基于mastercam軸類零件的數(shù)控車削加工工藝設(shè)計與編程仿真.zip

基于mastercam軸類零件的數(shù)控車削加工工藝設(shè)計與編程仿真.zip,基于,mastercam,零件,數(shù)控,車削,加工,工藝,設(shè)計,編程,仿真 XX 加工工序卡 產(chǎn)品型號 零部件圖號 產(chǎn)品名稱 零部件名稱 帶梯形螺紋軸件 共 5 頁 第 1 頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 機(jī)加車間 45#鋼 毛坯種類 毛坯外形尺寸 下料 型材 Φ45×130 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù) 車床 CKA6140 夾具編號 夾具名稱 切削液 1 三爪卡盤 乳化液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 準(zhǔn)終 單件 1 1 工步號 內(nèi)容 工藝裝備 主軸轉(zhuǎn)速 r/min 切削速度 m/min 進(jìn)給量 mm/r 切削深度mm 進(jìn)給次數(shù) 工步工時 機(jī)動 輔助 1 粗加工外形輪廓，留0.5精加工余量 外圓車刀 600 88 0.4 3 2 精加工外形輪廓，保證尺寸精度和表面粗糙度 外圓車刀 1100 154 0.15 1 3 切外圓槽 外槽刀 400 179 0.1 4 設(shè)計(日期) 審核(日期) 標(biāo)準(zhǔn)化 會簽 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 XX 加工工序卡 產(chǎn)品型號 零部件圖號 產(chǎn)品名稱 零部件名稱 帶梯形螺紋軸件 共 5 頁 第 1 頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 機(jī)加車間 45#鋼 毛坯種類 毛坯外形尺寸 下料 型材 Φ45×130 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù) 車床 CKA6140 夾具編號 夾具名稱 切削液 1 三爪卡盤 乳化液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 準(zhǔn)終 單件 1 1 工步號 內(nèi)容 工藝裝備 主軸轉(zhuǎn)速 r/min 切削速度 m/min 進(jìn)給量 mm/r 切削深度mm 進(jìn)給次數(shù) 工步工時 機(jī)動 輔助 1 鉆內(nèi)孔 鉆頭 354 92 0.26 30 2 粗加工內(nèi)孔輪廓，留0.5精加工余量 內(nèi)孔鏜刀 600 88 0.4 3 3 精加工內(nèi)孔輪廓，保證尺寸精度和表面粗糙度 內(nèi)孔鏜刀 1100 154 0.15 1 設(shè)計(日期) 審核(日期) 標(biāo)準(zhǔn)化 會簽 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期  XX 加工工序卡 產(chǎn)品型號 零部件圖號 產(chǎn)品名稱 零部件名稱 帶梯形螺紋軸件 共 5 頁 第 3 頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 機(jī)加車間 45#鋼 毛坯種類 毛坯外形尺寸 下料 型材 Φ45×130 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù) 車床 CKA6140 夾具編號 夾具名稱 切削液 1 三爪卡盤 乳化液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 準(zhǔn)終 單件 1 1 工步號 內(nèi)容 工藝裝備 主軸轉(zhuǎn)速 r/min 切削速度 m/min 進(jìn)給量 mm/r 切削深度mm 進(jìn)給次數(shù) 工步工時 機(jī)動 輔助 1 粗加工外形輪廓，留0.5精加工余量 外圓車刀 600 88 0.4 3 2 精加工外形輪廓，保證尺寸精度和表面粗糙度 外圓車刀 1100 154 0.15 1 3 切外圓槽 外槽刀 400 179 0.1 4 設(shè)計(日期) 審核(日期) 標(biāo)準(zhǔn)化 會簽 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 XX 加工工序卡 產(chǎn)品型號 零部件圖號 產(chǎn)品名稱 零部件名稱 帶梯形螺紋軸件 共 5 頁 第 4 頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 機(jī)加車間 45#鋼 毛坯種類 毛坯外形尺寸 下料 型材 Φ45×130 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù) 車床 CKA6140 夾具編號 夾具名稱 切削液 1 三爪卡盤 乳化液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 準(zhǔn)終 單件 1 1 工步號 內(nèi)容 工藝裝備 主軸轉(zhuǎn)速 r/min 切削速度 m/min 進(jìn)給量 mm/r 切削深度mm 進(jìn)給次數(shù) 工步工時 