圓弧軸的數(shù)控車加工工藝規(guī)程及手動(dòng)編程程序設(shè)計(jì)含NX三維及CAD圖,圓弧,數(shù)控,加工,工藝,規(guī)程,手動(dòng),編程,程序設(shè)計(jì),NX,三維,CAD XXXXX XX設(shè)計(jì)（XX）任務(wù)書 題 目 圓弧軸的數(shù)控加工工藝規(guī)程及指定加工工序程序設(shè)計(jì) 所屬系部 所屬專業(yè) 所屬班級(jí) 指導(dǎo)教師 學(xué)生姓名 學(xué) 　號(hào) 畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求 1. 設(shè)計(jì)并利用CAD軟件設(shè)計(jì)、繪制參考圖形的標(biāo)準(zhǔn)零件圖 2. 利用CAM軟件建立零件的立體模型 3. 分析零件，擬定零件的加工工藝路線，填寫工藝過程卡 4. 設(shè)計(jì)數(shù)控加工工序，確定工序內(nèi)容，填寫數(shù)控加工工序卡 5. 采用手工或自動(dòng)編程，編制零件數(shù)控加工工序的加工程序 6. 撰寫設(shè)計(jì)說明書（3000—4000字） 7. 規(guī)范整理設(shè)計(jì)資料 系部審核意見 簽 名： 年 月 日 注：任務(wù)書必須由指導(dǎo)教師和學(xué)生互相交流后，由指導(dǎo)老師下達(dá)并交所屬系部畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）領(lǐng)導(dǎo)小組審核后發(fā)給學(xué)生，最后同學(xué)生畢業(yè)論文等其它材料一起存檔。 目 錄 摘 要 1 Abstract 2 第1章 緒論 3 1.1 數(shù)控技術(shù)原理 3 1.2 數(shù)控加工技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 3 1.3 我國數(shù)控技術(shù)發(fā)展趨勢 4 1.4 設(shè)計(jì)的目的及意義 4 第二章 零件的工藝分析 5 2.1 零件的結(jié)構(gòu)分析 5 2.2 零件的加工精度分析 6 2.3 零件的作用 6 2.4 零件的材料分析 6 2.5 零件加工重點(diǎn)難點(diǎn)分析 7 第三章 零件的工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 8 3.1確定毛坯 8 3.2 表面加工方法的確定 8 3.3加工順序的安排 8 3.4 定位基準(zhǔn)的選擇 9 3.5 零件加工工序方案確定 10 3.6 確定裝夾方式 10 3.7選擇加工設(shè)備機(jī)床 11 3.8選擇刀具 13 3.9確定切削用量 14 3.9.1背吃刀量的確定 15 3.9.2切削參數(shù)的確定 15 3.10數(shù)控加工工藝卡片擬訂 17 第四章? 零件的程序編制 18 4.1 數(shù)控編程的定義及常見指令 18 4.2對(duì)刀及換刀點(diǎn)的設(shè)定 18 4.3 數(shù)控加工程序編寫 19 總結(jié) 22 參考文獻(xiàn) 23 致 謝 24 I 摘 要 我國經(jīng)濟(jì)在快速地發(fā)展，也不斷地提高了對(duì)機(jī)械設(shè)備的要求，隨著科學(xué)技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)不斷地提升，數(shù)控技術(shù)也在不斷地進(jìn)步和完善。針對(duì)于機(jī)械制造而言，都要依靠數(shù)控技術(shù)有效地實(shí)現(xiàn)集成化和自動(dòng)化以及柔性化，在制造業(yè)中廣泛地應(yīng)用數(shù)控技術(shù)，致使自動(dòng)化生產(chǎn)效果有效地實(shí)現(xiàn)，企業(yè)競爭力得以提高。 本設(shè)計(jì)通過對(duì)數(shù)控加工的工藝特點(diǎn)、加工零件工藝性等進(jìn)行分析，選擇正確的加工方法，設(shè)計(jì)合理的加工工藝過程，充分發(fā)揮數(shù)控加工的優(yōu)質(zhì)、高效、低成本的特點(diǎn)。根據(jù)被加工工件的材料、輪廓形狀、加工精度等選用合適的機(jī)床，制定加工方案，確定零件的加工順序，各工序所用刀具，夾具和切削用量等，編寫加工零件的程序。 關(guān)鍵詞：數(shù)控技術(shù)；加工工藝；切削用量；數(shù)控程序 1 Abstract China's economy is developing rapidly, and the requirements for machinery and equipment are constantly improved. With the continuous improvement of science and technology and computer technology, numerical control technology is also constantly improving and improving. For mechanical manufacturing, we must rely on numerical control technology to effectively achieve integration and automation and flexibility, widely used in the manufacturing industry numerical control technology, so that the effect of automatic production is effectively realized, enterprise competitiveness can be improved. This design through the analysis of the process characteristics of NC machining, the process of machining parts, etc., select