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畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 軸類(lèi)數(shù)控加工工藝及編程設(shè)計(jì) 分 院 專(zhuān)業(yè)班級(jí) 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 導(dǎo)師姓名 成 績(jī) 20*** 年 ** 月 ** 日 四川科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 第22頁(yè) 摘 要 隨著科技的不斷發(fā)展，數(shù)控技術(shù)在企業(yè)中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。本設(shè)計(jì)通過(guò)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(guò)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)。設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)以數(shù)控車(chē)床車(chē)削軸類(lèi)零件為例，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(xiě)加工零件的程序。按照說(shuō)明書(shū)要求將加工出零件，并對(duì)零件自檢數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，說(shuō)明在加工過(guò)程中應(yīng)注意的事項(xiàng)。 關(guān)鍵詞：工藝分析；刀具；切削用量；加工程序 目 錄 引 言 1 第1章 零件圖的分析 3 1.1 零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 3 1.2.2 零件的技術(shù)要求分析 3 第2章 軸零件的工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 5 2.1 零件毛坯的選擇 5 2.2 定位基準(zhǔn)的確定 5 2.3 裝夾方式的選擇 5 2.4 表面加工方法的選擇 6 2.5 加工順序的安排 6 2.6 加工工序的劃分 7 2.6.1 加工工序劃分方法 7 2.6.2 工序的最終確定 8 第3章 設(shè)備及其工藝裝備的選擇 9 3.1 機(jī)床的選擇 9 3.2刀具的選擇 9 第4章 切削用量的選擇 11 第5章 數(shù)控加工程序的編制及仿真加工 12 5.1 編程方法的選擇 12 5.2 編程原點(diǎn)的確定 12 5.3 走刀路線(xiàn)的確定 12 5.4 基點(diǎn)坐標(biāo)的確定 13 5.5 程序的編寫(xiě) 13 5.5.1 編程代碼的解析 13 5.5.2 加工程序清單 14 5.6 仿真加工 14 結(jié)束語(yǔ) 16 致 謝 17 參考文獻(xiàn) 18 附件1：機(jī)械加工工藝過(guò)程卡 19 附件2：數(shù)控加工工序卡 20 引 言 機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)，即計(jì)算機(jī)數(shù)字控制(CNC)系統(tǒng)是在傳統(tǒng)的硬件數(shù)控(NC)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。它主要由硬件和軟件兩大部分組成。通過(guò)系統(tǒng)控制軟件與硬件的配合，完成對(duì)進(jìn)給坐標(biāo)控制、主軸控制、刀具控制、輔助功能控制等。CNC系統(tǒng)利用計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)零件程序編輯、坐標(biāo)系偏移、刀具補(bǔ)償、插補(bǔ)運(yùn)算、公英制變換、圖形顯示和固定循環(huán)等。使數(shù)控機(jī)床按照操作設(shè)計(jì)要求，加工出需要的零件。1908年，穿孔的金屬薄片互換式數(shù)據(jù)載體問(wèn)世；19世紀(jì)末，以紙為數(shù)據(jù)載體并具有輔助功能的控制系統(tǒng)被發(fā)明；1938年，香農(nóng)在美國(guó)麻省理工學(xué)院進(jìn)行了數(shù)據(jù)快速運(yùn)算和傳輸，奠定了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)，包括計(jì)算機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)。數(shù)控技術(shù)是與機(jī)床控制密切結(jié)合發(fā)展起來(lái)的。