包膠棍傳動軸的數(shù)控加工工藝設計與斯沃編程仿真.zip,包膠棍,傳動軸,數(shù)控,加工,工藝,設計,編程,仿真 包膠棍傳動軸加工工藝設計與程序編制 目 錄 摘 要 1 ABSTRACT 2 第1章 緒論 3 1.1 本課題研究的背景 3 1.2 數(shù)控設備的簡介 4 1.3 本論文研究的目的與意義 4 1.4 數(shù)控加工工藝與普通加工工藝的區(qū)別及特點 4 第二章 零件的工藝分析 5 2.1 零件的結構特點分析 5 2.2 零件的技術要求分析 5 2.3 零件的結構工藝性分析 6 2.4 確定毛坯 6 2.4.1毛坯類型 6 2.4.2毛坯余量確定 6 第三章 零件的工藝規(guī)程設計 8 3.1 加工順序的安排 8 3.2 定位基準及裝夾方式的選擇 8 3.3 制訂工藝路線 8 3.4選擇加工設備機床 9 3.5選擇刀具 10 3.6確定切削用量 11 3.6.1背吃刀量的確定 11 3.6.2切削用量的具體選擇 12 3.7數(shù)控加工工藝卡片擬訂 14 第四章? 零件的程序編制 24 4.1 數(shù)控編程的定義及分類 24 4.1.1數(shù)控編程的定義 24 4.1.2 數(shù)控編程的分類 24 4.1.3 編程方法的選擇 25 4.2 編程原點的確定 25 4.3 數(shù)控車加工程序編寫 25 4.3.1 常用的G代碼格式說明 26 4.3.2工件車端面程序編寫 27 4.3.3工件車左端外輪廓 程序編寫 27 4.3.4 工件左端內(nèi)孔加工程序編寫 28 4.3.5 工件右端加工程序編寫 29 4.3.6 工件銑槽程序編寫 30 4.3.7 工件鉆孔攻牙程序編寫 31 4.4 程序的仿真加工 32 4.4.1 程序的導入 32 4.4.2 設置工件 32 4.4.3 設置刀具 33 4.4.4 對刀和輸入刀補 33 4.4.5 仿真加工 34 4.5注意事項 37 設計小結 38 參考文獻 39 致 謝 40 II 摘 要 近幾年來隨著國家對數(shù)控技術的重視，數(shù)控技術的不斷發(fā)展，因高效率、高精度、高質(zhì)量從而使得數(shù)控加工技術的應用越來越廣泛。 本次設計任務是包膠棍傳動軸加工工藝設計與程序編制程序編制，使用CAD制圖軟件將零件的二維圖形畫出來。接著對零件結構、精度、技術要求進行分析。設計加工零件的數(shù)控工藝方案，選擇毛坯、刀具、機床，以及合理的切削參數(shù)等。選擇出最佳的加工工藝方案，然后對零件的數(shù)控加工程序進行編制，完成本次設計。 關鍵詞:傳動軸；數(shù)控技術；加工工藝；程序編制； 1 ABSTRACT In recent years, with the national attention to numerical control technology, the continuous development of numerical control technology, because of high efficiency, high precision, high quality, so CNC machining technology is more and more widely used. The task of this design is to design and program the manufacturing process of the driving shaft with rubber stick, and draw out the 2D graphics of the parts by using the CAD drawing software. Then the structure, accuracy and technical requirements of the parts are analyzed. Design NC process of machining parts, select blank, cutting tool, machine tool, and reasonable cutting parameters. Select the best processing technology, and then the NC machining program of the parts to complete the design. KEYWORDS: transmission shaft shaft; numerical control technology; processing technology; programming; 2 第1章 緒論 世界制造業(yè)轉(zhuǎn)移，中國正逐步成為世界加工廠。美國、德國、韓國等國家已經(jīng)進入發(fā)展的高技術密集時代與微電子時代，鋼鐵、機械、化工等重化工業(yè)發(fā)展中期。由于數(shù)控機床綜合應用了電子計算機、自動控制、伺服系統(tǒng)、精密檢測與新型機械結構等方面的技術成果，具有高的高柔性、高精度與高度自動化的特點，因此，采用數(shù)控加工手段，解決了機械制造中常規(guī)加工技術難以解決甚至無法解決的單件、小批量，特別是復雜型面零件的加工，應用數(shù)控加工技術是機械制造業(yè)的一次技術革命，使機械制造的發(fā)展進入了一個新的階段，提高了機械制造業(yè)的制造水平，為社會提供高質(zhì)量，多品種及高可靠性的機械產(chǎn)品。 數(shù)控技術是數(shù)字程序控制數(shù)控機械實現(xiàn)自動工作的技術。它廣泛用于機械制造和自動化領域，較好地解決多品種、小批量和復雜零件加工以及生產(chǎn)過程自動化問題。隨著科技的迅猛發(fā)展，自動控制技術已廣泛地應用于數(shù)控機床、機器人以及各類機電一體化設備上。同時，社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展，對數(shù)控裝置和數(shù)控機械要求在理論和應用方面有迅速的發(fā)展和提高。