)控系統(tǒng) MNC 得到了迅速發(fā)展。CNC 與 MNC 均稱為軟接線（軟件）致控系統(tǒng)。NC?數(shù)控系統(tǒng)早已經(jīng) 淘汰，現(xiàn)代教控均采用 MNC?數(shù)控系統(tǒng)．目前通常將現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)稱為 CNC 。1958 年，北 京機床研究所和清華大學等單位率先研制了電子管式開環(huán)伺脹驅(qū)動的數(shù)控機床。由于歷史 原因，遲遲未能在實用階段上有所突破。70 年代初期，我國研制的數(shù)控裝置主要采用晶 體管分立元器件，性能不穩(wěn)定，可靠性差，只有少甘的數(shù)控機床（如專用數(shù)控鐵床及非圓 齒輪插齒機等）用于生產(chǎn)。1972 年．采用集成數(shù)字電路的數(shù)控系統(tǒng)在清華大學研制成功，?數(shù)控技術開始在車、鉆、銑、健、磨及齒輪等加工領域得以推廣。 從 1980 年開始，隨著我國改革和開放政策的實施，國內(nèi)一些單位從日本、美國、前 西德等產(chǎn)家引進較先進的數(shù)控（制造）技術，并投入批量生產(chǎn)。 與此同時，我國許多單位開始投人經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)的研制工作。最近，我國在引進、 消化和吸收國外先進數(shù)控技術的基礎上，開發(fā)和生產(chǎn)了擁有自主知識產(chǎn)權的數(shù)控軟硬件。 現(xiàn)在國內(nèi)常用的數(shù)控系統(tǒng)有廣州數(shù)控、華中數(shù)控等。 第二章 零件圖分析 1.零件圖紙 零件圖1 零件圖2 2.零件圖的結構工藝性分析 零件的結構工藝性是指所設計的零件，在能夠滿足使用性能要求的前提下制造的可行性和經(jīng)濟性。好的結構工藝性會使零件加工容易，節(jié)省成本，節(jié)省材料；而較差的結構工藝性會使加工困難，加大成本，浪費材料，甚至無法加工。通過對零件的結構特點、精度要求和復雜程度進行分析的過程，可以確定零件所需的加工方法和數(shù)控機床的類型和規(guī)格。 3.零件的形狀分析 該零件為回轉(zhuǎn)型零件，裝夾方便，采用三爪自定心卡盤即可。通過以圖紙的數(shù)據(jù)分析，考慮加工的速度和加工的經(jīng)濟性，最好的加工方式為車加工，考慮到該工件外形輪廓復雜，所以選定加工的設備使用數(shù)控車床。 4.零件的形位公差分析 形狀公差：構成零件的幾何特征的點，線，面要素之間的實際形狀相對與理想形狀的允許變動量。給出形狀公差要求的要素稱為被測要素。 位置公差：零件上的點，線，面要素的實際位置相對與理想位置的允許變動量。來確定被測要素位置的要素稱為基準要素。 該零件形狀要求較高，在二次裝夾時一定要對其表面進行校正。 第三章 零件加工工藝設計 3.1材料的選擇 在各類工程材料中，以金屬材料（尤其是鋼鐵）使用最廣。據(jù)統(tǒng)計，在機械制造產(chǎn)品中，鋼鐵材料占90%以上。鋼鐵之所以被大量采用，除了由于它們具有較好的力學性能（如強度、塑性、韌性）外，還因為價格相對便宜和容易獲得，而且能滿足多種性能和用途的要求。在各類鋼材中，由于合金鋼的性能優(yōu)良，因此常常用來制造各種零件。 除鋼鐵以外的金屬材料均為有色金屬。在有色金屬中，鋁同及各合金的應用最多。其中有的質(zhì)量最小，有的導熱性和導電性能好等優(yōu)點，通常還可以用于減摩及耐腐蝕要求的場合。 1、材料本身的相對價格。當用價格低廉的材料能滿足使用要求時，就不應該選擇價格高的材料。這對于大批量制造的零件尤為重要 2、材料的加工費用。例如制造某些箱體類零件，雖然鑄鐵比鋼板廉價，但在批量小時，選用鋼板焊接比較有利，因此可以省掉鑄鐵的生產(chǎn)費用。 3、材料的利用率。例如采用無切削或者少切削毛坯（如精鑄，模鍛，冷拉毛坯等），可以提高材料的利用率。 4、采用組合結構。例如火車車輪是一般材料的輪芯外部熱套上一個硬度而耐磨損的輪轂 5、 節(jié)約稀有材料例如鋁青銅代替錫青銅制造軸瓦，用錳硼系合金鋼代替鎳系合金鋼 6、材料的供應狀況。對于小批量的零件應盡量減少同一部機器上使用的材料品種和規(guī)格 機械設計材料選擇在工程上的應用十分重要，我們要從材料的種類和材料的應用原則兩方面進行對對材料的選擇，才能更加環(huán)保，高效的完成設計。 通過以上的分析，本零件作為一個回旋體的工藝品,在制造加工過程中 我們需要考慮到使用材料的的經(jīng)濟性和實用性,如果使用 45鋼作為加工材料的話,可以達到經(jīng)濟性的要求.但是本零件作為一個工藝品,需要長期擺放,容易生銹,不符合實用性,如若使用銅類材料的話,銅類材料成本過高,照成生產(chǎn)成本的提高,不符合經(jīng)濟性的要求。 通過分析和了解，發(fā)現(xiàn)選用鋁材或是不銹鋼作為 制造零件的材料.不會生銹，能保證工藝品的完整性和實用性。 鋁是一種銀白色輕金屬。有延展性。商品常制成棒狀、片狀、箔狀、粉狀、帶狀和絲狀。在潮濕空氣中能形成一層防止金屬腐蝕的氧化膜。鋁粉和鋁箔在空氣中加熱能猛烈燃燒，并發(fā)出眩目的白色火焰。易溶于稀硫酸、硝酸、鹽酸、氫氧化鈉和氫氧化鉀溶液，難溶于水。相對密度2.70。熔點660℃。沸點2327℃。鋁元素在地殼中的含量僅次于氧和硅，居第三位，是地殼中含量最豐富的金屬元素。航空、建筑、汽車三大重要工業(yè)的發(fā)展，要求材料特性具有鋁及其合金的獨特性質(zhì)，這就大大有利于這種新金屬鋁的生產(chǎn)和應用。 應用極為廣泛。 不銹鋼（Stainless Steel）是不銹耐酸鋼的簡稱，耐空氣、蒸汽、水等弱腐蝕介質(zhì)或具有不銹性的鋼種稱為不銹鋼；而將耐化學介質(zhì)腐蝕（酸、堿、鹽等化學浸蝕）的鋼種稱為耐酸鋼。由于兩者在化學成分上的差異而使他們的耐蝕性不同，普通不銹鋼一般不耐化學介質(zhì)腐蝕，而耐酸鋼則一般均具有不銹性。 通過兩個材料的對比，分析和了解，發(fā)現(xiàn)選用鋁材作為制造本零件的材料.不會生銹，能保證工藝品的完整性和實用性以及經(jīng)濟性。 3.2 加工機床的選擇 在選擇時，一般可按下列順序考慮： （1）通用機床無法加工的內(nèi)容應作為優(yōu)先選擇內(nèi)容； （2）通用機床難加工，質(zhì)量也難以保證的內(nèi)容應作為重點選擇內(nèi)容； （3）通用機床加工效率低、工人手工操作勞動強度大的內(nèi)容，可在數(shù)控機床尚存在富裕加工能力時選擇。 3.2.1不適于數(shù)控加工的內(nèi)容 一般來說，上述這些加工內(nèi)容采用數(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）占機調(diào)整時間長。如以毛坯的粗基準定位加工第一個精基準，需用專用工裝協(xié)調(diào)的內(nèi)容； （2）加工部位分散，需要多次安裝、設置原點。這時，采用數(shù)控加工很麻煩，效果不明顯，可安排通用機床補加工； （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，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?，要盡量做到合理，達到多、快、好、省的目的。要防止把數(shù)控機床降格為通用機床使用。 