1952年第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床問(wèn)世后，數(shù)控系統(tǒng)已經(jīng)先后經(jīng)歷了兩個(gè)階段和六代的發(fā)展，其六代是指電子管、晶體管、集成電路、小型計(jì)算機(jī)、微處理器和基于工控PC機(jī)的通用CNC系統(tǒng)。其中前三代為第一階段，稱(chēng)作為硬件連接數(shù)控，簡(jiǎn)稱(chēng)NC系統(tǒng)；后三代為第二階段，乘坐計(jì)算機(jī)軟件數(shù)控，簡(jiǎn)稱(chēng)CNC系統(tǒng)。 數(shù)控加工技術(shù)是什么呢？簡(jiǎn)單的說(shuō)就是利用數(shù)字化控制系統(tǒng)在加工機(jī)床上完成整個(gè)零件的加工。而且和傳統(tǒng)的機(jī)械加工手段相比數(shù)控加工技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)： ①加工效率高。 利用數(shù)字化的控制手段可以加工復(fù)雜的曲面。而加工過(guò)程是由計(jì)算機(jī)控制，所以零件的互換性強(qiáng)，加工的速度快。 ②加工精度高。 同傳統(tǒng)的加工設(shè)備相比，數(shù)控系統(tǒng)優(yōu)化了傳動(dòng)裝置,提高分辨率,減少了人為誤差，因此加工的效率可以得到很大的提高。 ③勞動(dòng)強(qiáng)度低。 由于采用了自動(dòng)控制方式，也就是說(shuō)加工的全部過(guò)程是由數(shù)控系統(tǒng)完成，不象傳統(tǒng)加工手段那樣煩瑣，操作者在數(shù)控機(jī)床工作時(shí)，只需要監(jiān)視設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。所以勞動(dòng)強(qiáng)度很低。 ④適應(yīng)能力強(qiáng)。 數(shù)控加工系統(tǒng)就象計(jì)算機(jī)一樣，可以通過(guò)調(diào)整部分參數(shù)達(dá)到修改或改變其運(yùn)作方式，因此加工的范圍可以得到很大的擴(kuò)展。 21世紀(jì)的數(shù)控裝備將是具有一定智能化的系統(tǒng)，智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個(gè)方面：為追求加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化，如加工過(guò)程的自適應(yīng)控制，工藝參數(shù)自動(dòng)生成；為提高驅(qū)動(dòng)性能及使用連接方便的智能化，如前饋控制、電機(jī)參數(shù)的自適應(yīng)運(yùn)算、自動(dòng)識(shí)別負(fù)載自動(dòng)選定模型、自整定等；簡(jiǎn)化編程、簡(jiǎn)化操作方面的智能化，如智能化的自動(dòng)編程、智能化的人機(jī)界面等；還有智能診斷、智能監(jiān)控方面的內(nèi)容、方便系統(tǒng)的診斷及維修等。 本文主要講述軸零件的加工工藝設(shè)計(jì)及數(shù)控編程，首先對(duì)零件的圖紙進(jìn)行分析，緊接著對(duì)零件進(jìn)行工藝分析，確定零件的毛坯、定位基準(zhǔn)、加工方案、切削用量、設(shè)備及工藝裝備等，然后制定零件的加工工藝卡片，最后編制出零件的數(shù)控加工程序。下面來(lái)運(yùn)用數(shù)控加工工藝及編程的相關(guān)知識(shí)來(lái)分析復(fù)合軸零件的加工工藝設(shè)計(jì)及編程時(shí)所遇到的一些問(wèn)題。 第1章 零件圖的分析 如圖1.1所示零件圖，軸零件圖，其材料為45鋼，單擊小批量生產(chǎn)。 圖1-1 零件圖 1.1 零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 從圖1-1分析得知，該零件的結(jié)構(gòu)主要由外圓柱面、外圓錐面、外圓弧面、外溝槽、外螺紋等組成，該零件的集聚了軸零件的常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)，它典型的體現(xiàn)了數(shù)控車(chē)削加工的內(nèi)容，具有良好的工藝性能和切削性能。 1.2.2 零件的技術(shù)要求分析 零件的技術(shù)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(shù)要求應(yīng)當(dāng)是能夠保證零件使用性能前提下的極限值。進(jìn)行零件技術(shù)要求分析，主要是分析這些技術(shù)要求的合理性，以及實(shí)現(xiàn)的可能性，重點(diǎn)分析重要表面和部位的加工精度和技術(shù)要求，為制定合理的加工方案做好準(zhǔn)備。同時(shí)通過(guò)分析以確定技術(shù)要求是否過(guò)于嚴(yán)格，因?yàn)檫^(guò)高的精度和過(guò)小的表面粗糙度要求會(huì)使工藝過(guò)程變得復(fù)雜，加工難度大，增加不必要的成本。 