配合軸與泵體零件數(shù)控加工工藝與編程論文.doc

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1、專(zhuān)業(yè)綜合能力考核（論文）專(zhuān)業(yè)綜合能力考核（論文） 題題 目目：配合軸與泵體零件數(shù)控加工工藝與編程 沈陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院專(zhuān)業(yè)綜合能力訓(xùn)練與考核 專(zhuān)業(yè)綜合能力考核（論文）任務(wù)書(shū) 學(xué)生姓名學(xué)生姓名： 學(xué)學(xué) 號(hào)號(hào)：07 專(zhuān)業(yè)班級(jí)專(zhuān)業(yè)班級(jí)：0 數(shù)控 01 所屬系部所屬系部：機(jī)械裝備系 題題 目目：配合軸與泵體零件數(shù)控加工工藝與編程 任務(wù)內(nèi)容任務(wù)內(nèi)容： 1.制定兩件配合軸的機(jī)械加工工藝規(guī)程 2.填寫(xiě)機(jī)械加工工藝規(guī)程卡、數(shù)控加工工序卡、數(shù)控加工刀具 卡、數(shù)控加工工、量、刃具清單 3.運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助繪圖軟件繪制兩件配合軸和泵體零件的圖紙 4.手工編制兩件配合軸的數(shù)控加工程序（FANUC 系統(tǒng)和華中世 紀(jì)星系統(tǒng)），

2、并運(yùn)用數(shù)控加工仿真軟件進(jìn)行驗(yàn)證 5.運(yùn)用 CAD/CAM 軟件對(duì)泵體零件進(jìn)行三維造型 6.編寫(xiě)完成上述任務(wù)的說(shuō)明書(shū) 任務(wù)要求任務(wù)要求： 1.上述任務(wù)必須在答辯前一周完成 2.說(shuō)明書(shū)字?jǐn)?shù)不少于 8000 字（含圖表） 3.答辯時(shí)必須提交說(shuō)明書(shū)及 PPT 指導(dǎo)教師簽字指導(dǎo)教師簽字： 教研室主任簽字教研室主任簽字： 日日 期：期：20122012 年年 1010 月月 1515 日日 日日 期：期：20122012 年年 1010 月月 1515 日日 沈陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院專(zhuān)業(yè)綜合能力訓(xùn)練與考核 10 級(jí)畢業(yè)綜合能力考核圖紙 圖名：配合軸 專(zhuān)業(yè)：數(shù)控設(shè)備應(yīng)用與維護(hù) 教師：李 超 姓名：唐萬(wàn)成 班級(jí)：10

3、 數(shù) 01 學(xué)號(hào)： 07 說(shuō)明：數(shù)控車(chē)削加工圖紙 沈陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院專(zhuān)業(yè)綜合能力訓(xùn)練與考核 10 級(jí)畢業(yè)綜合能力考核圖紙 圖名：泵體 專(zhuān)業(yè)：數(shù)控設(shè)備應(yīng)用與維護(hù) 教師：李 超 姓名：唐萬(wàn)成 班級(jí)：10 數(shù) 01 學(xué)號(hào)： 07 說(shuō)明：數(shù)控銑削加工圖紙 沈陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院專(zhuān)業(yè)綜合能力訓(xùn)練與考核 摘 要 本論文闡述的主要內(nèi)容是關(guān)于兩件配合軸的二維圖繪制和數(shù)控仿真軟件加 工編程和泵體的三維造型。 數(shù)控技術(shù)在當(dāng)今機(jī)械制造業(yè)中的重要地位和巨大效益，顯示了其在國(guó)家基 礎(chǔ)工業(yè)現(xiàn)代化中的戰(zhàn)略性作用，并已成為傳統(tǒng)機(jī)械制造工業(yè)提升改造和實(shí)現(xiàn)自 動(dòng)化、柔性化、集成化生產(chǎn)的重要手段和標(biāo)志。數(shù)控技術(shù)廣泛應(yīng)用，給機(jī)械制 造業(yè)的產(chǎn)

4、業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品種類(lèi)和檔次以及生產(chǎn)方式帶來(lái)了革命性的變化，本論文 第一章緒論部分就介紹了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）與計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）和 數(shù)字化控制技術(shù)的研究及發(fā)展趨勢(shì)和主要特色。 本論文對(duì)二件配合軸與泵體的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，首先確定了二件配合軸的 二維圖繪制方案，然后依據(jù) AutoCAD 軟件，畫(huà)出二件配合軸二維圖。然后用 UG6.0 的三維造型功能，確定了合理的泵體的三維造型方案。 UG 是 Unigraphics 的縮寫(xiě)，這是一個(gè)交互式 CAD/CAM(計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與計(jì) 算機(jī)輔助制造)系統(tǒng)，它功能強(qiáng)大，可以輕松實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜實(shí)體及造型的建構(gòu)。 它在誕生之初主要基于工作站，但隨著 PC 硬件

5、的發(fā)展和個(gè)人用戶的迅速增長(zhǎng)， 在 PC 上的應(yīng)用取得了迅猛的增長(zhǎng)，目前已經(jīng)成為模具行業(yè)三維設(shè)計(jì)的一個(gè)主流 應(yīng)用。本論文就是對(duì) UG6.0 軟件提供的實(shí)體造型，對(duì)泵體的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，提 出了以拉伸和打孔功能為主的實(shí)體造型方案，最終完成泵體的三維造型。 對(duì)兩件配合軸零件的數(shù)控加工工藝進(jìn)行了分析，確定了主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給量、 背吃刀量切削參數(shù)，對(duì) FANUC 兩個(gè)數(shù)控系統(tǒng)手工編制了程序。利用 VNUC4.0 數(shù) 控加工仿真軟件，對(duì)手工編制的兩件配合軸零件數(shù)控加工代碼程序進(jìn)行驗(yàn)證， 并通過(guò)調(diào)整切削加工三要素參數(shù)，最終確定了較為理想的加工參數(shù)。 關(guān)鍵詞：AutoCAD；UG6.0；數(shù)控編程；數(shù)控加工；CAD

