內圓錐面套筒的數(shù)控加工工藝設計及仿真.zip,圓錐,套筒,數(shù)控,加工,工藝,設計,仿真 摘 要 本文開始介紹了數(shù)控技術的制造業(yè)的社會、行業(yè)背景，數(shù)控技術人才需求情況，就業(yè)方向。接下來主要針對零件數(shù)控加工工藝設計，論文首先根據(jù)零件的圖紙及技術要求進行了詳細的零件工藝分析，分析過后對該零件進行了數(shù)控加工工藝設計，擬定了加工方案，選擇了加工設備、加工刀具、夾具，確定了裝夾方案、切削用量，制定了加工順序、編制零件的數(shù)控加工工序卡片和刀具卡片等。最后在使用軟件仿真加工零件，確定正確無誤后使用后處理功能導出數(shù)控加工程序，最終完成本次論文設計。 關鍵詞：數(shù)控技術、加工工藝、程序編制、仿真 II Abstract This paper begins to introduce the social and industrial background of NC technology manufacturing industry, the demand for NC technology personnel, employment direction. Next, mainly for the part NC machining process design, the paper first according to the parts of the drawings and technical requirements of a detailed NC machining process analysis, analysis of the part after the NC machining process design, worked out the processing plan, selected processing equipment, cutting tools, fixtures, determine the clamping square. Case, cutting parameters, the formulation of the processing sequence, the preparation of parts of the NC machining process cards and cutting tool cards. Finally, using the software to simulate the processing of parts, determine the correctness and correctness, and then use the post-processing function to derive the NC machining program, complete the design of this paper. Key words: NC technolog、processing technology、programming、simulation 目 錄 摘 要 I Abstract II 第一章 緒論 1 1.1 數(shù)控機床基本操作知識 1 1.1.1車床的前置刀架與后置刀架 1 1.1.2 坐標系 2 1.2 對刀基本操作 3 1.3 編制參考程序 5 第二章 零件分析 2 2.1 零件的結構特點分析 2 2.2 零件的技術要求分析 2 2.3 零件的結構工藝性分析 2 2.4 確定毛坯 3 第三章 確定工藝方案 4 3.1 表面加工方法的確定 4 3.2 加工順序的安排 4 3.3 定位基準及裝夾方式的選擇 4 3.4 制訂加工工藝方案 5 3.5 加工設備的選擇 6 3.6 夾具的確定 7 3.7 刀具的選擇 8 3.8 量具的選擇 9 3.9 確定切削用量 9 3.9.1 背吃刀量的確定 9 3.9.2 切削用量的具體選擇 10 第四章 數(shù)控加工工藝卡片擬訂 12 第五章 仿真加工 13 5.1 外圓仿真加工 13 5.2 切槽仿真加工 17 5.3 銑槽仿真加工 19 5.4 程序 21 第六章 加工質量檢測 23 6.1 加工質量檢測 23 6.2 改善方法 23 第七章 設計小結 24 參考文獻 25 致 謝 26 IV 第一章 緒論 1.1 數(shù)控機床基本操作知識 機床數(shù)控系統(tǒng)，即計算機數(shù)字控制(CNC)系統(tǒng)是在傳統(tǒng)的硬件數(shù)控(NC)的基礎上發(fā)展起來的。