畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-數(shù)控機(jī)床復(fù)雜零件的加工過程設(shè)計(jì).doc

裝訂線畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙摘 要本論文主要講述了數(shù)控機(jī)床復(fù)雜零件的加工過程。第一章敘述了數(shù)控機(jī)床的背景意義,數(shù)控機(jī)床的發(fā)展過程以及數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢；第二章主要講述了數(shù)控復(fù)雜零件加工要解決的問題與要求以及數(shù)控復(fù)雜零件加工的工藝分析,其具體設(shè)計(jì)步驟是根據(jù)老師的指導(dǎo)方法進(jìn)行的；第三章則是進(jìn)行了數(shù)控復(fù)雜零件的的加工編程以及仿真過程。第四章寫的是對(duì)此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程做了一個(gè)總結(jié)。the present paper mainly narrated the numerical control engine bed complex components processing process. first chapter narrated the numerical control engine bed background significance,numerical control engine bed developing process as well as numerical control system development tendency; second chapter mainly narrated the question and the request as well as the numerical control complex components processing craft analysis which the numerical control complex components processing must solve, its concrete design procedure is carries on according to teachers line of conduct; the third rules are has carried on the numerical control complex components the processing programming as well as the simulation process. fourth chapter wrote the graduation project process has made a summary regarding this.目錄第一章 緒論31.1課題背景及意義31.2 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢31.3 課題任務(wù)3第二章 數(shù)控加工52.1 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展過程52.2 數(shù)控加工工藝分析62.3 論文的關(guān)鍵問題72.4 工藝分析72.5 加工順序的確定82.6 進(jìn)給路線的確定82.7刀具的選擇92.8加工過程中切削用量的確定11第三章數(shù)控加工123.1 數(shù)控加工的程序123.2 數(shù)控模擬仿真16第四章結(jié)論20第一章 緒論1.1課題背景及意義1.1.1 課題的背景兩年多來通過對(duì)數(shù)控專業(yè)的學(xué)習(xí)和一段時(shí)間的實(shí)習(xí)，對(duì)數(shù)控機(jī)床的編程和操作都有一定程度的了解和掌握，已經(jīng)可以進(jìn)行獨(dú)立的編程和操作，這時(shí)就需要一次來鍛煉自己，檢驗(yàn)自己的掌握程度。這次設(shè)計(jì)就達(dá)到了這樣的目的，使自己更了解數(shù)控機(jī)床，對(duì)它的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)等有了更進(jìn)一步的掌握，使自己的理論水平和實(shí)際操作水平更上一層樓。1.1.2 課題的意義 裝備工業(yè)的技術(shù)水平和現(xiàn)代化程度決定著整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)的水平和現(xiàn)代化程度，數(shù)控技術(shù)及裝備是發(fā)展新興高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和尖端工業(yè)（如信息技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)、生物技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)、航空、航天等國防工業(yè)產(chǎn)業(yè)）的使能技術(shù)和最基本的裝備。馬克思曾經(jīng)說過“各種經(jīng)濟(jì)時(shí)代的區(qū)別，不在于生產(chǎn)什么，而在于怎樣生產(chǎn)，用什么勞動(dòng)資料生產(chǎn)”。制造技術(shù)和裝備就是人類生產(chǎn)活動(dòng)的最基本的生產(chǎn)資料，而數(shù)控技術(shù)又是當(dāng)今先進(jìn)制造技術(shù)和裝備最核心的技術(shù)。當(dāng)今世界各國制造業(yè)廣泛采用數(shù)控技術(shù)，以提高制造能力和水平，提高對(duì)動(dòng)態(tài)多變市場的適應(yīng)能力和競爭能力。此外世界上各工業(yè)發(fā)達(dá)國家還將數(shù)控技術(shù)及數(shù)控裝備列為國家的戰(zhàn)略物資，不僅采取重大措施來發(fā)展自己的數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)，而且在“高精尖”數(shù)控關(guān)鍵技術(shù)和裝備方面對(duì)我國實(shí)行封鎖和限制政策。