車床尾架改造設(shè)計(jì)【說(shuō)明書+CAD+SOLIDWORKS】

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重慶工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 課 題 名 稱： 車床尾架改造 專 業(yè) 班 級(jí)： 學(xué) 生 姓 名： 指 導(dǎo) 教 師： 2013 年 1 月 摘 要 數(shù)控機(jī)床加工程序的編制比普通機(jī)床工藝規(guī)程編制復(fù)雜。這是因?yàn)樵谄胀C(jī)床的加工工藝中不必考慮的問(wèn)題，如工序內(nèi)工步的安排、對(duì)刀點(diǎn)、換刀點(diǎn)及走刀路線的確定等問(wèn)題，在數(shù)控銑削加工時(shí)，這一切都無(wú)例外地都變成了固定的程序內(nèi)容，正由于這個(gè)特點(diǎn)，促使對(duì)加工程序的正確性和合理性要求極高，工藝設(shè)計(jì)不能有絲毫的差錯(cuò)，否則加工不出合格的零件。 本文主要講述數(shù)控車削和銑削加工工藝及編程，通過(guò)對(duì)零件圖紙的分析，確定該零件的加工工藝、刀具、切削用量，制定出該零件的機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片及數(shù)控加工工序卡，然后利用UG軟件繪制出該零件的三維實(shí)體圖，并運(yùn)用UG軟件對(duì)零件進(jìn)行自動(dòng)編程，最終將程序錄入機(jī)床，完成該零件的加工。 關(guān)鍵詞：數(shù)控銑削；工藝設(shè)計(jì)；加工工藝；切削用量；數(shù)控編程 Abstract Numerical control machine tool processing program than normal machine procedure establishment of complex.This is because the ordinary machine tools don't have to consider the problems in the machining process, such as step process within the work arrangements, the cutting point, changing and the determination of feed line problems such as the cutting point, in the numerical control milling, all without exception is turned into a fixed program content, is due to this characteristic, prompting high requirements for the correctness and rationality of the process, process design of there can be no mistake, otherwise processing is the key to the qualified parts. This article mainly tells about the numerical control turning and milling process and programming, through the analysis of the drawings, we determine the parts of the processing technology, cutting tool, cutting dosage, work out the parts of nc machining process for machining process card and card, then using UG software to map the components of the three-dimensional entity graph, and by use of UG software to automatic programming, parts will eventually program into machine tool, finish machining of the parts. Key words: CNC milling,Process design;The processing technology;Cutting parameter;CNC programming II 目 錄 摘 要 I Abstract II 引 言 1 1 數(shù)控機(jī)床的簡(jiǎn)介 2 1.1數(shù)控機(jī)床主要的技術(shù)參數(shù) 2 1.2數(shù)控系統(tǒng) 2 2 工藝方案分析 3 2.1 零件圖 3 2.2 工藝設(shè)計(jì) 5 2.3確定加工方法 6 2.4 確定加工方案 6 3 工件的裝夾 7 3.1定位基準(zhǔn)的選擇 7 3.2定位基準(zhǔn)選擇的原則 7 3.3裝夾方式的選擇 7 3.4數(shù)控車床常用裝夾方式 7 3.5數(shù)控銑床常用裝夾方式 8 4 刀具及切削用量 9 4.1選擇數(shù)控刀具的原則 9 4.3設(shè)置對(duì)刀點(diǎn)和換刀點(diǎn) 9 4.4確定切削用量 10 5 加工工藝規(guī)程確定 12 5.1 確定加工方案的原則 12 5.2 加工路線與加工余量的關(guān)系 12 5.3確定切削用量與進(jìn)給量 12 6 零件的加工與程序的編制 13 6.1加工前的準(zhǔn)備 13 6.2對(duì)刀 13 6.3換刀 14 6.4零件的加工 14 6.5主要部件加工工序卡與編程 14 設(shè)計(jì)小結(jié) 22 致 謝 23 參考文獻(xiàn) 24 引 言 畢業(yè)設(shè)計(jì)是培養(yǎng)我們實(shí)際工作能力的最后一個(gè)重要實(shí)踐性學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，它不但是對(duì)我們?nèi)陙?lái)的學(xué)習(xí)與實(shí)踐是一個(gè)很好的總結(jié)和考驗(yàn)，也是為以后從事專業(yè)技術(shù)工作做個(gè)強(qiáng)而有力的鋪墊。 