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

螺紋芯軸的數(shù)控加工工藝系統(tǒng)設(shè)計與編程仿真含UG三維及CAD圖-獨家.zip,螺紋,數(shù)控,加工,工藝,系統(tǒng),設(shè)計,編程,仿真,UG,三維,CAD,獨家 螺紋芯軸的數(shù)控加工工藝系統(tǒng)設(shè)計與編程仿真 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)計的核心工作，必須在數(shù)控加工方案制定前完成。一個合格的編程人員對數(shù)控機床及其控制系統(tǒng)的功能及特點，以及影響數(shù)控加工的每個環(huán)節(jié)都要有一個清晰、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。??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)控加工程序的運行，可自動完成內(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，并能進行車槽、鉆孔、擴孔、鉸孔等工作。 本次設(shè)計說明書以數(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 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 切削用量計算 13 第五章 ?程序的編制與仿真加工 15 5.1 對刀點與換刀點的確定 15 5.2 數(shù)值的計算 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 22 第一章 引言 數(shù)控技術(shù)是用數(shù)字信息對機械運動和工作過程進行控制的技術(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)域的擴大，對歸計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,因為這些行業(yè)所需要裝備的數(shù)字化已是現(xiàn)代發(fā)展的大趨勢.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爭能力的重要性保證.數(shù)控加工與編程畢業(yè)設(shè)計是數(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)知識及專業(yè)技能的重要組成部分，通過畢業(yè)設(shè)計使我們學(xué)會了對相關(guān)學(xué)科中的基本理論基本知識進行綜合運用,同時使對本專業(yè)有較完整的系統(tǒng)的認(rèn)識,從而達到鞏固、擴大、深化所學(xué)知識的目的,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)計主要解決的問題是零件的裝夾、刀具的對刀、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、機床的熟練操作。運用數(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)知識和數(shù)控機床實際操作的一次綜合練習(xí)，進一步認(rèn)識數(shù)控技術(shù)，熟練數(shù)控機床的操作，掌握數(shù)控，開發(fā)數(shù)控內(nèi)在潛力。 設(shè)計過程中使我對以前所學(xué)的知識講行了更進一步的鞏固，其中涉及的機械制造領(lǐng)域都有了更多的了解，擴展了我的知識面，學(xué)到了一些設(shè)計思路，同時零件的加工使我對數(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 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)軸零件它屬于臺階軸類零件，由圓柱面、螺紋、螺尾退刀槽、圓弧等組成。 通過對CAD圖2-1的分析可列出該軸零件的各項技術(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 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 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：鍛件適用于強度要求高、形狀比較簡單的零件毛坯，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，適用于自動機床加工。 （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，對于大件來說，焊接件簡單、方便，但焊接后變形大，需經(jīng)時效處理。 （5）冷沖壓件：可以非常接近成品要求，在小型機械、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；而對于重要的鋼質(zhì)零件，力學(xué)性能要求高時，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，但對于形狀復(fù)雜的薄壁件，一般不能采用砂型鑄造；對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，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，以減少機械加工，節(jié)省材料。 （4）現(xiàn)有生產(chǎn)條件。選擇毛坯類型時，要結(jié)合本企業(yè)的具體生產(chǎn)條件，如現(xiàn)場毛坯制造的實際水平和能力、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，減少機械加工余量，提高經(jīng)濟效益，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，以達到減少機械加工的勞動量，力求達到少或無切削加工。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，以便通過機械加工達到零件的技術(shù)要求。 