通過以上分析 選定數(shù)控機床為 本零件的加工制造的實用機床，可以達到本零件的要求。 3.3 定位基準的選擇 在制定零件加工的工藝規(guī)程時，正確地選擇工件的定位基準有著十分重要的意義。定位基準選擇的好壞，不僅影響零件加工的位置精度，而且對零件各表面的加工順序也有很大的影響。本節(jié)先建立一些有關基準和定位的概念，然后再著重討論定位基準選擇的原則。 3.3.1 精基準的選擇 重點考慮：如何較少誤差，提高定位精度。 （1）基準重合原則。利用設計基準做為定位基準，即為基準重合原則。 （2）基準統(tǒng)一原則。在大多數(shù)工序中，都使用同一基準的原則。 這樣容易保證各加工表面的相互位置精度，避免基準變換所產(chǎn)生的誤差。例如，加工軸類零件時，一般都采用兩個頂尖孔作為統(tǒng)一精基準來加工軸類零件上的所有外圓表面和端面，這樣可以保證各外圓表面間的同軸度和端面對軸心線的垂直度。 （3）互為基準原則。加工表面和定位表面互相轉(zhuǎn)換的原則。一般適用于精加工和光磨加工中。例如：車床主軸前后支承軸頸與主軸錐孔間有嚴格的同軸度要求，常先以主軸錐孔為基準磨主軸前、后支承軸頸表面，然后再以前、后支承軸頸表面為基準磨主軸錐孔，最后達到圖紙上規(guī)定的同軸度要求。 （4）自為基準原則。以加工表面自身做為定位基準的原則，如浮動鏜孔、拉孔。只能提高加工表面的尺寸精度，不能提高表面間的位置精度。還有一些表面的精加工工序，要求加工余量小而均勻，常以加工表面自身為基準。 3.3.2 粗基準的選擇 粗基準影響：位置精度、各加工表面的余量大小。重點考慮：如何保證各加工表面有足夠余量，使不加工表面和加工表面間的尺寸、位置符合零件圖要求。 （1）合理分配加工余量的原則。a、應保證各加工表面都有足夠的加工余量：如外圓加工以軸線為基準；b、以加工余量小而均勻的重要表面為粗基準，以保證該表面加工余量分布均勻、表面質(zhì)量高；如床身加工，先加工床腿再加工導軌面； （2）保證零件加工表面相對于不加工表面具有一定位置精度的原則。 一般應以非加工面做為粗基準，這樣可以保證不加工表面相對于加工表面具有較為精確的相對位置。當零件上有幾個不加工表面時，應選擇與加工面相對位置精度要求較高的不加工表面作粗基準。 （3）便于裝夾的原則：選表面光潔的平面做粗基準，以保證定位準確、夾緊可靠。 （4）粗基準一般不得重復使用的原則：在同一尺寸方向上粗基準通常只允許使用一次，這是因為粗基準一般都很粗糙，重復使用同一粗基準所加工的兩組表面之間位置誤差會相當大，因此，粗基一般不得重復使用。 3.4加工方法的選擇 加工方法的選擇原則是：同時保證加工精度和表面粗糙度的要求。此外還應考慮生產(chǎn)效率及經(jīng)濟性的要求，以及現(xiàn)場生產(chǎn)設備等實際情況。 本題的零件采用數(shù)控車床進行加工。 外圓表面加工方法的選擇 A、外圓加工方法 外圓表面是軸類零件的主要表面，因此要能合理地制訂軸類零件的機械加工工藝規(guī)程，外圓表面的加工方法主要包括車削加工、磨削加工等。 本題主要采用車削加工。 B、外圓加工方法的適用范圍 序號 加工方法 經(jīng)濟精度 ( 公差等級表示 ) 經(jīng)濟粗糙度值 Ra ／ um 適用范圍 1 粗車 IT18~13 12.5~50 適用于淬火鋼以外的各種金屬 2 粗車 - 半精車 IT11~10 3.2~6.3 3 粗車 - 半精車 - 精車 IT7~8 0.8~1.6 4 粗車 - 半精車 - 精車 -滾壓（或拋光） IT7~8 0.25~0.2 5 粗車 - 半精車 -磨削 IT7~8 0.4~0.8 主要用于淬火鋼，也可用于未淬火鋼，但不宜加工有色金屬 6 粗車 - 半精車 -粗磨 -精磨 IT6~7 0.1~0.4 7 粗車 - 半精車 -粗磨 -精磨 -超精加工（或輪式超精磨） IT5 0.012~0.1( 或 R Z 0.1) 8 粗車 - 半精車 -精車 -精細車（金剛車） IT6~7 0.025~0.4 主要用于要求較高的有色金屬加工 9 粗車 - 半精車 - 粗磨 -精磨 -超精磨（或鏡面磨） IT5 以上 0.006~0.025( 或 R Z 0.05) 極高精度的外圓加工 10 粗車 - 半精車 -粗磨 -精磨 -研磨 IT5 以上 0.006~0.1( 或 R Z 0.05) 考慮到加工的經(jīng)濟性, 本工藝品采用 3粗車 - 半精車 - 精車 的加工方法 即可達到圖紙的加工要求,節(jié)約加工成本。 內(nèi)孔表面加工方法的選擇 鉆孔：用鉆頭在工件實體部位加工孔稱為鉆孔。鉆孔屬粗加工，可達到的尺寸公差等級為IT13~IT11，表面粗糙度值為Ra50~12.5μm。是由于麻花鉆長度較長，鉆芯直徑小而剛性差，又有橫刃的影響。 擴孔：擴孔是用擴孔鉆對已鉆出的孔做進一步加工，以擴大孔徑并提高精度和降低表面粗糙度值。擴孔可達到的尺寸公差等級為IT11~IT10, 表面粗糙度值為Ra12.5~6.3μm，屬于孔的半精加工方法，常作鉸削前的預加工，也可作為精度不高的孔的終加工。 鉸孔：鉸孔是在半精加工（擴孔或半精鏜）的基礎上對孔進行的一種精 加工方法。鉸孔的尺寸公差等級可達IT9~IT6，表面粗糙度值可Ra3.2~0.2μm。鉸孔的方式有機鉸和手鉸兩種。在機床上進行鉸削稱為機鉸，用手工進行鉸削的稱為手鉸。 鏜孔：鏜孔是用鏜刀對已鉆出、鑄出或鍛出的孔做進一步的加工。可在車床、鏜床或銑床上進行。鏜孔是常用的孔加工方法之一，可分為粗鏜、半精鏜和精鏜。粗鏜的尺寸公差等級為IT13~IT12，表面粗糙度值為Ra12.5~6.3μm；半精鏜的尺寸公差等級為IT10~IT9，表面粗糙度值為Ra6.3~3.2μm；精鏜的尺寸公差等級為IT8~IT7，表面粗糙度值為Ra1.6~0.8μm。 考慮到加工的經(jīng)濟性, 本零件采用 鉆孔-鏜孔的加工方法 即可達到圖紙的加工要求,節(jié)約加工成本。 第四章 加工前的準備 4.1夾具的選擇 數(shù)控加工對夾具主要有兩大要求：一是夾具應具有足夠的精度和剛度；二是夾具應有可靠的定位基準。選用夾具時，通常考慮以下幾點：? 1）盡量選用可調(diào)整夾具、組合夾具及其它通用夾具，避免采用專用夾具，以縮短生產(chǎn)準備時間。? 2）在成批生產(chǎn)時才考慮采用專用夾具，并力求結構簡單。?3）裝卸工件要迅速方便，以減少機床的停機時間。? 4）夾具在機床上安裝要準確可靠，以保證工件在正確的位置上加工。 數(shù)控車床上的夾具主要有兩類：一類用于盤類或短軸類零件，工件毛坯裝夾在帶可調(diào)卡爪的卡盤（三爪、四爪）中，由卡盤傳動旋轉(zhuǎn)；另一類用于軸類零件，毛坯裝在主軸頂尖和尾架頂尖間，工件由主軸上的撥動卡盤傳動旋轉(zhuǎn)。 本零件需要實用數(shù)控車床進行加工，并且為短軸類零件，所以夾具選用三爪卡盤（如下圖4-1），方便快捷，減少加工時間和費用。 圖4-1 4.2刀具的選擇 4.2.1刀具的選擇 與普通機床加工方法相比，數(shù)控加工對刀具提出了更高的要求，不僅需要剛性好、精度高，而且要求尺寸穩(wěn)定，耐用度高，斷屑和排屑性能好；同時要求安裝調(diào)整方便，這樣來滿足數(shù)控機床高效率的要求。數(shù)控機床上所選用的刀具常采用適應高速切削的刀具材料（如高速鋼、超細粒度硬質(zhì)合金）并使用可轉(zhuǎn)位刀片。 車削用刀具及其選擇 數(shù)控車削常用的車刀一般分尖形車刀、圓弧形車刀以及成型車刀三類。 1）尖形車刀 尖形車刀是以直線形切削刃為特征的車刀。