基于Mastercam典型軸數(shù)控車削加工工藝及編程仿真含CAD圖

基于Mastercam典型軸數(shù)控車削加工工藝及編程仿真含CAD圖,基于,mastercam,典型,數(shù)控,車削,加工,工藝,編程,仿真,cad 機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品型號(hào) 零件圖號(hào) 產(chǎn)品名稱 軸零件 零件名稱 軸零件 共 1 頁(yè) 第 1 頁(yè) 車間 工序號(hào) 工序名稱 材 料 牌 號(hào) 金工 1 割 45# 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺(tái) 件 數(shù) 中碳調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼 ?30×90 1 1 設(shè)備名稱 設(shè)備型號(hào) 設(shè)備編號(hào) 同時(shí)加工件數(shù) 切割機(jī) PV600 1 1 夾具編號(hào) 夾具名稱 切削液 工位器具編號(hào) 工位器具名稱 工序工時(shí) (分) 準(zhǔn)終 單件 1 游標(biāo)卡尺 1 工步號(hào) 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進(jìn)給量 切削深度 進(jìn)給次數(shù) 工步工時(shí) r/min m/min mm/r mm 機(jī)動(dòng) 輔助 1 下料 游標(biāo)卡尺 400 80 0.2 30 1 設(shè) 計(jì)（日 期） 校 對(duì)（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會(huì) 簽（日期） 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽 字 日 期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽 字 日 期 機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品型號(hào) 零件圖號(hào) 產(chǎn)品名稱 軸零件 零件名稱 軸零件 共 3 頁(yè) 第 1 頁(yè) 車間 工序號(hào) 工序名稱 材 料 牌 號(hào) 學(xué)院數(shù)控車間 1 車 45# 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺(tái) 件 數(shù) 中碳調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼 ?30×90 1 1 設(shè)備名稱 設(shè)備型號(hào) 設(shè)備編號(hào) 同時(shí)加工件數(shù) 數(shù)控車床 CK6140 1 1 夾具編號(hào) 夾具名稱 切削液 1 三爪卡盤 油性切削油 工位器具編號(hào) 工位器具名稱 工序工時(shí) (分) 準(zhǔn)終 單件 1 游標(biāo)卡尺，千分尺 工步號(hào) 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進(jìn)給量 切削深度 進(jìn)給次數(shù) 工步工時(shí) r/min m/min mm/r mm 機(jī)動(dòng) 輔助 1 夾零件右端，使伸出42mm加工左端 2 粗加工左端外形輪廓，留有0.5mm的加工余量 游標(biāo)卡尺、千分尺 600 160 0.2 14 5 3 精加工左端輪廓，保證加工精度及表面粗糙度 游標(biāo)卡尺、千分尺 650 100 0.1 0.5 1 4 5 6 7 8 9 設(shè) 計(jì)（日 期） 校 對(duì)（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會(huì) 簽（日期） 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽 字 日 期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽 字 日 期 機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品型號(hào) 零件圖號(hào) 產(chǎn)品名稱 軸零件 零件名稱 軸零件 共 3 頁(yè) 第 2 頁(yè) 車間 工序號(hào) 工序名稱 材 料 牌 號(hào) 學(xué)院數(shù)控車間 1 車 45# 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺(tái) 件 數(shù) 中碳調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼 ?30×90 1 1 設(shè)備名稱 設(shè)備型號(hào) 設(shè)備編號(hào) 同時(shí)加工件數(shù) 數(shù)控車床 CK6140 1 1 夾具編號(hào) 夾具名稱 切削液 1 三爪卡盤 油性切削油 工位器具編號(hào) 工位器具名稱 工序工時(shí) (分) 準(zhǔn)終 單件 1 游標(biāo)卡尺，千分尺 工步號(hào) 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進(jìn)給量 切削深度 進(jìn)給次數(shù) 工步工時(shí) r/min m/min mm/r mm 機(jī)動(dòng) 輔助 1 粗切?26×5外圓槽，留0.2余量 游標(biāo)卡尺 400 40 0.1 1 3 2 精切?26×5外圓槽，保證加工精度及表面粗糙度 游標(biāo)卡尺 450 40 0.1 1 1 3 4 5 6 7 8 9 設(shè) 計(jì)（日 期） 校 對(duì)（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會(huì) 簽（日期） 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽 字 日 期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽 字 日 期 機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品型號(hào) 零件圖號(hào) 產(chǎn)品名稱 軸零件 零件名稱 軸零件 共 3 頁(yè) 第 3 頁(yè) 車間 工序號(hào) 工序名稱 材 料 牌 號(hào) 學(xué)院數(shù)控車間 1 車 45# 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺(tái) 件 數(shù) 中碳調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼 ?30×90 1 1 設(shè)備名稱 設(shè)備型號(hào) 設(shè)備編號(hào) 同時(shí)加工件數(shù) 數(shù)控車床 CK6140 1 1 夾具編號(hào) 夾具名稱 切削液 1 三爪卡盤 油性切削油 工位器具編號(hào) 工位器具名稱 工序工時(shí) (分) 準(zhǔn)終 單件 1 螺紋規(guī) 工步號(hào) 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進(jìn)給量 切削深度 進(jìn)給次數(shù) 工步工時(shí) r/min m/min mm/r mm 機(jī)動(dòng) 輔助 1 調(diào)頭裝夾，保證同軸度0.02mm以內(nèi)，修端面，保證總長(zhǎng)，使伸出50mm加工右端 2 粗加工右端外形輪廓，留有0.5mm的加工余量 