螺紋芯軸的數(shù)控加工工藝系統(tǒng)設(shè)計(jì)與編程仿真含UG三維及CAD圖-獨(dú)家.zip

螺紋芯軸的數(shù)控加工工藝系統(tǒng)設(shè)計(jì)與編程仿真含UG三維及CAD圖-獨(dú)家.zip,螺紋,數(shù)控,加工,工藝,系統(tǒng),設(shè)計(jì),編程,仿真,UG,三維,CAD,獨(dú)家 螺紋芯軸的數(shù)控加工工藝系統(tǒng)設(shè)計(jì)與編程仿真 摘 要 零件的數(shù)控加工工藝分析是編制數(shù)控程序中最重要而又極其復(fù)雜的環(huán)節(jié)，也是數(shù)控加工工藝方案設(shè)計(jì)的核心工作，必須在數(shù)控加工方案制定前完成。一個(gè)合格的編程人員對(duì)數(shù)控機(jī)床及其控制系統(tǒng)的功能及特點(diǎn)，以及影響數(shù)控加工的每個(gè)環(huán)節(jié)都要有一個(gè)清晰、全面的了解，這樣才能避免由于工藝方案考慮不周而可能出現(xiàn)的產(chǎn)品質(zhì)量問題，造成無謂的人力、物力等資源的浪費(fèi)。??全面合理的數(shù)控加工工藝分析是提高數(shù)控編程質(zhì)量的重要保障。?? ?數(shù)控車床是目前使用最廣泛的數(shù)控機(jī)床之一。數(shù)控車床主要用于加工軸類、盤類等回轉(zhuǎn)體零件。通過數(shù)控加工程序的運(yùn)行，可自動(dòng)完成內(nèi)外圓柱面、圓錐面、成形表面、螺紋和端面等工序的切削加工，并能進(jìn)行車槽、鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔等工作。 本次設(shè)計(jì)說明書以數(shù)控車床車削典型的芯軸零件為例，根據(jù)被加工工件的材料、輪廓形狀、加工精度等選用合適的機(jī)床，制定加工方案，確定零件的加工順序，各工序所用刀具，夾具和切削用量等，編寫加工零件的程序。 關(guān)鍵詞：數(shù)控車床； 工藝分析；刀具；切削用量；加工程序 Abstract Parts of nc machining process analysis is the most important in the nc program and extremely complex link, also is the core of nc machining process design work, must be completed before the nc machining plan formulation.A qualified programmer for nc machine tool and its functions and characteristics of control system, as well as the influence of nc machining each link to have a clear and comprehensive understanding, so as to avoid the thoughtless process and product quality problems that may occur, causing unnecessary waste of manpower and material resources and other resources.Comprehensive reasonable nc machining process analysis is the important guarantee to improve the quality of numerical control programming. Numerical control lathe is currently the most widely used one of nc machine tools.CNC lathe is mainly used for machining shaft, plate xisymmetricalparts.Through the operation of the nc machining program, can automatically complete inside and outside the cylinder, cone surface, forming surface, threads and transverse processes such as machining, and for turning, drilling, reaming, reaming, etc. This design instruction in CNC lathe turning a typical shaft parts, for example, according to the shape of the material, the outline of the processed workpiece, choose suitable machine tools machining precision, processing scheme, determine the machining sequence of parts, each working procedure used tool, fixture and cutting dosage, etc., write a program of machining parts. Key words: CNC lathe,Process analysis；The cutting tool;Cutting parameter；Processing program II 目 錄 摘 要 I Abstract II 第一章 引言 1 第二章 零件工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 2 2.1? 