這類車刀的刀尖由直線形的主副切削刃構成，如90°內(nèi)外圓車刀、左右端面車刀、切槽（切斷）車刀及刀尖倒棱很小的各種外圓和內(nèi)孔車刀。 尖形車刀幾何參數(shù)（主要是幾何角度）的選擇方法與普通車削時基本相同，但應結合數(shù)控加工的特點（如加工路線、加工干涉等）進行全面的考慮，并應兼顧刀尖本身的強度。 2）圓弧形車刀 圓弧形車刀是以一圓度或線輪廓度誤差很小的圓弧形切削刃為特征的車刀。該車刀圓弧刃每一點都是圓弧形車刀的刀尖，應此，刀位點不在圓弧上，而在該圓弧的圓心上。 圓弧形車刀可以用于車削內(nèi)外表面，特別適合于車削各種光滑連接（凹形）的成型面。選擇車刀圓弧半徑時應考慮兩點：一是車刀切削刃的圓弧半徑應小于或等于零件凹形輪廓上的最小曲率半徑，以免發(fā)生加工干涉；二是該半徑不宜選擇太小，否則不但制造困難，還會因刀尖強度太弱或刀體散熱能力差而導致車刀損壞。 3）成型車刀 成型車刀也稱樣板車刀，其加工零件的輪廓形狀完全由車刀刀刃的形狀和尺寸決定。 數(shù)控車削加工中，常見的成型車刀有小半徑圓弧車刀、非矩形車槽刀和螺紋刀等。在數(shù)控加工中，應盡量少用或不用成型車刀。 通過以上分析，加工本零件選擇標準刀具，以減少加工成品和提高加工效率，刀具選用如下圖4-2等，刀具參數(shù)詳見附錄（1） 圖4-2 4.3量具的正確選擇 1. 量具的選擇原則和方法( 1 )從工藝方面進行選擇 ( 工藝性)在單件 、 小批 量生產(chǎn) 中應選通用量具 ，如各種規(guī)格 的游標卡尺 、千分尺及百 分表等。 對于大 批量生產(chǎn)的 零件則應采用專用量具， 如卡板 、 塞規(guī)和一些專用檢具。 2.依測量精度考 慮 ( 科 學 性)每種量具都有它的 測量不確定度 ( 測量的 極限誤差 ) ， 不可避免會將一部分量具的誤差帶入測量結果 中去。為了避免 “ 誤 收”或 “ 誤廢” 的發(fā)生 ，對部分量具的選擇做 了具體的規(guī)定 ， 同時還規(guī)定 了 在車間條件下檢測工件時應將 驗收極限尺寸向公差帶 內(nèi)移 ，見圖4-3 圖4-3 3.從經(jīng)濟價值選 擇 ( 經(jīng)濟性)在保證測量精度和測量效率 的前提下 ，能用專用量具的， 不用萬能量具； 能用萬能量具的，不用精密儀器。 由于本零件加工精度要求不高，所以選用游標卡尺 、千分尺作為檢查的 量具，通規(guī)，止規(guī)即可達到加工精度的要求（如下圖4-4）。 圖4-4 4.4毛坯尺寸的選擇 毛坯的形狀和尺寸主要由零件組成表面的形狀、結構、尺寸及加工余量等因素確定的，并盡量與零件相接近，以達到減少機械加工的勞動量，力求達到少或無切削加工。但是，由于現(xiàn)有毛坯制造技術及成本的限制，以及產(chǎn)品零件的加工精度和表面質(zhì)量要求愈來愈來高，所以，毛坯的某些表面仍需留有一定的加工余量，以便通過機械加工達到零件的技術要求。毛坯尺寸選擇如下圖4-5 圖4-5 第五章 數(shù)控編程 5.1螺紋指令 5.1.1螺紋指令 螺紋加工指令分類，數(shù)控系統(tǒng)不同，螺紋加工指令也有差異。 G82螺紋加工格式: G82 X... Z..... I... F... G82 U... W.... I... F... 其中：X、Z 為螺紋終點絕對坐標值。 U、W 為螺紋終點相對循環(huán)起點坐標增量。 I 為螺紋 起點相對螺紋終點的半徑差 當加工軸上無退刀槽、加工多頭螺紋時 格式:G82 X... Z..... I.... R±… E.±... C..... P..... F... C—螺紋頭數(shù)。 單頭（0或1）省略，P也省略 雙頭螺紋：C=2，P=180（相鄰螺紋頭切削起點之間對應的主軸轉(zhuǎn)速）。 螺紋車削復合循環(huán)指令G76 G76 C(m) R(r) E(e) A(a) X(U) Z(W) I(i) K(k) U(d) V(dmin) Q(Dd) F(f) ; 其中：m – 精整次數(shù)（取值01～99） r – 螺紋Z向退尾長度(00～99) e – 螺紋X向退尾長度(00～99) a -- 牙型角（取80o，60o，55o，30o，29o，0o）通常為60o U、W – 絕對編程時為螺紋終點的坐標值； 相對編程時，為螺紋終點相對于循環(huán)起點A的有向距離。 i -- 錐螺紋的起點與終點的半徑差 k -- 螺紋牙型高度（半徑值） d -- 精加工余量 Dd -- 第一次切削深度（半徑值） f -- 螺紋導程（螺距） dmin -- 最小進給深度 Dd -- 第一次切削深度（半徑值） 常用螺紋切削的進給次數(shù)與背吃刀量 (米制、雙邊) ( mm ) 5.2螺紋切槽加工程序 選用G82螺紋加工指令對下圖（圖5-1）進行編程加工 圖5-1 程序 注釋 T0101G95 1號刀,外圓車刀 M3S800 主軸正轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)速800 G0X62 快速定位X62 Z2 快速接近工件Z2 G71U1R1P1Q2X0.5Z0F0.2 外圓粗精車循環(huán) N1G1X23 循環(huán)起始段 Z0 Z向進行接近工件 X25W-1 倒角C1 Z-15 Z向進行車削 X60 X向進行車削 N2X62 循環(huán)結束段 G0X100 返回安全點 Z100 返回換刀點 T0202G95 切槽 2號刀,切槽刀 M3S500 主軸正轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)速500 G0X62Z2 快速定位 Z-15 快速定位 G1X20F0.1 切槽 X62 退刀 G0X100 返回換刀點 Z100 遠離工件 M30 程序結束 T0404G95 螺紋 4號刀,內(nèi)孔螺紋刀 M3S300 主軸正轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)速300 G0X25 快速定位X25 Z2 快速接近工件 G82X25Z-15R0.5E1F1.5 螺紋加工循環(huán) G82X24.5Z-15R0.5E1F1.5 螺紋加工循環(huán) G82X24Z-15R0.5E1F1.5 螺紋加工循環(huán) G82X23.5Z-15R0.5E1F1.5 螺紋加工循環(huán) G0Z100 返回安全點 X100 返回安全點 M30 程序結束 其余數(shù)控加工程序 詳見附錄（2） 第六章 數(shù)控仿真與校正 計算機數(shù)控仿真是應用計算機技術對數(shù)控加工操作過程進行模擬仿真的一門新技術。該技術面向?qū)嶋H生產(chǎn)過程的機床仿真操作，加工過程三維動態(tài)的逼真再現(xiàn)，能使每一個學生，對數(shù)控加工建立感性認識，可以反復動手進行數(shù)控加工操作，有效解決了因數(shù)控設備昂貴和有一定危險性，很難做到每位學生“一人一機”的問題，在培養(yǎng)全面熟練掌握數(shù)控加工技術的實用型技能人才方面發(fā)揮顯著作用。 進入仿真機床頁面 6.1設置工件尺寸 以及裝夾方法 6.2進行對刀設置 6.3輸入加工程序 6.4對工件進行仿真加工 進過數(shù)控仿真軟件的 仿真加工,發(fā)現(xiàn)刀路安全可靠,工藝安排沒有錯誤,加工過程不會對工件 刀具機床 產(chǎn)生破壞,程序正確無誤,可上機經(jīng)行加工。 