通過(guò)對(duì)圖1-1的分析可列出該軸零件的各項(xiàng)技術(shù)要求如表1-1所示。 表1-1 技術(shù)要求 加工表面 尺寸偏差（mm） 公差及精度等級(jí) 表面粗糙度(um) ?58外圓 ?58 IT8 3.2 ?45 ?45 IT7 3.2 ?36外圓 ?36 IT7 3.2 ?48×5槽 ?48 5 IT12 IT12 3.2 3.2 ?24×5槽 ?24 5 IT12 IT12 3.2 3.2 M28×1.5 M20 IT12 3.2 第2章 軸零件的工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)是零件在加工前必不可少的重要步驟，是零件加工前的準(zhǔn)備，其內(nèi)容包括定位基準(zhǔn)的確定、裝夾方式、加工方法、工序及工步的劃分、切削用量、機(jī)床、刀具等內(nèi)容，下面進(jìn)行逐一分析。 2.1 零件毛坯的選擇 毛坯是根據(jù)零件所要求的形狀，工藝尺寸等方面而制成的供進(jìn)一步加工使用的生產(chǎn)對(duì)象。毛坯種類(lèi)的選擇不僅影響著毛坯制造的工藝裝備及制造費(fèi)用，對(duì)零件的機(jī)械加工工藝裝備及工具的消耗，工時(shí)定額計(jì)算有很大影響。 確定毛坯的形狀與尺寸的步驟是：首先選取毛坯加工余量和毛坯公差；其次將毛坯加工余量疊加在零件相應(yīng)加工表面上，從而計(jì)算出毛坯尺寸，最后標(biāo)注毛坯尺寸與公差，其總的要求是：減少“肥頭大耳”，實(shí)現(xiàn)少屑或無(wú)屑加工。因此毛坯要力求接近成品形狀，以減少機(jī)械加工的勞動(dòng)量。 根據(jù)零件圖樣中對(duì)工件材料的規(guī)定，工件材料確定為45鋼。毛坯的尺寸為?65mm×160mm圓棒料。 2.2 定位基準(zhǔn)的確定 定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)兩種，用未加工過(guò)的毛坯表面作為定位基準(zhǔn)稱(chēng)為粗基準(zhǔn)，用己加工過(guò)的表面作為定位基準(zhǔn)稱(chēng)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(méi)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，其加工一次成型，故只有一個(gè)基準(zhǔn)，基準(zhǔn)為端面及回轉(zhuǎn)中心線(xiàn)。 2.3 裝夾方式的選擇 夾具用來(lái)裝夾被加工工件以完成加工過(guò)程，同時(shí)要保證被加工工件的定位精度，并使裝卸盡可能方便、快捷。數(shù)控加工的特點(diǎn)對(duì)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(duì)固定；二是要協(xié)調(diào)零件和機(jī)床坐標(biāo)系的尺寸關(guān)系。 根據(jù)零件的尺寸、精度要求和生產(chǎn)條件，選擇最常用的車(chē)床通用的三爪自定心卡盤(pán)。三爪自定心卡盤(pán)可以自動(dòng)定心，夾持范圍大，適用于截面為圓形、三角形、六邊形的軸類(lèi)和盤(pán)類(lèi)中小型零件。 零件第一次裝夾時(shí)車(chē)削右端，此次裝夾可直接采用機(jī)床的三爪卡盤(pán)進(jìn)行裝夾，第二次裝夾時(shí)，車(chē)削左端面，由于右端裝夾面為已加工面，且表面的光潔度較高，故需要墊上銅皮再用三爪卡盤(pán)裝夾。 2.4 表面加工方法的選擇 （1）外輪廓的加工方法 該零件的外輪廓成階梯狀，其加工是從中間凸起部分截開(kāi)，先加工左端，再加工右端，左右兩端的輪廓成遞增，可采用G71的走刀方式進(jìn)行粗加工，G70進(jìn)行精加工。 （2）外螺紋的加工方法 外螺紋在加工前，首先車(chē)出螺紋大徑，然后再用G76的螺紋車(chē)削走刀方式進(jìn)行車(chē)削。 2.5 加工順序的安排 工件的機(jī)械加工工藝路線(xiàn)中要經(jīng)過(guò)切削加工、熱處理和輔助工序。因此，當(dāng)擬定工藝路線(xiàn)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 ? 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(lèi)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。 ? 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。 ? 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。 根據(jù)以上原則，確定該零件的加工順序?yàn)椋很?chē)右端面→粗車(chē)外輪廓→精車(chē)外輪廓→車(chē)槽→車(chē)外螺紋→切斷→調(diào)頭車(chē)端面。 