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本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)
題目：復(fù)合軸類零件數(shù)控加工工藝與編程設(shè)計(jì)
系 別： 機(jī)電信息
專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
班 級(jí)：
學(xué) 生：
學(xué) 號(hào)：
指導(dǎo)教師：
2013年 5 月
復(fù)合軸類零件數(shù)控加工工藝與編程設(shè)計(jì)
摘 要
本設(shè)計(jì)主要講述復(fù)合軸類零件的數(shù)控車削加工工藝及其數(shù)控編程。數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是制訂加工工藝規(guī)程，也是數(shù)控機(jī)床加工前的準(zhǔn)備工作。數(shù)控機(jī)床加工程序不僅要包括零件的工藝過(guò)程，而且還要包括切削用量、走刀路線、刀具尺寸以及機(jī)床的運(yùn)動(dòng)過(guò)程。本設(shè)計(jì)針對(duì)典型軸類配合零件進(jìn)行了數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)及程序的編制。工藝設(shè)計(jì)方面從零件圖開(kāi)始，選擇數(shù)控設(shè)備，對(duì)零件定位基準(zhǔn)及裝夾方式進(jìn)行確定，制定了合理的加工方案，劃分?jǐn)?shù)控加工工序，確定工步順序，合理選擇刀具和對(duì)刀點(diǎn)，設(shè)計(jì)出某一加工步驟的夾具，最終確定加工余量，最終得出完整的工序卡片，工藝卡片，并編制完整的程序單。用仿真軟件對(duì)程序的正確性進(jìn)行驗(yàn)證，寫(xiě)出本次畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié)。
關(guān)鍵詞：軸類配合零件；夾具設(shè)計(jì)；工藝分析；數(shù)控仿真
I
The composite shaft parts of NC machining
technology and programming
Abstract
NC machining process the design focuses on the composite shaft parts and NC programming. The main task of NC machining process design is to make the process of NC machine tool, but also the preparatory work before. CNC machining program not only process includes the parts, but also including the cutting parameters, tool path, cutting tool size and machining process. The design of NC machining process design and procedures for typical shaft with parts of the. Process design from the beginning of the part drawing, choose CNC equipment, parts of positioning and clamping mode is determined, the reasonable processing plan, dividing the NC machining process, determine the processing procedures, the reasonable selection of tool and tool, fixture design a processing steps, the final determination of machining allowance, finally draw process card, complete process card, and preparation of complete program. Using simulation software to verify the correctness of the program, write the graduation design summary.
Keywords: shaft mating parts; fixture design; process analysis; numerical simulation
- 1 -
目 錄
第1章 緒論 1
1.1 概述 1
1.2 數(shù)控加工研究意義及現(xiàn)狀 1
1.3 數(shù)控加工發(fā)展趨勢(shì) 3
1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容 4
第2章 復(fù)合軸類零件的數(shù)控加工工藝分析 6
2.1 零件圖及工藝分析 6
2.2 零件的材料、毛坯及熱處理 7
2.3 零件三維圖形的建立 8
2.4 制定加工方案、確定加工順序 9
2.5 定位基準(zhǔn)的選擇 10
2.6刀具及對(duì)刀的選擇 11
2.6.1正確選擇粗、精加工刀具 11
2.6.2確定對(duì)刀方式及對(duì)刀點(diǎn) 12
2.7 切削用量的選擇 12
2.7.1切削用量的確定 12
2.7.2加工余量的確定 13
2.8 確定基本工時(shí) 13
2.9 夾具的設(shè)計(jì) 19
2.9.1 零件裝夾的基本要求 19
2.9.2 夾具圖的設(shè)計(jì) 19
2.9.3 確定合理的裝夾方式 21
第3章 復(fù)合軸類零件數(shù)控模擬加工 22
3.1圖形處理 22
3.2坐標(biāo)處理 22
3.3加工坯料 22
3.4復(fù)合軸零件曲面粗加工 23
3.5復(fù)合軸零件的精加工以及后處理 24
第4章 編制數(shù)控加工程序單 25
4.1 編程技巧 25
4.2編制數(shù)控加工程序 25
第5章 結(jié) 論 27
致 謝 28
參考文獻(xiàn) 29
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）知識(shí)產(chǎn)權(quán)聲明 30
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）獨(dú)創(chuàng)性聲明 31
附錄 1 32
附錄 2 37
III
1 緒論
第1章 緒論
1.1 概述
數(shù)控加工，就是泛指在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行零件加工的工藝過(guò)程。數(shù)控機(jī)床是一種用計(jì)算機(jī)來(lái)控制的機(jī)床，用來(lái)控制機(jī)床的計(jì)算機(jī)，不管是專用計(jì)算機(jī)、還是通用計(jì)算機(jī)都統(tǒng)稱為數(shù)控系統(tǒng)。數(shù)控機(jī)床的運(yùn)動(dòng)和輔助動(dòng)作均受控于數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出的指令[1]。而數(shù)控系統(tǒng)的指令是由程序員根據(jù)工件的材質(zhì)、加工要求、機(jī)床的特性和系統(tǒng)所規(guī)定的指令格式（數(shù)控語(yǔ)言或符號(hào)）編制的。數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)程序指令向伺服裝置和其它功能部件發(fā)出運(yùn)行或終斷信息來(lái)控制機(jī)床的各種運(yùn)動(dòng)。利用數(shù)控機(jī)床加工，其加工產(chǎn)品的質(zhì)量一致性好，加工精度和效率高，尤其是在復(fù)雜的曲線或曲面、多工藝復(fù)合化加工和高精度要求的產(chǎn)品加工時(shí)，其優(yōu)點(diǎn)是傳統(tǒng)機(jī)床無(wú)法相比的[2]。