綜上所述，本例芯軸屬于中、小傳動軸，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(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行精加工。 2.3 工藝設(shè)備的選擇 2.3.1 機床的選擇 機床選擇的原則： 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)控機床上加工零件時，安裝零件要合理選擇定位基準(zhǔn)和夾緊方案，為提高數(shù)控機床效率，確定定位基準(zhǔn)與夾緊方案時應(yīng)注意： （1）力求設(shè)計、工藝與編程計算的基準(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）避免采用占機人工調(diào)整式加工方案，以充分發(fā)揮數(shù)控機床的效能。 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)控加工的特點對夾具提出了兩個基本要求：一是要保證夾具的坐標(biāo)方向與機床的坐標(biāo)方向相對固定；二是要協(xié)調(diào)零件和機床坐標(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行裝夾加工。 綜上所述，零件直接夾持毛坯外圓伸出105mm長，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，在編程時充分考慮數(shù)控加工的特點，能夠正確選擇刀刃具及切削用量。 數(shù)控刀具有以下特點：①剛性好（尤其是粗加工刀具）、精度高、抗振及熱變形?。虎诨Q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)整時間；⑤刀具應(yīng)能可靠地斷屑或卷屑，以利于切屑的排除；⑥系列化、標(biāo)準(zhǔn)化，以利于編程和刀具管理。 數(shù)控機床上用的刀具應(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，粗車時吃刀深、進給快，要求車刀有足夠的強度，能一次進給車去較多的余量；精車時要達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，必要時還可磨出修光刃。為減少換刀時間、方便對刀、提高生產(chǎn)效率，便于實現(xiàn)機械加工的標(biāo)準(zhǔn)化，在數(shù)控車削加工時，應(yīng)盡量采用機夾刀和機夾片刀，機夾片刀常采用可轉(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，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 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。此時可用不同的機床或不同的刀具進行加工，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。同時應(yīng)盡量減少空行程，當(dāng)用同一把刀加工工件的多個部位時，應(yīng)以最短的路線到達各加工部位。 對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)先進行價格，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），次要表面常穿插進行加工，一般安排在主要表面達到一定精度之后、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，刀具刀位點相對于工件的運動軌跡和方向稱為加工路線。即刀具從對刀點開始運動起，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： （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時間。 （3）應(yīng)使數(shù)值計算簡單，以減少編程工作量。 此外，確定加工路線時，還要考慮工件的加工余量和機床、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，應(yīng)考慮檢驗工序的安排、檢查項目及檢驗方法的確定。 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 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 機械加工工藝過程卡 工序號 工序名稱 工序內(nèi)容 設(shè)備 1 備料 下料Φ52x130mm的棒料 砂輪機 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 測量各部分尺寸、形狀精度檢測 數(shù)控加工工序卡 工序卡片 產(chǎn)品名稱或代號 零件名稱 材料 程序號 芯軸 45 O0001 工序號 工序名稱 夾具 使用設(shè)備 車間 二 三爪自定心卡盤 數(shù)控機床 數(shù)控基地 工步號 工步內(nèi)容 刀具號 進給速度 (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 切削用量的計算 4.1?切削用量的選擇 數(shù)控編程時，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，可根據(jù)加工情況由工人確定；一般可由《機械加工工藝手冊》或《切削用量手冊》中選取。 4.1.1主軸轉(zhuǎn)速的確定 （1）車外圓時主軸轉(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）車螺紋時主軸的轉(zhuǎn)速 在車削螺紋時，車床的主軸轉(zhuǎn)速將受到螺紋的螺距P（或?qū)С蹋┐笮?、?qū)動電機的升降頻特性，以及螺紋插補運算速度等多種因素影響，故對于不同的數(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)濟型數(shù)控車床推薦車螺紋時的主軸轉(zhuǎn)速n(r/min)為： n≤（1200/P）－k 式中?P——被加工螺紋螺距，㎜； k——保險系數(shù)，一般取為80。 主軸轉(zhuǎn)速n最后要根據(jù)上述計算值、機床說明書而定，選取機床有的或較接近計算值的轉(zhuǎn)速。 