數(shù)控畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

蘇州市職業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)畢業(yè)設(shè)計(jì)題目軸類零件的加工工藝與編程系機(jī)電工程系專業(yè)班級(jí)數(shù)控4班姓名朱冰學(xué)號(hào)指導(dǎo)教師李振興年月日摘要伴隨科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)的日趨劇烈,產(chǎn)品更新速度越來(lái)越快,復(fù)雜形狀的零件越來(lái)越多,精度規(guī)定越來(lái)越高,多品種、小批量生產(chǎn)的比重明顯增長(zhǎng),劇烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)使產(chǎn)品研制生產(chǎn)周期越來(lái)越短,老式的加工設(shè)備和制造措施已難以適應(yīng)這種多樣化、柔性化與復(fù)雜形狀零件的高速高質(zhì)量加工規(guī)定。本課題來(lái)源于生產(chǎn)，是對(duì)所學(xué)知識(shí)的應(yīng)用，它包括了三年所學(xué)的所有知識(shí)，在數(shù)控專業(yè)上具有代表性，并且提高了綜合運(yùn)用各方面知識(shí)的能力。程序的編制到程序的調(diào)試，零件的加工運(yùn)用到了所學(xué)的AutoCAD、CAXA制造工程師軟件、數(shù)控機(jī)床操作、子程序、刀具的選擇、零件的工藝分析、數(shù)學(xué)處理、工藝路線等一系列的內(nèi)容。這將所學(xué)到的理論知識(shí)充足運(yùn)用到了實(shí)際加工中，切實(shí)做到了理論與實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合。關(guān)鍵詞：數(shù)控；加工；工藝；編程目錄1引言 11.1數(shù)控技術(shù)的發(fā)展及趨勢(shì) 11.2數(shù)控車(chē)削加工工藝分析的重要內(nèi)容 22軸類零件的加工工藝設(shè)計(jì) 32.1軸類加工的內(nèi)容及工藝分析 32.1.1軸類零件加工的內(nèi)容 32.1.2軸類零件加工的工藝分析 42.2軸類零件工藝路線的確定 42.2.1工藝路線確實(shí)定 42.2.2輔助工序的安排 62.3數(shù)控機(jī)床及其工藝設(shè)備的選擇 62.3.1數(shù)控機(jī)床的選擇 62.3.2檢測(cè)量具的選擇 72.4軸類零件切削用量參數(shù)確實(shí)定 72.4.1確定主軸轉(zhuǎn)速 72.4.2確定進(jìn)給速度 82.4.3確定背吃刀量 82.5確定數(shù)控加工工藝卡 82.5.1數(shù)控加工工序 82.5.2數(shù)控加工工序表 92.6刀具的選擇 92.6.1刀具 92.6.2確定對(duì)刀點(diǎn)與換刀點(diǎn) 103軸類零件夾具的選用 113.1對(duì)軸類零件夾具的基本規(guī)定 123.2.1夾具的類型 123.2.2零件的安裝 124車(chē)削零件數(shù)控加工的編程 134.1數(shù)控坐標(biāo)系確實(shí)定 134.2走刀路線確實(shí)定 134.3程序編制 145結(jié)論 216致謝 227參考文獻(xiàn) 231引言1.1數(shù)控技術(shù)的發(fā)展及趨勢(shì)機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)，即計(jì)算機(jī)數(shù)字控制(CNC)系統(tǒng)是在老式的硬件數(shù)控(NC)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。它重要由硬件和軟件兩大部分構(gòu)成。通過(guò)系統(tǒng)控制軟件與硬件的配合，完畢對(duì)進(jìn)給坐標(biāo)控制、主軸控制、刀具控制、輔助功能控制等。CNC系統(tǒng)運(yùn)用計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)零件程序編輯、坐標(biāo)系偏移、刀具賠償、插補(bǔ)運(yùn)算、公英制變換、圖形顯示和固定循環(huán)等。使數(shù)控機(jī)床按照操作設(shè)計(jì)規(guī)定，加工出需要的零件。19，穿孔的金屬薄片互換式數(shù)據(jù)載體問(wèn)世；19世紀(jì)末，以紙為數(shù)據(jù)載體并具有輔助功能的控制系統(tǒng)被發(fā)明；1938年，香農(nóng)在美國(guó)麻省理工學(xué)院進(jìn)行了數(shù)據(jù)迅速運(yùn)算和傳播，奠定了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)，包括計(jì)算機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)。數(shù)控技術(shù)是與機(jī)床控制親密結(jié)合發(fā)展起來(lái)的。1952年第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床問(wèn)世后，數(shù)控系統(tǒng)已經(jīng)先后經(jīng)歷了兩個(gè)階段和六代的發(fā)展，其六代是指電子管、晶體管、集成電路、小型計(jì)算機(jī)、微處理器和基于工控PC機(jī)的通用CNC系統(tǒng)。