零件圖的審查 2 2.1.1 零件圖的完整性與正確性 3 2.1.2 零件的材料分析 3 2.1.2.1 毛坯的種類 3 2.1.2.2 確定毛坯考慮因素 4 2.1.2.3 毛坯尺寸的確定 4 2.2 加工方法的選擇 5 2.3 工藝設(shè)備的選擇 5 2.3.1 機(jī)床的選擇 5 2.3.2量具及輔助用具的選擇 5 2.4 零件的安裝 5 2.5 選擇夾具 6 2.6?刀具的選擇 6 第三章 確定加工工藝方案 7 3.1確定定位基準(zhǔn) 7 3.2 工序與工步的劃分 8 3.3加工順序的安排 8 3.4 加工路線的確定 9 3.5 加工工藝過程卡片 10 第四章 切削用量的計(jì)算 11 4.1?切削用量的選擇 11 4.1.1主軸轉(zhuǎn)速的確定 11 4.1.2進(jìn)給速度的確定 12 4.1.3背吃刀量的確定 12 4.2 切削用量計(jì)算 13 第五章 ?程序的編制與仿真加工 15 5.1 對(duì)刀點(diǎn)與換刀點(diǎn)的確定 15 5.2 數(shù)值的計(jì)算 16 5.3 加工程序清單 16 5.3仿真加工 18 致? 謝 20 總 結(jié) 21 參考文獻(xiàn) 22 第一章 引言 數(shù)控技術(shù)是用數(shù)字信息對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)和工作過程進(jìn)行控制的技術(shù),數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化,使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征,而且隨著數(shù)控技術(shù)的不但發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，對(duì)歸計(jì)民生的一些重要行業(yè)(IT、汽車、醫(yī)療、輕工等)的發(fā)展起著越來越重要的作用,因?yàn)檫@些行業(yè)所需要裝備的數(shù)字化已是現(xiàn)代發(fā)展的大趨勢(shì).發(fā)展我國數(shù)控技術(shù)及裝備是提高我國制造業(yè)信息化水平和國際競(jìng)爭(zhēng)能力的重要性保證.數(shù)控加工與編程畢業(yè)設(shè)計(jì)是數(shù)控專業(yè)教學(xué)體系中構(gòu)成數(shù)控加工技術(shù)專業(yè)知識(shí)及專業(yè)技能的重要組成部分，通過畢業(yè)設(shè)計(jì)使我們學(xué)會(huì)了對(duì)相關(guān)學(xué)科中的基本理論基本知識(shí)進(jìn)行綜合運(yùn)用,同時(shí)使對(duì)本專業(yè)有較完整的系統(tǒng)的認(rèn)識(shí),從而達(dá)到鞏固、擴(kuò)大、深化所學(xué)知識(shí)的目的,培養(yǎng)和提高了綜合分析問題和解決問題的能力以及培養(yǎng)了科學(xué)的研究和創(chuàng)新能力。? 此次的畢業(yè)設(shè)計(jì)主要解決的問題是零件的裝夾、刀具的對(duì)刀、工藝路線的制訂、工序與工步的劃分、刀具的選擇、切削用量的確定、車削加工程序的編寫、機(jī)床的熟練操作。運(yùn)用數(shù)控原理、數(shù)控工藝、數(shù)控編程、專業(yè)仿真軟件等專業(yè)知識(shí)和數(shù)控機(jī)床實(shí)際操作的一次綜合練習(xí)，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)數(shù)控技術(shù)，熟練數(shù)控機(jī)床的操作，掌握數(shù)控，開發(fā)數(shù)控內(nèi)在潛力。 設(shè)計(jì)過程中使我對(duì)以前所學(xué)的知識(shí)講行了更進(jìn)一步的鞏固，其中涉及的機(jī)械制造領(lǐng)域都有了更多的了解，擴(kuò)展了我的知識(shí)面，學(xué)到了一些設(shè)計(jì)思路，同時(shí)零件的加工使我對(duì)數(shù)控編程和加工操作都更加的熟練。 ??第二章 零件工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 2.1? 零件圖的審查 圖2-1 圖2-2 如圖2-1和圖2-2所示轉(zhuǎn)軸零件它屬于臺(tái)階軸類零件，由圓柱面、螺紋、螺尾退刀槽、圓弧等組成。 