致謝 本人在畢業(yè)課題的設計中，學習了不少的新知識，體會到了學習的重要性，同時，感謝學校規(guī)劃與教育，給予我們良好的學習環(huán)境，并提供給我們對學業(yè)及個人生涯發(fā)展的多元信息，幫助我們成長。 感謝這幾年來陪伴我們學習與生活的恩師，感謝您們對我精心的教育，感謝您們沒使我的學習變成勞作而成為一種快樂；感謝您們讓我明白自身的價值；感謝您們幫助我發(fā)現(xiàn)了自己的專長，而且讓我把事情做得更好。感謝您們?nèi)萑涛业娜涡排c錯誤，不僅教會了我知識，更教會了我如何做事，如何做人。 這幾年以來，經(jīng)歷過的所有事，所有人，都將是我以后生活回味的一部分，是我為人處事的指南針。就要離開學校，走上工作的崗位了，這是我人生歷程的又一個起點，在這里祝福大學里跟我風雨同舟的朋友們，各自安好，未來總會是絢爛繽紛。 參考文獻 [1] 吳國華《金屬切削機床》[第二版],北京:機械工業(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，2005.1 [3] 陸劍中 孫家寧《金屬切削原理與刀具》北京:機械工業(yè)出版社,2001.4 [4] 倪森壽《機械制造工藝基礎》北京:教育出版社，2005.3 [5] 劉守勇《機械制造工藝與機床夾具》北京: 機械工業(yè)出版社,2000. [6] 周保牛 黃俊桂《數(shù)控編程與加工技術》北京：機械工業(yè)出版社，2009.8 附錄 附錄1 附錄2 附錄3 28 4.1.1零件1工序卡片 數(shù)控加工工序卡片4-1 材料 鋁 零件圖1 夾具名稱 三爪自定心卡盤 工步號 工步內(nèi)容 刀具號 主軸轉(zhuǎn)速S/（r/min） 進給量f/（mm/r） 背吃刀量ap/mm 1 車端面 T01 500 0.2 0.5 2 粗精車右端面外輪廓 T01 500 0.2 1 3 鉆孔 鉆頭 600 0.2 4 鏜內(nèi)孔 T02 800 0.2 0.5 5 切內(nèi)退刀槽 T03 500 0.2 0.5 6 車內(nèi)M25X1.5內(nèi)螺紋 T04 300 0.1 0.5 7 拆卸工件,掉頭裝夾 8 車端面 T01 800 0.2 0.5 9 粗精車左端面外輪廓 T01 800 0.2 1 10 切退刀槽 T05 500 0.1 0.5 11 去毛刺 12 檢測、校核 4.1.2零件2工序卡片 數(shù)控加工工序卡片4-2 材料 鋁 零件圖2 夾具名稱 三爪自定心卡盤 工步號 工步內(nèi)容 刀具號 主軸轉(zhuǎn)速S/（r/min） 進給量f/（mm/r） 背吃刀量ap/mm 1 車端面 T01 500 0.2 0.5 2 粗車右端面外輪廓 T01 500 0.2 1 3 精車右端面外輪廓 T01 500 0.2 1 4 拆卸工件,掉頭裝夾 5 粗精車左端面外輪廓 T01 500 0.2 1 6 切退刀槽 T05 500 0.2 0.5 7 車外M25X1.5外螺紋 T06 300 0.1 0.5 8 去毛刺 9 檢測、校核 4.2零件2的工序卡及刀具卡片 數(shù)控加工刀具卡片4-1 序號 刀具號 刀具名稱及規(guī)格 刀尖半徑R 刀尖位置T 數(shù)量 加工表面 備注 1 中心鉆 1 左端面 手動 2 Φ22鉆頭 1 鉆孔 手動 3 T01 35°外圓車刀 0.8mm 3mm 1 外圓以及端面 4 T02 內(nèi)孔鏜刀 0.1m 2mm 1 粗精車內(nèi)輪廓 5 T03 內(nèi)切槽車刀 B=4mm 1 切槽 6 T04 60°內(nèi)螺紋車刀 0.2mm 0 1 三角形螺紋 7 T05 切槽車刀 B=3mm 1 切槽 8 T06 60°外螺紋車刀 0.2mm 0 1 三角形螺紋 摘要 隨著數(shù)控技術的不斷發(fā)展和應用領域的擴大,數(shù)控加工技術對國計民生的一些重要行業(yè)（IT、汽車、輕工、醫(yī)療等）的發(fā)展起著越來越重要的作用，因為效率、質(zhì)量是先進制造技術的主體。高速、高精加工技術可極大的提高效率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，縮短生產(chǎn)周期和提高市場競爭能力。車削除了可以加工金屬材料外，還可以加工木材、塑料、橡膠、尼龍等非金屬材料。因此，數(shù)控車削技術在整個機械加工行業(yè)占據(jù)著不可替代的作用，數(shù)控技術的發(fā)展也帶動了整個機械行業(yè)快速的發(fā)展，為我們的生活創(chuàng)造了更多的價值。 此次設計主要是介紹運用數(shù)控機床來加工寶塔工藝品零件的整個工藝過程及其工藝分析，即從毛坯到所加工零件這一過程中的工藝及其相應的工藝分析，故此設計便以這一過程而展開設計，從而完成此次設計任務。 關鍵詞：加工工藝 軸類零件 刀具選擇 數(shù)控編程 Abstract Expands unceasingly along with?the development of NC technology?and application field,?some of the major industries?of?the?NC machining technology ofbeneficial to the people's livelihood?(IT,?automobile,?light industry,?medical?and so on)?plays a more and more important role?in the?development,?because theefficiency,?quality?is the subject of advanced manufacturing technology.?High speed,?high precision processing technology can greatly?improve efficiency,improve product?quality and grade,?shorten the production?cycle and improve the market competitive?ability.?Turning?in addition to?metallic materials processing,can also be processed?wood,?plastic,?rubber,?nylon?and other non-metallic materials.?Therefore,?CNC?turning technology?plays?an irreplaceable role?in themechanical processing industry,?the development of numerical control technologyhas also led to the?rapid?development of the whole?machinery industry,?and create more?value for our?life. This design?is mainly introduced?and process analysis of?the whole?process usingCNC processing?pagoda?crafts?parts,?namely?from blank?to?process?this processparts?and corresponding?processing?analysis,?so the?design of this?process?withthe launch of the design,?so as to?complete the?design task. Keywords:?process?of shaft parts?tool selection?of NC programming 目錄 摘要 1 Abstract 2 緒論 4 第一章 數(shù)控機床的概況 5 1. 