數(shù)控加工和編程畢業(yè)設計是數(shù)控專業(yè)教學體系中構成數(shù)控加工技術專業(yè)知識及專業(yè)技能的重要組成部分，通過畢業(yè)設計使我們學會了對相關學科中的基本理論、基本知識進行綜合運用，同時使對本專業(yè)有較完整的、系統(tǒng)的認識，從而達到鞏固、擴大、深化所學知識的目的，培養(yǎng)和提高了綜合分析問題和解決問題的能力，以及培養(yǎng)了科學的研究和創(chuàng)造能力。 數(shù)控加工是機械制造中的先進的加工技術是一種高效率，高精度與剛柔性特點的自動加工方法，數(shù)控加工技術可有效解決復雜、精密、小批多變零件的加工問題，充分適應了現(xiàn)代化生產(chǎn)的需要，制造自動化是先進制造技術的重要組成部分，其核心技術是數(shù)控技術，數(shù)控技術是綜合計算機、自動技術、自動檢測及精密機械等高新技術的產(chǎn)物，它的出現(xiàn)及所帶來的巨大利益，已引起了世界各國技術與工業(yè)界的普遍重視，目前，國內(nèi)數(shù)控機床使用越來越普及，如何提高數(shù)控加工技術水平已成為當務之急，隨著數(shù)控加工的日益普及，越來越多的數(shù)控機床用戶感到，數(shù)控加工工藝掌握的水平是制約手工編程與CAD/CAM集成化自動編程質(zhì)量的關鍵因素。數(shù)控技術不斷的發(fā)展，數(shù)控技術很快會普極中國工業(yè)基地，成為工業(yè)發(fā)展的標志，數(shù)控技術的成熟也是當代科技發(fā)展的標志，所以數(shù)控技術也是國家經(jīng)濟的體現(xiàn) 數(shù)控加工工藝是數(shù)控編程與操作的基礎，合理的工藝是保證數(shù)控加工質(zhì)量發(fā)揮數(shù)控機床的前提條件，從數(shù)控加工的實用角度出發(fā)，以數(shù)控加工的實際生產(chǎn)為基礎，以掌握數(shù)控加工工藝為目標，在介紹數(shù)控加工切削基礎，數(shù)控機床刀具的選用，數(shù)控加工的定位與裝夾以及數(shù)控加工工藝基礎等基本知識的基礎上，分析了數(shù)控車削的加工工藝。 1.1 本課題研究的背景 科學技術的飛速發(fā)展與進步，數(shù)控技術的用途早已普及全世界，現(xiàn)在數(shù)控技術發(fā)展的越來越快了。數(shù)控技術現(xiàn)在我們國家被越來越重視。在網(wǎng)絡發(fā)展，我國的數(shù)控技術已經(jīng)發(fā)展到世界前列了。我國的數(shù)控技術在軍事化，商業(yè)化等等起了重要的角色，數(shù)控越來越在我們生活中引起重要的作用?，F(xiàn)在我國數(shù)控技術發(fā)展到我國各個方面，慢慢的深入我們的日常生活。 數(shù)控技術發(fā)展的總體方向是功能復合，網(wǎng)絡化，數(shù)字化，更開放的軟硬件體系結構，更方面，人性化的人機交互作用，更加高效智能的控制算法，以滿足高速高精度，完整性加工的需求。近來數(shù)控技術的重要進展主要體現(xiàn)在以下方面。 1.2 數(shù)控設備的簡介 多年來，隨著數(shù)控技術的發(fā)展，出現(xiàn)很多新的技術。許多技術的出現(xiàn)推動著數(shù)控設備的發(fā)展。數(shù)控機床的產(chǎn)生，不僅僅使得各種復雜零件的加工很假方便，而且它的加工精度很高，效率好。使得工人的工作強度大大降低。 操作時序邏輯控制功能的計算機控制程序，用于執(zhí)行第一存儲設備和外設的技術動作。微指令發(fā)送產(chǎn)生的伺服驅(qū)動電機或液壓致動器驅(qū)動設備運行，數(shù)控設備是指設備。 1.3 本論文研究的目的與意義 數(shù)控技術是用數(shù)字信息對機械運動和工作過程進行控制的技術,數(shù)控技術的應用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化,使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征,而且隨著數(shù)控技術的不但發(fā)展和應用領域的擴大，對歸計民生的一些重要行業(yè)(IT、汽車、醫(yī)療、輕工等)的發(fā)展起著越來越重要的作用,因為這些行業(yè)所需要裝備的數(shù)字化已是現(xiàn)代發(fā)展的大趨勢.發(fā)展我國數(shù)控技術及裝備是提高我國制造業(yè)信息化水平和國際競爭能力的重要性保證.數(shù)控加工與編程畢業(yè)設計是數(shù)控專業(yè)教學體系中構成數(shù)控加工技術專業(yè)知識及專業(yè)技能的重要組成部分，通過畢業(yè)設計使我們學會了對相關學科中的基本理論基本知識進行綜合運用,同時使對本專業(yè)有較完整的系統(tǒng)的認識,從而達到鞏固、擴大、深化所學知識的目的,培養(yǎng)和提高了綜合分析問題和解決問題的能力以及培養(yǎng)了科學的研究和創(chuàng)新能力。 選這個題目的目的是它能體現(xiàn)出對所學知識的掌握程度和靈活規(guī)范的運用所學知識，用所學的知識來完成一份成功的畢業(yè)設計是必不可少的。 經(jīng)過這次設計，我初步具有了解數(shù)控編程以及加工知識，我們可以理解和處理的編程已經(jīng)成為數(shù)控技術在現(xiàn)代制造系統(tǒng)中不可缺少的基本技術，應用程序編程和數(shù)控加工技術是制造業(yè)中越來越受歡迎的，并已成為現(xiàn)今制造技術的基礎和重要組成部分。通過這樣的設計可以使我們知道數(shù)控工藝編程更深入，目前發(fā)展中存在的問題和需要解決的問題。 1.4 數(shù)控加工工藝與普通加工工藝的區(qū)別及特點 數(shù)控加工工藝與傳統(tǒng)加工工藝的設計過程和設計原理是相似的，但也有數(shù)控技術的特點是不同于傳統(tǒng)的加工技術。