數(shù)控專(zhuān)業(yè)畢業(yè)論文1

1、畢 業(yè) 論 文 指導(dǎo)教師：黃杰 2013年6月1日 課 題 名 稱(chēng)泵蓋的加工工藝編制與仿真加工 分 院/專(zhuān) 業(yè) 機(jī)械工程學(xué)院/數(shù)控技術(shù) 班 級(jí)數(shù)控 1011 學(xué) 號(hào)1001443138 學(xué) 生 姓 名田增加 摘 要 制造自動(dòng)化技術(shù)是先進(jìn)制造技術(shù)中的重要組成部分，其核心技術(shù)是數(shù)控技術(shù)。數(shù)控加 工工藝分析與編程則是數(shù)控加工的核心，合理的工藝是保證數(shù)控加工質(zhì)量。 數(shù)控技術(shù)是綜合應(yīng)用計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、自動(dòng)檢測(cè)及精密機(jī)械等高技術(shù)的產(chǎn)物，隨著 它們的發(fā)展而得到飛速發(fā)展。數(shù)控技術(shù)極大地推動(dòng)了計(jì)算機(jī)輔助制造、柔性制造系統(tǒng)、計(jì) 算機(jī)集成制造系統(tǒng)、虛擬制造系統(tǒng)和敏捷制造的發(fā)展，將朝著高速化、高精度化、多功能 化、

2、系統(tǒng)化與高可靠性等方向發(fā)展。隨著社會(huì)的不斷發(fā)展和先進(jìn)技術(shù)的提高，在當(dāng)今的制 造業(yè)的各個(gè)企業(yè)中，不僅僅只是需要生產(chǎn)出質(zhì)量合格的零件，而是對(duì)整個(gè)生產(chǎn)工藝提出了 更高的要求以便提高加工效率生產(chǎn)出既經(jīng)濟(jì)又合格的零件，以謀求最大的利益。 本論文對(duì)泵蓋進(jìn)行了詳細(xì)的工藝分析包括齒輪軸圖工藝分析，確定裝夾方案.確定走刀 路線.選擇刀具.工藝卡片。通過(guò)實(shí)例進(jìn)一步說(shuō)明數(shù)控技術(shù)的特點(diǎn)以及在制造業(yè)中所起的作 用。 關(guān)鍵詞： 數(shù)控技術(shù) 泵蓋 加工工藝與編程 、 abstract manufacturing automation technology is an important part of advanced ma

3、nufacturing technology, its core technology is nc technology. analysis and programming of nc machining process is the core of nc machining, a reasonable process is to ensure the machining quality. the numerical control technology is the product of comprehensive application of computer, automatic con

4、trol, automatic detection and precision machinery and other high technology, with the development of them and get rapid development. digital technology has greatly promoted the computer aided manufacturing, flexible manufacturing systems, computer integrated manufacturing system, virtual manufacturi

5、ng system and agile development, will develop to high speed, high precision, multi-function, systematic and high reliability etc. with the continuous development of society and advanced technology to improve, each enterprise in todays manufacturing process, not only need to produce quality parts, bu

6、t on the whole production process put forward higher requirements to improve processing efficiency to produce economical and qualified parts, in order to seek maximum benefits. this paper analysis including process of gear shaft detailed maps of the process on the pump cover, determine the clamping

7、scheme. determination of the tool path selection tool. the process card. through examples further illustrate features of nc technology and the role they play in manufacturing. keywords: digital processing technology and programming technology of the pump cover 目 錄 第一章 數(shù)控加工技術(shù)的概述 .4 1.1 數(shù)控技術(shù)簡(jiǎn)介.4 1.2 數(shù)

8、控加工技術(shù)的特點(diǎn) .4 1.3 數(shù)控技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) .4 1.4 數(shù)控技術(shù)發(fā)展策略 .5 1.5 小 結(jié) .6 第二章 數(shù)控加工工藝編制與仿真 .7 2.1 泵蓋簡(jiǎn)介 .7 2.2 零件圖工藝分析 .7 2.3 編制加工工藝：.8 2.3.1 毛坯的選擇.8 2.3.2 確定加工順序及進(jìn)給路線：.8 2.3.3 切削用量選擇.9 2.3.4 選擇機(jī)床、工藝裝備.11 2.3.5 量具的選擇方案.13 2.3.6 擬訂數(shù)控銑削加工工序卡片.13 2.4 建模與仿真加工.14 2.5 小結(jié).21 第三章 總結(jié) .22 第四章 致 謝 .23 第五章 參考文獻(xiàn) .24 附錄 第一章 數(shù)控加工技