游標(biāo)卡尺、千分尺 600 160 0.2 14 5 3 精加工右端輪廓，保證加工精度及表面粗糙度 游標(biāo)卡尺、千分尺 650 100 0.1 0.5 1 4 5 6 7 8 設(shè) 計(jì)（日 期） 校 對(duì)（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會(huì) 簽（日期） 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽 字 日 期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽 字 日 期 機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品型號(hào) 零件圖號(hào) 產(chǎn)品名稱 軸零件 零件名稱 軸零件 共 3 頁(yè) 第 3 頁(yè) 車間 工序號(hào) 工序名稱 材 料 牌 號(hào) 學(xué)院數(shù)控車間 1 車 45# 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺(tái) 件 數(shù) 中碳調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼 ?30×90 1 1 設(shè)備名稱 設(shè)備型號(hào) 設(shè)備編號(hào) 同時(shí)加工件數(shù) 數(shù)控車床 CK6140 1 1 夾具編號(hào) 夾具名稱 切削液 1 三爪卡盤 油性切削油 工位器具編號(hào) 工位器具名稱 工序工時(shí) (分) 準(zhǔn)終 單件 1 游標(biāo)卡尺，千分尺 工步號(hào) 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進(jìn)給量 切削深度 進(jìn)給次數(shù) 工步工時(shí) r/min m/min mm/r mm 機(jī)動(dòng) 輔助 1 粗切?22×5外圓槽，留0.2余量 游標(biāo)卡尺 400 40 0.1 1 3 2 精切?22×5外圓槽，保證加工精度及表面粗糙度 游標(biāo)卡尺 450 40 0.1 1 1 3 加工外螺紋M24X1.5到?24*18mm 螺紋規(guī) 500 1.5 4 加工外螺紋M23X1.5到?24*18mm 螺紋規(guī) 500 1.5 5 加工外螺紋M22.5X1.5到?24*18mm 螺紋規(guī) 500 1.5 6 加工外螺紋M22.05X1.5到?24*18mm 螺紋規(guī) 500 1.5 7 精加工 螺紋規(guī) 500 1.5 8 拆下零件 9 修毛刺 10 設(shè) 計(jì)（日 期） 校 對(duì)（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會(huì) 簽（日期） 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽 字 日 期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽 字 日 期 機(jī)械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號(hào) 零件圖號(hào) 產(chǎn)品名稱 軸零件 零件名稱 軸零件 共 1 頁(yè) 第 1 頁(yè) 材 料 牌 號(hào) 45# 毛 坯 種 類 中碳調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼 毛坯外形尺寸 ?30×90 每毛坯件數(shù) 1 每 臺(tái) 件 數(shù) 1 備 注 工 序 號(hào) 工 名 序 稱 工 序 內(nèi) 容 車 間 工 段 設(shè) 備 工 藝 裝 備 工 時(shí) 準(zhǔn)終 單件 1 下料 金工 割 切割機(jī) 游標(biāo)卡尺 2 粗、精車左端外形輪廓 數(shù)控 車 CK6140 游標(biāo)卡尺，千分尺 3 切?26×5外圓槽 數(shù)控 車 CK6140 游標(biāo)卡尺 4 調(diào)頭裝夾，保證同軸度0.02mm以內(nèi)，修端面，保證總長(zhǎng) 數(shù)控 車 CK6140 扳手 5 粗、精車右端外形輪廓 數(shù)控 車 CK6140 游標(biāo)卡尺，千分尺 6 切?22×5退刀槽 數(shù)控 車 CK6140 游標(biāo)卡尺 7 切M24×1.5外螺紋 數(shù)控 車 CK6140 螺紋環(huán)規(guī) 8 拆下零件 數(shù)控 車 CK6140 扳手 9 去毛刺 數(shù)控 鉗 CK6140 油石 10 11 12 設(shè) 計(jì)（日 期） 校 對(duì)（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會(huì) 簽（日期） 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽 字 日 期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽 字 日 期 XXXX XX設(shè)計(jì)（XX） 題目 姓 名 所在系部 專業(yè)班級(jí) 指導(dǎo)教師 年 月 典型軸數(shù)控車削加工工藝及編程 摘 要 數(shù)控車床技術(shù)在當(dāng)今機(jī)械制造業(yè)中的重要地位和巨大效益，已經(jīng)顯示了其在國(guó)家基礎(chǔ)工業(yè)現(xiàn)代化生產(chǎn)中的戰(zhàn)略性作用，而且已成為了傳統(tǒng)機(jī)械制造業(yè)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。 本次設(shè)計(jì)內(nèi)容為車削零件數(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(diǎn)、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 IV Abstract Numerical control lathe technology in the modern machinery manufacturing industry in the important position and the huge benefit, has already demonstrated its strategic role in the national basic industry modernization production, and has become the traditional machinery manufacturing industry to realize the automation, the flexible, the integrated production important means and the sign. The design content for the turning parts NC machining process and programming. This paper introduces the characteristics of NC lathe machining, machining process analysis and NC programming process, as well as the determination of fixture. Keywords:CNC lathe,NC programming ,The NC machining process 目錄 目錄 I 1 緒論 1 1.1 國(guó)內(nèi)外數(shù)控車床研究現(xiàn)狀 1 1.2數(shù)控車床分類 