通過對(duì)CAD圖2-1的分析可列出該軸零件的各項(xiàng)技術(shù)要求如表2-1所示。 表2-1 技術(shù)要求 加工表面 尺寸偏差（mm） 公差及精度等級(jí) 表面粗糙度(um) Φ48外圓 Φ480 -0.039mm IT8 1.6 Φ28外圓 Φ280 -0.039mm IT8 1.6 M27螺紋 6g IT10 3.2 總長(zhǎng) 90±0.15 IT12 12.5 2.1.1 零件圖的完整性與正確性 該零件視圖正確，表達(dá)直觀、清楚，繪制符合國家標(biāo)準(zhǔn)，尺寸、公差、表面粗糙度以及技術(shù)要求的標(biāo)注齊全、合理。 2.1.2 零件的材料分析 2.1.2.1 毛坯的種類 常用的毛坯種類有鑄件、鍛件、壓制件、沖壓件、焊接件、型材和板材等。 （1）鑄件：適用于形狀復(fù)雜的毛坯，薄壁零件不可用砂型鑄造，尺寸大的鑄件宜用砂型鑄造，中、小型零件可用較先進(jìn)的鑄造方法。鑄件材料有鑄鐵、鑄鋼及銅、鋁等有色金屬。 （2）鍛件：鍛件適用于強(qiáng)度要求高、形狀比較簡(jiǎn)單的零件毛坯，鍛造方法有自由鍛和模鍛兩種。自由鍛造鍛件是在鍛錘或壓力機(jī)上用手工操作而成形的鍛件。 （3）型材：型材有熱軋和冷軋兩種。熱軋型材的尺寸較大，精度低，多用作一般零件的毛坯；冷軋型材尺寸較小，精度較高，多用于毛坯精度要求較高的中、小零件，適用于自動(dòng)機(jī)床加工。 （4）焊接件：是根據(jù)需要將型材或鋼板等焊接而成的毛坯件，對(duì)于大件來說，焊接件簡(jiǎn)單、方便，但焊接后變形大，需經(jīng)時(shí)效處理。 （5）冷沖壓件：可以非常接近成品要求，在小型機(jī)械、儀表、輕工電子產(chǎn)品方面應(yīng)用廣泛。但因沖壓模具昂貴僅用于大批大量生產(chǎn)。適用于形狀復(fù)雜的板料零件，多用于中、小尺寸零件的大批量生產(chǎn)。 綜上所述，該零件選擇圓棒料型材即可。 2.1.2.2 確定毛坯考慮因素 確定毛坯時(shí)應(yīng)考慮以下因素： （1）零件的材料及其力學(xué)性能。當(dāng)零件的材料選定以后，毛坯的類型就大體確定了。例如，材料為鑄鐵的零件，自然應(yīng)選擇鑄造毛坯；而對(duì)于重要的鋼質(zhì)零件，力學(xué)性能要求高時(shí)，可選擇鍛造毛坯。 （2）零件的結(jié)構(gòu)和尺寸。形狀復(fù)雜的毛坯常采用鑄件，但對(duì)于形狀復(fù)雜的薄壁件，一般不能采用砂型鑄造；對(duì)于一般用途的階梯軸，如果各段直徑相差不大、力學(xué)性能要求不高時(shí)，可選擇棒料做毛坯，倘若各段直徑相差較大，為了節(jié)省材料，應(yīng)選擇鍛件。 （3）生產(chǎn)綱領(lǐng)的大小。對(duì)于大批大量生產(chǎn)，應(yīng)選擇高精度的毛坯制造方法，以減少機(jī)械加工，節(jié)省材料。 （4）現(xiàn)有生產(chǎn)條件。選擇毛坯類型時(shí)，要結(jié)合本企業(yè)的具體生產(chǎn)條件，如現(xiàn)場(chǎng)毛坯制造的實(shí)際水平和能力、外協(xié)的可能性等。 （5）充分考慮利用新技術(shù)、新工藝和新材料的可能性。為了節(jié)約材料和能源，減少機(jī)械加工余量，提高經(jīng)濟(jì)效益，只要有可能，就必須盡量采用精密鑄造、精密鍛造、冷擠壓、粉末冶金和工程塑料等新工藝、新技術(shù)和新材料。 本次加工的芯軸零件直徑相差不大，且45鋼的性能良好，所以選用45鋼的圓棒料作為毛坯。 2.1.2.3 毛坯尺寸的確定 毛坯的形狀和尺寸主要由零件組成表面的形狀、結(jié)構(gòu)、尺寸及加工余量等因素確定的，并盡量與零件相接近，以達(dá)到減少機(jī)械加工的勞動(dòng)量，力求達(dá)到少或無切削加工。但是由于現(xiàn)有毛坯制造技術(shù)及成本的限制，以及產(chǎn)品零件的加工精度和表面質(zhì)量要求愈來愈來高，所以毛坯的某些表面需留有一定的加工余量，以便通過機(jī)械加工達(dá)到零件的技術(shù)要求。 綜上所述，本例芯軸屬于中、小傳動(dòng)軸，并且各外圓直徑尺寸相差不大 ，故選擇Φ52x130mm 的棒料作毛坯。 2.2 加工方法的選擇 芯軸大都是回轉(zhuǎn)表面，主要采用車削成形。經(jīng)過分析零件的尺寸精度、幾何形狀精度、位置精度和表面粗糙度要求，由于該芯軸的主要表面的公差等級(jí)(IT6)較高，表面粗糙度Ra值(Ra=1.6 um)較小，需要合理的安排加工工藝。粗車和精車要分開，粗加工留足夠的余量進(jìn)行精加工。 2.3 工藝設(shè)備的選擇 2.3.1 機(jī)床的選擇 機(jī)床選擇的原則： ①要保證加工零件的技術(shù)要求，加工出合格的產(chǎn)品。 ???????????? ? ??②有利于提高生產(chǎn)率。 ?????????????? ? ③盡可能降低生產(chǎn)成本(加工費(fèi)用)。 根據(jù)毛坯的材料和類型、零件輪廓形狀復(fù)雜程度、尺寸大小、加工精度、工件數(shù)量、生產(chǎn)條件等要求，車削選用CAK6140數(shù)控車床。 2.3.2量具及輔助用具的選擇 加工過程中所需量具有：游標(biāo)卡尺、千分尺、M27x2螺紋環(huán)規(guī)、角度尺、表面粗糙度樣板。 