4.1.2進給速度的確定 進給速度是數(shù)控機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。最大進給速度受機床剛度和進給系統(tǒng)的性能限制。 確定進給速度的原則是： （1）當(dāng)工件的質(zhì)量要求能得到保證時，為提高生產(chǎn)效率，可選擇較高的進給速度。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，宜選擇較低的進給速度，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，進給速度應(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?，特別是遠距離“回零”時，可以設(shè)定該機床數(shù)控系統(tǒng)設(shè)定的最高進給速度。 4.1.3背吃刀量的確定 背吃刀量根據(jù)機床、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，對于能否充分發(fā)揮機床潛力與刀具的切削性能，實現(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，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。 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，應(yīng)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(diào)速的數(shù)控車床，由于主軸在低轉(zhuǎn)速時扭矩降低，尤其應(yīng)注意此時的切削用量選擇。 4.2 切削用量計算 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)《切削用量簡明手冊》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[1]P137表4-3查得切削速度= 150m/min, 計算主軸轉(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，選取Vc=150m/min，f=0.2mm/r，ap=1.5mm，粗加工時直徑取 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，選取Vc=120m/min，f=0.1mm/r，ap=0.5mm，粗加工時直徑最小值30mm。 則：主軸轉(zhuǎn)速：n =1000Vc/πd ????????????????? ? ?=[（1000×120）/（3.14×30）]r/min=1273.9r/min 取1300r/min ?????? ?進給速度：F =f×n =（0.1×1300）mm/min=130mm/min （4）切槽、切斷 精車外圓時，選取Vc=20m/min，f=0.1mm/r，ap=0.5mm，粗加工時直徑取20mm。 則：主軸轉(zhuǎn)速：n =1000Vc/πd ????????????????? ? ?=[（1000×40）/（3.14×20）]r/min=636.94r/min 取600r/min ?????? ?進給速度：F =f×n =（0.1×600）mm/min=60mm/min （5）車螺紋 車螺紋時，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、刀具運動軌跡的尺寸數(shù)據(jù)、工藝參數(shù)（主運動和進給運動速度、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編程兩類。 手工編程時，整個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械加工工藝知識和數(shù)值計算能力。對于點位加工或幾何形狀不太復(fù)雜的零件，數(shù)控編程計算較簡單，程序段不多，手工編程即可實現(xiàn)。 自動編程是用計算機把人們輸入的零件圖紙信息改寫成數(shù)控機床能執(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算機來實現(xiàn)。 5.1 對刀點與換刀點的確定 工件裝夾方式確定后，即可通過確定工件原點來確定工件坐標(biāo)系。如果要運行這一程序來加工工件，必須確定刀具在工件坐標(biāo)系開始運動的起點。程序起始點或起刀點一般通過對刀來確定，所以，該點又稱為對刀點。在編制程序時，要正確選擇對刀點的位置。對刀點設(shè)置原則是：（1）便于數(shù)值處理和簡化程序編制；（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。對刀點可以設(shè)置在加工零件上，也可以設(shè)置在夾具或機床上，盡可能設(shè)在零件的設(shè)計基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)上。 換刀點是指加工過程中需要換刀時刀具的相對位置點。換刀點往往設(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)。 本零件將對刀點設(shè)在裝夾后右端面中心，換刀點設(shè)在離對刀點x、z方向分別為100，100的位置。 5.2 數(shù)值的計算 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 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)計中，學(xué)習(xí)了不少的新知識，體會到了學(xué)習(xí)的重要性，同時，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，并提供給我們對學(xué)業(yè)及個人生涯發(fā)展的多元信息，幫助我們成長。 感謝三年來陪伴我們學(xué)習(xí)與生活的恩師，感謝您們對我精心的教育，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值；感謝您們幫助我發(fā)現(xiàn)了自己的專長，而且讓我把事情做得更好。