1 1.2.1數(shù)控車床分類 1 1.2.2按加工零件的基本類型分類 2 1.2.3按數(shù)控車床主軸位置分類 2 1.2.4按刀架數(shù)量分類 2 1.2.5數(shù)控系統(tǒng)的分類 2 1.3 數(shù)控車床特點(diǎn) 3 2、工藝方案分析 4 2.1零件圖 4 2.2零件圖分析 5 2.2.1零件的形狀分析 5 2.2.2零件分析 5 2.2.3零件的工藝性分析 5 2.3確定加工方法 6 2.4加工方案設(shè)計(jì) 6 3、零件的裝夾 7 3.1定位基準(zhǔn)的選擇 7 3.2定位基準(zhǔn)的選擇原則 7 3.3 確定零件的定位基準(zhǔn) 7 3.3.1精基準(zhǔn)的選擇原則 7 3.3.2粗基準(zhǔn)的選擇原則 7 3.4 裝夾方式的選擇 8 3.5 確定合理的裝夾方式 8 4.1 選擇數(shù)控刀具的原則 10 4.2 選擇數(shù)控車削用刀具 10 4.3 設(shè)置刀點(diǎn)和換刀點(diǎn) 11 4.3.1刀位點(diǎn) 11 4.3.2待加工毛坯的對(duì)刀 11 4.3.3刀偏值的測(cè)定 12 4.4 確定切削用量 13 4.4.1主軸轉(zhuǎn)速的確定 13 4.4.2進(jìn)給量的確定 14 4.4.3背吃刀量的確定 15 4.4.4切槽三要素的確定 15 4.4.5切螺紋三要素的確定 17 5. 零件加工工藝分析 20 5.1技術(shù)要求 20 5.2毛坯選擇 20 5.3軸類零件的預(yù)備加工 20 5.4 熱處理工序 21 6.1確定加工順序及進(jìn)給路線 22 6.2編寫程序 26 參考文獻(xiàn) 30 致謝 31 1 緒論 1.1 國(guó)內(nèi)外數(shù)控車床研究現(xiàn)狀 隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們對(duì)生活用品的要求也越來越高，企業(yè)生產(chǎn)效率也有相應(yīng)的提高。數(shù)控機(jī)床的出現(xiàn)實(shí)現(xiàn)了廣大人們的這一愿望。數(shù)控車削加工工藝是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、保證產(chǎn)品的質(zhì)量、保證零件的精度，節(jié)約能源、降低消耗的重要手段，是企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)準(zhǔn)備、計(jì)劃調(diào)度、加工操作、安全生產(chǎn)、技術(shù)檢測(cè)和健全勞動(dòng)組織的重要依據(jù)。也是企業(yè)對(duì)高品質(zhì)、高品種、高水平、加速產(chǎn)品更新，提高經(jīng)濟(jì)效益的技術(shù)保證。這不但滿足廣大消費(fèi)者的目的，即實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品多樣化、產(chǎn)品高質(zhì)量、更新速度快的要求，同時(shí)推動(dòng)了企業(yè)的快速發(fā)展，提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率。 機(jī)械工藝是國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門的裝備軍，而數(shù)控加工在機(jī)械行業(yè)占有領(lǐng)頭羊的地位，因此國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門的生產(chǎn)技術(shù)水平和所取得的經(jīng)濟(jì)效益，在很大程度上取決于機(jī)械行業(yè)和數(shù)控行業(yè)中所能提供的機(jī)械裝備的技術(shù)性能、指令和可靠性。因此數(shù)控加工技術(shù)水平和生產(chǎn)規(guī)模是衡量一個(gè)國(guó)家科技水平和經(jīng)濟(jì)實(shí)力的重要標(biāo)志。 數(shù)控工藝規(guī)程的編制是直接指導(dǎo)產(chǎn)品或零件制造工藝過程和操作方法的工藝文件，它將直接影響企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量、效益、競(jìng)爭(zhēng)能力。本文通過對(duì)典型軸類零件數(shù)控加工工藝的分析，對(duì)零件進(jìn)行編程加工，給出了對(duì)于凸臺(tái)板零件的數(shù)控加工工藝分析的方法，對(duì)于提高制造質(zhì)量、實(shí)際生產(chǎn)具有一定的意義。 1.2數(shù)控車床分類 1.2.1數(shù)控車床分類 （1）按數(shù)控系統(tǒng)的功能分類 1）簡(jiǎn)易數(shù)控系統(tǒng) 簡(jiǎn)易數(shù)控車床一般由單片機(jī)進(jìn)行控制，機(jī)床主體部分由普通車床略作改進(jìn)而成。此類車床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，但功能較低，無刀尖圓弧半徑自動(dòng)補(bǔ)償功能。 2）經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床 經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床一般采用開環(huán)或半閉環(huán)控制系統(tǒng)，此類車床顯著特點(diǎn)是無恒線速度切削功能。 3）全功能數(shù)控車床 全功能型數(shù)控車床一般采用半閉環(huán)或閉環(huán)控制系統(tǒng)，具有高剛度、高精度和加工高速度等特點(diǎn)。此類車床具備恒線速度切削和刀尖圓弧半徑自動(dòng)補(bǔ)償功能。 4）數(shù)控車削中心 車削中心是在數(shù)控車床的基礎(chǔ)上增加其他的附加坐標(biāo)軸，并配置刀庫(kù)和自動(dòng)上下料機(jī)構(gòu)，因此其功能更加全面，但價(jià)格較高。 1.2.2按加工零件的基本類型分類 1）卡盤式數(shù)控車床 這類數(shù)控車床未設(shè)置尾座，適于車削盤類（含軸類）零件，其夾緊方式多為電動(dòng)液壓控制。 2）頂尖式數(shù)控車床 這類數(shù)控車床設(shè)置有普通尾座或數(shù)控尾座，適于車削較長(zhǎng)的軸類零件及直徑不大的盤、套類零件。 1.2.3按數(shù)控車床主軸位置分類 1）立式數(shù)控車床 車床主軸軸線處于垂直于水平面，并有一個(gè)直徑很大的圓形工作臺(tái)，供裝夾工件用。這類數(shù)控車床主要用于加工徑向尺寸較大，軸向尺寸較小的大型復(fù)雜零件。 2）頂尖式數(shù)控車床 車床主軸軸線處于水平位置，他的床身和導(dǎo)軌有多種布局形式 1.2.4按刀架數(shù)量分類 1）單刀架數(shù)控車床 普通數(shù)控車床一般都配有各種形式的單刀架，如四刀位臥室回轉(zhuǎn)刀架、多刀位回轉(zhuǎn)刀架等。 2）雙刀架數(shù)控車床 這類數(shù)控車床中，雙刀架的配置可以是平行交錯(cuò)結(jié)構(gòu)，也可以是同軌垂直交錯(cuò)結(jié)構(gòu)。 1.2.5數(shù)控系統(tǒng)的分類 常用的數(shù)控系統(tǒng)有發(fā)那科、西門子、三菱、廣數(shù)、華中等數(shù)控系統(tǒng)。 機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)按被控機(jī)床的運(yùn)動(dòng)軌跡分類1. 點(diǎn)位控制數(shù)控系統(tǒng)2. 直線控制數(shù)控系統(tǒng)3. 輪廓控制數(shù)控系統(tǒng)、按伺服系統(tǒng)分類1.開環(huán)控制數(shù)控系統(tǒng)2.半閉環(huán)控制數(shù)控系統(tǒng)3.