6、/CAM；數(shù)控技術(shù) 沈陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院專(zhuān)業(yè)綜合能力訓(xùn)練與考核 目 錄 第 1 章 緒 論1 1.1 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) .1 1.1.1CAD 軟件現(xiàn)狀、主要分類(lèi)，及各自的主要特色 .1 1.1.2CAD 發(fā)展方向 .2 1.2 數(shù)字化控制技術(shù) 3 1.2.1 數(shù)控技術(shù) 3 1.2.2 發(fā)展歷史 3 1.2.3 發(fā)展途徑 4 1.2.4 發(fā)展趨勢(shì) 5 1.3 計(jì)算機(jī)輔助制造 5 第 2 章 配合軸二維圖繪制和泵體三維造型7 2.1 配合軸軸和孔計(jì)算機(jī)二維圖繪制 7 2.1.1 配合軸二維圖繪制 7 2.1.2 配合軸孔二維圖繪制 8 2.2 泵體的三維圖繪制 .10 第

7、 3 章 軸類(lèi)零件數(shù)控仿真軟件加工編程.13 3.1 確定零件加工工藝過(guò)程 .13 3.1.1 確定毛胚 .13 3.1.2 確定零件加工工藝 .14 3.1.3 機(jī)械加工工藝規(guī)程卡 .14 3.1.4 刀具量具刃具清單 .15 3.1.5 編制數(shù)控加工代碼程序 .15 3.2VNUC 軟件模擬加工 .18 3.2.1 工件 1 模擬加工 .18 3.2.2 工件 2 模擬加工 .21 沈陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院專(zhuān)業(yè)綜合能力訓(xùn)練與考核 參考文獻(xiàn).24 致 謝.25 第 1 章 緒論 1 第 1 章 緒 論 1.1 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 1.1.1CAD 軟件現(xiàn)狀、主要分類(lèi)，及各自

8、的主要特色 CAD 是工程技術(shù)人員以計(jì)算機(jī)為工具，對(duì)產(chǎn)品和工程進(jìn)行設(shè)計(jì)、繪圖、分 析和編寫(xiě)技術(shù)文檔等設(shè)計(jì)活動(dòng)的總稱(chēng)。根據(jù)模型的不同，CAD 系統(tǒng)一般可分為 二維 CAD 系統(tǒng)和三維 CAD 系統(tǒng)： 二維 CAD 系統(tǒng)一般將產(chǎn)品和工程設(shè)計(jì)圖紙看成是“點(diǎn)、線、圓、弧、文 本”等幾何元素的集合，所依賴的數(shù)學(xué)模型是幾何模型1。目前使用最多 的是 Autodesk 公司的 AutoCAD 軟件。 三維 CAD 系統(tǒng)的核心是產(chǎn)品的三維模型，這種三維模型包含了更多的實(shí)際 結(jié)構(gòu)特征，使用戶在采用三維 CAD 造型工具進(jìn)行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，更能反映時(shí) 間產(chǎn)品的構(gòu)造或加工制造過(guò)程。目前使用最多的有 PTC 公司的

9、ProEngineer 軟件；EDS 公司的 UGH 軟件；Solidworks 公司的 Solidworks 軟件；UG 公司的 SolidEdge 軟件。 根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，生產(chǎn)方式和組織管理形式不同，企業(yè)對(duì) CAD 軟件的功能又 有四方面不同需求： 一、計(jì)算機(jī)二維繪圖功能：“甩掉圖板”把科技人員從繁瑣的手工繪圖中 解放出來(lái)，其是 CAD 應(yīng)用的主要目標(biāo)，也是 CAD 技術(shù)的最主要功能。 二、計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)(CAPP)功能：進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)，工藝設(shè)計(jì)任務(wù)管理， 材料定額管量等功能，實(shí)現(xiàn)工藝過(guò)程標(biāo)化，保證獲得高質(zhì)量的工藝規(guī)程，提高 企業(yè)工藝編制的效率和標(biāo)準(zhǔn)化。 三、三維設(shè)計(jì)，裝配設(shè)計(jì)，曲面設(shè)計(jì)，

10、鈑金設(shè)計(jì)，有限元設(shè)計(jì)，機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng) 仿真，注塑分析，數(shù)控加工等三維 CAD，CAM 功能，可以解決企業(yè)的三維設(shè)計(jì)， 虛擬設(shè)計(jì)與裝配，機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析，應(yīng)力應(yīng)變分析，鈑金件的展開(kāi)和排樣等困難， 使企業(yè)走向真正的 CAD 設(shè)計(jì)。 沈陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院專(zhuān)業(yè)綜合能力訓(xùn)練與考核 2 四、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理 PDM。復(fù)雜產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)，不僅要考慮產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi) 發(fā)結(jié)果。而且必須考慮產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)過(guò)程的管量與控制管量產(chǎn)品生命周期的 所有數(shù)據(jù)(包括圖紙技術(shù)文檔)以及產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的工藝過(guò)程，使 CAD、CAPP、CAM 等 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)共享，使產(chǎn)品設(shè)計(jì)工作規(guī)范化保持一致性，保證圖紙，工藝卡， 加工代碼，技術(shù)資料等的安全性。 1.1.2