感謝您們?nèi)萑涛业娜涡排c錯誤，不僅教會了我知識，更教會了我如何做事，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起點，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，再進行總體設(shè)計、詳細(xì)設(shè)計，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)的知識應(yīng)用到實踐中去，使我掌握了一整套規(guī)范的設(shè)計操作流程。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)計準(zhǔn)備階段，我總結(jié)學(xué)過的專業(yè)知識，到圖書館、上網(wǎng)查找資料，搜集各種能輔助設(shè)計的知識。設(shè)計過程中，運用綜合知識進行考慮，遇到不懂的問題及時向老師請教，或與同學(xué)討論。從開題報告的格式，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)計最終得以順利完成。  參考文獻 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)控技能大賽組委會編．《決賽試題解析與點評》．中國科技技術(shù)出版社，2005年 5、??? 朱淑萍編．《機械加工工藝及裝備》．機械工業(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)測量》．機械工業(yè)出版社．2005年 ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? 22 螺紋芯軸的數(shù)控加工工藝系統(tǒng)設(shè)計與編程仿真 摘 要 通過數(shù)控對零件進行加工，對這個加工的工藝進行分析，在整個環(huán)境里面對程序進行編制是非常重要，也是非常復(fù)雜的一個部分，在整個數(shù)控加工工藝?yán)锩?，這也是尤其重要的一個部分，所以一定要在設(shè)計數(shù)控加工方案之前將它弄出來。好的程序員，一定要非常了解數(shù)控機床，對這個機床的控制系統(tǒng)的功能，還有特征要非常的清楚明白，這樣的話，在進行數(shù)控加工的時候，程序員對于每一步才能了如子掌，防止在加工過程里面產(chǎn)品質(zhì)量出現(xiàn)問題，避免出現(xiàn)不必要的算是。所以說，對數(shù)控加工過程進行詳細(xì)的分析，才能確保整個工序的完成。 國內(nèi)現(xiàn)在用的最多的就是數(shù)控機床，這種類型的機床主要是用來對軸類，盤類等等零部件來進行加工的。用數(shù)控機床對零部件來進行加工，加工過程是完全自動化的，可以將里面的圓外面的圓柱表面，圓錐的表面，成型的表面，螺紋還有端面來進行加工，而且數(shù)控機床的功能還可以車槽，鉆孔，擴孔，鉸孔這些。 我們論文里面主要闡述的就是數(shù)控車床對芯軸零件進行車削，在選擇進行加工的機床的時候，要按照需要加工零件的材質(zhì)，外部的形狀，還有需要加工的零件的精確度，在加工之前要先將方案確定下來，將加工的程序布置下來，每一個工序使用什么工具，還有切削的用量是多少等等，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 I Abstract By NC for parts processing, this processing technology to analyze the entire environment inside the program preparation is very important, but also very complex part, the entire CNC machining process inside, which is particularly important a part, so be sure to design NC program before it will get out. Good programmers, must be well aware of CNC machine tools, the function of this machine tool control systems, as well as features to be very clearly understood that this is the case, when during the NC programmer for each step to the child, such as palm to prevent problems during processing inside the product quality and avoid unnecessary considered. So, for CNC machining process detailed analysis in order to ensure the completion of the entire process. China is now the most widely used is the CNC machine tools, this type of machine is mainly used for the shaft, disk and so the parts to be processed. CNC machine tools used for parts to be processed, the process is fully automated, you can round the outside cylindrical surface of the inside surface of the cone, forming the surface, there is a threaded end surface to be processed, and can also function CNC machine tools grooving, drilling, reaming them. According to the desired degree of precision machined parts material, external shape, as well as the part to be machined, prior to the time that CNC lathes for turning parts of the mandrel, the selection