9、術(shù)的概述 1.1 數(shù)控技術(shù)簡(jiǎn)介 現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床是機(jī)電一體化的典型產(chǎn)品，是新一代生產(chǎn)技術(shù)、計(jì)算機(jī)集成制造系 統(tǒng)等的技術(shù)集合?，F(xiàn)代數(shù)控當(dāng)今世界各國(guó)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(chǎng)的適應(yīng)能力和競(jìng)爭(zhēng)能力。此外世界上各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家還 將數(shù)控技術(shù)及數(shù)控裝備列為國(guó)家的戰(zhàn)略物資，不僅采取重大措施來(lái)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(guó)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(guó)家加速經(jīng)濟(jì)發(fā) 展、提高綜合國(guó)力和國(guó)家地位的重要途徑。 數(shù)控技術(shù)是用數(shù)字信息對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)和工作過(guò)程進(jìn)行控制的技術(shù)，數(shù)控裝備是以數(shù) 控

10、技術(shù)為代表的新技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)和新興制造業(yè)的滲透形成的機(jī)電一體化產(chǎn)品， 即所謂的數(shù)字化裝備，其技術(shù)范圍覆蓋很多領(lǐng)域：（1）機(jī)械制造技術(shù)；（2）信息處 理、加工、傳輸技術(shù)；（3）自動(dòng)控制技術(shù)；（4）伺服驅(qū)機(jī)床的發(fā)展趨向是高速化、 高精度化、高可靠性、多功能、復(fù)合化、智能化和開(kāi)放式結(jié)構(gòu)。主要發(fā)展動(dòng)向是研制 開(kāi)發(fā)軟、硬件都具有開(kāi)放式結(jié)構(gòu)的智能化全功能通用數(shù)控裝置。 1.2 數(shù)控加工技術(shù)的特點(diǎn) 為滿足現(xiàn)代機(jī)械加工的多樣化需求，數(shù)控加工技術(shù)的特點(diǎn)具有以下特點(diǎn)：（1）作 用和地位上的戰(zhàn)略性；（2）技術(shù)上的綜合性；（3）控制上的實(shí)時(shí)性；（4）軟件上的 領(lǐng)域性；（5）推廣應(yīng)用上的適應(yīng)性；（6）跟蹤上的滯后性

11、；（7）發(fā)展上的開(kāi)放性。 數(shù)控技術(shù)及數(shù)控機(jī)床在當(dāng)今機(jī)械制造業(yè)中的重要地位和巨大效益，顯示了其在國(guó)家基 礎(chǔ)工業(yè)現(xiàn)代化中的戰(zhàn)略性作用，并已成為傳統(tǒng)機(jī)械制造工業(yè)提升改造和實(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。數(shù)控技術(shù)及數(shù)控機(jī)床的廣泛應(yīng)用，給機(jī)械制 造業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品種類(lèi)和檔次以及生產(chǎn)方式帶來(lái)了革命性的變化。 1.3 數(shù)控技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來(lái)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)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，他對(duì)國(guó)計(jì)民生的一些重要行 業(yè)（it、汽車(chē)、輕工、醫(yī)療等）的發(fā)展起著越來(lái)越重要的作用，因?yàn)檫@些行業(yè)所需裝 備的數(shù)字化已是現(xiàn)代發(fā)展

12、的大趨勢(shì)。從目前世界上數(shù)控技術(shù)及其裝備發(fā)展的趨勢(shì)來(lái)看， 其主要研究熱點(diǎn)有以下幾個(gè)方面： 1.高速、高精加工技術(shù)及裝備的新趨勢(shì)： 效率、質(zhì)量是先進(jìn)制造技術(shù)的主體。高速、高精加工技術(shù)可極大地提高效率，提 高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，縮短生產(chǎn)周期和提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。為此日本先端技術(shù)研究會(huì) 將其列為 5 大現(xiàn)代制造技術(shù)之一，國(guó)際生產(chǎn)工程學(xué)會(huì)（cirp）將其確定為 21 世紀(jì)的中 心研究方向之一。 在轎車(chē)工業(yè)領(lǐng)域，年產(chǎn) 30 萬(wàn)輛的生產(chǎn)節(jié)拍是 40 秒/輛，而且多品種加工是轎車(chē) 裝備必須解決的重點(diǎn)問(wèn)題之一；在航空和宇航工業(yè)領(lǐng)域，其加工的零部件多為薄壁和 薄筋，剛度很差，材料為鋁或鋁合金，只有在高切削速度和切削力