11、CAD 發(fā)展方向 當(dāng)前工業(yè)企業(yè)正面臨著市場(chǎng)全球化、制造國(guó)際化和品種需求多樣化的新挑 戰(zhàn)，各企業(yè)間圍繞著時(shí)間、質(zhì)量和成本的競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈。由此出現(xiàn)了一系列 先進(jìn)制造技術(shù)、系統(tǒng)和新的生產(chǎn)管理方法。如并行工程、及時(shí)生產(chǎn)、精良生產(chǎn)、 敏捷制造和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等，所有這些先進(jìn)制造技術(shù)和系統(tǒng)都與 CAD 系統(tǒng)的發(fā) 展與應(yīng)用密切相關(guān)。目前 CAD 系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾方面2： CAD 系統(tǒng)應(yīng)用面向產(chǎn)品的全過(guò)程：在產(chǎn)品的全過(guò)程中，要求產(chǎn)品的信息能 在產(chǎn)品生命周期的不同環(huán)節(jié)方便地轉(zhuǎn)換有助于產(chǎn)品開(kāi)發(fā)人員在設(shè)計(jì)階段能全 方 位地考慮產(chǎn)品的成本、質(zhì)量、進(jìn)度及甩戶需求。 CAD 系統(tǒng)應(yīng)充分考慮產(chǎn)品的繼承性：在產(chǎn)

12、品的更新?lián)Q代過(guò)程中，要求能方 便地獲得產(chǎn)品的全部歷史數(shù)據(jù)以便充分利用已經(jīng)經(jīng)過(guò)生產(chǎn)實(shí)踐的產(chǎn)品信息。 1)在用 CAD 系統(tǒng)進(jìn)行新產(chǎn)品成品的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)時(shí)，只需對(duì)其中極少部分零部 件進(jìn)行重新設(shè)計(jì)和制造即可得到全新的產(chǎn)品。 2)對(duì)于類(lèi)似零件，當(dāng)采用特征建模法完成新零件設(shè)計(jì)后，并當(dāng)類(lèi)似的零件 變型不斷出現(xiàn)時(shí)，應(yīng)自動(dòng)將零件功能特征模型轉(zhuǎn)為典型零件模型。這不僅大大 縮短了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期，節(jié)約了研制成本，還提高了產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化程度。保證了 產(chǎn)品的一次成熟性和一次成功性。 CAD 系統(tǒng)應(yīng)滿足并行設(shè)計(jì)的要求：并行工程的關(guān)鍵是用并行設(shè)計(jì)方法代替 串行設(shè)計(jì)方法。產(chǎn)品在設(shè)計(jì)過(guò)程中可以容易地被分解為不同的模塊，分別由不 同設(shè)計(jì)

13、人員分工進(jìn)行設(shè)計(jì)然后通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行組裝和集成。在產(chǎn)品的開(kāi) 發(fā)過(guò)程中，使開(kāi)發(fā)組成員易于實(shí)現(xiàn)半結(jié)構(gòu)化通信同時(shí)不同的設(shè)計(jì)層具有不同 的管理使用權(quán)限。對(duì)產(chǎn)品建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型后進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理。 CAD 系統(tǒng)應(yīng)滿足靈活的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)：設(shè)計(jì)人員可在虛擬現(xiàn)實(shí)中創(chuàng)造新的 第 1 章 緒論 3 產(chǎn)品模型。并檢查設(shè)計(jì)效果，可以及早看到新產(chǎn)品的外形，以便從多方面觀察 和評(píng)審所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品：可以運(yùn)用虛擬工具任意改變產(chǎn)品的外形而無(wú)需耗費(fèi)材料 及占用加工設(shè)備。這種方法可盡早地發(fā)現(xiàn)在產(chǎn)品研制過(guò)程的最初階段出現(xiàn)的設(shè) 計(jì)缺陷如結(jié)構(gòu)空間的干涉等問(wèn)題，以保證設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性。CAD 系統(tǒng)要具有很好 的可移植性和自組織性：在 CAD 系

14、統(tǒng)中用戶可以根據(jù)自己的需要隨時(shí)加入運(yùn) 行文件和模塊還可重新裝配各個(gè)模塊中的子模塊。或者按照自己的要求修改 系統(tǒng)中的不足之處。而這種修改不會(huì)影響這個(gè) CAD 系統(tǒng)。 CAD 系統(tǒng)要具有很好的集成性：CAD 與 CAPP、CAM 的集成已成為工程領(lǐng)域 中急需解決的問(wèn)題。一般可以通過(guò)兩個(gè)途徑來(lái)解決：一是通過(guò)接口，將現(xiàn)有的 各自獨(dú)立的 CAD、CAPP 和 CAM 系統(tǒng)連接起來(lái)；二是開(kāi)發(fā)集成的 CAD/CAPP/CAM 系 統(tǒng)。 智能 CAD 系統(tǒng)：智能 CAD 是一種新型的高層次計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方法和技術(shù)。 它將人工智能的理論和技術(shù)與 CAD 相結(jié)合，使計(jì)算機(jī)具有支持人類(lèi)專(zhuān)家的設(shè)計(jì) 思維、推理決策及模

15、擬人的思維方法與智能行為的能力，從而把設(shè)計(jì)自動(dòng)化推 向更好的層次。這種智能性具體表現(xiàn)為：（1）智能地支持設(shè)計(jì)人員，而且是人 機(jī)接口也是智能的。系統(tǒng)必須懂得設(shè)計(jì)人員的意圖，能夠檢測(cè)失誤，回答問(wèn)題， 提出建議方案等。（2）具有推理能力，使不熟悉的設(shè)計(jì)人員也能做出好的設(shè)計(jì) 來(lái)。 在未來(lái)的幾十年里，CAD 技術(shù)將在建模技術(shù)、軟件組件技集成智能化等方 面進(jìn)一步發(fā)展，因而也必將在機(jī)械工程設(shè)計(jì)的各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。 1.2 數(shù)字化控制技術(shù) 1.2.1 數(shù)控技術(shù) 數(shù)控技術(shù)，簡(jiǎn)稱(chēng)數(shù)控（Numerical Control ）即采用數(shù)字控制的方法對(duì)某 一工作過(guò)程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的技術(shù)。它所控制的通常是位置、角

