軸類配合件的數(shù)控車加工工藝及手動編程斯沃仿真-兩件套含三維及CAD圖

軸類配合件的數(shù)控車加工工藝及手動編程斯沃仿真-兩件套含三維及CAD圖,配合,數(shù)控,加工,工藝,手動,編程,仿真,兩件套,三維,cad 零件名稱 零件 零件圖號 1 序號 刀具號 刀具名稱 數(shù)量 加工表面 刀具半徑R(mm) 刀尖方位T 備注 1 T01 90°外圓車刀 1 粗、精車外輪廓 0.4 3 　 2 T02 5mm切槽刀 1 切斷、切槽 　 　 　 3 T03 外螺紋車刀 1 車螺紋 4 T04 35°外圓車刀 1 粗、精車外輪廓 0.4 5 手動 中心鉆頭 1 鉆中心孔 　 　 　 6 手動 鉆頭 1 鉆孔 　 　 　 7 T02 內(nèi)孔鏜刀 1 粗、精車內(nèi)輪廓 0.4 　 零件一 數(shù)控加工工序卡片 工步號 工步內(nèi)容 刀具號 切削用量 備注 主軸轉(zhuǎn)速n（r/min） 進(jìn)給量f（r/mm） 背吃刀量 1 三爪卡盤裝卡零件并找正 手動 5 粗車右外輪廓，留余量0.5mm T01 600 0.2 1.5 6 精車右邊外輪廓 T01 1000 0.1 0.5 7 切槽寬5mm T02 8 車螺紋 T03 400 9 掉頭裝夾并找正 手動 10 對刀 11 粗車左外輪廓，留余量0.5mm T01 600 0.2 1.5 12 精車左外輪廓 T01 1000 0.04 0.5 零件二 數(shù)控加工工序卡片 工步號 工步內(nèi)容 刀具號 切削用量 備注 主軸轉(zhuǎn)速n（r/min） 進(jìn)給量f（r/mm） 背吃刀量 1 三爪卡盤裝卡零件并找正 手動 5 粗車右外輪廓，留余量0.5mm T01 600 0.2 1.5 6 精車右邊外輪廓 T01 1000 0.1 0.5 9 掉頭裝夾并找正 手動 10 對刀 11 打中心孔 800 手動 12 鉆孔 600 手動 13 粗車右內(nèi)輪廓，留余量0.6mm T02 500 0.15 1 14 精車右外輪廓 T02 800 0.08 0.3 XXXXX XX（設(shè)計、論文） 軸類配合件的數(shù)控加工工藝及編程仿真 系 別 專 業(yè) 班 級 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 20XX年11月××日 22 摘要 數(shù)控車床是現(xiàn)代加工車間里面重要的加工設(shè)備，現(xiàn)代的CAD/CAM都是建立在數(shù)控技術(shù)之上的。現(xiàn)代數(shù)控加工技術(shù)知識是現(xiàn)代機(jī)械專業(yè)學(xué)生必需掌握的。在數(shù)控加工過程中，要考慮到零件加工工藝路線的安排、加工機(jī)床型號的選擇、切削刀具的選擇、零件加工的定位裝夾及數(shù)控程序的編制等一系列因素的影響。所涉及到的知識面非常廣闊。 本文根據(jù)數(shù)控車床的加工特點(diǎn)，針對配合件裝配件，進(jìn)行了零件圖分析、加工方法工藝方案的確定，工裝方案的確定，刀具和切削用量的選擇，數(shù)控加工程序的編制及仿真檢驗。通過整個工藝的過程的制定，充分體現(xiàn)了數(shù)控加工設(shè)備在保證加工精度，加工效率，簡化工序等方面的優(yōu)勢。 關(guān)鍵詞：數(shù)控車床 ?數(shù)控編程 配合件 Abstract CNC lathe is modern processing plant inside an important processing equipment, modern CAD/CAM is based on technology of numerical control. The modern NC machining technology of knowledge is the modern machinery professional students must master. In NC machining process, a series of factors to take into account the processing positioning parts route arrangement, machine type selection, cutting tool selection, machining clamping and CNC programming etc.. The knowledge involved in a very wide. According to the processing characteristics of NC lathe, according to the matching parts assembly, were carried out to determine the parts diagram analysis and processing method of process scheme, the scheme determination of tooling, cutting tools and cutting parameters selection, compilation and simulation test of CNC machining program. Through the process of making the whole process, fully embodies the CNC machining equipment in the guarantee of the processing precision and the processing efficiency, the advantages of the simplified procedures. Keywords: CNC lathe NC programming fitting 目錄 摘要 2 Abstract 3 1 .