2.6 加工工序的劃分 2.6.1 加工工序劃分方法 (1) 工序集中 1）概念： 是將零件的加工集中在少數(shù)幾道工序中完成，每道工序加工內(nèi)容多，工藝路線(xiàn)短。 2）特點(diǎn)： ①可以采用高效機(jī)床和工藝裝備，生產(chǎn)率高； ②減少了設(shè)備數(shù)量以及操作工人人數(shù)和占地面積，節(jié)省人力、物力； ③減少了工件安裝次數(shù)，利于保證表面間的位置精度； ④采用的工裝設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，調(diào)整維修較困難，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大。 (2) 工序分散 1）概念： 工序分散就是將零件的加工分散到很多道工序內(nèi)完成，每道工序加工的內(nèi)容少，工藝路線(xiàn)很長(zhǎng)。 1）特點(diǎn)： ①設(shè)備和工藝裝備比較簡(jiǎn)單，便于調(diào)整，容易適應(yīng)產(chǎn)品的變換； ②對(duì)工人的技術(shù)要求較低； ③可以采用最合理的切削用量，減少機(jī)動(dòng)時(shí)間； ④所需設(shè)備和工藝裝備的數(shù)目多，操作工人多，占地面積大。 （3）工序集中或分散的程度分析 考慮的因素：主要取決于生產(chǎn)規(guī)模、零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)要求，有時(shí)，還要考慮各工序生產(chǎn)節(jié)拍的一致性 具體分析：一般情況下，單件小批生產(chǎn)時(shí)，只能工序集中；大批大量生產(chǎn)時(shí)，既可以采用多刀、多軸等高效、自動(dòng)機(jī)床，將工序集中，也可以將工序分散后組織流水生產(chǎn)。 對(duì)于重型零件，為了減少工件裝卸和運(yùn)輸?shù)膭趧?dòng)量，工序應(yīng)適當(dāng)集中；對(duì)于剛性差且精度高的精密工件，則工序應(yīng)適當(dāng)分散。 發(fā)展趨勢(shì)：傾向于采用工序集中的方法來(lái)組織生產(chǎn)。 綜上所述，根據(jù)該零件的生產(chǎn)規(guī)模，確定該零件采用工序集中的方式進(jìn)行劃分。 2.6.2 工序的最終確定 根據(jù)該零件的結(jié)構(gòu)特性，確定其加工工藝路線(xiàn)如下： 工序1：制造毛坯?65mm×160mm圓棒料。 工序2：夾毛坯外圓，向外伸出130mm的長(zhǎng)度，車(chē)外輪廓，螺紋，退刀槽，切斷。 工步1：粗車(chē)外輪廓，預(yù)留0.2mm精加工余量。 工步2：精車(chē)外輪廓，控制各表面粗糙度及精度。 工步3：車(chē)Φ24×5和Φ48×5槽。 工步4：車(chē)螺紋。 工步5：切斷，留長(zhǎng)度方向余量1mm。 工序3：調(diào)頭，車(chē)左端面，控制總長(zhǎng)度尺寸122mm。 工序4：去毛刺。 工序5：檢驗(yàn)。 第3章 設(shè)備及其工藝裝備的選擇 3.1 機(jī)床的選擇 分析零件圖可知，本設(shè)計(jì)加工的零件特征包括：外圓、內(nèi)外槽、螺紋、圓弧、圓錐，加工工序復(fù)雜。為減少換刀和對(duì)刀時(shí)間，保證良好精度和表面粗糙度要求，選擇溫州廣州數(shù)控設(shè)備有限公司生產(chǎn)的CK6140×1000，該機(jī)床項(xiàng)目技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目技術(shù)參數(shù)如下： 床身上最大回轉(zhuǎn)直徑 Φ400mm 卡盤(pán)直徑 Φ250mm 拖板上最大回轉(zhuǎn)直徑 Φ210mm 主軸轉(zhuǎn)速（機(jī)械） 25-1600rpm 變頻 300-2000rpm X軸最大行程 250mm 尾座套筒內(nèi)孔錐度 MT4 Z軸最大行程 1000mm 尾座套筒移動(dòng)量 140mm 最大加工長(zhǎng)度 800mm 尾座套筒直徑 Φ60mm X/Z軸快速進(jìn)給速度 5/10m/min 刀位數(shù) 4 X/Z軸脈沖當(dāng)量 0.001mm 刀方尺寸 25mmx25mm 定位精度 0.01mm 主電機(jī)功率 5.5kw 重復(fù)定位精度 0.006mm 機(jī)床外形尺寸(長(zhǎng)×寬×高) 2250mmx1200mmx1600mm 主軸通孔直徑 Φ46mm 機(jī)床重量 2000kg 主軸內(nèi)孔錐度 MT 3.2刀具的選擇 由于工件材料、生產(chǎn)批量、加工精度以及機(jī)床類(lèi)型、工藝方案的不同，車(chē)刀的種類(lèi)也異常繁多。根據(jù)與刀體的聯(lián)接固定方式的不同，車(chē)刀主要可分為焊接式與機(jī)械夾固式兩大類(lèi)。 l）焊接式車(chē)刀 將硬質(zhì)合金刀片用焊接的方法固定在刀體上稱(chēng)為焊接式車(chē)刀。這種車(chē)刀的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，剛性較好。