軸類零件的數控加工設計

喜歡就充值下載吧。。資源目錄里展示的文件全都有，，請放心下載，，有疑問咨詢QQ:414951605或者1304139763 ======================== 喜歡就充值下載吧。。資源目錄里展示的文件全都有，，請放心下載，，有疑問咨詢QQ:414951605或者1304139763 ======================== 1.左端輪廓粗加工道路了軌跡圖： 2.左端輪廓精加工： 3.右端輪廓粗加工刀路軌跡圖： 4.右端輪廓精加工刀路軌跡圖： 5切槽加工刀路軌跡圖： 6.螺紋加工刀路軌跡圖： - 6 - 班級 09機械一班 姓名 文金卓 學號 2009061387 -------------------------------------------------------------------------------------------------------- 工藝方案報告 一、刀具卡片 產品名 稱或代號 數控編程與 零件加工實訓件 零件 名稱 階梯軸 零件圖號 C-G01-06 序號 刀具號 刀具名稱 數量 加工表面 刀尖半徑R／mm 刀尖方位T 備注 1 T0101 900外圓車刀 1 車端面，粗、精車各圓柱面和倒角 0.4 3 2 T0202 930外圓車刀 1 粗、精車R5、R7、R4圓弧面 0.4 3 3 T0303 切斷刀 1 加工外螺紋退刀槽、切斷 3 4 T0404 螺紋刀 1 加工外螺紋 編制 文金卓 審核 林立 批準 魏成杰 共1頁 第1頁 二、工藝卡片 單位名稱 開封大學機電工程學院 產品名稱或代號 零件名稱 零件圖號 數控實訓 課內任務 軸 C-G01-06 工序號 程序編號 夾具名稱 使用設備 數控系統 場地 10 O1233 三爪自定心卡盤 CKA6140 FANUC0i Mate 數控實訓中心機房、車間 工步號 工步內容 刀具號 刀具規(guī)格/mm 主軸轉速n（r/min） 進給量f (mm/r) 背吃刀量 mm 備注 1 下棒料φ46mm×100mm，伸出65mm, 粗、精車端面，對刀。 T01 25×25 700 0.4 1 手動 2 粗車左端倒角及外圓輪廓 T01 25×25 700 0.4 3 自動 3 精車左端倒角及外圓輪廓至圖紙要求 T02 20×25 1000 0.1 0.3 自動 4 調頭裝夾，墊銅皮找正，粗精車面 保證總長度95+0.11mm，對刀。 T01 25×25 700 0.4 手動 5 粗車右端倒角及外圓輪廓 T01 25×25 700 0.4 3 自動 6 精車右端倒角及外圓輪廓 T02 20×25 1000 0.1 0.3 自動 7 車螺紋退刀槽至要求 T03 B=3 600 0.05 自動 8 車削外螺紋至要求 T04 20×20 400 螺距2 自動 9 檢驗 編制 文金卓 審核 林立 批準 魏成杰 共1頁 第1頁 零件編程報告1：左端輪廓粗加工 任務編號： 06 任務名稱：軸類零件的數控加工 完 成 人： 文金卓 指導教師： 魏成杰 林立 程序編號： O1234 零件圖號C-G01-06 程序段號 程序內容 說 明 % 01234 N12 N14 N16 N18 N20 N22 N24 N26 N28 N30 N32 N34 N36 N38 N40 N42 N44 N46 N48 N50 N52 N54 ... ... ... ... N100 N102 % G99 S700 T0101; M03; M08; G00 X52.814 Z1.407 ; G01 X42.814 Z1.407 F50.000 ; G01 X41.400 Z0.700 ; G01 X41.400 Z-34.533 F0.400 ; G01 X43.169 Z-35.417 ; G01 X43.169 Z-57.000 ; G01 X45.169 Z-57.000 F50.000 ; G01 X55.169 Z-57.000 ; G00 X55.169 Z1.407 ; G01 X36.814 Z1.407 F50.000 ; G01 X35.400 Z0.700 ; G01 X35.400 Z-16.900 F0.400 ; G03 X36.391 Z-19.000 I-4.205 K-2.100 ; G01 X36.391 Z-34.300 ; G01 X40.935 Z-34.300 ; G01 X41.400 Z-34.533 ; G01 X42.814 Z-33.826 F50.000 ; G01 X52.814 Z-33.826 ; ... ... ... ... M09; M30; 零件編程報告2：左端輪廓精加工 任務編號： 06 任務名稱：軸類零件的數控加工 完 成 人： 文金卓 指導教師： 魏成杰 林立 程序編號： O1235零件圖號C-G01-06 程序段號 程序內容 說 明 % 01235 N12 N14 N16 N18 N20 N22 N24 N26 N28 N30 N32 N34 N36 N38 N40 N42 N44 N46 % G99 S1000 T0202; M03; M08; G00 X54.569 Z1.283 ; G01 X22.711 Z1.283 F30.000 ; G01 X22.711 Z0.283 ; G01 X25.774 Z-1.249 F0.100 ; G01 X25.774 Z-14.600 ; G01 X26.991 Z-14.600 ; G03 X35.790 Z-19.000 I0.000 K-4.400 ; G01 X35.791 Z-34.600 ; G01 X40.686 Z-34.600 ; G01 X42.569 Z-35.541 ; G01 