總之，大力發(fā)展以數(shù)控技術(shù)為核心的先進(jìn)制造技術(shù)已成為世界各發(fā)達(dá)國家加速經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑1.2 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，數(shù)控機(jī)床的發(fā)展也越來越快，數(shù)控機(jī)床也正朝著高性能、高精度、高速度、高柔性化和模塊化方向發(fā)展。 高性能：隨著數(shù)控系統(tǒng)集成度的增強(qiáng)，數(shù)控機(jī)床也實(shí)現(xiàn)多臺(tái)集中控制，甚至遠(yuǎn)距離遙控。高精度：數(shù)控機(jī)床本身的精度和加工件的精度越來越高，而精度的保持性要好。高速度：數(shù)控機(jī)床各軸運(yùn)行的速度將大大加快。高柔性：數(shù)控機(jī)床的柔性化將向自動(dòng)化程度更高的方向發(fā)展，將管理、物流及各相應(yīng)輔機(jī)集成柔性制造系統(tǒng)。模塊化：數(shù)控機(jī)床要縮短周期和降低成本，就必然向模塊化方向發(fā)展，這既有利于制造商又有利于客戶。 我國近幾年數(shù)控機(jī)床雖然發(fā)展較快，但與國際先進(jìn)水平還存在一定的差距，主要表現(xiàn)在：可靠性差，外觀質(zhì)量差，產(chǎn)品開發(fā)周期長，應(yīng)變能力差。為了縮小與世界先進(jìn)水平的差距，有關(guān)專家建議機(jī)床企業(yè)應(yīng)在以下6個(gè)方面著力研究：1加大力度實(shí)施質(zhì)量工程，提高數(shù)控機(jī)床的無故障率。2跟蹤國際水平，使數(shù)控機(jī)床向高效高精方面發(fā)展。3加大成套設(shè)計(jì)開發(fā)能力上求突破。4發(fā)揮服務(wù)優(yōu)勢，擴(kuò)大市場占有率。5多品種制造，滿足不同層次的用戶。6模塊化設(shè)計(jì)，縮短 開發(fā)周期，快速響應(yīng)市場。 數(shù)控機(jī)床使用范圍越來越大，國內(nèi)國際市場容量也越來越大，但競爭也會(huì)加劇，我們只有緊跟先進(jìn)技術(shù)進(jìn)步的大方向，并不斷創(chuàng)新，才能趕超世界先進(jìn)水平。1.3 課題任務(wù) 1.3.1 課題 復(fù)雜零件的數(shù)控車削加工 1.3.2 課題來源學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)課題 1.3.3 設(shè)計(jì)零件圖 零件一 零件二 1.3.4 課題要做的零件要求1）合金鋼40crni：具有較高的機(jī)械強(qiáng)度，熱處理性能好，淬火性好，在傳遞大功率，要求結(jié)緊湊，耐磨性好，采用合金鋼。2）毛坯是鑄件（了解鑄件的相關(guān)內(nèi)容）3）數(shù)控加工后形位加工公差尺寸于表面粗糙度都要滿足圖紙要求。4）數(shù)控工藝設(shè)計(jì)的每個(gè)參數(shù)都要有據(jù)可查，并寫清出處。1.4 設(shè)計(jì)與實(shí)習(xí)的要求及任務(wù) 1.4.1 設(shè)計(jì)的要求及任務(wù)1.4.1.1 基于fanuc-0td數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控車床進(jìn)行加工零件；1.4.1.2 用autocad進(jìn)行繪制零件圖；1.4.1.3 詳細(xì)數(shù)控加工工藝分析；1.4.1.4 零件的數(shù)控編程；1.4.1.5 fanuc-0td模擬系統(tǒng)中進(jìn)行模擬加工；1.4.1.6 對(duì)零件的質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)與分1.4.2 實(shí)習(xí)的要求及任務(wù)1.4.2.1 數(shù)控加工、編程與操作 某機(jī)床的編程、操作及某零件的加工1.4.2.2 數(shù)控設(shè)備及相公先進(jìn)設(shè)備安裝、使用和維護(hù)某設(shè)備安裝、使用和維護(hù)1.4.2.3 常規(guī)設(shè)備的機(jī)械設(shè)計(jì)某設(shè)備的機(jī)械設(shè)計(jì)1.4.2.4 計(jì)算機(jī)軟件的應(yīng)用 某軟件的應(yīng)用1.4.2.5 電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 某電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1.5 論文內(nèi)容及關(guān)鍵問題1.5.1 論文的內(nèi)容1.5.1.1 熟悉fanuc-0td數(shù)控系統(tǒng)指令系統(tǒng)、數(shù)控系統(tǒng)的特點(diǎn)、精度與以前所學(xué)的區(qū)別；1.5.1.2 熟悉autocad軟件操作并進(jìn)行繪制零件圖用cad對(duì)所要加工的零件進(jìn)行繪圖；第二章 數(shù)控加工2.1 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展過程自從1952年第一臺(tái)數(shù)控銑床在美國誕生以來，隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制和精密測量技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控機(jī)床得到迅速的發(fā)展和更新?lián)Q代。數(shù)控機(jī)床的發(fā)展先后經(jīng)歷了電子管（1952年）、晶體管（1959年）、小規(guī)模集成電路（1956年）、大規(guī)模集成電路及小型計(jì)算機(jī)（1970年）和微處理機(jī)或者計(jì)算機(jī)（1974）等五代數(shù)控系統(tǒng)。前三代數(shù)控系統(tǒng)采用專用電子線路實(shí)現(xiàn)硬件式數(shù)控系統(tǒng)，一般成為普通數(shù)控系統(tǒng)，簡稱nc。