缺點(diǎn)是由于存在焊接應(yīng)力，使刀具材料的使用性能受到影響，甚至出現(xiàn)裂紋。另外，刀桿不能重復(fù)使用，硬質(zhì)合金刀片不能充分回收利用，造成刀具材料的浪費(fèi)。根據(jù)工件加工表面以及用途不同，焊接式車(chē)刀又可分為切斷刀、外圓車(chē)刀、端面車(chē)刀、內(nèi)孔車(chē)刀、螺紋車(chē)刀以及成形車(chē)刀等。 2）機(jī)夾可轉(zhuǎn)位車(chē)刀 可轉(zhuǎn)位車(chē)刀由刀桿、刀片、刀墊以及夾緊元件組成。刀片每邊都有切削刃，當(dāng)某切削刃磨損鈍化后，只需松開(kāi)夾緊元件，將刀片轉(zhuǎn)一個(gè)位置便可繼續(xù)使用。 根據(jù)零件圖的特性，本題兩零件中的外圓表面及內(nèi)孔表面采用可轉(zhuǎn)位車(chē)刀進(jìn)行車(chē)削，槽及螺紋，選用焊接式車(chē)刀進(jìn)行切削，具體刀具選用請(qǐng)參照表2-1。 表2-1 刀具表 刀具號(hào) 刀具名稱(chēng) 刀具規(guī)格 刀具材料 加工表面 T01 外圓粗車(chē)刀 75°左偏刀 硬質(zhì)合金 粗車(chē)外圓表面及端面 T02 外圓精車(chē)刀 35°左偏刀 硬質(zhì)合金 精車(chē)外圓表面及端面 T03 切斷刀 5mm刀寬 高速鋼 切槽及切斷 T04 外螺紋車(chē)刀 60° 硬質(zhì)合金 車(chē)外螺紋 第4章 切削用量的選擇 （1）切削用量的選用原則 粗車(chē)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(dòng)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。 精車(chē)時(shí)，對(duì)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(chē)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(chē)時(shí)應(yīng)選用較?。ǖ荒芴。┑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。 （2）切削用量的選取方法 ①背吃刀量的選擇? 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)8～10mm；半精加工的背吃刀量取0.5～5mm；精加工的背吃刀量取0.2～1.5mm。 ②進(jìn)給速度（進(jìn)給量）的確定?? 粗加工時(shí)，由于對(duì)工件的表面質(zhì)量沒(méi)有太高的要求，這時(shí)主要根據(jù)機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度和剛性、刀桿的強(qiáng)度和剛性、刀具材料、刀桿和工件尺寸以及已選定的背吃刀量等因素來(lái)選取進(jìn)給速度。精加工時(shí)，則按表面粗糙度要求、刀具及工件材料等因素來(lái)選取進(jìn)給速度。進(jìn)給速度νf可以按公式νf =f×n計(jì)算，式中f表示每轉(zhuǎn)進(jìn)給量，粗車(chē)時(shí)一般取0.3～0.8mm／r；精車(chē)時(shí)常取0.1～0.3mm/r；切斷時(shí)常取0.05～0.2mm/r。 ③切削速度的確定? 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(guò)程中，也可根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和查表的方法來(lái)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、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/πD 來(lái)確定主軸轉(zhuǎn)速n（r/min）。 通過(guò)以上分析，查表確定該零件的切削用量如附件2數(shù)控加工工序卡所示。 第5章 數(shù)控加工程序的編制及仿真加工 5.1 編程方法的選擇 數(shù)控編程主要分為手工編程與自動(dòng)編程。 （1）手工編程 整個(gè)程序的編制過(guò)程是由人工完成的。這要求編程人員不僅要熟悉數(shù)控代碼及編程規(guī)則，而且還必須具備有機(jī)械加工工藝知識(shí)和數(shù)值計(jì)算能力。對(duì)于點(diǎn)位加工或幾何形狀不太復(fù)雜的零件，數(shù)控編程計(jì)算較簡(jiǎn)單，程序段不多，手工編程即可實(shí)現(xiàn)。 （2）自動(dòng)編程 用計(jì)算機(jī)把人們輸入的零件圖紙信息改寫(xiě)成數(shù)控機(jī)床能執(zhí)行的數(shù)控加工程序，就是說(shuō)數(shù)控編程的大部分工作有計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。 