16、度、速度等機(jī)械 量和與機(jī)械能量流向有關(guān)的開(kāi)關(guān)量。數(shù)控的產(chǎn)生依賴于數(shù)據(jù)載體和二進(jìn)制形式 數(shù)據(jù)運(yùn)算的出現(xiàn)。 沈陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院專(zhuān)業(yè)綜合能力訓(xùn)練與考核 4 1.2.2 發(fā)展歷史 1948 年，美國(guó)帕森斯公司接受美國(guó)空軍委托，研制直升飛機(jī)螺旋槳葉片輪 廓檢驗(yàn)用樣板的加工設(shè)備。由于樣板形狀復(fù)雜多樣，精度要求高，一般加工設(shè) 備難以適應(yīng)，于是提出采用數(shù)字脈沖控制機(jī)床的設(shè)想。 1949 年，該公司與美國(guó)麻省理工學(xué)院(MIT)開(kāi)始共同研究，并于 1952 年試 制成功第一臺(tái)三坐標(biāo)數(shù)控銑床，當(dāng)時(shí)的數(shù)控裝置采用電子管元件。 1959 年，數(shù)控裝置采用了晶體管元件和印刷電路板，出現(xiàn)帶自動(dòng)換刀裝置 的數(shù)控機(jī)床，稱(chēng)為加工中

17、心( MC Machining Center)，使數(shù)控裝置進(jìn)入了第二 代。 1965 年，出現(xiàn)了第三代的集成電路數(shù)控裝置，不僅體積小，功率消耗少， 且可靠性提高，價(jià)格進(jìn)一步下降，促進(jìn)了數(shù)控機(jī)床品種和產(chǎn)量的發(fā)展。 60 年代末，先后出現(xiàn)了由一臺(tái)計(jì)算機(jī)直接控制多臺(tái)機(jī)床的直接數(shù)控系統(tǒng) (簡(jiǎn)稱(chēng) DNC)，又稱(chēng)群控系統(tǒng)；采用小型計(jì)算機(jī)控制的計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱(chēng) CNC)， 使數(shù)控裝置進(jìn)入了以小型計(jì)算機(jī)化為特征的第四代。 1974 年，研制成功使用微處理器和半導(dǎo)體存貯器的微型計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置 (簡(jiǎn)稱(chēng) MNC)，這是第五代數(shù)控系統(tǒng)。 20 世紀(jì) 80 年代初，隨著計(jì)算機(jī)軟、硬件技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了能進(jìn)行人機(jī) 對(duì)

18、話式自動(dòng)編制程序的數(shù)控裝置；數(shù)控裝置愈趨小型化，可以直接安裝在機(jī)床 上；數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)化程度進(jìn)一步提高，具有自動(dòng)監(jiān)控刀具破損和自動(dòng)檢測(cè)工 件等功能。 20 世紀(jì) 90 年代后期，出現(xiàn)了 PC+CNC 智能數(shù)控系統(tǒng)，即以 PC 機(jī)為控制系 統(tǒng)的硬件部分，在 PC 機(jī)上安裝 NC 軟件系統(tǒng)，此種方式系統(tǒng)維護(hù)方便，易于實(shí) 現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化制造。 現(xiàn)在，數(shù)控技術(shù)也叫計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)（Computerized Numerical Control 簡(jiǎn)稱(chēng)：CNC），目前它是采用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)字程序控制的技術(shù)。這種技術(shù)用計(jì)算 機(jī)按事先存貯的控制程序來(lái)執(zhí)行對(duì)設(shè)備的控制功能。由于采用計(jì)算機(jī)替代原先 用硬件邏輯電路組成的數(shù)控裝

19、置，使輸入數(shù)據(jù)的存貯、處理、運(yùn)算、邏輯判斷 等各種控制機(jī)能的實(shí)現(xiàn)，均可以通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件來(lái)完成。數(shù)控技術(shù)是制造業(yè)信 息化的重要組成部分。 第 1 章 緒論 5 1.2.3 發(fā)展途徑 數(shù)控技術(shù)和數(shù)控裝備是制造工業(yè)現(xiàn)代化的重要基礎(chǔ)。這個(gè)基礎(chǔ)是否牢固直 接影響到一個(gè)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和綜合國(guó)力，關(guān)系到一個(gè)國(guó)家的戰(zhàn)略地位。因此， 世界上各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家均采取重大措施來(lái)發(fā)展自己的數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)。 在我國(guó)，數(shù)控技術(shù)與裝備的發(fā)展亦得到了高度重視，近年來(lái)取得了相 當(dāng)大的進(jìn)步。特別是在通用微機(jī)數(shù)控領(lǐng)域，以 PC 平臺(tái)為基礎(chǔ)的國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)， 已經(jīng)走在了世界前列。但是，我國(guó)在數(shù)控技術(shù)研究和產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面亦存在不少 問(wèn)題，特