機(jī)動 輔助 1 粗加工切連續(xù)圓弧，留0.5精加工余量 外圓尖刀 600 88 0.4 3 2 精加工切連續(xù)圓弧，保證尺寸精度和表面粗糙度 外圓尖刀 1100 154 0.15 1 設(shè)計(日期) 審核(日期) 標(biāo)準(zhǔn)化 會簽 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 XX 加工工序卡 產(chǎn)品型號 零部件圖號 產(chǎn)品名稱 零部件名稱 帶梯形螺紋軸件 共 5 頁 第 5 頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 機(jī)加車間 45#鋼 毛坯種類 毛坯外形尺寸 下料 型材 Φ45×130 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù) 車床 CKA6140 夾具編號 夾具名稱 切削液 1 三爪卡盤 乳化液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 準(zhǔn)終 單件 1 1 工步號 內(nèi)容 工藝裝備 主軸轉(zhuǎn)速 r/min 切削速度 m/min 進(jìn)給量 mm/r 切削深度mm 進(jìn)給次數(shù) 工步工時 機(jī)動 輔助 1 切T型螺紋 T型螺紋刀 500 3000 6 0.3 設(shè)計(日期) 審核(日期) 標(biāo)準(zhǔn)化 會簽 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 XXX 加工工藝路線卡 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 零件名稱 帶梯形螺紋軸件 共 1 頁 第 1 頁 材料牌號 45#鋼 毛坯種類 型材 毛坯外形尺寸 Φ45×130 每毛坯件數(shù) 1 每臺件數(shù) 1 備 注 工序號 工序名稱 工 序 內(nèi) 容 車間 工段 設(shè) 備 工 藝 裝 備 工 時 準(zhǔn)終 單件 1 下料 圓鋼下料 機(jī)加工 鋸 鋸床 卡尺 2 熱處理 調(diào)質(zhì)處理 熱處理 熱 熱處理爐 布氏硬度計 3 車 夾零件右端加工左端輪廓 機(jī)加工 車 CKA6140 三爪卡盤、車刀、卡尺 4 車 調(diào)頭裝夾，平端面保證零件總長 機(jī)加工 車 CKA6140 三爪卡盤、車刀、卡尺 5 車 夾零件左端加工右端輪廓 機(jī)加工 車 CKA6140 三爪卡盤、車刀、卡尺 6 去毛刺 去除全部毛刺 機(jī)加工 車 修邊器 7 終檢 按零件圖樣要求全面檢查 機(jī)加工 檢 千分尺 設(shè)計（日期） 校對（日期） 審核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會簽（日期） 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 班級 檢 驗 卡 片 產(chǎn)品型號 工廠 零組件圖號 車間 共 1 頁 第 1 頁 材 料 工序名稱 檢 驗 名稱 帶梯形螺紋軸件 牌號 規(guī)格 一個毛坯制造之零件數(shù) 1 檢驗后交： 序號 檢驗內(nèi)容 檢驗設(shè)備及工具 1 ?43 千分尺 2 ?38 千分尺 3 ?26 千分尺 4 ?20 千分尺 5 Tr42*6 螺紋規(guī) 6 1270.1 卡尺 9 10 編制 批準(zhǔn) 文件編號 校對 審核 更改號 文件號 簽字 日期 更改號 文件號 簽字 日期 摘 要 現(xiàn)代的CAD/CAM都是建立在數(shù)控技術(shù)之上的?，F(xiàn)代數(shù)控加工技術(shù)知識是現(xiàn)代機(jī)械專業(yè)學(xué)生必需掌握的。在數(shù)控加工過程中，要考慮到零件加工工藝路線的安排、加工機(jī)床型號的選擇、切削刀具的選擇、零件加工的定位裝夾及數(shù)控程序的編制等一系列因素的影響。所涉及到的知識面非常廣闊，基本將我們在大學(xué)幾年里所學(xué)知識綜合運(yùn)用起來了所以通過這次畢業(yè)設(shè)計不僅是一次對我們大學(xué)幾年來的知識的運(yùn)用，也是對我們的考驗。 本次設(shè)計內(nèi)容為零件數(shù)控加工工藝及編程加工。具體介紹了數(shù)控車床加工的特點、加工工藝分析以及數(shù)控編程加工過程，以及夾具的確定等等。 關(guān)鍵詞：數(shù)控車床；數(shù)控編程；數(shù)控加工工藝 Abstract The modern CAD/CAM is based on the numerical control technology. Modern CNC machining technology knowledge is the modern mechanical professional students must master. In NC machining process, considering the components processing craft route arrangement, processing machine type selection, cutting tool selection, machining positioning device clamp and NC program compiling