X42.569 Z-57.000 ; G01 X44.569 Z-57.000 F30.000 ; G01 X54.569 Z-57.000 ; M09; M30; 零件編程報告3：右端輪廓粗加工 任務編號： 06 任務名稱：軸類零件的數控加工 完 成 人： 文金卓 指導教師： 魏成杰 林立 程序編號： O1236零件圖號C-G01-06 程序段號 程序內容 說 明 % 01236 N12 N14 N16 N18 N20 N22 N24 N26 N28 N30 N32 N34 N36 N38 N40 N42 N44 N46 N48 N50 N52 N54 ... ... ... ... N128 N130 % G99 S700 T0101; M03; M08; G00 X54.228 Z2.114 ; G01 X44.228 Z2.114 F30.000 ; G01 X41.400 Z0.700 ; G01 X41.400 Z-47.293 F0.400 ; G02 X41.974 Z-47.300 I0.287 K6.293 ; G01 X41.792 Z-45.302 F30.000 ; G01 X51.792 Z-45.302 ; G00 X51.792 Z2.114 ; G01 X38.228 Z2.114 F30.000 ; G01 X35.400 Z0.700 ; G01 X35.400 Z-46.375 F0.400 ; G02 X41.400 Z-47.293 I3.287 K5.375 ; G01 X39.632 Z-45.499 F30.000 ; G01 X49.632 Z-45.499 ; G00 X49.632 Z2.114 ; G01 X32.228 Z2.114 F30.000 ; G01 X29.400 Z0.700 ; G01 X29.400 Z-41.405 F0.400 ; G02 X35.400 Z-46.375 I6.287 K0.405 ; ... ... ... M09; M30; 零件編程報告4：右端輪廓精加工 任務編號： 06 任務名稱：軸類零件的數控加工 完 成 人： 文金卓 指導教師： 魏成杰 林立 程序編號： O1237 零件圖號C-G01-06 程序段號 程序內容 說 明 % 01237 N12 N14 N16 N18 N20 N22 N24 N26 N28 N30 N32 N34 N36 N38 N40 N42 N44 N46 % G99 S1000 T0202; M03; M08; G00 X51.974 Z1.107 ; G01 X8.560 Z1.107 F30.000 ; G01 X9.974 Z0.400 ; G03 X20.774 Z-5.000 I0.000 K-5.400 F0.100 ; G01 X20.774 Z-10.600 ; G01 X25.146 Z-10.600 ; G03 X25.7 11 Z-10.717 I0.000 K-0.400 ; G01 X28.540 Z-12.131 ; G03 X28.774 Z-12.414 I-0.283 K-0.283 ; G01 X28.774 Z-41.000 ; G02 X41.974 Z-47.600 I6.600 K0.000 ; G01 X39.974 Z-47.600 F30.000 ; G01 X51.974 Z-47.600 ; M09; M30; 零件編程報告5：切槽加工 任務編號： 06 任務名稱：軸類零件的數控加工 完 成 人： 文金卓 指導教師： 魏成杰 林立 程序編號： O1238 零件圖號C-G01-06 程序段號 程序內容 說 明 % 01238 N12 N14 N16 N18 N20 N22 N24 N26 N28 N30 N32 N34 N36 N38 N40 N42 N44 N46 N48 N50 N52 N54 ... ... ... ... N80 N82 % G99 S600 T0303; M03; M08; G00 X47.174 Z-32.000 ; G00 X37.174 Z-32.000 ; G01 X25.174 Z-32.000 F0.050 ; G04 X0.500; G00 X47.174 Z-32.000 ; G00 X47.174 Z-33.500 ; G00 X37.174 Z-33.500 ; G01 X25.174 Z-33.500 F0.050 ; G04 X0.500; G00 X47.174 Z-33.500 ; G00 X47.174 Z-35.000 ; G00 X37.174 Z-35.000 ; G01 X25.174 Z-35.000 F0.050 ; G04 X0.500; G00 X47.174 Z-35.000 ; G00 X47.174 Z-32.000 ; G00 X45.174 Z-32.000 ; G00 X35.174 Z-32.000 ; G01 X23.974 Z-32.000 F0.050 ; ... ... ... ... M09; M30; 零件編程報告6：螺紋加工 任務編號： 06 任務名稱：軸類零件的數控加工 完 成 人： 文金卓 指導教師： 魏成杰 林立 程序編號： O1239 零件圖號C-G01-06 程序段號 程序內容 說 明 % 01239 N12 N14 N16 N18 N20 N22 N24 N26 N28 N30 N32 N34 N36 N38 N40 N42 N44 N46 N48 N50 N52 N54 ... ... ... .... N100 N102 % G99 S400 T0404; M03; M08; G00 X32.974 Z-10.414 ; G00 X29.974 Z-10.414 ; G00 X29.774 Z-10.414 ; G01 X27.774 Z-10.414 F2.000 ; G32 X27.774 Z-29.000 F2.000 ; G01 X29.774 Z-29.000 ; G00 X29.974 Z-29.000 ; G00 X32.974 Z-29.000 ; G00 X32.374 Z-10.414 ; G00 X29.374 Z-10.414 ; G00 X29.174 Z-10.414 ; G01 X27.174 Z-10.414 F2.000 ; G32 X27.174 Z-29.000 F2.000 ; G01 X29.174 Z-29.000 ; G00 X29.374 Z-29.000 ; G00 X32.374 Z-29.000 ; G00 X31.774 Z-10.414 ; G00 X28.774 Z-10.414 ; G00 X28.574 Z-10.414 ; ... ... ... .... M09; M30; 零件檢測報告 任務編號： 06 任務名稱：軸類零件的數控加工 完成人：文金卓 指導教師： 魏成杰 林立 班級 09機械一班 姓名 文金卓 學號 2009061387 日期 2011/12/144443 實訓課題 軸類零件的數控加工 零件圖號 C-G01-06 基 本 檢 查 編 程 序號 檢測項目 配分 學生評分 教師評分 1 切削加工工藝制定正確 2 2 切削用量選用合理 2 3 程序正確、簡單明確、規(guī)范 6 操 作 4 設備的正確操作與維護保養(yǎng) 2 5 安全、文明生產 3 基本檢查結果總計 15 尺 寸 檢 測 序號 檢測 要素 允 差 量具 配 分 實測結果 分 數 名稱 規(guī)格 學生自測 教師檢測 1 2 3 4 尺寸檢測結果總計 尺寸檢測結果 成績 基本檢查結果 12 畢業(yè)設計 軸類零件的數控加工 摘要：數控技術是以數字編程實現控制機械或其他設備自動工作的技術，是未來機械制造行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。本文主要討論關于數控加工軸類零件結構工藝分析，加工工藝裝備的選擇，數控加工工藝編制，CAXA車數控自動編程，數控仿真軟件VNUC的使用. 關鍵詞： 數控車床, CAXA數控車, 軸類零件,數控加工工藝,自動編程,數控加工仿真 Abstract: Numerical control technology is digital programming to control the mechanical or other automatic equipment, the technical, machinery manufacturing industry is the future trend of development. This article mainly discuss about the nc machining axial parts structure process analysis and processing technology and equipment choice, CNC processing technology of CAXA car numerical control automatic programming, nc simulation software VNUC use. Keywords : CNC lathe, CNC CAXA car,Ladder shaft axis, CNC processing Technology, Automatic programming, NC machining simulation 41 ? ? 目 錄 1.零件分析 7 1.1零件的結構工藝性分析 7 1.1.1零件的技術要求分析 7 1.1.2零件的加工表面的分析 7 1.1.3零件尺寸分析 7 1.2零件的材料及毛坯的分析與選擇 8 2.零件工藝規(guī)程的選擇 8 2.1.定位基準的選擇 8 2.1.1粗基準的選擇 8 2.1.2精基準的選擇 8 2.1.3零件表面加工方法的選擇 9 2.2加工順序的安排 9 2.2.1 加工階段的劃分 9 2.2.2加工順序的安排 9 2.2.1工序基準的選擇 9 2.3機床及工藝裝備的選擇 10 2.3.1機床的選擇 10 2.3.2工藝裝備的選擇 10 3.加工工藝的編制 11 3.1確定加工方案 11 3.2切削用量的確定 11 3.2.1背吃刀量的選擇 11 3.2.2切削速度的選擇 12 3.3.3主軸轉速及進給量的確定 12 3.3.4進給速度速度的選擇 12 3.3數控加工工藝卡 13 4.CAXA數車自動編程 14 4.1左端輪廓粗加工 15 4.2左端輪廓精加工 18 4.3右端輪廓粗加工 20 4.4右端輪廓精加工 23 4.5切槽加工 25 4.6螺紋加工 28 5.數控仿真 30 5.1左端輪廓加工 30 1.刀具參數設置及安裝 30 2.毛坯設置及安裝 32 3.加載程序進行加工 35 5.2右端輪廓加工 36 1．工件調頭后裝夾 36 2．右端輪廓粗加工 36 3．右端輪廓精加工 37 5.3切槽加工 38 1 .切槽粗加工 38 2.切槽精加工效果圖 39 5.4螺紋加工 39 1.螺紋加工 40 5.5整體加工效果圖 40 總結 42 致 謝 43 參考文獻 44 前 言 數控機床是用數字優(yōu)化的代碼將零件加工過程所需各種操作和步驟以及刀具與工件這間的相對位置，再記錄在程序介質上，送入計算機或數控系統譯碼。其數控程序能保證加工出符合零件圖樣要求的合格零件。