the correct processing method, design a reasonable processing process, and give full play to the characteristics of high quality, high efficiency and low cost of NC machining. According to the material, contour shape and machining precision of the workpiece to be processed, select the appropriate machine tool, make the machining plan, determine the machining sequence of the parts, the tools used in each process, fixture and cutting parameters, etc., and write the program of machining the parts. Keywords: NC technology; Machining technology; Cutting parameters; NC program 第1章 緒論 1.1 數(shù)控技術(shù)原理 在機(jī)械設(shè)備上有效應(yīng)用先進(jìn)計(jì)算機(jī)技術(shù)的統(tǒng)稱，就是數(shù)控技術(shù)。數(shù)控技術(shù)創(chuàng)新，是一種將控制能力和計(jì)算機(jī)精準(zhǔn)計(jì)算功能在機(jī)械制造中應(yīng)用的科學(xué)技術(shù)。將計(jì)算機(jī)各種編程程序運(yùn)用，操作的過程中，由計(jì)算機(jī)替代人，將控制機(jī)床操作有效地完成。相對(duì)于傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備，數(shù)控技術(shù)既智能化又高效，不但能夠?qū)⑸a(chǎn)效率很大程度地提升，還能夠?qū)⒏鞣N精細(xì)復(fù)雜的工作完成。 從當(dāng)前來看，我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展飛速，已經(jīng)進(jìn)入一個(gè)新的高度，在各行業(yè)中已經(jīng)廣泛應(yīng)用數(shù)控技術(shù)?？茖W(xué)技術(shù)水平就是一個(gè)國家發(fā)展能力的代表，全球?qū)τ诎l(fā)展?jié)摿桶l(fā)展能力都非常重視，各個(gè)國家也非常重視計(jì)算機(jī)數(shù)控這種新型技術(shù)。機(jī)械制造行業(yè)作為一個(gè)國家基礎(chǔ)的行業(yè)，與各個(gè)行業(yè)都有一定的聯(lián)系。計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)整體的發(fā)展與各行業(yè)的發(fā)展環(huán)境是分不開的，各行各業(yè)發(fā)展要求機(jī)械加工也越來越高，同時(shí)也增加了難度，傳統(tǒng)機(jī)械生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)很難將其滿足，在這種挑戰(zhàn)和機(jī)遇環(huán)境中，數(shù)控技術(shù)也在不斷地發(fā)展。 1.2 數(shù)控加工技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 改革開放以來，隨著我國國門的開放，西方科學(xué)技術(shù)紛紛涌人我國的各個(gè)領(lǐng)域，在很大程度上帶動(dòng)了我國各領(lǐng)域科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。特別是數(shù)控加工技術(shù)，工業(yè)制造的各個(gè)領(lǐng)域幾乎都有數(shù)控加工技術(shù)的“身影”。目前，我國的數(shù)控產(chǎn)業(yè)基地已經(jīng)初步形成，其中比較知名的數(shù)控生產(chǎn)基地有華中數(shù)控、航天數(shù)控等。除了數(shù)量方面，我國的數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展在質(zhì)量上也有了巨大提高。經(jīng)過多年的發(fā)展，我國已經(jīng)基本掌握了數(shù)控系統(tǒng)、伺服驅(qū)動(dòng)、專機(jī)以及包括配件基礎(chǔ)技術(shù)在內(nèi)的多項(xiàng)現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)。但是，我國的數(shù)控技術(shù)的發(fā)展也存在一些亟待解決的問題，這些問題既有數(shù)控技術(shù)的硬件層面也包括數(shù)控技術(shù)的軟件層面。這些問題的解決對(duì)于我國未來數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展至關(guān)重要，必須予以重視。 1.3 我國數(shù)控技術(shù)發(fā)展趨勢 在未來，我國數(shù)控技術(shù)將以高精尖為發(fā)展趨勢。隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的轉(zhuǎn)型升級(jí)，我國各個(gè)行業(yè)的發(fā)展動(dòng)力都在轉(zhuǎn)型，特別是科技行業(yè)發(fā)展更是如此。高速、高精加工技術(shù)能夠極大地提高設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)效率。未來，我國的汽車行業(yè)必將迎來快速發(fā)展時(shí)期，特別是新能源汽車領(lǐng)域?qū)?huì)在我國機(jī)械制造業(yè)內(nèi)扮演著引領(lǐng)行業(yè)的角色。