其中前三代為第一階段，稱作為硬件連接數(shù)控，簡(jiǎn)稱NC系統(tǒng)；后三代為第二階段，乘坐計(jì)算機(jī)軟件數(shù)控，簡(jiǎn)稱CNC系統(tǒng)。數(shù)控加工技術(shù)是什么呢？簡(jiǎn)樸的說(shuō)就是運(yùn)用數(shù)字化控制系統(tǒng)在加工機(jī)床上完畢整個(gè)零件的加工。并且和老式的機(jī)械加工手段相比數(shù)控加工技術(shù)具有如下長(zhǎng)處：①加工效率高。運(yùn)用數(shù)字化的控制手段可以加工復(fù)雜的曲面。而加工過(guò)程是由計(jì)算機(jī)控制，因此零件的互換性強(qiáng)，加工的速度快。②加工精度高。同老式的加工設(shè)備相比，數(shù)控系統(tǒng)優(yōu)化了傳動(dòng)裝置,提高辨別率,減少了人為誤差，因此加工的效率可以得到很大的提高。③勞動(dòng)強(qiáng)度低。由于采用了自動(dòng)控制方式，也就是說(shuō)加工的所有過(guò)程是由數(shù)控系統(tǒng)完畢，不象老式加工手段那樣啰嗦，操作者在數(shù)控機(jī)床工作時(shí)，只需要監(jiān)視設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。因此勞動(dòng)強(qiáng)度很低。④適應(yīng)能力強(qiáng)。數(shù)控加工系統(tǒng)就象計(jì)算機(jī)同樣，可以通過(guò)調(diào)整部分參數(shù)到達(dá)修改或變化其運(yùn)作方式，因此加工的范圍可以得到很大的擴(kuò)展。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，數(shù)控系統(tǒng)正在向電氣化、電子化、高速化、精密化等方面高速發(fā)展，其重要研究熱點(diǎn)有如下幾種方面：①高精高速高效化速度②柔性化③多軸化④軟硬件開(kāi)放化⑤實(shí)時(shí)智能化二十一世紀(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)性能及使用連接以便的智能化，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、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；尚有智能診斷、智能監(jiān)控方面的內(nèi)容、以便系統(tǒng)的診斷及維修等。1.2數(shù)控車(chē)削加工工藝分析的重要內(nèi)容①選擇適合在數(shù)控機(jī)床上加工的零件，確定工序內(nèi)容。②分析被加工零件圖樣，明確加工內(nèi)容及技術(shù)規(guī)定，在此基礎(chǔ)上確定零件的加工方案，制定數(shù)控加工工藝路線，如工序的劃分、加工次序的安排、與老式加工工序的銜接等。③設(shè)計(jì)數(shù)控加工工序。如工步的劃分、零件的定位與夾具的選擇、刀具的選擇、切削用量確實(shí)定等。④調(diào)整數(shù)控加工工序的程序。如對(duì)刀點(diǎn)、換刀點(diǎn)的選擇、加工路線確實(shí)定、刀具的賠償。⑤分派數(shù)控加工中的容差。⑥處理數(shù)控機(jī)床上部分工藝指令?？傊?，數(shù)控加工工藝內(nèi)容較多，有些與一般機(jī)床加工相似。2軸類零件的加工工藝設(shè)計(jì)2.1軸類加工的內(nèi)容及工藝分析2.1球頭軸零件圖2.1.1軸類零件加工的內(nèi)容數(shù)控車(chē)床與一般車(chē)床相比，具有加工精度高、加工零件的形狀復(fù)雜、加工范圍廣等特點(diǎn)。不過(guò)數(shù)控車(chē)床價(jià)格較高，加工技術(shù)較復(fù)雜。球頭軸零件可分為粗車(chē)、半精車(chē)和精車(chē)等階段。一般分為：①車(chē)削外圓。車(chē)削外圓是最常見(jiàn)、最基本的車(chē)削措施使用多種不一樣的車(chē)刀車(chē)削中小型零件外圓(包括車(chē)外回轉(zhuǎn)槽)的措施。其中，左偏刀重要用于需要從左向右進(jìn)給，車(chē)削右邊有直角軸肩的外圓以及右偏刀無(wú)法車(chē)削的外圓。②車(chē)削內(nèi)圓。車(chē)削內(nèi)圓(孔)是指用車(chē)削措施擴(kuò)大工件的孔或加工空心工件的內(nèi)表面。這也是常用的車(chē)削加工措施之一。常見(jiàn)的車(chē)孔措施在車(chē)削盲孔和臺(tái)階孔時(shí)，車(chē)刀要先縱向進(jìn)給，當(dāng)車(chē)到孔的根部時(shí)再橫向進(jìn)給，從外向中心進(jìn)給車(chē)端面或臺(tái)階端面。③車(chē)削平面。車(chē)削平面重要指的是車(chē)端平面(包括臺(tái)階端面)，常見(jiàn)的措施是用左偏刀車(chē)削平面，可采用較大背吃刀量，切削順利，表面光潔，大、小平面均可車(chē)削使用90·左偏刀從外向中心進(jìn)給車(chē)削平面，合用于加工尺寸較小的平面或一般的臺(tái)階端面用90·左偏刀從中心向外進(jìn)給車(chē)削平面，合用于加工中心帶孔的端面或一般的臺(tái)階端面使用右偏刀車(chē)削平面，刀頭強(qiáng)度較高，合適車(chē)削較大平面，尤其是鑄鍛件的大平面。④車(chē)削錐面。