3編程方法的選擇 該零件的結(jié)構(gòu)為圓弧與直線(xiàn)組成，無(wú)雙曲線(xiàn)、拋物線(xiàn)、正弦曲線(xiàn)、橢圓等高級(jí)曲線(xiàn)，故其所有加工程序均選用手工編制。 5.2 編程原點(diǎn)的確定 該零件為回轉(zhuǎn)型零件，其編程坐標(biāo)系一般設(shè)置在零件的回轉(zhuǎn)中心上，即工序2中的編程原點(diǎn)為左端面中心，工序3中的編程原點(diǎn)為右端面上。 5.3 走刀路線(xiàn)的確定 根據(jù)后面的5.6節(jié)中的仿真操作，自動(dòng)計(jì)算出G71復(fù)合車(chē)削循環(huán)以及車(chē)螺紋時(shí)的走刀路線(xiàn)如圖5-1所示。 圖5-1走刀路線(xiàn)圖 圖中紅色線(xiàn)為外圓粗車(chē)刀的走刀路線(xiàn)，綠色的是外圓精車(chē)刀的走到路線(xiàn)，藍(lán)色線(xiàn)為切斷刀的走刀路線(xiàn)，黃色線(xiàn)為螺紋車(chē)刀的走刀路線(xiàn)。 5.4 基點(diǎn)坐標(biāo)的確定 在傳統(tǒng)的加工中，經(jīng)常采用人工計(jì)算的方式進(jìn)行計(jì)算坐標(biāo)點(diǎn)，由于科學(xué)技術(shù)不斷的發(fā)展，現(xiàn)在基本上都運(yùn)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行坐標(biāo)點(diǎn)查找，圖5-2便是本次編程走刀路線(xiàn)中所需要用到的基點(diǎn)坐標(biāo)值。 圖5-2 基點(diǎn)坐標(biāo) 5.5 程序的編寫(xiě) 5.5.1 編程代碼的解析 該零件圖使用G71外徑粗車(chē)循環(huán)指令，G70精車(chē)循環(huán)指令，G76螺紋車(chē)削指令。說(shuō)明如下： 1.G71外圓粗車(chē)循環(huán) 格式： G71 U△d Re； G71 P ns Q nf U△u W△w F ； 式中△d—精加工每次切深； ns—精加工程序第一個(gè)程序段的序號(hào)； nf—精加工程序最后一個(gè)程序段的序號(hào)； △u—X軸方向精加工留量（直徑值）； △w—Z軸方向精加工留量； e—退刀量； 2.多重螺紋切削循環(huán)G76 指令格式：G76 P(m) (r) (a) Q(Δdmin) R(d); G76 X(U)__ Z(W)__ R(i) P(k) Q(Δd) F(I)__; 指令功能：通過(guò)多次螺紋粗車(chē)、螺紋精車(chē)完成規(guī)定牙高（總切深）的螺紋加工，如果定義的螺紋角度不為0度，螺紋的切入點(diǎn)由螺紋牙頂逐步移至螺紋牙底，使得相鄰兩牙螺紋的夾角為規(guī)定的螺紋角度。G76指令可加工帶螺紋退尾的直螺紋和錐螺紋，可實(shí)現(xiàn)單側(cè)刀刃螺紋切削，吃刀量逐漸減少，有利于保護(hù)刀具、提高螺紋精度。G76指令不能加工端面螺紋。 3.G70外圓精車(chē)循環(huán) 格式： G70 Pns Qnf； ns—精加工程序第一個(gè)程序段的序號(hào)； nf—精加工程序最后一個(gè)程序段的序號(hào)； 5.5.2 加工程序清單 請(qǐng)查看附件4。 5.6 仿真加工 如圖5-3所示為斯沃仿真軟件中FANUC OiT數(shù)控車(chē)床仿真操作面板，下面運(yùn)用該機(jī)床對(duì)零件進(jìn)行仿真加工。仿真加工的目的是為了驗(yàn)證所編制的程序的準(zhǔn)確性，該零件的加工程序，經(jīng)過(guò)斯沃?jǐn)?shù)控仿真軟件的驗(yàn)證，最后的仿真效果圖如圖5-4所示。 圖5-3 FANUC OiT數(shù)控車(chē)床仿真操作面板 圖5-4 仿真效果圖 經(jīng)過(guò)仿真加工可以看出，該零件的程序準(zhǔn)確無(wú)誤，可以在機(jī)床上進(jìn)行首件加工了，由于仿真的機(jī)床跟實(shí)際的存在一定的區(qū)別，因此在實(shí)際加工中，需要采用單段運(yùn)行的方式進(jìn)行。 結(jié)束語(yǔ) 本次課題貫穿本專(zhuān)業(yè)所學(xué)到的議論知識(shí)與實(shí)踐操作技術(shù)，從分析設(shè)計(jì)到計(jì)算、操作得到成品，同時(shí)本次選題提供了自主學(xué)習(xí)，自主選擇，自主完成的機(jī)會(huì)。畢業(yè)設(shè)計(jì)有實(shí)踐性，綜合性，探索性，應(yīng)用性等特點(diǎn)，通過(guò)對(duì)該零件的加工設(shè)計(jì)，使自己能夠完成軸承蓋零件的自動(dòng)編程，對(duì)刀具路徑有了更深一步的理解。 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，給我最大的體會(huì)就是熟練操作技能來(lái)源我們對(duì)專(zhuān)業(yè)的熟練程度。除了對(duì)自動(dòng)編程的熟練掌握之外，還需要你掌握零件工藝方面的知識(shí)，對(duì)于夾具的選擇，切削參數(shù)的設(shè)定我們必須十分清楚。