and a series of factors. Very broad range of knowledge involved, will we in the university three years have learned knowledge comprehensive up so through this graduation design is not only one of our university three years of knowledge use, but also for our test. This design content is the part numerical control processing craft and the programming process. This paper introduces the characteristics of CNC lathe processing, processing technology analysis and NC programming process, as well as fixture and so on. Key words: CNC lathe; NC programming; NC Machining Technology 5 目 錄 摘 要 I Abstract II 第1章 緒論 4 1.1課題的意義 4 1.2數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢 4 第2章 軸零件數(shù)控加工工藝設(shè)計 6 2.1加工方案的確定 6 2.2裝夾方案的確定 7 2.3加工工序的劃分 8 2.4加工刀具的選擇 11 2.5切削用量的確定 12 第3章 加工工藝卡的制定 14 第4章 軸零件數(shù)控加工仿真 15 4.1仿真加工軟件簡介 15 4.2仿真加工過程 16 4.2.1外圓仿真加工 16 4.4.2內(nèi)孔仿真加工 19 4.4.3切槽仿真加工 23 4.4.4車T型螺紋仿真加工 27 4.5程序編制 30 總 結(jié) 32 致 謝 33 參考文獻(xiàn) 34 第1章 緒論 1.1課題的意義 裝備工業(yè)的技術(shù)水平和現(xiàn)代程度決定著整個國民經(jīng)濟(jì)的水平和現(xiàn)代化程度，數(shù)控技術(shù)及裝備是發(fā)展新興高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和尖端工業(yè)（如信息技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)、生物技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)、航空、航天等國防工業(yè)產(chǎn)業(yè)）的使能技術(shù)和最基本的裝備。馬克思曾經(jīng)說過“各種經(jīng)濟(jì)時代的區(qū)別，在于生產(chǎn)什么，而在于怎樣生產(chǎn)，用什么勞動資料生產(chǎn)”。制造技術(shù)和裝備就是人類生活的最基本的生產(chǎn)資料，而數(shù)控又是當(dāng)今先進(jìn)制造技術(shù)和裝備最核心和技術(shù)。當(dāng)今世界各國制造業(yè)廣泛采用數(shù)控技術(shù)，以提高制造業(yè)能力和水平，提高對動態(tài)多變市場和適應(yīng)能力和競爭能力。此外世界上各工業(yè)發(fā)達(dá)國家還將數(shù)控技術(shù)及數(shù)控裝備列為國家戰(zhàn)略物資，不僅采取重大措施來發(fā)展自己的數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)，而且在“高精尖”數(shù)控關(guān)鍵技術(shù)和裝備方面對我國實行封鎖和限制政策?？傊?，大力發(fā)展以數(shù)控技術(shù)為核心的先進(jìn)制造業(yè)技術(shù)已成為世界各發(fā)達(dá)國家加速經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑。 1.2數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢 隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，數(shù)控機(jī)床的發(fā)展越來越快，數(shù)控機(jī)床也正朝著高性能、高精度、高速高柔性化和模塊化方向發(fā)展。 高性能：隨著數(shù)控系統(tǒng)集成度的增強(qiáng)，數(shù)控機(jī)床出實現(xiàn)多臺集中控制，甚至遠(yuǎn)距離遙控。 高精度：數(shù)控機(jī)床本身的精度和加工件的精度越來越高，而精度保持性要好。 高速度：數(shù)控機(jī)床各軸運(yùn)行的速度將大大加快。 高柔性：數(shù)控機(jī)床的柔性化將向自動化程度更高的發(fā)展方向，將管理、物流及各相應(yīng)輔機(jī)集成柔性制造系統(tǒng)。 模塊化：數(shù)控機(jī)床要縮短周期和降低成本，就必然向模塊化方向發(fā)展，這既有利于制造商又有利于客戶。我國近幾年數(shù)控機(jī)床雖然發(fā)展較快，但與國際先進(jìn)水平還有一定的差距，主要表現(xiàn)在：可靠性差，外觀質(zhì)量差，產(chǎn)品開發(fā)周期長，應(yīng)變能力差。