在汽車的制造過程中對(duì)于高精尖數(shù)控加工技術(shù)的需求十分強(qiáng)烈。在汽車的制造過程中經(jīng)常需要對(duì)零部件進(jìn)行薄壁和薄筋進(jìn)行加工，這些零部件在加工時(shí)不僅要求數(shù)控加工技術(shù)速度要快，而且對(duì)精密度要求也較高，要求的誤差范圍極小。因此，高精尖數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展將成為未來的趨勢。 1.4 設(shè)計(jì)的目的及意義 21 數(shù)控加工工藝分析是數(shù)控專業(yè)教學(xué)體系中構(gòu)成數(shù)控加工技術(shù)專業(yè)知識(shí)及專業(yè)技能的重要組成部分，通過畢業(yè)設(shè)計(jì)使我們更深了解了相關(guān)學(xué)科中的基本理論、基本知識(shí)，以及理論實(shí)踐相結(jié)合，同時(shí)對(duì)本專業(yè)有了較完整的、系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，從而達(dá)到鞏固、擴(kuò)大、深化所學(xué)知識(shí)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(xué)的研究和創(chuàng)造能力。 在設(shè)計(jì)中，能夠提高寫作能力、查閱資料手冊(cè)能力、分析與計(jì)算能力和計(jì)算 機(jī)應(yīng)用能力等。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)提高獨(dú)立思考和分析解決問題的能力，為以后從事 專業(yè)技術(shù)工作奠定良好的基礎(chǔ)。 第二章 零件的工藝分析 2.1 零件的結(jié)構(gòu)分析 從圖可以看出，整個(gè)零件的加工可以一次性加工完成，零件不僅有錐度還有切槽、內(nèi)螺紋、整個(gè)件的形狀特征比較復(fù)雜。該零件精度要求較高，需用數(shù)控車床完成加工。整個(gè)零件在數(shù)控車床上可以完成。 從圖可以看出，整個(gè)零件的加工需要調(diào)頭才能完成，左端不僅有錐度還有圓弧、槽、外圓柱面，而且右端不僅有外圓弧面、內(nèi)孔還有內(nèi)螺紋整個(gè)件的加工工藝復(fù)雜，需要進(jìn)行調(diào)頭加工。該零件精度要求較高，需用數(shù)控車床完成加工。整個(gè)零件在數(shù)控車床上可以完成。 圖2.1零件圖 圖2.2三維圖 2.2 零件的加工精度分析 該零件表面由外圓柱面、倒角、內(nèi)圓柱面、槽、圓弧、螺紋等組成，其中mm的外圓、mm的外圓尺寸精度要求較高，總長度要求為145±0.03mm。表面粗糙度要求最高為Ra1.6um，其余要求為Ra3.2um。零件圖尺寸標(biāo)注完整，符合數(shù)控加工尺寸標(biāo)注要求；輪廓描述清楚完整。 2.3 零件的作用 軸是穿在軸承中間或車輪中間或齒輪中間的圓柱形物件，但也有少部分是方型的。軸是支承轉(zhuǎn)動(dòng)零件并與之一起回轉(zhuǎn)以傳遞運(yùn)動(dòng)、扭矩或彎矩的機(jī)械零件。一般為金屬圓桿狀，各段可以有不同的直徑。機(jī)器中作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的零件就裝在軸上。軸的作用是：支承轉(zhuǎn)動(dòng)零件并與之一起回轉(zhuǎn)以傳遞運(yùn)動(dòng)、扭矩或彎矩。 2.4 零件的材料分析 軸類零件材料的選取，主要根據(jù)軸的強(qiáng)度、剛度、耐磨性以及制造工藝性而決定，力求經(jīng)濟(jì)合理。常用的軸類零件材料有 35、45、50優(yōu)質(zhì)碳素鋼，以45鋼應(yīng)用最為廣泛。對(duì)于受載荷較小或不太重要的軸也可用Q235、Q255等普通碳素鋼。對(duì)于受力較大，軸向尺寸、重量受限制或者某些有特殊要求的可采用合金鋼。本次零件的材料是45鋼。 2.5 零件加工重點(diǎn)難點(diǎn)分析 從零件圖中我們可以得知零件的整體結(jié)構(gòu)，分析零件的重點(diǎn)難點(diǎn)。 零件的粗糙度要求較高，在加工過程中需要設(shè)定好加工方案，選擇好合理的刀具、切削參數(shù)，來保證零件粗糙度加工后能達(dá)到要求。 零件M30X2內(nèi)螺紋，加工后需要和其他零件進(jìn)行配合，為了防止零件報(bào)廢，在加工過程中要多次使用螺紋環(huán)規(guī)來測量螺紋是否達(dá)到加工要求，在達(dá)到要求的情況下才能進(jìn)行下一步操作。 零件上有圓弧輪廓的特征，在編程時(shí)需要區(qū)分編程指令G02/G03的使用，防止編程的時(shí)候出錯(cuò)，導(dǎo)致零件報(bào)廢。 零件上的退刀槽在加工時(shí)應(yīng)注意合理的使用切削參數(shù)，防止加工速度過快造成鐵屑堆積，損傷了零件的表面。 第三章 零件的工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 3.1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。 根據(jù)該零件的圖紙要求，由于零件并不是很長，因此可以直接采用型材毛坯（棒料），本次零件的最大外形尺寸為Φ52×145mm，考慮到裝夾問題及方便加工、經(jīng)濟(jì)效益的情況下，綜合毛坯余量的選擇，可確定該零件的毛坯尺寸為Φ55×147mm。 3.2 表面加工方法的確定 表3.1表面加工方法的確定 加工部位 加工方式 粗糙度 左端外圓輪廓 粗加工-精加工 Ra1.6 右端外圓輪廓 粗加工-精加工 Ra1.6 內(nèi)孔輪廓 鉆孔-粗加工-精加工 Ra3.2 槽 粗加工 Ra3.2 3.3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(shí)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(jià)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、螺紋孔等），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。 