還應充分利用數控機床是用數字優(yōu)化的代碼將零件加工過程中所需的各種操作和步驟以數控機床的各種功能使數控機床能安全、可靠、高效地工作。 一.數控加工的工作原理 數控加工是根據零件圖樣及工藝要求編制零件加工程序，再輸入到機床，機床的控制系統對輸入信息進行處理與運算。并不斷地向直接指揮機床運動功能部件機床的伺服機構發(fā)送信號，伺服系統把來自說控裝置的脈沖信號轉換為機床移動部件運動。然后由傳動機構驅動數控機床，機床以按給定的程序對機械零件進行加工。 二.數控編程及其發(fā)展 1.數控加工的發(fā)展 數控機床和普通機床不同，數控機床其加工過程不需要人工操作，而是由給定的程序進行控制。在數控機床加工零件時，首先要分析零件圖樣，確定工件在機床上的加工方式，加工順序，加工路線及刀具，家具和切削用量的選擇，然后把全部工藝過程以及其他輔助功能（主軸正反轉，切削液的開與關。變速換刀等）。按運動順序用規(guī)定的指令代碼及程序格式編制成數控加工程序，經調試后，記錄在控制介質（或程序載體上），最后輸入到數控裝置中，從而控制數控機床完成工件的全部加工過程。這種從零件圖樣到編織成控制介質的過程為數控加工程序編制。 三.數控加工的特點 1.自動化程度高 在數控機床加工零件時，除了手工裝卸工件外，全部加工過程都由機床自動完成。在柔性制造系統上、下料、檢測、診斷、對刀、傳輸、管理等也都由機床自動完成，這樣減輕操作者的勞動強度，改善了勞動條件。 2.加工精度高、加工質量穩(wěn)定 數控加工的尺寸精度通常在0.005mm --- 0.1mm之間，目前最高的尺寸精度可達+0.0015mm，不受零件形狀復雜度的影響，加工消除了操作者的人為誤差。提高了同批零件尺寸的一致性。 3.加工對象的適用性強 當加工對象改變時，除了相應的更換刀具和解決工件的裝夾方式，只要重新編程并輸入該零件的加工程序，便可自動加工出新的零件，不必對任何復雜的調整。 4.生產效率高 一方面是自動化程序高，在一次裝夾中能完成，較多表面的加工、省去了畫線、多次裝夾、檢測等工序；另一方面是運動速度快、空間時間短、數控車床的主軸轉速已經達到5000-7000r/min。 5.易于建立計算機通訊網絡 由于數控機床是使用數字信息，易于與計算機輔助設計和制造（CAD/CAM）系統聯接。形成與數控機床緊密結合的一體化系統。當然，數控加工在某方面也有不足之處，就是數控機床價格昂貴、加工成本高、技術復雜、對工藝和編程要求較高、加工中難以調整、維修困難。 1.零件分析 1.1零件的結構工藝性分析 零件的結構工藝性是指所設計的零件在能滿足使用要求的前提下制造的可行性和經濟性，即所設計的零件結構應便于成形，并且成本低，效率高。它的涉及面廣，因此有必要對零件進行結構工藝性分析，找出技術關鍵，以便在擬定工藝規(guī)程時采用適當的工作措施加以保證。 1.1.1零件的技術要求分析 零件圖紙上標注的技術要求： 1.圓錐與圓弧過度光滑。 2.未注尺寸公差按GB/T1804加工和檢驗。 3.未注倒角C0.5。 1.1.2零件的加工表面的分析 從零件圖可以看出軸系零件的主要加工表面是： 1.M28×2-5g/6g的螺紋：此螺紋是一個標準螺紋，雖然沒有特殊要求，但它在配合時起傳遞扭矩的作用，故其配合精度要求高。 2圓柱面φ35×20和φ42×12：表面粗糙度Ra1.6,加工精度要求較高。 3.零件的形狀公差要求不是很高，加工時保證各段同軸度即可。 綜合考慮，該零件加工較簡單，難度不大。 1.1.3零件尺寸分析 由圖可知，零件各圓柱直徑的尺寸精度要求很高，所以選用數控機床加工以保證其公差要求。 1.2零件的材料及毛坯的分析與選擇 零件材料的選用是非常重要的，選材不當制成的零件不能滿足使用要求，過早損傷和破壞產生不良影響或經濟效益差等。機械零件選材的一般原則是：首先滿足使用性能的要求，同時兼顧工藝性、經濟性和環(huán)保性。對于軸類零件的選材應具有以下幾點要求： 1.優(yōu)良的綜合力學性能，即要求有高的強度和韌性，以防止由于過載和沖擊而引起的變形和斷裂。 2.高的疲勞極限，防止疲勞斷裂。 3.良好的耐磨性。 經綜合考慮，選用45號鋼經過熱處理即可保證使用性能。 常用的毛坯種類有：鑄件、鍛件、型材、焊接件、冷壓件等。 選擇毛坯種類需考慮的因素有以下幾點： 1.根據圖紙規(guī)定的材料及機械性能選擇毛坯。 2.根據零件的功能選擇毛坯。 3.根據生產類型選擇毛坯。 4.根據具體生產條件選擇毛坯。 本零件的大部分加工表面是回轉體表面，根據本零件的生產綱領，經價值及復雜程度，另外本零件為軸類零件，考慮其復雜程度，所以本零件毛坯為棒料。因為棒料的經濟性好，加工余量小，而且成本較低。根據本零件的結構特征和尺寸要及考慮到數控機床的加工性能，所以毛坯一件圓棒料的尺寸為φ46mm×100mm。 2.零件工藝規(guī)程的選擇 2.1.定位基準的選擇 在制訂零件的加工工藝規(guī)程時，正確地選擇工件的基準有著很重要的意義?；鶞蔬x擇的好壞不僅影響零件的加工位置精度，而且對零件各表面的加工順序也有很大的影響?；鶞视写只鶞逝c精基準之分。選擇定位基準時是從保證工件精度要求出發(fā)的，因而分析定位基準選擇的順序就應從精基準到粗基準。 2.1.1粗基準的選擇 1.為了保證加工面與非加工面之間的位置要求，應選非加工面作為粗基準。 2.合理分配各加工面的加工余量。 3.粗基準應避免重復使用，在同一尺寸方向上，通常只允許使用一次。 4.選作粗基準的表面應平整光潔，要避開鍛造飛邊和鑄造澆冒口，分型面，毛刺等缺陷，以保證定位準確、夾緊可靠。 2.1.2精基準的選擇 1.基準重合原則:就是盡可能選用設計基準作為定位基準，這樣可以避免定位基準與設計基準不重合而引起定位誤差。 2.