錐面可分為內(nèi)錐面和外錐面，可以分別視為內(nèi)圓、外圓的一種特殊形式。內(nèi)外錐面具有配合緊密、拆卸以便、多次拆卸后仍能保持精確對(duì)中的特點(diǎn)，廣泛用于規(guī)定中精確和需要常常拆卸的配合件上。在一般車(chē)床上加工錐面的措施有小滑板轉(zhuǎn)位法、尾座偏移法、靠模法和寬刀法等，小滑板轉(zhuǎn)位法重要用于單件小批量生產(chǎn)，內(nèi)外錐面的精度較低，長(zhǎng)度較短(≤100mm)；尾座偏移法用于單件或成批生產(chǎn)軸類零件上較長(zhǎng)的外錐面；靠模法用于成批和大量生產(chǎn)較長(zhǎng)的內(nèi)外錐面；寬刀法用于成批和大量生產(chǎn)較短(≤20mm)的內(nèi)外錐面。⑤車(chē)削螺紋。在一般車(chē)床上一般使用成形車(chē)刀來(lái)加工螺紋，加工一般螺紋、方牙螺紋梯形螺紋和模數(shù)螺紋時(shí)使用的成形車(chē)刀。⑥車(chē)削臺(tái)階、槽。選擇數(shù)控加工內(nèi)容時(shí)，可按下列次序考慮：①一般機(jī)床無(wú)法加工的內(nèi)容應(yīng)優(yōu)先選擇；②一般機(jī)床難加工，質(zhì)量難保證的內(nèi)容應(yīng)重點(diǎn)選擇③一般機(jī)床加工效率低，手工操作勞動(dòng)強(qiáng)度大的內(nèi)容。雖然數(shù)控車(chē)床加工范圍廣泛，不過(guò)因受其自身特點(diǎn)的制約，某些零件仍不適合在數(shù)控車(chē)床上加工。2.1.2軸類零件加工的工藝分析①粗加工：重要是下料，下料的規(guī)定是棒料的直徑55㎜，長(zhǎng)度是150㎜，并且規(guī)定下料長(zhǎng)度的誤差不能超過(guò)正負(fù)1㎜并在棒料兩端鉆中心孔，中心孔：A4/8.5，并且，規(guī)定中心應(yīng)均勻一致，為下一步工序做準(zhǔn)備。②半精加工：半精車(chē)外圓，先粗車(chē)外圓然后，再半精車(chē)外圓，而其他的各尺寸以及跳動(dòng)的規(guī)定都要符合圖紙的規(guī)定。③精加工：精車(chē)外圓，先半精車(chē)外圓,最終精車(chē)外圓，而其他的各尺寸以及跳動(dòng)的規(guī)定都符合圖紙的規(guī)定。2.2軸類零件工藝路線的確定2.2.1工藝路線確實(shí)定圖2.2是加工工序及每個(gè)環(huán)節(jié)的注釋和注意事項(xiàng)。在程序編制中，編程人員必須充足掌握構(gòu)成零件輪廓的幾何要素參數(shù)及各幾何要素間的關(guān)系。由于在自動(dòng)編程時(shí)要對(duì)零件輪廓的所有幾何元素進(jìn)行定義，手工編程時(shí)要計(jì)算出每個(gè)節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)，無(wú)論哪一點(diǎn)不明確或不確定，編程都無(wú)法進(jìn)行。但由于零件設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過(guò)程中考慮不周或被忽視，常常出現(xiàn)參數(shù)不全或不清晰，如圓弧與直線、圓弧與圓弧是相切還是相交或相離。因此在審查與分析圖紙時(shí)，一定要仔細(xì)核算，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)與設(shè)計(jì)人員聯(lián)絡(luò)。零件的外形最佳采用統(tǒng)一的幾何類型及尺寸，這樣可以減少換刀次數(shù)，還也許應(yīng)用控制程序或?qū)Ｓ贸绦蛞钥s短程序長(zhǎng)度。零件的形狀盡量對(duì)稱，便于運(yùn)用數(shù)控機(jī)床的鏡向加工功能來(lái)編程，以節(jié)省編程時(shí)間。2.2.2輔助工序的安排輔助工序一般包括去毛刺、清洗、上油、檢查等。檢查工序是重要的輔助工序，是合格證產(chǎn)品質(zhì)量的重要措施，零件的每道工序加工完畢之后，和零件所有加工完畢之后都要進(jìn)行檢查工序。2.3數(shù)控機(jī)床及其工藝設(shè)備的選擇2.3.1數(shù)控機(jī)床的選擇根據(jù)零件產(chǎn)量、加工規(guī)定選擇生產(chǎn)設(shè)備（根據(jù)專業(yè)規(guī)定需要選擇數(shù)控車(chē)床）。我們選擇SIEMENS的SINUMERIK802S/C數(shù)控車(chē)床。數(shù)控車(chē)床常用的功能指令有準(zhǔn)備功能G、輔助功能M、刀具功能T、主軸轉(zhuǎn)速功能S和進(jìn)給功能F。由于車(chē)床種類不一樣，系統(tǒng)配置也各不相似。表2.1SIEMENS的SINUMERIK802S/C數(shù)控車(chē)系統(tǒng)的常用功能指令功能代碼功能代碼途徑數(shù)據(jù)暫停時(shí)間G4絕對(duì)/增量尺寸G90，91程序結(jié)束M02公制/英制尺寸G71，G70主軸運(yùn)動(dòng)半徑/直徑尺寸G22，G23主軸速度S可編程零點(diǎn)偏置G158旋轉(zhuǎn)方向M03/M04可設(shè)定零點(diǎn)偏置G54～G57G500，G53主軸速度限制G25，G26軸運(yùn)動(dòng)主軸定位SPOS迅速直線運(yùn)動(dòng)G0特殊車(chē)床功能進(jìn)給直線插補(bǔ)G1恒速切削G96/G97進(jìn)給圓弧插補(bǔ)G2/G3圓弧倒角/直線倒角CHF/RND中間點(diǎn)的圓弧插補(bǔ)G5刀具及刀具偏置定螺距螺紋加工G33刀具T靠近固定點(diǎn)G75刀具偏置D回參照點(diǎn)G74刀具半徑賠償選擇G41，G42進(jìn)給率F轉(zhuǎn)角處加工G450，G451精確停/持續(xù)途徑加工G9，G60，G64取消刀具半徑賠償G40在精確停時(shí)的段轉(zhuǎn)換G601/G602輔助功能M2.3.2檢測(cè)量具的選擇①游標(biāo)卡尺②數(shù)顯測(cè)位尺③外徑千分尺④螺紋塞規(guī)2.4軸類零件切削用量參數(shù)確實(shí)定數(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(xiě)人程序中。