為了縮短與世界水平的差距，有關(guān)專家建議機(jī)床企業(yè)應(yīng)在以下6個方面著力研究：1.加大力度實施質(zhì)量工程，提高數(shù)控機(jī)床無故障率。2.跟蹤國際水平，使數(shù)控機(jī)床向高效高精方面發(fā)展。3.加大成套設(shè)計開發(fā)能力上求突破。4.發(fā)揮服務(wù)優(yōu)勢，擴(kuò)大市場占有率。5.多品種制造，滿足不同層次的用戶。6.模塊化設(shè)計，縮短開發(fā)周期，快速響應(yīng)市場。數(shù)控機(jī)床使用范圍越來越大，國際市場容量也越來越大，但競爭也會加劇。 第2章 軸零件數(shù)控加工工藝設(shè)計 隨著時代的發(fā)展，在科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)的今天，自動化生產(chǎn)逐漸成為生產(chǎn)制造業(yè)的主流行業(yè)，數(shù)控機(jī)床就是自動化生產(chǎn)的一個典型設(shè)備。本設(shè)計即為一篇關(guān)于數(shù)控車床加工T型外三角螺紋的軸件，并且?guī)в型鈭A曲線工件的設(shè)計。主要是采用Mastercam X自動編程軟件生成G代碼，然后軟件進(jìn)行仿真檢驗。粗基準(zhǔn)定為棒料的外圓，精基準(zhǔn)定為工件的外圓和端面。 2.1加工方案的確定 零件圖紙工藝分析－確定裝夾方案－確定工序方案－確定工步順序－確定進(jìn)給路線－確定 所用刀具－確定切削參數(shù)－編寫加工程序。 具體零件圖紙工藝分析。 圖2.1 二維圖 圖2.2 三維圖 該零件主要左、右、中三部分組成。屬于軸類零件。左端由圓柱面、內(nèi)孔組成；右端由連續(xù)圓弧面，中間為T型螺紋等部分組成。螺紋退刀槽是為了車螺紋時退刀方便, 螺紋用于安裝各種鎖緊螺母和調(diào)整螺母。 根據(jù)工作性能與條件，零件屬于圓柱面配合，加工尺寸精度要求較高。圖紙的難點之一在于外T螺紋的加工部分，加工螺紋時，注意螺紋刀的裝夾角度，以防切出亂牙。難點之二就是外圓精度，刀具安裝一定要剛好對中心高，又需要不斷修正軸零件的尺寸，才能達(dá)到公差要求。 2.2裝夾方案的確定 形位精度的要求確定了零件的裝夾方案，從該零件可看出，零件均需要經(jīng)過掉頭裝夾才能達(dá)到要求。先夾住零件右端加工左端外圓及內(nèi)孔。然后掉頭，端面定位需采用百分表找正，保證同軸度，加緊力要適當(dāng)，后加工右端外圓、外圓槽及外T螺紋Tr42×6。 由于夾具確定了零件在機(jī)床坐標(biāo)系中的位置，即加工原點的位置，因而首先要求夾具能保證零件在機(jī)床坐標(biāo)系中的正確坐標(biāo)方向，同時協(xié)調(diào)零件與機(jī)床坐標(biāo)系的尺寸。除此之外，主要考慮下列幾點：? ?小批量或成批生產(chǎn)時才考慮采用專用夾具，但應(yīng)力求結(jié)構(gòu)簡單；??夾具要開敞，其定位、夾緊機(jī)構(gòu)元件不能影響加工中的走刀（如產(chǎn)生碰撞等）；?裝卸零件要方便可靠，以縮短準(zhǔn)備時間，有條件時，批量較大的零件應(yīng)采用氣動或液壓夾具、多工位夾具。? 綜合零件（圖2.1）的工藝路線擬定。典型的軸類零件,形狀很規(guī)則，故夾具選用三爪自定心卡盤如圖（2.2），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。 如圖2.2 三爪卡盤 2.3加工工序的劃分 以高切削速度、高進(jìn)給速度和高加工精度為主要特征的高速切削技術(shù)，最近十幾年發(fā)展迅在 航空航天、模具制造及精密微細(xì)加工等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。因此，高速加工技術(shù)的研究已成為國內(nèi)外制造領(lǐng)域重要的研究項目之一。 1.確定刀具路徑應(yīng)滿足的基本要求 高速切削不僅提高了對機(jī)床、夾具、刀具和刀柄的要求，同時也要求改進(jìn)刀具路徑策略，因為若 路徑不合理，在切削過程中就會引起切削負(fù)荷的 突變，從而給零件、機(jī)床和刀具帶來沖擊，破壞加工質(zhì)量，損傷刀具。在高速切削中由于切削速度和進(jìn)給速度都很快，這種損害比在普通切削 中要嚴(yán)重的多，因此， 必須研究適合高速切削的路徑，將切削過程中切削負(fù)荷的突變降至最低。 可以說，高速切削機(jī)床只有有了合理的高速刀具軌跡才能真正獲得最大效益。 為了消除切削過程中切削負(fù)荷的突變，刀具路徑應(yīng)滿足以下基本要求： 切削是等體積切削，即切削過程中切削力恒定。 盡量減少空行程。 盡量減少進(jìn)給速度的損失。 通用的刀具路徑 2.刀具進(jìn)給要求 進(jìn)刀時采用螺旋或弧進(jìn)刀，使刀具逐漸切入零件，以保證切削力不發(fā)生突變，延長刀具壽命。 切削速度的連續(xù)和無突變，使切削連續(xù)平穩(wěn)，否則，將產(chǎn)生沖擊。 切削時使用順銑使切削過程穩(wěn)定，不易過切，刀具磨損小，表面質(zhì)量好。 采用小的軸向切深以保證小的切削力、少的切削熱和排屑的順暢。無切削方向突變，即刀具軌跡 是無尖角的，普通加工軌跡的尖角處用圓弧或其他曲線來取代，從而保證切削方向的變化是逐漸 的而不 是突變的。