緒論 1 1.1 本課題的目的及意義 1 1.2 數(shù)控機(jī)床及數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展 1 1.3 本課題的主要任務(wù) 2 2 .零件圖的分析 3 2.1零件圖技術(shù)要求分析 3 2.2零件的三維效果圖 4 3.零件的工藝規(guī)程設(shè)計 6 3.1表面加工方法的確定 6 3.1.1零件一加工方法 6 3.1.1零件二加工方法 6 3.2加工順序的安排 6 3.3 定位基準(zhǔn)及裝夾方式的選擇 6 3.4 制訂工藝路線 7 3.5 切削用量的選擇 8 3.5.1、主軸轉(zhuǎn)速的確定 8 3.5.2 進(jìn)給速度的確定 10 3.5.3、背吃刀量的確定 10 3.6 加工刀具的選擇 11 3.7 工藝卡片的填寫 12 4.零件的數(shù)控編程及仿真 14 4.1 G代碼的功能指令 14 4.2 G代碼的功能指令 14 4.2 編寫數(shù)控程序 16 4.3 程序的仿真加工 19 4.3.1 程序的導(dǎo)入 19 4.3.2 設(shè)置工件 19 4.3.3 設(shè)置刀具 20 4.3.4 對刀和輸入刀補(bǔ) 20 4.3.5 仿真加工 20 結(jié) 論 22 致 謝 23 參考文獻(xiàn) 24 1 .緒論 1.1 本課題的目的及意義 目的：通過這次設(shè)計可以使我們學(xué)會對相關(guān)學(xué)科中的基本理論、基本知識進(jìn)行綜合運(yùn)用，同時對本專業(yè)有較完整的、系統(tǒng)的認(rèn)識，從而達(dá)到鞏固、擴(kuò)大、深化所學(xué)知識的目的，培養(yǎng)和提高綜合分析問題和解決問題的能力，以及培養(yǎng)科學(xué)的研究和創(chuàng)造能力。 意義：隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們對生活用品的要求也越來越高，企業(yè)生產(chǎn)效率也有相應(yīng)的提高。數(shù)控機(jī)床的出現(xiàn)實現(xiàn)了廣大人們的這一愿望。數(shù)控車削加工工藝是實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計、保證產(chǎn)品的質(zhì)量、保證零件的精度，節(jié)約能源、降低消耗的重要手段，是企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)準(zhǔn)備、計劃調(diào)度、加工操作、安全生產(chǎn)、技術(shù)檢測和健全勞動組織的重要依據(jù)。也是企業(yè)對高品質(zhì)、高品種、高水平、加速產(chǎn)品更新，提高經(jīng)濟(jì)效益的技術(shù)保證。這不但滿足廣大消費(fèi)者的目的，即實現(xiàn)了產(chǎn)品多樣化、產(chǎn)品高質(zhì)量、更新速度快的要求，同時推動了企業(yè)的快速發(fā)展，提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率。 機(jī)械工藝是國民經(jīng)濟(jì)各部門的裝備軍，而數(shù)控加工在機(jī)械行業(yè)占有領(lǐng)頭羊的地位，因此國民經(jīng)濟(jì)各部門的生產(chǎn)技術(shù)水平和所取得的經(jīng)濟(jì)效益，在很大程度上取決于機(jī)械行業(yè)和數(shù)控行業(yè)中所能提供的機(jī)械裝備的技術(shù)性能、指令和可靠性。因此數(shù)控加工技術(shù)水平和生產(chǎn)規(guī)模是衡量一個國家科技水平和經(jīng)濟(jì)實力的重要標(biāo)志。 數(shù)控工藝規(guī)程的編制是直接指導(dǎo)產(chǎn)品或零件制造工藝過程和操作方法的工藝文件，它將直接影響企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量、效益、競爭能力。本文通過對典型軸類零件數(shù)控加工工藝的分析，對零件進(jìn)行編程加工，給出了對于凸臺板零件的數(shù)控加工工藝分析的方法，對于提高制造質(zhì)量、實際生產(chǎn)具有一定的意義。 