第四代和五代系統(tǒng)是采用微處理器及大規(guī)模集成電路組成的軟件式數(shù)控系統(tǒng)，稱為現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)，簡稱cnc（第四代）和mnc（第五代）。由于現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)的控制功能大部分由軟件技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，因而使硬件得到進(jìn)一步簡化，系統(tǒng)可靠性提高，功能更加靈活和完善。目前現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)幾乎完全取代了以往的普通數(shù)控系統(tǒng)。隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，用通用微機(jī)技術(shù)開發(fā)數(shù)控系統(tǒng)可以得到強(qiáng)有力的硬件和軟件支持，這些軟件和硬件是開放式的，此時(shí)的通用微機(jī)除了具備本身的功能外，還具備全功能數(shù)控系統(tǒng)的全部功能，這是一條發(fā)展數(shù)控技術(shù)的途徑。當(dāng)前全功能數(shù)控系統(tǒng)的特點(diǎn)有：1 選用高速微處理器微處理器是現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)的核心部件，擔(dān)負(fù)著運(yùn)算、存儲(chǔ)和控制等多重任務(wù)，其位數(shù)和運(yùn)行速度直接關(guān)系到加工效率和加工精度。高速32位微處理器的采用，使得數(shù)控系統(tǒng)的輸入譯碼、計(jì)算和輸出等環(huán)境都在高速下進(jìn)行，同時(shí)提高了多軸聯(lián)動(dòng)，進(jìn)給速度和分辨率等指標(biāo)。2 配置高速，功能強(qiáng)的可編程控制器數(shù)控系統(tǒng)除了對(duì)位置進(jìn)行信息控制外，還要對(duì)i/o狀態(tài)量進(jìn)行控制。數(shù)控系統(tǒng)中高速和強(qiáng)功能的可編程控制器能滿足數(shù)控機(jī)床這方面的要求。同時(shí)，plc輸入/輸出點(diǎn)數(shù)和plc容量的增加可滿足直接數(shù)字控制系統(tǒng)（dnc）和柔性制造單元（fmc）的控制要求。3 crt圖形顯示、人機(jī)對(duì)話功能及自診斷功能大多數(shù)現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)采用crt于手動(dòng)鍵盤配合，實(shí)現(xiàn)程序的輸入，編輯、修改和刪除等功能，具有前臺(tái)操作、后臺(tái)編輯的功能及用戶宏程序等；可以有二維圖形軌跡顯示，有的還可以實(shí)現(xiàn)三維彩色動(dòng)態(tài)圖形的顯示。系統(tǒng)具有硬件、軟件及機(jī)床故障自診斷功能，提高了可維修性。4 具有多種監(jiān)控、檢測和補(bǔ)償功能 為了提高數(shù)控機(jī)床的效率及加工精度，有些數(shù)控機(jī)床配置了各種測量裝置，如刀具磨損的檢測、機(jī)床精度及熱變形的檢測等，于之相適應(yīng)，數(shù)控系統(tǒng)則有刀具壽命管理、刀具參數(shù)補(bǔ)償、反向間隙及絲杠螺距誤差補(bǔ)償、熱變形補(bǔ)償?shù)裙δ堋? cnc智能化在現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)中，引進(jìn)了自適應(yīng)控制技術(shù)。數(shù)控系統(tǒng)能檢測對(duì)機(jī)床本身有影響的信息，并自動(dòng)連續(xù)調(diào)整有關(guān)數(shù)據(jù)，以達(dá)到系統(tǒng)運(yùn)行的最優(yōu)化。在有的cnc系統(tǒng)中，有建立了切削率的數(shù)據(jù)庫及切削用量的專家系統(tǒng)等。大多數(shù)現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)都有學(xué)習(xí)及示教功能。6 通信功能一般數(shù)控系統(tǒng)都有通信功能，如采用rs-232c串行接口與編程機(jī)、微機(jī)等外設(shè)通信?，F(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)還要于其他數(shù)控系統(tǒng)或上級(jí)計(jì)算機(jī)通信，所以除了rs-232c接口外，還有rs-422和dnc等多種通信接口。數(shù)控系統(tǒng)要單機(jī)的進(jìn)入柔性制造系統(tǒng)進(jìn)而形成計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)，就要求數(shù)控系統(tǒng)具有更高通信功能為此有的數(shù)控系統(tǒng)開發(fā)了符合iso開發(fā)系統(tǒng)互聯(lián)七層網(wǎng)絡(luò)模型的通信規(guī)約，為自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展創(chuàng)造了條件。7 標(biāo)準(zhǔn)化、通用化和模塊化 現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)的性能越來越完善，功能越來越多樣，促使數(shù)控系統(tǒng)的硬件和軟件結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、通用化和模塊化?，F(xiàn)在不同的標(biāo)準(zhǔn)化模塊可以組成各種不同的數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)，能方便的移植計(jì)算機(jī)行業(yè)或自動(dòng)化領(lǐng)域的成果，也便于現(xiàn)有的數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)一步擴(kuò)展及升級(jí)。