13、很小的情況下，才 能對(duì)這些筋、壁進(jìn)行加工。近來(lái)采用大型整體鋁合金坯料“掏空”的方法來(lái)制造機(jī)翼、 機(jī)身等大型零件來(lái)替代多個(gè)零件通過(guò)眾多的鉚釘、螺釘和其他聯(lián)結(jié)方式拼裝，使構(gòu)件 的強(qiáng)度、剛度和可靠性得到提高。這些都對(duì)加工裝備提出了高速、高精和高柔性的要 求。 2.智能化、開(kāi)放式、網(wǎng)絡(luò)化成為當(dāng)代數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢(shì) 21 世紀(jì)的數(shù)控裝備將是具有一定智能化的系統(tǒng)，智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控系統(tǒng) 中的各個(gè)方面：為追求加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化，如加工過(guò)程的自適應(yīng)控制， 工藝參數(shù)自動(dòng)生成；為提高驅(qū)動(dòng)性能及使用連接方便的智能化，如前饋控制、電機(jī)參 數(shù)的自適應(yīng)運(yùn)算、自動(dòng)識(shí)別負(fù)載自動(dòng)選定模型、自整定等；簡(jiǎn)化編程

14、、簡(jiǎn)化操作方面 的智能化，如智能化的自動(dòng)編程、智能化的人機(jī)界面等；還有智能診斷、智能監(jiān)控方 面的內(nèi)容、方便系統(tǒng)的診斷及維修等。數(shù)控系統(tǒng)開(kāi)放化已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)的未來(lái)之路。 所謂開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)就是數(shù)控系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)可以在統(tǒng)一的運(yùn)行平臺(tái)上，面向機(jī)床廠家和 最終用戶，通過(guò)改變、增加或剪裁結(jié)構(gòu)對(duì)象（數(shù)控功能），形成系列化，并可方便地 將用戶的特殊應(yīng)用和技術(shù)訣竅集成到控制系統(tǒng)中，快速實(shí)現(xiàn)不同品種、不同檔次的開(kāi) 放式數(shù)控系統(tǒng)，形成具有鮮明個(gè)性的名牌產(chǎn)品。目前開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)規(guī)范、 通信規(guī)范、配置規(guī)范、運(yùn)行平臺(tái)、數(shù)控系統(tǒng)功能庫(kù)以及數(shù)控系統(tǒng)功能軟件開(kāi)發(fā)工具等 是當(dāng)前研究的核心。 1.4 數(shù)控技術(shù)發(fā)展策略 1

15、用系統(tǒng)的方法，選擇能夠主導(dǎo)制造裝備業(yè)發(fā)展升級(jí)的關(guān)鍵技術(shù)以及支持產(chǎn)業(yè)化 發(fā)展的支撐技術(shù)、配套技術(shù)作為研究開(kāi)發(fā)的內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)制造裝備業(yè)的跨躍式發(fā)展。 2在競(jìng)爭(zhēng)前數(shù)控技術(shù)方面，強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新，強(qiáng)調(diào)研究開(kāi)發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)和 產(chǎn)品。 3強(qiáng)調(diào)市場(chǎng)需求為導(dǎo)向，即以數(shù)控終端產(chǎn)品為主，以整機(jī)（如量大面廣的數(shù)控車(chē) 床、銑床、高速高精高性能數(shù)控機(jī)床、典型數(shù)字化機(jī)械、重點(diǎn)行業(yè)關(guān)鍵設(shè)備等）帶動(dòng) 數(shù)控產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。 1.5 小 結(jié) 數(shù)控技術(shù)自問(wèn)世以來(lái)，就體現(xiàn)出了它的機(jī)加工優(yōu)勢(shì)。尤其是對(duì)單件、小批量生產(chǎn)， 特別是復(fù)+雜型面零件的自動(dòng)化加工，數(shù)控機(jī)床更是大顯身手。 數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但 給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來(lái)了革命性的變化，使制造業(yè)成

16、為工業(yè)化的象征，而且隨著數(shù)控技術(shù) 的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，它將帶動(dòng)整個(gè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的 第二章 數(shù)控加工工藝編制與仿真 2.1 泵蓋簡(jiǎn)介 齒輪泵的一個(gè)重要組成部分是齒輪軸。齒輪泵的最基本形式就是兩個(gè)尺寸相同的 齒輪在一個(gè)緊密配合的殼體內(nèi)相互嚙合旋轉(zhuǎn)，齒輪泵工作時(shí)，液體沿吸油管進(jìn)入到吸 入空間，沿上下殼壁被兩個(gè)齒輪分別擠壓到排出空間匯合（齒與齒嚙合前），然后進(jìn) 入壓油管排出。因此，齒輪軸的制造精度就決定了齒輪泵的工作效率。 泵的主要特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、造價(jià)低。齒輪泵適合于輸送黏稠液 體，因?yàn)楸皿w絕不可能無(wú)間隙配合，而外嚙合齒輪泵高壓腔的壓力油向低壓腔泄露泵 的端面泄露有三種途徑：（1）