1.2 數(shù)控機(jī)床及數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展 （1）數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用與發(fā)展 隨著電子信息技術(shù)的發(fā)展世界機(jī)床已經(jīng)進(jìn)入以數(shù)字化制造技術(shù)為核心的機(jī)電一體化時代，其中數(shù)控機(jī)床就是其帶表機(jī)床之一。數(shù)控機(jī)床是制造業(yè)的加工母機(jī)和國民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)。隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，數(shù)控機(jī)床的發(fā)展也越來越快，數(shù)控機(jī)床也正朝著高性能、高精度、高速度、高柔性化和模塊化方向發(fā)展。 我國近幾年數(shù)控機(jī)床雖然發(fā)展較快，但與國際先進(jìn)水平還存在一定的差距，主要表現(xiàn)在：可靠性差、外觀質(zhì)量差、產(chǎn)品開發(fā)周期長、應(yīng)變能力差。為了縮小與世界先進(jìn)水平的差距，有關(guān)專家建議機(jī)床企業(yè)應(yīng)在以下6個方面著力研究： 1）加大力度實施質(zhì)量工程，提高數(shù)控機(jī)床的無故障率； 2）跟蹤國際水平，使數(shù)控機(jī)床向高效高精度方面發(fā)展； 3）加大成套設(shè)計開發(fā)能力上求突破； 4）發(fā)揮服務(wù)優(yōu)勢，擴(kuò)大市場占有率； 5）多品種制造，滿足不同層次的用戶的需求； 6）模塊化設(shè)計，縮短開發(fā)周期，快速響應(yīng)市場。 數(shù)控機(jī)床使用范圍越來越大，國內(nèi)國際市場容量也越來越大，但競爭也會加劇，我們只有緊跟先進(jìn)技術(shù)進(jìn)步的大方向，并不斷創(chuàng)新，才能趕超世界先進(jìn)水平。 （2）數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展 數(shù)控技術(shù)是數(shù)字程序控制數(shù)控機(jī)械實現(xiàn)自動工作的技術(shù)。它廣泛用于機(jī)械制造和自動化領(lǐng)域，較好地解決多品種、小批量和復(fù)雜零件加工以及生產(chǎn)過程自動化問題。隨著計算機(jī)、自動控制技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)控技術(shù)已廣泛地應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人以及各類機(jī)電一體化設(shè)備上。同時，社會經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，對數(shù)控裝置和數(shù)控機(jī)械要求在理論和應(yīng)用方面有迅速的發(fā)展和提高。 1.3 本課題的主要任務(wù) （1）繪制零件二維圖及三維圖； （2）分析零件結(jié)構(gòu)、技術(shù)要求等； （3）對零件進(jìn)行工藝分析； （4）制定合理的加工方案； （5）對零件進(jìn)行編程仿真。 2 .零件圖的分析 2.1零件圖技術(shù)要求分析 1、零件一的毛坯為Φ50x106,材料為鋁合金,技術(shù)要求(1).為注長度尺寸偏差±0.5mm。(2).為注倒角C0.5。(3).去除毛刺飛邊.與圖2件配合。(4).零件表面不應(yīng)有劃痕、擦傷等損壞零件表面的缺陷。(5).為注形狀公差應(yīng)符合GB1184-1980的要求如圖2.1所示。 圖2.1件一 2、零件二的毛坯為Φ50x38,材料為鋁合金,技術(shù)要求(1).為注長度尺寸偏差±0.5mm。(2).為注倒角C0.5。(3).去除毛刺飛邊.與圖1件配合。(4).零件表面不應(yīng)有劃痕、擦傷等損壞零件表面的缺陷。如圖2.2所示。 圖2.2件二 3、裝配圖紙,技術(shù)要求(1).為注長度尺寸偏差±0.5mm。(2).為注倒角C0.5。(3).去除毛刺飛邊.件1和件2的配合需要注意配合件精度，保證好松緊。件1主要由螺紋、切槽、斜角、圓弧等組成。件2主要由倒角、斜邊等組成。如圖1.3所示。 圖2.3裝配圖 2.2零件的三維效果圖 圖2.4件一 三維圖 圖2.4件二 三維圖 圖2.5零件裝配 三維圖 3.零件的工藝規(guī)程設(shè)計 3.1表面加工方法的確定 3.1.1零件一加工方法 (1)外輪廓：粗車（精度等級IT12，粗糙度Ra12.5um）————→半精車（精度等級IT8~9，粗糙度Ra3.2um）—————→精車（精度等級IT6~7，粗糙度Ra1.6um）。 3.1.1零件二加工方法 (1) 外輪廓：粗車（精度等級IT12，粗糙度Ra12.5um）————→半精車（精度等級IT8~9，粗糙度Ra3.2um）—————→精車（精度等級IT6~7，粗糙度Ra1.6um）。 (2) 內(nèi)輪廓：鉆孔（精度等級IT12，粗糙度Ra12.5um）————→粗鏜（精度等級IT9~10，粗糙度Ra3.2um）—————→精鏜（精度等級IT6~7，粗糙度Ra1.6um）。 