它主要由硬件和軟件兩大部分組成。通過系統(tǒng)控制軟件與硬件的配合，完成對進給坐標控制、主軸控制、刀具控制、輔助功能控制等。CNC系統(tǒng)利用計算機來實現(xiàn)零件程序編輯、坐標系偏移、刀具補償、插補運算、公英制變換、圖形顯示和固定循環(huán)等。使數(shù)控機床按照操作設計要求，加工出需要的零件。1908年，穿孔的金屬薄片互換式數(shù)據(jù)載體問世；19世紀末，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，香農在美國麻省理工學院進行了數(shù)據(jù)快速運算和傳輸，奠定了現(xiàn)代計算機，包括計算機數(shù)字控制系統(tǒng)的基礎。數(shù)控技術是與機床控制密切結合發(fā)展起來的。1952年第一臺數(shù)控機床問世后，數(shù)控系統(tǒng)已經先后經歷了兩個階段和六代的發(fā)展，其六代是指電子管、晶體管、集成電路、小型計算機、微處理器和基于工控PC機的通用CNC系統(tǒng)。其中前三代為第一階段，稱作為硬件連接數(shù)控，簡稱NC系統(tǒng)；后三代為第二階段，乘坐計算機軟件數(shù)控，簡稱CNC系統(tǒng)。 1.1.1車床的前置刀架與后置刀架 數(shù)控車床刀架布置有兩種形式：前置刀架和后置刀架。如圖1.1所示，前置刀架位于Z軸的前面，與傳統(tǒng)臥式車床刀架的布置形式一樣，刀架導軌為水平導軌，使用四工位電動刀架；后置刀架位于Z軸的后面，刀架的導軌位置與正平面傾斜，這樣的結構形式便于觀察刀具的切削過程、切屑容易排除、后置空間大，可以設計更多工位的刀架，一般全功能的數(shù)控車床都設計為后置刀架。 1.1 前置刀架圖 1.2 后置刀架圖 圖1.3 車床的前置刀架與后置刀架 1.1.2 坐標系 1）機床原點 按JB3051—82的規(guī)定，車床主軸中心線為Z軸，垂直于Z軸的為X軸，車刀遠離工件的方向為兩軸的正方向。機床原點（機床零點）一般定在主軸中心線（即Z軸）和主軸安裝夾盤面的交點上。為使數(shù)控裝置得知機床原點所在位置的信息，常借助訪問參考點來完成，機床參考點是由機床制造廠在機床裝配、調試時確定的一個點，此點坐標值為X參、Z參。 2）工件坐標系(亦稱編程坐標系) 建立工件坐標系的目的主要是為了編程方便。 工件坐標系是以工件設計尺寸為依據(jù)建立的坐標系，工件坐標系坐標軸的方向應與機床坐標系一致，并且與之有確定的尺寸關系。 機床坐標系與工件坐標系的關系如圖2.11所示。 工件零點一般選擇原則歸納為： (1) 選在工件圖樣的尺寸基準上； (2) 能使工件方便地進行裝夾、測量和檢驗； (3) 工件零點盡量選在尺寸精度比較高、粗糙度比較低的工件表面上； (4) 最好選在對稱中心點上。 1.2 對刀基本操作 對刀一般分為手動對刀和自動對刀兩大類。目前，絕大多數(shù)的數(shù)控機床（特別是車床）采用手動對刀，其基本方法有定位對刀法、光學對刀法、ATC對刀法和試切對刀法。在前三種手動對刀方法中，均可能受到手動和目測等多種誤差的影響，降低刀具精度。在學校的教學中，往往采用試切對刀，方便可靠，易于教學。 試切對刀 （1）手動選擇1號刀位。 （2）使用MDI方式指定主軸轉速，使主軸正轉。 （3）用點動方式將刀具快速移動到接近工件位置，換手輪操作。選擇增量倍率為X10操作，移動工作臺使刀具接觸工件端面。 Z向對刀外圓刀切端面 在Z軸不動情況下，打開如下刀具偏置界面，在第一號地址對應的試切長度欄輸入“0”，按“Enter”鍵，系統(tǒng)自動把計算后的工件Z向零點偏置值輸入到Z偏置欄。完成Z向當前刀具的對刀操作。 刀具偏置表 （4）用手輪選擇X100、X10操作，移動工作臺使刀具接觸工件外圓，并車一段長為10mm的外圓，在X軸不動情況下將刀具沿z向移出，主軸停，測量工件外徑（精確到小數(shù)點后兩位），打開刀補界面，在試切直徑欄輸入X向的測量值，按Enter鍵完成X向當前刀具的對刀操作。