20、別是在技術(shù)創(chuàng)新能力、商品化進(jìn)程、市場(chǎng)占有率等方面情況尤為突出。 在新世紀(jì)到來(lái)時(shí)，如何有效解決這些問(wèn)題，使我國(guó)數(shù)控領(lǐng)域沿著可持續(xù)發(fā)展的 道路，從整體上全面邁入世界先進(jìn)行列，使我們?cè)趪?guó)際競(jìng)爭(zhēng)中有舉足輕重的地 位，將是數(shù)控研究開(kāi)發(fā)部門(mén)和生產(chǎn)廠家所面臨的重要任務(wù)。 為完成此任務(wù)，首先必須確立符合中國(guó)國(guó)情的發(fā)展道路。為此，本文 從總體戰(zhàn)略和技術(shù)路線兩個(gè)層次及數(shù)控系統(tǒng)、功能部件、數(shù)控整機(jī)等幾個(gè)具體 方面探討了新世紀(jì)的發(fā)展途徑。 1.2.4 發(fā)展趨勢(shì) 數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來(lái)了革命性的變化，使制造業(yè)成為工 業(yè)化的象征，而且隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，他對(duì)國(guó)計(jì)民生 的一些重要行業(yè)（IT、

21、汽車(chē)、輕工、醫(yī)療等）的發(fā)展起著越來(lái)越重要的作用， 因?yàn)檫@些行業(yè)所需裝備的數(shù)字化已是現(xiàn)代發(fā)展的大趨勢(shì) 1.3 計(jì)算機(jī)輔助制造 CAM(computer Aided Manufacturing，計(jì)算機(jī)輔助制造)：利用計(jì)算機(jī)來(lái) 進(jìn)行生產(chǎn)設(shè)備管理控制和操作的過(guò)程。它輸入信息是零件的工藝路線和工序內(nèi) 容，輸出信息是刀具加工時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡(刀位文件)和數(shù)控程序。 CAM(computer Aided Manufacturing，計(jì)算機(jī)輔助制造)的核心是計(jì)算機(jī) 數(shù)值控制(簡(jiǎn)稱(chēng)數(shù)控)，是將計(jì)算機(jī)應(yīng)用于制造生產(chǎn)過(guò)程的過(guò)程或系統(tǒng)。1952 年 美國(guó)麻省理工學(xué)院首先研制成數(shù)控銑床。數(shù)控的特征是由編碼在穿孔紙帶上的 程

22、序指令來(lái)控制機(jī)床。此后發(fā)展了一系列的數(shù)控機(jī)床，包括稱(chēng)為“加工中心” 的多功能機(jī)床，能從刀庫(kù)中自動(dòng)換刀和自動(dòng)轉(zhuǎn)換工作位置，能連續(xù)完成銳、鉆、 沈陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院專(zhuān)業(yè)綜合能力訓(xùn)練與考核 6 餃、攻絲等多道 計(jì)算機(jī)輔助制造發(fā)展工序，這些都是通過(guò)程序指令控制運(yùn)作 的，只要改變程序指令就可改變加工過(guò)程，數(shù)控的這種加工靈活性稱(chēng)之為“柔 性”。加工程序的編制不但需要相當(dāng)多的人工，而且容易出錯(cuò)，最早的 CAM 便 是計(jì)算機(jī)輔助加工零件編程工作。麻省理工學(xué)院于 1950 年研究開(kāi)發(fā)數(shù)控機(jī)床的 加工零件編程語(yǔ)言 APT，它是類(lèi)似 FORTRAN 的高級(jí)語(yǔ)言。增強(qiáng)了幾何定義、刀 具運(yùn)動(dòng)等語(yǔ)句，應(yīng)用 APT 使編寫(xiě)程序

23、變得簡(jiǎn)單。這種計(jì)算機(jī)輔助編程是批處理 的。 CAM 系統(tǒng)一般具有數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和過(guò)程自動(dòng)化兩方面的功能。CAM 所涉及的范 圍，包括計(jì)算機(jī)數(shù)控，計(jì)算機(jī)輔助過(guò)程設(shè)計(jì)。 市面上的 CAM 軟件有：UG NX、Pro/NC、CATIA、MasterCAM、SurfCAM、SPACE- E、CAMWORKS、WorkNC、TEBIS、HyperMILL、Powermill、Gibbs CAM、FEATURECAM、topsolid、solidcam、cimatron、vx、esprit、gibbscam、 Edgecam等等 數(shù)控除了在機(jī)床應(yīng)用以外，還廣泛地用于其它各種設(shè)備的控制，如沖壓機(jī)、 火焰或等離子弧

24、切割、激光束加工、自動(dòng)繪圖儀、焊接機(jī)、裝配機(jī)、檢查機(jī)、 自動(dòng)編織機(jī)、電腦繡花和服裝裁剪等，成為各個(gè)相應(yīng)行業(yè) CAM 的基礎(chǔ)。 計(jì)算機(jī)輔助制造系統(tǒng)是通過(guò)計(jì)算機(jī)分級(jí)結(jié)構(gòu)控制和管理制造過(guò)程的多方面 工作，它 加工中心現(xiàn)場(chǎng)圖片的目標(biāo)是開(kāi)發(fā)一個(gè)集成的信息網(wǎng)絡(luò)來(lái)監(jiān)測(cè)一個(gè)廣 闊的相互關(guān)聯(lián)的制造作業(yè)范圍，并根據(jù)一個(gè)總體的管理策略控制每項(xiàng)作業(yè)。 從自動(dòng)化的角度看，數(shù)控機(jī)床加工是一個(gè)工序自動(dòng)化的加工過(guò)程，加工中 心是實(shí)現(xiàn)零件部分或全部機(jī)械加工過(guò)程自動(dòng)化，計(jì)算機(jī)直接控制和柔性制造系 統(tǒng)是完成一族零件或不同族零件的自動(dòng)化加工過(guò)程，而計(jì)算機(jī)輔助制造是計(jì)算 機(jī)進(jìn)入制造過(guò)程這樣一個(gè)總的概念。 一個(gè)大規(guī)模的計(jì)算機(jī)輔助制造系統(tǒng)