輔助用具有：銅片、銅錘等。 2.4 零件的安裝 在數(shù)控機(jī)床上加工零件時(shí)，安裝零件要合理選擇定位基準(zhǔn)和夾緊方案，為提高數(shù)控機(jī)床效率，確定定位基準(zhǔn)與夾緊方案時(shí)應(yīng)注意： （1）力求設(shè)計(jì)、工藝與編程計(jì)算的基準(zhǔn)統(tǒng)一（基準(zhǔn)重合原則）； （2）減少裝夾次數(shù)，盡可能在一次定位裝夾后，加工出全部待加工表面（基準(zhǔn)統(tǒng)一原則）； （3）避免采用占機(jī)人工調(diào)整式加工方案，以充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的效能。 2.5 選擇夾具 夾具用來裝夾被加工工件以完成加工過程，同時(shí)要保證被加工工件的定位精度，并使裝卸盡可能方便、快捷。數(shù)控加工的特點(diǎn)對(duì)夾具提出了兩個(gè)基本要求：一是要保證夾具的坐標(biāo)方向與機(jī)床的坐標(biāo)方向相對(duì)固定；二是要協(xié)調(diào)零件和機(jī)床坐標(biāo)系的尺寸關(guān)系。 根據(jù)零件的尺寸、精度要求和生產(chǎn)條件，車削夾具選擇最常用的車床通用的三爪自定心卡盤。三爪自定心卡盤可以自動(dòng)定心，夾持范圍大，適用于截面為圓形、三角形、六邊形的軸類和盤類中小型零件。 該芯軸零件就選擇三爪定心卡盤進(jìn)行裝夾加工。 綜上所述，零件直接夾持毛坯外圓伸出105mm長(zhǎng)，一步加工到位即可。 2.6?刀具的選擇 數(shù)控加工中的刀具選擇和切削用量確定是在人機(jī)交互狀態(tài)下完成的要求編程人員必須掌握刀具選擇和切削用量確定的基本原則，在編程時(shí)充分考慮數(shù)控加工的特點(diǎn)，能夠正確選擇刀刃具及切削用量。 數(shù)控刀具有以下特點(diǎn)：①剛性好（尤其是粗加工刀具）、精度高、抗振及熱變形小；②互換性好，便于快速換刀；③壽命高，切削性能穩(wěn)定、可靠；④刀具的尺寸便于調(diào)整，以減少換刀調(diào)整時(shí)間；⑤刀具應(yīng)能可靠地?cái)嘈蓟蚓硇?，以利于切屑的排除；⑥系列化、?biāo)準(zhǔn)化，以利于編程和刀具管理。 數(shù)控機(jī)床上用的刀具應(yīng)滿足安裝調(diào)整方便、剛性好、精度高、耐用度好等要求。數(shù)控車床兼作粗精車削，粗車時(shí)吃刀深、進(jìn)給快，要求車刀有足夠的強(qiáng)度，能一次進(jìn)給車去較多的余量；精車時(shí)要達(dá)到圖樣要求的尺寸精度和較小的表面粗糙度，車去的余量較少，要求車刀鋒利，切削刃平直光潔，必要時(shí)還可磨出修光刃。為減少換刀時(shí)間、方便對(duì)刀、提高生產(chǎn)效率，便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械加工的標(biāo)準(zhǔn)化，在數(shù)控車削加工時(shí)，應(yīng)盡量采用機(jī)夾刀和機(jī)夾片刀，機(jī)夾片刀常采用可轉(zhuǎn)位車刀。 刀片材質(zhì)的選擇主要依據(jù)被加工工件的材料、被加工表面的精度、表面質(zhì)量要求、切削載荷的大小以及切削過程有無沖擊和振動(dòng)，故加工此零件選擇硬質(zhì)合金刀片。 根據(jù)零件的外形結(jié)構(gòu)，加工需要如下刀具： 數(shù)控加工刀具卡片 刀具名稱 刀具號(hào) 刀具規(guī)格 刀片材料 加工表面 刀具數(shù)量 外圓粗車刀 T0101 90°刀尖 YT15 外圓面及端面 1 外圓精車刀 T0202 60°刀尖 YT15 精車外圓及端面 1 切槽刀 T0303 4mm寬 YT15 切槽、切斷 1 外螺紋車刀 T0303 60° YT15 車外螺紋 1 第三章 確定加工工藝方案 3.1確定定位基準(zhǔn) 合理地選擇定位基準(zhǔn)，對(duì)于保證零件的尺寸和位置精度有著決定性的作用。定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)兩種，用未加工過的毛坯表面作為定位基準(zhǔn)稱為粗基準(zhǔn)，用己加工過的表面作為定位基準(zhǔn)稱為精加工。除第一道工序用粗基準(zhǔn)外，其余工序都應(yīng)使用精基準(zhǔn)。 選擇定位基準(zhǔn)要遵循基準(zhǔn)重合原則，即力求沒計(jì)基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)和編程基準(zhǔn)統(tǒng)一，這樣做可以減少基準(zhǔn)不重合產(chǎn)生的誤差和數(shù)控編程中的計(jì)算量，并且能有效地減少裝夾次數(shù)。 該芯軸零件為回轉(zhuǎn)型零件，其加工1次成型，故有一個(gè)基準(zhǔn)，其基準(zhǔn)為棒料毛坯外圓及回轉(zhuǎn)中心線。 3.2 工序與工步的劃分 在數(shù)控機(jī)床上加工零件，工序可以比較集中，一次裝夾應(yīng)盡可能完成全部工序。常用工序劃分原則有： （1）保證精度原則。