17、通過(guò)齒輪嚙合處的間隙；（2）泵體內(nèi)表面與齒頂圓間 的徑向間隙；（3）通過(guò)齒輪兩端面與兩端蓋間的端面軸向間隙。其中端面軸向間隙的 泄露量最大，所以應(yīng)提高加工精度來(lái)減小端面軸向間隙來(lái)提高效率。 2.2 零件圖工藝分析 本設(shè)計(jì)課題為：泵蓋的加工工藝編制與加工仿真。 分析零件的形狀、結(jié)構(gòu)及尺寸特點(diǎn)，檢查零件的加工要求，泵蓋零件圖如 2-1 所 示。 圖 2-1 泵蓋零件圖 2.3 編制加工工藝： 2.3.1 毛坯的選擇 毛坯選擇是應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)因素： 加工余量足不足，零件的材料及對(duì)材料的組織和性能要求:設(shè)計(jì)圖上規(guī)定的 零件材對(duì)于鋼制零件，在選擇毛坯時(shí)應(yīng)考慮材料的力學(xué)性能要求。例如，制造高 壓閥門(mén) 的零

18、件一般應(yīng)盡量選用鍛件或焊接件，以保證材料具有良好的力學(xué)性能。 零件的結(jié)構(gòu)形狀和外形尺寸:零件的結(jié)構(gòu)形狀是影響毛坯選擇的重要因素， 例如，結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜的閥體應(yīng)盡量選用鑄件。尺寸大的閥體可選用砂型鑄造；尺 寸小的則采用熔模鑄造。 生產(chǎn)綱領(lǐng)的大小:零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)愈大，采用高精度和高效率的毛坯制造方 法經(jīng)濟(jì)效果愈好。 毛坯制造的條件:應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備狀況和工藝水平來(lái)選擇毛坯，并考慮發(fā) 展前景逐步采用先進(jìn)的毛坯制造方法。 所以為了經(jīng)濟(jì)可靠本次用硬鋁。 2銑外形；12 銑刀銑平面至尺寸 3銑 20 圓錐臺(tái)至尺寸。 4銑底臺(tái)至尺寸 5用 14 鉆頭鉆 10 孔 6.用 12 銑刀銑 14 孔 7.用 12

19、銑刀銑 20 孔 8去毛刺、清洗、檢驗(yàn)、入庫(kù) 2.3.2 確定加工順序及進(jìn)給路線： 按照先粗后精、先近后遠(yuǎn)的原則確定加工順序，盡量減少用刀數(shù)量。 1、 先用 50 的面銑刀 2、用 8 的面銑刀銑表面圓臺(tái) 3、用 10 的鉆頭鉆 10 的孔 4、用 3 的銑刀銑表面槽孔 5、完成加工 2.3.3 切削用量選擇 1. 主軸轉(zhuǎn)速的確定 主要根據(jù)允許的切削速度 vc(m/min)選?。?n= d vc 1000 其中 vc.切削速度 d.工件或刀具的直徑（mm） 根據(jù)切削原理可知，切削速度的高低主要取決于被加工零件的精度、材料、刀具 的材料和刀具耐用度等因素，切削速度如表 2.1 所示。 表 2.1

20、 銑削時(shí)切削速度 切削速度/ (m/min) c v 工件材料硬度/hbs 高速鋼銑刀硬質(zhì)合金銑刀 鋁70120100 200200 400 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 c v 積屑瘤的臨界速度，獲得較低的表面粗糙度值。但實(shí)際上由于機(jī)床、刀具等的限制， 綜合考慮之后如工藝工序卡所示。 2.進(jìn)給速度的確定 粗加工的時(shí)候一般盡量可能的最大每齒進(jìn)給速度，每齒進(jìn)給速度的取值主要考慮 刀具的強(qiáng)度，對(duì)于立銑刀而言，直徑越大，刀刃越多，其刀具強(qiáng)度就越大，允許取的 每齒進(jìn)給速度也越大;在一定的每齒進(jìn)給速度，切削深度，切削寬度的取值過(guò)大，將會(huì) 導(dǎo)致切削力過(guò)大，一方面可能