25、是一個(gè)計(jì)算機(jī)分級(jí)結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)，它由兩 級(jí)或三級(jí)計(jì)算機(jī)組成，中央計(jì)算機(jī)控制全局，提供經(jīng)過(guò)處理的信息，主計(jì)算機(jī) 管理某一方面的工作，并對(duì)下屬的計(jì)算機(jī)工作站或微型計(jì)算機(jī)發(fā)布指令和進(jìn)行 監(jiān)控，計(jì)算機(jī)工作站或微型計(jì)算機(jī)承擔(dān)單一的工藝控制過(guò)程或管理工作。 計(jì)算機(jī)輔助制造系統(tǒng)的組成可以分為硬件和軟件兩方面：硬件方面有數(shù)控 第 1 章 緒論 7 機(jī)床、加工中心、輸送裝置、裝卸裝置、存儲(chǔ)裝置、檢測(cè)裝置、計(jì)算機(jī)等，軟 件方面有數(shù)據(jù)庫(kù)、計(jì)算機(jī)輔助工藝過(guò)程設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助數(shù)控程序編制、計(jì)算 機(jī)輔助工裝設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助作業(yè)計(jì)劃編制與調(diào)度、計(jì)算機(jī)輔助質(zhì)量控制等。 到目前為止，計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM，Computer Aid

26、ed Manufacturing） 有狹義和廣義的兩個(gè)概念。CAM 的狹義概念指的是從產(chǎn)品設(shè)計(jì)到加工制造之間 的一切生產(chǎn)準(zhǔn)備活動(dòng)，它包括 CAPP、NC 編程、工時(shí)定額的計(jì)算、生產(chǎn)計(jì)劃的制 訂、資源需求計(jì)劃的制訂等。這是最初 CAM 系統(tǒng)的狹義概念。 計(jì)算機(jī)輔助制 造支撐到今天，CAM 的狹義概念甚至更進(jìn)一步縮小為 NC 編程的同義詞。CAPP 已 被作為一個(gè)專(zhuān)門(mén)的子系統(tǒng)，而工時(shí)定額的計(jì)算、生產(chǎn)計(jì)劃的制訂、資源需求計(jì) 劃的制訂則劃分給 MRP/ERP 系統(tǒng)來(lái)完成。CAM 的廣義概念包括的內(nèi)容則多得 多，除了上述 CAM 狹義定義所包含的所有內(nèi)容外，它還包括制造活動(dòng)中與物流 有關(guān)的所有過(guò)程（加工

27、、裝配、檢驗(yàn)、存貯、輸送）的監(jiān)視、控制和管理。 第 2 章 配合軸二維圖繪制和泵體三維造型 8 第 2 章 配合軸二維圖繪制和泵體三維造型 2.1 配合軸軸和孔計(jì)算機(jī)二維圖繪制 2.1.1 配合軸二維圖繪制 圖 2-1 零件圖 配合軸零件如圖 2-1 所示，計(jì)算機(jī)繪圖過(guò)程如下： (1)打開(kāi) AUTOCAD 軟件； (2)設(shè)好所需圖層，如：粗實(shí)線，細(xì)實(shí)線， (3)設(shè)定圖形界線，繪制矩形框； (4)用偏移命令繪制圖框完成； (5)繪制零件圖表格； (6)畫(huà)出中心線； (7)依據(jù)圖紙繪制零件圖，如圖 2-2； (8)標(biāo)注尺寸及公差，技術(shù)要求，如圖 2-3。 沈陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院專(zhuān)業(yè)綜合能力訓(xùn)練與考核 9

28、 圖 2-2 圖 2-3 2.1.2 配合軸孔二維圖繪制 第 2 章 配合軸二維圖繪制和泵體三維造型 10 圖 2-4 二件配合軸孔零件圖 兩件配合軸孔零件如圖 2-4 所示，計(jì)算機(jī)繪圖過(guò)程如下： (1)打開(kāi) AUTOCAD 軟件； (2)設(shè)好所需圖層，如：粗實(shí)線，細(xì)實(shí)線， (3)設(shè)定圖形界線，繪制矩形框； (4)用偏移命令繪制圖框完成； (5)繪制零件圖表格； (6)畫(huà)出中心線； (7)依據(jù)圖紙繪制零件圖，如圖 2-5； (8)標(biāo)注尺寸及公差，技術(shù)要求，如圖 2-6。 沈陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院專(zhuān)業(yè)綜合能力訓(xùn)練與考核 11 圖 2-5 圖 2-6 2.2 泵體的三維圖繪制 第 2 章 配合軸二維圖繪制

29、和泵體三維造型 12 圖 2-7 泵體零件圖 泵體零件如圖 2-7 所示，計(jì)算機(jī)繪圖過(guò)程如下： (1)打開(kāi) UG6.0 軟件； (2)進(jìn)入草圖繪制底座草圖，然后約束； (3)底座進(jìn)行拉伸，如圖 2-8； (4)進(jìn)入草圖繪制模版然后約束，如圖 2-9； 圖 2-8 圖 2-9 沈陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院專(zhuān)業(yè)綜合能力訓(xùn)練與考核 13 (5)然后用拉伸命令進(jìn)行拉伸，如圖 2-10； (6)利用孔命令畫(huà)出孔，如圖 2-11； 圖 2-10 圖 2-11 (7)利用草圖然后拉伸畫(huà)出底座的凸孔，如圖 2-12； (8)完成圖如 2-13。 圖 2-12 圖 2-13 第 3 章 軸類(lèi)零件數(shù)控仿真軟件加工編程 14