系統(tǒng)自動把經過計算的X向偏置值放入X偏置欄中。 X向對刀 測量直徑 1.3 編制參考程序 (一)建立工件坐標系 根據(jù)工件坐標建立原則:數(shù)控車床工件原點一般設在右端面與工件回轉軸線交點處，故工件坐標系設置在工件右端面中心處。 (二)計算基點及工藝點坐標 零件各幾何要素之間的連接點為基點。例如，零件輪廓上兩條直線的交點、直線與圓弧的交點或切點等，往往作為直線、圓弧插補的目標點，是編寫數(shù)控程序的重要數(shù)據(jù)。坐標系建立后應計算基點坐標。對于數(shù)控車床，編程時X軸方向通常用直徑數(shù)據(jù)作為編程依據(jù)。 (三)編制程序 編程時一些準備工作的數(shù)控指令應該編寫在程序前面第一、第二程序段內，然后開始編寫加工程序，準備工作一般有如下幾點。 (1)編程注意起刀點和返回終點 (2)主軸起動及轉速指令:M03主軸正轉(M04主軸反轉)、S指令代碼等。 (3)加工所用的刀具號及刀具補償號，如T0101, T0202等。 (4)切削液開關指令。 (5) FANUC系統(tǒng)初始狀態(tài)設置指令:G40取消刀尖半徑補償、G99每轉進給量、G97主軸恒轉速、G21米制尺寸輸人、G80取消固定循環(huán)等指令。 (6)刀具起點位置，可不設置刀具起點位置，但必須保證刀具運行時不發(fā)生撞刀。 1.數(shù)控車編程指令介紹 法蘭克系統(tǒng)數(shù)控車的編程指令及其指令格式 G 代碼命令 代碼組及其含義“模態(tài)代碼” 和 “一般” 代碼“形式代碼” 的功能在它被執(zhí)行后會繼續(xù)維持，而 “一般代碼” 僅僅在收到該命令時起作用。定義移動的代碼通常是“模態(tài)代碼”，像直線、圓弧和循環(huán)代碼。反之，像原點返回代碼就叫“一般代碼”。每一個代碼都歸屬其各自的代碼組。在“模態(tài)代碼”里，當前的代碼會被加載的同組代碼替換。 表3-1 常用G代碼 G代碼 功能 說明 G代碼 功能 說明 G00 快速點定位 模態(tài)指令 G53 機床坐標系設定 非模態(tài)指令 G01 直線插補 G54-G59 選擇工件坐標系1~6 G02 順時針圓弧插補 G65 調用宏程序 非模態(tài)指令 G03 逆時針圓弧插補 G70 精加工循環(huán) G04 暫停 非模態(tài)指令 G71 外徑/內徑粗車復合循環(huán) G20 英制尺寸編程 G72 端面粗車復合循環(huán) G21 米制尺寸編程 G73 輪廓粗車復合循環(huán) G27 返回參考點檢查 非模態(tài)指令 G76 多頭螺紋復合循環(huán) G28 返回參考點位置 G90 外徑/內徑自動車循環(huán) 模態(tài)指令 G32 螺紋切削 模態(tài)指令 G92 螺紋自動車循環(huán) G40 取消刀具半徑補償 G94 端面自動車循環(huán) G41 刀具半徑左補償 G96 恒表面切削速度控制 G42 刀具半徑右補償 G97 恒表面切削速度控制取消 G50 主軸最大速度設定 非模態(tài)指令 G98 每分鐘進給 G52 局部坐標系設定 G99 沒轉進給 7 2.編程指令選擇 G00 定位 （1）格式 G00 X_ Z_ 這個命令把刀具從當前位置移動到命令指定的位置 (在絕對坐標方式下)， 或者移動到某個距離處 (在增量坐標方式下)。 （2） 非直線切削形式的定位 我們的定義是：采用獨立的快速移動速率來決定每一個軸的位置。刀具路徑不是直線，根據(jù)到達的順序，機器軸依次停止在命令指定的位置。 （3） 直線定位 刀具路徑類似直線切削(G01)那樣，以最短的時間（不超過每一個軸快速移動速率）定位于要求的位置。 （4）舉例 N10 G0 X100 Z65 G01 直線插補 （1） 格式 G01 X(U)_ Z(W)_ F_ ;直線插補以直線方式和命令給定的移動速率從當前位置移動到命令位置。X, Z: 要求移動到的位置的絕對坐標值。U,W: 要求移動到的位置的增量坐標值。 