本次我的設(shè)計(jì)題目是車床尾座架改造，在設(shè)計(jì)之前對(duì)此類零件沒(méi)有太多了解，經(jīng)過(guò)多次調(diào)查研究和指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)下,使我能夠很好的完成這次設(shè)計(jì)。此次設(shè)計(jì)不但培養(yǎng)了我們綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析和解決本專業(yè)一般技術(shù)問(wèn)題的能力，而且也進(jìn)一步鞏固擴(kuò)大和深化了我們所學(xué)的基本理論、基本知識(shí)和基本操作技能，同時(shí)也培養(yǎng)了我們樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思想和生產(chǎn)觀念、經(jīng)濟(jì)觀念、全局觀念，養(yǎng)成了理論聯(lián)系實(shí)際和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)，培養(yǎng)我們掌握機(jī)械加工的一般工藝規(guī)程和方法，獨(dú)立正確的使用技術(shù)文獻(xiàn)資料和正確的表達(dá)自己設(shè)計(jì)思想的能力。 首先，我積極地查閱相關(guān)資料，對(duì)零件圖進(jìn)行了仔細(xì)的研究，了解了現(xiàn)場(chǎng)工作情況，然后，向老師認(rèn)真的請(qǐng)教了加工工藝過(guò)程及方法等技術(shù)性問(wèn)題，為自己進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)做好準(zhǔn)備。通過(guò)以上學(xué)習(xí)，使我了解了本組零件的結(jié)構(gòu)，生產(chǎn)綱領(lǐng)和生產(chǎn)條件，并確定其重要加工表面。老師的輔導(dǎo)與分析，讓我能綜合運(yùn)用所學(xué)過(guò)的理論知識(shí)和方法，正確地制定一個(gè)零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程，從而保證零件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性；能較熟練地使用有關(guān)的手冊(cè)，圖表資料及技術(shù)參考書，也能夠較熟練應(yīng)用工藝計(jì)算的方法，正確地進(jìn)行工藝計(jì)算，熟練掌握一般零件的數(shù)控編程方法，機(jī)床的操作以及零件的數(shù)控加工。最后說(shuō)明書來(lái)闡述了關(guān)于零件的有關(guān)內(nèi)容及加工工藝過(guò)程等幾個(gè)重要方面，認(rèn)真地完成了整個(gè)設(shè)計(jì)的過(guò)程。 1 數(shù)控機(jī)床的簡(jiǎn)介 數(shù)控機(jī)床是一種用電子計(jì)算機(jī)和專用電子計(jì)算裝置控制的高效自動(dòng)化機(jī)床。主要分為立式和臥式兩種。立式機(jī)床裝夾零件方便，但切屑排除較慢；臥式裝夾零件不是非常方便，但排屑性能好，散熱很高。數(shù)控車床任意兩軸都可以聯(lián)動(dòng)，主要用于加工平面曲線的輪廓和開(kāi)敞曲面的行切。多坐標(biāo)機(jī)床是在三坐標(biāo)機(jī)床的基礎(chǔ)上，通過(guò)增加數(shù)控分度頭或者回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，成為4坐標(biāo)或者5坐標(biāo)機(jī)床（甚至多坐標(biāo)機(jī)床）。多坐標(biāo)機(jī)床主要用于曲面輪廓或者由于零件需要必須擺角加工的零件，如法向鉆孔，擺角行切等。擺角形式4坐標(biāo)的主要為A或B；5坐標(biāo)機(jī)床主要為AB，AC，BC，可根據(jù)零件要求選用。擺角大小由加工的零件決定。數(shù)控機(jī)床從組成來(lái)看，主要分為以下兩方面： 1.1數(shù)控機(jī)床主要的技術(shù)參數(shù) (1)最大旋轉(zhuǎn)范圍：尺寸大小應(yīng)根據(jù)機(jī)床的型號(hào)和大小判定。　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (2)主軸：主軸形式，主軸孔形式等。　　　　　　　 (3)進(jìn)給范圍：機(jī)床X Z兩個(gè)方向的可移動(dòng)距離（行程），移動(dòng)速度的大小；擺角的擺動(dòng)范圍，擺動(dòng)的速度?！　　　　　　　　　　　　　　　　? (4)主軸的旋轉(zhuǎn)：主軸的轉(zhuǎn)速，主軸的功率，伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)矩等?！　　　　? 1.2數(shù)控系統(tǒng) 數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的核心。現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)通常是一臺(tái)帶有專門系統(tǒng)軟件的專用微型計(jì)算機(jī)。它由輸入裝置、控制運(yùn)算器和輸出裝置等構(gòu)成，它接受控制介質(zhì)上的數(shù)字化信息，通過(guò)控制軟件和邏輯電路進(jìn)行編譯、運(yùn)算和邏輯處理后，輸出各種信號(hào)和指令控制機(jī)床的各個(gè)部分，進(jìn)行規(guī)定、有序的動(dòng)作。