典型軸類零件的數(shù)控車加工工藝分析及斯沃仿真加工.zip,典型,零件,數(shù)控,加工,工藝,分析,仿真 摘要 多年來，隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)很多新的技術(shù)。許多技術(shù)的出現(xiàn)推動(dòng)著數(shù)控設(shè)備的發(fā)展。數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生，不僅僅使得各種復(fù)雜零件的加工變得方便，而且它的加工精度很高，效率好。使得工人的工作強(qiáng)度大大降低。本次設(shè)計(jì)任務(wù)是數(shù)控加工與程序設(shè)計(jì)，使用CAD制圖軟件將零件的二維圖形畫出來。接著對(duì)零件結(jié)構(gòu)、精度、技術(shù)要求進(jìn)行分析。設(shè)計(jì)加工零件的數(shù)控工藝方案，選擇毛坯、刀具、機(jī)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(duì)零件的數(shù)控加工程序進(jìn)行編制，完成本次設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵詞：數(shù)控加工；工藝分析；走刀路線 IV Abstract Over the years, with the development of NC technology, there are many new technology. Many technology to promote the development of CNC equipment. CNC machine tool production, not only makes the complex parts processing is false and convenient, its processing precision is high, the efficiency is good. The work intensity of workers is greatly reduced.the task of this design is the numerical control processing and program design, the use of CAD drawing software part of the 2D graphics drawn. Then the structure of the parts, precision and technical requirements are analyzed. The design of CNC machining process, the choice of blank, cutting tool, machine tool, and the reasonable cutting parameters. Choose the best processing scheme then, the NC program for parts of the system, complete the design. Key words: numerical control processing; process analysis; tool path 目 錄 摘要 I Abstract II 第一章 緒論 1 第二章 零件工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 2 2.1 零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析 2 2.2確定毛坯 3 2.3定位基準(zhǔn)的選擇及裝夾 4 2.3.1確定定位基準(zhǔn) 4 2.3.2夾具的選擇 4 2.4刀具的選擇 6 2.5冷切液的選擇 6 2.6機(jī)床的選擇 7 2.7切削要素的確定 8 2.7.1背吃刀量的確定 8 2.7.2零件切削用量的具體選擇確定 8 2.8加工工藝制定 11 2.9數(shù)控加工工藝卡片擬訂 11 第三章 零件的數(shù)控編程 12 3.1 數(shù)控編程的定義及分類 12 3.1.1數(shù)控編程的定義 12 3.1.2 數(shù)控編程的分類 12 3.2工件坐標(biāo)系的設(shè)定 12 3.2 數(shù)控加工程序代碼的編寫 13 3.2.1 車右端時(shí)的加工程序 13 3.2.2 車左端時(shí)的加工程序 16 第四章 模擬仿真 19 4.1軟件介紹 19 4.2仿真加工 19 4.2.1 外圓加工 21 4.2.2內(nèi)孔加工 23 4.2.3螺紋加工 23 結(jié)束語(yǔ) 25 致 謝 26 參考文獻(xiàn) 27 第一章 緒論 