全閉環(huán)控制數(shù)控系統(tǒng)、按數(shù)控系統(tǒng)功能水平分類1.經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系2.普及型數(shù)控系統(tǒng)3.高檔型數(shù)控系統(tǒng) 1.3 數(shù)控車床特點(diǎn) 數(shù)控加工，也稱之為NC（Numerical Control）加工，是以數(shù)值與符號(hào)構(gòu)成的信息，控制機(jī)床實(shí)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。數(shù)控加工經(jīng)歷了半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展已成為應(yīng)用于當(dāng)代各個(gè)制造領(lǐng)域的先進(jìn)制造技術(shù)。數(shù)控加工的最大特征有兩點(diǎn)：一是可以極大地提高精度，包括加工質(zhì)量精度及加工時(shí)間誤差精度；二是加工質(zhì)量的重復(fù)性，可以穩(wěn)定加工質(zhì)量，保持加工零件質(zhì)量的一致。也就是說加工零件的質(zhì)量及加工時(shí)間是由數(shù)控程序決定而不是由機(jī)床操作人員決定的。 （1）數(shù)控加工具有如下優(yōu)點(diǎn)： （2）提高生產(chǎn)效率； （3）提高加工精度并且保持加工質(zhì)量； （4）可以減少工裝卡具； （5）縮短加工周期，提高生產(chǎn)效率； （6）容易進(jìn)行加工過程管理； （7）可以減少檢查工作量； （8）可以降低廢、次品率； （9）容易實(shí)現(xiàn)操作過程的自動(dòng)化，一個(gè)人可以操作多臺(tái)機(jī)床； （10）機(jī)床自動(dòng)化程度高，可以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度； （11）可進(jìn)行多坐標(biāo)的聯(lián)動(dòng)，能加工形狀復(fù)雜的零件； 2、工藝方案分析 2.1零件圖 本次車削軸類零件（圖1-1）數(shù)控加工工藝及編程加工畢業(yè)設(shè)計(jì)系高校高級(jí)考證的車加工零件，也是學(xué)院為了提高我們的數(shù)控技術(shù)及相關(guān)技能等綜合運(yùn)用能力。該零件幾乎包含了我們平時(shí)實(shí)訓(xùn)的所有內(nèi)容和工序。能夠?qū)⒃摿慵墓に?、工序和編程出來是?duì)我們?cè)谲嚰庸ぜ夹g(shù)上的極大提升，同時(shí)也為我們以后的工作打下理論與實(shí)踐的基礎(chǔ)。 圖1.1 零件圖 32 2.2零件圖分析 2.2.1零件的形狀分析 由零件圖1-1可知，是整個(gè)車削件的主體。由于車削件是學(xué)校高級(jí)技能鑒定的圖。從圖可以看出，整個(gè)零件的加工需要調(diào)頭才能完成，左端不僅有錐度及外圓槽組成，而右端不僅有圓弧曲線還有退刀槽及外螺紋，整個(gè)件的加工精度較高，需要進(jìn)行調(diào)頭加工。需用數(shù)控車床完成加工。 2.2.2零件分析 由零件圖可知，該軸零件各加工表面的粗糙度Ra均大于等于1.6um。 根據(jù)上述諸因素，該棒料的尺寸公差和機(jī)械加工余量，所得結(jié)果列于表2.1 表2.1軸零件機(jī)械加工余量及鍛造毛坯尺寸公差 加工表面 零件尺寸/mm 機(jī)械加工余量/mm 毛坯公差/mm 毛坯尺寸/mm 軸零件左端圓柱面 1.5~2(取1.5) ±0.5 軸零件左端外圓槽 1.5~2(取1.5) 軸零件右端圓柱面 1.5~2(取1.5) ±0.5 軸零件右端外螺紋 1.5~2(取2) 2.2.3零件的工藝性分析 由零件圖1-1可知，其材料為45鋼，該材料具有足夠的強(qiáng)度、剛度和韌度，適用于承受彎曲應(yīng)力和沖擊載荷作用的工作條件。 通過切割機(jī)、數(shù)控車床就可以達(dá)到加工要求；而主要加工表面雖然加工精度相對(duì)較高，但也可以在正常的生產(chǎn)條件下，采用較經(jīng)濟(jì)的方法保質(zhì)保量地加工出來，由此可見，該零件的工藝性較好。 該零件的主要工作表面為軸零件兩端面和外螺紋24X1.5-6h,在設(shè)計(jì)工藝規(guī)程時(shí)應(yīng)重點(diǎn)予以保證。 2.3確定加工方法 該軸零件形狀特殊、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，屬于高級(jí)工車削零件。因此，加工精度要求較高。從零件圖1.1可以看出，整個(gè)零件的加工需要調(diào)頭才能完成，左端有錐度及外圓槽組成，而右端不僅圓弧還有螺紋，整個(gè)件的加工精度要求較高，需要進(jìn)行調(diào)頭加工，需用數(shù)控車床完成加工。 2.4加工方案設(shè)計(jì) 數(shù)控加工工序前后一般都穿插有其他普通加工工序，如銜接得不好就容易產(chǎn)生矛盾。因此在熟悉整個(gè)加工工藝內(nèi)容的同時(shí)，要清楚數(shù)控加工工序與普通加工工序各自的技術(shù)要求、加工目的、加工特點(diǎn)，如：要不要留加工余量，留多少；定位面與孔的精度要求及形位公差；對(duì)校形工序的技術(shù)要求；對(duì)毛坯的熱處理狀態(tài)等，這樣一來才能使各工序達(dá)到相互滿足加工需要，且質(zhì)量目標(biāo)及技術(shù)要求明確，交接驗(yàn)收有依據(jù)。 綜合上述分析，軸類件的主要加工表面是外圓表面，還有常見的特形表面，因此針對(duì)各種精度等級(jí)和表面粗糙度要求，按經(jīng)濟(jì)精度選擇加工方法。由基面先行、先粗后精、先主后次、先面后孔、就近不久遠(yuǎn)的原則確定（如圖1.1）工藝路線如下： 加工方案的制定與選擇根據(jù)零件圖樣到工序原則，制定以下加工順序方案，選取最佳一種，（即加工工時(shí)最短，且又能保證質(zhì)量）下面分析兩套加工順序方案進(jìn)行比較。 加工方案一： 下料→粗、精車右端外輪廓→車退刀槽→車外螺紋→調(diào)頭裝夾，打表保證同軸度→修端面保證總長(zhǎng)→粗精車左端外輪廓→切外圓槽→清洗→檢驗(yàn)。 加工方案二： 下料→粗、精車左端外輪廓→切?26×5外圓槽→調(diào)頭裝夾，打表保證同軸度→修端面保證總長(zhǎng)→粗、精車右端外形輪廓→車退刀槽→車外螺紋→清洗→檢驗(yàn)。 分析：以上兩種加工方案，方案二調(diào)頭才有地方裝夾，不需要在做專用夾具，大大節(jié)省了效率，根據(jù)圖樣，方案二更為合理，也更能滿足要求，故選擇方案二進(jìn)行加工。 3、零件的裝夾 3.1定位基準(zhǔn)的選擇 定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)之分，通常先確定精基準(zhǔn)，然后再確定粗基準(zhǔn)。 3.2定位基準(zhǔn)的選擇原則 為保證各配合表面的位置精度，用三爪自定心卡盤找正工件軸心，用軸心線和工件的右端面作為粗、精加工的定位基準(zhǔn)。這樣，既符合基準(zhǔn)統(tǒng)一和基準(zhǔn)重合原則，也有利于生產(chǎn)率的提高。 3.3 確定零件的定位基準(zhǔn) 3.3.1精基準(zhǔn)的選擇原則 定位基準(zhǔn)簡(jiǎn)圖見（圖3.1）。 圖3.1 定位基準(zhǔn)簡(jiǎn)圖 3.3.2粗基準(zhǔn)的選擇原則 重要表面原則、非加工表面原則、最小加工余量原則和不重復(fù)使用原則。根據(jù)粗基準(zhǔn)的選擇原則，選擇外圓軸?30mm的外圓面和軸零件頭左端面作粗基準(zhǔn)。在調(diào)頭加工后采用軸零件頭右端面作粗基準(zhǔn)加工右端面，可以為后續(xù)工序準(zhǔn)備好精基準(zhǔn)。 