圓弧插補 (G02, G03) （2） 格式 G02(G03) X(U)__Z(W)__I__K__F__ ;G02(G03) X(U)__Z(W)__R__F__ ; G02 – 順時鐘 (CW)G03 – 逆時鐘 (CCW)X, Z –在坐標系里的終點U, W – 起點與終點之間的距離I, K – 從起點到中心點的矢量 (半徑值)R – 圓弧范圍 (最大180 度)。 （3）舉例① 絕對坐標系程序G02 X100. Z90. I50. K0. F0.2或G02 X100. Z90. R50. F02;② 增量坐標系程序G02 U20. W-30. I50. K0. F0.2;或G02 U20. W-30. R50. F0.2; 功能螺紋切削循環(huán)。 內外直徑的切削循環(huán)(G90) （1） 格式 直線切削循環(huán):G90 X(U)___Z(W)___F___ ;按開關進入單一程序塊方式，操作完成如圖所示 1→2→3→4 路徑的循環(huán)操作。U 和 W 的正負號 (+/-) 在增量坐標程序里是根據(jù)1和2的方向改變的。錐體切削循環(huán):G90 X(U)___Z(W)___R___ F___ ;必須指定錐體的 “R” 值。切削功能的用法與直線切削循環(huán)類似。 第二章 零件分析 2.1 零件的結構特點分析 如圖2.1所示零件圖（若插圖不清晰，詳見附件CAD零件圖），分析其結構特點。 圖2.1 零件的二維圖 軸類零件是機械加工中常見的加工零件之一，在各類機械中應用很廣。圖1.1中所示的零件主要由外圓柱面、外圓曲面等組成，從這些結構中更可以看出，該軸主要起聯(lián)接的作用。 2.2 零件的技術要求分析 零件尺寸精度要求，其中外圓尺寸精度最高為0.2mm，該零件的表面粗糙度要求較高，大部分的表面粗糙度要求為1.6um。 2.3 零件的結構工藝性分析 機械零件的結構工藝性是指在一定生產規(guī)模和生產條件下，能用最少的時間和最小的勞動量以及用一般的加工方法把機械零件制造出來，而且裝配方便。機械零件的結構工藝性的好壞取決于零件的結構，所以又稱為結構工藝性。零件的結構工藝性反映在毛坯制備、熱處理、切削加工和裝配等階段。各階段零件的結構互相聯(lián)系、互相影響，所以在設計零件的結構時必須全面考慮，應使設計的零件具有良好的工藝性。 本次零件，其結構主要由內外圓柱面、槽、倒角等特征組成，精度要求較高在普通車床上很難完成，需要在數(shù)控車床上進行加工方才達到要求。 2.4 確定毛坯 根據(jù)該零件的圖紙要求，由于零件并不是很長可以采用一個毛坯加工，因此可以直接采用型材毛坯（棒料），又零件的最大外圓為48mm，零件長度總和為240mm，因此可以給毛坯的外圓單邊留2.5mm余量，長度留5mm余量。 本次車削軸零件選擇45 鋼材料，45鋼廣泛用于機械制造業(yè)中常用的軸，它相對廉價，經過調質（或正火）可以得到較好的切削性能，而且能獲得較高的強度和韌性等綜合機械性能。綜上更適合車削零件的設計。在考慮零件的工藝確定毛坯尺寸 由毛坯余量的選擇，可確定該零件的毛坯尺寸為φ50×250mm，如圖1.3所示。 圖2.2 毛坯圖 25 第三章 確定工藝方案 3.1 表面加工方法的確定 （1）加工精度為IT9~IT7級、表面粗糙度Ra為0.8~0.2um的除淬火鋼以外的常用金屬，可以采用粗車、精車的加工方案加工。 （2）加工精度為IT7~IT5級、表面粗糙度Ra為0.63~0.2um的除淬火鋼以外的常用金屬，可以采用粗車、半精車、精車的加工方案加工。 （3）加工精度高于IT5級、表面粗糙度Ra<0.63um的除淬火鋼以外的常用金屬，可以采用高精密數(shù)控車床，按粗車、半精車、精車、精密車的加工方案加工。 在數(shù)控車床上加工零件時，要把被加工的全部工藝過程、工藝參數(shù)等編制成程序，整個加工過程時自動進行的，因此程序編制前的工藝分析是一項十分重要的工作。 3.2 加工順序的安排 工件的機械加工工藝路線中要經過切削加工、熱處理和輔助工序。因此，當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）基準先行 選為精基準的表面，應先進行價格，以便為后續(xù)工序提供可靠的精基準。如軸類零件的中心孔、箱體的地面或剖分面、齒輪的內孔和一端面等，都應安排在初始工序加工完成。 （2）先粗后精 各表面均應按照粗加工→半精加工→精加工的順序依次進行，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），次要表面常穿插進行加工，一般安排在主要表面達到一定精度之后、最終精加工之前。 該零件的加工順序應嚴格按照以上原則進行加工。 3.3 定位基準及裝夾方式的選擇 1、定位基準的選擇 （1）粗基準的選擇：粗車時以外圓和兩端面為粗基準，并加工出精基準 （2）精基準的選擇：精加工時以粗加工時加工出的端面和外圓為基準。 2、裝夾方式的選擇 該零件為回轉型零件，其裝夾方式可直接采用三爪卡盤進行裝夾，由于零件至少需要進行多次裝夾方能完成，采用一夾一頂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行裝夾。 在加工右端的外圓時，使用三爪卡盤對毛坯外圓進行夾緊，需要留出足夠的工件長度來。 圖3.2加工右端裝夾示意圖 3.4 制訂加工工藝方案 由于本次設計的零件外圓尺寸一樣，并且零件長度不是很長，結構并不復雜，屬于可以采用一個毛坯一次加工零件，然后采用調頭把工件加工出來。 （1） 工藝路線方案一 1 圓鋼下料 2 熱處理 3 夾內孔，粗、精車外圓 4 鉆?16孔 5 鉆?24孔 6 鏜?28.5內孔 7 鏜莫氏4號內孔 8 切R1.5環(huán)形槽 9 切R2槽 10 切25*6槽 11 去除全部毛刺 12 按零件圖樣要求全面檢查 （2）工藝路線方案二 1 圓鋼下料 2 熱處理 3 一頂一夾，車外圓，留余量 4 鉆?16孔，鉆?24孔 5 一頂一夾，精車外圓 6 鏜?28.5內孔 7 鏜莫氏4號內孔 8 切R1.5環(huán)形槽 9 切R2槽 10 切25*6槽 11 去除全部毛刺 12 按零件圖樣要求全面檢查 （3）工藝方案的比較與分析 上述兩種工藝方案的特點在于：方案一考慮先加工右端，在加工左端時，會導致沒地方裝夾。而方案二則是先加工左端，掉頭后有地方裝夾，而且保證其圓跳動等精度要求。因此選擇方案二作為加工工藝路線比較合理。 3.5 加工設備的選擇 當工件表面的加工方法確定之后，機床的種類也就基本上確定了。但是，每一類機床都有不同的形式，其工藝范圍、技術規(guī)格、加工精度、生產率及自動化程度都各不相同。為了正確地為每一道工序選擇機床，除了充分了解機床的性能外，從加工工藝的角度分析，選用的數(shù)控機床功能還必須適應被加工零件的形狀、尺寸精度和生產節(jié)拍等要求。 依據(jù)上述各選擇原則，我們選用的Ck6140型數(shù)控車床（如圖3.3），系統(tǒng)為FANUCoi，配置前置式刀架。 圖3.3 Ck6140型數(shù)控車床 3.6 夾具的確定 因為加工工件在機床坐標系中的位置是由夾具決定的（也就是加工原點的位置），因此我們需要夾具必須可以確保工件在機床坐標系中的準確坐標方向，并且要適合工件在機床坐標系的尺寸大小。 綜合一車削零件及2.2的工藝路線擬定。一車削為典型的軸類零件,形狀復雜，但是在加工過程中因為裝夾的位置較短，導致加工過程中可能導致橫向切削力過大導致工件原心偏離，故夾具選用三爪自定心卡盤如圖（4.2），三爪卡盤裝夾工件時可自動定心，不需找正。但需要注意的是，用三爪卡盤夾緊工件時，為保證足夠的夾緊力，一般要留有20mm以上的夾持長度。 綜合軸（如圖1.2）同樣采用三爪卡盤（?如圖4.2）。 如圖3.4 三爪卡盤 3.7 刀具的選擇 加工本零件選擇標準刀具，以減少加工成品和提高加工效率。刀具的選擇也是數(shù)控加工中重要內容之一，它不僅影響機床的加工效率，而且直接影響加 工質量。編程時，選擇刀具通常要考慮機床的加工能力、工序內容、工件材料等因素。如下是對該零件工步順序、刀具的選擇。 該零件的數(shù)控加工中主要為車外圓具體的刀具選擇情況表3-1所示。 表3-1 數(shù)控加工刀具卡片 刀具卡 零件名稱 毛坯材料 毛坯尺寸 程序號 內圓錐面套筒 45#鋼 φ50×250 序號 刀具號 刀具名稱 刀具規(guī)格 刀柄規(guī)格 刀具材料 備注 1 T0101 端面刀 90° 20×20 硬質合金 2 T0202 外圓車刀 93° 20×20 硬質合金 T0303 內孔刀 93° 20×20 硬質合金 T0404 槽刀 R1.5 20×20 硬質合金 T05 球頭刀 R2 BT40 硬質合金 T06 立銑刀 ?4 BT40 硬質合金 設計 審核 時間 共1頁 第1頁  3.8 量具的選擇 在數(shù)控銑削加工過程中，工件尺寸精度的保障需要選取正當?shù)臏y量工具，當下，頗多的量具類型，可是不同的零件需采用不一樣的測量工具。