由于計算機控制系統(tǒng)的數(shù)控機床和數(shù)控加工，使得數(shù)控加工具備自動化水平高、精度高、質(zhì)地穩(wěn)定、生成率高、周期短、裝備使用費用高等特點。 數(shù)控機床加工工藝與普通機床加工原則上基本相同，但數(shù)控機床是自動進行加工，因而有如下特點：①數(shù)控加工的工序內(nèi)容比普通機床的加工內(nèi)容復雜，加工的精度高，加工的表面質(zhì)量高，加工的內(nèi)容較豐富。②數(shù)控機床加工程序的編制比普通機床工藝編制要復雜些。這是因為數(shù)控機床加工存在對刀、換刀以及退刀等特點，這都無一例外的變成程序內(nèi)容，正是由于這個特點，促使對加工程序正確性和合理性要求極高，不能有絲毫的差錯。否則加工不出合格的零件。 第二章 零件的工藝分析 2.1 零件的結構特點分析 如圖2.1所示軸零件圖（若插圖不清晰，詳見附件CAD零件圖），分析其加工工藝性。 圖1.1 零件的二維平面圖 圖1.2 零件的三維圖 軸類零件是機械加工中常見的加工零件之一，在各類機械中應用很廣。圖1.1中所示的軸零件主要由內(nèi)外圓柱面、外錐面、內(nèi)孔等組成，從這些結構中更可以看出，該軸主要起聯(lián)接的作用。 2.2 零件的技術要求分析 零件的技術要求主要包括尺寸精度、形狀精度、位置精度、表面粗糙度要求等，這些技術要求應當是能夠保證零件使用性能前提下的極限值。進行零件技術要求分析，主要是分析這些技術要求的合理性，以及實現(xiàn)的可能性，重點分析重要表面和部位的加工精度和技術要求，為制定合理的加工方案做好準備。同時通過分析以確定技術要求是否過于嚴格，因為過高的精度和過小的表面粗糙度要求會使工藝過程變得復雜，加工難度大，增加不必要的成本。 （1） 該零件由多個外圓尺寸組成，有兩端φ70mm、兩端φ80mm、兩端φ85k7、φ60mm。 （2） 零件內(nèi)孔尺寸有φ32mm。3-M5均布螺紋孔。 （3）鍵槽尺寸為68X18mm。 （4）表面粗糙度最高為Ra0.8um，最低要求為Ra6.3um。 2.3 零件的結構工藝性分析 該零件屬于軸類零件，其結構主要由內(nèi)外圓柱面、倒角、內(nèi)孔等特征組成，精度要求較高在普通車床上很難完成，需要在數(shù)控車床上進行加工，并且是數(shù)控車削加工中常見的形狀特征。 2.4 確定毛坯 2.4.1毛坯類型 毛坯是用來加工各種工件的坯料,毛坯的生產(chǎn)方法主要有:鑄造、鍛造、焊接、沖壓件,以及各種型材也可以用作毛坯。 （一）鑄件 對形狀較復雜的毛坯，一般可用鑄造方法制造。目前大多數(shù)鑄件采用砂型鑄造，對尺寸精度要求較高的小型鑄件，可采用特種鑄造，如永久型鑄造、精密鑄造、壓力鑄造、熔模鑄造成和離心鑄造等。 （二）鍛件 鍛件毛坯由于經(jīng)鍛造后可得到連續(xù)和均勻的金屬纖維組織。因此鍛件的力學性能較好，常用于受力復雜的重要鋼質(zhì)零件。其中自由鍛件的精度和生產(chǎn)率較低，主要用于小批生產(chǎn)和大型鍛件的制造。模型鍛造件的尺寸精度和生產(chǎn)率較高，主要用于產(chǎn)量較大的中小型鍛件。 （三）型材 型材主要有板材、棒材、線材等。常用截面形狀有圓形、方形、六角形和特殊截面形狀。就其制造方法，又可分為熱軋和冷拉兩大類。熱軋型材尺寸較大，精度較低，用于一般的機械零件。冷拉型材尺寸較小，精度較高，主要用于毛坯精度要求較高的中小型零件。 （四）焊接件 焊接件主要用于單件小批生產(chǎn)和大型零件及樣機試制。其優(yōu)點是制造簡單、生產(chǎn)周期短、節(jié)省材料、減輕重量。但其抗振性較差，變形大，需經(jīng)時效處理后才能進行機械加工。 （五）其它毛坯 其它毛坯包括沖壓件，粉末冶金件，冷擠件，塑料壓制件等。 2.4.2毛坯余量確定 毛坯圖的尺寸都是在零件圖尺寸的基礎上，加減總加工余量得到毛坯尺寸，毛坯各面的設計基準一般同零件圖一致。筆者認為這種設計方法并不合理，這是因為從毛坯尺寸的作用來講并不要求它和零件圖一致，對它提出的要求是:(1)保證它在機械加工時有最均勻合理的粗加工余量：(2)保證非加工面與加工面有最準確的位置及尺寸。 根據(jù)該零件的圖紙要求，由于零件并不是很大，因此可以直接采用型材毛坯（棒料），又零件的最大外圓為85mm，長度為482mm，因此可以給毛坯的外圓單邊留2.5mm余量，長度留18mm余量。 由毛坯余量的選擇，可確定該零件的毛坯尺寸為Φ90X500mm。 39 第三章 零件的工藝規(guī)程設計 3.1 加工順序的安排 工件的機械加工工藝路線中要經(jīng)過切削加工、熱處理和輔助工序。因此，當擬定工藝路線時要合理、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）基準先行 選為精基準的表面，應先進行價格，以便為后續(xù)工序提供可靠的精基準。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，都應安排在初始工序加工完成。 2）先粗后精 各表面均應按照粗加工→半精加工→精加工的順序依次進行，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、螺紋孔等），次要表面常穿插進行加工，一般安排在主要表面達到一定精度之后、最終精加工之前。 該零件的加工順序應嚴格按照以上原則進行加工。 3.2 定位基準及裝夾方式的選擇 （1）定位基準的選擇 1）粗基準的選擇：粗車時以外圓和兩端面為粗基準，并加工出精基準 2）精基準的選擇：精加工時以粗加工時加工出的端面和外圓為基準。 （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（如圖3.1）進行裝夾，由于零件至少需要進行兩次裝夾方能完成，在第二次裝夾時為保證加工面不被夾傷，需要墊上銅皮或者采用軟爪進行裝夾，由于零件長度過長，容易產(chǎn)生晃動，需要使用頂尖頂住。。 