8 開發(fā)性基于pc的開放式數(shù)控系統(tǒng)已成為數(shù)控技術(shù)發(fā)展的重要方向，通過制定必要的技術(shù)規(guī)范，在通用pc基礎(chǔ)上一方面使硬件的體系結(jié)構(gòu)和功能模塊具有兼容性；另一方面使軟件、接口等技術(shù)規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化，為機(jī)床制造廠或用戶提供一個(gè)良好的開發(fā)環(huán)境。9 高可靠性現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)的平均無故障時(shí)間已達(dá)到30000h以上。數(shù)控系統(tǒng)與微機(jī)和通用機(jī)積極生產(chǎn)批量大小的區(qū)別，其制造過程，包括元件篩選，印制電路板、焊接和貼附、生產(chǎn)過程及最終產(chǎn)品的檢測和出廠前整機(jī)的考機(jī)等措施保證了數(shù)控系統(tǒng)有很高的可靠性。2.2 數(shù)控加工工藝分析包括：分析零件圖、重要尺寸與精度的分析、工件的定位、定位基準(zhǔn)的選擇、工件的夾緊、夾具設(shè)計(jì)、加工余量的確定、切削用量的選擇、冷卻液的選擇、工序尺寸與公差的確定、機(jī)械加工精度與表面精度、加工所用的刀具的設(shè)計(jì)與選擇（刀具的材質(zhì)、幾何角度與形狀、各種參數(shù)的設(shè)計(jì)）、制定工藝工序卡；2.2.1 零件數(shù)控編程根據(jù)工藝工序卡進(jìn)行數(shù)控編程，在程序中進(jìn)行必要的加工過程的說明；2.2.2 學(xué)習(xí)與熟悉fanuc-0td模擬系統(tǒng)的操作熟悉模擬系統(tǒng)的操作，并對(duì)所要加工的零件進(jìn)行模擬加工；2.2.3 零件的質(zhì)量檢驗(yàn)與分析熟悉評(píng)價(jià)零件的標(biāo)準(zhǔn)與要求，了解質(zhì)量檢驗(yàn)的方法，并用一種典型的方法對(duì)所加工零件進(jìn)行檢驗(yàn)，并分析其誤差與加工不足。2.3 論文的關(guān)鍵問題2.3.1 毛坯的設(shè)定和材料的選擇。2.3.2 夾具的設(shè)計(jì)（怎樣定位所加工的零件，設(shè)計(jì)出合理、簡單的夾具）。2.3.3 刀具的選擇（加工零件過程中要用到的刀，如外圓刀、切槽刀、鏜刀、鉆頭以及刀具的參數(shù)、結(jié)構(gòu)、國標(biāo)）2.3.4 切削用量的選擇（車成型面主軸的轉(zhuǎn)速，鉆孔主軸的轉(zhuǎn)速，鏜空主軸的轉(zhuǎn)速，切槽主軸的轉(zhuǎn)速，進(jìn)給速度的確定，背吃刀量包括粗精加工，要根據(jù)機(jī)床的自身情況決定）。2.3.5 零件加工的順序，先加工孔，再加工外圓面。加工零件的走刀路線。2.3.6 程序的編寫，在編程序的過程中各個(gè)節(jié)、基點(diǎn)的計(jì)算。2.4 工藝分析 2.4.1 零件圖的分析2.4.2 結(jié)構(gòu)工藝性分析 零件的結(jié)構(gòu)工藝性是指零件對(duì)加工方法的適應(yīng)性，即所設(shè)計(jì)的零件結(jié)構(gòu)應(yīng)便于加工成型。在數(shù)控車床上加工零件時(shí)，應(yīng)根據(jù)數(shù)控車削的特點(diǎn)認(rèn)真審視零件合理性。 2.4.3 輪廓幾何要素分析 在手工編程時(shí)，要計(jì)算每個(gè)基點(diǎn)坐標(biāo)，在自動(dòng)編程時(shí)，要對(duì)構(gòu)成零件的輪廓的所有幾何元素進(jìn)行定義，因此在分析零件圖時(shí)，要分析幾何元素的給定條件是否充分。2.4.4 精度及技術(shù)要求分析 對(duì)被加工零件的精度及技術(shù)要求進(jìn)行分析，是零件工藝分析的重要內(nèi)容，只有在分析零件尺寸精度和表面粗糙度的基礎(chǔ)上，才能對(duì)加工方法、裝夾方式、刀具幾切削用量進(jìn)行正確而合理的選擇。 精度及技術(shù)要求分析的主要內(nèi)容：一是分析精度及各項(xiàng)技術(shù)要求是否齊全、是否合理；二是本工序的數(shù)控車削加工精度能否達(dá)到圖樣的要求，若達(dá)不到，需要采取其他措施彌補(bǔ)的話，則應(yīng)給后續(xù)工作留有余量；三是找出圖紙上有位置精度要求的表面，這些表面應(yīng)在一次安裝中完成；四是對(duì)表面粗糙度要求較高的表面，應(yīng)確定用恒線速切削。對(duì)零件圖進(jìn)過分析可知：該零件表面由外圓面、順圓弧、槽和孔組成。其中多個(gè)尺寸有較嚴(yán)的尺寸精度和表面粗糙度等要求；尺寸公差還有控制外圓面的形狀誤差的作用。尺寸標(biāo)注完整，輪廓描述清楚。零件材料為主軸材料45鋼：具有表面硬，耐磨，中心韌性好，精度要求高。 2.4.5 工序和裝夾方式的確定 2.4.6 工件一 夾鑄件80的外圓。工序的內(nèi)容有：先車各個(gè)臺(tái)階面，在對(duì)各個(gè)面進(jìn)行半精車（留少許精加工余量），然后切槽，之后進(jìn)行螺紋加工，最后將所有面進(jìn)行精車一刀成型。 2.4.7 工件二 （1）先夾鑄件50的外圓面，工序內(nèi)容有：先車各個(gè)臺(tái)階面、圓弧面，然后進(jìn)行切槽和螺紋加工。 （2）掉轉(zhuǎn)頭來裝夾36的外圓面，工序的內(nèi)容有先鉆16的孔再分別鏜20和36的孔。然后再對(duì)外圓面進(jìn)行精車的最后一道加工。2.5 加工順序的確定 在分析了零件圖樣和確定了工序、裝夾方式后，接下來即要確定零件的加工順序。制定零件車削加工順序遵循下列原則：2.5.1 先粗后精 按照粗車半精車精車的順序進(jìn)行，逐漸提高加工精度。粗車將在較短的時(shí)間內(nèi)將工件表面上的大部分余量切掉，一方面提高金屬切削率，另一 方面滿足精車的余量均勻性要求。2.5.2 先近后遠(yuǎn) 按加工部件相對(duì)于刀點(diǎn)的距離大小而言的。在一般情況下，離對(duì)刀點(diǎn)遠(yuǎn)的部位后加工，以便縮短刀具移動(dòng)的距離，減少空行程。