1.2 數(shù)控加工研究意義及現(xiàn)狀
數(shù)控機(jī)床的出現(xiàn)及它所帶來(lái)的巨大的效益，引起了世界各國(guó)科技界和工業(yè)界的普遍重視。幾十年來(lái)，數(shù)控機(jī)床在品種、數(shù)量、加工范圍和加工精度等方面有了驚人的發(fā)展，隨著電子元件的發(fā)展，數(shù)控裝置經(jīng)歷了使用電子管、分立元件、集成電路的過(guò)程。特別是使用了小型計(jì)算機(jī)和微處理機(jī)以來(lái)，數(shù)控機(jī)床的性能價(jià)格比日趨合理，可靠性日益提高[3]。在工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家，數(shù)控機(jī)床在工業(yè)、國(guó)防等領(lǐng)域的應(yīng)用已相當(dāng)普遍，已由開(kāi)始階段的解決單件、小批量復(fù)雜形狀的零件加工，發(fā)展到為減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、保證質(zhì)量、減低成本等地中批量甚至大批量生產(chǎn)的應(yīng)用?，F(xiàn)在認(rèn)為，即使是對(duì)批量在500-5000件之間的不復(fù)雜的零件用數(shù)控機(jī)床加工也是經(jīng)濟(jì)的。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科學(xué)的進(jìn)步，我國(guó)的數(shù)控機(jī)床方面的開(kāi)發(fā)、研制、生產(chǎn)等將得到迅速發(fā)展。發(fā)展數(shù)控機(jī)床是當(dāng)前機(jī)械制造業(yè)技術(shù)改造的必由之路，是未來(lái)工廠自動(dòng)化的基礎(chǔ)。
數(shù)控車床是車削加工功能較全的數(shù)控機(jī)床，它可以把車削、銑削、螺紋加工、鉆削等功能集中在一臺(tái)設(shè)備上，使其具有多種工藝手段。數(shù)控車床設(shè)有旋轉(zhuǎn)刀架或旋轉(zhuǎn)刀盤(pán)，在加工過(guò)程中由程序自動(dòng)選用刀具和更換刀位[3]。采用數(shù)控車床進(jìn)
行加工可以大大提高產(chǎn)品質(zhì)量，保證加工零件的精度，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，為新產(chǎn)品的研制和改型換代節(jié)省大量的費(fèi)用，提高企業(yè)產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。數(shù)控技術(shù)技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)行業(yè)帶來(lái)革命性的變換，伴隨著傳統(tǒng)行業(yè)的工業(yè)化，高精度，要效率，高質(zhì)量，競(jìng)爭(zhēng)力，帶動(dòng)民生行業(yè)高歌猛進(jìn)，起著舉足輕重的地位。通過(guò)對(duì)典
31
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
型軸類零件加工的數(shù)控加工工藝分析，了解數(shù)控技術(shù)在軸類零件中的應(yīng)用。通過(guò)對(duì)本課題的設(shè)計(jì)編寫(xiě)可以鞏固和加強(qiáng)數(shù)控知識(shí)，學(xué)習(xí)課堂上學(xué)不到的知識(shí)和技術(shù)，真正實(shí)現(xiàn)將理論變?yōu)閷?shí)踐。
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，傳統(tǒng)的制造業(yè)開(kāi)始了根本性變革，各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家投入巨資，對(duì)現(xiàn)代制造技術(shù)進(jìn)行研究開(kāi)發(fā)，提出了全新的制造模式。在現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，數(shù)控技術(shù)是關(guān)鍵技術(shù)，由專用型封閉式開(kāi)環(huán)控制模式向通用型開(kāi)放式實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)全閉環(huán)控制模式發(fā)展。在集成化基礎(chǔ)上，數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了超薄型、超小型化[4]；在智能化基礎(chǔ)上，綜合了計(jì)算機(jī)、多媒體、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等多學(xué)科技術(shù)，數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了高速、高精、高效控制，加工過(guò)程中可以自動(dòng)修正、調(diào)節(jié)與補(bǔ)償各項(xiàng)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了在線診斷和智能化故障處理;在網(wǎng)絡(luò)化基礎(chǔ)上，CAD/CAM與數(shù)控系統(tǒng)集成為一體，機(jī)床聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了中央集中控制的群控加工。
長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)的數(shù)控系統(tǒng)為傳統(tǒng)的封閉式體系結(jié)構(gòu)，CNC只能作為非智能的機(jī)床運(yùn)動(dòng)控制器。加工過(guò)程變量根據(jù)經(jīng)驗(yàn)以固定參數(shù)形式事先設(shè)定，加工程序在實(shí)際加工前用手工方式或通過(guò)CAD/CAM及自動(dòng)編程系統(tǒng)進(jìn)行編制。CAD/CAM和CNC之間沒(méi)有反饋控制環(huán)節(jié)，整個(gè)制造過(guò)程中CNC只是一個(gè)封閉式的開(kāi)環(huán)執(zhí)行機(jī)構(gòu)[5]。在復(fù)雜環(huán)境以及多變條件下，加工過(guò)程中的刀具組合、工件材料、主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速率、刀具軌跡、切削深度、步長(zhǎng)、加工余量等加工參數(shù)，無(wú)法在現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境下根據(jù)外部干擾和隨機(jī)因素實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整，更無(wú)法通過(guò)反饋控制環(huán)節(jié)隨機(jī)修正CAD/CAM中的設(shè)定量，因而影響CNC的工作效率和產(chǎn)品加工質(zhì)量。由此可見(jiàn)，傳統(tǒng)CNC系統(tǒng)的這種固定程序控制模式和封閉式體系結(jié)構(gòu)，限制了CNC向多變量智能化控制發(fā)展，已不適應(yīng)日益復(fù)雜的制造過(guò)程，因此，對(duì)數(shù)控技術(shù)實(shí)行變革勢(shì)在必行[6]。