在上機(jī)操作時(shí)，我們只有練習(xí)各功能鍵的作用，在編程時(shí)才得心應(yīng)手。因此，我總結(jié)出一個(gè)結(jié)論“理論是指導(dǎo)實(shí)踐的基礎(chǔ)，只有不斷在實(shí)踐中總結(jié)驗(yàn)，并對(duì)先前的理論進(jìn)行消化和創(chuàng)新，自己的水平會(huì)很快的提高”。 本畢業(yè)的選題、設(shè)計(jì)內(nèi)容、及設(shè)計(jì)的形成是在老師的悉心指導(dǎo)下完成的。在畢業(yè)論文的完成過(guò)程中傾注了老師大量的心血，因此，在論文完成之際，特向我尊敬的老師表示衷心的感謝。 通過(guò)此次設(shè)計(jì)使我掌握了科學(xué)研究的基本方法和思路，為今后的工作打下了基礎(chǔ)，在以后的日子我將會(huì)繼續(xù)保持這份做學(xué)問(wèn)的態(tài)度和熱情。 致 謝 經(jīng)過(guò)一個(gè)多月的研究分析，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于完成。作為一名數(shù)控專(zhuān)業(yè)的畢業(yè)生，由于本專(zhuān)業(yè)的特殊性，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒(méi)有劉老師的指導(dǎo)，以及身邊朋友們的幫助，想靠一己之力完成此次設(shè)計(jì)是相當(dāng)困難的。 首先，向劉老師致以誠(chéng)摯的謝意和崇高的敬意。從最初的選題到中后期修改，再到最后定稿，劉老師一直給我提供了許多寶貴的建議。老師嚴(yán)肅的工作態(tài)度、謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神、益求精的工作作風(fēng)、深地感染和激勵(lì)了我。除了敬佩老師的專(zhuān)業(yè)水平外，其樸實(shí)無(wú)華、平易近人的人格魅力更對(duì)我影響深遠(yuǎn)，不僅使我樹(shù)立了遠(yuǎn)大的學(xué)術(shù)目標(biāo)、掌握基本的研究方法，還使我明白了許多待人接物與為人處事的道理。 其次，要感謝學(xué)院所有教導(dǎo)老師，你們教會(huì)我的不僅僅是專(zhuān)業(yè)知識(shí)，更多的是對(duì)待學(xué)習(xí)、對(duì)待生活的態(tài)度，乃至做人的道理。 最后，我要感謝這一路上給過(guò)我?guī)椭哪切┱J(rèn)識(shí)乃至不認(rèn)識(shí)的朋友們，因?yàn)槟銈兊墓膭?lì)和支持，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)才得以順利完成。感謝你們，在我最需要幫助和鼓勵(lì)的時(shí)候，給與我的一切，我永遠(yuǎn)不會(huì)忘記我們一起奮斗過(guò)的日日夜夜，此時(shí)此刻，就讓一切在記憶中封存。 參考文獻(xiàn) [1] 現(xiàn)代數(shù)控銑削技術(shù)/楊江河，余云龍編.-北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2006.9 [2] 數(shù)控編程與加工/陳紅康,杜洪春主編.-濟(jì)南:山東大學(xué)出版社,2004.8 [3] 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,2005.3 [4] 數(shù)控加工工藝與編程/晏初宏主編.-北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2004.3 [5] 機(jī)床數(shù)控技術(shù)/杜國(guó)臣,王士軍主編.-北京:中國(guó)林業(yè)出版社;北京大學(xué)出版社,2006.80 附件1：機(jī)械加工工藝過(guò)程卡 機(jī)械加工工藝過(guò)程卡 產(chǎn) 品 名 稱(chēng) 零 件 名 稱(chēng) 零 件 圖 號(hào) 材 料 毛坯規(guī)格 軸 軸 45鋼 Ф65×160mm 工序號(hào) 工序名稱(chēng) 工序簡(jiǎn)要內(nèi)容 設(shè)備 工藝裝備 工時(shí) 1 下料 制造毛坯Ф65×160mm棒料 棒料切割機(jī) 2 車(chē) 夾毛坯外圓，向外伸出130mm的長(zhǎng)度，車(chē)外輪廓，螺紋，退刀槽，切斷 數(shù)控車(chē)床 三爪卡盤(pán) 3 車(chē) 調(diào)頭，車(chē)左端面，控制總長(zhǎng)度尺寸122mm 普通車(chē)床 三爪卡盤(pán) 4 鉗 去毛刺 銼刀 5 檢驗(yàn) 編制 審核 批準(zhǔn) 共 1 頁(yè) 第 1 頁(yè) 附件2：數(shù)控加工工序卡 數(shù)控加工工序卡 產(chǎn) 品 名 稱(chēng) 零 件 名 稱(chēng) 零 件 圖 號(hào) 軸 工序號(hào) 程序編號(hào) 