異形軸零件的數(shù)控車加工工藝與手動編程斯沃仿真含SW三維及CAD圖

異形軸零件的數(shù)控車加工工藝與手動編程斯沃仿真含SW三維及CAD圖,異形,零件,數(shù)控,加工,工藝,手動,編程,仿真,sw,三維,cad XXXX設(shè)計(jì) 題目：異形軸零件的數(shù)控編程與仿真加工 系 部 專 業(yè) 名 稱 班 級 姓 名 學(xué) 號 指 導(dǎo) 教 師 2014年11月5日 1 摘 要 數(shù)控技術(shù)和裝備發(fā)展趨勢及對策裝備工業(yè)的技術(shù)水平和現(xiàn)代化程度決定著整個(gè)國 民經(jīng)濟(jì)的水平和現(xiàn)代化程度，數(shù)控技術(shù)及裝備是發(fā)展新興高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和尖端工業(yè) （如信息技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)、生物技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)、航空、航天等國防工業(yè)產(chǎn)業(yè)）的使能技 術(shù)和最基本的裝備。馬克思曾經(jīng)說過“各種經(jīng)濟(jì)時(shí)代的區(qū)別，不在于生產(chǎn)什么，而在 于怎樣生產(chǎn)，用什么勞動資料生產(chǎn)”。制造技術(shù)和裝備就是人類生產(chǎn)活動的最基本的 生產(chǎn)資料，而數(shù)控技術(shù)又是當(dāng)今先進(jìn)制造技術(shù)和裝備最為核心的技術(shù)。當(dāng)今世界各國 制造業(yè)廣泛采用數(shù)控技術(shù)，以提高制造能力和水平，提高對動態(tài)多變市場的適應(yīng)能力 和競爭能力。 關(guān)鍵詞：數(shù)控技術(shù)、制造技術(shù) 2 目 錄 摘 要 ....................................................................I 第一章： 緒 論 ............................................................1 第二章： 零件圖紙分析 .....................................................1 2.1 零件圖分析 .....................................................1 2.2 零件結(jié)構(gòu)工藝分析 ...............................................1 第三章： 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) .....................................................2 3.1 毛坯選擇 .......................................................2 3.2 定位基準(zhǔn)的選擇 .................................................2 3.21 粗基準(zhǔn)的選擇原則 ............................................2 3.22 精基準(zhǔn)的選擇原則 .............................................3 4.3 夾具的選擇 .....................................................3 4.4 加工順序的安排 .................................................4 4.5 切削用量的選擇 ..................................................5 4.51 確定背吃刀量 ..............................................5 4.52 確定主軸轉(zhuǎn)速 ...............................................5 4.53 確定進(jìn)給速度 ..............................................7 4.6 切削液的選擇 ...................................................9 4.7 估算時(shí)間定額 ...................................................9 4.71 粗車左端外圓 ...............................................10 4.72 精車左端外圓 ...............................................11 4.73 粗車右端外圓 ...............................................12 4.74 精車右端 ...................................................13 第四章： 工藝文件的制作 ..................................................14 4.1 工藝過程卡 ....................................................14 4.2 工序卡 ........................................................14 3 第五章：零件程序編制 .....................................................18 總 結(jié) ....................................................................21 致 謝 ....................................................................22 參考文獻(xiàn) .................................................................23 4 第一章： 緒 論 制造業(yè)是所有與制造有關(guān)的行業(yè)的總稱，它是一個(gè)國家經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)。