數(shù)控機床的產(chǎn)生與發(fā)展 5 2．數(shù)控機床的特點 7 3．數(shù)控機床的結構 7 第二章 零件圖分析 9 1.零件圖紙 9 2.零件圖的結構工藝性分析 10 3.零件的形狀分析 10 4.零件的形位公差分析 10 第三章 零件加工方法的選擇 11 3.1數(shù)控加工的內(nèi)容 11 3.2對刀點的設置 12 3.3機床的合理選擇 12 3.4加工方法的選擇 13 第四章 零件工藝規(guī)程設計 15 加工順序的安排 15 4.1零件工序卡 15 4.2零件2的工序卡及刀具卡片 17 第五章 數(shù)控編程 18 5.1零件圖1的數(shù)控加工程序 18 5. 2零件圖2的數(shù)控加工程序 21 第六章 數(shù)控仿真與校正 24 致謝 27 參考文獻 28 緒論 數(shù)控技術的廣泛應用給傳統(tǒng)制造業(yè)的生產(chǎn)方式、產(chǎn)品結構、產(chǎn)業(yè)結構帶來深刻的變化，也給傳統(tǒng)的機械、機電專業(yè)的人才帶來新的機遇和挑戰(zhàn)。 隨著我國綜合國力的進一步加強和加入世貿(mào)組織，我國經(jīng)濟全面與國際接軌，并逐步成為全球制造中心，大批跨國企業(yè)搶先登陸，高起點技建廠，我國企業(yè)廣泛應用現(xiàn)代數(shù)控技術參與國際競爭。目前我國制造業(yè)進入了一個空前蓬勃發(fā)展的新時期，這必然造成數(shù)控專業(yè)的技術人才的短缺，所以培養(yǎng)現(xiàn)代數(shù)控技術人才成為普遍關注的熱點。 數(shù)控技術是制造業(yè)實現(xiàn)自動化、集成化的基礎，是提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高勞動生產(chǎn)率必不可少的物資手段。專家們預言“二十一世紀機械制造業(yè)是競爭的時代，其實質(zhì)是數(shù)控技術的競爭”。 第一章 數(shù)控機床的概況 1. 數(shù)控機床的產(chǎn)生與發(fā)展 ?數(shù)控機床的產(chǎn)生與發(fā)展隨著科學技術的發(fā)展，?數(shù)控車床產(chǎn)品日趨復雜化和精密化． 更新?lián)Q代也越來越頻繁． 個 性化的需求使得生產(chǎn)類型由大批、大量向多品種、小批里生產(chǎn)轉(zhuǎn)換，這樣相應地對數(shù)控車 床產(chǎn)品加工的精度、效率、柔性及自動化等提出了越來越高的要求。?數(shù)控車床等機械行業(yè)傳統(tǒng)、典型的加工方式主要有三種： ( 1 ）采用普通通用機床的單件、小批生產(chǎn)。由技術工人手工操作控制機床，工藝參 數(shù)基本由操作工人確定，生產(chǎn)效率低，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定．特別是一些復雜的零件加工，需 依賴靠?；蚪柚嬀€和樣板等手工操作的方法進行加工，加上效率和精度受到很大限制。 ( 2 ）采用通用的機械自動化機床（如凸輪自動車床）的大批童生產(chǎn)．以專用凸輪、 靠模等實體零件作為加工工藝、控制信息的載體來控制機床的自動運行。若產(chǎn)品更新，則 需設計、更換或調(diào)整相應的信息載體零件，因此需要較長的準備周期，僅適用于大批量簡 單零件標準件類的加工。 ( 3 ）采用組合專用機床及其自動線的大批量生產(chǎn)一般以系列化的通用部件和專用化 夾具、多軸箱體等組成主機本體．采用 PLC 實現(xiàn)自動或半自動控制．其加工工藝內(nèi)容及參 數(shù)在設備設計時就嚴格規(guī)定．使用中一般很難也很少更改．這種自動化高效設備需要較大 的初期投資和較長的生產(chǎn)準備周期，只有在大批量生產(chǎn)條件下才會產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟效益。 顯然二 L 述三種加工方式對于當前機械制造業(yè)中占機械加工總量 70 %至 80 ％的單件小批 量生產(chǎn)的零件很難適應。 為 r 解決上述問題，滿足多品種、小批量、復雜、高精度零件的自動化生產(chǎn)要求．迫切需 要一種通用、靈活、能夠適應產(chǎn)品頻繁變化的柔性自動化機床． 以計算機技術為依托，1952 年美國帕森斯（Parsons）公司和麻省理工學院（MIT ）合作， 研制成功了世界上第一臺以數(shù)字計算機為基礎的數(shù)字控制三坐標直線插補銑床，從而使得 機械制造業(yè)進人了一個嶄新時代。 第一臺數(shù)控機床問世以來，隨著微電子技術、白動控制技術和精密測量技術的發(fā)展，數(shù)控?技術也得到了迅速發(fā)展．先后經(jīng)歷了 電子份（1952 年）、晶體管（1959 年）、小規(guī)模集 成電路( 1965 年）、大規(guī)模集成電路及小型計算機（1970 年）和微處理機[或微型計算 機（l 974 年）〕等五代數(shù)控系統(tǒng)。 前幾代數(shù)控系統(tǒng)屬于專用控制計算機的硬接線（硬件）系統(tǒng)，一般稱為 NC ( numerical control ）20 世紀 70 年代初期．計算機技術的迅速發(fā)展使得小型計算機的價格急劇下降， 從而出現(xiàn)了以小型計算機代替專用硬件控制計算機的第四代數(shù)控系統(tǒng)。這種系統(tǒng)不僅具有 更好的經(jīng)濟性，而且許多功能可用編制的專用數(shù)控車床程序?qū)崿F(xiàn)，并可將專用程序儲鑄在 小墊計算機的存儲器中．構成控制軟件。這種數(shù)控系統(tǒng)稱為CNC( computerized numerical control） 即計算機書毛制系統(tǒng)。20 世紀 70 年代中期．以微處理機為核心的數(shù)控系統(tǒng) MNC 得到了迅速發(fā)展。CNC 與 MNC 均稱為軟接線（軟件）致控系統(tǒng)。NC?數(shù)控系統(tǒng)早已經(jīng) 淘汰，現(xiàn)代教控均采用 MNC?數(shù)控系統(tǒng)．目前通常將現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)稱為 CNC 。1958 年，北 京機床研究所和清華大學等單位率先研制了電子管式開環(huán)伺脹驅(qū)動的數(shù)控機床。由于歷史 原因，遲遲未能在實用階段上有所突破。70 年代初期，我國研制的數(shù)控裝置主要采用晶 體管分立元器件，性能不穩(wěn)定，可靠性差，只有少甘的數(shù)控機床（如專用數(shù)控鐵床及非圓 齒輪插齒機等）用于生產(chǎn)。1972 年．采用集成數(shù)字電路的數(shù)控系統(tǒng)在清華大學研制成功，?