切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速、背吃刀量及進(jìn)給速度等。對(duì)于不一樣的加工措施，需要選用不一樣的切削用量。切削用量的選擇原則是：保證零件加工精度和表面粗糙度，充足發(fā)揮刀具切削性能，保證合理的刀具耐用度，并充足發(fā)揮機(jī)床的性能，最大程度提高生產(chǎn)率，減少成本。2.4.1確定主軸轉(zhuǎn)速主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)根據(jù)容許的切削速度和工件(或刀具)直徑來(lái)選擇。其計(jì)算公式為：n=1000v/3.14×D式中：v-切削速度，單位為m/m動(dòng)，由刀具的耐用度決定；n-主軸轉(zhuǎn)速，單位為r/min，D-工件直徑或刀具直徑，單位為mm。計(jì)算的主軸轉(zhuǎn)速n，最終要選用機(jī)床有的或較靠近的轉(zhuǎn)速為：車(chē)外圓，粗車(chē)主軸轉(zhuǎn)速為1300r/min,精車(chē)主軸轉(zhuǎn)速為1600r/min。表2.2刀具的切削參數(shù)加工環(huán)節(jié)刀具切削參數(shù)主軸轉(zhuǎn)速序號(hào)加工內(nèi)容刀具規(guī)格n/r.min進(jìn)給速度v/mm.min類型材料1粗加工外輪廓93°外圓偏刀硬質(zhì)合金7002002精加工外輪廓93°外圓偏刀6301603切螺紋退刀槽切槽刀500804車(chē)M24螺紋60°一般螺紋車(chē)5008002.4.2確定進(jìn)給速度進(jìn)給速度是數(shù)控機(jī)床切削用量中的重要參數(shù)，重要根據(jù)零件的加工精度和表面粗糙度規(guī)定以及刀具、工件的材料性質(zhì)選用。最大進(jìn)給速度受機(jī)床剛度和進(jìn)給系統(tǒng)的性能限制。確定進(jìn)給速度的原則：當(dāng)工件的質(zhì)量規(guī)定可以得到保證時(shí)，為提高生產(chǎn)效率，可選擇較高的進(jìn)給速度。一般在200——800mm/min范圍內(nèi)選用；車(chē)外圓，進(jìn)給速度為400㎜/r，精車(chē)時(shí)，進(jìn)給速度為200㎜/r。刀具空行程時(shí)，尤其是遠(yuǎn)距離“回零”時(shí)，可以設(shè)定該機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)設(shè)定的最高進(jìn)給速度。2.4.3確定背吃刀量車(chē)削用量的選擇原則是：（1）粗車(chē)時(shí)，首先考慮選擇一種盡量大的背吃刀量ap，另一方面選擇一種較大的進(jìn)給量f,最終確定一種合適的切削進(jìn)度v。增大背吃刀量ap可使走刀次數(shù)減少，增大進(jìn)給量f有助于斷屑，因此根據(jù)以上原則選擇粗車(chē)切削用量對(duì)于提高生產(chǎn)效率，減少刀具消耗，減少加工成本是有利的。（2）精車(chē)時(shí)，加工精度和表面粗糙度規(guī)定較高，加工余量不大且均勻，因此選擇較?。ǖ惶。┑谋吵缘读縜p和進(jìn)給量f，并選用切削性能高的刀具材料和合理的幾何參數(shù)，以盡量提高切削速度v。（3）零件的加工高度H≤（1/4-1/6）RD，以保證刀具有足夠的剛度。切削用量的詳細(xì)數(shù)值應(yīng)根據(jù)機(jī)床性能，有關(guān)的手冊(cè)并結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)用模擬措施確定。同步，使主軸轉(zhuǎn)速、背吃刀量及進(jìn)給速度三者能互相適應(yīng)，以形成最佳切削用量。2.5確定數(shù)控加工工藝卡2.5.1數(shù)控加工工序數(shù)控加工車(chē)削分十三次切削進(jìn)行加工：1.然后車(chē)削端面作為基準(zhǔn)。2.首先進(jìn)行車(chē)削最大外圓?80。3.車(chē)?70軸臺(tái)階軸4.車(chē)削臺(tái)階平面。5.調(diào)頭裝夾。6.車(chē)削?65軸。7.車(chē)削椎面。8.車(chē)削?24圓柱。9.車(chē)削?20圓柱。10.車(chē)削球面。11.切螺紋退刀槽。12.車(chē)削工藝槽。13.加工螺紋M24。