3.4 裝夾方式的選擇 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(diǎn)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(shí)協(xié)調(diào)零件與機(jī)床坐標(biāo)系的尺寸。故夾具選用三爪自定心卡盤如圖（3.2），三爪卡盤裝夾工件時(shí)可自動(dòng)定心，不需找正。但需要注意的是，用三爪卡盤夾緊工件時(shí)，為保證足夠的夾緊力，一般要留有20mm以上的夾持長(zhǎng)度。 圖3.2 三爪卡盤 3.5 確定合理的裝夾方式 工序一：以右端毛坯外圓為粗基準(zhǔn)，加工左端，采用三爪卡盤裝夾參考圖3.3。 圖3.3 工序二：以左端?28外圓為精基準(zhǔn)，加工右端，采用三爪卡盤裝夾參考圖3.4。 圖3.4 4. 刀具及切削用量 4.1 選擇數(shù)控刀具的原則 數(shù)控加工的刀具選擇是數(shù)控加工工序設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一，不但影響機(jī)床的加工效率，而且直接影響加工質(zhì)量。隨著刀具材料性能的提高與結(jié)構(gòu)特性的改善，數(shù)控加工用刀具在耐用度、剛度、抗脆性、斷屑和調(diào)整更換等方面的性能已有很大的改善。從如何加工的角度看，加工刀具類型與工藝方案的合理選擇則極為重要。下面對(duì)目前的幾種刀具進(jìn)行初步分析： 1.陶瓷刀具很容易因熱裂紋產(chǎn)生崩刃等損傷，且切削溫度亦較高。陶瓷刀具因其材質(zhì)的化學(xué)穩(wěn)定性好、硬度高，在耐熱合金等難加工材料的加工中有廣泛的應(yīng)用。 2.立方氮化硼刀具主要適用于高速加工。 3.高速鋼刀具在仍能保持較高的硬度，較之其他工具鋼耐磨性好且比硬質(zhì)合金韌性高，但壓延性較差，熱加工困難，耐熱沖擊性較弱。 4.硬質(zhì)合金刀具有較高的紅硬性，能在保持較好的加工性能。復(fù)合碳化物系硬質(zhì)合金在銑削金屬的切削中顯示出極好的性能。于是，硬質(zhì)合金得到了很大的普及。 5.聚晶金剛石刀具適用于高效地加工有色金屬和非金屬材料，能得到高精度、高光亮的加工表面，使其在高精加工領(lǐng)域中得到了普及。上述五大類刀具材料，材料的硬度、耐磨性，金剛石最高，遞次降低到高速鋼。因材料的韌性則是高速鋼最高，金剛石最低。 6.硬質(zhì)合金類刀具是數(shù)控機(jī)床中采用最廣泛的。這類材料目前從經(jīng)濟(jì)性、適應(yīng)性、多樣性、工藝性等各方面，綜合效果都比高速剛好。 4.2 選擇數(shù)控車削用刀具 為適應(yīng)數(shù)控機(jī)床加工精度高、加工效率、加工工序集中及零件裝夾次數(shù)少的要求，數(shù)控刀具具有很高的切削效率.高精度.高重復(fù)定位精度.可靠度和耐用度 。選擇刀具通常要考慮（1）被加工工件的材料及性能（2）切削工藝的類別（3）被加工工件的幾何形狀，零件精度，加工余量（4）被吃刀量，進(jìn)給速度，切削速度考慮到以上因素故粗車時(shí)，要選用強(qiáng)度高，耐用度高的刀具以滿足粗車時(shí)大吃刀量，大進(jìn)給量的要求.精車時(shí)要選用精度高,耐用度好的刀具以保證加工精度的要求. 表4-1所用刀具規(guī)格 序號(hào) 刀具號(hào) 刀具名稱 型號(hào) 備注 1 T01 93°外圓右偏車刀 MVJNR2020K16 機(jī)夾刀（硬質(zhì)合金） 2 T02 3mm切斷刀 ZQ1616R 刀片寬3mm 3 T03 60°外螺紋刀 SER2020K16 機(jī)夾刀（硬質(zhì)合金） 4 T04 端面車刀 機(jī)夾刀（硬質(zhì)合金） 4.3 設(shè)置刀點(diǎn)和換刀點(diǎn) 4.3.1刀位點(diǎn) 在進(jìn)行數(shù)控加工的編程時(shí)，往往將整個(gè)刀具濃縮視為一個(gè)點(diǎn)，那就是刀位點(diǎn)，它是在刀具上用于表現(xiàn)刀具位置的參照點(diǎn)。對(duì)刀操作就是要測(cè)定出程序起點(diǎn)處刀具刀位點(diǎn)相對(duì)機(jī)床原點(diǎn)以及工件原點(diǎn)的坐標(biāo)位置。在對(duì)刀時(shí)，常用的儀器有：對(duì)刀測(cè)頭、千分表或?qū)Φ睹闇?zhǔn)儀等。對(duì)刀點(diǎn)可以設(shè)置在零件、夾具上或機(jī)床上面（盡可能設(shè)置在零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)上）。 4.3.2待加工毛坯的對(duì)刀 試切端面 ： 將兩端面已經(jīng)加工好的待加工毛坯裝夾到主軸上，在工件的伸出端安裝Z 軸向設(shè)定器?？煲频毒呓咏絑 軸向設(shè)定器，改用增量方式控制刀具工進(jìn)，至到指示燈亮?xí)r停止動(dòng)作，保持 Z軸 向不動(dòng)，取出軸向設(shè)定器。然后在機(jī)床操作面板上調(diào)出刀具補(bǔ)償菜單欄中刀偏表，在相關(guān)的試切長(zhǎng)度填空欄中鍵入有關(guān)數(shù)值（當(dāng)前刀具刀位點(diǎn)相對(duì)于程序原點(diǎn)的距離）。 試切外圓：快速將刀具刀位點(diǎn)移動(dòng)刀毛坯端面角附近，然后用增量方式調(diào)節(jié) X 、Z 軸向進(jìn)給至刀位點(diǎn)剛好切到毛坯外表面，再用MDI方式運(yùn)行進(jìn)行外圓車削。同時(shí)保持X軸軸向坐標(biāo)不變，退出刀具。用游標(biāo)卡尺測(cè)量出試切外圓直徑。然后在刀偏表中鍵入試切直徑。 4.3.3刀偏值的測(cè)定 刀偏值就是各刀具相對(duì)于基準(zhǔn)刀具的幾何補(bǔ)償。用點(diǎn)動(dòng)或步進(jìn)方式操作移動(dòng)刀具，使基準(zhǔn)刀具刀位點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)工件的基準(zhǔn)點(diǎn)，然后進(jìn)行X軸 Z軸坐標(biāo)清零，退刀。換置刀具，再用點(diǎn)動(dòng)或步進(jìn)方式使該刀具刀位點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)工件上的同以一基準(zhǔn)點(diǎn)，此時(shí)屏幕上顯示的坐標(biāo)既是該刀號(hào)刀具的幾何偏置 △Xj, △Zj .同理，可依次測(cè)定出其它刀具相對(duì)于基準(zhǔn)刀具的幾何偏置。在相應(yīng)的刀偏表中依次鍵入選用刀具刀位點(diǎn)的幾何補(bǔ)償。 4.4 確定切削用量 4.4.1主軸轉(zhuǎn)速的確定 在一般的切削加工中，切削用量包括切削速度、進(jìn)給量和背吃刀量三個(gè)要素。 而主軸轉(zhuǎn)速主要根據(jù)允許的切削速度Vc(m/min)選?。? 則：= 式中 --工件直徑，mm； --主軸轉(zhuǎn)速，。 由于每個(gè)外圓尺寸計(jì)算方式相同，現(xiàn)選取直徑為?28mm外圓；刀具刀尖半徑為R0.4mm為例說明其計(jì)算過程。 根據(jù)切削原理可知，切削速度的高低主要取決于加工余量、被加工零件的精度及表面粗糙度、刀具的材料和刀具耐用度等因素。通過化學(xué)工業(yè)出版社出版的《機(jī)械切削工人工作手冊(cè)》查的本設(shè)計(jì)所適合的切削速度見（表4-2）所示： 表4-2 按45#鋼選擇的車削切削速度 工件材料 硬度/HBS 切削速度/ (m/min) 高速鋼車刀 硬質(zhì)合金車刀 45#鋼 200～250 20～50 80～120 從理論上講，的值越大越好，因?yàn)檫@不僅可以提高生產(chǎn)率，而且可以避免生成積屑瘤的臨界速度，獲得較好低的表面粗糙度值。