數(shù)控技術開始在車、鉆、銑、健、磨及齒輪等加工領域得以推廣。 從 1980 年開始，隨著我國改革和開放政策的實施，國內(nèi)一些單位從日本、美國、前 西德等產(chǎn)家引進較先進的數(shù)控（制造）技術，并投入批量生產(chǎn)。 與此同時，我國許多單位開始投人經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)的研制工作。最近，我國在引進、 消化和吸收國外先進數(shù)控技術的基礎上，開發(fā)和生產(chǎn)了擁有自主知識產(chǎn)權的數(shù)控軟硬件。 現(xiàn)在國內(nèi)常用的數(shù)控系統(tǒng)有廣州數(shù)控、華中數(shù)控等。 2．數(shù)控機床的特點 數(shù)控車床主要用于車削加工，在車床上一般可以加工各種軸類，套筒類和盤類零件上 的回轉(zhuǎn)表面，如內(nèi)外圓柱面、圓錐面、成型回轉(zhuǎn)表面及螺紋面等：在數(shù)控車床上還可以加 工高精度的曲面與端面螺紋。數(shù)控車床上所用的刀具主要是車刀、各種孔加工工具（如鉆 頭、鉸刀、鏜刀）及螺紋刀具。其尺寸精度可達 IT5~IT6，表面粗糙度 Ra 為 1.6 以下。 1.數(shù)控機床的特點及發(fā)展趨勢 (1)高精度?數(shù)控車床控制系統(tǒng)的性能不斷提高，機械結構不斷完善，機床精度日益提高。 (2)高效率 隨著新刀具材料的應用和機床結構的完善，數(shù)控車床的加工效率、主軸轉(zhuǎn)速和傳動功 率都在不斷的提高。這就使得新型數(shù)控車床的空運行時間大為縮短，其加工效率比普通車 床高2-5倍。加工零件形狀越復雜，就越能體現(xiàn)出數(shù)控車床的高效率加工特點。 (3)高柔性?數(shù)控車床具有高柔性的特點，能適應%70以上的多品種、小批零件的自動加工。 (4)高可靠性 隨著數(shù)控系統(tǒng)性能的提高，數(shù)控車床的無故障時間也在迅速提高。 (5)工藝能力強數(shù)控車床機既能用于粗加工又能用于精加工，可以在一次裝夾中完成其余全部或大部 分工序。 (6)模塊化設計?數(shù)控車床的制造采用模塊化原則設計。 3．數(shù)控機床的結構 機床本體是數(shù)控機床的主體部分。來自于數(shù)控裝置的各種運動和動作指令，都必須由機床本體轉(zhuǎn)換 成真實的、準確的機械運動和動作，才能實現(xiàn)數(shù)控機床的功能，并保證數(shù)控機床的性能要求。?數(shù)控機床的機床本體由下列各部分組成： (1) 主傳動系統(tǒng)，其功用是實現(xiàn)主運動。 (2) 進給系統(tǒng)，其功用是實現(xiàn)進給運動。 (3)機床基礎件，通常指床身、底座、立柱、滑座、工作臺等。其功用是支承機床本體的零、 部件，并保證這些零、部件在切削加工過程中占有的準確位置。 (4) 實現(xiàn)某些部件動作和某些輔助功能的裝置，如液壓、氣動、潤滑、冷卻以及防護、排屑等 裝置。 (5) 實現(xiàn)工件回轉(zhuǎn)、分度定位的裝置和附件，如回轉(zhuǎn)工作臺。 (6) 刀庫、刀架和自動換刀裝置 (ATC) 。 (7) 自動托盤交換裝置 (APC) 。 (8) 特殊功能裝置，如刀具破損檢測、精度檢測和監(jiān)控裝置等。 其中，機床基礎件、主傳動系統(tǒng)、進給系統(tǒng)以及液壓、潤滑、冷卻等輔助裝置是構成數(shù)控機床 的機床本體的基本部件， 其他部件則按數(shù)控機床的功能和需要選用。 盡管數(shù)控機床的機床本體的基本構 成與傳統(tǒng)的機床十分相似， 但由于數(shù)控機床在功能和性能上的要求與傳統(tǒng)機床存在著巨大的差距， 所以?數(shù)控機床的機床本體在總體布局、結構、性能上與傳統(tǒng)機床有許多明顯的差異，出現(xiàn)了許多適應數(shù)控機 床功能特點的完全新穎的機械結構和部件。 第二章 零件圖分析 1.零件圖紙 零件圖1 零件圖2 2.零件圖的結構工藝性分析 零件的結構工藝性是指所設計的零件，在能夠滿足使用性能要求的前提下制造的可行性和經(jīng)濟性。好的結構工藝性會使零件加工容易，節(jié)省成本，節(jié)省材料；而較差的結構工藝性會使加工困難，加大成本，浪費材料，甚至無法加工。通過對零件的結構特點、精度要求和復雜程度進行分析的過程，可以確定零件所需的加工方法和數(shù)控機床的類型和規(guī)格。 3.零件的形狀分析 該零件為回轉(zhuǎn)型零件，裝夾方便，采用三爪自定心卡盤即可。通過以圖紙的數(shù)據(jù)分析，考慮加工的速度和加工的經(jīng)濟性，最好的加工方式為車加工，考慮到該工件外形輪廓復雜，所以選定加工的設備使用數(shù)控車床。 4.零件的形位公差分析 形狀公差：構成零件的幾何特征的點，線，面要素之間的實際形狀相對與理想形狀的允許變動量。給出形狀公差要求的要素稱為被測要素。 位置公差：零件上的點，線，面要素的實際位置相對與理想位置的允許變動量。來確定被測要素位置的要素稱為基準要素。 該零件形狀要求較高，在二次裝夾時一定要對其表面進行校正。 第三章 零件加工方法的選擇 對于一個零件來說，并非全部加工工藝過程都適合在數(shù)控機床上完成,而往往只是其中的一部分工藝內(nèi)容適合數(shù)控加工。這就需要對零件圖樣進行仔細的工藝分析，選擇那些最適合、最需要進行數(shù)控加工的內(nèi)容和工序。在考慮選擇內(nèi)容時，應結合本企業(yè)設備的實際，立足于解決難題、攻克關鍵問題和提高生產(chǎn)效率，充分發(fā)揮數(shù)控加工的優(yōu)勢。 3.1數(shù)控加工的內(nèi)容 在選擇時，一般可按下列順序考慮： （1）通用機床無法加工的內(nèi)容應作為優(yōu)先選擇內(nèi)容； （2）通用機床難加工，質(zhì)量也難以保證的內(nèi)容應作為重點選擇內(nèi)容； （3）通用機床加工效率低、工人手工操作勞動強度大的內(nèi)容，可在數(shù)控機床尚存在富裕加工能力時選擇。 3.1.1不適于數(shù)控加工的內(nèi)容 一般來說，上述這些加工內(nèi)容采用數(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）占機調(diào)整時間長。如以毛坯的粗基準定位加工第一個精基準，需用專用工裝協(xié)調(diào)的內(nèi)容； （2）加工部位分散，需要多次安裝、設置原點。這時，采用數(shù)控加工很麻煩，效果不明顯，可安排通用機床補加工； （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，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?，要盡量做到合理，達到多、快、好、省的目的。要防止把數(shù)控機床降格為通用機床使用。 3.2對刀點的設置 圖3-1 對刀點是指在數(shù)控機床上加工零件，刀具相對零件運動的起始點。對刀點也稱作程序起始點或起刀點。 目的：確定程序原點在機床坐標系中的位置，對刀點可與程序原點重合，也可在任何便于對刀之處，但該點與程序原點之間必須有確定的坐標聯(lián)系. 經(jīng)過分析 為了方便編程時坐標的計算,講對刀點 設定在右邊的前端如圖3-1 3.3機床的合理選擇 數(shù)控機床通常最合適加工具有一下特點的零件 1） 多品種、小批量生產(chǎn)的零件新產(chǎn)品試制中的零件。 