of machining inside the main paper we set forth to be processed the first program finalized, the machining program arranged down each step what tools to use, as well as cutting the amount of how much, etc., written in machined parts program. Key words: CNC lathe,Process analysis；The cutting tool;Cutting parameter；Processing program 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 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 切削用量計算 13 第五章 ?程序的編制與仿真加工 15 5.1 對刀點與換刀點的確定 15 5.2 數(shù)值的計算 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 22 第一章 引言 所謂數(shù)控，說的就是通過數(shù)字信息，針對機械過程進行一系列的控制，所以說將數(shù)控技術(shù)應(yīng)用到機械加工行業(yè)，是的機械加工行業(yè)產(chǎn)生了質(zhì)的變化了，這樣一來原來的加工業(yè)就是工業(yè)化了，現(xiàn)在數(shù)控技術(shù)使用的范圍越來越大，而且數(shù)控技術(shù)發(fā)展也是很快的，在民生的行業(yè)數(shù)控技術(shù)使用的也是很多了，所以說，現(xiàn)在大型設(shè)備數(shù)字化是現(xiàn)在所有機械發(fā)展的方向，將數(shù)控技術(shù)還有機床的技術(shù)提高，就可以將我們國家加工行業(yè)的信息化水平提高，也可以提高我們國家在世界上的地位。所以對于數(shù)控技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)在是非常重要的。通過完成這篇論文，對于數(shù)控一些專業(yè)化的知識有了一個全面的了解和認(rèn)識，對于在學(xué)校所學(xué)習(xí)的專業(yè)知識又進行了鞏固，在面對問題的時候解決問題的能力也大大的提高了。? 我們這篇論文主要是對零件進行裝夾，刀具對刀，還有指定工藝路線，加工工序還有步驟，怎么使用刀具，確定刀具的切削量，車削加工過程，還有機床的使用。 在完成畢業(yè)論文的過程里面，我在學(xué)校所學(xué)的這些知識又溫故了一遍，這些知識包羅了機械制造行業(yè)，對于我的知識面擴大了不少，同一時間，針對機床進行數(shù)控編程，還有操作都更加的熟悉了。 3 ??第二章 零件工藝規(guī)程設(shè)計 2.1? 零件圖的審查 圖2-1 圖2-2 在上面的圖2-1和2-2里面，展示的都是轉(zhuǎn)軸的零部件，這兩個圖里面的零部件都是臺階軸類的，它的組成部分是圓柱面，螺紋，螺尾退刀槽、圓弧等等。 通過對CAD圖2-1的分析可列出該軸零件的各項技術(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 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 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 對毛坯進行分類，主要有鑄件、鍛件、壓制件、沖壓件、焊接件、型材和板材等。 （1）鑄件：主要是用來對外形比較復(fù)雜的毛坯進行加工，零件的壁比較薄的話是不能用砂型進行鑄造的，比較大的鑄造件可以進行砂型鑄造，可以使用比較先進的鑄造方式對中型的零部件還有小型的零部件進行加工鑄造?？梢赃M行鑄造的材質(zhì)有鑄鐵、鑄鋼及銅、鋁等有色金屬。 （2）鍛件：這種加工方式主要是對強度要求很高，形狀不復(fù)雜的零部件的毛坯來進行加工的，在進行鍛造的時候有兩種方式，分別是自由鍛還有模鍛。在鍛錘或者是壓力機的上面，通過手工加工的方式對成型的鍛件進行加工，就叫做自由鍛造鍛件。 （3）型材：型材的種類有兩種，熱軋，冷軋。熱軋這行材料它是比較大的，但是精確度是比較低的，一般情況都是對普通的毛坯零件進行加工；冷軋這種材質(zhì)形狀比較小，但是精確度是很高的，主要是加工對精確度加工要求很高的中型零部件，小型零部件進行加工，這種材質(zhì)可以在自動機床上進行加工。 （4）焊接件：焊接件是按照實際的要求，將鋼板或者是型材按照實際的需要進行加工生產(chǎn)的，對于這些外形比較大的零部件來說，進行焊接是最簡便的方式了，不過焊接好了以后，形狀會更大，這個時候一定要進行一個時效的處理了。 （5）冷沖壓件：對于需要加工產(chǎn)品的要求基本上可以完全發(fā)到了，在加工一些小的機械產(chǎn)品，儀表還有輕工電子這些方面使用的是非常的多的。但是，因為現(xiàn)在沖壓模的價格是非常高的，所以一般都是批量化生產(chǎn)的時候才會用。主要是用來加工外部形狀很復(fù)雜的零部件，中型材料還有小型材料也是生產(chǎn)的非常多的。 通過上面的分析，我們這個零部件使用的材料選擇的是圓棒料型材。 2.1.2.2 確定毛坯考慮因素 在選擇毛坯的時候要注意下面幾點： （1）零件的材料及其力學(xué)性能。在確定好零件使用的材質(zhì)以后，基本上就確定下來毛坯的種類了。舉個例子，假如說零件的材質(zhì)是鑄鐵的話，那么在加工毛坯的時候就應(yīng)該進行鑄造了；不過一些關(guān)鍵部位的鋼質(zhì)的零部件，在對毛坯進行加工的時候，因為這種材料對于力學(xué)的性能要求是比較高的，所以應(yīng)該進行鍛造。 （2）零件的結(jié)構(gòu)和尺寸。毛坯的外部性狀比較復(fù)雜的話，進行加工的時候一般使用鑄造，不過對于一些毛坯壁厚比較薄的話，是不能進行砂型鑄造的；有的階梯軸沒有什么特別的用處，而且每一個階段它的直徑都幾乎一樣，并且對于力學(xué)的性能要求沒有多高的時候，毛坯使用的材料可以是棒料，如果說每一段的直徑大小有很大的差別的話，為了能夠降低成本，應(yīng)該用鍛件。 （3）生產(chǎn)綱領(lǐng)的大小。針對加工的量很多的，對毛坯進行加工的時候一定要使用精確度很高的方式，這樣可以降低成本，加快效率。 （4）現(xiàn)有生產(chǎn)條件。