此時(shí)可用不同的機(jī)床或不同的刀具進(jìn)行加工，通常在一次安裝中，不允許將零件的某一部分表面加工完畢后，再加工零件的其他表面。對(duì)軸類或盤類零件，將待加工面先粗加工，留少量余量再精加工，以保證表面質(zhì)量要求。對(duì)軸上有孔、螺紋加工的工件，應(yīng)先加工表面而后加工孔、螺紋。 （2）提高生產(chǎn)效率的原則。在數(shù)控加工中，為減少換刀次數(shù)，節(jié)省換刀時(shí)間，應(yīng)在需用同一把刀加工的加工部位全部完成后，再換另一把刀來加工其他部位。同時(shí)應(yīng)盡量減少空行程，當(dāng)用同一把刀加工工件的多個(gè)部位時(shí)，應(yīng)以最短的路線到達(dá)各加工部位。 對(duì)精度要求較高的零件，其粗、精加工應(yīng)分開，以保證零件的質(zhì)量。 3.3加工順序的安排 工件的機(jī)械加工工藝路線中要經(jīng)過切削加工、熱處理和輔助工序。因此，當(dāng)擬定工藝路線時(shí)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 ? 基準(zhǔn)先行 選為精基準(zhǔn)的表面，應(yīng)先進(jìn)行價(jià)格，以便為后續(xù)工序提供可靠的精基準(zhǔn)。如軸類零件的中心孔、箱體的地面或剖分面、齒輪的內(nèi)孔和一端面等，都應(yīng)安排在初始工序加工完成。 ? 先粗后精 各表面均應(yīng)按照粗加工→半精加工→精加工的順序依次進(jìn)行，以便逐步提高加工精度和降低表面粗糙度。 ? 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(jìn)行加工，一般安排在主要表面達(dá)到一定精度之后、最終精加工之前。 該轉(zhuǎn)軸加工劃分為三個(gè)階段：下料；粗車；精車。 3.4 加工路線的確定 在數(shù)控加工中，刀具刀位點(diǎn)相對(duì)于工件的運(yùn)動(dòng)軌跡和方向稱為加工路線。即刀具從對(duì)刀點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)起，直至結(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引入、返回等非切削空行程。 加工路線的確定原則主要有以下幾點(diǎn)： （1）應(yīng)能保證零件的加工精度和表面粗糙度的要求，且效率高。 （2）應(yīng)盡量縮短加工路線，既可以減少程序段，又可以減少刀具空程移動(dòng)時(shí)間。 （3）應(yīng)使數(shù)值計(jì)算簡(jiǎn)單，以減少編程工作量。 此外，確定加工路線時(shí)，還要考慮工件的加工余量和機(jī)床、刀具的剛度等情況，確定是一次走刀，還是多次走刀完成加工。 在擬定工藝過程時(shí)，應(yīng)考慮檢驗(yàn)工序的安排、檢查項(xiàng)目及檢驗(yàn)方法的確定。 綜上所述，擬定了以下加工路線方案： 工序一：下料Φ52x130mm的棒料 工序二：車端面、外圓、切槽、螺紋、切斷 工步1：粗車端面、外圓M30螺紋大徑、φ28mm、錐度圓柱面、R12.6圓弧、φ48mm圓柱面。 工步2：精車端面、外圓M30螺紋大徑、φ28mm、錐度圓柱面、R12.6圓弧、φ48mm圓柱面。 工步3：切槽φ20mmX7mm 工步4：車螺紋M27X2 工步5：切斷保證至尺寸要求 工序三：去毛刺 工序四：檢驗(yàn) 工序五：入庫 3.5 加工工藝過程卡片 綜上所述，所確定的該輸出軸加工工藝過程見附表 機(jī)械加工工藝過程卡 工序號(hào) 工序名稱 工序內(nèi)容 設(shè)備 1 備料 下料Φ52x130mm的棒料 砂輪機(jī) 2 數(shù)車 車端面、外圓、切槽、螺紋、切斷 數(shù)控車床 3 鉗工 去毛刺，矯正死角 鉗工工具 4 鉗工精修 全面按圖紙要求 5 檢測(cè) 測(cè)量各部分尺寸、形狀精度檢測(cè) 數(shù)控加工工序卡 工序卡片 產(chǎn)品名稱或代號(hào) 零件名稱 材料 程序號(hào) 芯軸 45 O0001 工序號(hào) 工序名稱 夾具 使用設(shè)備 車間 二 三爪自定心卡盤 數(shù)控機(jī)床 數(shù)控基地 工步號(hào) 工步內(nèi)容 刀具號(hào) 進(jìn)給速度 (mm/min) 主軸轉(zhuǎn)速 (r/min) 背吃刀量 （mm） 二 1 粗車端面、外圓M30螺紋大徑、φ28mm、錐度圓柱面、R12.6圓弧、φ48mm圓柱面 T0101 190 950 1 2 精車端面、外圓M30螺紋大徑、φ28mm、錐度圓柱面、R12.6圓弧、φ48mm圓柱面 T0101 110 1100 0.25 3 切槽φ20mmX7mm T0202 60 600 1 4 車螺紋M27X2 T0303 —— 700 —— 5 切斷保證至尺寸要求 T0202 60 600 1 編制 審核 共1頁 第1頁 第四章 切削用量的計(jì)算 4.1?切削用量的選擇 數(shù)控編程時(shí)，必須確定每道工序的切削用量，并以指令的形式寫入程序中，切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度及背吃刀量等。