對(duì)于車削而言，先近后遠(yuǎn)還有利于保持坯件或半成品的剛性，改善其切削條件。2.5.3 內(nèi)外交加 對(duì)即有內(nèi)表面，又有外表面需加工的零件，安排加工順序時(shí)，應(yīng)先進(jìn)行內(nèi)外表面粗加工，后進(jìn)行內(nèi)外表面精加工。切不可將零件上一部分表面加工完畢后，再加工其它表面。通過分析調(diào)節(jié)盤的加工順序 由粗到精、由近到遠(yuǎn)的原則確定。即先從右到左進(jìn)行粗車（留0.25mm的精車余量）。然后從右到左進(jìn)行精車，最后切槽。2.6 進(jìn)給路線的確定2.6.1確定進(jìn)給路線的工作重點(diǎn)，主要在于確定粗加工及空運(yùn)行的進(jìn)給路線，因精加工切削過程的進(jìn)給路線基本上都是沿其零件輪廓順序加工。2.6.2 進(jìn)給路線泛指刀具從對(duì)刀點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)，直至返回該點(diǎn)并結(jié)束加工程序所進(jìn)過的路線，包括切削加工的路徑及刀具的切入切出等非切削空行程。2.6.3 在保證加工精度的前提下，使加工程序具有最短的進(jìn)給路線，不僅可以節(jié)省整個(gè)加工過程的執(zhí)行時(shí)間，還能減少一些不必要的刀具消耗及機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)滑動(dòng)部件的磨損等。 2.6.4 夾具的選擇為了充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的高速度、高精度和自動(dòng)化的效能，還應(yīng)當(dāng)有相應(yīng)的數(shù)控夾具進(jìn)行配合。數(shù)控車床夾具除了使用通三爪自定心卡盤、四爪卡盤、大批量生產(chǎn)中使用便于自動(dòng)控制的液壓、電動(dòng)及氣動(dòng)等夾具外，數(shù)控車床加工中還有多種相應(yīng)的夾具，他們主要分為兩大類即用于軸類工件的夾具和用于盤類工件的夾具。1 用于軸類工件的夾具 數(shù)控加工軸類工件時(shí)，坯件裝夾在主軸頂尖和尾座頂尖之間，工件由主軸上的拔盤或拔齒頂尖帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)。這類夾具在粗車時(shí)可以傳遞大的轉(zhuǎn)矩，一適應(yīng)主軸高速旋轉(zhuǎn)車削。用于軸類工件的夾具有自動(dòng)夾緊拔動(dòng)卡盤、拔齒頂尖、三爪拔動(dòng)卡盤和快速可調(diào)萬能卡盤等。車削空心軸時(shí)常用圓柱心軸、圓錐心軸或各種錐套軸或堵頭的定位裝置。2 用于盤類工件的夾具 這類夾具適用在無尾座的卡盤和數(shù)控車床上。用于盤類工件的夾具主要有可調(diào)卡爪式卡盤和快速可調(diào)卡盤。通過對(duì)工件的結(jié)構(gòu)和工藝的分析。 3合理選用夾具或者設(shè)計(jì)專用夾具有利于： （1）保護(hù)產(chǎn)品質(zhì)量。（2）提高加工效率。（3）解決車床加工中心的特殊裝夾問題。（4）擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍。 在本課題中夾具主要選擇三爪自定心卡盤。 工件一 此零件只要三爪卡盤即可。夾住80的外圓面，車各個(gè)臺(tái)階面，螺紋面，圓弧面和切槽 工件二 此零件也只要三爪卡盤即可。先夾50的外圓面，加工另一面。調(diào)頭夾36的外圓面，車各個(gè)臺(tái)階面，螺紋面，圓弧面和切槽2.7刀具的選擇刀具的選擇是數(shù)控加工工藝中重要的內(nèi)容之一。刀具選擇合理與否不僅影響機(jī)床的加工效率，而且還直接影響加工質(zhì)量。選擇刀具通常要考慮機(jī)床的加工能力、工序內(nèi)容、工件材料等因素。2.7.1數(shù)控加工常用刀具的種類及特點(diǎn)數(shù)控加工刀具必須適應(yīng)數(shù)控機(jī)床高速、高效和自動(dòng)化程度高的特點(diǎn)，一般應(yīng)包括通用刀具、通用連接刀柄及少量專用刀柄。刀柄要聯(lián)接刀具并裝在機(jī)床動(dòng)力頭上，因此已逐漸標(biāo)準(zhǔn)化和系列化。1）數(shù)控刀具的分類根據(jù)刀具結(jié)構(gòu)可分為：整體式；鑲嵌式，采用焊接或機(jī)夾式聯(lián)接，機(jī)夾式又可分為不轉(zhuǎn)位和可轉(zhuǎn)位兩種；特殊型式，如復(fù)合式刀具、減震式刀具等。根據(jù)制造刀具所用的材料可分為：高速鋼刀具；硬質(zhì)合金刀具；金剛石刀具；其他材料刀具，如立方氮化硼刀具、陶瓷刀具等。從切削工藝上可分為：車削刀具，分外圓、內(nèi)孔、螺紋、切割刀具等多種；鉆削刀具，包括鉆頭、鉸刀、絲錐等；鏜削刀具；銑削刀具等。2）數(shù)控刀具的特點(diǎn) 數(shù)控加工刀具必須適應(yīng)數(shù)控機(jī)床高速、高效和自動(dòng)化程度高的特點(diǎn)，一般應(yīng)包括通用刀具、通用連接刀柄及少量專用刀柄。刀柄要聯(lián)接刀具并裝在機(jī)床動(dòng)力頭上，因此已逐漸標(biāo)準(zhǔn)化和系列化。2.7.2數(shù)控加工刀具的選擇刀具的選擇是在數(shù)控編程的人機(jī)交互狀態(tài)下進(jìn)行的。應(yīng)根據(jù)機(jī)床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相關(guān)因素正確選用刀具及刀柄。刀具選擇總的原則是：安裝調(diào)整方便、剛性好、耐用度和精度高。在滿足加工要求的前提下，盡量選擇較短的刀柄，以提高刀具加工的剛性。選取刀具時(shí)，要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸相適應(yīng)。另外，刀具的耐用度和精度與刀具價(jià)格關(guān)系極大，必須引起注意的是，在大多數(shù)情況下，選擇好的刀具雖然增加了刀具成本，但由此帶來的加工質(zhì)量和加工效率的提高，則可以使整個(gè)加工成本大大降低。?