這樣有兩點好處：一是現(xiàn)代高速機(jī)床的控制系統(tǒng)都有程序段前視和尖角自動 減速功能，即在到達(dá)尖角前，將自動降低進(jìn)給速度，這樣雖然減小了沖擊，且 避免了過切，但卻損失了進(jìn)給速度。軌跡是無尖角的，自然也就避免了這種情況的發(fā)生；二是在尖角處切削負(fù)荷 會突然加大，引起沖擊。軌跡是無尖角的 時候這種問題同樣不存在。 采用等高線軌跡，加工余量均勻的走刀路線可取得好的效果。為采用等高線法的刀具軌跡，刀具沿 X 或 Y 軸方向平動，完成金屬的切除， 這樣可保證高速加工中切削余量均勻，對加工穩(wěn)定，尤其是刀具壽命的延長有利. 3.粗加工刀具要求 粗加工時常用的刀具路徑有： Z向等高線層切法，即將零件分成若干層，一層一層逐層往下切，在每層中將零件的所有區(qū) 域加工完再進(jìn)人下一層，在每一層均采用螺旋或圓弧進(jìn)刀，同時 采用無尖角刀具軌跡。這樣有 利于排屑，也避免了切削力發(fā)生突變。對薄壁件來說，更應(yīng)采用這種刀具軌跡，因為這種刀具軌 跡在切削過程中還能使薄壁 保持較好的剛性。 插銑刀具路徑。對于深度很深的腔體的粗加工可采用插銑的方法來進(jìn)行，因為腔體很深時，需要很長的刀具，這時刀具的剛性很差，按常規(guī)的切削路線切削刀具易變形，而且也易產(chǎn)生振動，影響加工質(zhì)量和效率，采用插銑的軌跡正好可解決這一問題。 擺線刀具路徑。另一種更新的粗加工刀具軌跡是擺線刀具軌跡，“擺線”是指當(dāng)一個圓沿著一條曲線作純滾動時，圓上某一固定點的軌跡。采用 這種刀具軌跡使刀具在切削時距某條曲線(一 般是零件的輪廓線及其平移線)保持一個恒定的半徑，從而可使進(jìn)給速度在加工過程中可保持不 變，而且這時的徑向吃刀量一般取刀具直徑的 5%左右，因此刀具的冷卻條件良好，刀具的壽命 較長。這對高速加工是非常有利的。 4.精加工刀具路徑要求 加工時常用的刀具路徑有： 先在陡峭面用Z 向等高線層切法加工，然后在非陡峭面采用表面輪廓軌跡法加工； 先用表面輪廓軌跡法加工所有面，再在垂直方向上加工陡峭面。 薄壁件的精加工采用Z 向等高線層切法。 當(dāng)然在加工過程中同樣每一層都要盡量作到螺旋或園弧進(jìn)刀，采用無尖角刀具軌跡。 5.其他刀具路徑要求 如加工的是單一型腔的薄壁件，它比單純的等高線逐層切法對保持薄壁的剛性更好，從而保 證加工余量均勻，零件變形小。 對薄底零件應(yīng)采用所示的走刀軌跡。即從離支撐最遠(yuǎn)的點開始切削，分層切削直到深度到位；每次深度銑到以后再向支撐處移動一個徑向切深，重復(fù)上一步的過程，直至切削完成。相當(dāng)于將薄壁件的等高線逐層切法轉(zhuǎn)動90°。這樣才能在切削時較好地保持零件剛性，避免振動。 因此軸零件共分為兩個工序： 工序1：夾住2.1零件右端，使伸出長70mm，加工2-1左端外圓?38、?43及粗、精切左端?32×8外圓槽。 圖2.3工序1 工序2：夾住2-1零件左端的?43，伸長85mm，加工外圓、切R6-R8圓弧槽及外T螺紋Tr42×6，程序保證零件長度。 圖2.4工序2 2.4加工刀具的選擇 確定進(jìn)給路線的工作重點，主要在于確定粗加工及空行程的進(jìn)給路線，因精加工切削過程的進(jìn)給路線基本上都是沿其零件輪廓順序進(jìn)行的。 進(jìn)給路線泛指刀具從對刀點（或機(jī)床固定原點）開始運(yùn)動起，直至返回該點并結(jié)束加工程序 所經(jīng)過的路徑，包括切削加工的路徑及刀具切入、切出等非切削空行程。 在保證加工質(zhì)量的前提下，使加工程序具有最短的進(jìn)給路線，不僅可以節(jié)省整個加工過程的 執(zhí)行時間，還能減少一些不必要的刀具消耗及機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)滑動部件的磨損等。 而刀具的選擇也是數(shù)控加工中重要內(nèi)容之一，它不僅影響機(jī)床的加工效率，而且直接影響加 工質(zhì)量。編程時，選擇刀具通常要考慮機(jī)床的加工能力、工序內(nèi)容、工件材料等因素。如下是對該零件工步順序、刀具的選擇。 14 表2-1所用刀具規(guī)格 序號 刀具號 刀具名稱 型號 備注 1 T01 93°外圓右偏車刀 MVJNR2020K16 高速鋼 2 T02 3mm切斷刀 ZQ1616R 刀片寬3mm 3 T03 外螺紋T型刀 SER2020K16 高速鋼 4 T04 內(nèi)孔鏜刀 MVJNR2020K16 高速鋼 5 T05 球頭切槽刀 ZQ1616R 刀片寬R1.5mm 6 T06 ?16鉆頭 CD20 高速鋼 2.5切削用量的確定 切削用量是衡量工作運(yùn)動大小的數(shù)值，它的選擇與保證工件質(zhì)量和提高生產(chǎn)效率有密切的關(guān)系。切削用量主要包括切削速度、進(jìn)給量和切削深度。切削用量大小決定著加工時間、刀具壽命和加工質(zhì)量。經(jīng)濟(jì)有效的加工方式必然是合理的選擇了切削用量。如下是對該零件切削用量的選擇。 切削用量計算： （1）粗車切削量的選擇 ①切削用量選擇，粗車取ap=3mm。 ②根據(jù)工件材料、刀桿尺寸、工件直徑及背吃刀量，從《機(jī)械切削手冊》表2-38查得f=0.3~0.4mm/r，取f=0.4mm。 ③根據(jù)加工材料為結(jié)構(gòu)碳鋼ap=3mm、f=0.4mm/r，由《機(jī)械切削手冊》表2-41查出切削速度為125m/min。 (考慮各種因素對切削速度的影響，須乘以修正系數(shù)) 由《機(jī)械切削手冊》表2-42查得，刀具壽命系數(shù)為1.15；由表2-43查得，工件材料修正系數(shù)為0.87；由表2-47查得，主偏角修正系數(shù)為0.81。故計算出的切削速度為： Vc=125×1.15×0.87×0.81≈88.1（m/min） 計算轉(zhuǎn)速 n=1000Vc/（πd） =1000×88.1/(3.14×40) ≈702（r/min） 綜上實際加工取n=700r/min，Vc=88m/min。 （2）精車切削用量的選擇 ①背持刀量ap=1mm。 ②根據(jù)工件材料、表面粗糙度Ra為1.6um，并預(yù)估切削速度Vc>50m/min、刀尖圓弧半徑為R0.5mm，從《機(jī)械切削手冊》表2-39查得f=0.1~0.15mm/r，根據(jù)機(jī)床說明書中實有的進(jìn)給量，取f=0.15mm/r ③根據(jù)加工材料為結(jié)構(gòu)碳鋼ap=1mm、f=0.15mm/r，由《機(jī)械切削手冊》表2-41查出切削速度為190m/min。在乘以以上述的修正系數(shù)，得到計算出的切削速度為： Vc=190×1.15×0.87×0.81≈154（m/min） 計算轉(zhuǎn)速 n=1000Vc/（πd） =1000×154/(3.14×40) ≈1227（r/min） 綜上實際加工取n=1200r/min，Vc=154m/min。 （2）切槽計算 由《機(jī)械切削手冊》表2-58查得，硬質(zhì)合金切槽刀寬為3mm，進(jìn)給量為0.1~0.14取F0.1，查表2-59切削速度為150m/min。 根據(jù)轉(zhuǎn)速 n=1000Vc/（πd）=1000×150/（3.14×26）≈1837（r/min） 綜上實際加工取n=1800r/min，Vc=150m/min。 （3） 螺紋計算 Tr42切鋼三要素： 由《機(jī)械切削手冊》表3-11查得，硬度HBS 為225~375之間且螺紋直徑大于25mm時，第一次走刀量為0.4mm，最后一次走刀為0.025mm，硬質(zhì)合金的切削速度為30~60取切削速度50m/min。 根據(jù)轉(zhuǎn)速 n=1000Vc/（πd）=1000×50/（3.14×46）≈530（r/min） 結(jié)合實際加工取n=530r/min，Vc=50m/min。 第3章 加工工藝卡的制定 機(jī)械加工工藝卡是以工序為單位來簡單明確的說明工件的加工工藝路線，主要用來表示工件的加工流向，共安排生產(chǎn)計劃、組織生產(chǎn)調(diào)度用；而機(jī)械加工工序卡是在工藝卡的基礎(chǔ)上，按照每道工序所編制的一種工藝文件，主要是用于指導(dǎo)工人完成某一工序所使用的卡片。將前面分析的各項內(nèi)容綜合成數(shù)控加工工藝卡片，具體卡片請查看附件。 35 第4章 軸零件數(shù)控加工仿真 4.1仿真加工軟件簡介 Mastercam是美國CNC Software NC公司研制與開發(fā)的CAD/CAM一體化軟件。自1981年推出第一代產(chǎn)品開始就以其強(qiáng)大的加工功能聞名于世。二十年來在此基礎(chǔ)上進(jìn)行不斷地更新與完善，Mastercam是被工業(yè)界及學(xué)校廣泛采用。 Mastercam作為眾多CAD/CAM軟件中的一種，之所以能有第一位的裝機(jī)量，其優(yōu)點是顯而易見的。它對硬件的要求不高，在一般配置的計算機(jī)上就可運(yùn)行；它操作靈活，界面友好，易學(xué)易用，適用于大多數(shù)用戶，能使企業(yè)迅速使用并取得很好的經(jīng)濟(jì)效益。另外，Mastercam的性價比，是其他同類軟件所不能比擬的。隨著我國加工制造業(yè)的崛起， Mastercam在中國的銷量逐步提升，在全球的CAM市場份額雄居榜首。因此對每個機(jī)械設(shè)計與加工人員來說，學(xué)習(xí)Mastercam是十分必要的。 Mastercam x是Mastercam的最新版本，它在以前版本的基礎(chǔ)上做了較大的改進(jìn)，特別是在三維造型及加工方面增加了新的功能和模塊，使其操作更方便，功能更強(qiáng)大，更適合用戶的要求。 Mastercam包括4大模塊：Design、Lathe、Mill和Wire。Design模塊用于被加工零件的造型設(shè)計，Mill模塊主要用于生成銑削加工刀具路徑，Lathe模塊主要用于生成車削加工刀具路徑，Wire模塊主要用于生成線切割刀具路徑。這4個模塊可單獨使用，在Mill模塊，Lathe模塊和Wire模塊中也可以進(jìn)行Design模塊中的完整的造型設(shè)計，在其中一個模塊中就可以實現(xiàn)造型設(shè)計與加工過程的統(tǒng)一。Mastercam x還增加了Router模塊和 The MetaCut Utullities模塊。本書僅對Mastercam X版本中的Mill模塊進(jìn)行介紹。 4.2仿真加工過程 4.2.1外圓仿真加工 （1）機(jī)床選擇 打開Mastercam，點擊工具欄,,選擇“車削”，點擊“默認(rèn)”。 （2）材料設(shè)置 點擊左側(cè)機(jī)床設(shè)置中的，點擊Stock的按鈕，根據(jù)工藝設(shè)置如下圖所示的毛坯，設(shè)置“外徑”，“內(nèi)徑”，“長度”，“軸向位置”，然后點擊“√”設(shè)置完畢。 