30、第 3 章 軸類(lèi)零件數(shù)控仿真軟件加工編程 圖 3-1 3.1 確定零件加工工藝過(guò)程 通過(guò)讀圖 3-1 首先確定，零件得掉頭裝夾。因零件右面有螺紋，加工時(shí)我 們需要先加工左面。左面完成之后通過(guò)掉頭然后加工右面的螺紋。 傳動(dòng)軸大多是回轉(zhuǎn)表面，主要是采用車(chē)削。 該軸加工劃分為兩個(gè)加工階段，即粗車(chē)和精車(chē)。 軸類(lèi)零件的定位基面，最常用的是兩中心孔。因?yàn)檩S類(lèi)零件各外圓表面、 螺紋表面的同軸度及端面對(duì)軸線的垂直度是相互位置精度的主要項(xiàng)目，而這些 表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)一般都是軸的中心線，采用兩中心孔定位就能符合基準(zhǔn)重合原 則。而且由于多數(shù)工序都采用中心孔作為定位基面，能最大限度地加工出多個(gè) 外圓和端面，這也符合基準(zhǔn)

31、統(tǒng)一原則。 3.1.1 確定毛胚 根據(jù)圖紙分析，工件 1 選用80 長(zhǎng) 50 的圓形棒料為毛坯，材料為 45 號(hào)鋼。 工件 2 選用40 長(zhǎng) 45 的圓形棒料為毛坯，材料為 45 號(hào)鋼。 沈陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院專(zhuān)業(yè)綜合能力訓(xùn)練與考核 15 3.1.2 確定零件加工工藝 如圖 3.1 所示分析為配合件，要嚴(yán)格要求尺寸和公差，否則難以配合。 確定加工順序及進(jìn)給路線：加工順序按先粗后精，先面后孔，先基準(zhǔn)，后 其他的原則，可分四步： 第一步：先采用 G71 循環(huán)指令對(duì)工件 1 左端面進(jìn)行粗車(chē)，之后精車(chē)加工； 第二步：工件掉頭，采用 G71 循環(huán)指令對(duì)工件進(jìn)行粗車(chē)，之后精車(chē)； 第三步：采用切槽刀切出 4x2

32、的槽； 第四步：采用螺紋刀切出 M24 的螺紋。 3.1.3 機(jī)械加工工藝規(guī)程卡 表表 3-13-1 機(jī)械加工工藝規(guī)程卡機(jī)械加工工藝規(guī)程卡 產(chǎn)品 型號(hào) 軸類(lèi) 零件 零（部） 件圖號(hào)10 數(shù)控 01 唐萬(wàn)成 機(jī)械加工工藝規(guī)程卡片 產(chǎn)品名 稱(chēng)代號(hào) 零（部） 件名稱(chēng) 共 頁(yè) 第 頁(yè) 材料牌 號(hào) 45 鋼 毛坯 種類(lèi) 圓棒 料 毛坯外 形尺寸 80mm50m m 每件毛坯可 制件數(shù) 1 每臺(tái) 件數(shù) 1 備 注 工時(shí) （s） 工 序 號(hào) 工序 名稱(chēng) 工序內(nèi)容 車(chē) 間 工段加工設(shè)備 工藝 裝備準(zhǔn) 終 單 件 粗車(chē)粗車(chē)大端面、42 外圓、車(chē)出 R20 的圓弧 115CKA6140三爪 卡盤(pán) 1 描 圖 精車(chē)

33、精車(chē)大端面、42 外圓、車(chē)出 R20 的圓弧 115CKA6140三爪 卡盤(pán) 1 粗車(chē)掉頭粗車(chē)，30 外圓 115CKA6140三爪 卡盤(pán) 1 描 校 精車(chē)精車(chē)30 外圓 115CKA6140三爪 卡盤(pán) 1 切槽切出 4x2 的槽 115Y315E三爪 卡盤(pán) 1 底 圖 號(hào) 螺紋車(chē)出 M24 的螺紋 15鉗工平臺(tái)毛銼1 終檢按零件圖樣要求全面檢查 1151 第 3 章 軸類(lèi)零件數(shù)控仿真軟件加工編程 16 3.1.4 刀具量具刃具清單 表表 3-23-2 軸零件數(shù)控加工工、量、刃具清單軸零件數(shù)控加工工、量、刃具清單 工、具、刃具清單圖號(hào) 種類(lèi)序號(hào)名稱(chēng)規(guī)格精度單位數(shù)量 1三爪自定心夾盤(pán)1 2卡盤(pán)扳

34、手1 3刀架扳手1 4墊刀片若干 5劃線盤(pán)1 工具 6鉆夾頭1 1游標(biāo)卡尺0150mm0.02mm把1 2千分尺 025mm 2550mm 0.01mm個(gè)2 3螺紋塞規(guī) M202 副1 4表面粗糙度樣板套1 5角度樣板 60 個(gè)1 量具 6百分表 05mm 0.01mm只1 1外圓車(chē)刀90把1 2切槽刀 4 mm 只1 3螺紋刀 60 把1 4內(nèi)孔車(chē)刀 1635mm 把1 刀具 5內(nèi)螺紋車(chē)刀 60 把1 3.1.5 編制數(shù)控加工代碼程序 1零件 1 程序 零件左側(cè)數(shù)控加工代碼程序：零件右側(cè)數(shù)控加工代碼程序： % O0020 T0101M03S900; G95G54G00X46.Z3.; % O