3.2加工順序的安排 工件的機(jī)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(dāng)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(zhǔn)先行 選為精基準(zhǔn)的表面，應(yīng)先進(jìn)行價格，以便為后續(xù)工序提供可靠的精基準(zhǔn)。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(yīng)安排在初始工序加工完成。 2）先粗后精 各表面均應(yīng)按照粗加工→半精加工→精加工的順序依次進(jìn)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、螺紋等），次要表面常穿插進(jìn)行加工，一般安排在主要表面達(dá)到一定精度之后、最終精加工之前。 該零件的加工順序應(yīng)嚴(yán)格按照以上原則進(jìn)行加工。 3.3 定位基準(zhǔn)及裝夾方式的選擇 （1）定位基準(zhǔn)的選擇 1）粗基準(zhǔn)的選擇：粗車時以外圓和兩端面為粗基準(zhǔn)，并加工出精基準(zhǔn) 2）精基準(zhǔn)的選擇：精加工時以粗加工時加工出的端面和外圓為基準(zhǔn)。 （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進(jìn)行裝夾，由于零件至少需要進(jìn)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(jìn)行裝夾。 3.4 制訂工藝路線 制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的尺寸精度，技術(shù)要求等達(dá)到合理的要求。在大批量加工的情況下，可以采用專用夾具，并且盡量減少加工時間，提高生產(chǎn)效率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。下面對零件一 進(jìn)行具體的工藝分析。 方案一:采用普通車床進(jìn)行加工(對零件一進(jìn)行分析) 工序1:下料Φ50X106mm 工序2：粗車右端面，粗車將工件外圓車至Φ48.5mm 工序3：粗車M24螺紋外圓到Φ24.5mm，粗車斜邊，粗車Φ43外圓尺寸到43.5，粗車外圓Φ47外圓尺寸到Φ47.5。 工序4：精車右端面，精車M24螺紋外圓到Φ23.8mm，精車斜邊，精車Φ43外圓尺寸到達(dá)圖紙要求，精車外圓Φ47外圓尺寸到Φ47。 工序5：切槽寬度5mm 工序6：車外螺紋M24X1.5 工序7：掉頭裝夾，打表校正同軸度。 工序8：粗車左端面，粗車Φ34外圓尺寸到34.5，粗車外R6外圓尺寸到Φ30。粗車斜邊，已經(jīng)圓弧R9。 工序9：精車左端面，精車Φ34外圓尺寸到34.5，精車外R6外圓尺寸到Φ30。精車斜邊，已經(jīng)圓弧R9。到達(dá)圖紙要求。 工序10：去毛刺 工序11：終檢 方案二:采用數(shù)控車床進(jìn)行加工(對零件一進(jìn)行分析) 工序1:下料Φ50X106mm 工序2：粗車右端面 工序3：粗車M24螺紋外圓到Φ24.5mm，粗車斜邊，粗車Φ43外圓尺寸到43.5，粗車外圓Φ47外圓尺寸到Φ47.5。 工序4：精車右端面，精車M24螺紋外圓到Φ23.8mm，精車斜邊，精車Φ43外圓尺寸到達(dá)圖紙要求，精車外圓Φ47外圓尺寸到Φ47。 工序5：切槽寬度5mm 工序6：車外螺紋M24X1.5 工序7：掉頭裝夾，打表校正同軸度。 工序8：粗車左端面，粗車Φ34外圓尺寸到34.5，粗車外R6外圓尺寸到Φ30。粗車斜邊，已經(jīng)圓弧R9。 工序9：精車左端面，精車Φ34外圓尺寸到34.5，精車外R6外圓尺寸到Φ30。精車斜邊，已經(jīng)圓弧R9。到達(dá)圖紙要求。 工序10：去毛刺 工序11：終檢 以上兩種方案加工工序基本一樣，不同的地方在于機(jī)床的選用，方案一選擇了普通車床進(jìn)行加工，方案二選擇了數(shù)控車床進(jìn)行加工。通過圖紙發(fā)現(xiàn)，零件圖有圓弧面，斜邊，螺紋等特征組成，普通車床難以加工，達(dá)到圖紙要求，需要使用數(shù)控車床，方便于加工。所以本次加工方案，選擇方案二，作為零件一的加工方案。 3.5 切削用量的選擇 數(shù)控編程時，編程人員必須確定每道工序的切削用量，并以指令的形式寫入程序中。切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速、背吃刀量、進(jìn)給速度。對于不同的加工方法，需要選擇不同的切削用量。切削用量的選擇原則是：保證零件加工精度和表面粗糙度，充分發(fā)揮刀具切削性能，保證合理的刀具耐用度；并充分發(fā)揮機(jī)床的性能，最大限度提高生產(chǎn)率，降低成本。 3.5.1、主軸轉(zhuǎn)速的確定 主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)根據(jù)零件上被加工部位的直徑，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。