1.3 數(shù)控加工發(fā)展趨勢(shì)
a. 總線式、模塊化結(jié)構(gòu)的CNC裝置。采用多微處理機(jī)、多主總線體系結(jié)構(gòu)，提高系統(tǒng)計(jì)算能力和響應(yīng)速度。模塊化有利于滿足用戶需要，構(gòu)成最小至最大系統(tǒng)。
b. 在PC機(jī)基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)CNC裝置充分利用通用PC機(jī)豐富的軟件資源，隨PC機(jī)硬件的升級(jí)而升級(jí)，適當(dāng)配置高分辨率的彩色顯示器。通過(guò)圖像、多窗口、菜單驅(qū)動(dòng)以及多媒體等方式，得到友好的人機(jī)界面。
c. PC數(shù)控。PC既作為人機(jī)界面，同時(shí)利用其大容量存儲(chǔ)能力和較強(qiáng)的通信能力，又可作機(jī)床控制用，成為PC數(shù)控。
d. 開(kāi)放性?，F(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)要求控制系統(tǒng)的硬件體系結(jié)構(gòu)和功能模塊具有兼容性，軟件的層次結(jié)構(gòu)、模塊結(jié)構(gòu)、接口關(guān)系等均符合規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，以方便于機(jī)床制造商將特殊經(jīng)驗(yàn)植入系統(tǒng)，讓數(shù)控機(jī)床用戶有自動(dòng)化開(kāi)發(fā)環(huán)境。
e. 大容量存儲(chǔ)器的應(yīng)用和軟件的模塊化設(shè)計(jì)，不僅豐富了數(shù)控功能，同時(shí)也加強(qiáng)CNC系統(tǒng)的控制功能。它具備通信聯(lián)網(wǎng)能力，支持多種通用和專用的網(wǎng)絡(luò)操作，為工廠自動(dòng)化提供基礎(chǔ)設(shè)備。
f. 將多種控制功能(如刀具破損檢測(cè)、物料搬運(yùn)、機(jī)械手控制等)都集成到數(shù)控系統(tǒng)中，使系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)多過(guò)程、多通道控制，即具有一臺(tái)機(jī)床同時(shí)完成多個(gè)獨(dú)立加工任務(wù)，或控制多臺(tái)和多種機(jī)床的能力。
g. 面向車間編程技術(shù)和智能化。系統(tǒng)能提供會(huì)話編程、藍(lán)圖編程和CAD/CAM等面向車間的編程技術(shù)和實(shí)現(xiàn)二三維加工過(guò)程的動(dòng)態(tài)仿真，并引入在線診斷、模糊控制等智能機(jī)制[9]。
1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容
本課題針對(duì)典型軸類配合零件進(jìn)行了數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)及程序的編制。工藝設(shè)計(jì)方面從零件圖入手，然后選擇數(shù)控設(shè)備，接著對(duì)零件定位基準(zhǔn)及裝夾方式進(jìn)行確定，之后制定了合理的加工方案，隨后劃分?jǐn)?shù)控加工工序，確定工步順序，設(shè)計(jì)合適的夾具，合理選擇刀具和對(duì)刀點(diǎn)，最后確定加工余量。最終得出完整的工序卡片，并編制完整的程序單。通過(guò)本課題的設(shè)計(jì)，熟練數(shù)控加工的整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程，熟練使用MasterCAM軟件和CAD軟件。對(duì)零件圖進(jìn)行工藝分析，明白零件技術(shù)要求和加工等級(jí)，分析加工重點(diǎn)和難點(diǎn)并提出解決方案，綜合零件的尺寸和特點(diǎn)正確選擇車床刀具和毛坯。制作刀具卡，根據(jù)所要加工零件特點(diǎn)和精度要求選擇合適加工刀具并制成刀具卡。確定走刀線路，按照零件特點(diǎn)擬定走刀線路。設(shè)計(jì)合適的夾具，完成夾具的設(shè)計(jì)，并繪圖。編制數(shù)控程序，學(xué)會(huì)使用數(shù)控仿真軟件，把編好的程序輸入模擬軟件中進(jìn)行仿真加工，檢驗(yàn)程序準(zhǔn)確性提高數(shù)控操作的安全系數(shù)。概括起來(lái)主要有：
a. 學(xué)習(xí)數(shù)控技術(shù)的概況和發(fā)展。
b. 對(duì)零件圖的分析，畫(huà)出零件圖，完成三維造型，研究軸的加工工藝和工藝分析，確定切削用量。
c. 根據(jù)工件擬定加工路線，制定工藝卡，設(shè)計(jì)夾具，并手工編制數(shù)控加工編程程序。
d. 利用仿真軟件驗(yàn)證程序，最后整理并完成各類圖紙和說(shuō)明書(shū)。
2 復(fù)合軸類零件的數(shù)控加工工藝分析
第2章 復(fù)合軸類零件的數(shù)控加工工藝分析
2.1 零件圖及工藝分析
圖2.1 軸
圖2.2 套筒
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
在制訂零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程之前，對(duì)零件進(jìn)行工藝性分析，以及對(duì)產(chǎn)品零件圖提出修改意見(jiàn)，是制訂工藝規(guī)程的一項(xiàng)重要工作。此次設(shè)計(jì)的是一個(gè)軸類組合零件,此件幾何要素間的相互關(guān)系明確，條件充分；采用一個(gè)主視圖和一個(gè)剖視圖完整的表達(dá)零件，尺寸表達(dá)完整，符合國(guó)家制圖標(biāo)準(zhǔn)。有利于編制程序時(shí)的數(shù)據(jù)分析和計(jì)算；表面粗糙度的標(biāo)注明確了各加工面的加工精度要求。
檢查零件圖的完整性和正確性，在了解零件形狀和結(jié)構(gòu)之后，應(yīng)檢查零件視圖是否正確和完整，是否能足夠表達(dá)的直觀、清楚，繪制是否符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，尺寸、公差以及技術(shù)要求的標(biāo)注是否齊全、合理等。
該組合零件表面由內(nèi)外表面、內(nèi)圓錐面、橢圓面、圓、順圓弧、逆圓弧及內(nèi)螺紋等表面組成。其中件一的尺寸精度主要有Ф24㎜、Ф38㎜、Ф60㎜、Ф44㎜，長(zhǎng)度尺寸130㎜，位置精度以Ф60㎜中心為基準(zhǔn)，Ф60㎜圓柱面、橢圓面和圓弧面的表面粗糙度值Ra為1.6 um，要求較高。件二的尺寸精度主要有 Ф24㎜、Ф34mm、Ф44mm、Ф60mm、Ф38mm，長(zhǎng)度尺寸52㎜，位置精度以Ф60㎜中心為基準(zhǔn)，Ф24㎜內(nèi)圓柱面和圓弧面的表面粗糙度值Ra為1.6 um，要求較高。零件圖尺寸標(biāo)注完整，符合數(shù)控加工尺寸標(biāo)注要求，輪廓描述清除完整。
2.2 零件的材料、毛坯及熱處理
軸類零件材料常用45鋼，對(duì)于中等精度而轉(zhuǎn)速較高的軸，可選用40Cr等合金結(jié)構(gòu)鋼；精度較高的軸，可選用軸承鋼GCr15等，也可選用球墨鑄鐵，對(duì)于高轉(zhuǎn)速、重載荷條件下工作的軸，選用20CrMnTi、20Cr等低碳合金鋼或38CrMoAL氮化鋼。低碳鋼經(jīng)滲碳淬火處理后，具有很高的表面硬度、心部強(qiáng)度和耐沖擊韌度，但是熱處理變形較大。而氮化鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)和表面氮化后，有很高的心部強(qiáng)度、優(yōu)良的耐磨性和耐疲勞強(qiáng)度，熱處理變形卻很小。