但實(shí)際上由于機(jī)床、刀具等的限制，綜合考慮： 取粗車時(shí)：=80m/min 精車時(shí)：=120m/min 代入公式中：==809r/min ；==1137.4r/min 計(jì)算的主軸轉(zhuǎn)速n要根據(jù)機(jī)床有的或接近的轉(zhuǎn)速選取?40mm外圓： 取=800 r/min ；=1130 r/min 同理計(jì)算?18mm外圓： 取 =1050r/min ；=1350 r/min 4.4.2進(jìn)給量的確定 粗加工的時(shí)候一般盡量可能的選取較大的進(jìn)給量，進(jìn)給量的取值主要考慮刀具的強(qiáng)度、背吃刀量及工件直徑。對(duì)于車刀而言，刀桿越大，其刀具強(qiáng)度就越大，允許取的進(jìn)給量也越大。然而在一定的進(jìn)給量時(shí)，背吃刀量的取值過大，將會(huì)導(dǎo)致切削力過大，一方面可能會(huì)超出機(jī)床的額定負(fù)荷或損壞刀具；另一方面，如果切削速度也較大，可能會(huì)超出機(jī)床額定功率。通常如果背吃刀量必須取大值的時(shí)候，進(jìn)給量相應(yīng)減少。 精加工的時(shí)候一般按照零件的表面粗糙度來選擇進(jìn)給量，進(jìn)給量的取值越小則加工的表面粗糙度就越好。對(duì)于車刀而言，在使用硬質(zhì)合金車刀精車時(shí)相應(yīng)的需提高切削速度Vc，用高速鋼車刀精車時(shí)，Vc最好小于10m/min，避免產(chǎn)生積屑瘤。通過化學(xué)工業(yè)出版社出版的《機(jī)械切削工人工作手冊(cè)》查的本設(shè)計(jì)所適合的進(jìn)給量見（表4-3）所示： 表4-3 硬質(zhì)合金及高速鋼車刀的進(jìn)給量 工件材料 背吃刀量≦3mm 每齒進(jìn)給量/mm· 粗車 精車 高速鋼銑刀 硬質(zhì)合金銑刀 高速鋼銑刀 硬質(zhì)合金銑刀 45#鋼 0.11～0.15 0.11～0.17 0.3～0.4 0.4～0.5 綜合選?。?0.4（0.01*直徑） mm/r =0.15（表面粗糙度為1.6o）mm/r；0.2（表面粗糙度為3.2o）mm/r 注：進(jìn)給量可由機(jī)床操作者根據(jù)被加工工件表面的具體情況進(jìn)行手動(dòng)調(diào)整，以獲得最佳切削狀態(tài)。 4.4.3背吃刀量的確定 背吃刀量是根據(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。為了保證加工表面質(zhì)量，可留少量精加工余量，通過化學(xué)工業(yè)出版社出版的《機(jī)械切削工人工作手冊(cè)》查的本設(shè)計(jì)所適合的背吃刀量一般留0.2～0.7mm。 總之，切削用量的具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機(jī)床性能、相關(guān)的手冊(cè)并結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)用類比方法確定。同時(shí)，使主軸轉(zhuǎn)速、背吃刀量及進(jìn)給速度三者能相互適應(yīng)，以形成最佳切削用量。 4.4.4切槽三要素的確定 通過化學(xué)工業(yè)出版社出版的《機(jī)械切削工人工作手冊(cè)》查的本設(shè)計(jì)所適合的切槽刀的切削用量參考如下（表4-4）（表4-5）。 表4-4硬質(zhì)合金切槽刀的切削用量 工件材料 切削刃寬度/mm 切削速度/m·min 進(jìn)給量/mm·r 碳鋼 3～6 80～150 0.20～0.40 合金鋼 3～6 60～100 0.15～0.25 不銹鋼 3～6 30～80 0.10～0.40 鑄鐵 3～6 20～50 0.20～0.60 紫銅 3～6 20～40 0.10～0.25 脆銅 3～6 50～80 0.10～0.15 表4-5 切槽及切斷的切削速度（m·min） 進(jìn)給量/mm·r 高速鋼車刀W18Cr4V YT5 YG6 碳鋼 σ=735MPa 可鍛鑄鐵 150HBS 灰鑄鐵 190HBS 碳鋼 σ=735MPa 灰鑄鐵 190HBS 加切削液 不加切削液 0.08 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.40 0.50 0.60 35 30 23 19 17 15 12 11 59 53 44 38 34 30 26 24 34 30 26 23 21 20 17 16 15 179 150 107 87 73 62 50 41 83 76 65 58 53 49 44 40 37 注：1.切削速度Vc與車刀寬度無關(guān)。 2.切槽時(shí)，最終直徑與最初直徑之比不同應(yīng)乘以下面修正系數(shù)。 最終直徑/最初直徑（/） 0.5～0.6 0.7～0.8 ＞0.8 Vc的修正系數(shù) 高速鋼刀具 0.96 0.92 0.88 硬質(zhì)合金刀具 0.97 0.9 0.84 3.用硬質(zhì)合金車刀對(duì)碳鋼零件切槽及切斷，并使用切削液，切削速度Vc應(yīng)乘以修正系數(shù)1.4。 本次設(shè)計(jì)所涉及的外圓槽為?26×4的切削三要素選取如下： （1）主軸轉(zhuǎn)速 由本工序采用硬質(zhì)合金數(shù)控刀、外圓槽為?26×4、齒數(shù)。查表5-4硬質(zhì)合金數(shù)控車削速度，確定車削速度m·。 則：===367.5r/min 計(jì)算的主軸轉(zhuǎn)速n要根據(jù)機(jī)床有的或接近的轉(zhuǎn)速選取?26×4外圓槽： =370r/min （2）進(jìn)給量 在工件或刀具的每一轉(zhuǎn)或每一往復(fù)行程時(shí)間內(nèi)，刀具與工件之間沿進(jìn)給方向的相對(duì)位移成為進(jìn)給量。由?26×4外圓槽得硬質(zhì)合金數(shù)控螺紋車刀車外圓槽時(shí)，該工序的進(jìn)給量取為0.08～0.2mm/r。 （3）背吃刀量 背吃刀量是指切削刃工作長(zhǎng)度沿垂直于進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向上的投影值，車削外圓槽時(shí)的背吃刀量一般選取為0.5～3mm； 4.4.5切螺紋三要素的確定 通過化學(xué)工業(yè)出版社出版的《機(jī)械切削工人工作手冊(cè)》查的本設(shè)計(jì)所適合的硬質(zhì)合金螺紋車刀的切削用量如下（表5-6）。 表5-6 用YT（YT15）類硬質(zhì)合金刀具車削螺紋的切削用量 螺紋形式 螺距P或模數(shù) m/mm 工件材料 碳鋼、鉻鋼、鎳鉻鋼及鉻硅錳鋼 碳鋼、鉻鋼、鎳鉻鋼 鉻硅錳鋼 抗拉強(qiáng)度σ/ MPa 637 735 833 1128 1422 行程次數(shù) / m· 行程次數(shù) / m· 行程次數(shù) / m· 行程次數(shù) / m· 行程次數(shù) / m· 三角形外螺紋 P=1.5 P=2 2 2 1.47 1.35 3 4 1.38 1.36 3 4 1.25 1.22 4 6 0.98 0.95 5 6 0.82 0.78 三角形外螺紋及梯型外螺紋 P=3 P=4 P=5 P=6 3 4 5 6 1.30 1.28 1.24 1.20 5 6 8 9 1.26 1.21 1.21 1.18 5 6 8 9 1.13 1.10 1.10 1.00 6 7 9 11 0.90 0.83 0.82 0.82 8 10 12 15 0.75 0.72 0.70 0.70 梯型外螺紋 P=8 P=10 P=12 P=16 9 11 13 16 1.29 1.23 1.20 1.17 11 13 15 19 1.13 1.10 1.08 1.03 11 13 15 19 1.17 0.98 0.96 0.93 模數(shù)外螺紋 M=2 M=3 M=4 M=5 7 10 14 16 1.28 1.23 1.23 1.21 9 12 16 19 1.18 1.12 1.10 1.07 9 12 16 19 1.05 1.00 0.98 0.95 三角形內(nèi)螺紋 P=1.5 P=2 P=3 P=4 P=5 P=6 3 3 4 5 7 8 1.61 1.47 1.40 1.37 1.37 1.33 4 5 6 7 9 10 1.50 1.43 1.33 1.27 1.25 1.23 4 5 6 7 9 10 1.33 1.28 1.18 1.13 1.12 1.10 6 7 8 9 11 13 1.06 1.02 0.93 0.88 0.87 0.85 7 8 10 12 14 17 0.88 0.83 0.78 0.75 0.72 0.72 注：1.