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畢 業(yè) 設 計 （論 文）
題 目： 拔銷器零件數(shù)控加工工藝設計及仿真
分 院 ： 機電學院 專業(yè)： 數(shù)控技術
姓 名： 任思捷
指導教師： 賈相武
2011年 5 月 20 日
中 文 摘 要
本文介紹了拔銷器各個零件的加工工藝以及后續(xù)的仿真加工驗證。文章首先從數(shù)控車床的組成，特點以及如何裝夾零件方面介紹了數(shù)控車床的概念，通過對這一概念的理解進而詳細的介紹了有關拔銷器各個零部件的加工工藝、數(shù)控加工方法以及采用何種毛坯進行加工。文章最后介紹了宇龍數(shù)控仿真加工軟件的使用方法，并對前文中拔銷器的各個部件的編程進行了仿真加工驗證，以驗證其正確性。
關鍵詞：拔銷器，數(shù)控機床，工藝，宇龍仿真。
目錄
0 前言 1
1數(shù)控車床概述 1
1.1、數(shù)控車床的組成 1
1.2、數(shù)控車床的特點 1
1.3數(shù)控機床的裝夾 2
2 拔銷器數(shù)控加工 2
2.1. 毛坯的選擇 2
2.2數(shù)控設備的選擇 2
2.3 數(shù)控加工方案及程序 3
2.3.1手柄加工工藝設計及加工程序 3
2.3.2 零件套加工工藝設計及加工程序 6
2.3.3 連接桿加工工藝設計及加工程序 7
2.3.4 撥頭加工工藝設計及加工程序 10
3仿真加工驗證 15
3.1．宇龍數(shù)控仿真軟件的操作方法 15
3.2.數(shù)控仿真完成的零件圖 17
參考文獻 20
致謝 21
0 前言
數(shù)控機床集現(xiàn)代精密、計算機、通信液壓氣動、光電等多學科技術為一體，具有高效率、高精度、高自動換和高柔性的特點，是當代機械制造業(yè)的主流設備。它可加工普通機床無法加工的復雜零件，同時具有很高的加工精度和效率。
而且在生產(chǎn)中會經(jīng)常遇到比較復雜的軸類零件，要想保證加工精度，提高生產(chǎn)效率，應合理選擇數(shù)控車床來進行加工。
1數(shù)控車床概述
1.1、數(shù)控車床的組成
數(shù)控車床一般由車床本體、數(shù)控裝置（或稱數(shù)控單元）、輸出輸入設備、伺服單元、驅動裝置（或稱執(zhí)行機構）、電氣控制裝置、輔助裝置、測量裝置等組成。
1.2、數(shù)控車床的特點
1.適應性強
當改變加工零件時，數(shù)控車床只需要更換零件的加工程序，不必用凸輪、靠模、樣板或其它模具等專用工藝裝備，且可采用承租技術的成套夾具。因此，生產(chǎn)準備周期短，有利于機械產(chǎn)品的迅速更新?lián)Q代。
2.適合復雜型面的加工
由于數(shù)控車床能實現(xiàn)兩軸或兩軸以上的聯(lián)動，所以能完成復雜型面的加工，特別是可用數(shù)學方程式和坐標點表示的形狀復雜的零件。
3.加工質量穩(wěn)定
數(shù)控車床是根據(jù)數(shù)控程序自動進行加工，可以避免人為的誤差，這就保證了零件加工質量的穩(wěn)定性。
4.生產(chǎn)效率高
在數(shù)控車床上可以采用較大的切削用量，有效的節(jié)省了機動工時。還有自動調速、自動換刀和其它輔助操作自動功能，使輔助時間大為簡短，而且一般不需要工序間的檢驗與測量，所以，比普通車床的生產(chǎn)效率高３－４倍，甚至更高。
5.加工精度高
數(shù)控車床有較高的加工精度，一般在0.005—0.01ｍｍ之間。數(shù)控車床的加工精度不受零件復雜程度的影響，車床傳動鏈的反向齒輪間隙和絲杠的螺距誤差等都可以通過數(shù)控裝置自動進行補償，其定位精度比較，同時還可以利用數(shù)控軟件進行精度校正和補償。
6.工序集中，一機多用
數(shù)控車床特別是車削中心，在一次裝夾的情況下，幾乎可以完成零件的全部加工工序，一臺數(shù)控車床可以代替數(shù)臺普通車床。這樣可以減少裝夾誤差，節(jié)約工序之間的運輸、測量和裝夾等輔助時間，還可以節(jié)省車間的占地面積，帶來較高的經(jīng)濟利益。
1.3數(shù)控機床的裝夾
1.夾具的定義
在機床上加工工件時,為了使某工序所加工的工件表面達到圖樣所規(guī)定的尺寸和形狀位置精度要求,必須使工件相對與刀具和機床占有一個正確的位置,這就需要定位.為了使工件在加工過程中,始終保持這個位置不變,這就需要夾緊.將工件在機床上或夾具中定位和夾緊的過程稱為裝夾.用于裝夾工件的裝置叫夾具.