作為用戶，在考慮數(shù)控系統(tǒng)的時(shí)候，最關(guān)心的是系統(tǒng)的可靠性和優(yōu)越性價(jià)比，因此應(yīng)考慮一下幾個(gè)方面； (1)分辨率越高，可以清楚的進(jìn)行控制，適合工業(yè)環(huán)境使用?！　　? (2)控制軸數(shù)和聯(lián)動(dòng)軸數(shù)應(yīng)和購(gòu)買的機(jī)床相配合，符合購(gòu)買的機(jī)床情況。 (3)標(biāo)準(zhǔn)（基本）功能項(xiàng)目功能越全越好，結(jié)合機(jī)床使用而定，特別是一些自動(dòng)補(bǔ)償、自適應(yīng)技術(shù)模塊等先進(jìn)的檢測(cè)、監(jiān)控系統(tǒng)：紅外線、溫度測(cè)量、功率測(cè)量、激光檢測(cè)等先進(jìn)手段的采用，將在一定程度上大大提高機(jī)床的綜合性能，保證機(jī)床更加可靠精確地自動(dòng)工作。 2 工藝方案分析 2.1 零件圖 曲桿CAD零件圖 圖2.1 襯套CAD零件圖 圖2.2 連接桿CAD零件圖 圖2.3 頂尖CAD零件圖 圖2.4 尾座架CAD零件圖 圖2.5 轉(zhuǎn)向盤CAD零件圖 圖2.6 2.2 工藝設(shè)計(jì) （1）工藝設(shè)計(jì) 1）對(duì)零件進(jìn)行工藝分析 2）選擇毛坯和機(jī)床 3）確定加工方案 4）選擇刀具并填寫工具單 5）確定零件裝夾方式 6）確定粗、精車加工切削用量 7）確定工序內(nèi)容并填寫工序卡 （2）編寫加工程序 1）建立工件坐標(biāo)系 2）基點(diǎn)尺寸計(jì)算與確定 3）編寫加工程序 （3）零件加工與精度檢測(cè) 1）加工程序輸入與仿真 2）零件加工 3）零件精度檢測(cè)，填寫零件加工質(zhì)量檢驗(yàn)單 2.3確定加工方法 加工方法的選擇原則是保證加工表面的精度和表面粗糙度的要求，由于獲得同一級(jí)精度及表面粗糙度的加工方法一般有許多，因而在實(shí)際選擇時(shí)，要結(jié)合零件的形狀、尺寸大小和形位公差等要求全面考慮。 通過(guò)以上零件圖和相關(guān)數(shù)據(jù)分析，考慮加工的效率和加工的經(jīng)濟(jì)性，最理想的加工方式為車削和銑削，考慮該零件為中批量加工，故加工設(shè)備采用數(shù)控車床和數(shù)控銑床。 根據(jù)加工零件的外形和材料等條件，選用適合的數(shù)控機(jī)床。 2.4 確定加工方案 零件上比較精密表面加工，常常是通過(guò)粗加工、半精加工和精加工逐步達(dá)到的。對(duì)這些表面僅僅根據(jù)質(zhì)量要求選擇相應(yīng)的最終加工方法是不夠的，還應(yīng)正確的確定毛坯到最終成形的加工方案。此零件采用盡可能少裝夾的加工方法。 曲桿零件如圖2.1所示，此零件有歪曲度數(shù)要求，車床不能加工，故采用數(shù)控銑床加工，粗精分開(kāi)，翻面加工。 襯套零件如圖2.2所示，此零件主要是與尾座和頂尖配合，此零件要求光潔度高，屬于典型的軸類零件，適用于數(shù)控車床加工。 連桿零件如圖2.3所示，此零件主要是與頂尖和方向盤配合，屬于典型的軸類零件，適用于數(shù)控車床加工。 頂尖零件如圖2.4所示，屬于典型的軸類零件，適用于數(shù)控車床加工。但其粗糙度要求較高，故車床加工過(guò)程中應(yīng)該留余量進(jìn)行磨削加工。 尾座架零件如圖2.5所示，加工部位相對(duì)較多，選擇鏜床加工其通孔，和側(cè)面控，選擇銑床加工其底面定位孔。 轉(zhuǎn)向盤零件如圖2.6所示，因?yàn)榇肆慵清懺旒?，基本成型，其中心孔選擇數(shù)控銑床加工較為方便。 3 工件的裝夾 3.1定位基準(zhǔn)的選擇 在制定零件加工的工藝規(guī)程時(shí)，正確的選擇工件的定位的基準(zhǔn)有著十分中的意義。定位基準(zhǔn)選擇的好壞，不僅影響零件加工的位置精度，而且對(duì)零件個(gè)表面的加工順序也有很大的影響。合理的選擇定位基準(zhǔn)是保證零件加工精度的前提，還能簡(jiǎn)化加工工序，提高加工效率。 3.2定位基準(zhǔn)選擇的原則 1）基準(zhǔn)重合原則。為了避免基準(zhǔn)不重合誤差，方便編程，應(yīng)選用工序基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，盡量使用工序基準(zhǔn)，定位基準(zhǔn)、編程原點(diǎn)三者統(tǒng)一。 2）便于裝夾的原則。所選的定位基準(zhǔn)應(yīng)能保證定位準(zhǔn)確、可靠，定位夾緊簡(jiǎn)單、易操作，敞開(kāi)性好，能夠加工盡可能多的表面。 3）便于對(duì)刀的原則。批量加工時(shí)在工件坐標(biāo)系已經(jīng)確定的情況下，保證對(duì)刀的可能性和方便性。 3.3裝夾方式的選擇 為了工件不至于在切削力的作用下發(fā)生位移，使其在加工過(guò)程始終保持正確的位置，需將工件壓緊壓牢，采用一夾一頂?shù)姆椒?。合理的選擇加緊方式十分重要，工件的裝夾不僅影響加工質(zhì)量，而且對(duì)生產(chǎn)率，加工成本及操作安全都有直接影響。 3.4數(shù)控車床常用裝夾方式 1）在三爪自定心卡盤上裝夾。三爪自定心卡盤的三個(gè)爪是同步運(yùn)動(dòng)的，能自動(dòng)定心，一般不需要找正。該卡盤裝夾工件方便、省時(shí)，但夾緊力小，適用于裝夾外形規(guī)則的中、小型工件。 2）在兩頂尖之間裝夾。對(duì)于尺寸較大或加工工序較多的軸類工件，為了保證每次裝夾時(shí)的裝夾精度，可用兩頂尖。該裝夾方式適用于多序加工或精加工。 3）用卡盤和頂尖裝夾。當(dāng)車削質(zhì)量較大的工件時(shí)要一端用卡盤夾住，另一端用后頂尖支撐。這種方式比較安全，能承受較大的切削力，安裝剛性好，軸向定位基準(zhǔn)，應(yīng)用較廣泛。 4）用心軸裝夾。當(dāng)裝夾面為螺紋時(shí)再做個(gè)與之配合的螺紋進(jìn)行裝夾，叫心軸裝夾。這種方式比較安全，能承受較大的切削力，安裝剛性好，軸向定位基準(zhǔn)。 綜上所述此軸類零件采用三爪自定心卡盤上裝夾。 3.5數(shù)控銑床常用裝夾方式 為了工件不至于在切削力的作用下發(fā)生位移，使其在加工過(guò)程始終保持正確的位置，需將工件壓緊壓牢。