它一方 面為全社會日用消費(fèi)品生產(chǎn)創(chuàng)造價(jià)值，另一方面為國民經(jīng)濟(jì)各部門提供生產(chǎn)資料和裝 備。據(jù)估計(jì)制造業(yè)占據(jù)了工業(yè)化國家 70%至 80%的物質(zhì)財(cái)富，約有 1/4 的人口從事各種 形式的制造。所以，制造業(yè)是國家的經(jīng)濟(jì)地位和政治地位的重中之重，于 21 世紀(jì)的工 業(yè)生產(chǎn)中有決定性地位和作用。 由于現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)逐步的發(fā)展，機(jī)電產(chǎn)品越來越精密和復(fù)雜，且更新速度加快改 型頻繁，群眾的需求也趨向多樣化和個(gè)性化。這對制造業(yè)的高精度、高效率和高柔性 要求更高，希望市場能提供不同加工需求、迅速高效、低成本地全面性的用戶的生產(chǎn) 制造系統(tǒng)，并大幅度地降低成本。同時(shí)還要求新一代制造的系統(tǒng)具有更方便的網(wǎng)絡(luò)功 能，以適應(yīng)將來車間面向任務(wù)和定單生產(chǎn)組織和管理模式。 現(xiàn)在社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展對制造業(yè)的要求越來越高，科學(xué)技術(shù)特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速 發(fā)展傳統(tǒng)制造業(yè)已經(jīng)發(fā)生了巨大的變化，現(xiàn)代制造業(yè)技術(shù)占據(jù)了數(shù)控技術(shù)為主的重要 地位。數(shù)控技術(shù)包括了微電子、計(jì)算機(jī)、信息處理、自動檢測和自動控制等的高新技 術(shù)于一體，它是制造業(yè)體現(xiàn)柔性化、自動化、集成化以及智能化的重要基礎(chǔ)。這個(gè)基 礎(chǔ)是不是牢固，將直接影響到一個(gè)國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和綜合國力，這也關(guān)系到一個(gè)國家 的戰(zhàn)略地位。所以，世界各工業(yè)發(fā)達(dá)國家都采取了重大措施來發(fā)展自己的數(shù)控技術(shù)以 及業(yè)。我國的數(shù)控技術(shù)與裝備的發(fā)展都到了高度重視，這些年來取得了很大進(jìn)步特別 是在通用微機(jī)數(shù)控領(lǐng)域，在國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的 PC 平臺上，已經(jīng)名列世界前茅。 5 第二章： 零件圖紙分析 2.1 零件圖分析 6 讀圖是保證技術(shù)圖紙正確性、完整性和規(guī)范性的重要環(huán)節(jié)之一；是對產(chǎn)品或零件進(jìn) 行機(jī)械加工工藝過程設(shè)計(jì)和生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備工作的必要條件和重要組成部分。圖紙的工 藝性分析與審查是企業(yè)對新產(chǎn)品設(shè)計(jì)、老產(chǎn)品改造、測繪設(shè)計(jì)、三來（來圖、來料、 來樣）加工進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)，對產(chǎn)品技術(shù)圖紙進(jìn)行工藝審查主要解決產(chǎn)品設(shè) 計(jì)過程中的工藝合理性的問題。審查產(chǎn)品設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)能不能加工，怎樣加工，用什么方 法加工，加工成本有多大；能不能裝配，采用什么方法裝配，裝配的難易程度，維修 保養(yǎng)方便程度等一系列問題；總之，產(chǎn)品及圖紙工藝性審查的目的是保證產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì)的合理性、工藝的可行性和經(jīng)濟(jì)性。. 2.2 零件結(jié)構(gòu)工藝分析 零件的結(jié)構(gòu)工藝性是指在滿足使用要求的前提下制造、維修的可行性和經(jīng)濟(jì)性。即 所設(shè)計(jì)的零件結(jié)構(gòu)應(yīng)便于成形，并且成本低，效率高，它涉及面廣，采此有必要對零 件進(jìn)行結(jié)構(gòu)工藝性分析，找出技術(shù)關(guān)鍵，以便在擬定工藝規(guī)程時(shí)采用適當(dāng)?shù)募庸ご胧?加以保證。為了多快好省地把所設(shè)計(jì)的零件加工出來，就必須對零件的結(jié)構(gòu)工藝性進(jìn) 行詳細(xì)的分析。 該零件的視圖符合國家標(biāo)準(zhǔn)的要求，位置準(zhǔn)確，表達(dá)清楚；幾何元素之間的關(guān)系準(zhǔn) 確；尺寸標(biāo)注完整、清晰。 （1）尺寸精度 異形軸是軸類零件的主要表面，他影響軸的回轉(zhuǎn)精度及工作狀態(tài)。軸頸的直徑 精度根據(jù)其使用要求通常為 IT6-IT9,精密軸頸可達(dá) IT5 （2）表面粗糙度的要求 根據(jù)零件的表面工作部位的不同，可有不同的表面粗糙度。