3.4 定位基準(zhǔn)的選擇 1．粗基準(zhǔn)的選擇原則 粗基準(zhǔn)：用未加工過的表面作為定位基準(zhǔn)。 選擇粗基準(zhǔn)時(shí)，主要考慮的問題是如何使各道工序均有足夠的加工余量以及工件安裝的穩(wěn)定性，其選擇原則為： （1）為了保證加工面與不加工面之間的位置要求，應(yīng)選不加工面為粗基準(zhǔn)； （2）合理分配各加工表面的余量； （3）盡量選用面積大而平整的表面為粗基準(zhǔn)，以保證定位準(zhǔn)確、夾緊可靠； （4）粗基準(zhǔn)一般不重復(fù)使用，同一尺寸方向的粗基準(zhǔn)一般只能使用一次。 2．精基準(zhǔn)的選擇原則 精基準(zhǔn)：用已加工過的表面作為定位基準(zhǔn)。 選擇精基準(zhǔn)時(shí)，主要考慮的問題是如何保證零件的加工精度以及安裝可靠，其選擇原則為： （1）基準(zhǔn)重合原則； （2）基準(zhǔn)統(tǒng)一原則； （3）自為基準(zhǔn)原則； （4）互為基準(zhǔn)原則； （5）保證工件定位準(zhǔn)確、夾緊可靠、操作方便的原則。 3．根據(jù)上文粗精基準(zhǔn)的選擇原則，選擇該零件的粗精基準(zhǔn)： （1） 粗基準(zhǔn) 以毛坯外圓及端面為粗基準(zhǔn)，裝夾毛坯外圓加工零件。 （2） 精基準(zhǔn) 以已加工的外圓為精基準(zhǔn)，裝夾加工過的外圓面加工零件其余的表面。 3.5 零件加工工序方案確定 工序的劃分有很多種，主要有按裝夾次數(shù)劃分工序、按使用刀具劃分工序、按加工部位劃分工序等劃分方法，本設(shè)計(jì)主要采用按裝夾次數(shù)劃分工序，根據(jù)上文制定的零件加工順序和選用刀具設(shè)計(jì)出零件的加工工序與工步如下： 表3.2加工工序 工序號(hào) 工序名稱 工序內(nèi)容 1 下料 下料 2 車 夾住零件毛坯外圓，車外輪廓 粗車各外圓面，預(yù)留0.5mm精加工余量 精車各外圓面，至圖紙尺寸要求 切寬度3.5mm的槽 3 車 夾住零件φ38外圓，加工右端外輪廓 鉆孔φ25深42 粗車各外圓面，預(yù)留0.5mm精加工余量 精車各外圓面，至圖紙尺寸要求 粗鏜φ28內(nèi)孔，預(yù)留0.5mm精加工余量 精鏜φ28內(nèi)孔，至圖紙尺寸要求 車削M30X20內(nèi)螺紋 4 清洗 去毛刺、清洗 5 檢驗(yàn) 檢驗(yàn) 3.6 確定裝夾方式 數(shù)控加工的特點(diǎn)使得對(duì)夾具有兩個(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(duì)固定；二是要協(xié)調(diào)零件與機(jī)床坐標(biāo)系之間的尺寸關(guān)系。即夾具的安裝要準(zhǔn)確可靠，具備足夠的強(qiáng)度和剛度以減少其變形對(duì)工件加工精度的影響。夾具應(yīng)不妨礙工件各部位的加工、刀具更換及重要部位的測量。 夾具的選用原則：數(shù)控機(jī)床夾具的選擇和設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡可能的選用通用夾具或組合夾具，特別是在零件加工批量不大時(shí)，這幾種類型的夾具可以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間、節(jié)省生產(chǎn)費(fèi)用。在成批生產(chǎn)時(shí)考慮使用專用夾具來提高效率，夾具設(shè)計(jì)要求結(jié)構(gòu)簡單，盡可能利用通用元件拼裝的可調(diào)組合夾具。常見的夾具有：通用夾具（如三爪卡盤）、通用可調(diào)整夾具（如平臺(tái)加壓板）、使用組合夾具、使用成組夾具等。 根據(jù)以上原則以及結(jié)合實(shí)際情況，以及零件圖上對(duì)工件的技術(shù)要求確定了本設(shè)計(jì)的夾具為數(shù)控上的常用夾具三爪卡盤。它可以滿足所有的要求，為很好的完成工件提供了可靠的保證。 圖3.1三爪卡盤 3.7選擇加工設(shè)備機(jī)床 當(dāng)工件表面的加工方法確定之后，機(jī)床的種類也就基本上確定了。但是，每一類機(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，尚需考慮以下三點(diǎn)。 1）機(jī)床的類型應(yīng)與工序劃分的原則相適應(yīng)。數(shù)控機(jī)床或通用機(jī)床適用于工序集中的單件小批生產(chǎn)；對(duì)大批量生產(chǎn)，則應(yīng)選擇高效自動(dòng)化機(jī)床和多刀、多軸機(jī)床。若工序按分散原則劃分，則應(yīng)選擇結(jié)構(gòu)簡單的專用機(jī)床。 2）機(jī)床的主要規(guī)格尺寸應(yīng)與工件的外形尺寸和加工表面的有關(guān)尺寸相適應(yīng)，即小工件用小規(guī)格的機(jī)床加工，大工件用大規(guī)格的機(jī)床加工。 3）機(jī)床的精度應(yīng)與工序要求的加工精度相適應(yīng)。粗加工工序，應(yīng)選用精度低的機(jī)床；精度要求高的精加工工序，應(yīng)選用精度高的機(jī)床。機(jī)床精度不能過低，也不能過高，機(jī)床精度過低，不能保證加工精度；機(jī)床精度過高，會(huì)增加零件的制造成本。應(yīng)根據(jù)零件的加工精度的要求合理選擇機(jī)床。 依據(jù)上述各選擇原則，我們選用的Ck6140型數(shù)控車床，配置前置式刀架。 