合理的選擇加緊方式十分重要，工件的裝夾不僅影響加工質(zhì)量，而且對(duì)生產(chǎn)率，加工成本及操作安全都有直接影響。 在確定裝夾方案時(shí)，只需根據(jù)已選定的加工表面和定位基準(zhǔn)確定工件的定位夾緊方式，并選擇合適的夾具。 （1）專用夾具：一般在產(chǎn)品相對(duì)穩(wěn)定、批量較大的生產(chǎn)中采用各種專用夾具，可獲得較高的生產(chǎn)率和加工精度。除大批量生產(chǎn)之外，中小批量生產(chǎn)中也需要采用一些專用夾具，但在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)時(shí)要進(jìn)行具體的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析； （2）組合夾具：組合夾具是一種模塊化的夾具。標(biāo)準(zhǔn)的模塊元件具有較高的精度和賴磨性，可組裝成各種夾具。夾具用完可拆卸，清洗后可留、待組裝新的夾具。由于使用組合夾具可縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，元件能重復(fù)多次使用并具有減少專用夾具數(shù)量等優(yōu)點(diǎn)； （3）通用夾具：已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的可加工一定范圍內(nèi)不同工件的夾具，稱為通用夾具。其尺寸、結(jié)構(gòu)已經(jīng)規(guī)范化，而且具有一定的通用性，這類夾具適應(yīng)性強(qiáng)，可用于一定形狀和尺寸范圍內(nèi)的各種工件，價(jià)格便宜。其缺點(diǎn)是夾具精度不高，生產(chǎn)效率也比較低，較難裝夾。一般適用于單件小批量生產(chǎn)中。 選擇裝夾方法的要點(diǎn)： （1）盡可能的選擇箱體的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為精基準(zhǔn)；粗基準(zhǔn)的選擇要保證重要表面的加工余量均勻，使不加工表面的尺寸、位置符合圖紙的要求，且便于裝夾； （2）銑床高速?gòu)?qiáng)力切削時(shí)，定位基準(zhǔn)要有足夠的接觸面積和分布面積，以承受大的切削力且定位移動(dòng)可靠； （3）夾具本身要以機(jī)床工作臺(tái)上的基準(zhǔn)槽或基準(zhǔn)孔來(lái)定位并安裝到機(jī)床上，這可確保零件的工件坐標(biāo)系與機(jī)床坐標(biāo)系固定的尺寸關(guān)系。 根據(jù)前面定位基準(zhǔn)的選擇，決定使用工藝夾具。其特點(diǎn)是，利于分中打表及校準(zhǔn)和能精確旋轉(zhuǎn)的度數(shù)，一次性裝夾提高加工的精度。 4 刀具及切削用量 4.1選擇數(shù)控刀具的原則 刀具壽命與切削用量有密切的關(guān)系。在制定切削用量時(shí)，應(yīng)首先選擇合理的刀具壽命，而合理的刀具壽命則應(yīng)根據(jù)優(yōu)化的目標(biāo)而定。一般分最高生產(chǎn)率刀具壽命和最低成本刀具壽命兩種，前者根據(jù)單件工時(shí)最少的目標(biāo)確定，后者根據(jù)工序成本最低的目標(biāo)確定。 選擇刀具壽命時(shí)可考慮如下幾點(diǎn)根據(jù)道具復(fù)雜程度、制造和磨刀成本來(lái)選擇。復(fù)雜和精度高的刀具壽命應(yīng)選的比單刃刀具高些。對(duì)于機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具，由于換到時(shí)間短，為了充分發(fā)揮其切削性能，提高生產(chǎn)效率，刀具壽命可選的低些，一般取15-30min對(duì)于裝刀、換刀和調(diào)刀比較復(fù)雜的多刀機(jī)床、組合機(jī)床與自動(dòng)化加工刀具，刀具壽命應(yīng)選的高些，尤其保證刀具可靠性。車間內(nèi)某一工序的生產(chǎn)率限制了整個(gè)車間的生產(chǎn)率的提高時(shí)，該工序的刀具壽命要選的低些，當(dāng)某工序單位時(shí)間內(nèi)所分擔(dān)到的全廠開(kāi)支較大時(shí)，刀具壽命也應(yīng)選的低些。大件精加工時(shí)，為保證至少完成一次走刀，避免切削時(shí)中途換刀，刀具壽命應(yīng)按零件精度和表面粗糙度來(lái)定。與普通機(jī)床加工方法相比，數(shù)控加工對(duì)刀具提出了更高的要求，不僅需要?jiǎng)傂院谩⒕雀?，而求要求尺寸穩(wěn)定，耐用度高斷和排性能同時(shí)要求安裝和調(diào)整方便，這樣來(lái)滿足數(shù)控機(jī)床高效率的要求。數(shù)控機(jī)床上所選用的道具常采用適應(yīng)高速切削的刀具材料（如高速鋼、超細(xì)粒質(zhì)硬質(zhì)合金）并使用可轉(zhuǎn)位刀片。 4.3設(shè)置對(duì)刀點(diǎn)和換刀點(diǎn) 刀具究竟從什么位置開(kāi)始移動(dòng)到指定的位置呢？所以在程序執(zhí)行的一開(kāi)始，必須確定刀具在工件坐標(biāo)系下開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的位置，這一位置即為程序執(zhí)行時(shí)刀具相對(duì)與工件運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)，所以稱程序起始點(diǎn)或起刀點(diǎn)。此起始點(diǎn)一般通過(guò)對(duì)刀來(lái)確定，所以，該點(diǎn)又稱對(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：便于數(shù)值處理和簡(jiǎn)化程序編制。易于找正并在加工過(guò)程中便于檢查，引起的加工誤差小。對(duì)刀點(diǎn)可設(shè)置在加工零件上，也可以設(shè)置在夾具上或機(jī)床上，為了提高零件的加工精度，對(duì)刀點(diǎn)應(yīng)盡量設(shè)置在零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)上。