一般情況來說相同 要求的軸孔配合時(shí)，軸的表面粗糙度要比孔高一級，這主要是由于加工時(shí)孔的難度遠(yuǎn) 遠(yuǎn)大于軸，設(shè)計(jì)人人員一般會提高孔的要求降低軸的要求從而方便加工。 7 第三章： 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 3.1 毛坯選擇 毛坯的選擇和擬定毛坯圖是制定工藝規(guī)程的最初階段工作之一，也是一個(gè)比較重 要大的階段，毛坯的形狀和特征（硬度，精度，金相組織等）對機(jī)械加工的難易，工 序數(shù)量的多少有直接影響，因此，合理選擇毛坯在生產(chǎn)占相當(dāng)重要的位置，同樣毛坯 的加工余量的確定也是一個(gè)非常重要的問題。 45 號常用中碳調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼。該鋼冷塑性一般，退火、正火比調(diào)質(zhì)時(shí)要稍好，具 有較高的強(qiáng)度和較好的切削加工性，經(jīng)適當(dāng)?shù)臒崽幚硪院罂色@得一定的韌性、塑性和 耐磨性，材料來源方便。適合于氫焊和氬弧焊，不太適合于氣焊。焊前需預(yù)熱，焊后 應(yīng)進(jìn)行去應(yīng)力退火。 正火可改善硬度小于 160HBS 毛坯的切削性能。該鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后，其綜合力學(xué) 性能要優(yōu)化于其他中碳結(jié)構(gòu)鋼，但該鋼淬透性較低，水中臨界淬透直徑為 1217mm， 水淬時(shí)有開裂傾向。當(dāng)直徑大于 80mm 時(shí)，經(jīng)調(diào)質(zhì)或正火后，其力學(xué)性能相近，對中、 小型模具零件進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理后可獲得較高的強(qiáng)度和韌性，而大型零件，則以正火處理 為宜，所以，此鋼通常在調(diào)質(zhì)或正火狀態(tài)下使用。調(diào)質(zhì)處理后零件具有良好的綜合機(jī) 械性能，廣泛應(yīng)用于各種重要的結(jié)構(gòu)零件，特別是那些在交變負(fù)荷下工作的連桿、螺 栓、齒輪及軸類等。但表面硬度較低，不耐磨?？捎谜{(diào)質(zhì)+表面淬火提高零件表面硬度。 3.2 定位基準(zhǔn)的選擇 3.21 粗基準(zhǔn)的選擇原則 選擇粗基準(zhǔn)時(shí)，主要要求保證各加工面有足夠的余量，使加工面與不加工面間的 位置符合圖樣要求，并特別注意要盡快獲得精基面。具體選擇時(shí)應(yīng)考慮下列原則： (1) 選擇重要表面為粗基準(zhǔn) 為保證工件上重要表面的加工余量小而均勻，則應(yīng)選擇該表面為粗基準(zhǔn)。所謂重 要表面一般是工件上加工精度以及表面質(zhì)量要求較高的表面，如床身的導(dǎo)軌面，車床 主軸箱的主軸孔，都是各自的重要表面。因此，加工床身和主軸箱時(shí)，應(yīng)以導(dǎo)軌面或 主軸孔為粗基準(zhǔn)。 (2) 選擇不加工表面為粗基準(zhǔn) 8 為了保證加工面與不加工面間的位置要求，一般應(yīng)選擇不加工面為粗基準(zhǔn)。 如果工件上有多個(gè)不加工面，則應(yīng)選其中與加工面位置要求較高的不加工面為粗基準(zhǔn)， 以便保證要求，使外形對稱等。如圖 2 所示的工件，毛坯孔與外圓之間偏心較大，應(yīng) 當(dāng)選擇不加工的外圓為粗基準(zhǔn)，將工件裝夾在三爪自定心卡盤中，把毛坯的同軸度誤 差在鏜孔時(shí)切除，從而保證其壁厚均勻。 (3) 選擇加工余量最小的表面為粗基準(zhǔn) 在沒有要求保證重要表面加工余量均勻的情況下，如果零件上每個(gè)表面都要 加工，則應(yīng)選擇其中加工余量最小的表面為粗基準(zhǔn)，以避免該表面在加工時(shí)因余量不 足而留下部分毛坯面，造成工件廢品。 (4) 選擇較為平整光潔、加工面積較大的表面為粗基準(zhǔn)，以便工件定位可靠、夾 緊方便。 (5) 粗基準(zhǔn)在同一尺寸方向上只能使用一次 因?yàn)榇只鶞?zhǔn)本身都是未經(jīng)機(jī)械加工 的毛坯面，其表面粗糙且精度低，若重復(fù)使用將產(chǎn)生較大的誤差。 3.22 精基準(zhǔn)的選擇原則 (1) 基準(zhǔn)重合原則 即選用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，以避免定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合而引起的基 準(zhǔn)不重合誤差。 (2) 基準(zhǔn)統(tǒng)一原則 應(yīng)采用同一組基準(zhǔn)定位加工零件上盡可能多的表面，這就是基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。 這樣做可以簡化工藝規(guī)程的制訂工作，減少夾具設(shè)計(jì)、制造工作量和成本，縮短生產(chǎn) 準(zhǔn)備周期；由于減少了基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換，便于保證各加工表面的相互位置精度。例如加工軸 類零件時(shí)，采用兩中心孔定位加工各外圓表面，就符合基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。箱體零件采用 一面兩孔定位，齒輪的齒坯和齒形加工多采用齒輪的內(nèi)孔及一端面為定位基準(zhǔn)，均屬 于基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。 4.3 夾具的選擇 數(shù)控加工的特點(diǎn)對夾具提出了兩個(gè)基本要求，一是要保證夾具的坐標(biāo)方向與機(jī)床 的坐標(biāo)方向相對固定；二是要能保證零件與機(jī)床坐標(biāo)系之間的正確尺寸關(guān)系。依據(jù)零 件毛料的狀態(tài)和數(shù)控機(jī)床的安裝要求，應(yīng)選取能保證加工質(zhì)量、滿足加工需要的夾具。 