切削用量的選擇原則是：保證零件加工精度和表面粗糙度，充分發(fā)揮刀具的切削性能，保證合理的刀具壽命，充分發(fā)揮機(jī)床的性能，最大限度的提高生產(chǎn)率，降低成本。 輸出軸粗車余量徑向可取0.5mm，軸向可取0.1mm。加工尺寸可由此而定，見該軸加工工藝卡的工序內(nèi)容。車削用量的選擇，單件、小批量生產(chǎn)時(shí)，可根據(jù)加工情況由工人確定；一般可由《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》或《切削用量手冊(cè)》中選取。 4.1.1主軸轉(zhuǎn)速的確定 （1）車外圓時(shí)主軸轉(zhuǎn)速 主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)根據(jù)允許的切削速度和工件（或刀具）直徑來選擇。其計(jì)算公式為 n=1000v/πd 其中? v —切削速度（m/min），由刀具壽命決定； ????? n —主軸轉(zhuǎn)速（r/min）； ????? d —工件直徑或刀具直徑（mm）。 （2）車螺紋時(shí)主軸的轉(zhuǎn)速 在車削螺紋時(shí)，車床的主軸轉(zhuǎn)速將受到螺紋的螺距P（或?qū)С蹋┐笮?、?qū)動(dòng)電機(jī)的升降頻特性，以及螺紋插補(bǔ)運(yùn)算速度等多種因素影響，故對(duì)于不同的數(shù)控系統(tǒng)，推薦不同的主軸轉(zhuǎn)速選擇范圍。大多數(shù)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床推薦車螺紋時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速n(r/min)為： n≤（1200/P）－k 式中?P——被加工螺紋螺距，㎜； k——保險(xiǎn)系數(shù)，一般取為80。 主軸轉(zhuǎn)速n最后要根據(jù)上述計(jì)算值、機(jī)床說明書而定，選取機(jī)床有的或較接近計(jì)算值的轉(zhuǎn)速。 4.1.2進(jìn)給速度的確定 進(jìn)給速度是數(shù)控機(jī)床切削用量中的重要參數(shù)，主要根據(jù)零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性質(zhì)選取。最大進(jìn)給速度受機(jī)床剛度和進(jìn)給系統(tǒng)的性能限制。 確定進(jìn)給速度的原則是： （1）當(dāng)工件的質(zhì)量要求能得到保證時(shí)，為提高生產(chǎn)效率，可選擇較高的進(jìn)給速度。一般在100～200mm/min范圍內(nèi)選取。 （2）在切斷、加工深孔或用高速鋼刀具加工時(shí)，宜選擇較低的進(jìn)給速度，一般在20～50mm/min范圍內(nèi)選取。 （3）當(dāng)加工精度、表面粗糙度要求較高時(shí)，進(jìn)給速度應(yīng)選小一些，一般在20～50mm/min范圍內(nèi)選取。 （4）當(dāng)?shù)毒呖招谐?，特別是遠(yuǎn)距離“回零”時(shí)，可以設(shè)定該機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)設(shè)定的最高進(jìn)給速度。 4.1.3背吃刀量的確定 背吃刀量根據(jù)機(jī)床、工件和刀具的剛度來決定，在剛度允許的條件下，應(yīng)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(shù)，提高生產(chǎn)效率。為切削用量的選擇是否合理，對(duì)于能否充分發(fā)揮機(jī)床潛力與刀具的切削性能，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、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(shí)，首先選擇一個(gè)盡可能大的背吃刀量，其次選擇一個(gè)較大的進(jìn)給量，最后確定一個(gè)合適的切削速度。精車時(shí)，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(jìn)給量。 數(shù)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(jìn)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 切斷（寬度＜5mm） 50～70 0.1～0.2 此外，在安排粗、精車削用量時(shí)，應(yīng)注意機(jī)床說明書給定的允許切削用量范圍，對(duì)于主軸采用交流變頻調(diào)速的數(shù)控車床，由于主軸在低轉(zhuǎn)速時(shí)扭矩降低，尤其應(yīng)注意此時(shí)的切削用量選擇。 4.2 切削用量計(jì)算 根據(jù)《數(shù)控車削用量推薦表》,選擇合適的切削用量。 （1）車端面 ap =1mm 根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.4，用硬質(zhì)合金車刀車端面，其刀桿尺寸20mm×20 mm， 故由 f=0.18mm/r 零件直徑取52mm 由文獻(xiàn)[1]P137表4-3查得切削速度= 150m/min, 計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速 得 ns===918.67r/min 取整數(shù)n=900r/min （2）粗車外圓輪廓 粗車外圓時(shí)，選取Vc=150m/min，f=0.2mm/r，ap=1.5mm，粗加工時(shí)直徑取 值52mm。 則：主軸轉(zhuǎn)速：n =1000Vc/πd ????????????????? ? ?=[（1000×150）/（3.14×52）]r/min=918.67r/min 取900r/min ?????? ?進(jìn)給速度：F =f×n =（0.2×900）mm/min=180mm/min （3）精車外圓輪廓 精車外圓時(shí)，選取Vc=120m/min，f=0.1mm/r，ap=0.5mm，粗加工時(shí)直徑最小值30mm。 則：主軸轉(zhuǎn)速：n =1000Vc/πd ????????????????? ? ?=[（1000×120）/（3.14×30）]r/min=1273.9r/min 取1300r/min ?????? ?進(jìn)給速度：F =f×n =（0.1×1300）mm/min=130mm/min （4）切槽、切斷 精車外圓時(shí)，選取Vc=20m/min，f=0.1mm/r，ap=0.5mm，粗加工時(shí)直徑取20mm。 則：主軸轉(zhuǎn)速：n =1000Vc/πd ????????????????? ? ?=[（1000×40）/（3.14×20）]r/min=636.94r/min 取600r/min ?????? ?進(jìn)給速度：F =f×n =（0.1×600）mm/min=60mm/min （5）車螺紋 車螺紋時(shí)，主軸轉(zhuǎn)速n≤（1200/P）－k，k為安全系數(shù)，一般取80。 ?? 則：n≤[（1200/2）-80]/r/min=700r/min ?? 第五章 ?程序的編制與仿真加工 編程是將加工零件的加工順序、刀具運(yùn)動(dòng)軌跡的尺寸數(shù)據(jù)、工藝參數(shù)（主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)速度、切削深度）以及輔助操作（換刀、主軸正反轉(zhuǎn)、冷卻液開關(guān)、刀具夾緊松開等）加工信息，用規(guī)定的文字、數(shù)字、符號(hào)組成的代碼，按一定格式編寫成加工程序。 數(shù)控編程又可分為手工編程和自動(dòng)編程兩類。 手工編程時(shí)，整個(gè)程序的編制過程是由人工完成的。這要求編程人員不僅要熟悉數(shù)控代碼及編程規(guī)則，而且還必須具備有機(jī)械加工工藝知識(shí)和數(shù)值計(jì)算能力。對(duì)于點(diǎn)位加工或幾何形狀不太復(fù)雜的零件，數(shù)控編程計(jì)算較簡(jiǎn)單，程序段不多，手工編程即可實(shí)現(xiàn)。 自動(dòng)編程是用計(jì)算機(jī)把人們輸入的零件圖紙信息改寫成數(shù)控機(jī)床能執(zhí)行的數(shù)控加工程序，就是說數(shù)控編程的大部分工作有計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)。 5.1 對(duì)刀點(diǎn)與換刀點(diǎn)的確定 工件裝夾方式確定后，即可通過確定工件原點(diǎn)來確定工件坐標(biāo)系。如果要運(yùn)行這一程序來加工工件，必須確定刀具在工件坐標(biāo)系開始運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)。程序起始點(diǎn)或起刀點(diǎn)一般通過對(duì)刀來確定，所以，該點(diǎn)又稱為對(duì)刀點(diǎn)。在編制程序時(shí)，要正確選擇對(duì)刀點(diǎn)的位置。對(duì)刀點(diǎn)設(shè)置原則是：（1）便于數(shù)值處理和簡(jiǎn)化程序編制；（2）易于找正并在加工過程中便于查找；（3）引起的加工誤差小。對(duì)刀點(diǎn)可以設(shè)置在加工零件上，也可以設(shè)置在夾具或機(jī)床上，盡可能設(shè)在零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)上。 換刀點(diǎn)是指加工過程中需要換刀時(shí)刀具的相對(duì)位置點(diǎn)。換刀點(diǎn)往往設(shè)在工件的外部，以能順利的換刀、不碰撞工件和其他部件為準(zhǔn)。 本零件將對(duì)刀點(diǎn)設(shè)在裝夾后右端面中心，換刀點(diǎn)設(shè)在離對(duì)刀點(diǎn)x、z方向分別為100，100的位置。 