確定毛坯的種類的時候，一定要根據(jù)實際加工的要求，還有加工的環(huán)境，能力，條件來進行。 （5）盡可能在加工的時候用新技術(shù)，新工藝還有新材料。要想將成本降低，能耗降低，讓設(shè)備在加工時候的加工余量降低，將利潤提高，只要有機會，一定要使用精確度很高的鑄造，冷擠壓等等新的加工工藝，新的技術(shù)還有新型的材料。 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 加工的產(chǎn)品表面的外形，還有結(jié)構(gòu)，大小以及加工余量可以將毛坯的外形還有大小確定下來，毛坯一定不能跟零部件靠在一起，這樣可以將機械加工的工作量降低，盡可能實現(xiàn)不進行切削加工，或者是最少量的進行切削加工。不過因為我們現(xiàn)在的技術(shù)水平還達不到這個要求，而且現(xiàn)在零部件在加工的時候，表面的要求還有精確度的要求比原來要高很多，那么這樣的話一定要在毛坯有的面上留一點加工余量，這樣可以對它進行一個機械的加工，達到零部件的實際要求。 結(jié)合上面我們的分析，論文里面使用的芯軸是一種中小型的傳動軸，而且每一個外邊的圓的直徑大小都是差不多大的，所以毛坯使用的棒料的大小是Φ52x130mm。 2.2 加工方法的選擇 通常來說，芯軸的表面都是回轉(zhuǎn)的，一般加工成型用的都是車削的。對零部件的大小，精確度，還有外部性狀的精確度，所在位置的精確度還有表面的粗糙度的要求進行一系列的分析，因為論文里面芯軸對于表面的公差等級要求是比較高的，要求是IT6，但是呢表面粗糙度的要求又是比較小的，只有1.6um，所以我們一定要將加工工藝合理的確定下來。在進行加工的時候，一定要將粗車和精車分離，這樣可以使得粗加工以后有很多的余量再進行精加工。 2.3 工藝設(shè)備的選擇 2.3.1 機床的選擇 機床選擇的原則： ①確保加工的零部件達到技術(shù)的要求，產(chǎn)品滿足需要。 ???????????? ? ??②有利于提高生產(chǎn)率。 ?????????????? ? ③盡可能降低生產(chǎn)成本(加工費用)。 在進行車削的時候使用的機床，要按照需要加工的毛坯的材質(zhì)，種類，外形還有難易程度，精確度要求，數(shù)量等等。我們論文里面確定的機床是CAK6140數(shù)控車床。 2.3.2量具及輔助用具的選擇 在進行加工的時候，要用到的工具有：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 使用數(shù)控機床對零部件進行加工的時候，將零件安裝在機床上的時候一定要選好定位基準(zhǔn)，確定好怎么夾緊，要想將加工效率提高，在對定位基準(zhǔn)還有夾緊方式進行確定的時候要關(guān)注下面幾點： （1）一定要確保設(shè)計方案，工藝過程，編程計算都是統(tǒng)一的； （2）降低對毛坯進行裝夾的次數(shù)，保證一次裝夾定位以后，完成加工任務(wù)； （3）不要人工對機床進行操控，數(shù)控機床自動化控制。 2.5 選擇夾具 夾具就是用來裝夾需要加工的零部件，在機床上進行加工的，在這個過程里面，一定要讓零部件的定位精度準(zhǔn)確，加工好了拿下來的時候要快，要方便。使用數(shù)控機床的時候，對于夾具一定要滿足下面兩個方面：一個方面是確保夾具跟機床相互之間是固定不動的；二就是要調(diào)整好加工產(chǎn)品跟機床之間的大小關(guān)系。 按照加工產(chǎn)品的大小，精確度要求還有加工的環(huán)境，一般在對夾具進行車削的時候用的最多的就是三爪自定心卡盤。這種刀具可以自己進行定心，在對加工產(chǎn)品進行夾緊的時候范圍是比較廣的，經(jīng)常加工的產(chǎn)品形狀有圓形，三角形，六邊形等等。 該芯軸零件就選擇三爪定心卡盤進行裝夾加工。 綜上所述，零件直接夾持毛坯外圓伸出105mm長，一步加工到位即可。 2.6?刀具的選擇 數(shù)控刀具有以下特點：①刀具的剛醒是特別的好，特別是進行粗加工的，精確度是很高的，可以抗震，熱變形的量是很小的；②互換性好，便于快速換刀；③使用的時間長，在進行切削的時候很穩(wěn)定；④在調(diào)整它的大小的時候很方便，這樣就可以不要去換刀了；⑤刀具一定要盡量不要進行切削；⑥在對刀具進行管理的時候一定要系列化，標(biāo)準(zhǔn)化。 刀具在數(shù)控機床上用的時候，在進行調(diào)整的時候要簡單，刀具自身的剛性要好，刀具自身的精確度要高等等。在數(shù)控機床上面可以進行粗車削，也可以進行精車削。在車床上進行粗車的時候，刀被吃進去的深度比較深，在進給的時候速度是比較快的，車刀的強度很高，車出去的余量是比較多的；在進行精車的時候，可以完全滿足實際需要，不過車去的余量沒有多少，這個對于刀具的鋒利要求很高，在切的時候要直要光滑，有的時候還能有修光刃。為了能夠盡量不換刀，對刀方便一些，生產(chǎn)效率高一些，在用機床進行車削的時候，盡可能的使用機夾刀還有機床夾著片刀，使用這個方式可以轉(zhuǎn)位車刀。 刀片使用什么材料，是要按照我們加工的產(chǎn)品的材料，加工的精確度要求，切削的時候產(chǎn)生的載荷是多少還有在進行切削的時候有沒有沖擊振動來確定的，所以論文里面使用的刀具的材質(zhì)是硬質(zhì)合金。 數(shù)控加工刀具卡片 刀具名稱 刀具號 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) 想要確保加工產(chǎn)品的大小，還有位置的準(zhǔn)確度，一定要將定位基準(zhǔn)選擇好。定位基準(zhǔn)的種類一般有兩種，精基準(zhǔn)和粗基準(zhǔn)，使用沒有加工過的毛坯的面最為定位基準(zhǔn)的，就是粗基準(zhǔn)，使用加工過的毛坯的表面作為定位基準(zhǔn)的就是精基準(zhǔn)。一般，工序的第一步使用的基準(zhǔn)是粗基準(zhǔn)，別的步驟都用精基準(zhǔn)。 在確定定位基準(zhǔn)的時候，一定要保證設(shè)計基準(zhǔn)，工藝基準(zhǔn)還有編程基準(zhǔn)都是一致的，這樣一來就不會有誤差出現(xiàn)，那么就不需要多次對產(chǎn)品進行裝夾了。 該芯軸零件為回轉(zhuǎn)型零件，其加工1次成型，故有一個基準(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 使用數(shù)控機床來加工產(chǎn)品，加工的步驟相對來說是集中的，只需要對產(chǎn)品進行一次裝夾就可以完成整個過程了。常用工序劃分原則有： （1）保證精度原則。