21、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。通常如果切削深度必須取大值的時(shí)候，切削 寬度就必須取很小的值。曲面輪廓的精加工的每齒進(jìn)給速度、切削深度、切削寬度一 般比較小，切削力很小，因此取很高的切削速度也不會(huì)超出機(jī)床的額定功率。粗加工 的時(shí)候，過(guò)高切削度主要引起溫度和切削功率過(guò)大，精加工的時(shí)候過(guò)高的切削速度主 要愛(ài)溫度的限制。通常，銑刀材料、工件材料、刀具耐用度一定，允許的濃度就一定， 因此極限切削線速度也一定。 切削進(jìn)給速度 f 時(shí)切削時(shí)單位時(shí)間內(nèi)工件與銑刀沿進(jìn)給方向的相對(duì)位移，單位 mm/min。它與銑刀的轉(zhuǎn)速 n、銑刀齒數(shù) z 及每齒進(jìn)給量（m

22、m/z）的關(guān)系為: z f f=zn。每齒進(jìn)給量的選取主要取決于工件材料的力學(xué)性能、刀具材料、工件表 z f z f 面粗糙度值等因素。工件材料的強(qiáng)度和硬度越高，越小，反之則越大；工件表面粗 z f 糙度值越小，就越??；硬質(zhì)合金銑刀的每齒進(jìn)給量高于同類(lèi)高速鋼銑刀，刀每齒進(jìn) z f 給量表 2.2 所示。 表 2.2 刀每齒進(jìn)給量 z f 每齒進(jìn)給量/（mm/z） z f 粗銑精銑工件材料 高速鋼銑刀硬質(zhì)合金銑刀高速鋼銑刀硬質(zhì)合金銑刀 鋁0.060.200.100.250.050.100.020.05 綜合選?。?粗銑=0.06 mm/z z f 精銑=0.03mm/z z f 銑刀齒數(shù) z=2

23、 上面計(jì)算出轉(zhuǎn)速如工藝工序卡 將它們代入式子計(jì)算。 粗銑時(shí)：f=0.0622985 =358mm/min 精銑時(shí)：f=0.0323981 =239mm/min 同理即可得出： 面銑刀進(jìn)給速度： =379 r/min =505r/min 粗 n 精 n 銑刀齒數(shù) z=3 f 粗=69 mm/min f 精 =46 mm/min 8 銑刀進(jìn)給速度： =2985 r/min =3981 r/min 粗 n 精 n 銑刀齒數(shù) z=2 f 粗=716 mm/min f 精 =477 mm/min 切削進(jìn)給速度也可由機(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)。 3. 背吃刀量

24、的確定 背吃刀量是根據(jù)機(jī)床、工件和刀具的剛度來(lái)決定，在剛度允許的條件下，應(yīng)盡可 能使被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，一般留 0.20.5mm。 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(lèi)比 方法確定。同時(shí)，使主軸轉(zhuǎn)速、切削深度及進(jìn)給速度三者能相互適應(yīng)，以形成最佳切 削用量 1背吃刀量的選擇 銑削時(shí)固定循環(huán)每次 1mm.鉆孔時(shí)每 5mm 一抬刀。 2主軸轉(zhuǎn)速的選擇 銑削時(shí) s=800mm/min,鉆孔時(shí) s=500mm/min. 3進(jìn)給速度的選擇 銑削時(shí) f=500mm/min,鉆孔時(shí) f=80

25、mm/min。 綜合前面分析的各項(xiàng)內(nèi)容，并將其填入下表所示的數(shù)控加工工藝卡片。此表是編 制加工程序的主要依據(jù)和操作人員配合數(shù)控程序進(jìn)行數(shù)控加工的指導(dǎo)性文件。主要內(nèi) 容包括：工步順序、工步內(nèi)容、各工步所用的刀具及切削用量等。 2.3.4 選擇機(jī)床、工藝裝備 1.數(shù)控機(jī)床及系統(tǒng) 加工中心加工柔性比普通數(shù)控銑床優(yōu)越，有一個(gè)自動(dòng)換刀的伺服系統(tǒng)，對(duì)于工序 復(fù)雜的零件需要多把刀加工，在換刀的時(shí)候可以減少很多輔助時(shí)間，很方便，而且能 夠加工更加復(fù)雜的曲 圖 2.2 加工中心及操作面板 面等工件。因此，提高加工中心的效率便成為關(guān)鍵，而合理運(yùn)用編程技巧，編制高效 率的加工程序，對(duì)提高機(jī)床效率往往具有意想不到的效

