0目錄1 前言 22 零件的數(shù)控工藝分析 32.1 零件圖的分析 .32.2 確定數(shù)控加工工藝 .32.3 刀具和切削用量的選擇 .42.4 零件的裝夾及夾具的選擇 .53 數(shù)控加工程序的編制 63.1 程序原點(diǎn)的設(shè)置 .63.2 對(duì)刀方法和設(shè)置 .63.3 數(shù)值計(jì)算 .63.4 編制程序 .64 仿真過(guò)程和結(jié)果 84.1 數(shù)控加工仿真系統(tǒng)軟件簡(jiǎn)介 .84.2 仿真過(guò)程 .94.3 仿真結(jié)果 .155 總結(jié) 16參考文獻(xiàn) 1711 前言在數(shù)字化制造技術(shù)中，計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)和數(shù)控編程技術(shù)是最重要的技術(shù)之一，本文主要對(duì)模具加工所使用的動(dòng)模板進(jìn)行 CNC 加工，采用 FANUC 系統(tǒng)對(duì)動(dòng)模板進(jìn)行數(shù)控編程加工。首先是對(duì)工件進(jìn)行加工工序的確定，并且進(jìn)行工藝分析，裝夾方式的選擇，切削用量的確定。再對(duì)刀具進(jìn)行了選擇。然后就工藝路線(xiàn)進(jìn)行編程加工。當(dāng)前數(shù)控加工的重點(diǎn)發(fā)展方向是無(wú)圖化生產(chǎn)、單件高精度并行加工、少人化無(wú)人化加工，這就要求數(shù)控機(jī)床能滿(mǎn)足高速、高動(dòng)態(tài)精度、高剛性、熱穩(wěn)定性、高可靠性、網(wǎng)絡(luò)化以及與之配套的控制系統(tǒng)，最重要的是模具三維型面加工特別注重機(jī)床的動(dòng)態(tài)性能?chē)?guó)內(nèi)已有一些公司引進(jìn)了高速車(chē)床，并開(kāi)始應(yīng)用。國(guó)內(nèi)機(jī)床廠(chǎng)陸續(xù)開(kāi)發(fā)出一些準(zhǔn)高速的車(chē)床，并正開(kāi)發(fā)高速加工機(jī)床。數(shù)控技術(shù)是指用數(shù)字、文字和符號(hào)組成的數(shù)字指令來(lái)實(shí)現(xiàn)一臺(tái)或多臺(tái)機(jī)械設(shè)備動(dòng)作控制的技術(shù)。它所控制的通常是位置、角度、速度等機(jī)械量和與機(jī)械能量流向有關(guān)的開(kāi)關(guān)量。數(shù)控的產(chǎn)生依賴(lài)于數(shù)據(jù)載體和二進(jìn)制形式數(shù)據(jù)運(yùn)算的出現(xiàn)。1908 年，穿孔的金屬薄片互換式數(shù)據(jù)載體問(wèn)世；19 世紀(jì)末，以紙為數(shù)據(jù)載體并具有輔助功能的控制系統(tǒng)被發(fā)明；1938 年在美國(guó)麻省理工學(xué)院進(jìn)行了數(shù)據(jù)快速運(yùn)算和傳輸，奠定了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)，包括計(jì)算機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)。數(shù)控技術(shù)是與機(jī)床控制密切結(jié)合發(fā)展起來(lái)的。1952 年，第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床問(wèn)世，成為世界機(jī)械工業(yè)史上一件劃時(shí)代的事件，推動(dòng)了自動(dòng)化的發(fā)展。 數(shù)控機(jī)床是一種技術(shù)密集度及自動(dòng)化程度很高的機(jī)電一體化加工設(shè)備,是綜合應(yīng)用計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、自動(dòng)檢測(cè)及精密加工精度高,質(zhì)量容易保證,發(fā)展前景十分廣闊,因此掌握數(shù)控車(chē)床的加工編程技術(shù)尤為重要。 