9 除此之外，還要考慮以下幾點(diǎn)： （1）當(dāng)零件加工批量不大時(shí)，應(yīng)盡量采用組合夾具、可調(diào)夾具和其他通用夾具，以縮 短生產(chǎn)預(yù)備時(shí)間，節(jié)省生產(chǎn)用度。在成批生產(chǎn)時(shí)可以考慮采用專用夾具，同時(shí)要求夾 具的結(jié)構(gòu)簡單。 （2）裝夾零件要方便可靠，避免采用占機(jī)人工調(diào)整的裝夾方式，以縮短輔助時(shí)間，盡 量采用液壓、氣動或多工位夾具，以進(jìn)步生產(chǎn)效率。 （3）在數(shù)控機(jī)床上使用的夾具，要能夠安裝正確，能保證工件和機(jī)床坐標(biāo)系的相對位 置和尺寸，力求設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)與編程原點(diǎn)同一，以減少基準(zhǔn)不重合誤差和數(shù)控 編程中的計(jì)算工作量。 （4）盡量減少裝夾次數(shù)，做到一次裝夾后完玉成部零件表面的加工或大多數(shù)表面的加 工，以減少裝夾誤差，進(jìn)步加工表面之間的相互位置精度，達(dá)到充分進(jìn)步數(shù)控機(jī)床效 率的目的。 異形軸屬于軸類零件，該零件為單件下批量生產(chǎn)應(yīng)選用通用夾具，夾緊棒料，有 利于零件的加工，該零件屬于棒料類零件，形狀較簡單、尺寸較小、所以只需選擇三 爪自定心卡盤即可。 4.4 加工順序的安排 切削加工工序的安排原則： 1基面先行原則 用作精基準(zhǔn)的表面，應(yīng)優(yōu)先加工。因?yàn)槎ㄎ换鶞?zhǔn)的表面越精確，裝夾誤差就越小， 所以任何零件的加工過程，總是先對定位基準(zhǔn)面進(jìn)行粗加工和半精加工，必要時(shí)還要 進(jìn)行精加工。 2先粗后精原則 各個(gè)表面的加工順序一般是按照粗加工半精加工精加工光整加工的順 序進(jìn)行，這樣才能逐步提高加工表面的精度和減少表面粗糙度。 3先主后次原則 零件上的工作面及裝配精度要求較高的表面，屬于主要表面，應(yīng)先加工。自由表面、 鍵槽、緊固用的螺孔和光孔等表面，精度要求較低，屬于次要表面，可穿插進(jìn)行，一 般安排在主要表面達(dá)到一定精度后，最終精加工之前加工。 10 4先面后孔原則 對于箱體類、支架類、機(jī)體類的零件，一般先加工平面，后加工孔。這樣安排加工順 序，一方面是用加工過的平面定位，穩(wěn)定可靠；另一方面是在加工過的平面上加工孔， 比較容易，并能提高孔的加工精度。 4.5 切削用量的選擇 數(shù)控車削加工中的切削用量包括背吃刀量 ap、主軸轉(zhuǎn)速 n 或切削速度 vc（用于恒 線速度切削）、進(jìn)給速度 vf 或進(jìn)給量 f。這些參數(shù)均應(yīng)在機(jī)床給定的允許范圍內(nèi)選取。 (1)切削用量的選擇原則 粗車時(shí)，應(yīng)盡量保證較高的金屬切除率和必要的刀具耐用度。 選擇切削用量時(shí)應(yīng)首先選取盡可能大的背吃刀量 ap，其次根據(jù)機(jī)床動力和剛性的 限制條件，選取盡可能大的進(jìn)給量 f，最后根據(jù)刀具耐用度要求，確定合適的切削速度 vc。增大背吃刀量 ap 可使走刀次數(shù)減少，增大進(jìn)給量 f 有利于斷屑。 (2)精車時(shí)，對加工精度和表面粗糙度要求較高，加工余量不大且較均勻。選擇精 車的切削用量時(shí)，應(yīng)著重考慮如何保證加工質(zhì)量，并在此基礎(chǔ)土盡量提高生產(chǎn)率。因 此，精車時(shí)應(yīng)選用較小（但不能太?。┑谋吵缘读亢瓦M(jìn)給量，并選用性能高的刀具材 料和合理的幾何參數(shù)，以盡可能提高切削速度。 4.51 確定背吃刀量 粗加工時(shí)，除留下精加工余量外，一次走刀盡可能切除全部余量。也可分多次走 刀。精加工的加工余量一般較小，可一次切除。在中等功率機(jī)床上，粗加工的背吃刀 量可達(dá) 810mm；半精加工的背吃刀量取 0.55mm；精加工的背吃刀量取 0.21.5mm。 4.52 確定主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 vc 可根據(jù)己經(jīng)選定的背吃刀量、進(jìn)給量及刀具耐用度進(jìn)行選取。實(shí)際加 工過程中，也可根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和查表的方法來選取。 粗加工或工件材料的加工性能較差時(shí)，宜選用較低的切削速度。精加工或刀具材料、 11 工件材料的切削性能較好時(shí)，宜選用較高的切削速度。 切削速度 vc 確定后，可根據(jù)刀具或工件直徑（D）按公式 n=l000vc/D 來確定主軸轉(zhuǎn)速 n（r/min）。 表 2-2 硬質(zhì)合金刀具切削用量推薦表 粗加工 精加工 刀具 材料 工件材 料 切削速 度 mm/min 進(jìn)給量 （mm /r） 被吃刀 量 mm 切削速度 mm/m in） 進(jìn)給量 （mm /r） 被吃刀 量 mm 碳鋼 220 0.2 3 260 0.1 0.4 低合金 鋼 180 0.2 0.2 3 3 220 220 0.1 0.1 0.4 高合金 鋼 120 0.2 3 160 0.1 0.4 鑄鐵 80 0.20.2 33 140140 0.10.1 0.4 不銹鋼 80 0.2 2 120 0.1 0.2 鈦合金 40 0.30.2 1.51.5 6060 0.10.1 0.4 灰鑄鐵 120 0.30.3 22 150150 0.150.15 0.5 球墨鑄 鐵 100 0.2 0.3 2 120 120 0.15 0.15 0.5 硬質(zhì) 合金 或涂 層硬 質(zhì)合 金 鋁合金 1600 0.2 1.5 1600 0.1 0.5 表 2-3 常用切削用量推薦表 工件材料 加工內(nèi)容 背吃刀量 apmm 切削速度 vcm min-1 進(jìn)給量 f/mmr-l 刀具材料 12 粗加工 5-7 6080 