數(shù)控加工是機(jī)械制造中的先進(jìn)的加工技術(shù)是一種高效率，高精度與剛?cè)嵝蕴攸c(diǎn)的自動(dòng)加工方法，數(shù)控加工技術(shù)可有效解決復(fù)雜、精密、小批多變零件的加工問題，充分適應(yīng)了現(xiàn)代化生產(chǎn)的需要，制造自動(dòng)化是先進(jìn)制造技術(shù)的重要組成部分，其核心技術(shù)是數(shù)控技術(shù)，數(shù)控技術(shù)是綜合計(jì)算機(jī)、自動(dòng)技術(shù)、自動(dòng)檢測(cè)及精密機(jī)械等高新技術(shù)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(guó)技術(shù)與工業(yè)界的普遍重視，目前，國(guó)內(nèi)數(shù)控機(jī)床使用越來越普及，如何提高數(shù)控加工技術(shù)水平已成為當(dāng)務(wù)之急，隨著數(shù)控加工的日益普及，越來越多的數(shù)控機(jī)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(dòng)編程質(zhì)量的關(guān)鍵因素。數(shù)控技術(shù)不斷的發(fā)展，數(shù)控技術(shù)很快會(huì)普極中國(guó)工業(yè)基地，成為工業(yè)發(fā)展的標(biāo)志，數(shù)控技術(shù)的成熟也是當(dāng)代科技發(fā)展的標(biāo)志，所以數(shù)控技術(shù)也是國(guó)家經(jīng)濟(jì)的體現(xiàn)。 數(shù)控加工工藝是數(shù)控編程與操作的基礎(chǔ)，合理的工藝是保證數(shù)控加工質(zhì)量發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的前提條件，從數(shù)控加工的實(shí)用角度出發(fā)，以數(shù)控加工的實(shí)際生產(chǎn)為基礎(chǔ)，以掌握數(shù)控加工工藝為目標(biāo)，在介紹數(shù)控加工切削基礎(chǔ)，數(shù)控機(jī)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(chǔ)等基本知識(shí)的基礎(chǔ)上，分析了數(shù)控車削的加工工藝。 數(shù)控車床是數(shù)字程序控制車床的簡(jiǎn)稱，它集通用性好的萬能型車床、加工精度高的精密型車床和加工效率高的專用型車床的特點(diǎn)于一身，是國(guó)內(nèi)使用量最大，覆蓋面最廣的一種數(shù)控機(jī)床。數(shù)控車床加工的典型零件一般為軸套類零件和盤類零件，其具有加工精度高、效率高、自動(dòng)化程度高的特點(diǎn)；數(shù)控車床可分為臥式和立式兩大類。臥式車床又有水平導(dǎo)軌和傾斜導(dǎo)軌兩種。檔次較高的數(shù)控臥車一般都采用傾斜導(dǎo)軌。按刀架數(shù)量分類，又可分為單刀架數(shù)控車床和雙刀架數(shù)控車，前者是兩坐標(biāo)控制，后者是4坐標(biāo)控制。雙刀架臥車多數(shù)采用傾斜導(dǎo)軌。 26 第二章 零件工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 2.1 零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析 本零件是軸零件。該零件有外圓、倒角、槽、螺紋、內(nèi)孔等組成。該零件形如圖2.1所示，零件圖尺寸標(biāo)注完整，符合數(shù)控加工尺寸標(biāo)注要求。這些特征在普通車床上很難完成，需要在數(shù)控車床上進(jìn)行加工，并且是數(shù)控車削加工中常見的形狀特征。 如圖2.1所示零件圖，分析其加工工藝性。 圖2.1 軸零件CAD圖 該零件尺寸精度等級(jí)較高，其中外圓尺寸精度有φ40mm、20mm，長(zhǎng)度尺寸精度97±0.05mm，內(nèi)孔尺寸精度有φ20mm（等等，其余的請(qǐng)參照零件圖紙）；該零件的表面粗糙度要求較高，全部表面粗糙度要求達(dá)到Ra3.2um。 技術(shù)要求： 1.未注尺寸偏差±0.1mm 2.未注倒角C1 3.去除毛刺飛邊 4.表面不應(yīng)有劃痕等損壞表面的缺陷 2.2確定毛坯 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(duì)形狀較復(fù)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(duì)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(xué)性能較好，常用于受力復(fù)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(jī)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(jī)試制。