軸類(lèi)零件是機(jī)器中經(jīng)常遇到的典型零件之一。它在機(jī)械中主要用于支承齒輪、帶輪、凸輪以及連桿等傳動(dòng)件，以傳遞扭矩。按結(jié)構(gòu)形式不同，軸可以分為階梯軸、錐度心軸、光軸、空心軸、曲軸、凸輪軸、偏心軸、各種絲杠等。它主要用來(lái)支承傳動(dòng)零部件，傳遞扭矩和承受載荷。軸類(lèi)零件是旋轉(zhuǎn)體零件，其長(zhǎng)度大于直徑，一般由同心軸的外圓柱面、圓錐面、內(nèi)孔和螺紋及相應(yīng)的端面所組成。根據(jù)結(jié)構(gòu)形狀的不同，軸類(lèi)零件可分為光軸、階梯軸、空心軸和曲軸等。軸的長(zhǎng)徑比小于 5 的稱(chēng)為短軸，大于 20 的稱(chēng)為細(xì)長(zhǎng)軸，大多數(shù)軸介于兩者之間。 本論文所加工的零件——典型軸類(lèi)零件則屬于階梯軸。22 零件的數(shù)控工藝分析2.1 零件圖的分析該零件表面由圓柱、圓錐以及圓球表面組成，如圖 1。其中尺寸精度和表面粗糙度如圖所示。零件材料為 45 鋼，熱處理調(diào)質(zhì)硬度 220-250HBS，為了便于裝夾，坯件左端應(yīng)預(yù)先留出夾持部分，所以毛坯件選 φ85mm 的棒料，長(zhǎng)度為 350mm。圖 1 零件圖2.2 確定數(shù)控加工工藝以 φ85mm 外圓及右中心孔為工藝基準(zhǔn)，用三爪自定義卡盤(pán)夾持 φ85mm 外圓，用機(jī)床尾座頂尖頂住右中心孔。工步順序：1） 自右向左經(jīng)行外輪廓面加工：倒角——切削螺紋外圓——切削錐螺紋——車(chē)φ62mm 外圓——倒角——車(chē) φ80mm 外圓——車(chē) R70mm 圓弧——車(chē) φ80mm 外圓；2） 切槽；3） 車(chē)螺紋；3表 1 零件的加工工序卡零件圖號(hào)零件名稱(chēng) 文件編號(hào) 第 頁(yè)數(shù)控加工工序卡NC 01 軸工序號(hào) 工序名稱(chēng) 材料車(chē)輪廓 45加工車(chē)間 設(shè)備型號(hào)主程序名 子程序名 加工原點(diǎn)%001 G50刀具半徑補(bǔ)償 刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償工 裝工步號(hào) 工步內(nèi)容 夾具 刀具1 車(chē)外圓 三爪卡盤(pán) T012 切斷零件 三爪卡盤(pán) T023 車(chē)螺紋 三爪卡盤(pán) T03工藝員 張菁麟 校對(duì) 張菁麟 審定 批準(zhǔn)2.3 刀具和切削用量的選擇根據(jù)要求，選用三把刀具，1 號(hào)刀具車(chē)外圓，2 號(hào)刀具切槽，3 號(hào)刀具車(chē)螺紋。4表 2 刀具選擇及參數(shù)刀號(hào) 刀具名稱(chēng) 規(guī)格 用途T01 外圓車(chē)刀 93° 車(chē)端面、外輪廓T02 切斷刀 寬 4mm 切斷零件T03 螺紋車(chē)刀 螺距 1.5 車(chē)螺紋2.4 零件的裝夾及夾具的選擇裝夾方案可知坯件軸線(xiàn)和左端端面為定位基準(zhǔn)，左端采用三爪自定心卡盤(pán)夾緊即可，如圖 2 所示 。圖 2 三爪自定心卡盤(pán)夾具圖53 數(shù)控加工程序的編制3.1 程序原點(diǎn)的設(shè)置程序原點(diǎn)是指程序中的坐標(biāo)原點(diǎn)，即在數(shù)控加工時(shí)，刀具相對(duì)于工件運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)。本次加工中以右端球面的表面中心 O 點(diǎn)為基準(zhǔn)建立坐標(biāo)系，坐標(biāo)原點(diǎn)為 O。3.2 對(duì)刀方法和設(shè)置采用 G50 設(shè)定工件坐標(biāo)系時(shí)的對(duì)刀方法：毛坯為 φ85mm 的棒料，欲加工最大直徑為 φ85mm，總長(zhǎng)為 290mm 的零件。