圖3.2 CK6136車床 該機(jī)床項(xiàng)目技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目技術(shù)參數(shù)如下： 表3.3 CK6136數(shù)控車床技術(shù)參數(shù) 規(guī)格 單位 CK6136 加工能力 床身上最大回旋直徑 mm 360 刀架上最大回旋直徑 mm 180 最工件長度 mm 750 床身寬度 mm 360 行程 X軸行程 mm 190 Z軸行程 mm 680 主軸 主軸轉(zhuǎn)速范圍 mm 無級(jí)變速40-1800 8檔齒輪變速48-1200 無級(jí)變速(雙速電機(jī))40-2500 主軸端部尺寸 mm C6 主軸內(nèi)控錐度 mm MT6# 主軸通孔直徑 mm 52/62 刀架 刀具數(shù)量 No. 4或6 刀柄尺寸 mm 20×20 換刀時(shí)間 sec 2.0 進(jìn)給 X軸快速進(jìn)給速度 mm/min 4000 Z軸快速進(jìn)給速度 mm/min 6000 每轉(zhuǎn)切削進(jìn)給量 mm/r 0.005-100 電機(jī) 主電機(jī)功率 kw 4 X軸、Z軸電機(jī)扭矩 N.M 4&6 3.8選擇刀具 在編制程序時(shí)，正確地選擇數(shù)控刀具是很重要的。對(duì)數(shù)控刀具總的要求是安裝調(diào)整方便、剛性好、精度高、耐用度好，在此基礎(chǔ)上綜合考慮工件材料的切削性能，機(jī)床的加工能力，數(shù)控加工工序的類型，切削用量以及與機(jī)床和數(shù)控裝置工作范圍有關(guān)的諸多因素。刀具的選擇是數(shù)控加工工藝中的重要內(nèi)容之一，不僅影響機(jī)床的加工效率，而且直接影響零件的加工質(zhì)量。由于數(shù)控機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速及范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通機(jī)床，而且主軸輸出功率較大，因此與傳統(tǒng)加工方法相比，對(duì)數(shù)控加工刀具的提出了更高的要求，包括精度高、強(qiáng)度大、剛性好、耐用度高，而且要求尺寸穩(wěn)定，安裝調(diào)整方便。這就要求刀具的結(jié)構(gòu)合理、幾何參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化。數(shù)控刀具是提高加工效率的先決條件之一，它的選用取決于被加工零件的幾何形狀、材料狀態(tài)、夾具和機(jī)床選用刀具的剛性。應(yīng)考慮以下方面： （1）根據(jù)零件材料的切削性能選擇刀具。如車或銑高強(qiáng)度鋼、鈦合金、不銹鋼零件，建議選擇耐磨性較好的可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金刀具。 （2）根據(jù)零件的加工階段選擇刀具。即粗加工階段以去除余量為主，應(yīng)選擇剛性較好、精度較低的刀具，半精加工、精加工階段以保證零件的加工精度和產(chǎn)品質(zhì)量為主，應(yīng)選擇耐用度高、精度較高的刀具，粗加工階段所用刀具的精度最低、而精加工階段所用刀具的精度最高。如果粗、精加工選擇相同的刀具，建議粗加工時(shí)選用精加工淘汰下來的刀具，因?yàn)榫庸ぬ蕴牡毒吣p情況大多為刃部輕微磨損，涂層磨損修光，繼續(xù)使用會(huì)影響精加工的加工質(zhì)量。具體的刀具選擇情況表3.4所示。 表3.4 數(shù)控加工刀具卡片 序號(hào) 刀具名稱及規(guī)格 數(shù)量 加工表面 材料 1 75°外圓車刀 1 車外圓 硬質(zhì)合金 2 3mm切槽車刀 1 切槽 硬質(zhì)合金 3 Φ25麻花鉆 1 鉆孔 高速鋼 4 60°鏜刀 1 鏜孔 硬質(zhì)合金 5 60°內(nèi)螺紋車刀 1 M30螺紋 硬質(zhì)合金 3.9確定切削用量 數(shù)控編程時(shí)，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、進(jìn)給速度及背吃刀量等。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)揮刀具的切削性能，保證合理的刀具壽命，充分發(fā)揮機(jī)床的性能，最大限度的提高生產(chǎn)率，降低成本。 3.9.1背吃刀量的確定 背吃刀量根據(jù)機(jī)床、工件和刀具的剛度來決定，在剛度允許的條件下，應(yīng)盡可能使背吃刀量等于工件的加工余量，這樣可以減少走刀次數(shù)，提高生產(chǎn)效率。為切削用量的選擇是否合理，對(duì)于能否充分發(fā)揮機(jī)床潛力與刀具的切削性能，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低成本和安全操作具有很重要的作用。車削用量的具體選擇如下：粗車時(shí)，首先選擇一個(gè)盡可能大的背吃刀量，其次選擇一個(gè)較大的進(jìn)給量，最后確定一個(gè)合適的切削速度。精車時(shí)，加工精度和表面粗糙度要求較高，加工余量不大且均勻，因此選擇較小的背吃刀量和進(jìn)給量。 3.5數(shù)控車削用量推薦表 工件材料 切削深度/mm 切削速度/（m.min-1） 進(jìn)給量/（mm.r-1） 刀具材料 粗加工 4～7 60～80 0.2～0.4 YT類 粗加工 1～3 80～120 0.2～0.4 精加工 0.2～0.3 120～150 0.1～0.2 鉆中心孔 ? 500～800 ? W18Cr4V 鉆孔 ? ～30 0.1～0.2 切斷（寬度＜5mm） 70～110 0.1～0.2 YT類 切斷（寬度＜5mm） 50～70 0.1～0.2 3.9.2切削參數(shù)的確定 主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)根據(jù)允許的切削速度和工件（或刀具）直徑來選擇。其計(jì)算公式為 n=1000v/πd 其中? v —切削速度（m/min），由刀具壽命決定； ????? n —主軸轉(zhuǎn)速（r/min）； ????? d —工件直徑或刀具直徑（mm）。 根據(jù)《數(shù)控車削用量推薦表》,選擇合適的切削用量。 1、車外輪廓 （1）粗車外圓輪廓 粗車外圓時(shí)，選取Vc=60m/min，f=0.2mm/r，ap=1mm，粗加工時(shí)直徑取值35mm。 