圖3.1三爪卡盤以頂尖 3.3 制訂工藝路線 制訂工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領（生產(chǎn)綱領的大小對生產(chǎn)組織和零件加工工藝過程起著重要的作用，它決定了各工序所需專業(yè)化和自動化的程度，決定了所應選用的工藝方法和工藝裝備。）已確定為大批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性的機床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。 工 序 號 工序 名稱 工 序 內(nèi) 容 車間 1 下料 下料Φ90X490 金工 2 車 夾持毛坯圖外圓，車右邊φ60端面，鉆中心孔 金工 3 車 調(diào)頭夾持毛坯圖外圓，粗精車左邊φ70端面及φ70、φ80外圓及倒角 金工 4 車 左邊端面鉆φ26孔，粗精鏜φ32孔 金工 5 車 調(diào)頭夾持φ70外圓，臺階抵卡爪，頂尖支撐右端中心孔。粗精車削φ60、φ70、φ80、φ85外圓面及倒角。 金工 6 磨 磨削兩個φ70外圓，至圖紙精度要求 金工 7 磨 磨削φ32孔，至圖紙精度要求 金工 8 銑 粗精銑削68X18鍵槽，至圖紙精度要求 金工 9 銑 鉆孔3-M5底孔、攻牙3-M5孔 金工 10 清洗 清洗、去毛刺 11 檢驗 檢驗 12 入庫 入庫 3.4選擇加工設備機床 當工件表面的加工方法確定之后，機床的種類也就基本上確定了。但是，每一類機床都有不同的形式，其工藝范圍、技術規(guī)格、加工精度、生產(chǎn)率及自動化程度都各不相同。為了正確地為每一道工序選擇機床，除了充分了解機床的性能外，尚需考慮以下三點。 1）機床的類型應與工序劃分的原則相適應。數(shù)控機床或通用機床適用于工序集中的單件小批生產(chǎn)；對大批量生產(chǎn)，則應選擇高效自動化機床和多刀、多軸機床。若工序按分散原則劃分，則應選擇結構簡單的專用機床。 2）機床的主要規(guī)格尺寸應與工件的外形尺寸和加工表面的有關尺寸相適應，即小工件用小規(guī)格的機床加工，大工件用大規(guī)格的機床加工。 3）機床的精度應與工序要求的加工精度相適應。粗加工工序，應選用精度低的機床；精度要求高的精加工工序，應選用精度高的機床。機床精度不能過低，也不能過高，機床精度過低，不能保證加工精度；機床精度過高，會增加零件的制造成本。應根據(jù)零件的加工精度的要求合理選擇機床。 從加工工藝的角度分析，選用的數(shù)控機床功能還必須適應被加工零件的形狀、尺寸精度和生產(chǎn)節(jié)拍等要求。 依據(jù)上述各選擇原則，我們選用的Ck6140型數(shù)控車床，系統(tǒng)為FANUCoi，配置前置式刀架。 本文零件的加工采用了數(shù)控車床，以下為數(shù)控車床的主要參數(shù) 表3.1 數(shù)控機床參數(shù) 主要參數(shù) Ck6140 中心高（mm） 205 最大回轉(zhuǎn)直徑（mm） 400 刀架最大回轉(zhuǎn)直徑 210 刀架最大回轉(zhuǎn)行程 280 轉(zhuǎn)速50HZ 25-1600轉(zhuǎn)/分 12級 刀桿截面尺寸(mm) 20x20 縱向進給量mm 0.04-2.16mm 頂尖套內(nèi)孔錐度 Mt4 頂尖套最大移動量 130mm 橫向最大移動量mm ±10mm 電機kw 4.5 中心距mm 750 主機外形mm 2200x900x120 重量kg 1600 3.5選擇刀具 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。刀具的選擇也是數(shù)控加工中重要內(nèi)容之一，它不僅影響機床的加工效率，而且直接影響加 工質(zhì)量。編程時，選擇刀具通常要考慮機床的加工能力、工序內(nèi)容、工件材料等因素。如下是對該零件工步順序、刀具的選擇。 該零件的數(shù)控加工中主要為車外圓、鏜內(nèi)孔，具體的刀具選擇情況表3.2所示。 表3.2 數(shù)控加工刀具卡片 序號 刀具名稱 刀具規(guī)格 刀片材料 加工表面 1 端面車刀 90°刀尖 硬質(zhì)合金鋼 車端面 2 外圓車刀 55°刀尖 硬質(zhì)合金鋼 車外輪廓 3 麻花鉆 Φ26 高速鋼 內(nèi)孔 4 內(nèi)孔鏜刀 60° 硬質(zhì)合金鋼 鏜內(nèi)輪廓 5 立銑刀 Φ12 硬質(zhì)合金鋼 鍵槽 6 麻花鉆 Φ4.2 高速鋼 3-M5底孔 7 絲錐 M5 高速鋼 3-M5 3.6確定切削用量 3.6.1背吃刀量的確定 在機床功率容許的情況下，應盡量采選較大的背吃刀量，進給次數(shù)才會有所減少。當精度要求較高的零件時，半精銑或精銑的余量需要被留出，正常半精銑的余量是0.5mm左右，精銑余量在半精銑之后，通常少于普通銑削的余量，一般選取0.1～0.3mm。由于該零件精度要求相對要高，固必須至少有粗加工及精加工兩種。通過表3.2來采選背吃刀量。 表3.3 數(shù)控切削用量推薦表 加工內(nèi)容 背吃刀量Ap/（mm） 切削速度vc(m·min) 進給量f/(mm·r) 粗加工 2～3 80～120 0.2～0.5 精加工 0.1～0.5 120～150 0.1～0.2 綜合考慮粗車時背吃刀量選取1mm，留出精車余量為0.5mm，精車時背吃刀量為0.5mm。 3.6.2切削用量的具體選擇 主軸轉(zhuǎn)速應根據(jù)零件上加工部位的直徑，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確定。 切削學速度除了計算和查表選取外，還可以根據(jù)實踐經(jīng)驗確定。 主要根據(jù)允許的切削速度Vc(m/min)選取由公式n=來進行計算。 式中Vc為切削速度； D為工件或刀具的直徑（mm） （1）端面車刀 粗車端面時，選取Vc=90m/min，f=0.2mm/r，ap=1mm，粗加工時直徑取值60mm。 