編程時(shí)采用程序段 G54 T0101 設(shè)定工件坐標(biāo)系，工件坐標(biāo)系原點(diǎn) O 設(shè)在以右端球心 O 點(diǎn)。加工時(shí)采用的 1 號(hào)刀具為 93°硬質(zhì)合金機(jī)夾偏刀，并作為基準(zhǔn)刀具；2 號(hào)刀具為硬質(zhì)合金機(jī)夾切斷刀（如圖 3 所示） ?；鶞?zhǔn)刀具刀尖點(diǎn)的起始點(diǎn)為 P。圖 3 刀具示意圖以上操作步驟完成了基準(zhǔn)刀具的對(duì)刀。此時(shí)，若執(zhí)行程序段 G54 T0101 后，則 CRT 屏幕上的絕對(duì)坐標(biāo)值處顯示基準(zhǔn)刀具刀尖在工作坐標(biāo)系的位置。3.3 數(shù)值計(jì)算起刀點(diǎn)坐標(biāo)（0，0） ；3.4 編制程序00003；N001 G50 X200.0 Z350.0 T0101；N002 630 M03；N003 G00 X41.8 Z292.0 M08；6N004 G01 X48.34 Z289.0 F0.15；N005 Z230.0；N006 X50.0；N007 X62.0 W-60.0；N008 Z155.0；N009 X78.0；N010 X80.0 W-1.0；N011 W-19.0；N012 G02 W-60.0 I3.25 K-30.0；N013 G01 Z65.0；N014 X90.0；N015 G00 X200.0 Z350.0 T0100 M09；N016 T0202；N017 S315 M03；N018 G00 X51.0 Z227 M08；N019 G01 X45.0 F0.10；N020 G04 O5.0；N021 G00 X51.0；N022 X200.0 Z350.0 T0200 M09；N023 T0303；N024 S200 M03；N025 G00 X62.0 Z296.0 M08；N026 G92 X47.54 Z228.5 F1.5；N027 X46.94；N028 X46.54；N029 X46.38；N030 G00 X200.0 Z350.0 T0300 M09；N031 M05；N032 M30；74 仿真過(guò)程和結(jié)果4.1 數(shù)控加工仿真系統(tǒng)軟件簡(jiǎn)介上海宇龍軟件工程有限公司的《數(shù)控加工仿真系統(tǒng)》是一個(gè)應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)于數(shù)控加工操作技能培訓(xùn)和考核的仿真軟件。該軟件經(jīng)歷了五年多時(shí)間、三十多萬(wàn)人的大量使用，已經(jīng)成為較成熟的數(shù)控仿真軟件。本軟件產(chǎn)品正在為我國(guó)當(dāng)前緊缺的數(shù)控操作技術(shù)人員的培養(yǎng)作出有目共睹的貢獻(xiàn)。本軟件具備對(duì)數(shù)控機(jī)床操作全過(guò)程和加工運(yùn)行全環(huán)境仿真的功能?？梢赃M(jìn)行數(shù)控編程的教學(xué)，能夠完成整個(gè)加工操作過(guò)程的教學(xué)。使原來(lái)需要在數(shù)控設(shè)備上才能完成的大部分教學(xué)功能可以在這個(gè)虛擬制造環(huán)境中實(shí)現(xiàn)。 由于大部分的實(shí)訓(xùn)活動(dòng)可以在本仿真系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)，使用本仿真軟件將大大減少在數(shù)控機(jī)床設(shè)備上的資金投入，從而可以加快當(dāng)前緊缺數(shù)控加工操作技術(shù)人員的培訓(xùn)速度。由于使用仿真軟件，也大大減少工件材料和能源的消耗，從而可以降低培訓(xùn)成本。由于仿真軟件不存在安全問(wèn)題，學(xué)員可以大膽地、獨(dú)立地進(jìn)行學(xué)習(xí)和練習(xí)。