千分尺一般運用在銑削外輪廓中，以游標卡尺和直尺作為測量工件的基本量具。因游標卡尺使用便捷、多樣化等特點導致在某些加工部位的尺寸上測量精度有所欠缺。正常千分尺選用在精度高的零件上。如表3-2所示。 表3-2 量具表 名稱 規(guī)格 分度值 用途 游標卡尺 0-150mm 0.02mm 主要用于測量內、外尺寸和深度等 千分尺 0-150mm 0.001mm 用于長度測量工具 直尺 0-200mm 1mm 用來測量工件的長度 3.9 確定切削用量 3.9.1 背吃刀量的確定 在機床功率容許的情況下，應盡量采選較大的背吃刀量，進給次數(shù)才會有所減少。當精度要求較高的零件時，半精銑或精銑的余量需要被留出，正常半精銑的余量是0.5mm左右，精銑余量在半精銑之后，通常少于普通銑削的余量，一般選取0.1～0.3mm。由于該零件精度要求相對要高，固必須至少有粗加工及精加工兩種。通過表3-3來采選背吃刀量。 表3-3 數(shù)控切削用量推薦表 加工內容 背吃刀量Ap/（mm） 切削速度vc(m·min) 進給量f/(mm·r) 粗加工 2～3 80～120 0.2～0.5 精加工 0.1～0.5 120～150 0.1～0.2 綜合考慮粗車時背吃刀量選取1mm，留出精車余量為0.5mm，精車時背吃刀量為0.5mm。 3.9.2 切削用量的具體選擇 主軸轉速應根據(jù)零件上加工部位的直徑，并按零件和刀具材料以及加工性質等條件所允許的切削速度來確定。 切削學速度除了計算和查表選取外，還可以根據(jù)實踐經驗確定。 主要根據(jù)允許的切削速度Vc(m/min)選取由公式n=來進行計算。 式中Vc為切削速度； D為工件或刀具的直徑（mm） 1、車外輪廓 （1）粗車左端外輪廓留0.5mm作為精加工余量，取粗加工背吃刀量ap=1mm。 由文獻查得進給量f=0.2~0.5mm/r，初步確定f=0.4mm/r,工件外徑D=50mm。 選擇切削速度由文獻查得=1.5~1.83m/s，取=1.5m/s=90m/min。 計算主軸轉速s==m/min=573r/min 取s=570r/min。 計算進給速度計算進給速度F=Sf=171㎜/min。 （2）精車左端外輪廓，保證其加工精度及表面粗糙度，取ap=0.5mm。 由文獻查得進給量f=0.1~0.2mm/r，初步確定f=0.2mm/r,工件外徑D=50mm。 選擇切削速度由文獻查得=1.5~1.83m/s.取=100m/min。 計算主軸轉速s==m/min=636r/min取650r/min。 計算進給速度F=Sf=190㎜/min。 3、車右邊外輪廓 （1）粗車右端外輪廓留0.5mm作為精加工余量，取粗加工背吃刀量ap=1mm。 由文獻查得進給量f=0.2~0.5mm/r，初步確定f=0.3mm/r,工件外徑由φ26、φ36和斜面組成，取工件直徑大小中間值D=30mm。 選擇切削速度由文獻查得=1.5~1.83m/s，取=1.5m/s=90m/min。 計算主軸轉速s==m/min=955r/min 取s=900r/min。 計算進給速度計算進給速度F=Sf=270㎜/min。 （2）精車右端外輪廓，保證其加工精度及表面粗糙度，取ap=0.5mm。 由文獻查得進給量f=0.1~0.2mm/r，初步確定f=0.2mm/r,工件外徑由φ26、φ36和斜面組成，取工件直徑大小中間值D=30mm。 選擇切削速度由文獻查得=1.5~1.83m/s.取=100m/min。 計算主軸轉速s==m/min=1061r/min取1000r/min。 計算進給速度F=Sf=200㎜/min。 第四章 數(shù)控加工工藝卡片擬訂 將前面分析的各項內容綜合成數(shù)控加工工藝卡片，具體卡片請查看如下。 