其優(yōu)點(diǎn)是制造簡(jiǎn)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(shí)效處理后才能進(jìn)行機(jī)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。 根據(jù)上述分析，本次零件不大并且是圓柱體形狀，所以毛坯材料選擇型材中的棒料。 根據(jù)該零件的尺寸，設(shè)毛坯為φ42X100mm，材料為45鋼。 2.3定位基準(zhǔn)的選擇及裝夾 2.3.1確定定位基準(zhǔn) 定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)兩種，用未加工過的毛坯表面作為定位基準(zhǔn)稱為粗基準(zhǔn)，用己加工過的表面作為定位基準(zhǔn)稱為精加工。除第一道工序用粗基準(zhǔn)外，其余工序都應(yīng)使用精基準(zhǔn)。 選擇定位基準(zhǔn)要遵循基準(zhǔn)重合原則，即力求沒計(jì)基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)和編程基準(zhǔn)統(tǒng)一，這樣做可以減少基準(zhǔn)不重合產(chǎn)生的誤差和數(shù)控編程中的計(jì)算量，并且能有效地減少裝夾次數(shù)。 該零件為回轉(zhuǎn)型零件，其加工2次成型，故只有一個(gè)精基準(zhǔn)，基準(zhǔn)為端面及回轉(zhuǎn)中心線。 2.3.2夾具的選擇 為了工件不致于在切削力的作用下發(fā)生位移，使其在加工過程始終保持正確的位置，需將工件壓緊夾牢。合理的選擇夾緊方式十分重要，工件的裝夾不僅影響加工質(zhì)量，而且對(duì)生產(chǎn)率，加工成本及操作安全都有直接影響。 1．?dāng)?shù)控加工的特點(diǎn)對(duì)夾具提出了兩個(gè)基本要求：一是保證夾具的坐標(biāo)方向與機(jī)床的坐標(biāo)方向相對(duì)固定；二是要能協(xié)調(diào)零件與機(jī)床坐標(biāo)系的尺寸。 除此之外，重點(diǎn)考慮以下幾點(diǎn)： （1）單件小批量生產(chǎn)時(shí)，優(yōu)先選用組合夾具、可調(diào)夾具和其它通用夾具，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間和節(jié)省生產(chǎn)費(fèi)用； （2）在成批生產(chǎn)時(shí)，才考慮采用專用夾具，并力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單； （3）零件的裝御要快速、方便、可靠，以縮短機(jī)床的停頓時(shí)間，減少輔助時(shí)間； （4）夾具上各零部件應(yīng)不妨礙機(jī)床對(duì)零件各表面的加工，即夾具要敞開，其定位、夾緊元件不影響加工中的走刀； （5）為提高數(shù)控加工的效率，批量較大的零件加工可采用氣動(dòng)或液壓夾具、多工位夾具。 2．在選擇裝夾方案時(shí)，要根據(jù)已選定的加工表面和定位基準(zhǔn)來確定工件的定位夾持方式，并選擇合理的夾具。我們數(shù)控車床通用夾具包括有以下： （1）三爪卡盤 三爪卡盤是最常用的車床也是數(shù)控車床的通用卡具。三爪卡盤最大的優(yōu)點(diǎn)是可以自動(dòng)定心。它的夾持范圍大，但定心精度不高，不適合于零件同軸度要求高時(shí)的二次裝夾. （2）卡盤加頂尖 在車削質(zhì)量較大的工件時(shí)，一般工件的一端用卡盤夾持，另一端用后頂尖支撐。為了防止工件由于切削力的作用而產(chǎn)生的軸向位移，必須在卡盤內(nèi)裝一限位支撐，或者利用工件的臺(tái)階面進(jìn)行限位。此種裝夾方法比較安全可靠，能夠承受較大的軸向切削力，安裝剛性好，軸向定位準(zhǔn)確，所以數(shù)控車削加工中應(yīng)用較多。 （3）彈簧夾套 彈簧夾套定心精度高，裝夾工件快捷方便，常用于精加工的外圓表面定位。它特別適用于尺寸精度較高，表面質(zhì)量較好的冷拔圓棒料的夾持。它夾持工件的內(nèi)孔是規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)系列，并非任意直徑的工件都可以進(jìn)行夾持。 （4）四爪卡盤 加工精度要求不高，偏心距較小，零件長(zhǎng)度較短的工件時(shí)，可以采用四爪卡盤進(jìn)行裝夾，四爪卡盤的四個(gè)卡爪是各自獨(dú)立移動(dòng)的，通過調(diào)整工件夾持部位在車床主軸上的位置，使工件加工表面的回轉(zhuǎn)中心與車床主軸的回轉(zhuǎn)中心重合。