實(shí)際操作機(jī)床時(shí)，可以通過(guò)手工對(duì)刀操作把刀具的刀位點(diǎn)放到對(duì)刀點(diǎn)上，即“刀位點(diǎn)”與“對(duì)刀點(diǎn)”的重合，所謂“刀位點(diǎn)”是指刀具定位基準(zhǔn)點(diǎn)，車刀的刀位點(diǎn)為刀尖或刀尖圓弧中心。用手動(dòng)對(duì)到操作，對(duì)刀精度較低，且效率低。而有些工廠采用光學(xué)對(duì)刀鏡、對(duì)刀儀、自動(dòng)對(duì)刀裝置等，以減少對(duì)刀時(shí)間，提高對(duì)刀精度。加工過(guò)程中需要換刀時(shí)，應(yīng)規(guī)定換刀點(diǎn)。所謂“換刀點(diǎn)”時(shí)指刀架轉(zhuǎn)動(dòng)換刀時(shí)的位置，換刀點(diǎn)應(yīng)設(shè)在工件或夾具的外部，以換刀時(shí)不碰工件及其他部件為準(zhǔn)。 加工中，一般采用試切對(duì)刀法。首先對(duì)Z軸，當(dāng)?shù)蹲叩饺缦聢D時(shí)，進(jìn)入“刀具補(bǔ)償”→“刀偏表”→“試切直徑”，光標(biāo)移動(dòng)到刀具所在到位號(hào)，輸入所測(cè)d的值→按“測(cè)量”，此時(shí)X軸就對(duì)好了，如圖4-1 圖4-1 再對(duì)Z軸，當(dāng)?shù)蹲叩饺缦聢D時(shí)，主軸停，用卡尺測(cè)量d，，“刀具補(bǔ)償”→“刀偏表”→“試切長(zhǎng)度”，光標(biāo)移動(dòng)到刀具所在刀位號(hào)，輸入所測(cè)L的值，→按“測(cè)量”，此時(shí)Z軸就對(duì)好了，如圖4-2。 圖4-2 4.4確定切削用量 加工參數(shù)的確定取決于實(shí)際加工經(jīng)驗(yàn)、工件的加工精度及表面質(zhì)量、工件的材料性質(zhì)、刀具的種類及刀具形狀、刀柄的剛性等諸多因素。 (1)主軸轉(zhuǎn)速(n)。硬質(zhì)合金刀具材料切削鋼件時(shí)，切削速度v取80～220m／min，根據(jù)公式n=1000v／πD及加工經(jīng)驗(yàn)，并根據(jù)實(shí)際情況，粗加工主軸轉(zhuǎn)速在400～1000r／min的范圍內(nèi)選取，精加工的主軸轉(zhuǎn)速在800～2000r／min的范圍內(nèi)選取。 (2)進(jìn)給速度粗加工時(shí)，為提高生產(chǎn)效率，在保證工件質(zhì)量的前提下，可選擇較高的進(jìn)給速度，一般取100～200mm／min。當(dāng)進(jìn)行切槽、切斷、車孔加工或采用高速鋼刀具進(jìn)行加工時(shí)，應(yīng)選用較低的進(jìn)給速度，一般在50～100mm／min的范圍內(nèi)選取。 精加工的進(jìn)給速度一般取粗加工進(jìn)給速度的1／2。刀具空行程的進(jìn)給速度一般取G00速度，或在G01時(shí)選取F120～1500mm／min。 背吃刀量(aP)背吃刀量根據(jù)機(jī)床與刀具的剛性及加工精度來(lái)確定，粗加工的背吃刀量一般取2～5mm(直徑量)，精加工的背吃刀量等于精加工余量，精加工余量一般取0.2～0.5mm(直徑量)。 數(shù)控切削用量即切削參數(shù)包括主軸轉(zhuǎn)速、銑削深度與寬度、進(jìn)給量、行距、殘留高度、層高等。對(duì)于不同的加工方法，需要選擇不同的切削用量。切削用量是加工過(guò)程中重要的組成部分，合理選擇切削用量的原則是：粗加工時(shí)，一般以提高生產(chǎn)率為主，但也應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)性和加工成本；半精加工和精加工時(shí)，應(yīng)在保證加工質(zhì)量的前提下，兼顧切削效率、經(jīng)濟(jì)性和加工成本。切削用量的因素包括： （1）機(jī)床 機(jī)床剛性、最大轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度等； （2）刀具 刀具長(zhǎng)度、刃長(zhǎng)、刀具刃口、刀具材料、刀具齒數(shù)、刀具直徑 （3）工件 毛坯材質(zhì)、熱處理性能等； （4）裝夾方式 壓板、臺(tái)鉗、托盤等； （5）冷卻情況 油冷、水冷、氣冷等。 切削用量的選擇，對(duì)切削功率，刀具磨損，加工質(zhì)量和加工成品均有影響。切削用量的選擇的一個(gè)總的原則：首先應(yīng)選擇盡量大的背吃刀量，其次選擇最大的進(jìn)給量，最后是選擇最大的切削速度。在粗加工時(shí)，首先選用盡可能大的背吃刀量，其次要根據(jù)機(jī)床的動(dòng)力和剛性等條件，選取盡可能大的進(jìn)給量，最后根據(jù)刀具的耐用度確定最佳的切削速度。在精加工時(shí)首先根據(jù)粗加工后的余量，確定背吃刀量，再根據(jù)已加工表面的粗糙度要求選取較小的進(jìn)給量，最后再保證刀具的耐用度的前提下盡可能選擇較高的切削速度。另外要據(jù)實(shí)際情況考慮周全，最后做出比較合理的最終方案。經(jīng)察取資料與實(shí)際考慮 數(shù)控編程時(shí)，編程人員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、背吃刀量及進(jìn)給速度等。對(duì)于不同的加工方法，需要選用不同的切削用量。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)揮刀具切削性能，保證合理的刀具耐用度，并充分發(fā)揮機(jī)床的性能，最大限度提高生產(chǎn)率，降低成本。 5 加工工藝規(guī)程確定 5.1 確定加工方案的原則 制定加工方案的一般原則為：先粗后精，先近后遠(yuǎn)，先內(nèi)后外，程序段最少，走刀路線 ，最短以及特殊情況特殊處理。這些原則并不是一成不變的，對(duì)于某些特殊情況，則需要采取靈活可變的方案。如有的工件就必須先精加工后粗加工，才能保證其加工精度與質(zhì)量。布輪磨、磨、研磨、電化學(xué)拋光、超級(jí)加工。 