26、果。選用加工中心（faunc vmc850） （圖 2.2） ，其主要參數(shù)如表 2.3。 表 2.3 加工中心（fauncvmc850）主要參數(shù) 工作臺(tái)面尺寸 （長(zhǎng)寬） 4051307（mm）主軸錐孔/刀柄形式 24iso40 / bt40（mas403） 工作臺(tái)最大縱向行程650mm主配控制系統(tǒng)fanuc 0imate.mc 工作臺(tái)最大橫向行程450mm換刀時(shí)間（s）6.5s 主軸箱垂向行程500mm主軸轉(zhuǎn)速范圍606000( r/min) 工作臺(tái) t 型槽 （槽數(shù).寬度間距） 5.1660mm快速移動(dòng)速度10000（mm/min） 主電動(dòng)機(jī)功率5.5/7.5（kw）進(jìn)給速度5800（mm/

27、min） 脈沖當(dāng)量（mm/脈沖）0.001工作臺(tái)最大承載(kg)700kg 機(jī)床外形尺寸 (長(zhǎng)寬高)(mm) 2540mm2520mm2 710mm 機(jī)床重量( kg)4000kg 2選擇工藝裝備 （1）夾具的選擇 機(jī)械制造過(guò)程中用來(lái)固定加工對(duì)象，使之占有正確的位置，以接受施工或檢測(cè)的 裝置稱(chēng)為夾具，又稱(chēng)卡具。從廣義上說(shuō)，在工藝過(guò)程中的任何工序，用來(lái)迅速、方便、 安全地安裝工件的裝置，都可稱(chēng)為夾具。例如焊接夾具、檢驗(yàn)夾具、裝配夾具、機(jī)床 夾具等。在機(jī)床上加工工件時(shí)，為使工件的表面能達(dá)到圖紙規(guī)定的尺寸、幾何形狀以 及與其他表面的相互位置精度等技術(shù)要求 ，加工前必須將工件裝好（定位） 、夾牢 （夾

28、緊） 。 夾具通常由定位元件（確定工件在夾具中的正確位置） 、夾緊裝置 、對(duì)刀引導(dǎo)元 件(確定刀具與工件的相對(duì)位置或?qū)б毒叻较?、分度裝置（ 使工件在一次安裝中能 完成數(shù)個(gè)工位的加工，有回轉(zhuǎn)分度裝置和直線移動(dòng)分度裝置兩類(lèi)） 、連接元件以及夾具 體（夾具底座）等組成。按進(jìn)給方式銑床夾具可分為直線進(jìn)給式、靠模進(jìn)給式和圓周 進(jìn)給式三種。 1)直線進(jìn)給式銑床夾具：這類(lèi)銑床夾具用得最多，夾具安裝在銑床工作臺(tái)上，加 工中隨工作臺(tái)按直線進(jìn)給方式運(yùn)動(dòng)。 2)靠模銑床夾具：靠模的作用是使工件獲得輔助運(yùn)動(dòng)，形成仿形運(yùn)動(dòng)，它用在專(zhuān) 用或通用銑床上加工各種非圓曲面。 3)圓周進(jìn)給式銑床夾具：可在不停車(chē)的情況下裝卸工

29、件，一般是多工位，在有回 轉(zhuǎn)工作臺(tái)的銑床上使用。這種夾具結(jié)構(gòu)緊湊，操作方便，是高效銑床夾具，使用于大 批量生產(chǎn)。 裝夾有許多要求：夾緊，保證加工時(shí)產(chǎn)品不移位，還有必須在有效行程內(nèi)，加工 是能夠讓開(kāi)障礙（比如壓板） ，裝夾部位要合適，避免零件一頭懸空太多，產(chǎn) 生震刀， 根據(jù)產(chǎn)品要求找正裝夾的方法很多，比如平口鉗，壓板，專(zhuān)用工裝等，其實(shí)還是自己 要多動(dòng)腦子，根據(jù)不同的產(chǎn)品設(shè)計(jì)不同的裝夾方法 由于本零件為批量活，為了提升加工效率，保證加工質(zhì)量,采用平口鉗裝夾。 2.3.5 量具的選擇方案 在機(jī)械制造中用以直接或間接測(cè)出被測(cè)對(duì)象量值的工具、加工中心儀器、儀表等 稱(chēng)為計(jì)量器具。計(jì)量器具主要分為量具和量?jī)x