軸類零件最常用的毛坯是圓棒料和鍛件；有些大型軸或結(jié)構(gòu)復(fù)雜的軸采用鑄件，毛坯經(jīng)過(guò)加熱鍛造后，可使金屬內(nèi)部纖維組織沿表面均勻分布，從而獲得較高的抗拉、抗彎及抗扭強(qiáng)度，故一般比較重要的軸，多采用鍛件。
故本次設(shè)計(jì)采用零件材料為45鋼，加工切削性能較好，無(wú)熱處理和硬度要求。
2.3 零件三維圖形的建立
根據(jù)分析完后正確的零件圖通過(guò)三維畫(huà)圖軟件確定三維模型。
圖2.3 軸的三維圖
圖2.4 套筒三維圖
圖 2.5 配合件三維圖
2.4 制定加工方案、確定加工順序
零件加工過(guò)程中，為滿足零件的幾何尺寸、形位精度以及其它各項(xiàng)技術(shù)要求，首先必須制訂出經(jīng)濟(jì)、合理的工藝路線。由于零件生產(chǎn)類型為多件生產(chǎn)，并采用了工序集中的工藝加工傾向安排，即采用通用數(shù)控機(jī)床配以通用的工裝夾具，來(lái)保證零件的加工質(zhì)量，同時(shí)也可以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，盡量降低生產(chǎn)成本。擬訂工藝路線是制定工藝規(guī)程的關(guān)鍵步驟，其主要內(nèi)容包括選擇各表面的加工方法、安排工序的先后順序，確定工序集中與分散程度等。為保證達(dá)到零件的幾何形狀、尺寸精度、位置精度及各項(xiàng)技術(shù)要求，必須制定合理的工藝路線。
數(shù)控加工工序的劃分一般可按下列方法進(jìn)行：
a. 以一次安裝所進(jìn)行的加工作為一道工序；b. 以一個(gè)完整數(shù)控程序連續(xù)加工的內(nèi)容為一道工序；c. 以工件上的結(jié)構(gòu)內(nèi)容組合用一把刀具加工為一道工序；d. 以粗、精加工劃分工序。
綜上面分析，擬訂以下加工方案：
工序一車零件1左端
工序二車零件2左端
工序三車零件2右端
工序四車零件1右端
工序五車零件1、零件2兩件配合加工外輪廓面
數(shù)控車工步的安排原則：先粗后精、先近后遠(yuǎn)、內(nèi)外交叉、保證工件加工剛度的要求、同一把刀能加工內(nèi)容連續(xù)加工原則。
工序一：車零件1左端外輪廓
（1）車端面
（2）鉆中心孔
（3）粗車外輪廓，留0.5mm精車余量
（4）精車外輪廓，保證其加工精度及表面粗糙度
（5）切槽（寬3.5mm），保證其加工精度
工序二：車零件2左端外輪廓
（1）粗車端面、外輪廓
（2）鉆Ф20mm的通孔
（3）精車端面、外輪廓
（4）粗車內(nèi)孔，留0.5mm精車余量
（5）精車內(nèi)孔保證其加工精度及表面粗糙度
工序三：車零件2右端輪廓
（1）粗車內(nèi)孔，留0.5mm精車余量
（2）精車內(nèi)孔，保證其加工精度及表面粗糙度
（3）粗車外輪廓，留0.5mm的精車余量
（4）精車外輪廓，保證其加工精度及表面粗糙度
工序四：車零件1右端
（1）車端面、外圓
（2）鉆Ф30深37mm的孔
（3）粗車內(nèi)孔，留0.5mm精車余量
（4）精車內(nèi)孔，保證其加工精度及表面粗糙度
（5）切內(nèi)槽（寬4mm），保證其加工精度
（6）車M36×1.5的內(nèi)螺紋保證其加工精度
工序五：車零件1、零件2配合件的外輪廓
（1）粗車外輪廓，留0.5mm精車余量
（2）精車右內(nèi)輪廓保證其加工精度及表面粗糙度
2.5 定位基準(zhǔn)的選擇
在指定工藝規(guī)程時(shí)，定位基準(zhǔn)選擇的正確與否，對(duì)能保證零件的尺寸精度和相互位置精度要求，以及對(duì)零件各表面間的加工順序安排都有較大的影響，當(dāng)用夾具安裝時(shí)，定位基準(zhǔn)的選擇還會(huì)影響到夾具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度，因此，定位基準(zhǔn)的選擇是一個(gè)很重要的工藝問(wèn)題。選擇定位基準(zhǔn)時(shí)，是從保證工件加工精度要求出發(fā)的，因此定位基準(zhǔn)的選擇應(yīng)先選擇粗基準(zhǔn)，再選擇精基準(zhǔn)。
a. 精基準(zhǔn)的選擇
選擇精基準(zhǔn)時(shí)，主要考慮保證加工精度和工件安裝方便可靠。
結(jié)合零件的加工要求及毛坯的質(zhì)量，應(yīng)以設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，這樣設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)重合滿足基準(zhǔn)重合原則；選擇以Ф60mm基準(zhǔn)滿足基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。對(duì)工件的輪廓及整體形狀精度的保證非常有利。
b. 粗基準(zhǔn)的選擇
選擇粗基準(zhǔn)時(shí)，主要要求保證各加工面有足夠的余量，并注意應(yīng)盡快獲得精基面。根據(jù)精基準(zhǔn)的選擇和零件的加工要求，選擇該組合零件毛坯的外圓為粗基準(zhǔn)。
2.6刀具及對(duì)刀的選擇
2.6.1正確選擇粗、精加工刀具
a. 按用途可分為
外圓、臺(tái)肩、端面、切槽、切斷、螺紋和成形車刀等。還有專供自動(dòng)線和數(shù)字控制機(jī)床用的車刀。
b. 按結(jié)構(gòu)可分為
整體車刀、焊接車刀、機(jī)夾車刀、可轉(zhuǎn)位車刀和成型車刀。其中可轉(zhuǎn)位車刀的應(yīng)用日益廣泛，在車刀中所占比例逐漸增加。
c. 按材料可分為
高碳鋼、高速鋼 、非鑄鐵合金刀具、 燒結(jié)碳化刀具、 陶瓷車刀 、鉆石刀具。
本設(shè)計(jì)所要用到的刀具參見(jiàn)下表：
表2.1 數(shù)控加工刀具卡片
序號(hào)
刀具號(hào)
刀具規(guī)格名稱
數(shù)量
加工表面
備注
1
T01
Ф20鉆頭
1
鉆通孔
2
T02
Ф30鉆頭
1
鉆盲孔
3
T03
93°外圓車刀
1
粗精車外輪廓表面
25×25
4
T04
鏜刀
1
鏜內(nèi)孔各表面
20×20
5
T05
內(nèi)螺紋刀
1
粗精車內(nèi)螺紋
25×25
6
T06
外切槽刀
1
切3.5mm槽、切斷
25×25
7
T07
內(nèi)切槽到
1
切4mm槽
25×25
2.6.2確定對(duì)刀方式及對(duì)刀點(diǎn)
a. 對(duì)刀方式
對(duì)刀是數(shù)控加工中的主要操作和重要技能。對(duì)刀的準(zhǔn)確性決定了零件的加工精度，同時(shí)，對(duì)刀效率還直接影響數(shù)控加工效率。深入理解數(shù)控車床的對(duì)刀原理對(duì)于操作者保持清晰的對(duì)刀思路、熟練掌握對(duì)刀操作以及提出新的對(duì)刀方法都具有指導(dǎo)意義。對(duì)刀的實(shí)質(zhì)是確定隨編程而變化的工件坐標(biāo)系的程序原點(diǎn)在唯一的機(jī)床坐標(biāo)系中的位置。數(shù)控車削的對(duì)刀方式有幾種，本次設(shè)計(jì)采用試切對(duì)刀的方法對(duì)刀。
b. 對(duì)刀點(diǎn)
對(duì)刀點(diǎn)可以設(shè)在被加工工件上，也可設(shè)在夾具或機(jī)床上，選擇對(duì)刀點(diǎn)的原則：對(duì)刀點(diǎn)的位置容易確定；能夠方便換刀，以便與換刀點(diǎn)重合；對(duì)刀點(diǎn)應(yīng)與工件坐標(biāo)系原點(diǎn)重合。
2.7切削用量的選擇
2.7.1切削用量的確定
a. 背吃刀量ap
在工藝系統(tǒng)剛度和機(jī)床功率允許的情況下，盡可能選取較大的背吃刀量，以減少進(jìn)給次數(shù)。當(dāng)零件精度要求較高時(shí)，則應(yīng)考慮留出精車余量，其所留的精車余量一般比普通車削時(shí)所留余量小，常取0.1～0.5㎜。