通過對(duì)工件的結(jié)構(gòu)和工藝分析可知：此本課題對(duì)于零件的加工要選用五把刀，分別為：外圓車刀、鉆頭、螺紋刀、鏜刀和割斷刀車外圓面時(shí)選用硬質(zhì)合金90外圓車刀，副偏角不能太小，以防與工件輪廓發(fā)生干涉， kr60螺紋刀選用螺紋為60，同時(shí)車刀前角=0。鉆頭選用16mm的鉆頭，因?yàn)榭讻]有公差要求。鏜刀選用l大于46mm，小于32mm的3刀。割斷刀選用曹寬為4mm螺紋刀選用螺紋為60，同時(shí)車刀前角=02.8加工過程中切削用量的確定1.選擇切削用量的一般原則 （1）粗車時(shí)切削用量的一般原則以提高生產(chǎn)率為主，兼顧經(jīng)濟(jì)性和加工成本。提高切削速度，加大進(jìn)給量和背吃刀量都能提高進(jìn)給率。其中切削速度對(duì)刀具的影響最大，背吃刀量對(duì)刀具的影響最小，所以考慮粗加工切削用量時(shí)，首先應(yīng)選擇一個(gè)盡可能大的背吃刀量，其次選擇較大的進(jìn)給速度，最后在刀具使用壽命和機(jī)床功率允許的條件下選擇一個(gè)合理的切削速度。 （2）精車，半精車時(shí)切削用量的選擇。精車和半精車的切削用量要保證加工質(zhì)量，兼顧生產(chǎn)率和刀具使用壽命。精車和半精車的背吃刀量是根據(jù)零件加工精度和表面粗糙度要求，及粗車后留下的加工余量決定的，一般是一次去除余量。精車和半精車的背吃刀量較小，產(chǎn)生的切削力也較小，所以可在保證表面粗糙度的情況下，適當(dāng)加大進(jìn)給。 2 .背吃刀量的確定 在工藝系統(tǒng)剛性和機(jī)床功率允許可以使用最大有效切削刃長度的條件下，盡可能選取較大的背吃刀量，以減少進(jìn)給次數(shù)。當(dāng)零件的精度要求較高時(shí)則應(yīng)考慮社黨留出精車余量。 3.主軸轉(zhuǎn)速的確定 （1）光車時(shí)主軸轉(zhuǎn)速。光車時(shí)主軸應(yīng)根據(jù)零件上被加工部位的直徑，并按零件和刀具的材料及加工性質(zhì)等條件所允許的切削速度來確定。 （2）車螺紋時(shí)主軸轉(zhuǎn)速。在切削螺紋時(shí)，車床的主軸轉(zhuǎn)速將受到螺紋的螺距（或?qū)С蹋┐笮?、?qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的伸降頻特性及螺紋插補(bǔ)運(yùn)算速度等多種因素影響，故對(duì)于不同的數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)，推薦不同的主軸轉(zhuǎn)速選擇范圍。 4.進(jìn)給速度的確定 進(jìn)給速度是指在單位時(shí)間能夠內(nèi)，刀具沿進(jìn)給方向移動(dòng)的距離（單位為mm/min）。有些數(shù)控車床規(guī)定，可以選用進(jìn)給量表示進(jìn)給速度。 （1）確定進(jìn)給速度的原則： 1）當(dāng)工件的質(zhì)量要求能夠得到保證時(shí)，為提高生產(chǎn)率，可選擇較高（不超過機(jī)床最大進(jìn)給速度）的進(jìn)給速度。 2）切斷、車削深孔或精車削時(shí)，宜選擇較低的進(jìn)給速度。 3）刀具空運(yùn)行，特別是遠(yuǎn)距離“回零”時(shí)，可以設(shè)定盡量高的進(jìn)給速度。 4）進(jìn)給速度應(yīng)與主軸轉(zhuǎn)速和背吃刀量相適應(yīng)。 （2）進(jìn)給速度的計(jì)算： 1）單向進(jìn)給速度的計(jì)算。單向進(jìn)給的計(jì)算包括縱向進(jìn)給速度和橫向進(jìn)給速度。進(jìn)給速度vf=n*f來計(jì)算，式中f表示每轉(zhuǎn)進(jìn)給量，粗車是一般取0.3-0.8mm/r；精車時(shí)取0.1-0.3mm/r切斷時(shí)取0.05-0.2mm/r。 2）合成進(jìn)給速度的計(jì)算。合成進(jìn)給速度是指刀具作合成（斜線及圓弧插補(bǔ)等）運(yùn)動(dòng)時(shí)的進(jìn)給速度，在編制加工程序中，大多數(shù)憑實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)或通過試切確定速度值。經(jīng)過對(duì)零件的分析可知：1. 鉆削內(nèi)孔 刀具16mm的鉆頭，切削用量：主軸轉(zhuǎn)速n=550r/mm，進(jìn)給f=0.15mm/r。2. 鏜削內(nèi)孔 刀具8mm l40mm的鏜刀，切削用量：主軸轉(zhuǎn)速n=550r/mm,進(jìn)給f=0.15mm/r3. 粗精車外圓面 刀具硬質(zhì)合金90外圓刀，切削用量：主軸轉(zhuǎn)速n=550r/mm，背吃刀量為3mm，精車是背吃刀量為0.25mm.4. 螺紋刀 刀=60的螺紋刀，切削用量：主軸轉(zhuǎn)速n=70r/mm,進(jìn)給f=0.25mm/r5. 切槽刀 刀具刃寬4,mm的切斷刀，切削用量：主軸轉(zhuǎn)速n=200r/mm，進(jìn)給f=0.2mm/r。第三章數(shù)控加工3.1 數(shù)控加工的程序3.1.1工件一工藝分析 此零件的車削加工包括車端面、倒角、外圓、圓弧過渡、切槽和螺紋。(1)走刀路線:粗車外圓 - 精車外圓 - 切槽 - 切螺紋(2)工藝路線: 1.下料,用切割機(jī)切80的45#淬火鋼長度為111mm。 2.裝夾按圖1-2所示找正后夾緊。 3.用2號(hào)刀車平端面。（主軸轉(zhuǎn)速為800r/min,采用g99每轉(zhuǎn)進(jìn)給f=0.1mm/r) 4.用2號(hào)刀采用g71進(jìn)行零件的輪廓循環(huán)粗加工。（主軸轉(zhuǎn)速為600r/min,采用g99每轉(zhuǎn)進(jìn)給f=0.15mm/r) 5.用2號(hào)刀采用g70進(jìn)行零件的輪廓循環(huán)精加工。（主軸轉(zhuǎn)速為1200r/min,采用g99每轉(zhuǎn)進(jìn)給f=0.1mm/r) 6.用4號(hào)刀進(jìn)行切槽加工。（主軸轉(zhuǎn)速為300r/min,采用g99每轉(zhuǎn)進(jìn)給f=0.05mm/r) 7.用6號(hào)刀采用g92進(jìn)行螺紋加工循環(huán)。