切削速度除了計算和查表選取之外，還可以根據(jù)經(jīng)驗確定，需要注意的是交流變頻調(diào)速數(shù)控車床低速輸出力矩小，因而切削速度不能太低。 光車時，主軸的速度應(yīng)根據(jù)允許切削的速度Vc來選取，計算公式如下： n = (3.1) 式中：Vc—切削速度，單位m/min；D—工件切削部分的直徑（通常選用最大直徑），單位mm；n—車床主軸轉(zhuǎn)速，單位r/min； 而車螺紋時的主軸轉(zhuǎn)速如下： n<-k (3.2) 式中：p—工件螺紋的螺距或?qū)С?，單位mm；k—保險系數(shù)，一般取80；n—車床主軸轉(zhuǎn)速，單位r/min。 根據(jù)切削原理可知，切削速度的高低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。從理論上講，Vc的值越大越好，因為不僅可以提高生產(chǎn)效率，而且可以避免積屑瘤的臨界速度，獲得較低的表面粗糙度。但實際上由于機(jī)床、刀具、工件材料等因素的影響和限制，車削切削用量可參考表3-3選取。 表3-3 車削切削用量表 刀具材料 工件材料 粗加工 精加工 切削速度（m/min） 進(jìn)給量（mm/r） 背吃刀量（mm） 切削速度（m/min） 進(jìn)給量(mm/r) 背吃刀量（mm） 硬質(zhì)合金或涂層硬質(zhì)合金 碳鋼 220 0.2 3 260 0.1 0.4 低合碳鋼 180 0.2 3 220 0.1 0.4 鑄鐵 120 0.2 3 160 0.1 0.4 不銹鋼 80 0.2 3 120 0.1 0.4 在實際車削加工中時，考慮到加工內(nèi)孔時排屑難、冷卻難、刀桿剛性差和觀察困難的特點(diǎn)，在選擇切削用量時，可參照對應(yīng)外部加工切削用量的30%—50%進(jìn)行選取。綜合考慮： 外部輪廓加工時選?。捍周嘨c=150m/min 精車Vc=220m/min 內(nèi)部輪廓加工時選取：粗車Vc=50m/min 精車Vc=70m/min 由公式（3.1）、（3.2）、（3.3），按照毛坯直徑為60mm，螺紋導(dǎo)程為2mm，計算可得： 外部輪廓加工時： 粗車n=800r/min； 精車n=1100r/min； 內(nèi)部輪廓加工時： 粗車n=280 r/min； 精車n=400 r/min； 車螺紋時：n<520 r/min；據(jù)經(jīng)驗，取n=400 r/min。 3.5.2 進(jìn)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)零件的加工進(jìn)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。一般粗車選用較高的進(jìn)給速度，以便快速去除毛坯余量，精車以考慮表面粗糙度和零件的精度為原則，應(yīng)選擇較低的進(jìn)給速度。進(jìn)給速度Vf可以按公司Vf =f×n計算，式中f表示每轉(zhuǎn)進(jìn)給量，在加工本設(shè)計中的組合零件時進(jìn)給速度，依據(jù)表3-3進(jìn)行選取，粗加工時取f =0.2mm/r，精加工時取f =0.1mm/r，則所得加工時的進(jìn)給速度如下： 外部輪廓加工時： 粗車Vf = 160mm/min； 精車Vf = 110mm/min； 內(nèi)部輪廓加工時： 粗車Vf = 56mm/min； 精車Vf = 40mm/min； 車螺紋時的進(jìn)給速度為螺紋的導(dǎo)程。 3.5.3、背吃刀量的確定 背吃刀量根據(jù)機(jī)床、工件和刀具的剛性來決定，在剛度允許的條件下，應(yīng)盡可能使背吃刀量等于工件加工余量（除去精車量），這樣可以減少走刀次數(shù)，提高生產(chǎn)效率。為了保證加工表面質(zhì)量，可留少量精加工余量，一般為0.2—0.8mm，具體背吃刀量參照表3-3進(jìn)行選擇，如下表所列： 表3-4 背吃刀量 粗 精 外輪廓加工 1.5—2mm 0.1—0.4 內(nèi)輪廓加工 0.8—1.2mm 0.1—0.3 螺紋 隨進(jìn)刀次數(shù)依次減少。 槽 根據(jù)刀寬來選擇切削次數(shù) 總之切削用量的具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機(jī)床性能、相關(guān)的手冊并結(jié)合實際經(jīng)驗用類比方法確定。同時，使主軸轉(zhuǎn)速、切削深度及進(jìn)給速度三者能相互適應(yīng)，以形成最佳切削用量。 3.6 加工刀具的選擇 本次對配合件的加工，主要采用了90°外圓車刀，35°外圓車刀，外螺紋車刀等刀具，具體見表3.6。 零件名稱 零件 零件圖號 1 序號 刀具號 刀具名稱 數(shù)量 加工表面 刀具半徑R(mm) 刀尖方位T 備注 1 T01 90°外圓車刀 1 粗、精車外輪廓 0.4 3 　 2 T02 5mm切槽刀 1 切斷、切槽 　 　 　 3 T03 外螺紋車刀 1 車螺紋 4 T04 35°外圓車刀 1 粗、精車外輪廓 0.4 5 手動 中心鉆頭 1 鉆中心孔 　 　 　 6 手動 鉆頭 1 鉆孔 　 　 　 7 T02 內(nèi)孔鏜刀 1 粗、精車內(nèi)輪廓 0.4 　 表3.6。 