本軟件中不僅具有對(duì)學(xué)員編制的數(shù)控程序進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)、具體指出錯(cuò)誤原因的功能，還具有在真實(shí)設(shè)備上無(wú)法實(shí)現(xiàn)的三維測(cè)量功能。這些功能使得學(xué)員可以進(jìn)行自我學(xué)習(xí)，自我檢測(cè)加工零件幾何形狀的精度，大大降低了教師的工作強(qiáng)度。84.2 仿真過(guò)程圖 4 數(shù)控加工仿真選擇機(jī)床示意圖圖 5 “數(shù)控加工仿真系統(tǒng)”軟件界面9圖 6 機(jī)床回零圖 7 安裝零件示意圖圖 8 控制零件移動(dòng)示意圖10圖 9 導(dǎo)入程序示意圖圖 10 輸入數(shù)控程序前后的 CRT 界面圖 11 裝刀具示意圖11圖 12 安裝刀具后的機(jī)床圖 13 X 向?qū)Φ妒疽鈭D12圖 14 測(cè)量零件示意圖圖 15 Z 向?qū)Φ妒疽鈭D13圖 16 程序 O0003 的輸入圖 17 加工準(zhǔn)備圖144.3 仿真結(jié)果圖 18 最后仿真結(jié)果155 總結(jié)通過(guò)這次的設(shè)計(jì)，對(duì)辦公自動(dòng)化、CAD2005 等軟件的基本運(yùn)用有了更深刻的了解，基本掌握了軸類(lèi)零件的加工工藝規(guī)程及確定加工路線(xiàn)的方法，通過(guò)對(duì)零件深刻的分析，使得加工出的零件與之技術(shù)要求十分吻合，達(dá)到了設(shè)計(jì)所規(guī)定的要求。此次的課程設(shè)計(jì)使我知道了在設(shè)計(jì)方面還存在許多不足.同時(shí)在老師的嚴(yán)格指導(dǎo)下使我學(xué)到了許多東西,在設(shè)計(jì)方面又使自己成熟了許多,同時(shí)自己也感到在設(shè)計(jì)上又多了很多勇氣.然而這也是我們?cè)谶M(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對(duì)所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí),也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練,因此,它在我們四年的大學(xué)生活中占有重要的地位。就我個(gè)人而言，我希望能通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)對(duì)自己的四年的大學(xué)生活做出總結(jié),同時(shí)為將來(lái)工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，為今后自己的工作打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。在這次設(shè)計(jì)中我是苦中有樂(lè),苦的是自己要一步一步的熟悉設(shè)計(jì)的內(nèi)容一步一步的去畫(huà)圖有時(shí)候還得加班,樂(lè)得是通過(guò)設(shè)計(jì)我學(xué)到了很多東西,總之這次課程設(shè)計(jì)受益頗多!16參考文獻(xiàn)[1] 王愛(ài)玲.現(xiàn)代數(shù)控編程技術(shù)及應(yīng)用.北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2005[2] 王紹俊.機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè). 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1981[3] 艾興，肖詩(shī)綱.切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)（第三版）.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004[4] 王先逵.機(jī)械制造工藝學(xué)（第二版）.北京：清華大學(xué)出版社，2007