但是，四爪卡盤的找正煩瑣費(fèi)時(shí)，一般用于單件小批生產(chǎn)。四爪卡盤的卡爪有正爪和反爪兩種形式。 根據(jù)上述幾種通用夾具的簡(jiǎn)介分析，由于該零件一般不會(huì)產(chǎn)生夾緊變形，零件尺寸小、結(jié)構(gòu)和形狀比較復(fù)雜，毛坯為棒料，在數(shù)控車加工中只需要用三爪卡盤來裝夾。 圖2.2三爪卡盤 2.4刀具的選擇 在加工的過程中，對(duì)刀具的選擇是非常重要的，一個(gè)零件好與壞直接給刀具的選擇有關(guān)，刀具的好壞會(huì)影響整個(gè)加工過程，所以我們要注意刀具的材料和刀具的性能綜上數(shù)控機(jī)床加工中采納最普遍的是硬質(zhì)合金類刀具。當(dāng)前因其性價(jià)比高，適應(yīng)性穩(wěn)定且多樣化，綜合效果最優(yōu)。由于軸車削的材料為45鋼，如（表2.1）的刀具來加工此零件。 表2.1所用刀具規(guī)格 序號(hào) 刀具名稱 刀具規(guī)格 刀片材料 加工方法 1 外圓車刀 75°刀尖 YT15 車外輪廓 2 切槽刀 刀寬5MM YT15 切槽 3 外螺紋車刀 60°刀尖 YT15 車螺紋 4 麻花鉆 Φ18 高速鋼 手動(dòng)鉆孔 5 內(nèi)孔鏜刀 60° YT15 內(nèi)孔 6 內(nèi)螺紋車刀 60°刀尖 YT15 車螺紋 2.5冷切液的選擇 由于在切削加工過程在，被切削層金屬的變形、切屑與刀具前面的摩擦和工件與刀具后面的摩擦要產(chǎn)生大量的熱——切削熱。由于熱長(zhǎng)冷縮的原理，工件和刀具吸收了一部分的熱量后，工件和刀具會(huì)產(chǎn)生變形，最終影響加工精度。如果大量的切削熱傳入刀具，容易使刀具損壞——造成“燒刀”的現(xiàn)象。為了提高加零件的精度和刀具的耐用度及使用壽命，在切削加工過程中必須使用冷卻液對(duì)工件和刀具進(jìn)行冷卻，以避免造成“燒刀”的現(xiàn)象和零件精度的影響。該工件材料為45鋼，為了避免刀具與工件摩擦產(chǎn)生大量熱影響工件精度，在加工時(shí)主要是以冷卻為主，多采用乳化液作為冷卻液。常用的冷卻液如表2.2所示。 表2-2 常用冷卻液 冷卻液名稱 主要成份 主要作用 水溶液 水、防銹添加劑 冷卻 乳化液 水、油、乳化劑 冷卻、潤(rùn)滑、清洗 切削油 礦物油、動(dòng)植物油、極壓添加劑或油性 潤(rùn)滑 從工件材料考慮，切削時(shí)不得使用水溶液，考慮到冷卻液作用和價(jià)格，選擇乳化液可以滿足要求。 從刀具材料考慮，硬質(zhì)合金刀具一般采用乳化液作為冷卻液，其冷卻效果很好。綜合以上的種種分析，采用乳化液作為冷卻液效果很好。它的主要作用：冷卻、潤(rùn)滑、清洗而且還有一定的防銹作用。 2.6機(jī)床的選擇 類機(jī)床都有不同的形式，其工藝范圍、技術(shù)規(guī)格、加工精度、生產(chǎn)率及自動(dòng)化程度都各不相同。為了正確地為每一道工序選擇機(jī)床，除了充分了解機(jī)床的性能外，從加工工藝的角度分析，選用的數(shù)控機(jī)床功能還必須適應(yīng)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（如圖2.3），系統(tǒng)為華中系統(tǒng)，配置前置式刀架。 圖2.3Ck6140型數(shù)控車床 2.7切削要素的確定 2.7.1背吃刀量的確定 在機(jī)床功率容許的情況下，應(yīng)盡量采選較大的背吃刀量，進(jìn)給次數(shù)才會(huì)有所減少。當(dāng)精度要求較高的零件時(shí)，半精銑或精銑的余量需要被留出，正常半精加工的余量是0.5mm左右，精加工余量在半加工之后，通常少于普通加工的余量，一般選取0.1～0.3mm。由于該零件精度要求相對(duì)要高，固必須至少有粗加工及精加工兩種。通過表2.3來采選背吃刀量。 表2.3 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(jìn)給量f/(mm·r) 粗加工 2～3 80～120 0.2～0.4 精加工 0.1～0.5 120～150 0.1～0.2 綜合考慮粗車時(shí)背吃刀量選取2mm，留出精車余量為0.5mm，精車時(shí)背吃刀量為0.5mm。 2.7.2零件切削用量的具體選擇確定 主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)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(xué)速度除了計(jì)算和查表選取外，還可以根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)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(jìn)行計(jì)算。 