粗、精加工用同一把螺紋車刀時(shí)，切削速度應(yīng)降低20%～30%。 2.刀具壽命改變時(shí)切削速度修正系數(shù)如下表： 刀具壽命/min 20 30 60 90 120 修正系數(shù) 1.08 1 0.87 0.8 0.76 本次設(shè)計(jì)所涉及的螺紋為M24×1.5的切削三要素選取如下： （1）主軸轉(zhuǎn)速 由本工序采用硬質(zhì)合金數(shù)控車刀、外螺紋為M24×1.5、齒數(shù)。查表5.6硬質(zhì)合金數(shù)控車削速度，確定車削速度m·。 則：===453.8r/min 計(jì)算的主軸轉(zhuǎn)速n要根據(jù)機(jī)床有的或接近的轉(zhuǎn)速選取M30×2外螺紋： =450r/min （2）進(jìn)給量 在工件或刀具的每一轉(zhuǎn)或每一往復(fù)行程時(shí)間內(nèi)，刀具與工件之間沿進(jìn)給方向的相對(duì)位移成為進(jìn)給量。由CKA6140數(shù)控車床功率為4.5kw，由M24×1.外螺紋得硬質(zhì)合金數(shù)控螺紋車刀車外螺紋時(shí)，該工序的進(jìn)給量取為1.5mm/r。 （3）背吃刀量 背吃刀量是指切削刃工作長(zhǎng)度沿垂直于進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向上的投影值，車削螺紋時(shí)的背吃刀量一般選取為0.1～0.5mm； 5. 零件加工工藝分析 5.1技術(shù)要求 依設(shè)計(jì)題目知：產(chǎn)品為高級(jí)數(shù)控車床考證零件，每臺(tái)產(chǎn)品中該零件數(shù)量為1件/臺(tái)。 軸零件屬輕型零件，該軸零件的生產(chǎn)類型為單件生產(chǎn)。 從圖紙中我們可以看出該零件輪廓由直線、圓弧、螺紋共同構(gòu)成一個(gè)復(fù)雜成型曲線回轉(zhuǎn)軸。加工部分包括螺紋，外圓，一個(gè)退刀槽，錐面，倒角等。 5.2毛坯選擇 由于該軸零件在工作過程中要承受徑向沖擊載荷，為增強(qiáng)軸零件的強(qiáng)度和沖擊韌度，獲得纖維組織，毛坯選用棒料。該軸零件的輪廓尺寸不大，且生產(chǎn)類型屬單件生產(chǎn)，在考慮軸零件（如圖1.1）的加工工藝后最后確定下料毛坯尺寸為?30×80mm。 5.3軸類零件的預(yù)備加工 在這里加工設(shè)備，我們選擇學(xué)校有學(xué)過的數(shù)控車床，由于選擇CNC系統(tǒng)時(shí)要綜合考慮所需要的系統(tǒng)功能，我們所加工的保齡球用我們學(xué)過的法蘭克數(shù)控系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)。 設(shè)備的參數(shù)具體看（表4-2）： 表4-2 機(jī)床型號(hào) 單位 CK6140數(shù)控車床 床身最大回轉(zhuǎn)直徑 mm ?400 拖板最大回轉(zhuǎn)直徑 mm ?200 最大切削直徑 mm ?400 最大加工長(zhǎng)度 mm 1000 X/Z軸最大行程 mm 280/1000 X/Z軸最小位移單位 mm 0.001 主軸通孔直徑 mm ?83 主軸內(nèi)孔錐度 1：20 主軸級(jí)數(shù) 無極 主軸極限轉(zhuǎn)速 rpm 150-2000 工件夾緊方式 mm 手動(dòng)卡盤 主電機(jī)功率（變頻） kW 7.5 變頻器 kW 11 X/Z軸 N.m 6/6 X/Z軸快移速度 M/min 5/8 刀架型式 4工位電動(dòng)刀架 刀桿尺寸 mm 20×20 刀架重復(fù)定位精度 mm ≦0.004 尾座型式 有 尾座套筒直徑 mm ?60 尾座套筒行程 mm 100 尾座頂尖錐孔 莫氏4# 機(jī)床凈重 kg 1560 機(jī)床外型尺寸（L×W×H） mm 2230×1280×1640 電力需求（功率/電流） kW/A 10/20 重量 kg 1650 5.4 熱處理工序 模鍛成型后切邊，進(jìn)行調(diào)質(zhì)，調(diào)質(zhì)的硬度為241-285HBS，并進(jìn)行酸洗、噴丸處理。噴丸可以提高表面硬度，增加耐磨性，消除毛坯表面因脫碳而對(duì)機(jī)械加工帶來的不利影響。在加工后增加熱處理工序。6 零件加工工藝 6.1確定加工順序及進(jìn)給路線 根據(jù)工作性能與條件，該車削件（如圖1.1）零件雖然看似簡(jiǎn)單，左端不僅有錐度及外圓槽組成，而右端不僅有圓弧曲線還有退刀槽及外螺紋，整個(gè)件的加工精度較高。這次的零件工藝難點(diǎn)在于要保證車削件的圓跳動(dòng)、同軸度的精度要求，所以在零件的裝夾上必須慎重考慮。初步考慮用棒料加工，加工右端時(shí)沒有地方裝夾。所以需要先加工左端。 本次設(shè)計(jì)根據(jù)要求用Mastercam數(shù)控車軟件來做軌跡進(jìn)行加工過程模擬，以檢查加工軌跡的正確性。Mastercam數(shù)控車軟件有內(nèi)外輪廓及端面的粗、精車削，切槽、鉆孔、車螺紋加工軌跡自動(dòng)干涉排除功能，避免人為因素的判斷失誤。仿真功能提供加工前程序的最后檢驗(yàn)。現(xiàn)在就通過該軟件對(duì)車削件零件進(jìn)行走到路線的擬定，具體如下： 加工順序的安排： （1）加工零件左端：加工時(shí)應(yīng)按由粗到精、由近到遠(yuǎn)（由右到左）的原則確定，最后精加工。在加工外圓槽。其軌跡圖如附圖6-1、圖6-2、圖6-3、圖6-4所示： 圖6-1 零件左端外圓加工軌跡圖 圖6-2 零件左端外輪廓仿真圖 圖6-3 零件左端外圓槽加工軌跡圖 圖6-4 零件左端外圓槽仿真圖 （2）加工零件右端：左端加工后調(diào)頭裝夾，加工時(shí)應(yīng)按由粗到精、由近到遠(yuǎn)（由右到左）的原則確定，最后精加工。其軌跡圖如附圖6-5、圖6-6所示： 圖6-5 零件左端外圓加工軌跡圖 圖6-6 零件右端外圓加工仿真圖 （3）最后加工退刀槽及外螺紋。其軌跡圖6-7、圖6-8、圖6-9所示： 圖6-7 零件右端退刀槽仿真圖 圖6-8 零件右端外圓槽仿真圖 圖6-9 零件右端外螺紋仿真圖 6.2編寫程序 通過對(duì)零件圖的分析，刀具芯軸主要涉直線、圓弧及螺紋。在加工過程中，還有粗加工和精加工兩個(gè)步驟。因此，在程序編寫時(shí)，我考慮主要使用法蘭克數(shù)控系統(tǒng)的這些指令：G21、G40、G97、G71、G70、G00、G01、G02、G03、M00、M03、M05、M30。 （1）G21 指定公制編程。即 X （U）、 Z （W）、 R 等坐標(biāo)尺寸字所描述的單位為 mm。 （2）G40 指刀尖半徑補(bǔ)償取消，按照程序指令路徑進(jìn)給。 （3）G97 主軸速度控制指令（恒線速度控制） 。 格式：G97 S_； 其中，S 控制主軸轉(zhuǎn)速，單位為 r/min。 （5）G71 指成形粗車循環(huán)。該切削方式是每次粗切的軌跡形狀都和成品形狀相似， 只是在位置上由外向內(nèi)環(huán)地向最終形狀靠近。 格式：G71 U（i）W（k）R（m） P（ns）Q（nf）X（u）Z（w）F（f）S（s）T（t）； 其中，k—粗切的次數(shù)； i、k—分別為起始時(shí) X 軸（半徑值）和 Z 軸方向上的緩沖距離； u、w—分別為 X 軸（直徑值）和 Z 軸方向上的精加工余量； ns—精加工程序段中開始程序段的段號(hào)； nf—精加工程序段中結(jié)束程序段的段號(hào)； F、S、T—粗切時(shí)的進(jìn)給速度、主軸轉(zhuǎn)速和刀補(bǔ)設(shè)定。此時(shí)，這些值 將不再按照精加工的設(shè)定 （6）G70 精加工循環(huán)指令。 