2.5.2數(shù)控加工工序表表2.3數(shù)控加工工序表機(jī)械廠產(chǎn)品名稱或代號(hào)零件名稱零件圖號(hào)軸類零件軸類零件001工藝序號(hào)程序編號(hào)夾具名稱使用設(shè)備001WK11111無(wú)數(shù)控車(chē)床工步號(hào)工步內(nèi)容刀具號(hào)備注1車(chē)削端面T01自動(dòng)2車(chē)削最大外圓T02自動(dòng)3車(chē)削?70圓柱T01自動(dòng)4車(chē)削臺(tái)階平面T02自動(dòng)5調(diào)頭裝夾手動(dòng)6車(chē)削?65圓柱T01自動(dòng)7車(chē)削椎面T01自動(dòng)8車(chē)削?24圓柱T01自動(dòng)9車(chē)削?20圓柱T01自動(dòng)10車(chē)削球面T01自動(dòng)11切螺紋退刀槽T03自動(dòng)12車(chē)削工藝槽T03自動(dòng)13加工螺紋M24T04自動(dòng)2.6刀具的選擇2.6.1刀具刀具的選擇的原則：刀具的使用的壽命和裝夾與否很以便。在加工軸時(shí)一般都是批量生產(chǎn)的，那就規(guī)定加工的時(shí)候必須有效率，裝夾要很以便的，根據(jù)上面的分析，我采用機(jī)夾式刀片，機(jī)夾式刀片的材料是超硬質(zhì)合金鋼。對(duì)于機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具，由于換刀時(shí)間短,可以充足發(fā)揮其切削性能，提高生產(chǎn)效率，刀具壽命可選得低些，一般取15-30min.數(shù)控機(jī)床所選用的刀具常采用適應(yīng)高速切削的刀具材料（如高速鋼、硬質(zhì)合金）并使用可轉(zhuǎn)位刀片。根據(jù)以上的分析，在加工軸所采用的刀具是機(jī)夾式，超硬質(zhì)合金鋼的刀片,選擇數(shù)控車(chē)削刀具。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、通用連接刀柄及少許專用刀柄。刀柄要聯(lián)接刀具并裝在機(jī)床刀架上，因此已逐漸原則化和系統(tǒng)化。為了適應(yīng)數(shù)控機(jī)床對(duì)刀具耐用、穩(wěn)定、易調(diào)、可換等規(guī)定，近幾年機(jī)夾式可轉(zhuǎn)位刀具得到廣泛的應(yīng)用，在數(shù)量上到達(dá)整個(gè)數(shù)控刀具的30%-40%，金屬切除量占總數(shù)的80%-90%。而加工軸所用的刀片超硬質(zhì)合金鋼,超硬質(zhì)合金鋼是以碳化鎢(WC),碳化鈦(TiC)等,高熔點(diǎn),高硬度的碳化物的粉末一起粘連的作用的金屬鈷粉末混合,加壓成型,再燒結(jié)而制成一種粉末冶金制品。硬質(zhì)合金具有高硬度(69-81HRC),高熱硬性(可達(dá)900-1000度),高耐磨性和較高抗壓強(qiáng)度.用它制造刀具,起切削速度,耐磨性與壽命都比高速鋼高,超硬質(zhì)合金鋼制的刀片,裝夾在刀體上使用.使用以便,大大的提高加工的效率。此外，對(duì)所選擇的刀具，在使用前都需對(duì)刀具尺寸進(jìn)行嚴(yán)格的測(cè)量以獲得精確數(shù)據(jù)，并由操作者將這些數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)系統(tǒng)，經(jīng)程序調(diào)用而完畢加工過(guò)程，從而加工出合格的工件。根據(jù)以上的分析,采用超硬質(zhì)合金鋼制的刀片。根據(jù)加工規(guī)定,重要選用的刀具。表2.4刀具表：序號(hào)加工內(nèi)容刀具規(guī)格類型材料1粗加工外輪廓93°外圓偏刀硬質(zhì)合金2精加工外輪廓93°外圓偏刀3切螺紋退刀槽切槽刀4車(chē)M24螺紋60°一般螺紋車(chē)2.6.2確定對(duì)刀點(diǎn)與換刀點(diǎn)對(duì)于數(shù)控機(jī)床來(lái)說(shuō)，在加工開(kāi)始時(shí)，確定刀具與工件的相對(duì)位置是很重要的，它是通過(guò)對(duì)刀點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)的?！皩?duì)刀點(diǎn)”是指通過(guò)對(duì)刀確定刀具與工件相對(duì)位置的基準(zhǔn)點(diǎn)。在程序編制時(shí)，不管實(shí)際上是刀具相對(duì)工件移動(dòng)，還是工件相對(duì)刀具移動(dòng)，都把工件看作靜止，而刀具在運(yùn)動(dòng)。對(duì)刀點(diǎn)往往也是零件的加工原點(diǎn)。選擇對(duì)刀點(diǎn)的原則是：①以便數(shù)學(xué)處理和簡(jiǎn)化程序編制；②在機(jī)床上輕易找正，便于確定零件的加工原點(diǎn)的位置；③加工過(guò)程中便于檢查；④引起的加工誤差小。對(duì)刀點(diǎn)可以設(shè)在零件上、夾具上或機(jī)床上，但必須與零件的定位基準(zhǔn)有已知的精確關(guān)系。當(dāng)對(duì)刀精度規(guī)定較高時(shí)，對(duì)刀點(diǎn)應(yīng)盡量選在零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)上。對(duì)于以孔定位的零件，可以取孔的中心作為對(duì)刀點(diǎn)。對(duì)刀時(shí)應(yīng)使對(duì)刀點(diǎn)與刀位點(diǎn)重疊。所謂刀位點(diǎn)，是指確定刀具位置的基準(zhǔn)點(diǎn)。3軸類零件夾具的選用3.1對(duì)軸類零件夾具的基本規(guī)定數(shù)控加工對(duì)夾具重要有兩大規(guī)定：一是夾具應(yīng)具有足夠的精度和剛度；二是夾具應(yīng)有可靠的定位基準(zhǔn)。選用夾具時(shí)，一般考慮如下幾點(diǎn)：①盡量選用可調(diào)整夾具、組合夾具及其他通用夾具，防止采用專用夾具，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間。