式中Vc為切削速度； D為工件或刀具的直徑（mm） （1）粗車右端外圓輪廓 粗車外圓時(shí)，選取Vc=60m/min，f=0.2mm/r，ap=1mm，粗加工時(shí)直徑取中間值30mm。 則：主軸轉(zhuǎn)速：n =1000Vc/πd ????????????????? ? =[（1000×60）/（3.14×30）]r/min=636.9r/min取650r/min 進(jìn)給速度：F =f×n =（0.2×650）mm/min=130mm/min （2）精車右端外圓輪廓 精車外圓時(shí)，選取Vc=70m/min，f=0.1mm/r，ap=0.5mm，精加工時(shí)直徑取中間值30mm。 則：主軸轉(zhuǎn)速：n =1000Vc/πd ????????????????? ? =[（1000×70）/（3.14×30）]r/min=743r/min取750r/min 進(jìn)給速度：F =f×n =（0.1×750）mm/min=75mm/min （3）車右端槽 切槽時(shí)，選取Vc=50m/min，f=0.1mm/r，ap=0.5mm，加工時(shí)直徑取20mm。 則：主軸轉(zhuǎn)速：n =1000Vc/πd ????????????????? ? =[（1000×50）/（3.14×20）]r/min=796r/min取800r/min 進(jìn)給速度：F =f×n =（0.1×800）mm/min=80mm/min （4）粗車左端外圓輪廓 粗車外圓時(shí)，選取Vc=80m/min，f=0.2mm/r，ap=1mm，粗加工時(shí)直徑取值40mm。 則：主軸轉(zhuǎn)速：n =1000Vc/πd ????????????????? ? =[（1000×80）/（3.14×40）]r/min=636.9r/min取650r/min 進(jìn)給速度：F =f×n =（0.2×650）mm/min=130mm/min （5）精車左端外圓輪廓 精車外圓時(shí)，選取Vc=90m/min，f=0.1mm/r，ap=0.5mm，精加工時(shí)直徑取值40mm。 則：主軸轉(zhuǎn)速：n =1000Vc/πd ????????????????? ? =[（1000×90）/（3.14×40）]r/min=716.5r/min取750r/min 進(jìn)給速度：F =f×n =（0.1×750）mm/min=75mm/min （6）粗鏜左端內(nèi)孔輪廓 粗鏜內(nèi)孔時(shí)，選取Vc=60m/min，f=0.2mm/r，ap=1.5mm，粗加工時(shí)直徑取 值20mm。 則：主軸轉(zhuǎn)速：n =1000Vc/πd ????????????????? ? =[（1000×60）/（3.14×20）]r/min=955r/min取950r/min 進(jìn)給速度：F =f×n =（0.2×950）mm/min=190mm/min （7）精鏜左端內(nèi)孔輪廓 精鏜內(nèi)孔時(shí)，選取Vc=70m/min，f=0.1mm/r，ap=0.5mm，粗加工時(shí)直徑取值20mm。 則：主軸轉(zhuǎn)速：n =1000Vc/πd ????????????????? ? =[（1000×70）/（3.14×20）]r/min=1114r/min取1100r/min 進(jìn)給速度：F =f×n =（0.1×1100）mm/min=110mm/min 2.8加工工藝制定 軸車削零件的主要加工表面是外表面，以及最多見的輪廓表面，所以關(guān)于零件的加工面精度等級(jí)以及表面粗糙度的需求，務(wù)必考慮符合經(jīng)濟(jì)精度來選擇加工方法。 通過零件圖并依據(jù)工序原則等來制定合理加工方案，以下是零件的加工順序方案。經(jīng)過分析最終確定軸車削的加工方案為： 零件的加工路線安排如下 工序1：下料 工序2：夾持毛坯外圓，車削右邊外圓輪廓 工步1：粗車φ20外圓、M27螺紋外徑、φ36外圓，留有精加工余量 工步2：精車φ20外圓、M27螺紋外徑、φ36外圓精加工至圖紙尺寸要求 工步3：切槽加工 工步4：車削M27X2的外螺紋 工序3：夾持毛坯外圓，車削左邊外圓輪廓 工步1：鉆孔φ18mm。 工步2：粗車外圓錐面、圓弧面，留有精加工余量 工步3：精車圓錐面、圓弧面，精加工至圖紙尺寸要求 工步4：粗鏜臺(tái)階孔，留有精加工余量 工步5：精鏜臺(tái)階孔，精加工至圖紙尺寸要求 工步6：內(nèi)螺紋車削 工序4：去毛刺、清洗 工序5：終檢 工序6：入庫(kù) 2.9數(shù)控加工工藝卡片擬訂 詳細(xì)工藝卡片見附件。 第三章 零件的數(shù)控編程 3.1 數(shù)控編程的定義及分類 3.1.1數(shù)控編程的定義 編程是將加工零件的加工順序、刀具運(yùn)動(dòng)軌跡的尺寸數(shù)據(jù)、工藝參數(shù)以及輔助操作加工信息，用規(guī)定的文字、數(shù)字、符號(hào)組成的代碼，按一定格式編寫成加工程序。 