圖4.1 （3）刀具選取和仿真加工 點擊工具欄，選擇“粗車”，選擇加工路徑如下圖所示，然后確定，選取外圓刀，設(shè)置“進(jìn)給率”，“下刀速率”，“主軸轉(zhuǎn)速”等參數(shù)，然后點擊“粗加工參數(shù)”，如下圖所示。 圖4.2 圖4.3 圖4.4 （4）仿真驗證。 點擊右側(cè)驗證按鈕，點擊驗證，粗加工仿真如圖4.5所示走刀路仿真圖，表示仿真正確；精加工仿真如圖4.6所示仿真圖，表示仿真正確。 圖4.5 圖4.6 4.4.2內(nèi)孔仿真加工 機(jī)床選擇、材料設(shè)置以及驗證請參考內(nèi)圓仿真加工。 （1）刀具選擇和仿真加工點擊工具欄，選擇“車床粗加工”，選擇加工路徑如圖（4.7），然后確定，選取槽刀，設(shè)置“進(jìn)給率”，“下刀速率”，“主軸轉(zhuǎn)速”等參數(shù)如圖（4.8）。然后點擊“徑向粗車參數(shù)”，設(shè)置如圖（4.9）所示，最后點擊“徑向精車參數(shù)”，設(shè)置如圖（4.10）所示。 圖 4.7 圖 4.8 圖 4.9 （2）仿真驗證。 點擊右側(cè)驗證按鈕，點擊驗證，切槽仿真如圖4.10所示走刀路線仿真圖。 圖4.10 1.外圓仿真加工 機(jī)床選擇、材料設(shè)置以及驗證請參考內(nèi)圓仿真加工。 （1）刀具選取和仿真加工 點擊工具欄，選擇“粗車”，選擇加工路徑如圖（4.11）所示，然后確定，選取外圓刀，設(shè)置“進(jìn)給率”，“下刀速率”，“主軸轉(zhuǎn)速”等參數(shù)如圖（4.12）。然后點擊“粗加工參數(shù)”。 圖4.11 圖4.12 圖4.13 （4）仿真驗證。 點擊右側(cè)驗證按鈕，點擊驗證，粗加工仿真如圖4.14所示走刀路線仿真圖，表示仿真正確；精加工仿真如圖4.14所示仿真圖。 圖4.14 4.4.3切槽仿真加工 機(jī)床選擇、材料設(shè)置以及驗證請參考內(nèi)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”，選擇加工路徑如圖（4.15），然后確定，選取槽刀，設(shè)置“進(jìn)給率”，“下刀速率”，“主軸轉(zhuǎn)速”等參數(shù)如圖（4.16）。然后點擊“徑向粗車參數(shù)”，設(shè)置如圖（4.17）所示，最后點擊“徑向精車參數(shù)”，設(shè)置如圖（4.18）所示。 圖 4.15 圖 4.16 圖 4.17 圖 4.18 圖 4.19 （2）仿真驗證。 點擊右側(cè)驗證按鈕，點擊驗證，切槽仿真如下圖所示仿真圖，表示仿真正確。 圖4.20 4.4.4車T型螺紋仿真加工 機(jī)床選擇、材料設(shè)置以及驗證請參考外圓仿真加工。 （1）刀具的選擇和仿真加工 點擊工具欄，選擇“車螺紋”，選擇加工路徑然后確定，選取螺紋刀，設(shè)置“進(jìn)給率”，“下刀速率”，“主軸轉(zhuǎn)速”等參數(shù)設(shè)置如圖（4.21）。然后點擊“螺紋形式參數(shù)”，設(shè)置如圖（4.22），最后點擊“車螺紋參數(shù)”，設(shè)置如圖（4.23） 圖4.21 圖4.22 圖4.23 （2）仿真驗證。 點擊右側(cè)驗證按鈕，點擊驗證，切槽仿真如圖4.24所示仿真圖，表示仿真正確。 圖4.24 圖4.25 4.5程序編制 通過后處理最終可得一下程序： N1 G0 T0808 N2 G18 N3 G97 S2000 M03 N4 G0 G54 X0. Z5. N5 Z2. N6 G99 G1 Z-33. F.1 N7 G0 Z5. N8 G28 U0. V0. W0. M05 N9 T0800 N10 M01 N11 G0 T0101 N12 G18 N13 G97 S650 M03 N14 G0 G54 X41.903 Z4.51 N15 G50 S650 N16 G96 S650 N17 G1 Z2.51 F.2 N18 Z-20.623 N19 X43.105 Z-21.224 N20 G18 G3 X43.574 Z-21.79 I-.566 K-.566 N21 G1 Z-34.79 N22 Z-42.99 N23 X45.574 N24 X48.402 Z-41.576 N25 G0 Z4.51 N26 X38.231 N27 G1 Z2.51 .......... 由于程序過多，詳見附件 N367 Z-51.331 N368 G1 X42.574 Z-49.917 N369 X35.574 Z-49.01 N370 X24.574 N371 Z-42.01 N372 G18 G2 X26.3 Z-41.964 K8. N373 G1 X26.6 Z-42.113 N374 G0 X43.402 N375 G28 U0. V0. W0. M05 N376 T0200 N377 M01 N378 G0 T0303 N379 G18 N380 G97 S500 M03 N381 G0 G54 X46. Z-45. N382 Z-46. N383 G76 P010000 Q0. R0. N384 G76 X35. Z-85. P35000 Q5425 R0. E6. N385 Z-45. N386 G28 U0. V0. W0. M05 N387 T0300 N388 M30 % 總 結(jié) 控制機(jī)床時用數(shù)字代碼形式的信息（程序指令），控制刀具按給定的工作程序、運(yùn)動速度和軌跡進(jìn)來自動加工的機(jī)床，簡稱數(shù)控機(jī)床。對于數(shù)控加工，無論是手工編程還是自動編程，在編程前都要對所加工的零件進(jìn)行工藝分析，擬定加工方案，選擇合適的刀具，確定切削用量，對一些藝問題（如對刀點、加工路線等）也需要一些處理。