3.7 工藝卡片的填寫 零件一 數(shù)控加工工序卡片 工步號 工步內(nèi)容 刀具號 切削用量 備注 主軸轉(zhuǎn)速n（r/min） 進(jìn)給量f（r/mm） 背吃刀量 1 三爪卡盤裝卡零件并找正 手動 5 粗車右外輪廓，留余量0.5mm T01 600 0.2 1.5 6 精車右邊外輪廓 T01 1000 0.1 0.5 7 切槽寬5mm T02 8 車螺紋 T03 400 9 掉頭裝夾并找正 手動 10 對刀 11 粗車左外輪廓，留余量0.5mm T01 600 0.2 1.5 12 精車左外輪廓 T01 1000 0.04 0.5 13 去毛刺 14 終檢 15 入庫 零件二 數(shù)控加工工序卡片 工步號 工步內(nèi)容 刀具號 切削用量 備注 主軸轉(zhuǎn)速n（r/min） 進(jìn)給量f（r/mm） 背吃刀量 1 三爪卡盤裝卡零件并找正 手動 5 粗車右外輪廓，留余量0.5mm T01 600 0.2 1.5 6 精車右邊外輪廓 T01 1000 0.1 0.5 9 掉頭裝夾并找正 手動 10 對刀 11 打中心孔 800 手動 12 鉆孔 600 手動 13 粗車右內(nèi)輪廓，留余量0.6mm T02 500 0.15 1 14 精車右外輪廓 T02 800 0.08 0.3 15 去毛刺 16 終檢 17 入庫 4.零件的數(shù)控編程及仿真 4.1 G代碼的功能指令 數(shù)控編程方法可分為手工編程和自動編程兩種。 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，都可以采用手工編程的方法。對于幾何形狀不太復(fù)雜的零件，所需要的加工程序不長，計算也比較簡單，出錯機(jī)會較少，這時用手工編程既經(jīng)濟(jì)又及時，因而手工編程被廣泛地應(yīng)用于形狀簡單的點(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單的零件(如直線與直線或直線與圓弧組成的輪廓)時，快捷、簡便；不需要具備特別的條件(價格較高的硬件和軟件等)；對機(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)。 3)手工編程的不足? 手工編程既繁瑣、費(fèi)時，又復(fù)雜，普通車床而且容易產(chǎn)生錯誤。 本文所加工的配合件，零件表面形狀不復(fù)雜，使用手動編程既可，減少時間的浪費(fèi)。 4.2 G代碼的功能指令 通過對零件圖的分析，本配合件主要涉直線、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，我考慮主要使用華中數(shù)控系統(tǒng)的這些指令：G21、G40、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(biāo)尺寸字所描述的單位為 mm。 （2）G40 指刀尖半徑補(bǔ)償取消，按照程序指令路徑進(jìn)給。 其中，S 控制主軸轉(zhuǎn)速，單位為 r/min。 （3）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）； 其中，k—粗切的次數(shù)； i、k—分別為起始時 X 軸（半徑值）和 Z 軸方向上的緩沖距離； u、w—分別為 X 軸（直徑值）和 Z 軸方向上的精加工余量； ns—精加工程序段中開始程序段的段號； nf—精加工程序段中結(jié)束程序段的段號； F、S、T—粗切時的進(jìn)給速度、主軸轉(zhuǎn)速和刀補(bǔ)設(shè)定。此時，這些值 將不再按照精加工的設(shè)定 （4）G70 精加工循環(huán)指令。 格式：G70 P（ns）Q（nf）； 其中，ns—精加工輪廓程序段中開始程序段的段號； nf—精加工輪廓程序段中結(jié)束程序段的段號。 （5）G00 快速定位。該指令控制刀具快速從當(dāng)前位置移動到指定的位置，一般用在空程運(yùn)行中，如退刀和快速進(jìn)刀。 格式：G00 X（U）_Z（W）_； 其中，X（U）_Z（W）_指定移動軌跡終點(diǎn)位置坐標(biāo)。 （6） G01 直線插補(bǔ)。 該指令控制刀具以某個速度從當(dāng)前位置移動到指定的位置（只能沿直線方向走）。 格式：G01 X（U）_Z（W）_F_； 其中，X（U）_Z（W）_指定移動軌跡終點(diǎn)位置坐標(biāo)； F—控制刀具移動的速度，在使用 G98 時，F(xiàn) 的單位是 mm/min。當(dāng) 使用 G99 時，F(xiàn) 的單位是 mm/r。 （7）G02/G03 順時針/逆時針圓弧插補(bǔ)。該指令可以控制刀具沿圓弧移動。 格式：G02/G03 X（U）_Z（W）_； 其中，X（U）_Z（W）_表示終點(diǎn)坐標(biāo)，X、Z 表示絕對值，U、W 表示增 量值。 （8）M00 程序停止指令。 （9）M03 主軸正轉(zhuǎn)（CW）指令。 （10）M05 主軸停止指令 （11）M30 程序結(jié)束并返回指令。 