3.1.2 數(shù)控編程的分類 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)。 本次零件主要采用了 手動(dòng)編程的方法進(jìn)行編制程序。 3.2工件坐標(biāo)系的設(shè)定 工件坐標(biāo)系是固定于工件上的笛卡爾坐標(biāo)系，是編程人員在編制程序時(shí)用來確定刀具和程序起點(diǎn)的，該坐標(biāo)系的原點(diǎn)可使用人員根據(jù)具體情況確定，但坐標(biāo)軸的方向應(yīng)與機(jī)床坐標(biāo)系一致并且與之有確定的尺寸關(guān)系。 工件坐標(biāo)系是編程時(shí)使用的坐標(biāo)系，又稱編程坐標(biāo)系，該坐標(biāo)系是人為設(shè)定的。建立工件坐標(biāo)系是數(shù)控車床加工前的必不可少的一步。不同的系統(tǒng)，其方法各不相同。 圖3.2左端坐標(biāo)系零點(diǎn) 圖3.3右端坐標(biāo)系零點(diǎn) 3.2 數(shù)控加工程序代碼的編寫 3.2.1 車右端時(shí)的加工程序 程序 解釋說明 O0002 程序號(hào) T0101; 換1號(hào)刀，75°外圓車刀 M03 S700; 主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速700r/min M08; 切削液開 G00 X45 Z0.5; 快速走刀至粗車位置 G01 X-1 F140; 粗車端面 Z2; G00 X45; Z0; 快速走刀至精車位置 M03 S800; 主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速800r/min G01 X-1 F80; 精車端面 Z2; G00 X45 Z2; 快速運(yùn)動(dòng)至循環(huán)起點(diǎn) G71 U1.5 R1 P100 Q200 X0.3 Z0.3 F120 建立復(fù)合車削循環(huán) N100 G00 X0; 快速運(yùn)動(dòng)至切削起點(diǎn) G01 Z0 F80; 靠近工件 G03 X20 Z-10 R10; 車半圓 G01 Z-26.5; 車外圓 X23; 車端面 X27 W-2; 倒角 Z-49.5 車外圓 X32 車端面 G03 X36 Z-51.5 R2 車圓弧 G01 Z-64.5 車外圓 X38 車端面 X40 W-1 倒角 Z-75 車外圓 N200 G00 X45; 退刀 G00 X100 Z100 快速運(yùn)動(dòng)至換刀點(diǎn) T0202; 換2號(hào)刀，外切槽刀 M03 S550; 主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為550 G00 X40 Z2; 快速運(yùn)動(dòng)至第一個(gè)切槽點(diǎn) Z-49.5 快速運(yùn)動(dòng)至第一個(gè)切槽點(diǎn) G01 X23 F55; 切槽 X40; 退刀 G00 X100 Z100 快速運(yùn)動(dòng)至換刀點(diǎn) T0303; 換3號(hào)刀，外螺紋車刀 M03 S500; G00 X28 Z2; 快速走刀至循環(huán)起點(diǎn) G82 X27 Z-45 F2 復(fù)合螺紋切削循環(huán) G82 X26.5 Z-45 F2 復(fù)合螺紋切削循環(huán) G82 X26 Z-45 F2 復(fù)合螺紋切削循環(huán) G82 X25.5 Z-45 F2 復(fù)合螺紋切削循環(huán) G82 X25 Z-45 F2 復(fù)合螺紋切削循環(huán) G00 X100 Z100; 快速走刀至換刀點(diǎn) M30; 程序結(jié)束 3.2.2 車左端時(shí)的加工程序 程序 解釋說明 O0001 程序號(hào) T0101; 換1號(hào)刀，75°外圓車刀 M03 S650; 主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速650r/min M08; 切削液開 G00 X45 Z0.5; 快速走刀至粗車位置 G01 X-1 F130; 粗車端面 Z2; G00 X45; Z0; 快速走刀至精車位置 M03 S600; 主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速600r/min G01 X-1 F60; 精車端面 Z2; G00 X45 Z2; 快速運(yùn)動(dòng)至循環(huán)起點(diǎn) G71 U1.5 R1 P100 Q200 X0.3 Z0.3 F73 建立外圓車削循環(huán) N100 