則：主軸轉(zhuǎn)速：n =1000Vc/πd ????????????????? ? =[（1000×60）/（3.14×35）]r/min=545r/min取550r/min 進(jìn)給速度：F =f×n =（0.2×550）mm/min=110mm/min （2）精車外圓輪廓 精車外圓時(shí)，選取Vc=70m/min，f=0.1mm/r，ap=0.5mm，精加工時(shí)直徑取值35mm。 則：主軸轉(zhuǎn)速：n =1000Vc/πd ????????????????? ? =[（1000×70）/（3.14×35）]r/min=636.9r/min取650r/min 進(jìn)給速度：F =f×n =（0.1×650）mm/min=65mm/min 2、切槽 切槽時(shí)，選取Vc=60m/min，f=0.1mm/r，ap=0.5mm，加工時(shí)直徑取40mm。 則：主軸轉(zhuǎn)速：n =1000Vc/πd ????????????????? ? =[（1000×60）/（3.14×40）]r/min=477.7r/min取500r/min 進(jìn)給速度：F =f×n =（0.1×500）mm/min=50mm/min 3、 鏜內(nèi)孔 （1）粗鏜內(nèi)孔輪廓 粗鏜內(nèi)孔時(shí)，選取Vc=60m/min，f=0.2mm/r，ap=1mm，粗加工時(shí)直徑取值28mm。 則：主軸轉(zhuǎn)速：n =1000Vc/πd ????????????????? ? =[（1000×60）/（3.14×28）]r/min=682r/min取700r/min 進(jìn)給速度：F =f×n =（0.2×700）mm/min=140mm/min （2）精鏜內(nèi)孔輪廓 精鏜內(nèi)孔時(shí)，選取Vc=70m/min，f=0.1mm/r，ap=0.5mm，精加工時(shí)直徑取值28mm。 則：主軸轉(zhuǎn)速：n =1000Vc/πd ????????????????? ? =[（1000×70）/（3.14×28）]r/min=796r/min取800r/min 進(jìn)給速度：F =f×n =（0.1×800）mm/min=80mm/min 3.10數(shù)控加工工藝卡片擬訂 詳細(xì)工藝文件見附錄。 第四章? 零件的程序編制 4.1 數(shù)控編程的定義及常見指令 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。 本次零件加工主要采用了G71外圓粗車復(fù)合循環(huán)指令 G71 U (Δd) R(e) 外圓粗車復(fù)合循環(huán)指令格式 G71 P(ns) Q(nf) U(Δu) W(Δw) F(f) S(s) T(t) 其中：Δd為背吃刀量；e為退刀量；ns為精加工輪廓程序段中開始段的段號(hào)；nf為精加工輪廓程序段中結(jié)束段的段號(hào)；Δu為留給X軸方向的精加工余量；（直徑值）Δw為留給Z軸方向的精加工余量； f、s、t為粗車時(shí)的進(jìn)給量、主軸轉(zhuǎn)速及所用刀具。而精加工時(shí)處于ns到nf程序段之內(nèi)的F、S、T有效。 4.2對(duì)刀及換刀點(diǎn)的設(shè)定 （1）對(duì)刀點(diǎn)的選擇 對(duì)刀點(diǎn)是刀具相對(duì)工件運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)，程序就是從這一點(diǎn)開始的，故又叫程序原點(diǎn)或程序起點(diǎn)（起刀點(diǎn)）。對(duì)刀時(shí)，應(yīng)使“刀位點(diǎn)”與“對(duì)刀點(diǎn)”重合，對(duì)刀的準(zhǔn)確程度直接影響加工精度，不同刀具的刀位點(diǎn)是不同的。其選擇原則是：應(yīng)盡量選在零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)上，如以孔定位的零件，應(yīng)以孔中心作為對(duì)刀點(diǎn)。 對(duì)刀點(diǎn)應(yīng)選在對(duì)刀方便的位置，便于觀察和檢測。 應(yīng)便于坐標(biāo)值的計(jì)算。如絕對(duì)坐標(biāo)系的原點(diǎn)或已知坐標(biāo)值的點(diǎn)上。使加工程序中刀具引入（或返回）路線短并便于換刀。本設(shè)計(jì)在編程時(shí)將對(duì)刀點(diǎn)都設(shè)置在工件端面上軸心點(diǎn)的位置為原點(diǎn)。 （2）換刀點(diǎn)的選擇 對(duì)數(shù)控車床、鏜銑床、加工中心等多刀加工數(shù)控機(jī)床，因加工過程中要進(jìn)行換刀，故編程時(shí)應(yīng)考慮不同工序間的換刀位置，設(shè)置換刀點(diǎn)。為避免換刀時(shí)刀具與工件及夾具發(fā)生干涉保證安全，換刀點(diǎn)應(yīng)設(shè)在工件外合適的位置，本設(shè)計(jì)在編程時(shí)將換刀點(diǎn)都設(shè)置在工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)上方100~200mm處。 4.3 數(shù)控加工程序編寫 表4.1左端加工程序 程序 解釋說明 O0001 程序號(hào) G40G90G21G18G99 程序初始化 T0101; 換1號(hào)刀，外圓車刀 M03 S700; 主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為700 M08; 切削液開 G00 X57 Z2; 快速運(yùn)動(dòng)至循環(huán)起點(diǎn) G71 U1 R1; 建立外圓車削循環(huán) G71 P100 Q200 U0.5 W0.3 F0.2; 給定循環(huán)起點(diǎn)和終點(diǎn)，給定精加工余量 N100 G00 X18; 快速走刀至切削起點(diǎn) Z0 靠近工件 G03 X22 Z-2 R2 車圓弧 G01 Z-8 車外圓 G02 X23.84 Z-13.17 R15 車圓弧 G01 X35.55 Z-29.1 車錐面 G03 X38 Z-36 R20 車圓弧 G01 Z-48 車外圓 X47 車端面 Z-83 車外圓 G01 X57; 退刀 N200 G00 Z2; 