并在加工過程掌握控制精度的方法，才能加工出合格的產(chǎn)品為了更好地運(yùn)用數(shù)控技術(shù)，合理編程，現(xiàn)將數(shù)控車床編程指令中意思新近功能相似，格式參數(shù)較多，軌跡復(fù)雜的指令加以分析。 文章介紹了它們的異同點，難點，以便于合理運(yùn)用我不僅學(xué)到了許多加工工藝方面的只是，更學(xué)到了課本上沒有的知識。在實訓(xùn)的過程中遇到了不少問題，而犯的錯誤也不少，通過實訓(xùn)讓我學(xué)會虛心求教，細(xì)心體察，大膽實踐。任何能力都是在實踐中積累起來的，都會有一個從不會到會，從不熟練到熟練的過程，人常說“生活是最好的老師”或是說只有在生活實踐中不斷磨練，才能提高獨立思考和解決問題的能力；同時也培養(yǎng)了自己優(yōu)良的學(xué)風(fēng)、高尚的人生、團(tuán)結(jié)和合作的精神；學(xué)會了勤奮、求實的學(xué)習(xí)態(tài)度。勤奮就是要發(fā)奮努力、不畏艱難。 當(dāng)然，在實訓(xùn)過程中，我們也收獲了快樂，與同學(xué)的快樂，于老師的快樂。因為每當(dāng)自己或自己和同學(xué)完成了一個項目時，或多或少有些欣慰，會感到開心，信息時和老師的交流的也是一種快樂。然然實訓(xùn)時間不長，但對我今后的學(xué)習(xí)有很大幫助。這只是起點，終點離我們還有一定距離，所以還是需要我們繼續(xù)努力去走以后的路。而我們要把握好每一次的機(jī)會。錯過了就再也找不回來了。 致 謝 不知不覺中畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)接近尾聲，也就意味著我的大學(xué)生涯即將畫上句號。時光真是如白駒過隙，一晃眼幾年已經(jīng)快過去了，回首往昔，當(dāng)初那個剛踏入校門懵懂的我，現(xiàn)如今已經(jīng)成為一名成熟穩(wěn)重的大學(xué)畢業(yè)生。這一路走來，經(jīng)歷了許多悲傷和歡樂，正是這些悲傷歡樂使我成長，讓我學(xué)會了很多知識，明白了很多道理。在我完成此畢業(yè)設(shè)計時，心中涌現(xiàn)出一股滿滿的充實感和成就感，有一種如釋重負(fù)的感覺。 在此，我要感謝帶我畢業(yè)設(shè)計的老師，沒有您的指點和幫助我完成不了如此艱巨的任務(wù)，您雖然沒不是我的任課老師，但對我卻比對自己班的學(xué)生還要親切，每當(dāng)我遇到無法克服的困難時，您都會認(rèn)真的，不厭其煩的給我講解，幫我找到克服的方法。經(jīng)過您言簡意賅的分析，再復(fù)雜困難的問題都會變得通俗易懂。從一開始的確定課題，到后來的中期修改，再到后來的設(shè)計改進(jìn)您都給予了我莫大的幫助。我要向您致以最崇高的敬意。 我還要感謝我的班主任和任課老師，是你們教會了我理論知識和專業(yè)技能，讓我在以后的社會中能有一技之長，能有立足之地，不會被這個社會所淘汰。沒有你們的教誨，就沒有我的專業(yè)知識，也就完成不了這次畢業(yè)設(shè)計。請允許我向你們獻(xiàn)上真誠的謝意。 這次畢業(yè)設(shè)計對我的影響很深刻，讓我明白了,每個人都有自己所沒發(fā)覺的潛能，適當(dāng)?shù)谋破纫幌伦约?，就能將未發(fā)覺的潛能激發(fā)出來，要相信自己，遇到困難不能放棄，天無絕人之路，總會找到解決的辦法。 參考文獻(xiàn) 1 許鎮(zhèn)宇.機(jī)械零件.北京：高等教育出版社，1983； 2 孔慶復(fù).計算機(jī)輔助設(shè)計與制造.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1994； 3 雷宏.機(jī)械工程基礎(chǔ).哈爾濱：黑龍江出版社 2002 4 王中發(fā).實用機(jī)械設(shè)計.北京：北京理工大學(xué)出版社，1998； 5 唐宗軍.機(jī)械制造基礎(chǔ).大連：機(jī)械工業(yè)出版社，1997； 6 吳組育，秦鵬飛.數(shù)控機(jī)床.上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2003； 7 許翔秦，劉艷芳.數(shù)控加工編程實用技術(shù).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000； 8 吳明友.數(shù)控機(jī)床加工技術(shù) 江蘇：東南大學(xué)出版社.2000； 9 王寶成.現(xiàn)代想問機(jī)床.天津：天津科學(xué)技術(shù)出版社，2000； 10 廖效果，朱啟俅.數(shù)字控制機(jī)床.江西：華中科技大學(xué)出版社，2002； 11 張樹森.機(jī)械工程學(xué).遼寧：東北大學(xué)出版社，2001； 12 應(yīng)云天.俄文翻譯手冊. 北京：高等教育出版社，1999； 13 鄧星鐘.機(jī)電傳動控制（第三版）.武漢：華中科技大學(xué)出版社，2001； 14 曹錟.數(shù)控機(jī)床應(yīng)用與維修.北京：電子工業(yè)出版社，1994； 15 李福生.實用數(shù)控機(jī)床技術(shù)手冊.北京：北京出版社，1993； 16王愛玲.實用數(shù)控與編程技術(shù).北京：國防工業(yè)出版社，1993