0.20.4 粗加工 2-3 80120 0.20.4 碳素鋼 b6 00MPa 精加工 2-6 120150 0.10.2 YT 類 鉆中心孔 500800rmin-1 鉆孔 2530 0.10.2 W18C r4V 碳素鋼 b6 00MPa 切斷（寬度<5mm） 70110 0.10.2 YT 類 粗加工 5070 0.20.4 精加工 70100 0.10.2鑄鐵HBS<200 切斷（寬度<5mm） 5070 0.10.2 YG 類 通過圖與表的結(jié)合我們最終確定： 車削端面： 背吃刀量 ap：粗加工為 5mm,精加工為 0.2mm 進(jìn)給量 f：粗加工為 0.3mmr；精車 0.1mmr 主軸轉(zhuǎn)速 n=600r/min 車削外圓： 背吃刀量 ap：粗加工為 5mm,精加工為 0.2mm 進(jìn)給量 f：粗加工為 0.3mmr；精車 0.1mmr 主軸轉(zhuǎn)速 n=800r/min 車削螺紋： 背吃刀量 ap：第一刀 0.5mm 接著逐級遞減 0.2mm 進(jìn)給量 f=0.6mm 主軸轉(zhuǎn)速 n=450r/min 4.53 確定進(jìn)給速度 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 工精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，確定進(jìn)給速度的原則： 13 a. 當(dāng)工件的質(zhì)量要求能夠得到保證時(shí)，為提高生產(chǎn)效率，可選擇較高的進(jìn)給 速度。一般在 100200mm/min 范圍內(nèi)選取。 b. 在切斷、加工深孔或用高速鋼刀具加工時(shí)，宜選擇較低的進(jìn)給速度，一般 在 2050mm/min，范圍內(nèi)選取。 c. 當(dāng)加工精度，表面粗糙度要求高時(shí)，進(jìn)給速度應(yīng)選小些，一般在 2050mm/min 范圍內(nèi)選取。 d. 刀具空行程時(shí)，特別是遠(yuǎn)距離“回零”時(shí)，可以設(shè)定該機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)設(shè)定 的最高進(jìn)給速度。 軸： 切削速度的高低主要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： DVcn10 式中: 切削速度，單位為 mm/min；CV 刀具的直徑或工件的直徑，單位為 mm。D 參數(shù) 、、 、 都由實(shí)驗(yàn)確定，也可參考有關(guān)切削用量手冊選用。CN 車直線和圓弧輪廓時(shí)。通過查表和計(jì)算以及零件分析確定其粗車切削速度 CV =100mm/min，精車的切削速度 =123mm/min。CV 綜上可以得出（機(jī)床有的或較接近的轉(zhuǎn)速取百位近似值）詳見表 5-3。 表 5-3 切削參數(shù)表 刀具 車削 背吃刀量 mm 進(jìn)給速度 mm/min 主軸轉(zhuǎn)速 r/min 外圓車刀 粗車 1.5 100 800 外圓車刀 精車 0.5 120 1500 內(nèi)孔鏜刀 粗車 1 120 1000 內(nèi)孔鏜刀 精車 0.3 120 1500 內(nèi)螺紋車刀 車螺紋 0.6 遞減 螺距確定 450 切槽刀 切槽 50 500 14 切削進(jìn)給速度也可由機(jī)床操作者根據(jù)被加工工件表面的具體情況進(jìn)行手動調(diào)整， 以獲得最佳切削狀態(tài)。 4.6 切削液的選擇 切削液（cutting fluid, coolant）是一種用在金屬切削、磨加工過程中，用來 冷卻和潤滑刀具和加工件的工業(yè)用液體，切削液由多種超強(qiáng)功能助劑經(jīng)科學(xué)復(fù)合配伍 而成，同時(shí)具備良好的冷卻性能、潤滑性能、防銹性能、除油清洗功能、防腐功能、 易稀釋特點(diǎn)。克服了傳統(tǒng)皂基乳化液夏天易臭、冬天難稀釋、防銹效果差的的毛病， 對車床漆也無不良影響，適用于黑色金屬的切削及磨加工，屬當(dāng)前最領(lǐng)先的磨削產(chǎn)品。 切削液各項(xiàng)指標(biāo)均優(yōu)于皂化油，它具有良好的冷卻、清洗、防銹等特點(diǎn)，并且具備無 毒、無味、對人體無侵蝕、對設(shè)備不腐蝕、對環(huán)境不污染等特點(diǎn)通過查表，將常用三 種切削液列表，如下表 6-1： 表 6-1 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、潤滑、清洗 切削油 礦物油、動植物油、復(fù)合油 潤滑 從工件材料上看，45 鋼不適于用水溶液，而從經(jīng)濟(jì)成本角度來參考，乳化液較切 削油而言，成本較低，但同樣能滿足刀具和加工的需求。故，綜合上述條件考慮，我 最終選擇的切削液為：乳化液。它在加工過程中的主要作用是：冷卻、潤滑和清洗。 切削有色金屬和銅、鋁合金時(shí)，為了得到較高的表面質(zhì)量和精度，可采用 10%-20% 的乳化液、煤油或煤油與礦物油的混合物。出于毛坯材料和刀具材料的考慮該零件的 加工選用乳化液。 4.7 估算時(shí)間定額 目前工時(shí)定額主要是按經(jīng)過生產(chǎn)實(shí)踐驗(yàn)證積累起來的統(tǒng)計(jì)資料來確定（參閱有關(guān) 15 手冊），隨著工藝過程的不斷改進(jìn)，也需要相應(yīng)地修訂工時(shí)定額。 對于流水線自動線，由于有規(guī)定的切削用量，工時(shí)定額可以部分通過計(jì)算，部分 應(yīng)與統(tǒng)計(jì)資料得出。 在計(jì)算出每一道工序的單件時(shí)間后，還必須對各個(gè)工序的單件計(jì)算時(shí)間進(jìn)行平衡， 以最大限度地發(fā)揮各臺機(jī)床的生產(chǎn)效率，達(dá)到較高的生產(chǎn)率，保證完成生產(chǎn)任務(wù)。 