②在成批生產(chǎn)時(shí)才考慮采用專用夾具，并力爭(zhēng)構(gòu)造簡(jiǎn)樸。③裝卸工件要迅速以便，以減少機(jī)床的停機(jī)時(shí)間。④夾具在機(jī)床上安裝要精確可靠，以保證工件在對(duì)的的位置上加工。本次設(shè)計(jì)采用一般的三爪自動(dòng)定心卡盤(pán)，其工作效率高，使用以便、精確度高3.2工件裝夾的類型及安裝3.2.1夾具的類型數(shù)控車(chē)床上的夾具重要有兩類：一類用于盤(pán)類或短軸類零件，工件毛坯裝夾在帶可調(diào)卡爪的卡盤(pán)（三爪、四爪）中，由卡盤(pán)傳動(dòng)旋轉(zhuǎn)；另一類用于軸類零件，毛坯裝在主軸頂尖和尾架頂尖間，工件由主軸上的撥動(dòng)卡盤(pán)傳動(dòng)旋轉(zhuǎn)3.2.2零件的安裝數(shù)控機(jī)床上零件的安裝措施與一般機(jī)床同樣，要合理選擇定位基準(zhǔn)和夾緊方案，注意如下兩點(diǎn)：①力爭(zhēng)設(shè)計(jì)、工藝與編程計(jì)算的基準(zhǔn)統(tǒng)一，這樣有助于編程時(shí)數(shù)值計(jì)算的簡(jiǎn)便性和精確性。②盡量減少裝夾次數(shù)，盡量在一次定位裝夾后，加工出所有待加工表面。由于本次設(shè)計(jì)的零件屬于短軸類零件，故采用三爪自定心卡盤(pán)裝夾。其安裝以便、安裝精度較高。4車(chē)削零件數(shù)控加工的編程4.1數(shù)控坐標(biāo)系確實(shí)定數(shù)控車(chē)床坐標(biāo)系統(tǒng)分為機(jī)床坐標(biāo)系和工件坐標(biāo)系。機(jī)床坐標(biāo)系以機(jī)床原點(diǎn)為坐標(biāo)系原點(diǎn)建立起來(lái)的X、Z軸直接坐標(biāo)系，稱為機(jī)床坐標(biāo)系。車(chē)床的機(jī)床原點(diǎn)為主軸旋轉(zhuǎn)中心與卡盤(pán)后端面之交點(diǎn)。機(jī)床坐標(biāo)系是制造和調(diào)整機(jī)床的基礎(chǔ)，也是設(shè)置工件坐標(biāo)系的基礎(chǔ)，一般不容許隨意變動(dòng)參照點(diǎn)參照點(diǎn)是機(jī)床上的一種固定點(diǎn)。該點(diǎn)是刀具退離到一種固定不變的極限點(diǎn)，其位置由機(jī)械擋塊和行程開(kāi)關(guān)來(lái)確定。以參照點(diǎn)為原點(diǎn)，坐標(biāo)方向與機(jī)床坐標(biāo)方向相似所建立的坐標(biāo)系叫做參照坐標(biāo)系，在實(shí)際使用中一般是以參照坐標(biāo)系計(jì)算坐標(biāo)值。②工件坐標(biāo)系數(shù)控編程時(shí)應(yīng)當(dāng)首先確定工件坐標(biāo)系和工件原點(diǎn)。零件在設(shè)計(jì)中有設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，在加工過(guò)程中有工藝基準(zhǔn)，同步應(yīng)盡量將工藝基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)統(tǒng)一，該基準(zhǔn)點(diǎn)一般稱為工件原點(diǎn)。以工件原點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)建立起來(lái)的X、Z軸直角坐標(biāo)系為工件坐標(biāo)系。在車(chē)床上工件原點(diǎn)可以選擇在工件的左或右端面上，即工件坐標(biāo)系是將參照坐標(biāo)系通過(guò)對(duì)到平移得到的4.2走刀路線確實(shí)定①車(chē)端面。②鉆孔。將棒料運(yùn)進(jìn)另一種車(chē)間，工序是給棒料進(jìn)行鉆中心孔和車(chē)端面。這也是非常重要的一步工序。由于，鉆中心孔的好壞將會(huì)直接影響下一道工序的進(jìn)行。規(guī)定也是很高的，重要的一步去毛刺，由于上一道工序是鋸料，在鋸掉的地方會(huì)有毛刺，在把毛刺去掉后，要對(duì)每一種棒了進(jìn)行測(cè)量，以防止上一道工序出現(xiàn)的廢料。再進(jìn)行認(rèn)真的測(cè)量，將要加工的工件放在專門(mén)的鉆床上，對(duì)工件進(jìn)行鉆孔，是兩頭同步進(jìn)行，并且規(guī)定鉆孔在棒料的中心位置。中心孔：A4/8.8，并且，規(guī)定中心孔應(yīng)均勻一致。在進(jìn)行好鉆孔后，將料放到一般的車(chē)床進(jìn)行車(chē)兩端面，對(duì)于車(chē)的規(guī)定是很高的，規(guī)定棒料的長(zhǎng)度是150㎜，正負(fù)0.5㎜，規(guī)定每一種工件都要進(jìn)行檢查。②粗車(chē)外圓。③精車(chē)外圓。上一道工序，將工件運(yùn)進(jìn)到另一種車(chē)間，重要數(shù)控車(chē)床車(chē)間，這道工序是最重要的一步。是進(jìn)行精車(chē)外圓，先精車(chē)外圓，然后，是進(jìn)行精車(chē)外圓，在數(shù)控車(chē)床上進(jìn)行加工。用到的工裝夾具是三爪液壓卡盤(pán)，還需要頂針，頂針的作用就是使加工的棒料，保持同軸度，使加工的零件的精度可以到達(dá)更高，也使加工時(shí)愈加的安全。所用到的測(cè)量工具是游標(biāo)卡尺，外徑千分尺。