機械加工工藝卡 產品名稱 材料牌號 毛坯種類 毛坯尺寸 毛坯件數(shù) 軸 45#鋼 型材 φ50×125 1 工序號 工序名稱 工序內容 設備 工藝裝備 1 下料 圓鋼下料 鋸床 通用工裝 2 熱處理 熱處理 熱處理爐 硬度計 3 車 一頂一夾，車外圓，留余量 CKA6140 通用工裝 4 車 鉆?16孔，鉆?24孔 CKA6140 通用工裝 5 車 一頂一夾，精車外圓 CKA6140 通用工裝 6 車 鏜?28.5內孔 CKA6140 通用工裝 7 車 鏜莫氏4號內孔 CKA6140 通用工裝 8 車 切R1.5環(huán)形槽 CKA6140 通用工裝 9 銑 切R2槽 四軸 通用工裝 10 銑 切25*6槽 四軸 通用工裝 11 去毛刺 去除全部毛刺 12 終檢 按零件圖樣要求全面檢查 設計 審核 時間 共1頁 第1頁 第五章 仿真加工 5.1 外圓仿真加工 （1）機床選擇 打開Mastercam，點擊工具欄,,選擇“車削”，點擊“默認”。 （2）材料設置 點擊左側機床設置中的，點擊Stock的按鈕，根據(jù)工藝設置如下圖所示：的毛坯，設置“外徑”，“內徑”，“長度”，“軸向位置”，然后點擊“√”設置完畢。 圖5.1 （3）刀具選取和仿真加工 點擊工具欄，選擇“粗車”，選擇加工路徑，然后確定，選取外圓刀，設置“進給率”，“下刀速率”，“主軸轉速”等參數(shù)。然后點擊“粗加工參數(shù)”，如下圖所示： 圖5.2 圖5.3 圖5.4 圖5.5 （4）仿真驗證。 點擊右側驗證按鈕，點擊驗證，加工仿真圖，表示仿真正確如下圖所示： 5.6 5.7 5.8 5.9 5.10 5.2 切槽仿真加工 機床選擇、材料設置以及驗證請參考內圓仿真加工。 （1）刀具選擇和仿真加工點擊工具欄，選擇“徑向車削刀具路徑”，選擇加工路徑，然后確定，選取槽刀，設置“進給率”，“下刀速率”，“主軸轉速”等參數(shù)。然后點擊“徑向粗車參數(shù)”，最后點擊“徑向精車參數(shù)”，如下圖所示： 圖5.11 圖5.12 圖5.13 （2）仿真驗證。 點擊右側驗證按鈕，點擊驗證，切槽仿真如下圖所示： 圖5.14 5.3 銑槽仿真加工 機床選擇、材料設置以及驗證請參考內圓仿真加工。 2.銑臺階加工 在完成孔的加工后，即可根據(jù)本文2中的工藝對加工連接零件臺階仿真加工。具體步驟如下： （1）單擊“挖槽”→“2D挖槽”，根據(jù)提示，拾取曲面，單擊√確認選擇，將跳出如下圖所示的2D刀具路徑參數(shù)設置界面，在界面中，首先選擇2D挖槽銑削，然后單擊刀具，選擇1號刀R1.5mm立銑刀刀，將其“進給速率”設置為500，主軸轉速2000如下圖所示，單擊“十字架”應用選擇。 圖5.15 （2）單擊“共同參數(shù)”選項，設置如圖所示參數(shù)。 圖5.16 （3）設置完畢后，單擊右下角的√按鈕確認設置，將得到如圖3.11所示的刀路及仿真。 圖5.17走刀路徑 圖5.18 仿真圖 圖5.19 仿真圖 通過仿真可以看出程序正確無誤。但是需要調整程序的切削參數(shù)，方便更加快速的模擬，模擬后，記得改回原先的實際加工參數(shù)。 5.4 程序 先在刀具路徑中選中后處理圖標“”，在“后處理”對話框中，后處理選擇“NC”，單擊“確定”后，系統(tǒng)就會生成加工操作的NC加工代碼，如下圖所示 。 圖5.20 加工代碼 第六章 加工質量檢測 6.1 加工質量檢測 在整個加工過程中，遇到了許許多多的問題，有機床上的問題，有加工方面的問題，這些問題在老師和同學的幫助下都一一解決了，以下就是加工質量問題的分析： 首先，因為受條件限制，只能選擇 CK-6140 普通型數(shù)控車床，其加工精度本身就不夠。 其次，夾具和刀具也會影響零件的加工精度。在加工過程中，如果夾具沒有裝夾平衡，在加工過程中就會出現(xiàn)徑向或者端面跳動的情況，從而導致產生誤差。刀具在加工過程中發(fā)熱以及刀片裝夾不穩(wěn)定都會導致刀片磨損，從而導致加工出來的工件產生誤差或者粗糙度偏大。 再者，對刀的精確也是影響加工精度的因素。我們在加工過程中，完全采用手工對刀，靠眼睛去觀察，這樣或多或少會產生誤差，從而影響零件的精度。 最后，冷卻液也能影響到零件的加工精度。在加工時，工件與道具摩擦會產生大量的熱，從而導致工件熱變形，同時也會加劇刀具的損壞程度。因此，選擇合理的冷卻液以及冷卻方式顯得非常重要，他們會直接影響加工精度。除上述原因之外，還有些原因，如：機床主軸本身有擺動情況、機床有振動、刀刃太長，刀具硬度不夠等等都會影響到加工精度和光澤度。 