在進行加工的時候，用的機床不一樣，刀具不一樣，一般在進行安裝的時候，是不可以將產(chǎn)品的其中一個面加工結(jié)束以后再加工別的面的。針對是軸類產(chǎn)品或者是盤類的產(chǎn)品，對于面應(yīng)該先進行粗加工，然后再對它的余量進行精加工，這樣一來產(chǎn)品的表面質(zhì)量就可以確保了。對于需要加工的產(chǎn)品軸上面有孔，或者是軸上面有螺紋的，加工順序也應(yīng)該是先對面加工再對孔和螺紋進行加工。 （2）提高生產(chǎn)效率的原則。數(shù)控機床對產(chǎn)品進行加工的時候，盡量少換刀，應(yīng)該盡量把需要這把刀加工的地方都加工好了，再換別的地方。與此同時呢，空行程也要盡可能的少，在一個刀加工很多地方的時候，應(yīng)該行走的路程盡可能的少。 3.3加工順序的安排 在確定加工產(chǎn)品的步驟的時候，切削加工，熱處理還有輔助工序的前后步驟要安排好。 切削加工工序的安排原則 ? 基準(zhǔn)先行 將表面確定為精基準(zhǔn)，這樣可以方便我們后面的加工工序的開展。比方說軸類的零件上的中心孔，齒輪的內(nèi)孔等等，都是要在加工最開始就要進行的。 ? 先粗后精 每一個面在進行加工的時候順序是粗加工→半精加工→精加工，這樣一來產(chǎn)品的精確度就變高了，產(chǎn)品表面就光滑了。 ? 先主后次 加工要先加工主要的面，之后加工次要的面，在加工次要面的時候還會有一些別的加工工序在里面。 加工論文里面的轉(zhuǎn)軸的時候，步驟有三：下料；粗車；精車。 3.4 加工路線的確定 對產(chǎn)品進行數(shù)控加工的時候，所謂加工路線說的就是刀具刀位點跟工件的運動痕跡還有方向是相對的。 在確定加工路線的時候要注意下面幾個方面： （1）確保生產(chǎn)出來的產(chǎn)品精確度高，表面光滑，生產(chǎn)效率高。 （2）加工產(chǎn)品的時候流程要短一些，這樣還可以將刀具移動的時間降低下來。 （3）確定下來的路線在進行計算的時候不能復(fù)雜，編程的工作量要降低。 另外，加工路線定下來以后，還要將產(chǎn)品的加工余量，數(shù)控機床，刀具的剛度這些都考慮進去，在進行加工的時候要將走刀的次數(shù)確定下來。 在擬定工藝過程時，應(yīng)考慮檢驗工序的安排、檢查項目及檢驗方法的確定。 結(jié)合上面的分析，產(chǎn)品的加工方案如下： 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 工序五：入庫 3.5 加工工藝過程卡片 結(jié)合之前的分析，下面的表格就是它的加工工藝卡 機械加工工藝過程卡 工序號 工序名稱 工序內(nèi)容 設(shè)備 1 備料 下料Φ52x130mm的棒料 砂輪機 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 測量各部分尺寸、形狀精度檢測 數(shù)控加工工序卡 工序卡片 產(chǎn)品名稱或代號 零件名稱 材料 程序號 芯軸 45 O0001 工序號 工序名稱 夾具 使用設(shè)備 車間 二 三爪自定心卡盤 數(shù)控機床 數(shù)控基地 工步號 工步內(nèi)容 刀具號 進給速度 (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 切削用量的計算 4.1?切削用量的選擇 在編程的時候，要將每一步的切削用量明確下來，然后要在程序里面講指令寫進去，所謂的切削用量就是主軸轉(zhuǎn)動的速度，進給時候的速度還有背吃刀量等等。切削用量的選擇原則是：確保加工出來的產(chǎn)品達到精確度要求，表面粗糙度的要求，刀具使用時間要長，發(fā)揮刀具的最大作用，機床生產(chǎn)效率高，成本低。 輸出軸粗車余量徑向可取0.5mm，軸向可取0.1mm。需要加工的大小這樣就可以確定下來了，詳細(xì)的數(shù)據(jù)在工藝卡里面。 4.1.1主軸轉(zhuǎn)速的確定 （1）車外邊的圓的時候主軸轉(zhuǎn)動的速度 主軸轉(zhuǎn)動的速度在確定的時候要按照切削的速度和工件的大小來進行。其計算公式為 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）車螺紋時主軸的轉(zhuǎn)速 對螺紋進行車削的時候，數(shù)控機床的主軸轉(zhuǎn)動的速度受到的影響因素有很多，有螺紋的螺距，電動機的頻率變化，還有螺紋插補運算速度這些都跟主軸轉(zhuǎn)動的速度有很大的關(guān)系。所以說機床上的系統(tǒng)不一樣，那么主軸轉(zhuǎn)動的速度也就不一樣。一般來說，在機床上對螺紋進行車削的時候，主軸轉(zhuǎn)動的速度應(yīng)該是： n≤（1200/P）－k 式中?P——被加工螺紋螺距，㎜； k——保險系數(shù)，一般取為80。 確定主軸轉(zhuǎn)動的速度要按照我們算出來的數(shù)值，還有機床的使用說明來進行的，一定要確定一個數(shù)值跟算出來的數(shù)值比較靠近的。 4.1.2進給速度的確定 關(guān)于機床的切削用量里面一個重要的數(shù)據(jù)就是進給速度，要按照加工產(chǎn)品的精確度還有表面的粗糙度，還有刀具的材質(zhì)來進行選擇的。進給速度的大小受到機床的剛度還有進給系統(tǒng)的工作性能的影響。 確定進給速度的原則是： （1）在加工產(chǎn)品的質(zhì)量達到要求的時候，要想將工作效率提高，這個時候進給速度就可以高一點。一般在100～200mm/min范圍內(nèi)選取。 （2）通過速度很高的鋼刀具進行加工的時候，或者是深孔進行切斷或者加工的時候，這個時候進給速度要慢一些，通常選擇的數(shù)值范圍是在20～50mm/min。 （3）在需要加工的產(chǎn)品精確度和表面粗擦度的要求都高的時候，進給速度要小一點，通常數(shù)值是在20～50mm/min范圍里面。 （4）如果刀具是空行程，尤其是長距離的在回零的時候，這個時候進給速度就是最高的。 4.1.3背吃刀量的確定 背吃刀量確定的時候要按照機床的剛度，加工產(chǎn)品的剛度還有刀具的剛度來進行，在剛度達到要求的時候，要讓背吃刀量跟加工余量一樣，這樣一來走刀就可以少一點，那么生產(chǎn)效率就可以高一些了。車削用量的具體選擇如下：進行粗車加工的時候，先使用的背吃刀量要大，然后再稍微小一點，之后再使用一個相對合適的數(shù)值。在進行精車加工的時候，對于精確度要求比較高的還有表面粗糙度要求比較高的，加工的余量沒有多大而且是均等的，這個時候背吃刀量還有進給量都是比較小的。 