b. 進(jìn)給量f
進(jìn)給量f的選取應(yīng)該與背吃刀量和主軸轉(zhuǎn)速相適應(yīng)。在保證工件加工質(zhì)量的前提下，可以選擇較高的進(jìn)給速度（2000㎜/min以下）。在切斷、車削深孔或精車時(shí)，應(yīng)選擇較低的進(jìn)給速度。當(dāng)?shù)毒呖招谐烫貏e是遠(yuǎn)距離“回零”時(shí)，可以設(shè)定盡量高的進(jìn)給速度。
粗車時(shí)，一般取f=0.3～0.8㎜/r，精車時(shí)常取f=0.1～0.3㎜/r，切斷時(shí)f=0.05～0.2㎜/r。
c. 主軸轉(zhuǎn)速n
車外圓時(shí)主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)根據(jù)零件上被加工部位的直徑，并按零件和刀具材料以及加工性質(zhì)等條件所允許的切削速度來(lái)確定。切削速度除了計(jì)算和查表選取外，還可以根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)確定。需要注意的是，交流變頻調(diào)速的數(shù)控車床低速輸出力矩小，因而切削速度不能太低。切削速度確定后，用公式n =1000 vc/πd計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速n（r/min）。
2.7.2加工余量的確定
加工余量是指加工過(guò)程中在工件表面所切去的金屬層厚度。加工余量一般指的是公稱余量，公稱余量即公稱尺寸之差。
影響加工余量的因素 ：(1)前工序的表面質(zhì)量（包括表面粗糙度 H a 和表面破壞層深度 S a ）； (2)前工序的工序尺寸公差 T a ； (3)前工序的位置誤差ρ a ，如工件表面在空間的彎曲、偏斜以及空間誤差等； (4)本工序的安裝誤差ε b 。
加工余量大小，直接影響零件的加工質(zhì)量和生產(chǎn)率。加工余量過(guò)大，不僅增加機(jī)械加工勞動(dòng)量，降低生產(chǎn)率，而且增加材料、工具和電力的消耗，增加成本。但若加工余量過(guò)小，又不能消除前工序的各種誤差和表面缺陷，甚至產(chǎn)生廢品。因此，必須合理地確定加工余量。其確定的方法有：a. 經(jīng)驗(yàn)估算法 經(jīng)驗(yàn)估算法是根據(jù)工藝人員的經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定加工余量。為避免產(chǎn)生廢品，所確定的加工余量一般偏大。適于單件小批生產(chǎn)。b. 查表修正法 此法根據(jù)有關(guān)手冊(cè)，查得加工余量的數(shù)值，然后根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)修正。這是一種廣泛使用的方法。c. 分析計(jì)算法 這是對(duì)影響加工余量的各種因素進(jìn)行分析，然后根據(jù)一定的計(jì)算式來(lái)計(jì)算加工余量的方法。此法確定的加工余量較合理，但需要全面的試驗(yàn)資料，計(jì)算也較復(fù)雜，故很少應(yīng)用。
2.8確定切削用量及基本工時(shí)
切削用量主要是指切削速度、進(jìn)給量和切削深度。影響切削用量的因素有：刀具材料、結(jié)構(gòu)形狀以及剛度；被加工零件的材料及其切削性能、零件的形狀和剛度；機(jī)床的性能、功率和剛度；加工方法對(duì)加工精度及表面粗糙度的要求；對(duì)生產(chǎn)率的要求等。
工序一：車零件1左端外輪廓
工步一 車端面
（1）背吃刀量確定 ，1 mm。
（2）進(jìn)給量的確定, 選取0.3mm/r。
（3）速度的計(jì)算,由表選取= 150mm/min。由公式
n=1000VC/πd (3.1)
求出轉(zhuǎn)速788.25，參照表選取=800。d=60mm。將此轉(zhuǎn)速帶入
公式： (3.2)
求出實(shí)際切削速度150.72mm/min。
（4）基本時(shí)間的計(jì)算
軸前端面：=60mm，根據(jù)=1~3mm，取=2mm，查表得=5 mm。由公式
(3.3)
得出=0.46min
工步2鉆中心孔
（1）進(jìn)給量的確定，由表選取=0.15mm/r
（2）切削速度的計(jì)算，選取n=800r/min
工步3 外圓粗加工
（1）背吃刀量確定 ，2.5mm。
（2）進(jìn)給量的確定, 由表選取=0.3mm/r。
（3）速度的計(jì)算,由表選取= 60mm/min。由公式（3.1）求出轉(zhuǎn)速475.25r/min，參照表選取=500。將此轉(zhuǎn)速帶入公式（3.2）求出實(shí)際切削速度59.66mm/min。
（4）基本時(shí)間的計(jì)算
軸前端：=31mm，根據(jù)=1~3mm，取=2mm，查表得=5mm。由公式(3.3)求出=0.63min
工步4外圓精加工
（1）背吃刀量確定 ，0.5mm。
（2）進(jìn)給量的確定, 由表選取=0.2mm/r。
（3）速度的計(jì)算,由表選取= 100mm/min。由公式（3.1）求出轉(zhuǎn)速785.40r/min，參照表選取=800。將此轉(zhuǎn)速帶入公式（3.2）求出實(shí)際切削速度95.46mm/min。
（4）基本時(shí)間的計(jì)算
軸前端：=31mm，根據(jù)=1~3mm，取=2mm，查表得=5mm。由公式(3.3)求出=0.40min
工步5 切槽（寬3.5mm），保證其加工精度
（1）背吃刀量確定 ，5mm。
（2）進(jìn)給量的確定, 由表選取=0.1mm/r。
（3）速度的計(jì)算,由表選取= 50mm/min。由公式（3.1）求出轉(zhuǎn)速275.32r/min，參照表選取=300。將此轉(zhuǎn)速帶入公式（3.2）求出實(shí)際切削速度50.87mm/min。
（4）基本時(shí)間的計(jì)算
槽長(zhǎng)度：=3.5mm，根據(jù)=1~3mm，取=1mm，查表得=2mm。由公式(3.3)求出=0.13min。
工序二：車零件2左端外輪廓
工步 1粗車端面、外輪廓
（1）背吃刀量確定 ，2.5mm。
（2）進(jìn)給量的確定, 由表選取=0.3mm/r。
（3）速度的計(jì)算,由表選取= 50mm/min。由公式（3.1）求出轉(zhuǎn)速512.25r/min，參照表選取=500。將此轉(zhuǎn)速帶入公式（3.2）求出實(shí)際切削速度69.08mm/min。
（4）基本時(shí)間的計(jì)算
軸長(zhǎng)：=52mm，根據(jù)=1~3mm，取=2mm，查表得=5mm。由公式(3.3)求出=0.84min。
工步2鉆Ф20mm的通孔
（1）背吃刀量確定 ，12.5mm。
（2）速度的計(jì)算,由表選取=30 mm/min。由公式（3.1）求出轉(zhuǎn)速441.85r/min，參照表選取=450。將此轉(zhuǎn)速帶入公式（3.2）求出實(shí)際切削速度28.26mm/min。
（3）基本時(shí)間的計(jì)算
軸長(zhǎng)：=52mm，根據(jù)=1~3mm，取=2mm，查表得=5mm。由公式(3.3)求出=1.97min。
工步3精車端面、外輪廓
（1）背吃刀量確定 ，2.5mm。
（2）進(jìn)給量的確定, 由表選取=0.3mm/r。
（3）速度的計(jì)算,由表選取= 100mm/min。由公式（3.1）求出轉(zhuǎn)速789.25r/min，參照表選取=800。將此轉(zhuǎn)速帶入公式（3.2）求出實(shí)際切削速度110.53mm/min。
（4）基本時(shí)間的計(jì)算
軸長(zhǎng)：=52mm，根據(jù)=1~3mm，取=2mm，查表得=5mm。由公式(3.3)求出=0.53min。
工步4 粗車內(nèi)輪廓