退刀 M03 S800; 主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為800 G70 P100 Q200 F0.1 精車外輪廓 G00 X100 Z100 快速運(yùn)動(dòng)至換刀點(diǎn) T0202; 換2號(hào)刀，3mm切槽刀 M03 S600; 主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為600 G00X50 Z2 靠近工件 Z-57 靠近工件 G01 X40 F0.05 切槽 X50 退刀 Z-57.5 靠近工件 G01 X40 F0.05 切槽 X50 退刀 Z-65.5 靠近工件 G01 X40 F0.05 切槽 X50 退刀 Z-66 靠近工件 G01 X40 F0.05 切槽 X50 退刀 Z-74 靠近工件 G01 X40 F0.05 切槽 X50 退刀 Z-74.5 靠近工件 G01 X40 F0.05 切槽 X50 退刀 G00 X100 Z100 離開工件 M30; 程序結(jié)束 表4.2右端加工程序 程序 解釋說明 O0002 程序號(hào) G40G90G21G18G99 程序初始化 T0101; 換1號(hào)刀，外圓車刀 M03 S700; 主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為700 M08; 切削液開 G00 X57 Z2; 快速運(yùn)動(dòng)至循環(huán)起點(diǎn) G73 U1 R10; 建立外圓車削循環(huán) G73 P100 Q200 U0.5 W0.3 F0.2; 給定循環(huán)起點(diǎn)和終點(diǎn)，給定精加工余量 N100 G00 X36; 快速走刀至切削起點(diǎn) G01 Z-7.37 靠近工件 G02 X40.44 Z-13.66 R10 車圓弧 G03 X35 Z-49.23 R26 車圓弧 G01 Z-63 車外圓 G01 X57; 退刀 N200 G00 Z2; 退刀 M03 S800; 主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為800 G70 P100 Q200 F0.1 精車外輪廓 G00 X100 Z100 快速運(yùn)動(dòng)至換刀點(diǎn) T0202 內(nèi)孔鏜刀 G00 X24 Z2; 快速運(yùn)動(dòng)至循環(huán)起點(diǎn) G71 U1 R1; 建立外圓車削循環(huán) G71 P300 Q400 U0.5 W0.3 F0.2; 給定循環(huán)起點(diǎn)和終點(diǎn)，給定精加工余量 N300 G00 X32; 快速走刀至切削起點(diǎn) G01 Z0 靠近工件 X28 W-2 倒角 Z-42 車外圓 G01 X24; 退刀 N400 G00 Z2; 退刀 M03 S800; 主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為800 G70 P300 Q400 F0.1 精車外輪廓 G00 X100 Z100 離開工件 T0303; 換3號(hào)刀，螺紋車刀 M03 S600; 主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為600 G00X27 Z2 靠近工件 G92 X28 Z-35 F2 螺紋車削循環(huán) G92 X28.5 Z-35 F2 螺紋車削循環(huán) G92 X29 Z-35 F2 螺紋車削循環(huán) G92 X29.5 Z-35 F2 螺紋車削循環(huán) G92 X30 Z-35 F2 螺紋車削循環(huán) G00 Z100 離開工件 X100 離開工件 M30; 程序結(jié)束 總結(jié) 經(jīng)過此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，內(nèi)心感觸頗深，畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)可以說既是對(duì)我們?cè)谛W(xué)習(xí)成果的檢驗(yàn)，又是一次綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的一次機(jī)會(huì)。以前也曾做過類似的設(shè)計(jì)，但那些都是一方面的，不像此次設(shè)計(jì)內(nèi)容考核這樣全面，含蓋面很廣，其中包含了工藝過程的擬訂、工藝卡片的編制、圖紙的繪制、刀具等很多方面及內(nèi)容。此次設(shè)計(jì)不僅考核了我們對(duì)知識(shí)的掌握程度，更重要的是加深了我們對(duì)所學(xué)知識(shí)的印象，為我們步入工作崗位奠定了基礎(chǔ)。 設(shè)計(jì)過程不僅要依賴于課本及資料上的理論知識(shí)，也要結(jié)合實(shí)際進(jìn)行設(shè)計(jì)，只有在理論結(jié)合實(shí)際的基礎(chǔ)上做出的設(shè)計(jì)才能滿足于現(xiàn)場生產(chǎn)的需求，只有滿足現(xiàn)場需求的設(shè)計(jì)才是一份合格的設(shè)計(jì)。我們的設(shè)計(jì)做的還不夠全面，不夠完善，缺少實(shí)踐的驗(yàn)證。但我相信我們通過此次設(shè)計(jì)所積累的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)以及理論經(jīng)驗(yàn)對(duì)于我們而言也是一份很難得很寶貴的財(cái)富。設(shè)計(jì)內(nèi)容一定有很多欠缺的地方，有很多不完善的地方，還請(qǐng)各位老師批評(píng)指正。但我堅(jiān)信此次設(shè)計(jì)對(duì)于我而言是受益匪淺的。 參考文獻(xiàn) [1] 《機(jī)械制圖》. 鄭淑玲 主編. 北京: 交通大學(xué)出版社.2016 [2]《數(shù)控機(jī)床編程與加工》. 陳興云 主編. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社 .2012 [3] 《機(jī)床加工工藝》. 