2.夾具分類
通用夾具 通用夾具是指已經(jīng)標準化,可裝夾多種工件的夾具,一般作為機床附件供應,如車床上的三爪自定心卡盤,四爪單動卡盤,頂尖,中心架和跟刀架。
2 拔銷器數(shù)控加工
2.1. 毛坯的選擇
根據(jù)圖紙（見附錄一、二、三、四）要求，選擇合適的毛坯尺寸，我這次設計的零件選擇毛坯尺寸分別為φ35×555、φ50×150、φ75×135、φ25×55棒料，材料為45鋼。既能保證不浪費原材料又可以達到圖紙要求的尺寸。
2.2數(shù)控設備的選擇
數(shù)控車床主軸采用高性能的變頻無極調速驅動系統(tǒng)，具有過載保護功能。數(shù)控車床步進或交流伺服驅動，進給傳動采用預載荷滾珠絲桿驅動，定位精度較高。數(shù)控車床采用四工位電動刀架，適合復雜零件的加工。由于該零件（拔銷器）為回轉體加工零件，且為單件小批量生產(chǎn)，毛坯規(guī)格最大直徑為75mm，最大長度為555mm。因此該零件加工選用數(shù)控車床，根據(jù)車間現(xiàn)有機床型號，故選用CK6150S。
2.3 數(shù)控加工方案及程序
2.3.1手柄加工工藝設計及加工程序
1.手柄加工工藝設計
圖2-1：手柄零件圖
（1）加工工藝過程：粗精車φ25外圓并滾花→掉頭粗精車φ50外圓及M18螺紋;
(2)加工所用刀具：T01為外圓車刀：T02為滾花車刀;T03為螺紋車刀；
（3）選擇切削參數(shù)：
1）粗車外圓：主軸轉速S=600r/min、進給速度為F=1.5mm/s、切削深度為△d=5mm；精車余量△u=0.5mm；
2）精車外圓：主軸轉速S=800r/min、進給速度為F=0.2mm/s、；
3）車螺紋：主軸轉速S=100r/min，螺距F=2.5;
4）夾具：三爪卡盤。
表2-1
工序號
工序名稱
工序內容
加工機床
1
下料
鋸φ52×150圓鋼
2
熱處理
調質處理
3
數(shù)控車
粗、精車φ25外圓并滾花成，平端面（見光即可）
CK6150S
4
數(shù)控車
掉頭粗、精車φ50外圓及M18螺紋。
及退刀槽（手動）
CK6150S
5
檢驗
檢查各尺寸時否達到圖紙要求
手柄加工工藝過程卡
2.手柄數(shù)控加工程序單：
O0001
N00 T0101; （直徑編程）
N10 M03 S600;
N20 G00 X50.0 Z2.0 F1.5 M08;
N30 G01 Z-117;
N40 G90 X50.0 Z-110.0 F1.5;
N50 X45.0;
N60 X40.0;
N70 X30.0;
N80 X27.5;
N90 X25.5;
N100 G00 X25.2 Z2 F0.2;
N110 G01 Z-110.0;
N120 X51.0;
N130 G00 X100.0 Z200.0;
N140 T0202;
N150 G00 Z2.0;
N160 X25.0;
N170 G01 Z-110.0;
N180 X51.0;
N190 G00 X100.0;
N200 Z200.0;
N210 M30;
O0002 （直徑編程）
N10 T0101;
N20 M03 S600;
N30 G00 Z2.0 M08 F1.5;
N40 X55.0 M08;
N50 G71 U1.5 R2;
N60 G71 P60 Q90 U0.5 W0.2 F1.5;