2） 輪廓形狀復雜，或?qū)庸ぞ纫筝^高的零件。 3） 用普通機床加工時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） 價格昂貴，加工中不允許報廢的零件。 6） 需要最短時間周期的急需零件。 本題中的零件加工精度要求在普通機床上無法完成，所以選擇數(shù)控機床進行加工。 3.4加工方法的選擇 加工方法的選擇原則是：同時保證加工精度和表面粗糙度的要求。此外還應考慮生產(chǎn)效率及經(jīng)濟性的要求，以及現(xiàn)場生產(chǎn)設備等實際情況。 本題的零件采用數(shù)控車床進行加工。 外圓表面加工方法的選擇 A、外圓加工方法 外圓表面是軸類零件的主要表面，因此要能合理地制訂軸類零件的機械加工工藝規(guī)程，外圓表面的加工方法主要包括車削加工、磨削加工等。 本題主要采用車削加工。 B、外圓加工方法的適用范圍 序號 加工方法 經(jīng)濟精度 ( 公差等級表示 ) 經(jīng)濟粗糙度值 Ra ／ um 適用范圍 1 粗車 IT18~13 12.5~50 適用于淬火鋼以外的各種金屬 2 粗車 - 半精車 IT11~10 3.2~6.3 3 粗車 - 半精車 - 精車 IT7~8 0.8~1.6 4 粗車 - 半精車 - 精車 -滾壓（或拋光） IT7~8 0.25~0.2 5 粗車 - 半精車 -磨削 IT7~8 0.4~0.8 主要用于淬火鋼，也可用于未淬火鋼，但不宜加工有色金屬 6 粗車 - 半精車 -粗磨 -精磨 IT6~7 0.1~0.4 7 粗車 - 半精車 -粗磨 -精磨 -超精加工（或輪式超精磨） IT5 0.012~0.1 ( 或 R Z 0.1) 8 粗車 - 半精車 -精車 -精細車（金剛車） IT6~7 0.025~0.4 主要用于要求較高的有色金屬加工 9 粗車 - 半精車 - 粗磨 -精磨 -超精磨（或鏡面磨） IT5 以上 0.006~0.025 ( 或 R Z 0.05) 極高精度的外圓加工 10 粗車 - 半精車 -粗磨 -精磨 -研磨 IT5 以上 0.006~0.1 ( 或 R Z 0.05) 考慮到加工的經(jīng)濟性, 本零件采用 3粗車 - 半精車 - 精車 的加工方法 即可達到圖紙的加工要求,節(jié)約加工成本。 內(nèi)孔表面加工方法的選擇 鉆孔：用鉆頭在工件實體部位加工孔稱為鉆孔。鉆孔屬粗加工，可達到的尺寸公差等級為IT13~IT11，表面粗糙度值為Ra50~12.5μm。是由于麻花鉆長度較長，鉆芯直徑小而剛性差，又有橫刃的影響。 擴孔：擴孔是用擴孔鉆對已鉆出的孔做進一步加工，以擴大孔徑并提高精度和降低表面粗糙度值。擴孔可達到的尺寸公差等級為IT11~IT10, 表面粗糙度值為Ra12.5~6.3μm，屬于孔的半精加工方法，常作鉸削前的預加工，也可作為精度不高的孔的終加工。 鉸孔：鉸孔是在半精加工（擴孔或半精鏜）的基礎上對孔進行的一種精 加工方法。鉸孔的尺寸公差等級可達IT9~IT6，表面粗糙度值可Ra3.2~0.2μm。鉸孔的方式有機鉸和手鉸兩種。在機床上進行鉸削稱為機鉸，用手工進行鉸削的稱為手鉸。 鏜孔：鏜孔是用鏜刀對已鉆出、鑄出或鍛出的孔做進一步的加工。可在車床、鏜床或銑床上進行。鏜孔是常用的孔加工方法之一，可分為粗鏜、半精鏜和精鏜。粗鏜的尺寸公差等級為IT13~IT12，表面粗糙度值為Ra12.5~6.3μm；半精鏜的尺寸公差等級為IT10~IT9，表面粗糙度值為Ra6.3~3.2μm；精鏜的尺寸公差等級為IT8~IT7，表面粗糙度值為Ra1.6~0.8μm。 考慮到加工的經(jīng)濟性, 本零件采用 鉆孔-鏜孔的加工方法 即可達到圖紙的加工要求,節(jié)約加工成本。 第四章 零件工藝規(guī)程設計 工序卡這是一種最詳細的工藝規(guī)程，它是以指導工人操作為目的的進行編制的，一般按零件分工序編號。卡片上包括本工序的工序草圖、裝夾方式、切削用量、檢驗工具、工藝裝備以及工時定額的詳細說明。 實際生產(chǎn)中應用什么樣的工藝規(guī)程要視產(chǎn)品的生產(chǎn)類型和所加工的零部件具體情況而定。一般而言，單件小批生產(chǎn)的一般零件只編制工藝過程卡，內(nèi)容比較簡單，個別關鍵零件可編制工藝卡；成批生產(chǎn)的一般零件多采用工藝卡片，對關鍵零件則需編制工序卡片；在大批大量生產(chǎn)中的絕大多數(shù)零件，則要求有完整詳細的工藝規(guī)程文件，往往需要為每一道工序編制工序卡片。 加工順序的安排 順序的安排應根據(jù)零件的結構和毛坯狀況，以及定位、安裝與夾緊的需要來考慮。順序安排一般應按以下原則進行： （1）上道工序的加工不能影響下道工序的定位與夾緊，中間穿插有通用機床加工工序的也應綜合考慮； （2）先進行內(nèi)腔加工，后進行外形加工； （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，以減少重復定位次數(shù)、換刀次數(shù)與挪動壓板次數(shù)； 該零件需要兩次裝夾即可加工完成，在程序編制的過程中按照先粗后精、從左至右的順序進行。 4.1零件工序卡 4.1.1零件1工序卡片 數(shù)控加工工序卡片4-1 材料 鋁 零件圖1 夾具名稱 三爪自定心卡盤 工步號 工步內(nèi)容 刀具號 主軸轉(zhuǎn)速S/（r/min） 進給量f/（mm/r） 背吃刀量ap/mm 1 車端面 T01 500 0.2 0.5 2 粗精車右端面外輪廓 T01 500 0.2 1 3 鉆孔 鉆頭 600 0.2 4 鏜內(nèi)孔 T02 800 0.2 0.5 5 切內(nèi)退刀槽 T03 500 0.2 0.5 6 車內(nèi)M25X1.5內(nèi)螺紋 T04 300 0.1 0.5 7 拆卸工件,掉頭裝夾 8 車端面 T01 800 0.2 0.5 9 粗精車左端面外輪廓 T01 800 0.2 1 10 切退刀槽 T05 500 0.1 0.5 11 去毛刺 12 檢測、校核 4.1.2零件2工序卡片 數(shù)控加工工序卡片4-2 材料 鋁 零件圖2 夾具名稱 三爪自定心卡盤 工步號 工步內(nèi)容 刀具號 主軸轉(zhuǎn)速S/（r/min） 進給量f/（mm/r） 背吃刀量ap/mm 1 車端面 T01 500 0.2 0.5 2 粗車右端面外輪廓 T01 500 0.2 1 3 精車右端面外輪廓 T01 500 0.2 1 4 拆卸工件,掉頭裝夾 5 粗精車左端面外輪廓 T01 500 0.2 1 6 切退刀槽 T05 500 0.2 0.5 7 車外M25X1.5外螺紋 T06 300 0.1 0.5 8 去毛刺 9 檢測、校核 4.2零件2的工序卡及刀具卡片 數(shù)控加工刀具卡片4-1 序號 刀具號 刀具名稱及規(guī)格 刀尖半徑R 刀尖位置T 數(shù)量 加工表面 備注 1 中心鉆 1 左端面 手動 2 Φ22鉆頭 1 鉆孔 手動 3 T01 35°外圓車刀 0.8mm 3mm 1 外圓以及端面 4 T02 內(nèi)孔鏜刀 0.1m 2mm 1 粗精車內(nèi)輪廓 5 T03 內(nèi)切槽車刀 B=4mm 1 切槽 6 T04 60°內(nèi)螺紋車刀 0.2mm 0 1 三角形螺紋 7 T05 切槽車刀 B=3mm 1 切槽 8 T06 60°外螺紋車刀 0.2mm 0 1 三角形螺紋 