（主軸轉(zhuǎn)速為200r/min)(3)相關(guān)計(jì)算: 螺紋大徑極限公差為36到35.59(車螺紋大徑到35.80) 螺紋總切深 h=0.6495p=0.6495 x 4mm=2.598mm(分9次切削分別為1.5、0.8、0.6、0.6、0.4、0.4、0.4、0.3、0.2,并進(jìn)行2次光整加工)。程序如下：o0001 ( 程序號(hào) )n10 m03 s800 ( 主軸正轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)速為800轉(zhuǎn)每分鐘 )n20 t0201 m08 ( 換t01并建立刀補(bǔ),開冷卻液 )n30 g00 x82 z110 ( 快速接近工件端面的徑外向,準(zhǔn)備車端面 )n40 g01 g99 x-1 f0.1 ( 車端面,采用轉(zhuǎn)進(jìn)給,進(jìn)給速度為每轉(zhuǎn)0.1mm )n50 g00 x81 z112 (快速移動(dòng)止循環(huán)起點(diǎn) ) n60 g71 u1 r2 ( 采用g71循環(huán),進(jìn)刀量為1mm,退刀量為2mm )n70 g71 p80 q140 u0.5 w0.1 f0.15( 粗車循環(huán)從程序段n80到n150,x軸的精加工余量為0.5,z軸的精加工余量為0.1,進(jìn)給速度為每轉(zhuǎn)0.15mm ) n80 g00 x31 s1200 f0.1 ( 精車時(shí)主軸轉(zhuǎn)速為1200每分鐘,進(jìn)給速度為每轉(zhuǎn)0.1mm )n90 g01 z110 ( 準(zhǔn)備倒角 )n100 x35.8 z107.5 ( 倒角 )n110 z75 (車36的外圓 ) n120 x40 (車臺(tái)階面)n130 z-60 (車40的外圓 )n140 g02 x80 z40 r35 (車r35的圓弧 )n150 /g00 x150 z250 (回?fù)Q刀點(diǎn))n160 /m05 m09 ( 主軸停止,冷卻液關(guān))n170 / m00 (程序暫停,可對(duì)粗加工后的零件進(jìn)行測量,可以根據(jù)測量結(jié)果對(duì)刀補(bǔ)進(jìn)行調(diào)整) n180 / m03 s600 ( 主軸正轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)速為600轉(zhuǎn)每分鐘 ) n190 /t0201 m08 ( 換t01并建立刀補(bǔ),開冷卻液 ) n200 / g00 x81 z112 (快速移動(dòng)止循環(huán)起點(diǎn) ) n210 g70 p80 q140 (從n80到n130的粗車進(jìn)行精加工) n220 g00 x150 z250 (回?fù)Q刀點(diǎn)) n230 t0100 ( 取消1號(hào)刀補(bǔ))n240 s300 ( 主軸轉(zhuǎn)速為300轉(zhuǎn)每分鐘 ) n250 t0402 ( 換t03并建立刀補(bǔ))n260 g00 x41 z76 (準(zhǔn)備切槽)n270 g01 x20 f0.05 (切槽,進(jìn)給速度為每轉(zhuǎn)0.05mm)n280 g04 x6 (暫停6秒)n290 g00 x41 (徑向退刀)n300 z75 (軸向進(jìn)刀)n310 g01 x20 f0.05 (切槽,進(jìn)給速度為每轉(zhuǎn)0.05mm)n320 g04 x6 (暫停6秒)n330 g00 x150 (徑向退刀)n340 z250 (軸向退刀n350 t0400 ( 取消4號(hào)刀補(bǔ))n360 s200 ( 主軸轉(zhuǎn)速為200轉(zhuǎn)每分鐘 ) n370 t0603 ( 換t06并建立刀補(bǔ))n380 g00 x38 z117 (快速移動(dòng)止循環(huán)起點(diǎn) ,導(dǎo)入量為7)n390 g92 x34.5 z77 f2 (切螺紋,導(dǎo)程為2,第一刀,導(dǎo)出量為3)n400 x33.7 ( 第二刀)n410 x 33.1 (第三刀)n420 x 32.5 ( 第四刀 )n430 x 32.1 ( 第五刀 )n440 x 31.7 (第六刀)n450 x 31.3 ( 第七刀 )n460 x 31 ( 第八刀 )n470 x 30.8 (第九刀)n480 x 30.8 ( 光整加工 )n490 x 30.8 ( 光整加工 )n500 g00 x150 z150 (回?fù)Q刀點(diǎn)) n510 t0600 ( 取消4號(hào)刀補(bǔ))n520 m05 m09 ( 主軸停止,冷卻液關(guān)) n530 m30 (程序結(jié)束)3.1.2工件二加工圖2所示零件，毛坯尺寸50x114。確定加工內(nèi)容、工件坐標(biāo)系，依據(jù)加工內(nèi)容確定走刀路線、所用刀具和切削用量，并繪制出所用刀具簡圖；根據(jù)需要進(jìn)行節(jié)點(diǎn)計(jì)算，完成nc代碼的編制。圖中p1和p2點(diǎn)坐標(biāo)分別為（40.7，-33.52）、（42.95，-53.56）。 此零件的車削加工包括車端面、鉆孔、鏜孔、倒角、外圓、圓弧過渡、錐面、切槽和螺紋。走刀路線:鉆孔 -車端面 - 粗車外圓 - 粗鏜孔 - 精鏜孔 - 精車外圓 -卸下掉頭裝夾-車端面 - 粗車外圓 - 精車外圓 - 切槽 - 切螺紋程序一（左端）o0001 ( 程序號(hào) )n10 m03 s800 ( 主軸正轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)速為800轉(zhuǎn)每分鐘 )n20 t0101 m08 ( 換t01并建立刀補(bǔ),開冷卻液 )n30 g00 x51 z0 ( 快速接近工件端面的徑外向,準(zhǔn)備車端面 )n40 g01 g99 x-1 f0.1 ( 車端面,采用轉(zhuǎn)進(jìn)給,進(jìn)給速度為每轉(zhuǎn)0.1mm ) n50 g00 x51 z3 ( 快速移動(dòng)止循環(huán)起點(diǎn) ) n60 g71 u1 r2 采用g71循環(huán),進(jìn)刀量為1mm,退刀量為2mm )n70 g71 p80 q150 u0.5 w0.1 f0.15( 粗車循環(huán)從程序段n80到n150,x軸的精加工余量為0.5,z軸的精加工余量為0.1,進(jìn)給速度為每轉(zhuǎn)0.15mm ) n80 g01 x44 s1200 f0.1 ( 精車時(shí)主軸轉(zhuǎn)速為1200每分鐘,進(jìn)給速度為每轉(zhuǎn)0.1mm ) n90 z0 ( 準(zhǔn)備倒角 )n100 x48 z-2 ( 倒角 )n110 z-22 (車48的外圓 )n120 g03 x40.7 z-33.52 r20 (車r20的圓弧 )n130 g02 x42.95 z-53.56 r15 (車r15的圓弧 )n140 g03 x47.985 z-60 r10 (車r20的圓弧 )n150 g01 z-74 (車48的外圓 )n160 g00 x150 z150 (回?fù)Q刀點(diǎn))n170 t0100 m05 m09 ( 取消1號(hào)刀補(bǔ),主軸停止,冷卻液關(guān))n180 /m00 (程序暫停,可對(duì)粗加工后的零件進(jìn)行測量,可以根據(jù)測量結(jié)果對(duì)刀補(bǔ)進(jìn)行調(diào)整)n190 t0202 m08 ( 換t02 并建立刀補(bǔ),開冷卻液 )n200 m03 s600 ( 主軸正轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)速為600轉(zhuǎn)每分鐘 )n210 g00 x15 z2 ( 快速移動(dòng)止循環(huán)起點(diǎn) ) n220 g71 u1 r0.5 ( 采用g71循環(huán),進(jìn)刀量為1mm,退刀量為2mm) n230 g71 p240 q290 u0.5 q0.1 s600 f0.1 ( 粗車循環(huán)從程序段n240到n290,x軸的精加工余量為0.5,z軸的精加工余量為0.1,進(jìn)給速度為每轉(zhuǎn)0.1mm ) n240 g01 x36 s900 f0.08 ( 精車時(shí)主軸轉(zhuǎn)速為1200每分鐘,進(jìn)給速度為每轉(zhuǎn)0.08mm ) n250 z-10 (鏜36的孔 )n260 x20 z-28 (鏜錐面)n270 z-45 (鏜20的孔 ) n280 x16 (鏜臺(tái)階面 ) n290 z-50 (鏜16的孔 )n300 /g00 z150 (軸向退刀)n310 / x150 (徑向退刀)n320 /m05 m09 (主軸停止,冷卻液關(guān))n330 /m00 (程序暫停,可對(duì)粗加工后的零件進(jìn)行測量,可以根據(jù)測量結(jié)果對(duì)刀補(bǔ)進(jìn)行調(diào)整)n340 /t0202 m03 s800 m08(重新用t02號(hào)刀及刀補(bǔ), 主軸正轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)速為800轉(zhuǎn)每分鐘, 開冷卻液) n350 /g00 x15 z2 (快速移動(dòng)止循環(huán)起點(diǎn) ) n360 g70 p240 q290 (從n240到n290的粗鏜孔進(jìn)行精加工)n370 g00 z150 (軸向退刀)n375 x150 (徑向退刀)n380 t0200 m05 m09 ( 取消2號(hào)刀補(bǔ),主軸停止,冷卻液關(guān))n390 m03 s600 ( 主軸正轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)速為600轉(zhuǎn)每分鐘 )n400 t0101 m08 ( 換t01并建立刀補(bǔ),開冷卻液 )n410 g00 x51 z3 (快速移動(dòng)止循環(huán)起點(diǎn) ) n420 g70 p80 q150 (從n80到n150的粗車進(jìn)行精加工)n430 g00 x150 z150 (回?fù)Q刀點(diǎn))n440 m05 t0100 m09 ( 取消2號(hào)刀補(bǔ),主軸停止,冷卻液關(guān))n450 m30 (程序結(jié)束)程序二（右端）o0002 ( 程序號(hào) )n10 m03 s800 ( 主軸正轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)速為800轉(zhuǎn)每分鐘 )n20 t0101 m08 ( 換t01并建立刀補(bǔ),開冷卻液 )n30 g00 x51 z0 ( 快速接近工件端面的徑外向,準(zhǔn)備車端面 )n40 g01 g99 x-1 f0.1 ( 車端面,采用轉(zhuǎn)進(jìn)給,進(jìn)給速度為每轉(zhuǎn)0.1mm )n50 g00 x51 z3 (快速移動(dòng)止循環(huán)起點(diǎn) ) n60 g71 u1 r2 ( 采用g71循環(huán),進(jìn)刀量為1mm,退刀量為2mm )n70 g71 p80 q130 u0.5 w0.1 f0.15( 粗車循環(huán)從程序段n80到n150,x軸的精加工余量為0.5,z軸的精加工余量為0.1,進(jìn)給速度為每轉(zhuǎn)0.15mm ) n80 g00 x28 s1200 f0.1 ( 精車時(shí)主軸轉(zhuǎn)速為1200每分鐘,進(jìn)給速度為每轉(zhuǎn)0.1mm )n90 g01 z0 ( 準(zhǔn)備倒角 )n100 x31.85 z-2 ( 倒角 )n110 z-30 (車31.85的外圓 ) n120 x36 (車臺(tái)階面)n130 x42 z-42 (車錐面 )n140 / g00 x150 z150 (回?fù)Q刀點(diǎn))n150 / m05 m09 ( 主軸停止,冷卻液關(guān))n160 /m00 (程序暫停,可對(duì)粗加工后的零件進(jìn)行測量,可以根據(jù)測量結(jié)果對(duì)刀補(bǔ)進(jìn)行調(diào)整) n170 / m03 s600 ( 主軸正轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)速為600轉(zhuǎn)每分鐘 ) n180 / t0101 m08 ( 換t01并建立刀補(bǔ),開冷卻液 ) n190 /g00 x51 z3 (快速移動(dòng)止循環(huán)起點(diǎn) ) n200