N70 G01 X18.0 Z-28.0 F0.2;
N80 X50.0 W-7.0;
N90 G70 P60 Q90;
N100 G00 X100.0 Z100.0;
N101 M05;
N105 T0202
N108 M03 S100
N110 G00 X18.0 Z5.0;
N120 G92 X17.0 Z-26.0 F2.5;
N130 X16.3;
N140 X15.7;
N150 X15.3;
N160 X14.9;
N170 X14.75;
N180 G00 X100.0 Z100.0;
N190 M30;
2.3.2 零件套加工工藝設計及加工程序
1.零件套加工工藝設計：
圖2-2 零件套零件圖
（1）加工工藝過程：粗精車削外圓及圓弧尺寸→鉆孔→掉頭車削外圓達到尺寸。
（2）加工所用刀具：T01為外圓車刀；T02為φ30鉆頭；
（3）選擇車削參數(shù)：
1）粗車外圓;主軸轉速S=600r/min,進給速度F=1.5mm/s，精車余量△u=0.5mm，△w=0.2mm；
2）精車外圓：主軸轉速S=800r/min,進給速度F=0.2mm/s，；
3）鉆孔：主軸轉速S=480r/min，鉆削深度為130mm，每次鉆削行程長度△K=10mm；
4）夾具：三爪,頂尖。
表2-2
工序號
工序名稱
工序內容
所選設備
1
下料
鋸φ75×135圓鋼
2
熱處理
調質處理
3
普車
粗車外圓至尺寸φ72，長度達到圖紙要求，鉆孔至φ30.5
CA6140
4
數(shù)控車
采用一夾一頂裝夾方式，車φ70外圓，達到圖紙要求。
CK6150S
5
檢驗
檢驗零件時否符合圖紙要求。
零件套加工工藝過程卡
2 零件套加工程序單：
O0003 （直徑編程）
N10 T0101;
N20 M03 S600;
N30 G00 X75.0 Z5.0 M08;
N31 G71 U1.5 R2;
N40 G71 P50 Q80 U0.5 W0.2 F1.5;
N50 G41 G01 X70.0 Z5.0 F=0.2;
N60 G01 Z-15.0;
N70 G02 X70.0 Z-120.0 R271.0;
N80 G01 X70.0 Z130.0;
N90 G70 P50 Q80;
N100 G00 G40 X100.0 Z100.0;
N110 M30;
2.3.3 連接桿加工工藝設計及加工程序
1.連接桿加工工藝設計：
圖3-3 連接桿零件圖
（1）加工工藝過程：粗精車削φ30外圓→鉆孔→掉頭粗精車外圓并鉆孔→鉗工攻螺紋。
（2）加工所用刀具：T01為外圓車刀；T02為φ18鉆頭：攻螺紋用絲錐絞杠。
（3）選擇車削參數(shù)：
1）粗車外圓：主軸轉速S=600r/min,進給速度F=1.5mm/min，精車余量△u=0.5mm，△w=0.2mm；
2）精車外圓，主軸轉速S=1000r/min，進給速度F=0.1mm/min；
3）鉆孔：主軸轉速S=600r/min，鉆削深度為35mm，每次鉆削行程長度△k=10mm;
4)夾具：三爪。
表3-3
工序號
工序名稱
工序內容
所用設備
1
下料
鋸φ35X555圓鋼
2
熱處理
淬火
3
數(shù)控車
采用一加一頂?shù)姆绞酱志囈欢送鈭A，并鉆孔φ18.
CK6150S
4
數(shù)控車
掉頭粗精車另一端外圓，并鉆孔φ18.