材料 數(shù)量 夾具名稱(chēng) 使用設(shè)備 車(chē)間 2 O0001 45鋼 1 三爪卡盤(pán) 數(shù)控車(chē)床 工步號(hào) 工步內(nèi)容 切削用量 刀具 量具 V （m/min） n (r/min) f (mm/min) ap (mm) 編號(hào) 名稱(chēng) 編號(hào) 名稱(chēng) 1 粗車(chē)外輪廓，預(yù)留0.2mm精加工余量 480 120 1.5 T01 75度車(chē)刀 01 游標(biāo)卡尺 2 精車(chē)外輪廓，控制各表面粗糙度及精度 800 80 0.2 T02 35度車(chē)刀 01 游標(biāo)卡尺 3 車(chē)Φ24×5和Φ48×5槽 400 35 T03 切槽刀 02 量塊 4 車(chē)螺紋 500 2 T04 60°螺紋刀 03 M28螺紋環(huán)規(guī) 5 切斷 300 30 T03 切槽刀 01 游標(biāo)卡尺 編制 審核 批準(zhǔn) 共 1 頁(yè) 第1 頁(yè) 附件3：數(shù)控加工刀具調(diào)整卡 產(chǎn)品名稱(chēng)或代號(hào) 零件名稱(chēng) 零件圖號(hào) 序號(hào) 刀具號(hào) 刀具規(guī)格名稱(chēng) 刀具參數(shù) 刀補(bǔ)地址 刀尖半徑 刀桿規(guī)格 半徑 形狀 1 T01 75°外圓車(chē)刀 0 20*20 0 80 2 T02 35°外圓車(chē)刀 0 20*20 0 80 3 T03 5mm切槽刀 0 20*20 0 80 4 T04 60°螺紋車(chē)刀 0 20*20 0 80 編制 審核 批準(zhǔn) 共 1頁(yè) 第1 頁(yè) 附件4：數(shù)控加工程序卡 零件圖名 零件名稱(chēng) 軸 編制日期 程序號(hào) O0001 數(shù)控系統(tǒng) FANUC 編制 程序內(nèi)容 程序說(shuō)明 T0101; 換1號(hào)刀，并調(diào)用1號(hào)刀補(bǔ)； M03 S480; 主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速500r/min； M08; 切削液開(kāi)； G00 X67 Z0; 快速插補(bǔ)至端面車(chē)削位置 G01 X-1 F120; 車(chē)端面 Z2; G00 X67; 快速插補(bǔ)至G71循環(huán)起點(diǎn) G71 U1.5 R0.5; 調(diào)用G71外圓車(chē)削循環(huán)，設(shè)置進(jìn)到量1.5，退刀量0.5； G71 P10 Q20 U0.2 W0.2 F120; 精車(chē)N10~N20之間的程序段 N10 G00 X20; 快速進(jìn)刀至切削起點(diǎn)； G01 Z27 Z-2 F80; 車(chē)倒角； Z-25; 車(chē)外圓Ф28； X36; 車(chē)臺(tái)階面； W-15; 車(chē)外圓Ф36； X45 W-30; 車(chē)錐面； G03 X58 Z-91.86 R40; 車(chē)R40圓弧； G01 Z-127; 車(chē)Ф58外圓； X65; 退刀 N20 G00 Z2; G00 X150 Z150; 快速運(yùn)動(dòng)至換刀點(diǎn) T0202; 換2號(hào)刀并調(diào)用2號(hào)刀補(bǔ)； M03 S800; 主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速800r/min； G00 X67 Z2; G70 P10 Q20; 精車(chē)外圓； GOO X150 Z150; 快速運(yùn)動(dòng)至換刀位置； T0303; 換3號(hào)切槽刀； M03 S400; 主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速400r/min； G00 X38 Z-25; 快速運(yùn)動(dòng)至切槽點(diǎn)； G01 X24 F30; 切槽； X38 F100; 退刀； G00 X60; Z-112; G01 X48 F35; 切槽 X60; G00 X150 Z150; 主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速500r/min； T0404; 換4號(hào)螺紋車(chē)刀； M03 S500; G00 X30 Z2; G76 P020060 Q100 R200; 調(diào)用G76螺紋復(fù)合切削循環(huán)； G76 X26.05 Z-23 P900 Q400; 設(shè)定參數(shù)； G00 X150 Z150; M01; T0303; 換3號(hào)切斷刀； M03 S300; G00 X62 Z-122; 快速運(yùn)動(dòng)至切斷點(diǎn)； G01 X-1 F30; 切斷； G00 X150; 退刀； Z150; M05; 主軸停止 M09; 切削液關(guān) M30; 程序結(jié)束