格式：G70 P（ns）Q（nf）； 其中，ns—精加工輪廓程序段中開始程序段的段號(hào)； nf—精加工輪廓程序段中結(jié)束程序段的段號(hào)。 （7）G00 快速定位。該指令控制刀具快速?gòu)漠?dāng)前位置移動(dòng)到指定的位置，一般用在空程運(yùn)行中，如退刀和快速進(jìn)刀。 格式：G00 X（U）_Z（W）_； 其中，X（U）_Z（W）_指定移動(dòng)軌跡終點(diǎn)位置坐標(biāo)。 （8） G01 直線插補(bǔ)。 該指令控制刀具以某個(gè)速度從當(dāng)前位置移動(dòng)到指定的位置（只能沿直線方向走）。 格式：G01 X（U）_Z（W）_F_； 其中，X（U）_Z（W）_指定移動(dòng)軌跡終點(diǎn)位置坐標(biāo)； F—控制刀具移動(dòng)的速度，在使用 G98 時(shí)，F(xiàn) 的單位是 mm/min。當(dāng) 使用 G99 時(shí)，F(xiàn) 的單位是 mm/r。 （9）G02/G03 順時(shí)針/逆時(shí)針圓弧插補(bǔ)。該指令可以控制刀具沿圓弧移動(dòng)。 格式：G02/G03 X（U）_Z（W）_； 其中，X（U）_Z（W）_表示終點(diǎn)坐標(biāo)，X、Z 表示絕對(duì)值，U、W 表示增 量值。 （10）M00 程序停止指令。 （11）M03 主軸正轉(zhuǎn)（CW）指令。 （12）M05 主軸停止指令 （13）M30 程序結(jié)束并返回指令。 根據(jù)上述各個(gè)功能指令的作用和用法，同時(shí)結(jié)合本文2工藝路線擬定內(nèi)容，我一共編制了3個(gè)程序單來完成零件的加工，詳細(xì)程序內(nèi)容見附錄A。 將以上繪制好的所有刀具軌跡路徑全部勾上，方法為，按住Ctrl,逐一選擇生成的刀具路徑，然后單擊按鈕，將跳出如圖6-10所示對(duì)話框。 圖6-10后處理程式對(duì)話框 直接按√確認(rèn)，然后選擇要保存的目錄，將該NC文件保存到你的電腦盤中，最后系統(tǒng)將會(huì)自動(dòng)打開該零件的加工程序編輯器如圖6-11所示。 圖6-11 加工程序編輯器截圖 零件最后的完整加工程序請(qǐng)查看NC文件。 7.設(shè)計(jì)總結(jié) 控制機(jī)床時(shí)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(dòng)速度和軌跡進(jìn)來自動(dòng)加工的機(jī)床，簡(jiǎn)稱數(shù)控機(jī)床。對(duì)于數(shù)控加工，無論是手工編程還是自動(dòng)編程，在編程前都要對(duì)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(duì)一些藝問題（如對(duì)刀點(diǎn)、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(diǎn)，難點(diǎn)，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(shí)。在實(shí)訓(xùn)的過程中遇到了不少問題，而犯的錯(cuò)誤也不少，通過實(shí)訓(xùn)讓我學(xué)會(huì)虛心求教，細(xì)心體察，大膽實(shí)踐。任何能力都是在實(shí)踐中積累起來的，都會(huì)有一個(gè)從不會(huì)到會(huì)，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(shí)踐中不斷磨練，才能提高獨(dú)立思考和解決問題的能力；同時(shí)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(huì)了勤奮、求實(shí)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(shí)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?yàn)槊慨?dāng)自己或自己和同學(xué)完成了一個(gè)項(xiàng)目時(shí)，或多或少有些欣慰，會(huì)感到開心，信息時(shí)和老師的交流的也是一種快樂。然然實(shí)訓(xùn)時(shí)間不長(zhǎng)，但對(duì)我今后的學(xué)習(xí)有很大幫助。這只是起點(diǎn)，終點(diǎn)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(huì)。錯(cuò)過了就再也找不回來了。 參考文獻(xiàn) [1]尹成湖 李保章 杜金萍.機(jī)械制造基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì).北京：高等教育出版社，2009. 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[12]孫麗媛.機(jī)械制造工藝及專用夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo).北京：冶金工業(yè)出版社，2003. 致謝 六周的時(shí)間過去了，終于完成了自己的畢業(yè)設(shè)計(jì)，說實(shí)話，這六周過的真的很匆忙，當(dāng)然更多的是感觸，因?yàn)檫@六周我學(xué)到了很多課堂上學(xué)不到的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。 由于理論知識(shí)不太全面，設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)頗少，因此一開始的時(shí)候無從下手。后來在老師的指導(dǎo)下知道了設(shè)計(jì)要求并理清了設(shè)計(jì)思路，然后才慢慢的開始著手。其實(shí)設(shè)計(jì)起來真的沒那么簡(jiǎn)單，因?yàn)檫@里的每個(gè)數(shù)據(jù)都要有依據(jù)。在設(shè)計(jì)的過程中我遇到了很多問題，很多數(shù)據(jù)不知從何而來，為此，經(jīng)常去圖書館查閱資料或是找老師幫忙。之后在畫圖時(shí)又加強(qiáng)了自己的CAD和UG知識(shí)，最終完成了我的任務(wù)。 在這樣的實(shí)訓(xùn)過程中我感覺態(tài)度決定一切，無論知識(shí)全面與否，都要自己嘗試去做并堅(jiān)持下去，在設(shè)計(jì)的過程中學(xué)到的知識(shí)是無窮的，畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅是對(duì)前面所學(xué)知識(shí)的一種檢驗(yàn)，而且也是對(duì)自己能力的一種提高。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我明白了自己的知識(shí)是欠缺的，以后要學(xué)的東西還很多。以前老是自我感覺良好，認(rèn)為什么東西都懂，有些眼高手低，現(xiàn)在終于知道學(xué)習(xí)是一個(gè)長(zhǎng)期積累的過程。在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷地學(xué)習(xí)努力提高自己的知識(shí)面和綜合素質(zhì)。 在此要感謝老師對(duì)我們悉心的指導(dǎo)，感謝老師給我們的幫助。在設(shè)計(jì)過程中，經(jīng)歷了不少的艱辛，但收獲比艱辛要大得多。比如：培養(yǎng)了我獨(dú)立的工作能力，提高了我的動(dòng)手能力和思維能力。這些都將對(duì)我以后走上工作崗位起到相應(yīng)的益處。 有夢(mèng)想誰都了不起，有勇氣就會(huì)有奇跡！ 長(zhǎng)風(fēng)破浪會(huì)有時(shí)，直掛云帆濟(jì)滄海！ 附件：零件CAD圖原圖