具體方法時(shí)首先計(jì)算出零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)所要求的單件時(shí)間 ：dT =60 /NmindT 式中，T年基本工時(shí)，單位為 h； N零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)，單位為件/年； --設(shè)備負(fù)荷率，一般取 0.75-0.85。 將每個(gè)工序的單件計(jì)算時(shí)間 Tc 與 Td 進(jìn)行比較。對于 Tc 大于 Td 的工序，可通過 下列方法縮短 Tc，以達(dá)到平衡工序單件時(shí)間的目的。 若 Tc 大于 Td 在一倍以內(nèi)，可采用該刀具，適當(dāng)提高切削用量，采用高效加工方 法縮短工作進(jìn)程等措施來縮短 Tc。 若 Tc 大于 Td 兩倍以上，則可采用增加順序加工工序或增加平行加工工序的方法 來成倍地提高生產(chǎn)率，縮短 Tc。 對于 Tc 小于 Td 的工序，因其生產(chǎn)率較高，則可采用一般的通用機(jī)床及工藝裝備， 來降低成本。 下面以工序 1、工序 2 中加工為例來說明時(shí)間定額的計(jì)算方法。 基本時(shí)間 的計(jì)算。jt 4.71 粗車左端外圓 1) 加工條件 工件材料：45#鋼 加工要求：粗車零件左端，車 19 長 40 機(jī)床：數(shù)車 CK6140 刀具：90 度外圓車刀 量具：卡尺 2) 計(jì)算切削用量 已知毛坯被加工長度為 22 mm，最大加工余量為 Zmax=26mm,可一次切削，切削深 16 度 ap=2mm 確定進(jìn)給量 f： 根據(jù)工藝手冊），表 2.475,確定 fz=0.2mm/r 切削速度： 參考有關(guān)手冊，確定 V=100m/min 80(r/min)41.3dw0vns 3) 計(jì)算工時(shí) 當(dāng) nw=1000r/min,工作臺的每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為： fm=fznz=0.2800=160(mm/min) 行程為 l+l1+l2=286+50+20=356mm 故機(jī)動工時(shí)為： tm =356160=2.22min=133.6s 輔助時(shí)間為： tf=0.15tm=0.15133.6=20s 其他時(shí)間計(jì)算： tb+tx=6%(133.6+20)=9.2s 故工序 5 的單件時(shí)間： tdj=tm+tf+tb+tx =133.6+20+9.2=162.8s 4.72 精車左端外圓 1）加工條件 工件材料：45#鋼 加工要求：粗車零件左端，車 19 長 40 機(jī)床：數(shù)車 CK6140 刀具：90 度外圓車刀 量具：卡尺 2）計(jì)算切削用量 已知毛坯被加工長度為 22 mm，最大加工余量為 Zmax=0.3mm,可一次切削，切削深 度 ap=0.3mm 確定進(jìn)給量 f： 根據(jù)工藝手冊），表 2.475,確定 fz=0.08mm/r 切削速度： 參考有關(guān)手冊，確定 V=150m/min (r/min)2014.350dw1vns 3）計(jì)算工時(shí) 當(dāng) nw=1000r/min,工作臺的每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為： 17 fm=fznz=0.081200=96(mm/min) 行程為 l+l1+l2=22+5+2=29mm 故機(jī)動工時(shí)為： tm =2996=0.3min=18s 輔助時(shí)間為： tf=0.15tm=0.1518=2.7s 其他時(shí)間計(jì)算： tb+tx=6%(18+2.7)=1.24s 故工序 5 的單件時(shí)間： tdj=tm+tf+tb+tx =18+2.7+1.24=22s 4.73 粗車右端外圓 1）加工條件： 工件材料：45#鋼 加工要求：粗車零件左端，車 20 長 22 機(jī)床：數(shù)車 CK6140 刀具：外圓車刀 量具：卡尺 2）計(jì)算切削用量 已知毛坯被加工長度為 80 mm，最大加工余量為 Zmax=30mm,可一次切削，切削深 度 ap=2mm 確定進(jìn)給量 f： 根據(jù)工藝手冊），表 2.475,確定 fz=0.2mm/r 切削速度： 參考有關(guān)手冊，確定 V=100/min (r/min)1034.dw10vns 3）計(jì)算工時(shí) 當(dāng) nw=1000r/min,工作臺的每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為： fm=fznz=0.21000=200(mm/min) 行程為 l+l1+l2=1200+75+30=1305mm 故機(jī)動工時(shí)為： tm =1305200=6.5min=393s 輔助時(shí)間為： tf=0.15tm=0.15393=59s 18 其他時(shí)間計(jì)算： tb+tx=6%(393+59)=27s 故工序 5 的單件時(shí)間： tdj=tm+tf+tb+tx =393+59+27=480s 4.74 精車右端 1）加工條件： 工件材料：45#鋼 加工要求：粗車零件左端，車 20 長 22 機(jī)床：數(shù)車 CK6140 刀具：外圓車刀 量具：卡尺 2）計(jì)算切削用量 已知毛坯被加工長度為 80 mm，最大加工余量為 Zmax=0.3mm,可一次切削，切削深 度 ap=0.3mm 確定進(jìn)給量 f： 根據(jù)工藝手冊），表 2.475,確定 fz=0.08mm/r 切削速度： 參考有關(guān)手冊，確定 V=150/min (r/min)15034.0dw1vns 3）計(jì)算工時(shí) 當(dāng) nw=1000r/min,工作臺的每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為： fm=fznz=0.081500=120(mm/min) 行程為 l+l1+l2=80+5+3=88mm 故機(jī)動工時(shí)為： tm =88120=0.73min=44s 輔助時(shí)間為： tf=0.15tm=0.1544=6.6s 其他時(shí)間計(jì)算： tb+tx=6%(44+6.6)=3s 故工序 5 的單件時(shí)間： tdj=tm+tf+tb+tx =44+6.6+3=53.6s 19 第四章： 工藝文件的制作 5.1 工藝過程卡 對零件的加工制定重要工藝過程，如表 5-1 是車削異形軸的加工工藝過程卡和表 7-2 是車削件異形軸的加工工藝過程卡。 