第五章 數(shù)控編程 5.1零件圖1的數(shù)控加工程序 5.1.1右端如圖5-1 圖5-1 程序 注釋 T0101G95 車外圓 1號刀,外圓車刀 M3S500 主軸正轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)速500 G0X62 快速定位X62 Z2 快速接近工件Z2 G71U1R1P1Q2X0.5Z0F0.2 外圓粗精車循環(huán) N1G1X40 循環(huán)起始段 Z-30 Z向進行車削 X56 X向抬刀 X60W-2 倒角C2 Z-45 Z向進行車削 N2X62 循環(huán)結束段 G0X100 返回換刀點 Z100 打中心鉆 鉆孔,直徑22 T0202G95 鏜孔 1號刀,內(nèi)孔車刀用于鏜孔 M3S800 主軸正轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)速800 G0X22 快速定位X22 Z2 快速接近工件 G71U1R1P1Q2X-0.5Z0F0.2 內(nèi)孔粗精車循環(huán) N1G1X24 循環(huán)起始段 Z-15 N2X22 循環(huán)結束段 G0Z100 返回換刀點 T0303G95 切槽 3號刀,內(nèi)孔螺紋刀 M3S500 主軸正轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)速500 G0X22Z2 快速定位 Z-19 快速定位 G1X29F0.1 切槽 X22 退刀 G0Z100 返回換刀點 T0404G95 螺紋 4號刀,內(nèi)孔螺紋刀 M3S300 主軸正轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)速300 G0X23 快速定位X23 Z2 快速接近工件 G82X23.5Z-15R-0.5E1F1.5 螺紋加工循環(huán) G82X24Z-15R-0.5E1F1.5 螺紋加工循環(huán) G82X24.5Z-15R-0.5E1F1.5 螺紋加工循環(huán) G82X25Z-15R-0.5E1F1.5 螺紋加工循環(huán) G0Z100 X100 返回安全點 M30 程序結束 5.1.2左端如圖5-2 圖5-2 程序 注釋 T0101G95 1號刀,外圓車刀 M3S800 主軸正轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)速800 G0X62 快速定位X62 Z2 快速接近工件Z2 G71U1R1P1Q2X0.5Z0F0.2 外圓粗精車循環(huán) N1G1X0 循環(huán)起始段 Z0 Z向進行車削 G3X16.5Z-15.65R10 X向抬刀 G1X40Z-30 倒角C2 Z-45 Z向進行車削 N2X62 循環(huán)結束段 G0X100 返回換刀點 Z100 T0202G95 切槽 2號刀,切槽刀 M3S500 主軸正轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)速500 G0X62Z2 快速定位 Z-45 快速定位 G1X36F0.1 切槽 X62 退刀 G0X100 返回換刀點 Z100 M30 程序結束 5. 2零件圖2的數(shù)控加工程序 圖5-3 程序 注釋 T0101G95 1號刀,外圓車刀 M3S800 主軸正轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)速800 G0X62 快速定位X62 Z2 快速接近工件Z2 G71U1R1P1Q2X0.5Z0F0.2 外圓粗精車循環(huán) N1G1X23 循環(huán)起始段 Z0 Z向進行接近工件 X25W-1 倒角C1 Z-15 Z向進行車削 X60 X向進行車削 N2X62 循環(huán)結束段 G0X100 返回安全點 Z100 返回換刀點 T0202G95 切槽 2號刀,切槽刀 M3S500 主軸正轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)速500 G0X62Z2 快速定位 Z-15 快速定位 G1X20F0.1 切槽 X62 退刀 G0X100 返回換刀點 Z100 M30 程序結束 T0404G95 螺紋 4號刀,內(nèi)孔螺紋刀 M3S300 主軸正轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)速300 G0X25 快速定位X25 Z2 快速接近工件 G82X25Z-15R0.5E1F1.5 螺紋加工循環(huán) G82X24.5Z-15R0.5E1F1.5 螺紋加工循環(huán) G82X24Z-15R0.5E1F1.5 螺紋加工循環(huán) G82X23.5Z-15R0.5E1F1.5 螺紋加工循環(huán) G0Z100 返回安全點 X100 返回安全點 M30 程序結束 第六章 數(shù)控仿真與校正 計算機數(shù)控仿真是應用計算機技術對數(shù)控加工操作過程進行模擬仿真的一門新技術。該技術面向?qū)嶋H生產(chǎn)過程的機床仿真操作，加工過程三維動態(tài)的逼真再現(xiàn)，能使每一個學生，對數(shù)控加工建立感性認識，可以反復動手進行數(shù)控加工操作，有效解決了因數(shù)控設備昂貴和有一定危險性，很難做到每位學生“一人一機”的問題，在培養(yǎng)全面熟練掌握數(shù)控加工技術的實用型技能人才方面發(fā)揮顯著作用。 6.1設置工件尺寸 以及裝夾方法 6.2進行對刀設置 6.3輸入加工程序 6.4對工件進行仿真加工 進過數(shù)控仿真軟件的 仿真加工,發(fā)現(xiàn)刀路安全可靠,工藝安排沒有錯誤,加工過程不會對工件 刀具機床 產(chǎn)生破壞,程序正確無誤,可上機經(jīng)行加工。 致謝 本人在畢業(yè)課題的設計中，學習了不少的新知識，體會到了學習的重要性，同時，感謝學校規(guī)劃與教育，給予我們良好的學習環(huán)境，并提供給我們對學業(yè)及個人生涯發(fā)展的多元信息，幫助我們成長。 感謝這幾年來陪伴我們學習與生活的恩師，感謝您們對我精心的教育，感謝您們沒使我的學習變成勞作而成為一種快樂；感謝您們讓我明白自身的價值；感謝您們幫助我發(fā)現(xiàn)了自己的專長，而且讓我把事情做得更好。感謝您們?nèi)萑涛业娜涡排c錯誤，不僅教會了我知識，更教會了我如何做事，如何做人。 這幾年以來，經(jīng)歷過的所有事，所有人，都將是我以后生活回味的一部分，是我為人處事的指南針。就要離開學校，走上工作的崗位了，這是我人生歷程的又一個起點，在這里祝福大學里跟我風雨同舟的朋友們，各自安好，未來總會是絢爛繽紛。 參考文獻 [1] 吳國華《金屬切削機床》[第二版],北京:機械工業(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，2005.1 [3] 陸劍中 孫家寧《金屬切削原理與刀具》北京:機械工業(yè)出版社,2001.4 [4] 倪森壽《機械制造工藝基礎》北京:教育出版社，2005.3 [5] 劉守勇《機械制造工藝與機床夾具》北京: 機械工業(yè)出版社,2000. [6] 周保牛 黃俊桂《數(shù)控編程與加工技術》北京：機械工業(yè)出版社，2009.8