G00 X29.7; 快速走刀至切削起點(diǎn) G01 Z0 F100; 靠近工件 X33.3 Z-18; 錐度 G02 X40 Z-22.5 R6 車圓弧 N200G01 X45; 車臺(tái)階面 G00 X200 Z200 快速運(yùn)動(dòng)至換刀點(diǎn) T0202; 換2號(hào)刀 M03 S860; 主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為860 G00 X18 Z2; 快速運(yùn)動(dòng)至循環(huán)起點(diǎn) G71 U1 R1 P300 Q400 Z-0.3 Z0.3 F172 建立復(fù)合車削循環(huán) N300 G00 X22 快速運(yùn)動(dòng)至切削起點(diǎn) G01 Z0 F60; 靠近工件 G01 Z-20; 鏜內(nèi)孔 X20 Z-25 X18; 退刀 N400 G00 Z2; 退刀 G00 X200 Z200; 快速運(yùn)動(dòng)至換刀點(diǎn) T0303; 換3號(hào)刀，內(nèi)螺紋車刀 M03 S500; G00 X21 Z2; 快速走刀至循環(huán)起點(diǎn) G82 X22 Z-15 F2 復(fù)合螺紋切削循環(huán) G82 X22.5 Z-15 F2 復(fù)合螺紋切削循環(huán) G82 X23 Z-15 F2 復(fù)合螺紋切削循環(huán) G82 X23.5 Z-15 F2 復(fù)合螺紋切削循環(huán) G82 X24 Z-15 F2 復(fù)合螺紋切削循環(huán) G00 X200 Z200; 快速運(yùn)動(dòng)至換刀點(diǎn) M30; 程序結(jié)束 第四章 模擬仿真 4.1軟件介紹 計(jì)算機(jī)數(shù)控仿真是應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)數(shù)控加工操作過程進(jìn)行模擬仿真的一門新技術(shù)。該技術(shù)面向?qū)嶋H生產(chǎn)過程的機(jī)床仿真操作，加工過程三維動(dòng)態(tài)的逼真再現(xiàn)，能使每一個(gè)學(xué)生，對(duì)數(shù)控加工建立感性認(rèn)識(shí)，可以反復(fù)動(dòng)手進(jìn)行數(shù)控加工操作，有效解決了因數(shù)控設(shè)備昂貴和有一定危險(xiǎn)性，很難做到每位學(xué)生“一人一機(jī)”的問題，在培養(yǎng)全面熟練掌握數(shù)控加工技術(shù)的實(shí)用型技能人才方面發(fā)揮顯著作用。 打開仿真軟件，選擇FANUC OiT系統(tǒng)，進(jìn)入后將看到如圖4.1所示操作界面，打開機(jī)床，進(jìn)行急停解除、程序解鎖、機(jī)床回零等操作。 圖4.1 操作界面 4.2仿真加工 1、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”，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。 2、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Ф42×100m，如圖4.2所示。 圖4.2 設(shè)置毛坯 3、根據(jù)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、設(shè)置好刀具和毛坯后，接下來的工作就是對(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4.3所示對(duì)話框，選擇默認(rèn)對(duì)刀點(diǎn)。 圖4.3 刀具定位 圖4.4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4.4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“X50”，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。 4.2.1 外圓加工 在設(shè)置好刀具補(bǔ)償后，可以開始仿真加工了，首先關(guān)閉機(jī)床窗門，然后將功能鍵中的“循環(huán)啟動(dòng)”打開，再按下“循環(huán)啟動(dòng)”按鈕，開始切削，最終得到的零件如圖4.5所示。 圖4.5仿真圖 圖4.6仿真圖 4.2.2內(nèi)孔加工 圖4.7仿真圖 4.2.3螺紋加工 圖4.8仿真圖 圖4.9仿真圖 結(jié)束語(yǔ) 通過短短這段時(shí)間論文的設(shè)計(jì)，對(duì)數(shù)控技能操作以及理論知識(shí)有了一定得了解，為之得到了很多以前在學(xué)校難以解決得答案。