CK6150S
5
鉗
攻φ18螺紋。
6
熱處理
調質處理
7
檢驗
檢驗各尺寸是否符合圖紙要求。
連接桿加工工藝卡
2.連接桿數(shù)控加工程序單：
O0004 （直徑編程）
N10 T0101;
N20 M03 S600;
N30 G00 Z2.0 F1.5;
N40 X30.5 M08;
N50 G01 Z-450.0;
N60 X35.0;
N70 G00 Z2.0;
N80 M03 S1000;
N90 G00 Z2.0 F0.2;
N100 X30.0;
N110 G01 Z-450.0;
N120 X33.0;
N130 G00 Z200.0;
N140 X100.0;
N150 M30;
O0005 （直徑編程）
N10 T0101;
N20 M03 S600;
N30 G00 Z2.0 F1.5;
N40 X30.5;
N50 G01 Z-105.0;
N60 X35.0;
N70 G00 Z2.0;
N80 M03 S1000;
N90 G00 Z2.0 F=0.1;
N100 X30.0;
N110 G01 Z-105.0;
N120 X33.0;
N130 G00 Z200.0;
N140 X100.0;
N150 M30;
2.3.4 撥頭加工工藝設計及加工程序
1.撥頭加工工藝設計：
圖4-4 拔頭零件圖
（1）加工工藝過程：粗精車外圓→車螺紋→掉頭粗精車外圓→車螺紋→銑平面；
（2）加工所用刀具：T01為外圓車刀，TO2為螺紋車刀。
（3）選擇車削參數(shù)：
1)粗車外圓：主軸轉速為600r/min，進給速度F=1.5mm/s，精車余量△u=0.5mm，△w=0.2mm；
2）精車外圓：主軸轉速為800r/min，進給速度F=0.2mm/s；
3）車削螺紋：主軸轉速是S=300r/min，螺距F=2。
4）夾具：三爪，臺虎鉗（銑床）。
表4-4
工序號
工序名稱
工序內容
所選設備
1
下料
鋸φ25X55圓鋼。
2
熱處理
淬火。
3
數(shù)控車
粗精車φ22外圓及M16螺紋。
CK6150S
4
數(shù)控車
粗精車φD外圓并車削外徑D的螺紋。
CK6150S
5
銑
φ22外圓銑兩平行平面，保證兩平面距離為19mm。
X53K
6
熱處理
硬度要求有達到HRC40-45.
撥頭加工工藝卡
2.撥頭數(shù)控加工程序單：
O0123 （直徑編程）
N10 T0101;
N20 M03 S800;
N30 G00 Z2.0;
N40 X28.0;
N50 G71 U1.5 R2;
N60 G71 P70 Q120 U0.5 W0.2 F1.5;
N70 G00 X15.0 Z1.0 F0.2;
N80 G01 X16.0 Z-1.0;
N90 Z-30.0 R2.0;
N100 G01 X22.0;
N110 G01 Z-34.0;
N120 G70 P120 Q110;
N130 M05;
N135 T0202;
N138 M03 S300;
N140 G00 X16.0 Z2.0;
N150 G92X15.1Z-26.0F2;
N160 X14.5;
N170 X13.9;
N180 X13.5;
N190 X13.4;
N200 G00 X100.0 Z100.0;
N210 M30;
O1234 （直徑編程）
N10 T0101;
N20 M03 S600;
N30 G00 Z2.0;
N40 X28.0;
N50 G71 U1.5 R2;
N60 G71 P70 Q100 U0.5 W0.2 F2;
N70 G00 X(D-2) Z1.0;
N80 G01 XD Z1.0;
N90 Z-16.0 R2.0;
N100 G01 X22.0;
N110 G70 P70 Q100;
N120 M05;
& (注：“&”以下的程序段分別為D=16mm，
N130 T0202; 12mm，10mm，8mm，6mm，4mm)
N134 M03 S300; /D=16mm/
N138 G00 X16.0 Z2.0;
N140 G92 X15.1 Z-12.0 F2;
N150 X14.5;
N160 X13.9;
N170 X13.5;
N180 X13.4;
N190 G00 X100.0 Z100.0;
N200 M30;
N130 T0202; /D=12mm/
N134 M03 S300;
N138 G00 X12.0Z2.0;
N140 G92 X11.2 Z-12.0 F1.7;
N150 X10.6;
N160 X10.2;
N170 X10;
N180 G00 X100.0 Z100.0;
N190 M30;
N130 T0202; /D=10mm/
N134 M03 S300;
N138 G00 X10.0 Z2.0;
N140 G92 X9.2 Z-12.0 F1.5;
N150 X8.6;
N160 X8.2;
N170 X8.04;