基準統一原則:位置精度要求較高的某些表面加工時盡可能選用同一定位基準，這樣有利于保證各加工表面的位置精度。 3.自為基準原則：當某些表面精加工要求加工余量小而均勻時，選擇加工表面本身作為定位基準，用于提高加工面本身的精度。 4.互為基準原則：為了使加工面間有較高的位置精度，又為了使其加工余量小而均勻采取此原則。 5.保證工件定位準確、夾緊可靠、操作方便的原則。 由于本工件毛坯為棒料，所以采用φ46棒料的外圓柱面為粗基準，車削零件一的左端，掉頭找正后再以精車后的圓柱面為精基準，粗車零件的右端輪廓，精車零件的右端輪廓，加工槽,切削螺紋，保證各個部位的尺寸精度及位置精度，完成零件加工。 2.1.3零件表面加工方法的選擇 1.所選加工方法應考慮每種加工方法的經濟加工精度范圍要與加工表面的精度要求和表面粗糙度要求相適應。 2.所選加工方法能夠確保加工面的幾何形狀精度,表面相互位置精度的要求。 3.所選加工方法要與零件材料的可加工性相適應。 4.加工方法要與生產類型相適應。 5.所選加工方法要與企業(yè)現有設備和工人技術水平相適應。 通過以上原則，本零件各主要表面加工方法為： 1.各回轉表面,槽,倒角：車削加工。 2.M28X2 -5g/6g的螺紋：車削加工。 2.2加工順序的安排 2.2.1 加工階段的劃分 1.避免毛坯內應力重新分布而影響獲得的加工精度。 2.避免粗加工時較大的夾緊力和切削力所引起的彈性變形和熱變形對精加工的影響。 3.粗精加工階段分開,可較及時地發(fā)現毛坯的缺陷,避免不必要的損失。 4.可以合理使用機床,使精密機床能較長期地保持其精度。 5.適應加工過程中安排熱處理的需要。 2.2.2加工順序的安排 1.下料 2.加工件左端輪廓 3.加工件右端輪廓 4.打毛刺 5.清洗 6.最終檢驗 2.2.1工序基準的選擇 1.選設計基準作為工序基準時，對工序尺寸的檢驗就是對設計尺寸的檢驗，有利于減少檢驗工作量。 2.當本工序中位置精度是由夾具保證而不需進行試切調整的情況，應使工序基準與設計基準重合。 3.對一次安裝下的加工出來的各個表面，各加工面之間的工序尺寸應選與設計尺寸一致。 本零件在加工時，其軸向尺寸是以零件的兩端作為工序基準，徑向尺寸是以零件的軸心線作為工序基準。它的工序基準與設計基準重合，為加工和檢測提供了方便。 2.3機床及工藝裝備的選擇 2.3.1機床的選擇 1.機床的加工尺寸范圍與零件外形尺寸相適應。 2.機床精度與工件精度相適應。 3.與現有加工條件相適應。 4.機床的生產率應與工件的生產類型相適應。 本零件尺寸小、重量輕、屬中批生產，其毛坯是棒料，加工余量較大，回轉表面有圓弧等復雜表面，各尺寸精度要求較高，普通車床難以達到加工要求，又因此次設計著重練習的是對數控機床的熟練程度，故精加工時選擇數控機床,根據開封大學數控實訓中心現有的數控機床，選擇的機床型號是：CKA6140數控車床。 2.3.2工藝裝備的選擇 1.夾具的選擇：本零件是小批量生產，技術要求不太高，故采用通用夾具即可完成，即本零件車削采用三爪卡自定心盤進行裝夾。 2.刀具的選擇 在選擇刀具方面,通常優(yōu)先用通用夾具,對于不同材料的零件,一般都有適合將其切削的刀具。刀具的選擇不僅影響機床的加工效率，而且直接影響加工質量，與傳統的加工方法相比，數控加工對刀具的要求更高，不僅要求精度高、剛性好、耐用度高，而且要求尺寸穩(wěn)定，安裝方便，這就要采用新型優(yōu)質材料制造數控教工刀具，并優(yōu)選刀具參數。在選用刀具時應考慮工序種類，生產率，經濟性，工件材料，生產批量，加工精度及表面粗糙度與所用機床的性能選用了標準刀具。刀具材料應當選擇高硬度、高耐磨性、高耐熱性的材料，并有足夠的強度和韌性，較好的工藝。 根據以上所述和現場加工條件，減少磨削刃具時間，為了提高加工效率，本零件選用YT類可轉位硬質合金刀具進行加工. 數控加工刀具卡片 產品名 稱或代號 數控編程與 零件加工實訓件 零件 名稱 階梯軸 零件圖號 C-G01-06 序號 刀具號 刀具名稱 數量 加工表面 刀尖半徑R／mm 刀尖方位T 備注 1 T0101 900外圓車刀 1 車端面，粗、精車各 圓柱面和倒角 0.4 3 2 T0202 930外圓車刀 1 粗、精車R5、R7、R4 圓弧面 0.4 3 3 T0303 切斷刀 1 加工外螺紋 退刀槽、切斷 3 4 T0404 螺紋刀 1 加工外螺紋 編制 文金卓 審核 林立 批準 魏成杰 共1頁 第1頁 3.量具的選擇 外徑千分尺:0.01mm/25-50mm 游標卡尺:0.02mm/0-100mm 百分表及座：0.01mm/0-5mm 3.加工工藝的編制 3.1確定加工方案 零件上比較精密表面加工，常常是通過粗加工、半精加工和精加工逐步達到的。對這些表面僅僅根據質量要求選擇相應的最終加工方法是不夠的，還應正確的確定毛坯到最終成形的加工方案。 該軸加工順序為： 預備加工---車左端面---粗車左端輪廓---精車左端面輪廓---調頭---車端面---粗車右端輪廓---精車右端輪廓---退刀槽---粗車螺紋---精車螺紋。 3.2切削用量的確定 3.2.1背吃刀量的選擇 背吃刀量根據機床、工件和刀具的剛度來決定，在剛度允許的條件下，應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，提高生產效率。為了保證加工表面質量，可以留少許加工余量，一般為0.2～0.5mm。 切削用量的選擇是否合理，對于能否充分發(fā)揮機床潛力與刀具的切削性能，實現優(yōu)質、高產、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，首先選擇一個盡可能大的背吃刀量，其次選擇一個較大的進給量，最后確定一個合適的切削速度。