35、0002 T0101 M03S800 沈陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院專(zhuān)業(yè)綜合能力訓(xùn)練與考核 17 G71U1.0R0.5; G71P1Q2U0.5W0.F0.2; N1G01X40;. Z0;. X42.Z-1.; Z-10.; G02X42.Z-30.R20.; N2G01Z-45.0; G70P1Q2; G00Z50.; M05; M30; G95G54G00X46.Z3. G71U1.0R0.5 G71P1Q2U0.5W0.F0.2 N1G01X21. Z0. X24.Z-1.5 Z-22. X28. X30.Z-23. Z-40. X40. N2X42.Z-41. G70P1Q2 M05 M30 切

36、槽程序：切螺紋程序： % O0101 T0202M03S400; G95G54G00X25.Z-22.; G01X20.; X25.; G00Z50.; M05; M30; % O1234 T0303M03S500; G95G54G00X19.Z3.; G92X22.85Z-20.F0.2; X23.45; X23.85; X24.; X24.; G00Z50.; M05; 第 3 章 軸類(lèi)零件數(shù)控仿真軟件加工編程 18 2零件 2 程序 外輪廓加工程序：內(nèi)輪廓加工程序： % O0020 T0101M03S900; G95G54G00X45.Z1.; G71U1.0R0.5; G71P1Q2U

37、0.5W0.F0.2; N1G00X0.; G01X34.; X36.Z-1.; Z-20.; X40.; X42.Z-21.; Z-39.; X40.Z-40.; Z-43.; N2X45.; G70P1Q2; G00X100.; Z100.; G55; T0202; M03S500; G00Z-43.; X41.; G01X0.; G00Z100.; X100.; % O0020 G54; T0101M03S900; G95G54G00X20.Z1.; G71U1.0R0.5; G71P1Q2U-0.5W0.F0.2; N1G01z0.0; X30.; X28.Z-1.; Z-17.; X

38、24.; X21.5Z-18.5; Z-38.5; X24.Z-40; N2X20.; G70P1Q2; G00Z100.; G55; T0202S600; G00X20.Z-15.; G92X22.5Z-42.F1.5; X23.2; X23.6; X23.8; X23.95; X24.0; 沈陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院專(zhuān)業(yè)綜合能力訓(xùn)練與考核 19 M05; M30; G00Z100.; X100.; M05; M30; 3.2VNUC 軟件模擬加工 3.2.1 工件 1 模擬加工 (1)進(jìn)入 VNUC 軟件首先選擇機(jī)床與數(shù)控系統(tǒng)，如圖 3-2； 圖 3-2 (2)選擇毛胚通過(guò)讀圖確定毛胚為 5080，

39、如圖 3-3 所示； 第 3 章 軸類(lèi)零件數(shù)控仿真軟件加工編程 20 圖 3-3 (3)裝夾刀具，如圖 3-4 所示； 圖 3-4 沈陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院專(zhuān)業(yè)綜合能力訓(xùn)練與考核 21 (4)先加工左面，如圖 3-5 所示； 圖 3-5 (5)然后掉頭加工右面，如圖 3-6 所示； 圖 3-6 (6)精加工，結(jié)果如圖 3-7 所示。 第 3 章 軸類(lèi)零件數(shù)控仿真軟件加工編程 22 圖 3-7 3.2.2 工件 2 模擬加工 (1)首先確定工件 2 毛坯，如圖 3-8 所示； 圖 3-8 沈陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院專(zhuān)業(yè)綜合能力訓(xùn)練與考核 23 (2)確定刀具，如圖 3-9 所示； 圖 3-9 (3)外輪廓加工完成

40、，如圖 3-10 所示； 圖 3-10 (4)精加工，結(jié)果如圖 3-11 所示。 第 3 章 軸類(lèi)零件數(shù)控仿真軟件加工編程 24 圖 3-11 沈陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院專(zhuān)業(yè)綜合能力訓(xùn)練與考核 25 參考文獻(xiàn) 1法那克 FANUC Oi-MB/MC 法那克系統(tǒng)編程與操作說(shuō)明書(shū). 2盧秉恒.機(jī)械制造基礎(chǔ).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003. 3顧京.數(shù)控加工編程及操作M.北京：高等教育出版社，2004. 4吳拓.機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006. 5余少玲。AutoCAD2006 使用教程.北京：人民郵電出版社，2009. 6張衛(wèi).機(jī)械 AutoCAD 應(yīng)用與實(shí)例教程.北京：電子工業(yè)出版

41、社，2009. 7顧雪艷.數(shù)控加工編程操作技巧與禁忌M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2007. 8高雪強(qiáng).機(jī)械制圖.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008. 9陳宏鈞.實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè)（第二版）. M.北京：機(jī)械工業(yè)出 版社，2003.1 沈陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院專(zhuān)業(yè)綜合能力訓(xùn)練與考核 26 致 謝 本論文是在我的導(dǎo)師李超老師的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。他嚴(yán)肅的 科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵(lì)著我。 李超老師不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時(shí)還在思想、生活上給我以無(wú)微不 至的關(guān)懷，在此謹(jǐn)向李超老師致以誠(chéng)摯的謝意和崇高的敬意。我還要感謝在一 起愉快的度過(guò)畢業(yè)論文小組的同學(xué)們，正是由于你們的幫助和支持，我才能克 服一個(gè)一個(gè)的困難和疑惑，直至本文的順利完成。 在論文即將完成之際，我的心情無(wú)法平靜，從開(kāi)始進(jìn)入課題到論文的順利 完成，有多少可敬的師長(zhǎng)、同學(xué)、朋友給了我無(wú)言的幫助，在這里請(qǐng)接受我誠(chéng) 摯的謝意!最后我還要感謝培養(yǎng)我長(zhǎng)大含辛茹苦的父母，謝謝你們! 最后，再次對(duì)關(guān)心、幫助我的老師和同學(xué)表示衷心地感謝！