同理，再加工時(shí)加工的規(guī)定和加工的規(guī)定是同樣的，而其他的各尺寸以及跳動(dòng)的規(guī)定都要符合圖紙的規(guī)定。④割槽。端面進(jìn)行定位割槽并去毛刺；還規(guī)定對(duì)每批次量生產(chǎn)槽的軸向位置需結(jié)合內(nèi)外球籠裝配后之軸向竄動(dòng)間隙以及總成壓縮總長(zhǎng)來(lái)定。同上同樣，是在CNC車(chē)床上進(jìn)行割槽，所用到的工裝夾具是三爪卡盤(pán)，頂針，用到的測(cè)量的檢具是游標(biāo)卡尺。⑤車(chē)螺紋。4.3程序編制數(shù)控車(chē)床重要是加工回轉(zhuǎn)體零件，經(jīng)典的加工表面不外乎外圓柱、外圓錐、螺紋、圓弧面、切槽等。我所做的工序是精車(chē)外圓，加工的程序如下：加工程序及其備注N10G50S10000；程序開(kāi)始N12G00G97S700T01N14M03N16M08N18G00X46.777Z27.753N20G00X49.807Z0.807N22G00X44.807Z0.807N24G00X44.100Z0.100N26G01X44.100Z-24.100F200N28G00X44.807Z-23.393N30G00X49.807Z-23.393N32G00X49.807Z0.807N34G00X42.807Z0.807N36G00X42.100Z0.100N38G01X42.100Z-24.100F200N40G00X42.807Z-23.393N42G00X47.807Z-23.393N44G00X47.807Z0.807N46G00X40.807Z0.807N48G00X40.100Z0.100N50G01X40.100Z-24.100F200N52G00X40.807Z-23.393N54G00X45.807Z-23.393N56G00X45.807Z-0.293N58G00X40.807Z-0.293N60G00X40.100Z-1.000N62G01X40.100Z-11.000F200N64G01X40.100Z-23.000N66G00X41.100Z-23.000N68G00X49.807Z-23.000N70G00X46.777Z27.753N72M09N74M30N75G50S0N76G00G97700T02N77M03N78M08N79G00X42.450Z24.023N80G00X46.966Z24.023N81G00X46.966Z3.600N82G00X46.966Z-1.400N83G00X46.100Z-1.900N84G41N85G01X-0.100Z-1.900F200N86G00X0.766Z-1.400N87G00X0.766Z3.600N88G00X0.766Z24.023N89G00X42.450Z24.023N90G40N91M09N92M30掉頭裝夾N10G50S10000N12G00G97S700T01N14M03N16M08N18G00X27.033Z41.455N20G00X44.744Z0.807N22G00X39.744Z0.807N24G00X39.037Z0.100N26G41N28G01X39.037Z-99.900F200N30G01X40.937Z-99.900N32G00X40.230Z-99.193N34G00X45.230Z-99.193N36G00X45.230Z0.807N38G00X37.744Z0.807N40G00X37.037Z0.100N42G01X37.037Z-99.900F200N44G01X39.037Z-99.900N46G00X38.330Z-99.193N48G00X43.330Z-99.193N50G00X43.330Z0.807N52G00X35.744Z0.807N54G00X35.037Z0.100N56G01X35.037Z-99.900F200N58G01X37.037Z-99.900N60G00X36.330Z-99.193N62G00X41.330Z-99.193N64G00X41.330Z0.807N66G00X33.744Z0.807N68G00X33.037Z0.100N70G01X33.037Z-99.900F200N72G01X35.037Z-99.900N74G00X34.330Z-99.193N76G00X39.330Z-99.193N78G00X39.330Z0.807N80G00X31.744Z0.807N82G00X31.037Z0.100N84G01X31.037Z-84.603F200N86G03X32.600Z-90.000I-8.537K-5.397N88G01X32.600Z-99.900N90G01X33.037Z-99.900N92G00X32.330Z-99.193N94G00X37.330Z-99.193N96G00X37.330Z0.807N98G00X29.744Z0.807N100G00X29.037Z0.100N102G01X29.037Z-82.301F200N104G03X31.037Z-84.603I-6.537K-7.699N106G00X31.257Z-83.627N108G00X36.257Z-83.627N110G00X36.257Z0.807N112G00X27.744Z0.807N114G00X27.037Z0.100N116G01X27.037Z-80.976F200N118G03X29.037Z-82.301I-4.537K-9.024N120G00X28.956Z-81.304N122G00X33.956Z-81.304N124G00X33.956Z0.807N126G00X25.744Z0.807N128G00X25.037Z0.100N130G01X25.037Z