根據(jù)上述各個功能指令的作用和用法，同時結(jié)合本文工藝路線擬定內(nèi)容，我一共編制了程序單來完成零件的加工，詳細(xì)程序內(nèi)容見附錄程序清單。 4.2 編寫數(shù)控程序 零件一右端數(shù)控加工程序表1 程序 說明 O0001; 程序號 G40 G97 G99 M03 S600 F0.2; 主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速600r/min,進(jìn)給量0.2 mm/r GOO X100.0 Z100.0; 刀具快速移動至目測安全位置 T0101; 換01號90°外圓偏刀 M08; 切削液開 G00 Z5.0; 刀具快速定位至粗加工復(fù)合循環(huán)起點(diǎn) X52.0; G71 U1.5 R0.5; 定義粗車循環(huán)切削深度1.5mm,退刀量為0.5mm G71 P10 Q20 U0.5 W0.05; 精車路線由N10-N20 指定，X向精車余量0.5mm，Z向精車余量0.05mm N10 G01 X23 F0.2; 精車輪廓 G01 Z0 ; X24 W-0.5; Z-26; X30; X38.57 W-20; X43 W-18; X47; 車削臺階 W-3; X50 車削臺階 Z-70 車削臺階 N20 X52 返回循環(huán)起點(diǎn) G00X100 快速退刀至換刀點(diǎn) Z100 M05; 主軸停止 M00; 程序暫停 M03 S1000; 主軸正傳，轉(zhuǎn)速1000 r/min，進(jìn)給量0.1mm/r G42 G00 Z5.0; 刀具快速點(diǎn)定位至粗加工復(fù)合循環(huán)起點(diǎn)，建立刀具半徑右補(bǔ)償。 X52.0; G70 P10 Q20; 精加工復(fù)合循環(huán) G40 G00 X100.0; 快速退刀至換刀點(diǎn)，取消刀具半徑補(bǔ)償 Z100.0; T0202; 換03號切槽刀 M03 S400; 主軸正轉(zhuǎn)400r/min G00 X25.0; 刀具快速點(diǎn)定位至切槽處 Z-26.0; G01 Z-20.0 F0.05; 切槽，進(jìn)給量0.05mm/r Z25; 退刀 G00 X100.0; 快速退刀至換刀點(diǎn) Z00.0; T0303; 換03號螺紋車刀 M03 S400; 主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速400r/min G00 Z5.0; 刀具快速點(diǎn)定位至螺紋切削復(fù)合循環(huán)起點(diǎn) X25.0; G76 P020060 Q50 R0.1; 螺紋切削復(fù)合循環(huán) G76 X22.05 Z-21.0 P975 Q450 F1.5; G00X41.0; 刀具快速點(diǎn)定位至淺槽循環(huán)起點(diǎn) G00 X100.0; 快速退刀至換刀點(diǎn) Z100.0; M30； 程序結(jié)束并返回起點(diǎn) 零件一左端數(shù)控加工程序表2 程序 說明 O0001; 程序號 G40 G97 G99 M03 S600 F0.2; 主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速600r/min,進(jìn)給量0.2 mm/r GOO X100.0 Z100.0; 刀具快速移動至目測安全位置 T0101; 換01號90°外圓偏刀 M08; 切削液開 G00 Z5.0; 刀具快速定位至粗加工復(fù)合循環(huán)起點(diǎn) X52.0; G71 U1.5 R0.5; 定義粗車循環(huán)切削深度1.5mm,退刀量為0.5mm G71 P10 Q20 U0.5 W0.05; 精車路線由N10-N20 指定，X向精車余量0.5mm，Z向精車余量0.05mm N10 G01 X33 F0.2; 精車輪廓 G01 Z0 ; X34 W-0.5; Z-8; G02X30.03 Z-8.07 R6 G01X45.49Z-29.54; G03X47 Z-37 R9 N20 G01 X52 返回循環(huán)起點(diǎn) G00X100 快速退刀至換刀點(diǎn) Z100 M05; 主軸停止 M00; 程序暫停 M03 S1000; 主軸正傳，轉(zhuǎn)速1000 r/min，進(jìn)給量0.1mm/r G42 G00 Z5.0; 刀具快速點(diǎn)定位至粗加工復(fù)合循環(huán)起點(diǎn)，建立刀具半徑右補(bǔ)償。 X52.0; G70 P10 Q20; 精加工復(fù)合循環(huán) G40 G00 X100.0; 快速退刀至換刀點(diǎn)，取消刀具半徑補(bǔ)償 Z100.0; M30; 程序結(jié)束 詳細(xì)數(shù)控程序單 見附錄-程序單 4.3 程序的仿真加工 打開斯沃?jǐn)?shù)控仿真軟件，選擇FANUC OiT系統(tǒng)，進(jìn)入后將看到如圖4.3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4.3 FANUC OiT操作界面 4.3.1 程序的導(dǎo)入 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。 