表 5-1 車削件加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 圖 2-1機(jī)械加工工 藝過程卡片 產(chǎn)品名稱 異形軸零件 零件名稱 異形軸零件 材料牌號 45 毛坯種類 圓鋼 毛坯外形尺寸 55*180 工序號 工序名稱 工步內(nèi)容 設(shè)備 工藝裝備 10 備料 60*115 圓鋼 鋸床 20 調(diào)質(zhì)處理 26-31HRC 30 數(shù)控車 1 加工左端外圓及內(nèi)孔 數(shù)控車 三爪卡盤 40 數(shù)控車 2 加工右端外圓 數(shù)控車 三爪卡盤 50 去毛刺 去除毛刺 三爪卡盤 110 檢驗(yàn) 測量各部分尺寸、形狀精度檢測 游標(biāo)卡尺 編制 審核 2014.11 共一頁 第一頁 5.2 工序卡 工序卡片是工藝規(guī)程的一種形式。它是按零件加工的每一道工序編制的一種工藝 文件。它的內(nèi)容包括：每一工序的詳細(xì)操作、操作方法和要求等。它適用于大量生產(chǎn) 的全部零件和成批生產(chǎn)的重要零件。在單件小批生產(chǎn)中，一些特別重要的工序也需要 編制工序卡片。機(jī)械加工工序卡片是根據(jù)機(jī)械加工工藝卡片為一道工序制訂的。它更 詳細(xì)地說明整個(gè)零件各個(gè)工序的要求，是用來具體指導(dǎo)工人操作的工藝文件。在這種 卡片上要畫工序簡圖，說明該工序每一工步的內(nèi)容、工藝參數(shù)、操作要求以及所用的 設(shè)備及工藝裝備。一般用于大批大量生產(chǎn)的零件。 20 21 22 23 第五章： 零件程序編制 每一個(gè)被加工零件的零件程序的生成都與該零件的加工息息相關(guān)。所加工零件的 加工質(zhì)量的高低也與零件程序的生成密切相關(guān)。下面是該零件的加工程序 3。 異形軸： 軸 2 序 O0002 T0101 車外圓 S1000M03 主軸正轉(zhuǎn) M8 冷卻液開 G99 冷卻液開 G00X62Z2 冷卻液開 G71U1R1 G71 粗車循環(huán) G71P1Q2U0.3W0.2F0.1 N1G1X32 循環(huán)起點(diǎn) X34W-1 倒角 Z-14 直線插補(bǔ) X40W-8 車錐度 X53.13 直線插補(bǔ) X48W-5 車倒角 Z-30 直線插補(bǔ) X55.97W-2.26 車倒角 G3X57W-3.48R2 車圓弧 G1X48W-2.26 直線插補(bǔ) N2W-5 循環(huán)結(jié)束 G70P1Q2 G70 精車循環(huán) G0Z300 快速退回 M5 主軸停轉(zhuǎn) M9 冷卻液停止 M1 選擇性停止 T0202 切槽 S500M03 主軸正轉(zhuǎn) M8 冷卻液開 G99 每轉(zhuǎn)進(jìn)給方式 G00X57Z3 快速定位至安全平面 24 Z-48 定位至切削點(diǎn) G1X42F0.05 切槽 G0X57 退刀 G0Z300 退回安全平面 M5 主軸停轉(zhuǎn) M9 冷卻液停止 M1 選擇性停止 T0303 車內(nèi)孔 M03S100 主軸正轉(zhuǎn) M8 冷卻液開 G99 每轉(zhuǎn)進(jìn)給 G0X28Z2 快速定位 G1Z0F0.2 切削至平面 X26W-1F0.1 倒角 Z-35 直線插補(bǔ) G0X25Z300 快速退刀 M5 主軸停止 M9 冷卻液關(guān) M1 選擇性停 T0303 車螺紋 S300M03 主軸正轉(zhuǎn) M8 冷卻液開 G99 每轉(zhuǎn)進(jìn)給方式 G00X25Z5 快速定位至安全平面 G92X26.7Z-30F2 車螺紋循環(huán) X27.2 X27.7 X28 X28.2 X28.2 G0Z300 退回安全平面 M5 主軸停轉(zhuǎn) M9 冷卻液停止 M30 程序結(jié)束返回開頭 軸 2 序 車外圓 T0101 25 S1000M03 主軸正轉(zhuǎn) M8 冷卻液開 G99 每轉(zhuǎn)進(jìn)給方式 G00X55Z5 快速定位 G71U1R1 G71 粗車循環(huán) G71P1Q2U0.3W0.2F0.1 N1G0X0 循環(huán)起點(diǎn) G3X6.93Z-6R4 車圓弧 G1X30W-9 車錐度 X35.11W-1.28 倒角 G3X35.43W-1.69R1 車圓弧 G1X30W-2 倒角 G2X30W-20R30 車圓弧 G1X38.4 直線插補(bǔ) X40.4W-1 倒角 W-5 直線插補(bǔ) X52.53W-2.33 車錐度 N2G3X52.53W-1.75R1 循環(huán)終點(diǎn) G70P1Q2 G70 精車循環(huán) G0X200Z300 快速退回 M5 主軸停轉(zhuǎn) M9 冷卻液停止 M30 程序結(jié)束 第六章：程序的仿真加工 6.1 仿真軟件的簡介 數(shù)控加工仿真軟件目前的國內(nèi)市場有很多，做的出色的主要由宇龍仿真系統(tǒng) 和斯沃?jǐn)?shù)控仿真系統(tǒng)，這些優(yōu)秀的數(shù)控仿真系統(tǒng)都擁有發(fā)那科(FANUC)、西門子 (SINUMERIK)、三菱(MITSUBISHI)、廣州數(shù)控(GSK)、華中世紀(jì)星(HNC)、北京凱恩帝 (KND)、大連大森(DASEN)、南京華興(WA) 數(shù)控車銑及加工中心等 28 個(gè)系統(tǒng)，64 個(gè)控 制面板。具有網(wǎng)絡(luò)版和單機(jī)版模式，可以在微機(jī)上仿真各種數(shù)控設(shè)備的編程，操作， 是廣大高校機(jī)械類學(xué)生和國內(nèi)外大中型企業(yè)數(shù)控操作人員的良師益友。 