-80.224F200N132G03X27.037Z-80.976I-2.537K-9.776N134G00X26.723Z-80.027N136G00X31.723Z-80.027N138G00X31.723Z0.807N140G00X23.744Z0.807N142G00X23.037Z0.100N144G01X23.037Z-79.914F200N146G03X25.037Z-80.224I-0.537K-10.086N148G00X24.530Z-79.362N150G00X29.530Z-79.362N152G00X29.530Z0.807N154G00X21.744Z0.807N156G00X21.037Z0.100N158G01X21.037Z-72.399F200N160G01X22.600Z-76.983N162G01X22.600Z-79.900N164G03X23.037Z-79.914I-0.100K-10.100N166G00X22.369Z-79.171N168G00X27.369Z-79.171N170G00X27.369Z0.807N172G00X19.744Z0.807N174G00X19.037Z0.100N176G01X19.037Z-66.532F200N178G01X21.037Z-72.399N180G00X21.478Z-71.501N182G00X26.478Z-71.501N184G00X26.478Z0.807N186G00X17.744Z0.807N188G00X17.037Z0.100N190G01X17.037Z-60.665F200N192G01X19.037Z-66.532N194G00X19.478Z-65.635N196G00X24.478Z-65.635N198G00X24.478Z0.807N200G00X15.744Z0.807N202G00X15.037Z0.100N204G01X15.037Z-54.900F200N206G01X15.072Z-54.900N208G01X17.037Z-60.665N210G00X17.478Z-59.768N212G00X22.478Z-59.768N214G00X22.478Z0.807N216G00X13.744Z0.807N218G00X13.037Z0.100N220G01X13.037Z-54.900F200N222G01X15.037Z-54.900N224G00X14.330Z-54.193N226G00X19.330Z-54.193N228G00X19.330Z0.807N230G00X11.744Z0.807N232G00X11.037Z0.100N234G01X11.037Z-19.900F200N236G01X12.100Z-19.900N238G01X12.100Z-50.000N240G01X12.100Z-54.900N242G01X13.037Z-54.900N244G00X12.330Z-54.193N246G00X17.330Z-54.193N248G00X17.330Z0.807N250G00X9.744Z0.807N252G00X9.037Z0.100N254G01X9.037Z-7.490F200N256G03X10.100Z-12.000I-9.037K-4.510N258G01X10.100Z-19.900N260G01X11.037Z-19.900N262G00X10.330Z-19.193N264G00X15.330Z-19.193N266G00X15.330Z0.807N268G00X7.744Z0.807N270G00X7.037Z0.100N272G01X7.037Z-4.755F200N274G03X9.037Z-7.490I-7.037K-7.245N276G00X9.354Z-6.541N278G00X14.354Z-6.541N280G00X14.354Z0.807N282G00X5.744Z0.807N284G00X5.037Z0.100N286G01X5.037Z-3.246F200N288G03X7.037Z-4.755I-5.037K-8.754N290G00X7.023Z-3.755N292G00X12.023Z-3.755N294G00X12.023Z0.807N296G00X3.744Z0.807N298G00X3.037Z0.100N300G01X3.037Z-2.367F200N302G03X5.037Z-3.246I-3.037K-9.633N304G00X4.777Z-2.280N306G00X9.777Z-2.280N308G00X9.777Z0.807N310G00X1.744Z0.807N312G00X1.037Z0.100N314G01X1.037Z-1.953F200N316G03X3.037Z-2.367I-1.037K-10.047N318G00X2.575Z-1.480N320G00X7.575Z-1.480N322G00X7.575Z-1.193N324G00X-0.707Z-1.193N326G00X-0.000Z-1.900N328G03X1.037Z-1.953I0.000K-10.100F200N330G00X0.406Z-1.177N332G00X44.744Z-1.177N334G00X27.033Z41.455N336M01N338G50S800N340G00G97S630T01N342M03N344M08N346G00X36.929Z41.006N348G00X45.937Z-1.293N350G00X-0.707Z-1.293N352G00X-0.000Z-2.000N354G41N356G03X10.000Z-12.000I0.000K-10.0