（1）背吃刀量確定 ，2mm。
（2）進(jìn)給量的確定, 由表選取=0.3mm/r。
（3）速度的計(jì)算,由表選取= 40mm/min。由公式（3.1）求出轉(zhuǎn)速489.25r/min，參照表選取=500。將此轉(zhuǎn)速帶入公式（3.2）求出實(shí)際切削速度37.68mm/min。
（4）基本時(shí)間的計(jì)算
軸長(zhǎng)：=52mm，根據(jù)=1~3mm，取=2mm，查表得=5mm。由公式(3.3)求出=1.55min。
工步5精車內(nèi)輪廓
（1）背吃刀量確定 ，0.5mm。
（2）進(jìn)給量的確定, 由表選取=0.2mm/r。
（3）速度的計(jì)算,由表選取= 60mm/min。由公式（3.1）求出轉(zhuǎn)速796.32r/min，參照表選取=800。將此轉(zhuǎn)速帶入公式（3.2）求出實(shí)際切削速度60.29mm/min。
（4）基本時(shí)間的計(jì)算
軸長(zhǎng)：=52mm，根據(jù)=1~3mm，取=2mm，查表得=5mm。由公式(3.3)求出=0.98min。
工序三：車零件2右端輪廓
工步1粗車內(nèi)孔
（1）背吃刀量確定 ，2mm。
（2）進(jìn)給量的確定, 由表選取=0.2mm/r。
（3）速度的計(jì)算,由表選取= 60mm/min。由公式（3.1）求出轉(zhuǎn)速489.32r/min，參照表選取=500。將此轉(zhuǎn)速帶入公式（3.2）求出實(shí)際切削速度59.7mm/min。
（4）基本時(shí)間的計(jì)算
軸前端長(zhǎng)：=26mm，根據(jù)=1~3mm，取=2mm，查表得=5mm。由公式(3.3)求出=0.55min。
工步2 精車內(nèi)孔
（1）背吃刀量確定 ，0.5mm。
（2）進(jìn)給量的確定, 由表選取=0.15mm/r。
（3）速度的計(jì)算,由表選取= 100mm/min。由公式（3.1）求出轉(zhuǎn)速789.68r/min，參照表選取=800。將此轉(zhuǎn)速帶入公式（3.2）求出實(shí)際切削速度95.46mm/min。
（4）基本時(shí)間的計(jì)算
軸前端長(zhǎng)：=26mm，根據(jù)=1~3mm，取=2mm，查表得=5mm。由公式(3.3)求出=0.35min。
工步3粗車外輪廓
（1）背吃刀量確定 ，2.5mm。
（2）進(jìn)給量的確定, 由表選取=0.3mm/r。
（3）速度的計(jì)算,由表選取=100 mm/min。由公式（3.1）求出轉(zhuǎn)速495.63r/min，參照表選取=500。將此轉(zhuǎn)速帶入公式（3.2）求出實(shí)際切削速度94.2mm/min。
（4）基本時(shí)間的計(jì)算
軸前端長(zhǎng)：=27mm，根據(jù)=1~3mm，取=2mm，查表得=5mm。由公式(3.3)求出=0.36min。
工步4精車外輪廓
（1）背吃刀量確定 ，0.5mm。
（2）進(jìn)給量的確定, 由表選取=0.15mm/r。
（3）速度的計(jì)算,由表選取= 150mm/min。由公式（3.1）求出轉(zhuǎn)速788.25r/min，參照表選取=800。將此轉(zhuǎn)速帶入公式（3.2）求出實(shí)際切削速度150.72mm/min。
（4）基本時(shí)間的計(jì)算
軸前端長(zhǎng)：=27mm，根據(jù)=1~3mm，取=2mm，查表得=5mm。由公式(3.3)求出=0.23min。
工序四：車零件1右端
工步1車端面
（1）背吃刀量確定 ，1mm。
（2）進(jìn)給量的確定, 由表選取=0.3mm/r。
（3）速度的計(jì)算,由表選取= 120mm/min。由公式（3.1）求出轉(zhuǎn)速803.5r/min，參照表選取=800。將此轉(zhuǎn)速帶入公式（3.2）求出實(shí)際切削速度125.6mm/min。
（4）基本時(shí)間的計(jì)算
軸前端長(zhǎng)：=85.5mm，根據(jù)=1~3mm，取=2mm，查表得=5mm。由公式(3.3)求出=0.8min。
工步2鉆Ф30mm深37mm的孔
（1）背吃刀量的確定，選取12.5mm。
（2）進(jìn)給量的確定，由表選取0.40。
（3）鉆削速度的計(jì)算，由表選取=40 mm/min，由公式（3.1），求出437.65。參照表選取=450，將此轉(zhuǎn)速代入公式（3.2），求出實(shí)際鉆削速度42.39mm/min。
（4）基本時(shí)間的計(jì)算
鉆孔：=37mm，根據(jù)=1~3mm，取=3mm，查表得=11mm。由表得＝5mm，將上述結(jié)果帶入公式（3.3），求出1.4
工步3粗、精車內(nèi)輪廓
（1）背吃刀量確定 ，2.5mm。
（2）進(jìn)給量的確定, 由表選取=0.3mm/r。
（3）速度的計(jì)算,由表選取= 100mm/min。由公式（3.1）求出轉(zhuǎn)速796.37r/min，參照表選取=800。將此轉(zhuǎn)速帶入公式（3.2）求出實(shí)際車削速度90.43mm/min。
（4）基本時(shí)間的計(jì)算
軸前端長(zhǎng)：=37mm，根據(jù)=1~3mm，取=2mm，查表得=5mm。由公式(3.3)求出=0.49min。
工步4切內(nèi)槽
（1）背吃刀量確定 ，5mm。
（2）進(jìn)給量的確定, 由表選取=0.2mm/r。
（3）速度的計(jì)算,由表選取= 40mm/min。由公式（3.1）求出轉(zhuǎn)速302.14r/min，參照表選取=300。將此轉(zhuǎn)速帶入公式（3.2）求出實(shí)際車削速度37.68mm/min。
（4）基本時(shí)間的計(jì)算
軸前端長(zhǎng)：=4mm，根據(jù)=1~3mm，取=1mm，查表得=1mm。由公式(3.3)求出=0.16min。
工步5車M36×1.5的內(nèi)螺紋
（1）背吃刀量確定 ，0.5mm。
（2）進(jìn)給量的確定, 由表選取=0.2mm/r。
（3）速度的計(jì)算,由表選取= 80mm/min。由公式（3.1）求出轉(zhuǎn)速685.72r/min，參照表選取=700。將此轉(zhuǎn)速帶入公式（3.2）求出實(shí)際車削速度79.13mm/min。
（4）基本時(shí)間的計(jì)算
軸前端長(zhǎng)：=18mm，根據(jù)=1~3mm，取=2mm，查表得=2mm。由公式(3.3)求出=0.28min。
工序五：車零件1、零件2配合件的外輪廓
工步1粗車外輪廓
（1）背吃刀量確定 ，2.5mm。
（2）進(jìn)給量的確定, 由表選取=0.3mm/r。
（3）速度的計(jì)算,由表選取= 100mm/min。由公式（3.1）求出轉(zhuǎn)速485.72r/min，參照表選取=500。將此轉(zhuǎn)速帶入公式（3.2）求出實(shí)際車削速度94.2mm/min。
（4）基本時(shí)間的計(jì)算
軸前端長(zhǎng)：=85.5mm，根據(jù)=1~3mm，取=3mm，查表得=6mm。由公式(3.3)求出=1min。
工步2 精車外輪廓
（1）背吃刀量確定 ，0.5mm。
（2）進(jìn)給量的確定, 由表選取=0.15mm/r。
（3）速度的計(jì)算,由表選取= 150mm/min。由公式（3.1）求出轉(zhuǎn)速803.52r/min，參照表選取=800。將此轉(zhuǎn)速帶入公式（3.2）求出實(shí)際車削速度150.72mm/min。
（4）基本時(shí)間的計(jì)算
軸前端長(zhǎng)：=85.5mm，根據(jù)=1~3mm，取=1mm，查表得=6mm。由公式(3.3)求出=0.6min。
2.9 夾具的設(shè)計(jì)
2.9.1 零件裝夾的基本要求
a. 不破壞定位，即夾緊時(shí)，夾緊裝置不改變工件定位后占據(jù)的正確位置；
b. 夾緊力適當(dāng)，即夾緊裝置既保證工件在加工時(shí)位置不變，又使工件夾緊變形?。?