這段時(shí)間通過與同伴們仔細(xì)研究與探討，了解到了數(shù)控專業(yè)在當(dāng)今社會(huì)的發(fā)展以及所在地區(qū)的熱點(diǎn)信息。通過論文讓我對(duì)數(shù)控有了一定的了解以及需要掌握的基礎(chǔ)知識(shí)。根據(jù)以上參考文獻(xiàn)及書籍讓我從中了解了一下基本知識(shí),使我對(duì)機(jī)械方面的知識(shí)也產(chǎn)生了一定的興趣。 1.在加工零件的工藝分析時(shí)應(yīng)當(dāng)選擇數(shù)控加工零件及其加工的主要內(nèi)容，應(yīng)該對(duì)零件的數(shù)控加工工藝性進(jìn)行全面、認(rèn)真、仔細(xì)的分析。主要內(nèi)容包括產(chǎn)品得零件圖樣分析、結(jié)構(gòu)工藝分析和零件安裝方式的選擇等內(nèi)容。數(shù)控加工工藝性分析涉及的知識(shí)面很廣。 2.我們?cè)诩庸ち慵r(shí)通常對(duì)表面加工比較精確，他時(shí)通過從粗加工到半精加工再到精加工這一過程中逐步形成的，對(duì)那些表面形成僅僅只是根據(jù)質(zhì)量的要求選擇相應(yīng)的的加工過程和步驟，這樣才能確認(rèn)我們最終所加工出來的零件是否合樣！ 3.在做零件加工時(shí)我們應(yīng)當(dāng)確認(rèn)加工方案，根據(jù)主要的表面精度和粗糙度的要求確認(rèn)零件的加工方法。 總而言之，本次設(shè)計(jì)使我對(duì)數(shù)控有了深入的了解，以前，雖然自己使數(shù)控專業(yè)的學(xué)生，但實(shí)際了解數(shù)控方面得東西真的很少，那時(shí)似乎對(duì)數(shù)控也沒有多大的興趣，但通過出來實(shí)習(xí)進(jìn)行實(shí)際操作以及和同事了解加上自己的摸索，使自己對(duì)數(shù)控產(chǎn)生了很大的興趣，研究起來也感覺很有意義。 通過本次設(shè)計(jì)，發(fā)現(xiàn)自己在數(shù)控加工這一塊要進(jìn)一步的學(xué)習(xí)，加強(qiáng)自己得實(shí)際能力。 致 謝 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是我在指導(dǎo)老師的精心指導(dǎo)和幫助下完成的，這篇設(shè)計(jì)的每個(gè)細(xì)節(jié)和每個(gè)地方，都離不開老師的精心指導(dǎo)，而老師認(rèn)真教導(dǎo)，認(rèn)真的工作作風(fēng)和寬容的教學(xué)態(tài)度都深深地感染和激勵(lì)著我。讓我一直努力，并在此同時(shí)您還在思想上、學(xué)習(xí)上給予了我無微不至的關(guān)懷，在此我向指導(dǎo)老師以及所有老師致以最誠(chéng)摯的感謝。 我也要感謝我的母校，回想我在學(xué)校的幾年的時(shí)間里，感謝各位老師對(duì)我的精心教導(dǎo)，他們不僅在學(xué)習(xí)上給了我很大的幫助。而且，還指導(dǎo)我以后的人生道路，他們對(duì)學(xué)生的教育以及認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度、永遠(yuǎn)是我以后工作、學(xué)習(xí)中的榜樣，前進(jìn)的動(dòng)力，他們無微不至的教導(dǎo)和不拘一格的思維方式給予我很大的啟發(fā)，這些將對(duì)我以后的人生起著很大的作用。 借此我對(duì)他們表示由衷的感謝，并希望他們?cè)谝院蟮娜松猛局杏肋h(yuǎn)幸?？鞓?，以及以后的教育生涯創(chuàng)造更好的成績(jī)。在母校的生活讓我經(jīng)歷了很多，讓我更加成熟，我在這里生活和學(xué)習(xí)了幾年的時(shí)間，我的同學(xué)和朋友們?cè)谏詈蛯W(xué)習(xí)上給我很多鼓勵(lì)和幫助。在畢業(yè)設(shè)計(jì)的編寫過程當(dāng)中，我認(rèn)真地聽取他們的意見，不會(huì)的我會(huì)詢問他們使的我的畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書表述更加明確，內(nèi)容更加全面。 至此，我代表學(xué)生中的一員，對(duì)學(xué)校表示由衷的感謝，感謝幾年來教育我的老師們，和幫助我的同學(xué)們！ 參考文獻(xiàn) [1] 趙長(zhǎng)旭. 數(shù)控加工工藝. 西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2007.9 [2] 王甫茂. 機(jī)械制造基礎(chǔ). 上海：上海交通大學(xué)出版社，2005. 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