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 另外，在確定粗車削還有精車削的使用量的時候，要知道機床使用說明上面的可以切削的范圍，針對變頻的機床，因為主軸轉(zhuǎn)動的速度降低的時候扭矩也降低了，所以對于這種機床一定要關(guān)注這個時候的切削用量。 4.2 切削用量計算 查閱相關(guān)資料，確定切削用量。 （1）車端面 ap =1mm 查閱相關(guān)資料，使用的是硬質(zhì)合金刀，這個刀的刀把大小是20mm×20 mm， 故由 f=0.18mm/r 零件直徑取52mm 查閱有關(guān)資料可以知道切削速度= 150m/min, 那么 得 ns===918.67r/min 取整數(shù)n=900r/min （2）粗車外圓輪廓 粗車外圓時，選取Vc=150m/min，f=0.2mm/r，ap=1.5mm，粗加工時直徑取 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，選取Vc=120m/min，f=0.1mm/r，ap=0.5mm，粗加工時直徑最小值30mm。 則：主軸轉(zhuǎn)速：n =1000Vc/πd ????????????????? ? ?=[（1000×120）/（3.14×30）]r/min=1273.9r/min 取1300r/min ?????? ?進給速度：F =f×n =（0.1×1300）mm/min=130mm/min （4）切槽、切斷 精車外圓時，選取Vc=20m/min，f=0.1mm/r，ap=0.5mm，粗加工時直徑取20mm。 則：主軸轉(zhuǎn)速：n =1000Vc/πd ????????????????? ? ?=[（1000×40）/（3.14×20）]r/min=636.94r/min 取600r/min ?????? ?進給速度：F =f×n =（0.1×600）mm/min=60mm/min （5）車螺紋 對螺紋進行車加工的時候，主軸的轉(zhuǎn)動速度是小于等于1200-K的,在這里KD代表的就是安全系數(shù)，通常數(shù)值是80。 ?? 則：n≤[（1200/2）-80]/r/min=700r/min 第五章 ?程序的編制與仿真加工 編程就是在數(shù)控機床上講我們需要加工產(chǎn)品的加工過程，加工過程里面的參數(shù)，工藝，輔助操作，通過計算機文字輸入到主機里面去。 在對數(shù)控機床進行編程的時候有兩種方式，一種是手工，一種是自動。 對數(shù)控機床進行手工編程的時候，這個過程是人工來進行的。在這個過程里面，需要我們的程序員對于代碼還有規(guī)則，以及加工過程，相關(guān)工藝數(shù)據(jù)都非常的熟悉。加工形狀比較簡單的產(chǎn)品的時候，編程進行的計算不是很多，所以步驟也就不是很多，可以通過手工編程來操控機器。 自動編程也就是在數(shù)控機床上的程序都是由計算機輸入進去的，也就是所數(shù)控機床是由計算機來控制的。 5.1 對刀點與換刀點的確定 需要加工的產(chǎn)品在機床上裝夾的方式定下來了以后，就可以將工件的坐標(biāo)確定下來。想要通過啟動程序來對產(chǎn)品進行加工，那么就要將刀具在機床上的坐標(biāo)確定下來，作為它運動的開始點。通常這個開始點都是由對刀來確定的。在對程序進行編制的時候，確定的對刀點是非常重要的。對刀點設(shè)置原則是：（1）便于數(shù)值處理和簡化程序編制；（2）方便進行找正而且在進行加工的時候也方便進行查找；（3）引起的加工誤差小。可以將這個對刀點確定在需要加工的產(chǎn)品上，也可以確定在夾具上，也可以確定在機床上。但是，在確定這個對刀點的時候盡可能的確定在設(shè)計基準(zhǔn)或者是工藝基準(zhǔn)上面。 換刀點就是在機床加工的時候需要更換刀具的地方，一般這個地方實在需要加工產(chǎn)品的外面，這樣換刀才方便。 論文里面的產(chǎn)品的對刀點是在裝夾后面右邊面的中心，換刀點是在對刀點x、z方向分別為100，100的位置。 5.2 數(shù)值的計算 下面的圖主要展示的就是加工產(chǎn)品的編程的參數(shù) 5.3 加工程序清單 程序 說明 O0001 程序號 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)計中，學(xué)習(xí)了不少的新知識，體會到了學(xué)習(xí)的重要性，同時，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，并提供給我們對學(xué)業(yè)及個人生涯發(fā)展的多元信息，幫助我們成長。 感謝三年來陪伴我們學(xué)習(xí)與生活的恩師，感謝您們對我精心的教育，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值；感謝您們幫助我發(fā)現(xiàn)了自己的專長，而且讓我把事情做得更好。感謝您們?nèi)萑涛业娜涡排c錯誤，不僅教會了我知識，更教會了我如何做事，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起點，在這里祝福大學(xué)里跟我風(fēng)雨同舟的朋友們，一路走好，未來總會是絢爛繽紛。  總 結(jié) 完成這篇論文，我現(xiàn)在對于加工產(chǎn)品工藝卡片的程序非常了解了。從一開始拿到課題，對課題進行分析，之后再對課題進行設(shè)計，最后實現(xiàn)產(chǎn)品加工的完成。在這里面，每一個步驟都讓我將理論和實踐結(jié)合在一起。完成畢業(yè)論文以后，我了解了怎么去書寫一個規(guī)范的畢業(yè)設(shè)計。最開始，要先分析零部件的工藝，之后再是零部件的圖紙，對于需要加工產(chǎn)品的大小還有精確度都明確下來。 在做論文的這個時期，我將自己這四年學(xué)習(xí)的專業(yè)知識都重新復(fù)習(xí)了一遍，通過各種途徑查找有關(guān)的資料。在進行設(shè)計的時候，一旦遇到難題了，及時的跟老師請教，跟同學(xué)之間探討。這樣我的論文最終才能圓滿完成。  參考文獻 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)控技能大賽組委會編．《決賽試題解析與點評》．中國科技技術(shù)出版社，2005年 5、??? 朱淑萍編．《機械加工工藝及裝備》．機械工業(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)測量》．機械工業(yè)出版社．2005年