c. 工藝性好,即夾緊裝置與生產(chǎn)類型相適應(yīng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于制造與維修；適用型好，即夾緊裝置操作方便，安全省力，零件裝夾的目的是通過(guò)定位和夾緊而使工件在加工過(guò)程中始終保持其正確的加工位置，以保證達(dá)到該加工工序所規(guī)定的加工技術(shù)要求。
2.9.2 夾具圖的設(shè)計(jì)
根據(jù)任務(wù)書(shū)要求，結(jié)合自身夾具特點(diǎn)，選取加工套筒的外圓這一步驟設(shè)計(jì)夾具。該夾具圖來(lái)源于夾具設(shè)計(jì)相關(guān)書(shū)籍，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)化整理后如下：
圖 2.6 夾具二維圖
為了更直觀、立體的理解夾具的工作原理，建立三維模型如下：
圖 2.7 夾具三維圖
2.9.3 確定合理的裝夾方式
在機(jī)床進(jìn)行加工時(shí)，除了使用刀具、量具、專用夾具之外，還需要一些裝夾工件的輔助裝置。對(duì)于軸類零件，通常以零件的自身的外圓柱做定位基準(zhǔn)來(lái)定位。通常有以下幾種方法：a. 用四爪單動(dòng)卡盤(pán)裝卡；b. 用三爪自定心卡盤(pán)裝卡；c.用兩頂尖裝卡；d. 用一夾一頂裝卡；e. 用雙三爪自定心卡盤(pán)裝卡。
加工軸的R30時(shí)就是采用一夾一頂裝夾的方式：通過(guò)件1與件2的配合，夾住件1，再用已有工藝頂尖頂住件2右端。
3 復(fù)合軸類零件數(shù)控模擬加工
第3章 復(fù)合軸類零件數(shù)控模擬加工
3.1圖形處理
從Pro/E 系統(tǒng)中輸出復(fù)合軸類零件的IGES 格式文件；在Mastercam9.0 系統(tǒng)中將復(fù)合軸類零件的IGES 格式文件轉(zhuǎn)換成MC9 格式文件。在菜單欄中選擇回主功能表，檔案，檔案轉(zhuǎn)換，IGES，讀取。系統(tǒng)彈指定文擋名對(duì)話框中讀取IGES 格式的文件名，單擊打開(kāi)。
3.2坐標(biāo)處理
在菜單欄選擇選擇回主功能表。單擊頂部工作欄中的等角視圖按鈕，單擊側(cè)視圖按鈕，單擊全屏顯示。在菜單欄中選擇轉(zhuǎn)換/旋轉(zhuǎn)/所有的/圖素命令旋轉(zhuǎn)所有幾何圖素。選擇執(zhí)行命令。系統(tǒng)提示選擇旋轉(zhuǎn)基準(zhǔn)點(diǎn)，在菜單欄中選擇原點(diǎn)命令以系統(tǒng)原點(diǎn)為旋轉(zhuǎn)點(diǎn)。是復(fù)合軸零件的軸頸與道具的加工面呈垂直角度。
3.3加工坯料
a. 繪制邊界盒
在菜單欄單擊層別，設(shè)置圖層對(duì)話框中輸入“層別２”，使當(dāng)前圖層處于第2 層,單擊確定，單擊頂部工作欄中的構(gòu)圖面，空間繪圖按鈕。在菜單欄中選擇回主功能表，繪圖，下一頁(yè), 邊界盒，系統(tǒng)彈出繪制邊界盒對(duì)話框,單擊確定按紐
圖3.1 邊界盒圖
b. 零件對(duì)坐標(biāo)原點(diǎn)
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
在菜單欄點(diǎn)擊繪圖，直線，任意線段，端點(diǎn)。在零件的一個(gè)面上繪制中心對(duì)稱的斜線。然后會(huì)主菜單，點(diǎn)擊轉(zhuǎn)換，平移，所有的，圖素，執(zhí)行，兩點(diǎn)間，中點(diǎn)。選取剛剛繪制的斜線，然后點(diǎn)擊原點(diǎn)。使零件的中心點(diǎn)與坐標(biāo)的原點(diǎn)相重合。
c. 繪制曲面曲線
在菜單欄單擊層別，設(shè)置圖層對(duì)話框中輸入“層別3”，使當(dāng)前圖層處于第3層,并且點(diǎn)擊圖層2取消圖層2.然后點(diǎn)擊確定。
在主菜單上點(diǎn)擊繪圖，曲面曲線，所有邊界，所有曲面，執(zhí)行。
d. 工件毛坯設(shè)置。
在菜單欄選擇刀具路徑，工作設(shè)置，系統(tǒng)彈出工作設(shè)置對(duì)話框，選取邊界盒，點(diǎn)擊確定。
3.4復(fù)合軸零件曲面粗加工
a. 粗加工步驟。
單擊工作攔中的構(gòu)圖面，俯視圖按鈕使構(gòu)圖面設(shè)為俯視構(gòu)圖面。選擇刀具路徑，曲面加工，粗加工，挖槽粗加工命令。選擇所有的，曲面命令，選擇所有曲面，選擇執(zhí)行命令。系統(tǒng)彈出曲面粗加工挖槽刀具參數(shù)對(duì)話框，鼠標(biāo)放在空白處，單擊從刀庫(kù)中選取刀具，從刀具庫(kù)中選取所要使用的刀具，在曲面挖槽刀具參數(shù)設(shè)置對(duì)話窗中輸入切削參數(shù)、程序名、冷卻等，單擊曲面挖槽刀路對(duì)話框中的曲面加工參數(shù)選項(xiàng)卡選取安全高度，加工余量等。單擊挖槽粗加工參數(shù)選項(xiàng)卡，選取Z軸的最大進(jìn)給量，間距，刀具走刀方式等，如圖點(diǎn)擊確定。
圖3.2 曲面粗加工刀具圖
點(diǎn)擊串聯(lián)，選擇合適的位置，點(diǎn)擊執(zhí)行。等待生成刀具路徑。
b. 刀具路徑模擬
在菜單欄選擇刀具路徑，操作管理，系統(tǒng)彈刀路操作管理對(duì)話框。選擇刀路模擬選項(xiàng)卡，選擇實(shí)體驗(yàn)證。如圖
圖3.3 刀具路徑圖
圖3.4 加工過(guò)程
3.5復(fù)合軸零件的精加工以及后處理
根據(jù)上述步驟同理可以進(jìn)行精加工生成程序如圖
圖3.5 精加工程序
在菜單欄選擇刀具路徑/操作管理在彈出的對(duì)話框中單擊后處理按鈕，系統(tǒng)彈出后處理程式對(duì)話框，選擇打開(kāi)儲(chǔ)存NC 檔、編輯，單擊確定按鈕，系統(tǒng)彈出的輸入程序名對(duì)話框，輸入程序名， 單擊保存按鈕，修改并保存生成如圖
圖3.6 生成程序
圖3.7 程序單
4 編制數(shù)控加工程序單
第4章 編制數(shù)控加工程序單
4.1 編程技巧
手工編程的方式步驟:
a. 分析零件圖樣和工藝要求：確定該零件所采用的機(jī)床類型及型號(hào)，以及裝夾方式、定位方式、選用的刀具、加工路線，即對(duì)刀點(diǎn)、程序起點(diǎn)、走刀路線、切削深度和寬度、進(jìn)給速度、主軸轉(zhuǎn)速等切削參數(shù)。確定加工過(guò)程中是否需要提供冷卻液、是否需要換刀、何時(shí)換刀等。
b. 根據(jù)零件圖樣幾何尺寸計(jì)算零件輪廓數(shù)據(jù)或根據(jù)零件圖樣和走刀路線計(jì)算刀具中心（或刀尖）運(yùn)行軌跡數(shù)據(jù)。