5.2 加工路線與加工余量的關(guān)系 在數(shù)控車床數(shù)量不足夠使用的條件下，一般應(yīng)把毛坯件上過(guò)多的余量，特別是含有鍛、鑄硬皮層的余量安排在普通車床上加工。如必須用數(shù)控車床加工時(shí)，則要注意程序的靈活安排。安排一些子程序?qū)τ嗔窟^(guò)多的部位先作一定的切削加工。 5.3確定切削用量與進(jìn)給量 在編程時(shí)，編程人員必須確定每道工序的切削用量。選擇切削用量時(shí)，一定要充分考慮影響切削的各種因素，正確的選擇切削條件，合理地確定切削用量，可有效地提高機(jī)械加工質(zhì)量和產(chǎn)量。影響切削條件的因素有：機(jī)床、工具、刀具及工件的剛性；切削速度、切削深度、切削進(jìn)給率；工件精度及表面粗糙度；刀具預(yù)期壽命及最大生產(chǎn)率；切削液的種類、冷卻方式；工件材料的硬度及熱處理狀況；工件數(shù)量；機(jī)床的壽命。 進(jìn)給量f(mm／r)或進(jìn)給速度F(mm／min)要根據(jù)零件的加工精度、表面粗糙度、刀具和工件材料來(lái)選。最大進(jìn)給速度受機(jī)床剛度和進(jìn)給驅(qū)動(dòng)及數(shù)控系統(tǒng)的限制。 制定加工工藝是數(shù)控車削加工的前期準(zhǔn)備工作，工藝制定的合理與否，對(duì)程序的編制、機(jī)床的加工效率和零件的加工精度都有重要的影響。數(shù)控車削加工工藝的內(nèi)容是：分析零件圖樣、確定工件在車床上的裝夾方式、各表面的加工順序何刀具進(jìn)給路線以及切削用量的選擇等。 6 零件的加工與程序的編制 6.1加工前的準(zhǔn)備 在零件加工前，有必要根據(jù)零件圖紙進(jìn)行零件工藝及工藝結(jié)構(gòu)性性分析、工藝方案的制定以及切削用量的確定等理論分析，然后結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)情況進(jìn)行加工。在加工前，進(jìn)行如下準(zhǔn)備： 1、加工設(shè)備選擇。根據(jù)現(xiàn)有生產(chǎn)條件，選擇合適的機(jī)床。 2、毛坯準(zhǔn)備。在普車實(shí)訓(xùn)中按零件毛坯尺寸下料。 3、刀具量具準(zhǔn)備。根據(jù)方案中的選擇，在刀具室領(lǐng)取所需刀具量具。 4、程序編寫。詳見(jiàn)附錄三。 在零件實(shí)際加工中，嚴(yán)格按照學(xué)院實(shí)訓(xùn)要求，穿戴好實(shí)訓(xùn)服，遵守各規(guī)章制度，按要求操作設(shè)備，注意生產(chǎn)安全。 6.2對(duì)刀 數(shù)控車床的對(duì)刀一般采用試切法，用所選的刀具試切零件的外圓和端面，經(jīng)過(guò)測(cè)量和計(jì)算得到零件端面中心點(diǎn)的坐標(biāo)值。這種方法，首先要知道進(jìn)行程序編制坐標(biāo)系原點(diǎn)在工件的位置；然后通過(guò)試切，找到所選刀具與坐標(biāo)系原點(diǎn)的相對(duì)位置，將相應(yīng)的偏置輸入刀具補(bǔ)償?shù)募拇嫫髦小? 常用的方法的對(duì)每一把刀具分別對(duì)刀，將刀具偏移量分別輸入寄存器。對(duì)刀的步驟如下： a)選擇一把刀具。 b)試切端面，保持Z方向不動(dòng)，沿X方向退出刀具。 c)進(jìn)入刀具偏置寄存器的形狀補(bǔ)償，在相應(yīng)的刀補(bǔ)號(hào)中輸入Z0。 d)按面板的“測(cè)量”鍵，就將Z向的偏移量輸入刀補(bǔ)中了。 e)試切外徑，保持X方向不動(dòng)，沿Z向退刀刀具，并記錄直徑值。 f)進(jìn)入刀具偏置寄存器的形狀補(bǔ)償，在相應(yīng)的刀補(bǔ)號(hào)中輸入直徑值。 g)按面板的“測(cè)量”鍵，就將X向的偏移量輸入刀補(bǔ)中了。 接著調(diào)用下一把刀具，重復(fù)以上操作將相應(yīng)的偏置值輸入刀具補(bǔ)償中，直到完成所有刀具偏移值的輸入。 另外，還可以用手動(dòng)脈沖的方法，在已經(jīng)加工的工件面上進(jìn)行對(duì)刀，這種方法對(duì)刀時(shí)，一定要注意在靠近工件后，應(yīng)該采用小于0.01mm的倍率來(lái)移動(dòng)刀具，直到接觸工件為止，注意不要切削過(guò)大而造成工件報(bào)廢。 6.3換刀 當(dāng)數(shù)控機(jī)床加工過(guò)程中需要換刀時(shí)，在編程時(shí)就應(yīng)考慮選擇合適的換刀點(diǎn)。所謂換刀點(diǎn)是指刀架轉(zhuǎn)位換刀的位置，當(dāng)數(shù)控車床確定了工件坐標(biāo)系后，換刀點(diǎn)可以是某一固定點(diǎn)，也可以是相對(duì)工件原點(diǎn)任意的一點(diǎn)。換刀點(diǎn)應(yīng)設(shè)在工件或夾具的外部，以刀架轉(zhuǎn)位換刀時(shí)不碰工件及其他部位謂準(zhǔn)。 6.4零件的加工 首先為了保證程序毫無(wú)誤差，一般手動(dòng)編寫程序，在數(shù)控仿真軟件里試運(yùn)行程序。再輸入實(shí)際操作機(jī)床中，加工前，先空運(yùn)行程序，檢驗(yàn)程序，根據(jù)機(jī)床實(shí)際情況調(diào)整數(shù)值，即使程序錯(cuò)誤也不會(huì)浪費(fèi)毛坯件，也便于及時(shí)修改程序。 最后，確定所有程序的路線、加工工藝都無(wú)誤后，便可對(duì)零件進(jìn)行加工。 選擇“自動(dòng)循環(huán)”方式→點(diǎn)擊控制面板上“PROG” →輸入程序名→“自動(dòng)”→“循環(huán)啟動(dòng)”→“冷卻液”→完成一系列操作后，數(shù)控機(jī)床對(duì)零件進(jìn)行自動(dòng)加工。 