則：主軸轉(zhuǎn)速：n =1000Vc/πd ????????????????? ? =[（1000×90）/（3.14×60）]r/min=477.7r/min取500r/min 進給速度：F =f×n =（0.2×500）mm/min=100mm/min 精車端面時，選取Vc=100m/min，f=0.1mm/r，ap=0.5mm，精加工時直徑取值60mm。 則：主軸轉(zhuǎn)速：n =1000Vc/πd ????????????????? ? =[（1000×100）/（3.14×60）]r/min=530.78r/min取550r/min 進給速度：F =f×n =（0.1×550）mm/min=55mm/min （2）外圓車刀 粗車外圓孔時，選取Vc=90m/min，f=0.2mm/r，ap=1mm，粗加工時直徑取值70mm。 則：主軸轉(zhuǎn)速：n =1000Vc/πd ????????????????? ? =[（1000×90）/（3.14×70）]r/min=409.7r/min取400r/min 進給速度：F =f×n =（0.2×400）mm/min=80mm/min 精車外圓時，選取Vc=100m/min，f=0.1mm/r，ap=0.5mm，精加工時直徑取值70mm。 則：主軸轉(zhuǎn)速：n =1000Vc/πd ????????????????? ? =[（1000×100）/（3.14×70）]r/min=454.9r/min取450r/min 進給速度：F =f×n =（0.1×450）mm/min=45mm/min （3）φ26麻花鉆 加工時根據(jù)查表及經(jīng)驗，選取Vc=30m/min。 則：主軸轉(zhuǎn)速：n =1000Vc/πd ????????????????? ? ?=[（1000×30）/（3.14×26）]r/min=367r/min取400r/min ?? ?進給速度：F =手動進給 （4）內(nèi)孔鏜刀 粗鏜內(nèi)孔時，選取Vc=60m/min，f=0.2mm/r，ap=1mm，粗加工時直徑取值32mm。 則：主軸轉(zhuǎn)速：n =1000Vc/πd ????????????????? ? =[（1000×60）/（3.14×32）]r/min=579r/min取600r/min 進給速度：F =f×n =（0.2×600）mm/min=120mm/min 精鏜內(nèi)孔時，選取Vc=70m/min，f=0.1mm/r，ap=0.5mm，精加工時直徑取值32mm。 則：主軸轉(zhuǎn)速：n =1000Vc/πd ????????????????? ? =[（1000×70）/（3.14×32）]r/min=675r/min取700r/min 進給速度：F =f×n =（0.1×700）mm/min=70mm/min （5）φ12立銑刀 粗加工時根據(jù)查表及經(jīng)驗，選取Vc=70m/min，f=0.3mm/r，ap=1mm。 則：主軸轉(zhuǎn)速：n =1000Vc/πd ????????????????? ? ?=[（1000×70）/（3.14×12）]r/min=1857.7r/min取1800r/min ?????? ?進給速度：F =f×n =（0.3×1800）mm/min=540mm/min 精加工時根據(jù)查表及經(jīng)驗，選取Vc=90m/min，f=0.2mm/r，ap=0.5mm。 則：主軸轉(zhuǎn)速：n =1000Vc/πd ????????????????? ? ?=[（1000×90）/（3.14×12）]r/min=2388.5r/min取2400r/min ?????? ?進給速度：F =f×n =（0.2×2400）mm/min=480mm/min （6）φ4.2麻花鉆 加工時根據(jù)查表及經(jīng)驗，選取Vc=20m/min，f=0.04mm/r。 則：主軸轉(zhuǎn)速：n =1000Vc/πd ????????????????? ? ?=[（1000×20）/（3.14×4.2）]r/min=1516r/min取1500r/min ?????? ?進給速度：F =f×n =（0.04×1500）mm/min=60mm/min （7）M5絲錐（先鉆φ4.2麻花鉆） 根據(jù)實際加工經(jīng)驗，主軸轉(zhuǎn)速取選取400r/min，進給速度取320mm/min。 3.7數(shù)控加工工藝卡片擬訂 XX學校 機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 01 產(chǎn)品名稱 零件名稱 傳動軸 共 1 頁 第 1 頁 材料牌號 45 毛 坯 種 類 型材 毛坯外形尺寸 Φ90X500 每毛坯 可制件數(shù) 1 每臺件數(shù) 1 備 注 工 序 號 工序 名稱 工 序 內(nèi) 容 車間 工段 設 備 工 藝 裝 備 工 時 準終 單件 1 下料 下料Φ90X490 金工 鋸床 2 車 夾持毛坯圖外圓，車右邊φ60端面，鉆中心孔 金工 數(shù)控車 三爪卡盤、外圓車刀、中心鉆、游標卡尺 3 車 調(diào)頭夾持毛坯圖外圓，粗精車左邊φ70端面及φ70、φ80外圓及倒角 金工 數(shù)控車 三爪卡盤、外圓車刀、游標卡尺 4 車 左邊端面鉆φ26孔，粗精鏜φ32孔 金工 數(shù)控車 三爪卡盤、內(nèi)孔鏜刀、游標卡尺 5 車 調(diào)頭夾持φ70外圓，臺階抵卡爪，頂尖支撐右端中心孔。粗精車削φ60、φ70、φ80、φ85外圓面及倒角。 