精車時，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給量。 如何確定加工時的切削速度，除了可參考《數控加工技術》表2-1列出的數值外，主要根據實踐經驗進行確定。 數控車削用量推薦表 工件材料 工件材料 切削深度/mm 切削速度/（m.min-1） 進給量/（mm.r-1） 刀具材料 碳素鋼 ?(δb? >600Mpa） 粗加工 5～7 60～80 0.2～0.4 YT類 粗加工 2～3 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 鑄鐵 （200HBS以下） 粗加工 ? 50～70 0.2～0.4 YG類 精加工 ? 70～100 0.1～0.2 切斷（寬度＜5mm） 50～70 0.1～0.2 此外，在安排粗、精車削用量時，應注意機床說明書給定的允許切削用量范圍，對于主軸采用交流變頻調速的數控車床，由于主軸在低轉速時扭矩降低，尤其應注意此時的切削用量選擇。 經查表選取參數如下： 1. 粗車端面時取=1mm。 2. 精車端面時取=0.3mm。 3. 粗車外圓時取=3mm。 4. 精車外圓時取=0.3mm。。 5. 切槽粗加工時取=0.5mm。 6. 切槽精加工時取=0.3mm。 7.粗精內外螺紋時取分別取0.5mm , 0.4mm , 0.3mm 。 3.2.2切削速度的選擇 切削速度根據零件上被加工部位的直徑值，并按連接和刀具的材料及加工性質等條件所允許的切削速度來確定。粗加工時，主要受刀具耐用度和機床功率的限制。精加工時，切削速度提高時，切削變形減小，切削力也有所減小，也不易產生積屑瘤和毛刺。 查表并計算選取數值如下： 1.外圓輪廓粗車時 vc=100m/min 2.外圓輪廓精車時 vc=150m/min 3.切槽加工時vc=50m/min 4.車削外螺紋時 vc=50m/min 3.3.3主軸轉速及進給量的確定 進給量f的選擇：限制進給量，提高的因素主要是切削力，提高的主要因素是表面粗糙度。查表及計算知： 主軸轉速： n=1000v/πd 其中 v —切削速度（m/min），由刀具壽命決定； ????? n —主軸轉速（r/min）； ????? d —工件直徑或刀具直徑（mm）。 1.外圓輪廓粗車時 S=700r/min 2.外圓輪廓精車時 S=1000r/min 3. 切槽加工時 S=600r/min 4. 車削外螺紋時 S=400r/min 3.3.4進給速度速度的選擇 進給速度的原則是當工件的質量要求能得到保證時，可選擇較高的進給速度，切斷加工深孔和精車時選擇較低的進給速度，進給速度應與主軸轉速及背吃刀量相適應，根據以上主軸轉速與背吃刀量相適應，根據以上主軸轉速與背吃刀量的選擇，可確定進給速度。 進給速度Vf是切削刃上選定點相對于工件的進給運動的瞬時速度，它與轉速n，進給量f之間的關系為： Vf=f*n 由上式可得出： 1.粗車外圓輪廓時進給速度 Vf=0.4mm/r 2.精車外圓輪廓時進給速度 Vf=0.1mm/r 3.切槽進給速度 Vf=f=0.05mm/r 4.粗精車外螺紋的進給速度 Vf=螺距2 3.3數控加工工藝卡 單位名稱 開封大學機電工程學院 產品名稱或代號 零件名稱 零件圖號 數控實訓 課內任務 軸 C-G01-06 工序號 程序編號 夾具名稱 使用設備 數控系統 場地 10 O1233 三爪自定心卡盤 CKA6140 FANUC0i Mate 數控實訓中心機房、車間 工步號 工步內容 刀具號 刀具規(guī)格/mm 主軸轉速n（r/min） 進給量f (mm/r) 背吃刀量 mm 備注 1 下棒料φ46mm×100mm，伸出65mm,粗、精車端面，對刀。 T01 25×25 700 0.4 1 手動 2 粗車左端倒角及外圓輪廓 T01 25×25 700 0.4 3 自動 3 精車左端倒角及外圓輪廓至圖紙要求 T02 20×25 1000 0.1 0.3 自動 4 調頭裝夾，墊銅皮找正，粗精車端面保證總長度95+0.11mm，對刀。 T01 25×25 700 0.4 1 手動 5 粗車右端倒角及外圓輪廓 T01 25×25 700 0.4 3 自動 6 精車右端倒角及外圓輪廓 T02 20×25 1000 0.1 0.3 自動 7 車螺紋退刀槽至要求 T03 B=3 600 0.05 自動 8 車削外螺紋至要求 T04 20×20 400 螺距2 自動 9 檢驗 手動 編制 文金卓 審核 ；林立 批準 魏成杰 共1頁 第1頁 4.CAXA數車自動編程 數控編程分為手工編程和自動編程，自動編程是根據工件圖形和加工工藝采用專用自動編程軟件生成加工程序。CAXA數控車是國產自動編程軟件之一。 CAXA數控車具有全中文windows界面，形象化的圖標菜單，全面的鼠標拖動功能，靈活方便的立即菜單參數調整功能，智能化的動態(tài)導航捕捉功能，和多方位的信息提示等。CAXA數控車具有CAD軟件的強大繪圖功能和完善的外部數據接口，可以繪制任意復雜的二維圖形。CAXA數控車提供強大的使用簡單的軌跡生成手段，可以按加工要求生成各種復雜圖形的加工軌跡。 CAXA數控車的主要加工功能有： 輪廓粗車：該功能用于實現對工件外輪廓表面、內輪廓表面和端面的粗車加工，用來快速清除毛坯的多余部分； 　　 輪廓精車：實現對工件外輪廓表面、內輪廓表面和端面的精車加工； 　　 切槽：該功能用于在工件外輪廓表面、內輪廓表面和端面切槽； 　　 鉆中心孔：該功能用于在工件的旋轉中心鉆中心孔； 　　 車螺紋：該功能為非固定循環(huán)方式加工螺紋，可對螺紋加工中的各種工藝條件，加工方式進行靈活的控制； 螺紋固定循環(huán)：該功能采用固定循環(huán)方式加工螺紋； 　　 參數修改：對生成的軌跡不滿意時可以用參數修改功能對軌跡的各種參數進行修改，以生成新的加工軌跡； 　　 刀具管理：該功能定義、確定刀具的有關數據，以便于用戶從刀具庫中獲取刀具信息和對刀具庫進行維護； 　　 軌跡仿真：對已有的加工軌跡進行加工過程模擬，以檢查加工軌跡的正確性。 