N180 G00 X100.0 Z100.0;
N190 M30;
N130 T0202; /D=8mm/
N134 M03 S300;
N138 G00 X8.0 Z2.0;
N140 G92 X7.3 Z-12.0 F1.25;
N150 X6.9;
N160 X6.5;
N170 X6.38;
N180 G00 X100.0 Z100.0;
N190 M30;
N130 T0202; /D=6mm/
N134 M03 S300;
N138 G00 X6.0 Z2.0;
N140 G92 X5.3 Z-12.0 F1;
N150 X4.9;
N160 X4.7;
N170 G00X100.0Z100.0;
N180 M30;
N130 T0202; /D=4mm/
N134 M03 S300;
N138 G00 X4.0 Z2.0;
N140 G92 X3.4 Z-12.0 F0.7;
N150 X3.2;
N160 X3.1;
N170 G00X100.0Z100.0;
N180 M30;
3仿真加工驗證
3.1．宇龍數(shù)控仿真軟件的操作方法
以下以零件套作為范例：
（1）、打開數(shù)控加工仿真系統(tǒng)軟件，首先選擇機床：單擊機床→選擇機床→FANUC→FANUC 0I→車床→標準（平床身前置刀架）如圖3-1，然后單擊確定。
圖3-1仿真機床
（2）、進入界面后（如圖3-2所示），首先按急停按鈕→啟動鍵→回原點→X方向→（X原點燈亮，說明X方向回原點完畢）→Z方向→（Z原點燈亮，說明Z方向回原點完畢）。
（3）、機床原點回零好后開始設置毛坯：按零件→定義毛坯→輸入毛坯尺寸（75×135mm）
（4）、按裝零件：按零件→放置零件→選擇毛坯1，按按裝零件→然后進行位置的調整。
（5）、按裝刀具：按機床→選擇刀具→刀片35°→刀柄93°→確認退出，按裝刀具完畢。
（6）、對刀：在數(shù)控加工中要進行加工必須要進行對刀這步，單擊手動按鈕→主軸正轉→按Z方向→（讓刀具以Z方向靠近零件）→再按X方向→（讓刀具以X方向靠近零件）①、X方向對刀：在X方向（外圓）試切一刀→主軸停轉→測量→剖面圖測量→點擊加工軌跡會顯示出X直徑尺寸（記牢這尺寸值）→退出，按→形狀→操作→輸入X值→測量（如圖3-3） ②、Z方向對刀：在端面試切一刀→按→形狀→操作→輸入Z值（一般取零）→測量(如圖3-4)。對刀完成。
圖3-2 操作界面
圖3-3 X軸對刀參數(shù) 圖3-4 Z軸對刀參數(shù)
（1）一切準備工作做好后，接著調入程序，單擊→編輯→操作→→F檢索→選擇需要調入的程序→READ→輸入程序名→EXEC→程序調入成功。
（2）一切工作準備好后，就可以開始進行數(shù)控仿真加工了，按進行數(shù)控仿真加工，再按循環(huán)啟動進行加工。
（3）以上就是一個工序的數(shù)控仿真加工過程，以下幾個加工工序操作過程和上面介紹的操作過程大同小異，不詳細介紹了，程序詳見（二、拔銷器的數(shù)控加工）。
3.2.數(shù)控仿真完成的零件圖
手柄仿真加工后完成的圖像如圖3-5、3-6、3-7所示：
圖3-5 手柄左端仿真加工完成圖
圖3-6 手柄右端仿真加工圖 圖3-7手柄右端螺紋加工圖
零件套仿真加工后完成的圖像如圖3-8、3-9所示：
圖3-8零件套仿真加工圖 圖3-9 零件套內孔仿真加工圖
連接桿仿真加工后完成的圖像如圖3-10所示：
由于宇龍仿真軟件中沒有適合大小的內螺紋刀具，故這里省略內螺紋仿真部分，只做外形仿真。
圖3-10 連接桿仿真加工完成圖
拔頭仿真加工后完成的圖像如圖3-11、3-14所示：
圖3-11拔頭右端仿真加工圖 圖3-12 拔頭右端螺紋仿真加工圖
圖3-12 拔頭左端仿真加工圖 圖3-14 拔頭左端螺紋仿真加工圖
3D裝備圖如圖3-15所示：
圖3-15 3D裝配圖
參考文獻
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[6] 趙先仲. 數(shù)控加工工藝與編程. 電子工業(yè)出版社，2011.5
致謝
畢業(yè)設計是我們走向畢業(yè)的一個重要階段，通過做畢業(yè)設計，我從中得到了很多的知識，有在學校沒有接觸到的，也有從以前課本中重新掌握的。在實踐中去印證理論，用理論去指導自己實踐，做畢業(yè)設計，讓我徹底的進行了一次綜合練習。為以后的工作有積累了一份經(jīng)驗。
在這里，我十分感謝老師對我的培養(yǎng)，也感謝所有給予我知識的老師，感謝學院感謝老師讓我的綜合素質得到了提高。同時我也十分感謝我的畢業(yè)設計輔導老師賈相武，在畢業(yè)設計期間，他給了我很大的幫助，他在畢業(yè)設計中給了我很多有用知識，并且?guī)椭医鉀Q了許多技術難題，讓我受益匪淺。
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