26 其中斯沃?jǐn)?shù)控仿真軟件是結(jié)合機(jī)床廠家實(shí)際加工制造經(jīng)驗(yàn)與高校教學(xué)訓(xùn)練一體所 開發(fā)的國內(nèi)第一款自動免費(fèi)下載更新的數(shù)控仿真軟件。通過該軟件可以使學(xué)生和操作 工人達(dá)到實(shí)物操作訓(xùn)練的目的，又可大大減少昂貴的設(shè)備投入. 6.2 仿真加工過程 1) 打開斯沃仿真軟件，選擇 Fanuc OIT 系統(tǒng)，進(jìn)入系統(tǒng)界面 2) 松開緊急停止按鈕，回零 X-Z 坐標(biāo)軸（加工中心回零 X-Y-Z 軸） 3) 按照加工工藝表格選擇合適的毛坯，刀具和夾具 4) 依次對刀，調(diào)整機(jī)床偏置數(shù)據(jù)，確認(rèn)數(shù)據(jù)無誤 5) 輸入加工程序并檢查程序是否正確、完整 6) 將機(jī)床狀態(tài)轉(zhuǎn)換為 AUTO，運(yùn)行加工程序，并且觀察刀具位置和切削過程 7) 加工完成后選擇測量系統(tǒng)，測量主要加工尺寸，如果和設(shè)計(jì)不同，檢查加工程序 和對刀是否正確 零件仿真加工圖： 27 總 結(jié) 經(jīng)過長時(shí)間的整理和修改到現(xiàn)在畢業(yè)設(shè)計(jì)基本完成。畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成是一個(gè)長期 的過程，需要不斷的進(jìn)行精心設(shè)計(jì)零件，精心修改，不斷地去研究各方面的文獻(xiàn)，并 且利用自己所學(xué)的知識，認(rèn)真總結(jié)完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。歷經(jīng)了這么久的努力，終于完成了 畢業(yè)設(shè)計(jì)。通過這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我擁有了無數(shù)難忘的感動和收獲，讓我系統(tǒng)地鞏固 了大學(xué)三年所學(xué)習(xí)的課程，對自己也是一次很好的測驗(yàn)。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)的制作也讓我 更加了解了我院的 FANUC 0i 系統(tǒng)，切削、加工中心和車床等數(shù)控機(jī)床。 開始設(shè)計(jì)零件，分析零件的加工工藝，選擇機(jī)床，選擇刀具，選擇毛坯，最終到 編制出程序。在這個(gè)過程中我都學(xué)會了很多的知識。這次從零件的設(shè)計(jì)完成結(jié)果來看， 雖然還是存在著一些問題，但是自己的很多方面還是得到了提高。 通過這次對零件進(jìn)行設(shè)計(jì)及編制其說明書，增加了不少專業(yè)方面的知識，切實(shí)做 到了將理論聯(lián)系到實(shí)際中，也只有理論與實(shí)際巧妙的結(jié)合在一起，才能達(dá)到規(guī)定的各 項(xiàng)性能指標(biāo)。對于程序的編制是一個(gè)重要內(nèi)容，只有合理的編制程序，制定出走刀路 線，才能在最短的時(shí)間內(nèi)加工出滿足要求的零件。 通過這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我對以前的所學(xué)知識進(jìn)行了一次比較全面的復(fù)習(xí)，從中 學(xué)到了不少課本以外的知識，也積累了一些加工的經(jīng)驗(yàn)和技巧。但在整個(gè)零件的加工 和畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成都還存在著一定的不足，還懇請老師批評和指正。 28 總之用一句話來形容就是：即起到了溫習(xí)舊知識的作用，又起到了開拓新思維的 作用。這為自己以后走向社會、走向工作崗位奠定了一定基礎(chǔ)。 致 謝 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書及其零件工藝分析的完成，獲得了很多人的幫助。首先要感 謝我的指導(dǎo)老師，在畢業(yè)設(shè)計(jì)書編制及零件工藝分析過程中，給予了我精心的指導(dǎo)， 并講解了各項(xiàng)專業(yè)要領(lǐng)，提出了寶貴的專業(yè)意見。也要感謝曾經(jīng)的科任老師，是他們 教給了我畢業(yè)設(shè)計(jì)這個(gè)大題中許多有用的知識，感謝學(xué)院實(shí)驗(yàn)室和圖書室提供的設(shè)備 條件和實(shí)驗(yàn)場所，并且給予我們這么好的機(jī)會和大力支持。同時(shí)也感謝同學(xué)們的無私 幫助。最后，當(dāng)然也要感謝百忙之中抽空參加畢業(yè)答辯的評審老師們。 29 參考文獻(xiàn) 1錢可強(qiáng).機(jī)械制圖.北京：高等教育出版社，2011.5 2 艾興，肖詩綱.切削用量簡明手冊.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.8 3 顧京.數(shù)控加工編程與操作.北京：高等教育出版社，2008.6 4 趙宏立.機(jī)械加工工藝與裝備.北京：人民郵電出版社，2009.2 5 徐茂功.公差配合與技術(shù)測量.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2012.12 6 王甫茂，李正峰.機(jī)械制造基礎(chǔ).北京：科學(xué)出版社，2011 7教務(wù)處.畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）指導(dǎo)手冊.M.宜賓:宜賓職業(yè)技術(shù)學(xué)院印刷廠，2010.4 8陳立德.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì).北京：高等教育出版社，2012.12