魏靜姿 楊桂娟 主編. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社. 2015 [4]《極限配合與技術(shù)測量基礎(chǔ)》．楊昌義 主編. 北京：中國勞動(dòng)社會(huì)保障出版社.2014 [5]《機(jī)械工程基礎(chǔ)》. 喬西銘 主編 北京: 清華大學(xué)出版社.2016 [6]《金屬切削機(jī)床與數(shù)控機(jī)床》. 王鳳平 許毅 主編. 北京：清華大學(xué)出版社. 2015 [7]《機(jī)械制造技術(shù)》. 金捷 主編. 北京: 清華大學(xué)出版社.2016 [8]《金屬工藝學(xué)》. 丁德全 主編. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2014 [9]《切削用量簡明手冊(cè)》.黃如林 主編.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2013 [10]《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》.趙如福 主編.上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社.1991 [11]《數(shù)控加工工藝與編程》. 楊建明 主編.北京:理工大學(xué)出版社,2016年第二版 [12]《數(shù)控機(jī)床加工工藝及設(shè)備》. 田萍 主編.北京:電子工業(yè)出版社，2015年 [13] 《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》. 王旭 主編.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2014年第二版 致 謝 幾年之前，懵懂又青澀的我進(jìn)入了這一所美麗的大學(xué)，幾年后的今天，我收獲頗豐，帶著滿滿知識(shí)的我即就要步入社會(huì)，成為一名職場中人，回想幾年來的這期間的豐富又充實(shí)的學(xué)習(xí)光陰，內(nèi)心充滿了慶幸和感激，慶幸的是幾年來我能夠在大學(xué)求學(xué)，能夠認(rèn)識(shí)如此多的老師和朋友，感激的是能夠在這些良師益友的指導(dǎo)和幫助下學(xué)習(xí)和成長。 該論文是在導(dǎo)師的悉心指導(dǎo)和耐心的幫助下完成的，從本次論文主題的選擇到調(diào)研、模具設(shè)計(jì)及最終的論文修改階段都傾注了導(dǎo)師的大量精力和心血。此外，導(dǎo)師對(duì)待教學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，對(duì)待學(xué)生的行為和品德方面，都給我建立了非常好的榜樣，促使我形成了正確的人生觀、價(jià)值觀、世界觀。在此特別像我的導(dǎo)師表示衷心的謝意。 此外，還需要特別感謝在大學(xué)幾年了對(duì)我們孜孜不倦的教誨的各位授課老師和輔導(dǎo)員。謝謝你們?cè)趲啄陙韺?duì)我的教導(dǎo)和指點(diǎn)，是你們不畏辛勞的付出，才使得能夠在學(xué)習(xí)上有如此大的收獲，謝謝你們。 此外，感謝幾年來一起學(xué)習(xí)室友以及每一位同學(xué)，感謝有你們的一路陪伴，讓我在學(xué)習(xí)的征程上不孤單。幾年了我們相互幫助，共同進(jìn)步，才有今天的結(jié)果。緣分讓來自不同地方的我們聚集在一起，未來我相信我們的友誼會(huì)長存下去，在此分別之際也祝福大家前程似錦。 感謝一直以來對(duì)我大力支持與無私奉獻(xiàn)的家人們，有了你們的支持才使得我用完之前，你們是我前進(jìn)路上的動(dòng)力和依靠，謝謝你們。 最后，感謝各位論文的評(píng)閱老師及答辯老師。 23 產(chǎn)品代號(hào) 數(shù)控加工工序卡 零（部）件名稱及代號(hào) 工序名稱 工序號(hào) 其他 車 2 材料名稱 材料牌號(hào) 鋼 45 機(jī)床名稱 機(jī)床型號(hào) 數(shù)控車 CK6140 夾具名稱 夾具編號(hào) 三爪卡盤 01 切削液 乳化液 備注 安裝 工步 工步內(nèi)容 走刀 刀具 量具 切削速度S（m/min） 背吃刀量 進(jìn)給量f（mm/r） 1 1 粗車各外圓面，預(yù)留0.5mm精加工余量 1 外圓車刀 游標(biāo)卡尺 550 1 0.2 1 2 精車各外圓面，至圖紙尺寸要求 1 外圓車刀 千分尺 650 0.4 0.1 1 3 切寬度3.5mm的槽 1 切槽刀 游標(biāo)卡尺 500 1 0.1 更改欄 工藝員 共 2 頁 工藝室主任 第 1 頁 主工藝師 更改單號(hào) 更改編號(hào) 更改者 日期 產(chǎn)品代號(hào) 數(shù)控加工工序卡 零（部）件名稱及代號(hào) 工序名稱 工序號(hào) 其他 車 3 材料名稱 材料牌號(hào) 鋼 45 機(jī)床名稱 機(jī)床型號(hào) 數(shù)控車 CK6140 夾具名稱 夾具編號(hào) 三爪卡盤 01 切削液 乳化液 備注 安裝 工步 工步內(nèi)容 走刀 刀具 量具 切削速度S（m/min） 背吃刀量 進(jìn)給量f（mm/r） 2 1 鉆孔φ25深42 1 麻花鉆 游標(biāo)卡尺 600 1 - 2 2 粗車各外圓面，預(yù)留0.5mm精加工余量 1 外圓車刀 游標(biāo)卡尺 550 1 0.2 2 3 精車各外圓面，至圖紙尺寸要求 1 外圓車刀 千分尺 650 0.5 0.1 2 4 粗鏜φ28內(nèi)孔，預(yù)留0.5mm精加工余量 1 內(nèi)孔鏜刀 游標(biāo)卡尺 700 1 0.2 2 5 精鏜φ28內(nèi)孔，至圖紙尺寸要求 1 內(nèi)孔鏜刀 千分尺 800 0.5 0.1 2 6 車削M30X20內(nèi)螺紋 1 內(nèi)螺紋刀 螺紋塞規(guī) 600 0.5 - 更改欄 工藝員 共 2 頁 工藝室主任 第 2 頁 主工藝師 更改單號(hào) 更改編號(hào) 更改者 日期