30、(儀器、儀表)兩大類(lèi)。其中量具是指那 些能直接表示出長(zhǎng)度單位和界限的簡(jiǎn)單計(jì)量工具。量?jī)x是利用機(jī)械、光學(xué)、氣動(dòng)、電 動(dòng)等原理將長(zhǎng)度放大或細(xì)分，且結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的計(jì)量器具，一般在計(jì)量室中使用。 零件的幾何參數(shù)的測(cè)量包括：長(zhǎng)度、角度、表面粗糙度及形位公差。 用來(lái)測(cè)量零件的量具有： 1）鋼直尺：用來(lái)測(cè)量長(zhǎng)度的一種最常用的簡(jiǎn)單量具； 2）游標(biāo)卡尺：可以用來(lái)測(cè)量?jī)?nèi)、外尺寸、孔距、高度和深度； 3）千分尺：這類(lèi)量具較為精密。可用來(lái)測(cè)量外圓直徑、長(zhǎng)度、厚度；測(cè)量表面粗 糙度采用比較法，將零件表面與表面粗糙度樣塊比較，用目測(cè)或手摸判斷被加工表面 粗糙度；用比較法評(píng)定表面粗糙度雖然不精確，但由于器具簡(jiǎn)單，使用方便，

31、迅速。 4）百分表：在銑削工件時(shí)，用來(lái)測(cè)量工件是否垂直。 本次仿真加工用的主要量具是游標(biāo)卡尺和千分尺。 2.3.6 擬訂數(shù)控銑削加工工序卡片 為更好地指導(dǎo)編程和加工操作，把該零件的加工順序、所用刀具和切削用量等參 數(shù)編入表 1 所示的泵蓋零件數(shù)控加工工序卡片中。泵蓋零件數(shù)控加工工序卡片如表 2.4 所示。 表 2.4 泵蓋的加工工序卡 2.4 建模與仿真加工 1.粗加工平面建模及仿真路線如圖 2.1，圖 2.2 所示 本道工序是用 8 的平面銑刀粗洗出表面基準(zhǔn)面以便于下一道工序的進(jìn)行。圖 2.1 為粗銑平面的建模方法。 產(chǎn)品名稱(chēng)或代號(hào)零件名稱(chēng)零件圖號(hào) 單位名 稱(chēng) 南京工業(yè)職業(yè)技 術(shù)學(xué)院 加工中

32、心銑削工藝分析泵蓋 工序號(hào)程序編號(hào)夾具名稱(chēng)使用設(shè)備車(chē)間 自制工裝加工中心加工中心車(chē)間 工序號(hào)工步內(nèi)容 刀具 號(hào) 刀 具 規(guī) 格（） 主軸轉(zhuǎn)速 （r/min） 進(jìn)給速度 /min 背吃刀 量（）備注 1銑刀d138005001 2鉆頭d310500805 5鉆頭d48500805 6銑刀d658005001 圖 2.1 粗加工平面走刀路線 如圖 2.2 粗加工仿真所示，加工面為大平面用的是 8 的面銑刀。 圖 2.2 粗加工平面仿真示意 2.精加工平面走刀路線及仿真如圖 2.3，圖 2.4 圖 2.3 為平面精加工建模方法，該軌跡為走刀路徑用的是 5 的面銑刀。 圖 2.3 精加工平面走刀路線

33、如圖 2.4 所示為平面精銑，采用的銑削方法是平面銑。 圖 2.4 精加工平面仿真 3.粗加工平面凸臺(tái)和橢球型臺(tái)建模及仿真如圖 2.5，圖 2.6 所示 圖 2.5 是銑表面圓臺(tái)和橢球型臺(tái)的建模，加工面設(shè)置為高度是 17mm 的面，采用的 是銑加工方法中的型腔銑，先銑橢球型臺(tái)，再銑 50 的圓臺(tái)。 圖 2.5 面凸臺(tái)和橢球型臺(tái)走刀路線 圖 2.6 仿真加工 4.精加工平面凸臺(tái)和橢球型臺(tái)建模及仿真如圖 2.7，圖 2.8 所示 本道工序是采用型腔銑，刀具為 6 的銑刀，確定加工面為高度是 17mm 的面，其 底面有倒角，設(shè)定為 6，建模完成，再進(jìn)行仿真加工。 圖 2.5 面凸臺(tái)和橢球型臺(tái)走刀路線

34、 圖 2.5 面凸臺(tái)和橢球型臺(tái)走刀路線 5.粗加工 10 孔建模及仿真如圖 2.9，圖 2.10 所示 本道工序是用 10 的鉆頭鉆出 10 的孔，孔深為 10mm，建模時(shí)先選中該孔，設(shè) 置好刀具和加工方法為鉆孔，確定加工最底面。 圖 2.9 粗加工 10 孔的加工路線 、 圖 2.10 仿真加工 6.粗加工 14 孔建模加工路線及仿真加工如圖 2.11, 圖 2.12 所示 本道工序刀具設(shè)置為 8 的銑刀，加工方法是型腔銑，先確定加工的槽孔然后設(shè) 定加工面為槽的最深處，設(shè)定倒角 6 然后完成建模。 圖 2.1114 孔建模加工路線 圖 2.12 仿真加工 7.加工 16 孔和 20 槽建模走