4.3.2 設(shè)置工件 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Ф50×104mm，如圖4.4所示。 圖4.5 設(shè)置毛坯 4.3.3 設(shè)置刀具 根據(jù)表3.1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。 4.3.4 對刀和輸入刀補(bǔ) 設(shè)置好刀具和毛坯后，接下來的工作就是對刀了，對刀是在數(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，下面來介紹下對刀操作。 首先在刀具管理中，將1號刀轉(zhuǎn)到加工位置（一般機(jī)床默認(rèn)1號刀在加工位），然后單擊菜單欄中“工件操作”下的“快速定位”，得到如圖4.6所示對話框，選擇默認(rèn)對刀點(diǎn)。 圖4.6 刀具定位 圖4.7 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4.7所示界面，選擇MDI（錄入）方式，根據(jù)現(xiàn)在位置（相對位置）下的坐標(biāo)值，將其輸入至1號刀補(bǔ)中，如：先輸入“X90”，再按“測量”鍵；然后再輸入“Z5”，按下“測量”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。 4.3.5 仿真加工 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”打開，再按下“循環(huán)啟動”按鈕，開始切削，最終得到的零件如圖4.8所示。 圖4.8 結(jié) 論 畢業(yè)設(shè)計是大學(xué)學(xué)習(xí)階段一次非常難得的理論與實踐相結(jié)合的機(jī)會，通過這次系統(tǒng)的設(shè)計，使我擺脫了單純的學(xué)理論知識狀態(tài)，實際設(shè)計提高了我綜合運(yùn)用所學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)知識去解決實際問題的能力，同時也提高了我查閱文獻(xiàn)資料，設(shè)計手冊，設(shè)計規(guī)范以及電腦制圖等其他專業(yè)能力水平，而且通過對數(shù)控知識整體的掌握，對局部的取舍，以及對細(xì)節(jié)的斟酌處理，都使我的能力得到鍛煉，經(jīng)驗得到了豐富，并且意志力和耐力都得到了不同程度的提升。我想這就是我們進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計的目的所在吧。 我對數(shù)控工具系統(tǒng)的特點(diǎn)和數(shù)控機(jī)床的刀具材料和使用范圍有了較深刻的了解，基本掌握數(shù)控機(jī)床刀具的選用方法；經(jīng)過設(shè)計加工工藝方案，進(jìn)一步了解工件定位的基本原理、定位方式與定位元件，對教材中有關(guān)定位基準(zhǔn)的選擇原則方法有了更深的理解；經(jīng)過編制零件的加工程序，基本熟悉數(shù)控編程的主要內(nèi)容及步驟、編程的種類、程序的結(jié)構(gòu)與格式，對數(shù)控編程前數(shù)學(xué)處理的內(nèi)容、基點(diǎn)坐標(biāo)、輔助程序段的數(shù)值計算有了進(jìn)一步的認(rèn)識。工藝設(shè)計、數(shù)值計算及程序編制的整個過程雖然任務(wù)比較繁重，但在設(shè)計過程中通過自己不斷的學(xué)習(xí)，尤其是自主學(xué)習(xí)和實踐以及實驗，我克服了許多的難題，這種成就感使感到十分的喜悅和興奮。 致 謝 畢業(yè)設(shè)計即將接近尾聲首先，非常感謝老師在這次設(shè)計過程中給予我的悉心的指導(dǎo)與幫助。在自己緊張的工作中，仍然盡量抽出時間對我們進(jìn)行指導(dǎo)，時刻關(guān)心我們的進(jìn)展?fàn)顩r，督促我們抓緊學(xué)習(xí)。 其次，還要向給予此次畢業(yè)設(shè)計幫助的老師們，以及同學(xué)們以誠摯的謝意，在整個設(shè)計過程中，他們也給我很多幫助和無私的關(guān)懷，更重要的是為我們提供不少技術(shù)方面的資料，在此感謝他們。 在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學(xué)、朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意!最后我還要感謝培養(yǎng)我長大含辛茹苦的父母，謝謝你們! 總之，我的設(shè)計是老師和同學(xué)共同完成的結(jié)果，在設(shè)計的兩個月里，我們合作的非常愉快，教會了我許多道理，是我人生的一筆財富，我再次向給予我?guī)椭睦蠋熀屯瑢W(xué)表示感謝。 參考文獻(xiàn) [1] 楊偉群.數(shù)控工藝培訓(xùn)教程.清華大學(xué)出版社，2002 [2] 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