6.2 改善方法 對車床進行定期保養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)有磨損的零件及時進行更換。定期調校車床的精度，提高對刀精度，把誤差盡可能地降低到最小。 加工時，盡量選擇剛度大、刀刃短的刀具來使用。同時，在加工的過程中，優(yōu)先采用高轉速，快進給；小切深，大切寬的工藝參數(shù)，從而達到降低切削力的目的。 第七章 設計小結 畢業(yè)設計是我們幾年來所學知識的一次總結和運用 ，是對我們自身能力的一次考驗和鍛煉，從選擇畢業(yè)設計題目到設計的實現(xiàn)，每走一步對我來說都是新的嘗試與挑戰(zhàn)，這也是我在大學期間完成的傾注心血和精力最多的一次任務。 通過本次設計，我對所學的知識進行過系統(tǒng)的訓練，很好把理論和實際聯(lián)系,并和具體項目、課題相結合，圍繞了二維制圖、工序卡和數(shù)控編程以及各種資料的查詢，使我懂得了了我所要學習的并不僅僅是單純的理 論知識，要學的是自己的獨立設計與操作，所以我需要隨時查閱各種文獻資料，設計手冊，并且通過自己對課題的理解，進行分析，判斷優(yōu)劣，這樣來，我各個方面都得到了鍛煉，豐富了經驗，這就是這次畢業(yè)設計我得到的最大收獲。 回顧這一個月的時光，其實過的挺快，對我們來說，我們懂得的知識還很有限，要這方便有所提高，我們還需在基礎理論上下功夫，以理論聯(lián)系實際，才能使我們的知識有一個量變到質變的飛躍。我們大學的學習主要是學習理論知識，畢業(yè)設計和以往的課程學習就有很大的不同。 以后的學習道路還很長，人生就是在不斷地學習中提高自己的，而畢業(yè)設計也給了我們自信，讓我們相信以后會做得更好。也許這份設計并不是很完美,但在這次畢業(yè)設計過程中所學到的東西我卻終身受益，在以后的道路的，我會不斷的吸取和積累經驗，爭取做得更好。 參考文獻 [1] 余英良.數(shù)控加工編程與操作[M].北京:高等教育出版社.2005 [2] 黃康美.數(shù)控加工編程[M].上海:上海交通大學出版社.2004 [3] 趙正文.數(shù)控銑床/加工中心加工工藝與編程[M].北京:中國勞動社會保障出版社,2006 [4] 周曉宏.數(shù)控銑床操作技能考核培訓教程[M].北京:中國勞動社會保障出版社,2008 [5] 皺青,呼詠.機械制造技術基礎課程設計指導教程.[M],2011. [6] 金福吉.數(shù)控大賽試題·答案·點評.機械工業(yè)出版社.[M],2006 [7] 余英良.數(shù)控加工編程及操作.高等教育出版社.[M],2004 [8] 田春霞.數(shù)控加工工藝.機械工業(yè)出版社.[M],2006 [9] 馬立克.數(shù)控編程與加工技術.大連理工大學出版社.[M],2005 致 謝 通過本次畢業(yè)設計，我對工廠生產加工實際零件的總體工藝流程有了一定程度的了解和把握，這對我是受益匪淺的，對今后參加社會工作將會有很大的幫助同時我認識到了自己的不足之處，也清楚了自己今后應該努力的方向。 短短幾周的畢業(yè)設計，使我發(fā)現(xiàn)自己所掌握的知識是如此貧乏，自己綜合應用所學專業(yè)知識的能力是如此不足，兩年來學習了那么多課程，今天才知道自己并不會用。在這次作畢業(yè)設計的時間里自己又學到了很多知識，也讓我由理論轉變?yōu)閷嶋H的一個轉折。因此，它在幾年的學習中占有重要的地位。 通過這次的畢業(yè)設計，讓我把學校所學的知識和近半年的實踐相結合，使我對數(shù)控加工更加了解，當然這也大大提高了我獨立思考問題和解決問題的能力。在此過程中我查閱關于數(shù)控車床編程、數(shù)控加工方面的資料，和請教了指導老師，這讓我的知識更加的豐富，對理論的研究及理論與實踐的結合有了一個全新的突破，也讓我對于制造業(yè)這個行業(yè)有了一個更深的了解。 在做這次畢業(yè)設計過程中使我學到了很多，我感到不論做什么事都要真真正正用心去做，才會使自己更加的成長，沒有學習就不可能有實踐的能力，沒有自己的實踐就不會有所突破，希望這次的經歷能讓我們在以后的學習生活中不斷成長與進步。感謝老師這些年來的辛勤栽培。 26