6.5主要部件加工工序卡與編程 (一)毛坯為64mmx65mmx15mm的曲桿，材料為45鋼，技術(shù)要求如下圖所示； 表6-1 數(shù)控加工工序卡 產(chǎn)品名 零件名稱 零件圖號(hào) 曲桿 A4 工序號(hào) 編程序號(hào) 材料 數(shù)量 夾具名 使用設(shè)備 車間 10 O0000 4 1 壓板 FANUC 數(shù)控加工車間 工序號(hào) 工步內(nèi)容 切削用量 刀具 量具 c m/min Sr/min Fmm/min Ap mm 編號(hào) 刀桿規(guī)格 刀尖半徑 名稱 名稱 1 開(kāi)粗 150 2500 1000 1 T1 φ16 0.8mm 圓鼻刀 游標(biāo)卡尺 2 精加工 120 2800 8000 0.5 T2 φ8R4 4mm 球頭刀 游標(biāo)卡尺 程序見(jiàn)附錄 (二)毛坯為φ50x85mm的襯套，材料為45鋼，技術(shù)要求如下圖所示； 表6-2 數(shù)控加工工序卡 產(chǎn)品名 零件名稱 零件圖號(hào) 襯套 A4 工序號(hào) 編程序號(hào) 材料 數(shù)量 夾具名 使用設(shè)備 車間 10 45 1 三爪卡盤 CAK6140 數(shù)控加工車間 工序號(hào) 工步內(nèi)容 切削用量 刀具 量具 Vc m/min S r/min F mm/min Ap mm 編號(hào) 刀桿規(guī)格 刀尖半徑 名稱 名稱 1 車端面 150 800 200 1 T0101 25mm×25mm 0.8mm 外圓車刀 游標(biāo)卡尺 2 粗車外圓 200 800 200 2 T0101 25mm×25mm 0.8mm 外圓車刀 游標(biāo)卡尺 3 精車外圓 150 1000 150 1 T0101 25mm×25mm 0.8mm 外圓車刀 游標(biāo)卡尺 4 車內(nèi)孔 50 600 200 1 T0202 25mm×25mm 0.4mm 內(nèi)孔車刀 游標(biāo)卡尺 5 切斷 500 50 T0303 25mm×25mm 0.4mm 切斷刀 游標(biāo)卡尺 編程 程序 程序注釋 O0001 程序起始代號(hào) M03S1200T0101 啟動(dòng)主軸，1號(hào)刀,車外圓 G0X50Z1 快速定位 G71U1R1P1Q2X0.5Z0.1F200 外圓車削循環(huán) N1G01X44F150 直線插補(bǔ) Z0 直線插補(bǔ) X46W-1 直線插補(bǔ) Z-65 直線插補(bǔ) N2G01X50 直線插補(bǔ) G70P1Q2 精車 G0X100 退刀 Z100 快速定位 M03S1000T0202 換刀 G0X25 快速定位 Z1 快速定位 G01X27F200 直線插補(bǔ) Z0 直線插補(bǔ) X26W-1 倒角 Z-63 直線插補(bǔ) U-1 直線插補(bǔ) G0Z100 退刀 M03S600T0303 換刀 G0X50 快速定位 Z-63.5 快速定位 G01X30 直線插補(bǔ) X46 直線插補(bǔ) Z-62 直線插補(bǔ) X63W-1 倒角 X25 直線插補(bǔ) G0X100 退刀 Z100 退刀 M30 程序結(jié)束 (三)毛坯為φ15x85mm的連接桿，材料為45鋼，技術(shù)要求如下圖所示； 表6-3 數(shù)控加工工序卡 產(chǎn)品名 零件名稱 零件圖號(hào) 連桿 A4 工序號(hào) 編程序號(hào) 材料 數(shù)量 夾具名 使用設(shè)備 車間 10 45 1 三爪卡盤 CAK6140 數(shù)控加工車間 工序號(hào) 工步內(nèi)容 切削用量 刀具 量具 Vc m/min S r/min F mm/min Ap mm 編號(hào) 刀桿規(guī)格 刀尖半徑 名稱 名稱 1 車端面 150 800 200 1 T0101 25mm×25mm 0.8mm 外圓車刀 游標(biāo)卡尺 2 粗車外圓 200 800 200 2 T0101 25mm×25mm 0.8mm 外圓車刀 游標(biāo)卡尺 3 精車外圓 150 1000 150 1 T0101 25mm×25mm 0.4mm 外圓車刀 游標(biāo)卡尺 4 切斷 500 50 T0202 25mm×25mm 0.4mm 切斷刀 游標(biāo)卡尺 編程 程序 程序注釋 O0002 程序起始代號(hào) M03S1300T0101 啟動(dòng)主軸，1號(hào)刀車外圓 G0X15Z1 快速定位 G71U1R1P1Q2X0.5Z0.1F200 外圓車削循環(huán) N1G01X5F150 直線插補(bǔ) Z0 直線插補(bǔ) X6W-0.5 倒角 Z-4 直線插補(bǔ) X9 直線插補(bǔ) X10W-0.5 倒角 Z-65 直線插補(bǔ) N2G01X15 倒角 G70P1Q2 精車循環(huán) G0X100 快速退刀 Z100 快速退刀 M03S700T0202 換刀 G0X16 定位 Z-63 定位 G01X5F50 直線插補(bǔ) X12 直線插補(bǔ) Z-62.5 直線插補(bǔ) X63Z-63 倒角 X0 直線插補(bǔ) G0X100 退刀 Z100 退刀 M30 程序結(jié)束 (四)毛坯為φ30x150mm的頂尖，材料為45鋼，技術(shù)要求如下圖所示； 表6-4 數(shù)控加工工序卡 產(chǎn)品名 零件名稱 零件圖號(hào) 結(jié)合座 A4 工序號(hào) 編程序號(hào) 材料 數(shù)量 夾具名 使用設(shè)備 車間 10 45 1 三爪卡盤 CAK6150 數(shù)控加工車間 工序號(hào) 工步內(nèi)容 切削用量 刀具 量具 Vc m/min S r/min F mm/min Ap mm 編號(hào) 刀桿規(guī)格 刀尖半徑 名稱 名稱 1 車端面 150 800 200 1 T0101 25mm×25mm 0.8mm 外圓車刀 游標(biāo)卡尺 2 粗車外圓 200 800 200 2 T0101 25mm×25mm 0.8mm 外圓車刀 游標(biāo)卡尺 3 精車外圓 150 1000 150 1 T0101 25mm×25mm 0.4mm 外圓車刀 游標(biāo)卡尺 4 切斷 500 50 T0202 25mm×25mm 0.4mm 切斷刀 游標(biāo)卡尺 編程 程序 程序注釋 O0003 程序起始代號(hào) M03S1000T0101 啟動(dòng)主軸，1號(hào)刀車外圓 G0X30Z1 快速定位 G71U1R1P1Q2X0.5Z0.1F200 外圓車削循環(huán) N1G01X0F120 直線插補(bǔ) Z0 直線插補(bǔ) X26Z-35 車錐度 Z-105 直線插補(bǔ) N2X30 直線插補(bǔ) G70P1Q2 精車循環(huán) G0X100Z100 退刀 T0202M03S600 換刀 G0X30Z-103 快速定位 G01X6F50 直線插補(bǔ) X26 直線插補(bǔ) Z-102 直線插補(bǔ) X25Z-103 倒角 X0 直線插補(bǔ) G0X100 退刀 Z100 退刀 M30 程序結(jié)束 設(shè)計(jì)小結(jié) 在首次加工過(guò)程中不要一味追求復(fù)雜輪廓的工件，幻想把所有的程序都用上，這樣往往不易獲得成功。