CAXA數控車實現加工的過程： 1. 必須配置好機床，這是正確輸出代碼的關鍵； 2. 看懂圖紙，用曲線表達工件； 3. 根據工件形狀，選擇合適的加工方式，生成刀位軌跡； 4. 生成G代碼，傳給機床。 編程前的機床類型與后置處理設置： ` 4.1左端輪廓粗加工 輪廓粗車功能：實現對工件外輪廓表面 、內輪廓表面和端面的粗車加工，快速清除毛坯的多余部分 操作要點：要確定被加工輪廓和毛坯輪廓，被加工輪廓和毛坯輪廓兩端點相連，兩輪廓共同構成一個封閉的加工區(qū)域。此區(qū)域的材料將被加工去除。 操作步驟： 1在“數控車”菜單的子菜單選取“輪廓粗車”，或在工具條中點擊 圖標； 2在參數表中首先確定被加工的是外輪廓，還是內輪廓或端面，接著按加工要求確定其它各加工參數； 3拾取被加工的輪廓和毛坯輪廓，拾取方法大多為“限制鏈拾取”，此外還有“鏈拾取”，“單個拾取”。拾取箭頭方向與實際加工方向無關； 4確定進退刀點，生成軌跡； 5生成G代碼。點擊 工具條中的 圖標，再拾取相應的刀具軌跡，即可生成加工指令。 1． 左端輪廓粗加工參數設置 2．左端輪廓粗加工的刀路軌跡生成 3．刀路軌跡仿真 4．程序生成 拾取刀路軌跡，右擊生成G代碼.如圖： 4.2左端輪廓精加工 輪廓精車實現對工件輪廓表面，內輪廓表面和端面的精加工。輪廓精車時，要確定被加工的輪廓，被加工的輪廓就是加工結束后的工件表面輪廓，被加工輪廓不能閉合或自相交。 操作步驟： 1在“數控車”菜單的子菜單選取“輪廓精車”，或在工具條中點擊 圖標； 2在參數表中首先確定被加工的是外輪廓，還是內輪廓或端面，接著按加工要求確定其它各加工參數； 3拾取被加工的輪廓，拾取方法大多為“限制鏈拾取”，此外還有“鏈拾取”，“單個拾取”。拾取箭頭方向與實際加工方向無關； 4確定進退刀點，生成軌跡； 5生成G代碼。點擊 工具條中的 圖標，再拾取相應的刀具軌跡，即可生成加工指令。 1． 左端輪廓加工參數設置 2．刀路軌跡生成 3．刀路軌跡仿真 拾取生成的刀路軌跡，二維動態(tài)仿真： 4．程序生成 4.3右端輪廓粗加工 輪廓粗車功能主要用于對工件輪廓表面，內輪廓表面和端面的粗加工，用于快速消除毛皮多余部分加工軌跡的生成，軌跡仿真及數控代碼的拾取。被加工輪廓和毛坯輪廓不能單獨閉合或自相交。 右端輪廓粗車步驟： 1在“數控車”菜單的子菜單選取“輪廓粗車”，或在工具條中點擊 圖標； 2在參數表中首先確定被加工的是外輪廓，還是內輪廓或端面，接著按加工要求確定其它各加工參數； 3拾取被加工的輪廓和毛坯輪廓，拾取方法大多為“限制鏈拾取”，此外還有“鏈拾取”，“單個拾取”。拾取箭頭方向與實際加工方向無關； 4確定進退刀點，生成軌跡； 5生成G代碼。點擊 工具條中的 圖標，再拾取相應的刀具軌跡，即可生成加工指令。 1.右端輪廓粗加工參數設置 2.右端輪廓刀路軌跡生成 3.右端輪廓軌跡仿真 拾取生成的刀路軌跡，二維動態(tài)仿真： 4.程序生成 4.4右端輪廓精加工 輪廓精車實現對工件輪廓表面，內輪廓表面和端面的精加工。輪廓精車時，要確定被加工的輪廓，被加工的輪廓就是加工結束后的工件表面輪廓，被加工輪廓不能閉合或自相交。 右端輪廓精車步驟： 1在“數控車”菜單的子菜單選取“輪廓精車”，或在工具條中點擊 圖標； 2在參數表中首先確定被加工的是外輪廓，還是內輪廓或端面，接著按加工要求確定其它各加工參數； 3拾取被加工的輪廓，拾取方法大多為“限制鏈拾取”，此外還有“鏈拾取”，“單個拾取”。拾取箭頭方向與實際加工方向無關； 4確定進退刀點，生成軌跡； 5生成G代碼。點擊 工具條中的 圖標，再拾取相應的刀具軌跡，即可生成加工指令。 1.右端輪廓精加工參數設置 2.右端輪廓軌跡生成 3.右端輪廓軌跡仿真 4.程序生成 4.5切槽加工 車槽功能用于工件外輪廓表面，內輪廓表面和端面切槽，切槽時要確定被加工輪廓，被加工輪廓不能閉合或自相交。 操作步驟： 1在“數控車”菜單的子菜單選取“切槽”，或在工具條中點擊 圖標； 2在參數表中首先確定被加工的是外輪廓，還是內輪廓或端面，接著按加工要求確定其它各加工參數； 3拾取被加工的輪廓，拾取方法大多為“限制鏈拾取”，此外還有“鏈拾取”，“單個拾取”； 4確定進退刀點，生成軌跡； 5生成G代碼。點擊 工具條中的 圖標，再拾取相應的刀具軌跡，即可生成加工指令。 1.切槽加工參數設置 2.切槽加工軌跡生成 3．軌跡仿真 4．程序生成 4.4螺紋加工 螺紋加工可分為非固定循環(huán)加工和固定循環(huán)加工兩種方式。本文車螺紋時采用非固定循環(huán)方式加工螺紋，這種加工方式適合螺紋加工中的各種工藝條件，加工方式進行更為靈活的控制。而固定循環(huán)加工螺紋，輸出的代碼適用于西門子840C/840控制器。 操作步驟： 1在“數控車”菜單的子菜單選取“車螺紋”，或在工具條中點擊 圖標，依次拾取螺紋的起點和終點； 2參數填寫完畢，選擇確認按鈕，即生成螺紋車削刀具軌跡； 3生成G代碼。點擊 工具條中的 圖標，再拾取相應的刀具軌跡，即可生成加工指令。 1．螺紋加工的參數設置 2.螺紋加工的軌跡生成 3.螺紋加工的軌跡仿真 4.程序生成 5.數控仿真 根據開封大學機房現有數控仿真軟件選用VUNC數控加工仿真軟件，數控機床采用大連機床廠的CKA6140，操作面板采用FANUC0i Mate。 啟動軟件后，激活機床，機床回零。 5.1左端輪廓加工 1刀具參數設置及安裝 一號刀位安裝90度外圓車刀，二號刀位安裝93度外圓車刀，三號刀位安裝切槽刀，四號刀位安裝螺紋車刀，如下圖： 刀具安裝布置圖： 2毛坯設置及安裝 仿真時，為了增強視覺效果，把45鋼材料選為銅材料，尺寸為φ46mm×100mm。