金工 數(shù)控車 三爪卡盤、頂尖、外圓車刀、游標卡尺、千分尺 6 磨 磨削兩個φ70外圓，至圖紙精度要求 金工 外圓磨床 專用夾具、砂輪、千分尺 7 磨 磨削φ32孔，至圖紙精度要求 金工 內(nèi)孔磨床 專用夾具、砂輪、內(nèi)徑千分尺 8 銑 粗精銑削68X18鍵槽，至圖紙精度要求 金工 數(shù)控銑床 專用夾具、立銑刀、游標卡尺 9 銑 鉆孔3-M5底孔、攻牙3-M5孔 金工 數(shù)控銑床 專用夾具、立銑刀、麻花鉆、絲錐、游標卡尺 10 清洗 清洗、去毛刺 11 檢驗 檢驗 12 入庫 入庫 設計(日期) 審核(日期) 標準化(日期) 會簽(日期) 標記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 XX學校 數(shù)控加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 01 產(chǎn)品名稱 零件名稱 傳動軸 共 8 頁 第 1 頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 數(shù)控 2 車 45 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每臺件數(shù) 型材 Φ90X500mm 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 數(shù)控車 CK6140 1 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 1 三爪卡盤 乳化液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工 步 號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 r/min 切削速度 mm/min 進給量 mm/r 背吃刀量 mm 進給 次數(shù) 工步工時 機動 輔助 1 車右邊φ60端面 端面車刀 500 100 0.2 1 1 2 鉆中心孔 端面車刀 550 55 0.1 0.5 1 設計(日期) 審核(日期) 標準化(日期) 會簽(日期) 標記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 XX學校 數(shù)控加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 01 產(chǎn)品名稱 零件名稱 傳動軸 共 8 頁 第 2 頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 數(shù)控 3 車 45 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每臺件數(shù) 型材 Φ90X500mm 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 數(shù)控車 CK6140 1 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 1 三爪卡盤 乳化液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工 步 號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 r/min 切削速度 mm/min 進給量 mm/r 背吃刀量 mm 進給 次數(shù) 工步工時 機動 輔助 1 粗車左邊φ70端面及φ70、φ80外圓及倒角 外圓車刀 400 80 0.2 1 1 2 半精車左邊φ70端面及φ70、φ80外圓及倒角 外圓車刀 450 45 0.1 0.5 1 設計(日期) 審核(日期) 標準化(日期) 會簽(日期) 標記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 XX學校 數(shù)控加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 01 產(chǎn)品名稱 零件名稱 傳動軸 共 8 頁 第 3 頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 數(shù)控 4 車 45 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每臺件數(shù) 型材 Φ90X500mm 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 數(shù)控車 CK6140 1 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 1 三爪卡盤 乳化液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工 步 號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 r/min 切削速度 mm/min 進給量 mm/r 背吃刀量 mm 進給 次數(shù) 工步工時 機動 輔助 1 左邊端面鉆φ26孔 麻花鉆 400 - - - 1 2 粗精鏜φ32孔 內(nèi)孔鏜刀 600 120 0.2 1 1 2 半精鏜φ32孔 內(nèi)孔鏜刀 700 70 0.1 0.5 1 設計(日期) 審核(日期) 標準化(日期) 會簽(日期) 標記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 XX學校 數(shù)控加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 01 產(chǎn)品名稱 零件名稱 傳動軸 共 8 頁 第 4 頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 數(shù)控 5 車 45 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每臺件數(shù) 型材 Φ90X500mm 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 數(shù)控車 CK6140 1 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 1 三爪卡盤、頂尖 乳化液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工 步 號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 r/min 切削速度 mm/min 進給量 mm/r 背吃刀量 mm 進給 次數(shù) 工步工時 機動 輔助 1 粗車削φ60、φ70、φ80、φ85外圓面及倒角。 