5.2 數(shù)值的計(jì)算 該零件的編程數(shù)值均可從圖上得到，具體尺寸如下圖所示 5.3 加工程序清單 程序 說明 O0001 程序號(hào) M03S900T0101 外圓車刀 G0X52Z1 定位 G71U1R1 外圓車削循環(huán) G71P1Q2U0.5W0.1F200 外圓車削循環(huán) N1G01X0F150 車端面、外圓M30螺紋大徑、φ28mm、錐度圓柱面、R12.6圓弧、φ48mm圓柱面 Z0 X23 X27W-2 Z-26 X28 W-12 X30 X35.9Z-66.9 G02X48Z-78R12.6 G01Z-91 G01X52 N2U1 S1200 提高轉(zhuǎn)速 G70P1Q2 精車 G0X100 退刀 Z100 退刀 M03S600T0202 換刀切槽 G0X30Z-26 定位 G01X20F40 切槽φ20mmX7mm X28 W3 X20 X28 W1 X20 G0X100 退刀 Z100 退刀 M03S800T0303 換刀，車螺紋 G0X035Z5 定位 G92X26.5Z-22F2 車螺紋M27X2 X26 X25.7 X25.5 X25.3 X25.1 X25 X25 G0X100Z100 退刀 M30 程序結(jié)束 5.3仿真加工 粗車 精車 切槽 車螺紋 致??? 謝 本人在畢業(yè)課題的設(shè)計(jì)中，學(xué)習(xí)了不少的新知識(shí)，體會(huì)到了學(xué)習(xí)的重要性，同時(shí)，感謝學(xué)校規(guī)劃與教育，給予我們良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，并提供給我們對(duì)學(xué)業(yè)及個(gè)人生涯發(fā)展的多元信息，幫助我們成長(zhǎng)。 感謝三年來陪伴我們學(xué)習(xí)與生活的恩師，感謝您們對(duì)我精心的教育，感謝您們沒使我的學(xué)習(xí)變成勞作而成為一種快樂；謝您們讓我明白自身的價(jià)值；感謝您們幫助我發(fā)現(xiàn)了自己的專長(zhǎng)，而且讓我把事情做得更好。感謝您們?nèi)萑涛业娜涡排c錯(cuò)誤，不僅教會(huì)了我知識(shí)，更教會(huì)了我如何做事，如何做人。 這三年以來，經(jīng)歷過的所有事，所有人，都將是我以后生活回味的一部分，是我為人處事的指南針。就要離開學(xué)校，走上工作的崗位了，這是我人生歷程的又一個(gè)起點(diǎn)，在這里祝福大學(xué)里跟我風(fēng)雨同舟的朋友們，一路走好，未來總會(huì)是絢爛繽紛。  總 結(jié) 通過編寫芯軸零件數(shù)控加工工藝系統(tǒng)設(shè)計(jì)說明書，我掌握了編寫零件加工工藝規(guī)程的步驟。從課題分析開始，再進(jìn)行總體設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)，最后到加工出符合技術(shù)要求的零件。每一步都讓我將理論學(xué)習(xí)的知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐中去，使我掌握了一整套規(guī)范的設(shè)計(jì)操作流程。首先從零件工藝分析入手，審查零件圖，明確零件各部分的尺寸和精度要求，根據(jù)數(shù)控加工工藝性，正確選擇加工方法、加工路線，合理選擇刀具和切削用量，按照加工工藝步驟編寫數(shù)控加工程序。 在設(shè)計(jì)準(zhǔn)備階段，我總結(jié)學(xué)過的專業(yè)知識(shí)，到圖書館、上網(wǎng)查找資料，搜集各種能輔助設(shè)計(jì)的知識(shí)。設(shè)計(jì)過程中，運(yùn)用綜合知識(shí)進(jìn)行考慮，遇到不懂的問題及時(shí)向老師請(qǐng)教，或與同學(xué)討論。從開題報(bào)告的格式，到加工過程中應(yīng)正確分析零件的裝夾定位、劃分加工工序，從選擇合理的刀具，到切削用量的確定，從編寫加工程序到數(shù)控車床上切削加工。通過小組討論、老師指導(dǎo)，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)最終得以順利完成。  參考文獻(xiàn) 1、??? 詹華西編．《數(shù)控加工與編程》．西安電子科技大學(xué)出版社，2004年 2、??? 余英良編．《數(shù)控加工編程及操作》．高等教育出版社，2005年 3、??? 李華編．《機(jī)械制造技術(shù)》．高等教育出版社，2006年 4、??? 第一屆全國數(shù)控技能大賽組委會(huì)編．《決賽試題解析與點(diǎn)評(píng)》．中國科技技術(shù)出版社，2005年 5、??? 朱淑萍編．《機(jī)械加工工藝及裝備》．機(jī)械工業(yè)出版社，2002年 6、??? 陳子銀，徐鯤鵬編．《數(shù)控加工技術(shù)》．北京理工大學(xué)出版社，2006年 7、??? 武漢華中數(shù)控股份有限公司．《數(shù)控車床編程與操作基礎(chǔ)》 8、??? 薛彥成編．《公差配合與技術(shù)測(cè)量》．機(jī)械工業(yè)出版社．2005年 ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? 22