安裝時右端伸出65mm,用三爪卡盤夾緊，如下圖： 3對刀 對刀的過程就是建立工件坐標系與機床坐標系之間關系的過程，車床常見的是將工件右端面的中心設為工件坐標系原點，數控車常用試切法對刀，本文也同樣采用試切法對刀。先對X方向，再Z方向對刀。 90度外圓車刀對刀啟動機床回零后，主軸正傳轉，手搖進給試切工件，分別試切X方向利用刀補對Z向進行對刀，在試切Z向的外圓柱面利用刀補對X向進行對刀。90度外圓車刀對刀如下： 35度外圓車刀的對刀過程和90度外圓車刀的對刀過程一樣。主軸正傳轉，手搖進給試切工件，分別試切X方向利用刀補對Z向進行對刀，在試切Z向的外圓柱面利用刀補對X向進行對刀，35度外圓車刀對刀結果如下： 切槽刀對刀時，用試切法對刀，手搖接近工件右端面，利用刀補對Z向，再手搖接近圓柱表面，主軸停止，測量直徑，利用刀補對X方向，完成對刀。切槽刀對刀結果如下： 由于螺紋刀具的特殊性，把對刀點確定在機床俯視圖的工件右下角出，手搖試切刀補對刀，螺車刀對刀結果如下： 4加載程序粗進行加工 輸入程序號，加載左端輪廓粗車的G代碼，自動循環(huán)啟動進行加工，左端輪廓粗加工過程如圖： 5精加工效果圖 由精加工效果圖知，左端輪廓加工的質量較高，圓弧與倒角都很比較理想，可見數控加工的性能之高。 5.2右端輪廓加工 1．工件調頭后裝夾 掉頭后，用百分表找正?？ㄗA在φ35的圓柱面上，為了保證圓柱面的表面粗糙度，可以墊銅皮。 2．右端輪廓粗加工 加工之前，切削端面，保證總長度95+0.11mm.輸入程序號，加載左端輪廓粗車的G代碼，自動循環(huán)啟動進行加工，左端輪廓粗加工過程如圖: 3．右端輪廓精加工 4．右端輪廓精加工后效果圖 由右端輪廓精加工效果圖知，右端輪廓加工的質量較高，圓弧與倒角都很比較理想，可見數控加工的性能之高。 5.3切槽加工 較深的槽型，在數控車床上常用切槽刀加工，如果刀寬等于要求加工的槽寬，則切槽刀一次切槽刀位，若以較窄的切槽刀加工較寬的槽型，則應分多次切入。 合理的切削路線是：先切中間，再切左右。因為刀刃兩側的圓角半徑通常小于工件槽底和側壁的轉接圓角半徑，左右兩刀切下時，當刀具接近槽底，需要各走一段圓弧。如果中間的一刀不提前切削，就不能為這兩段圓弧的走刀創(chuàng)造必要的條件。即使刀刃兩側圓角半徑與工件槽底兩側的圓角半徑一致，仍以中間先切一刀為好，因這一刀切下時，刀刃兩側的負荷是均等的，后面的兩刀，一刀是左側負荷重，一刀是右側負荷重，刀具的磨損還是均勻的。機夾式的切槽刀不宜安排橫走刀，只宜直切。 1 .切槽粗加工 輸入程序號，加載左端輪廓粗車的G代碼，自動循環(huán)啟動進行加工，切槽粗加工過程如圖： 2.切槽精加工效果圖 5.4螺紋加工 車削螺紋時，刀具沿軸向的進給應與工件旋轉保持嚴格的速比關系?？紤]到刀具從停止狀態(tài)加速到指定的進給速度或從指定的進給速度降至零時，驅動系統有一個過渡過程，因此，刀具沿軸向進給的加工路線長度，除保證螺紋加工的長度外，兩端必須設置足夠的升速進刀段（空刀導入量）和減速退刀段（空刀導出量）。 螺紋主要尺寸的計算： 實際切削外圓直徑D=28-0.1X2=27.8mm 螺紋牙型高度：H=0.65X2=1.3mm 螺紋小徑=D-1.3P=28-1.3X2=25.4mm 螺紋加工方法：螺紋數控車削加工的常用方法有3種：一種是直進法，一種是左右切削法，一種是斜進法。直進法使刀具雙側刃切削，切削力較大，一般用于螺距或導程小于3mm的螺紋加工。左右切削法精車螺紋可以使螺紋的兩側都獲得較小的表面粗糙度。斜進法使刀具單側刃切削，切削力較小，一般用于工件剛性低，易振動的場合，主要用于不銹鋼等難加工的材料或螺距大于3mm的螺紋加工。本文由于導程或螺距小于3mm ,所以采用直進法加工外螺紋。 1.螺紋加工 輸入程序號，加載左端輪廓粗車的G代碼，自動循環(huán)啟動進行加工，螺紋粗加工過程如圖： 5.5整體加工效果圖 由圖可知，加工后的效果和表面質量非常好，圓弧過渡與倒角處都非常圓滑，加工的非常的到位，質量較高，充分顯示了數控機床的強大優(yōu)勢：高效，精密，智能，完成復雜輪廓的加工，是普通機床無法替代的！ 總結 畢業(yè)設計是對大學生在校期間所學各項專業(yè)知識的良好整體檢驗和實際應用。經過將近一個月的畢業(yè)設計，自己收獲很多，復習了許多舊的知識，此中查閱了許多設計資料，在老師的指導下，終于完成了關于軸類零件數控車削加工的畢業(yè)設計。 接到畢業(yè)設計任務書后，首先零件進行了工藝分析，如毛坯尺寸大小的確定和材料的確定，選擇合適的加工方案法，擬定加工方案，選擇合適的夾具、刀具與切削用量的確定等。在工藝分析上，讓我鞏固了在大一大二時學的機械制造、機械制圖、機械設計、公差與配合、金屬工藝CAD繪圖等專業(yè)課程，是我更好把各專業(yè)課相結合起來去完成畢業(yè)設計。隨著畢業(yè)設計做完，也將意味我的大學生活即將結束，但在這段時間里面我覺得自己是努力并快樂的。在繁忙的的日子里面，曾經為解決技術上的問題，而去翻我所學專業(yè)的書籍。經過這段時間我真正體會了很多，也感到了很多。 在這次畢業(yè)設計中，給我最大的體會就是熟練的操作技能來源我們平時對專業(yè)知識的掌握程度。比如，想加快編程速度，除了對各編程指令的熟練掌握外，還得需要你必須掌握零件的工藝方面的知識，對刀具切削用量參數的設定我必須清楚。 致 謝 參考文獻 [1] 陳家祺. 運動圖像處理在車型識別中的應用［J］. 汽車工程，1998,20(6): 343~346 [2] 陳家祺. 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