35、刀路線及仿真加工如圖 2.13,圖 2.14 所示 這道工序?yàn)榉抡婕庸さ淖詈笠坏拦ば蛴玫氖?8 的銑刀，采用型腔銑的銑削加工 方法，先把 16 的孔和 20 的槽孔選定，即要加工的地方，再確定加工的平面是深 度為 3mm 的孔和槽，完成建模然后是仿真加工。 圖 2.11 16 孔和 20 槽建模走刀路線 圖 2.12 仿真加工 2.5 小結(jié) 數(shù)控編程是數(shù)控加工的重要步驟，本章在以前所設(shè)計(jì)的的零件工藝規(guī)程基礎(chǔ)上， 對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的刀具參數(shù)設(shè)置、切削參數(shù)設(shè)置、機(jī)床后置處理、在相關(guān)軟件上生成加 工軌跡。 第三章 總結(jié) 本課題是首先運(yùn)用繪圖軟件繪制出需要的零件圖，然后自動(dòng)生成程序。 通過(guò)畢業(yè)論文鞏固和擴(kuò)

36、展了所學(xué)的基本理論和專(zhuān)業(yè)知識(shí)；培養(yǎng)綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí) 技能分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，正確的工程設(shè)計(jì)和技術(shù)研究思想、理論聯(lián)系實(shí)際、 實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的工作作風(fēng)；進(jìn)一步訓(xùn)練和提高資料利用、理論計(jì)算、 數(shù)據(jù)處理、資料的閱讀、計(jì)算機(jī)使用、文字表達(dá)等方面的能力和技巧。通過(guò)畢業(yè)論文， 綜合性地運(yùn)用所學(xué)知識(shí)去分析、解決一個(gè)問(wèn)題，在作畢業(yè)論文的過(guò)程中，所學(xué)知識(shí)得 到疏理和運(yùn)用，它既是一次檢閱，又是一次鍛煉。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我的實(shí)踐動(dòng)手、 動(dòng)筆能力得到鍛煉，增強(qiáng)了即將跨入社會(huì)去競(jìng)爭(zhēng)，去創(chuàng)造的自信心。 本課題雖然借助先進(jìn)的數(shù)控技術(shù)來(lái)加工得了良好的效果。但是在設(shè)計(jì)的過(guò)程中也 存在許多的不足。因此在一些編程

37、軟件的功能上還須增強(qiáng)，快速編程，數(shù)控機(jī)床在制 造的時(shí)候應(yīng)能運(yùn)用各種類(lèi)型的夾具以適應(yīng)不同零件的裝夾，另外還應(yīng)加強(qiáng)數(shù)控操作人 員及維修人員的培養(yǎng)。 第四章 致 謝 本文是在指導(dǎo)教師黃杰的細(xì)心教導(dǎo)下完成的。老師的嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)的教學(xué)態(tài)度，博大 寬廣的學(xué)識(shí)修養(yǎng)，高瞻遠(yuǎn)矚的洞察能力，給我留下了深刻的印象，使我終生受益。至 此論文完成之際，謹(jǐn)向老師的辛苦培養(yǎng)表示崇高的敬意和衷心的感謝！ 設(shè)計(jì)期間，指導(dǎo)老師們給予了我許多學(xué)習(xí)和實(shí)踐方面的幫助，我不但在學(xué)習(xí)上有 了很大的進(jìn)步，而且還明白了許多待人接物與為人處世的道理。其嚴(yán)以律己、寬以待 人的崇高風(fēng)范，樸實(shí)無(wú)華、平易近人的人格魅力，與無(wú)微不至、感人至深的人文關(guān)懷。 其次，我還要真誠(chéng)地謝謝數(shù)控 1011 班的全體同學(xué)，在這三年當(dāng)中，你們給予了我很多 幫助，讓我感受到了集體的溫暖，讓我知道自己并不是一個(gè)人在陌生又熟悉的南京， 你們?cè)谖业膶W(xué)習(xí)工作生活各個(gè)方面，你們給我提出了很多寶貴的建議，特別是學(xué)習(xí)委 員朱丹丹同學(xué)和班長(zhǎng)李陽(yáng)同學(xué)，他們?yōu)槲覀儼嗉?jí)付出了很多。在這里我想代表全班同 學(xué)對(duì)他們說(shuō)一句：“謝謝你們，你們辛苦了！” 其次，我還要真誠(chéng)地謝謝我的同窗舍友，在這三年當(dāng)中，你們教會(huì)了我很多的東 西，你們的真誠(chéng)熱情深深的印在了我的腦海里，我在學(xué)校所學(xué)到的為