而應(yīng)選定幾個(gè)有代表性表面的工件來(lái)練習(xí)，亦可在此基礎(chǔ)上不斷變換練習(xí)。通過(guò)實(shí)例實(shí)訓(xùn)，能夠按零件圖擬定工藝方案、選擇刀具、編程并加工出實(shí)訓(xùn)工件，從而達(dá)到舉一反三的目的，獲得事半功倍的效果。老師的輔導(dǎo)與分析，讓我能綜合運(yùn)用所學(xué)過(guò)的理論知識(shí)和方法，正確地制定一個(gè)零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程，從而保證零件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性；能較熟練地使用有關(guān)的手冊(cè)，圖表資料及技術(shù)參考書，也能夠較熟練應(yīng)用工藝計(jì)算的方法，正確地進(jìn)行工藝計(jì)算，熟練掌握一般零件的數(shù)控編程方法，機(jī)床的操作以及零件的數(shù)控加工。 在畢業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，我做了大量的調(diào)查和研究，收集了較大的技術(shù)資料。閱讀了大量的專業(yè)文獻(xiàn)，并將它們應(yīng)用到了畢業(yè)設(shè)計(jì)當(dāng)中，并在設(shè)計(jì)中進(jìn)行了廣泛的比例分析，研究和指導(dǎo)老師的耐心幫助下逐漸得到了解決，我學(xué)到了許多課本上沒(méi)有學(xué)到的知識(shí)，把課本上的理論知識(shí)比較充分的運(yùn)用到實(shí)踐中，增強(qiáng)了對(duì)理論知識(shí)的理解和比較全面的掌握。在綜合訓(xùn)練中驗(yàn)證了自己所學(xué)到的專業(yè)知識(shí)，從而把理性的認(rèn)識(shí)與感性的認(rèn)識(shí)有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，加深了對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握和對(duì)自己即將從事的工作進(jìn)一步認(rèn)識(shí)。 這次的綜合訓(xùn)練學(xué)習(xí)，從總體上鍛煉了自己動(dòng)手動(dòng)腦能力，提高了業(yè)務(wù)技能，從而把數(shù)控和機(jī)制工藝的知識(shí)結(jié)合起來(lái)；更有效地提高對(duì)數(shù)控專業(yè)的知識(shí)；更有效地提高對(duì)數(shù)控專業(yè)的認(rèn)識(shí)和理解。由于經(jīng)驗(yàn)欠缺，不妥之處，懇請(qǐng)各位老師海涵并與予指正，以便于我以后更好的學(xué)習(xí)和工作，感謝老師給予我的指導(dǎo)。 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)校的規(guī)劃與教育，給與我們良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，并提供給我們對(duì)學(xué)業(yè)及個(gè)人生涯的多元信息幫助我們成長(zhǎng)。 感謝系領(lǐng)導(dǎo)對(duì)我們的關(guān)懷和重視，使我得以發(fā)揮自己的特長(zhǎng)，找到人生的價(jià)值。感謝三年來(lái)陪伴我學(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(méi)使我的學(xué)習(xí)變成勞作而成為一種快樂(lè)；感謝您們讓我找到自生的價(jià)值；感謝您們幫助我發(fā)展了自己的專長(zhǎng)，而且讓我把事情做得更好。感謝您們?nèi)萑涛业娜涡耘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。 特別感謝恩師細(xì)心教導(dǎo)，他的悉心指導(dǎo)與我輔正，對(duì)于論文，架構(gòu)啟迪，及其內(nèi)容的細(xì)心斟酌與指導(dǎo)，倍及辛苦。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)在我自己的努力和老師的辛勤指導(dǎo)下，經(jīng)過(guò)一系列的工作終于完成了。通過(guò)此次設(shè)計(jì)使我感悟到了畢業(yè)設(shè)計(jì)的重要性和必要性，為我們能夠更好地邁入工作崗位做了充分的準(zhǔn)備，是我由學(xué)生向技術(shù)人員轉(zhuǎn)變的重要過(guò)渡，所以我十分重視學(xué)校給我提供的這次學(xué)習(xí)和鍛煉的機(jī)會(huì)。 參考文獻(xiàn) [1] 趙長(zhǎng)旭.?數(shù)控加工工藝.?西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2007.9 [2] 江洪.?UG NX6基礎(chǔ)教程.?北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.1 [3] 王甫茂.?機(jī)械制造基礎(chǔ).?上海：上海交通大學(xué)出版社，2005. 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