外圓車刀 400 80 0.2 1 1 2 精車削φ60、φ70、φ80、φ85外圓面及倒角。 外圓車刀 450 45 0.1 0.5 1 設計(日期) 審核(日期) 標準化(日期) 會簽(日期) 標記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 XX學校 數(shù)控加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 01 產(chǎn)品名稱 零件名稱 傳動軸 共 8 頁 第 5 頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 數(shù)控 6 磨 45 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每臺件數(shù) 型材 Φ90X500mm 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 外圓磨床 1 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 2 專用夾具 乳化液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工 步 號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 r/min 切削速度 mm/min 進給量 mm/r 背吃刀量 mm 進給 次數(shù) 工步工時 機動 輔助 1 磨削兩個φ70外圓，至圖紙精度要求 砂輪 600 - - - 1 設計(日期) 審核(日期) 標準化(日期) 會簽(日期) 標記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 XX學校 數(shù)控加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 01 產(chǎn)品名稱 零件名稱 傳動軸 共 8 頁 第 6 頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 數(shù)控 7 磨 45 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每臺件數(shù) 型材 Φ90X500mm 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 內(nèi)孔磨床 1 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 2 專用夾具 乳化液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工 步 號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 r/min 切削速度 mm/min 進給量 mm/r 背吃刀量 mm 進給 次數(shù) 工步工時 機動 輔助 1 磨削φ32孔，至圖紙精度要求 砂輪 800 - - - 1 設計(日期) 審核(日期) 標準化(日期) 會簽(日期) 標記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 XX學校 數(shù)控加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 01 產(chǎn)品名稱 零件名稱 傳動軸 共 8 頁 第 7 頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 數(shù)控 銑 45 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每臺件數(shù) 型材 Φ90X500mm 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 數(shù)控銑床 1 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 3 專用夾具 乳化液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工 步 號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 r/min 切削速度 mm/min 進給量 mm/r 背吃刀量 mm 進給 次數(shù) 工步工時 機動 輔助 1 粗銑削68X18鍵槽，留有精加工余量 Φ12立銑刀 1800 540 0.3 1 1 2 精銑削68X18鍵槽，至圖紙精度要求 Φ12立銑刀 2400 480 0.2 0.5 1 設計(日期) 審核(日期) 標準化(日期) 會簽(日期) 標記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 XX學校 數(shù)控加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 01 產(chǎn)品名稱 零件名稱 傳動軸 共 8 頁 第 8 頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 數(shù)控 車 45 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每臺件數(shù) 型材 Φ90X500mm 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 數(shù)控銑床 1 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 4 專用夾具 乳化液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工 步 號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 r/min 切削速度 mm/min 進給量 mm/r 背吃刀量 mm 進給 次數(shù) 工步工時 機動 輔助 1 鉆孔3-M5底孔 麻花鉆 1500 60 0.04 2.1 1 2 攻牙3-M5孔 M5絲錐 400 320 0.8 0.4 1 設計(日期) 審核(日期) 標準化(日期) 會簽(日期) 標記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 第四章? 零件的程序編制 4.1 數(shù)控編程的定義及分類 4.1.1數(shù)控編程的定義 為了使數(shù)控機床能根據(jù)部件加工的要求進行動作，必須將這些要求以機床數(shù)控系統(tǒng)能識別的指令形式告知數(shù)控系統(tǒng)，這種數(shù)控系統(tǒng)可以識別的指令稱為程度，制作程序的過程稱為數(shù)控編程。 數(shù)控編程步驟如下圖所示，主要有以下幾個方面的內(nèi)容。 （1）分析圖樣：包括部件輪廓分析，部件尺寸精度、形位精度、表面粗糙度、技術要求的分析，部件材料、熱處理等要求的分析； （2）確定加工工藝：包括選擇加工方案，確定加工路線，選擇定位與夾緊方式，選擇刀具，選擇各項切削參數(shù)，選擇對刀點、換刀點； （3）數(shù)值計算：選擇編程原點，對部件圖形各基點進行正確的數(shù)學計算，為編寫程序單做好準備； （4）編寫程序單：根據(jù)數(shù)控機床規(guī)定的指令代碼及程序格式編寫加工程序單； （5）制作控制介質(zhì)：簡單的數(shù)控程序直接采用手工輸入機床，當程序自動輸入機床時，必須制作控制介質(zhì)?，F(xiàn)在大多數(shù)程序采用軟盤、移動存儲器、硬盤作為存儲介質(zhì)，采用計算機傳輸來輸入機床。目前，除了少數(shù)老式的數(shù)控機床仍在采用穿孔紙帶外，現(xiàn)代數(shù)控機床均不再采用此種控制介質(zhì)了； （6）程序校驗：程序必須經(jīng)過校驗正確后才能使用。一般采空運行的方式進行校驗，有圖形顯示卡的機床可用機床鎖定的方式，直接在顯示屏上進行校驗，學校還采用計算機數(shù)控模擬進行校驗。以上方式只能進行數(shù)控程序、機床動作的校驗，如果要校驗加工精度，則要進行首件試切校驗。 4.1.2 數(shù)控編程的分類 數(shù)控編程主要分為手工編程與自動編程。 （1）手工編程是指，通過解析幾何和代數(shù)運算等數(shù)學方法，人工進行刀具軌跡的運算，并用專門代碼編織加工源程序，即所有編制加工程序的全過程（圖樣分析、工藝處理、數(shù)值計算、編寫程序單、制作控制介質(zhì)、程序校驗）都是由手工來完成，這種方式比較簡單，很容易掌握，適應性較大。適用與中等復雜程度程序、計算量不大的部件編程，對機床操作人員來講必須掌握通用基本加工代碼指令。 （2）自動編程 對于曲線輪廓、三維曲面等復雜面部件，手工編程的計算能力有限甚至無法計算，一般采用計算機自動編程。 自動編程的優(yōu)點是效率高，正確性好。自動編程由計算機代替人完成復雜的坐標計算和書寫程序單的工作，它可以解決許多手工編制無法完成的復雜部件編程難題，但其缺點是必須具備自動編程系統(tǒng)或自動編程軟件，和生成的程序空刀太多，加工時間長，如果個人能力強則可以對生成的程序進行手工修改，以提高加工效率。目前為止最高效的自動編程方式是利用CAD/CAM軟件進行部件的造型設計、工藝分析及加工編程。 4.1.3 編程方法的選擇 該零件是數(shù)控車床加工的特征無復雜曲面、曲線，其結構比較規(guī)則，主要由直線等組成，可直接采用手工編程的方法進行編制。 4.2 編程原點的確定 在整個工件的加工過程中，數(shù)控機床的運動都是相對運動。當我們對好刀以后，機床就將對刀那一點定義為相對坐標的原點。在加工過程中，機床的動作是由數(shù)控裝置來控制的，為了確定機床上的成形、運動和輔助運動，必須要建立一個坐標系來確定機床上運動的方向和距離，這個坐標系就稱為機床坐標系。 該零件屬于軸對稱零件，因此數(shù)控車加工時，可選擇軸的端面中心為編程原點，右端加工時編程原點如下圖紅色標注處。 圖4.1 右端加工編程原點 左端加工時編程原點如下圖紅色標注處，如下圖紅色標注處。 圖4.2 左端加工編程原點 4.3 數(shù)控車加工程序編寫 4.3.1 常用的G代碼格式說明 通過對零件圖的分析，軸類主要涉直線、圓弧及螺紋。在加工過程中，還有粗加工和精加工兩個步驟。因此，在程序編寫時，我考慮主要使用法蘭克數(shù)控系統(tǒng)的這些指令：G21、G40、G97、G71、G70、G00、G01、G02、G03、M00、M03、M05、M30。 （1）G21 指定公制編程。即 X （U）、 Z （W）、 R 等坐標尺寸字所描述的單位為 mm。 （2）G40 指刀尖半徑補償取消，按照程序指令路徑進給。 （3）G97 主軸速度控制指令（恒線速度控制） 。 格式：G97 S_； 其中，S 控制主軸轉(zhuǎn)速，單位為 r/min。 （5）G71 指成形粗車循環(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