c. 編寫(xiě)加工程序單：根據(jù)已確定的加工方案及數(shù)值計(jì)算以獲得需要的數(shù)據(jù)，按照數(shù)控系統(tǒng)要求的程序格式和代碼格式編寫(xiě)加工程序。編程者除應(yīng)了解所用數(shù)控機(jī)床及系統(tǒng)的功能、熟悉程序指令外，還應(yīng)具備與機(jī)械加工有關(guān)的工藝知識(shí)，才能編制出正確、實(shí)用的加工程序。
d. 制作控制介質(zhì)，輸入程序信息：控制介質(zhì)上的程序信息輸入到CNC系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器中。
e. 程序檢驗(yàn)：反復(fù)檢驗(yàn)程序，直到程序適應(yīng)生產(chǎn)。
4.2編制數(shù)控加工程序
圖 4.1 軸、套組合加工圖
5 總結(jié)
O0005(零件1、零件2的組合加工)
N10 M03 S800 T0101;
N20 G00 X73 Z3
N30 G73 U12 R7;
N40 G73 P50 Q160 U0.5 F0.2;
N50 G01 Z0 F0.5;
N60 X60 F0.1 ;
N70 Z-13;
N80 G02 X60.066 Z-27 R30 F0.05;
N90 G03 X44 Z-82.923 R34;
N100 G01 Z-87.993;
N120 #1=24.48;
N130 #2=2*30*SQRT[1-#1*#1/36/36];
N140 G01 X[#2] Z[#1-112.473];
N150 #1=#1-0.1;
N160 IF [#1GE0] GOTO 130;
N170 G00 X100;
N180 Z100;
N190 M05;
N200 M00;
N210 M03 S1000 T0101 ;
N220 G00 X73 Z3;
N230 G70 P50 Q160;
N240 G00 X100;
N250 Z200;
N260 M05;
N270 M30;
粗精車外輪廓
循環(huán)加工
程序暫停
程序結(jié)束
5 結(jié)論
第5章 結(jié) 論
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我嚴(yán)格按照任務(wù)書(shū)和老師指導(dǎo)定時(shí)定量完成工作量。查閱與本課題相關(guān)的文獻(xiàn)資料20篇，其中4篇外文。對(duì)零件圖進(jìn)行分析，畫(huà)零件圖，完成零件的三維造型設(shè)計(jì)。確定毛坯種類及制造方法，繪制毛坯圖。擬定零件的數(shù)控加工工藝規(guī)程，確定加工方案，選擇合適的刀具，確定切削用量，確定零件的定位基準(zhǔn)和裝夾方式，對(duì)刀點(diǎn)和換刀點(diǎn)的選擇，走刀路線的確定等。填寫(xiě)數(shù)控加工工藝卡片、數(shù)控加工刀具卡片。設(shè)計(jì)指定工序的機(jī)床夾具，繪制裝配總圖和零件圖。各夾具設(shè)計(jì)合理，符合工程實(shí)際。編制數(shù)控車削加工程序，并撰寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。按照要求，該零件生產(chǎn)數(shù)量為100 件。生產(chǎn)卡片一套，其中工序卡片5張，工藝卡片5張，刀具卡片1張。 裝配圖1張 ，零件圖4張，毛坯圖2張，三維圖2張。論文內(nèi)容完整，格式正確。（自動(dòng)生成和手工編制程序各一套）。
通過(guò)此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我更加扎實(shí)的掌握了有關(guān)數(shù)控和夾具方面的知識(shí)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中雖然遇到了一些問(wèn)題，但經(jīng)過(guò)一次又一次的思考，一遍又一遍的檢查終于找出了原因所在，也暴露出了前期我在這方面的知識(shí)欠缺和經(jīng)驗(yàn)不足。通過(guò)設(shè)計(jì)，一方面能夠提高對(duì)工藝分析和圖紙分析的基本能力，另一方面，也是對(duì)數(shù)控加工過(guò)程進(jìn)行的一次綜合訓(xùn)練。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們學(xué)會(huì)了使用大多數(shù)類設(shè)計(jì)手冊(cè)及圖表資料，能培養(yǎng)學(xué)生調(diào)查研究、搜集和整理資料，熟悉有關(guān)技術(shù)政策，運(yùn)用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行實(shí)際計(jì)算，數(shù)據(jù)處理，編寫(xiě)技術(shù)文件的工作能力，并能做到熟練運(yùn)用，從而提高了學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題的綜合能力，學(xué)會(huì)了Mastercam軟件的使用，對(duì)CAD和Pro/E軟件更加熟練掌握。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，能熟練地運(yùn)用已學(xué)過(guò)的基本理論知識(shí)，以及在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到相應(yīng)的實(shí)踐知識(shí)，掌握從零件圖開(kāi)始到正確地編制加工程序的整個(gè)步驟、方法。同時(shí)，設(shè)計(jì)讓我感觸很深。使我對(duì)抽象的理論有了具體的認(rèn)識(shí)。了解了如何完整加工一個(gè)零件，也懂得了怎樣去編制一個(gè)數(shù)控程序。
由于學(xué)生的知識(shí)和能力有限，設(shè)計(jì)方案也許會(huì)有諸多欠缺不足之處，敬請(qǐng)尊敬的院領(lǐng)導(dǎo)和專業(yè)教師們提出寶貴的意見(jiàn)和指導(dǎo)。
5 總結(jié)
致 謝
這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)是在任老師的悉心指導(dǎo)下完成的。從課題的選擇、設(shè)計(jì)到論文的撰寫(xiě)以至最終定稿，期間遇到很多很多問(wèn)題，都得到了任老師全力細(xì)心的指導(dǎo)。在此，向任老師表示衷心的感謝！
感謝機(jī)電信息系的所有老師和領(lǐng)導(dǎo)多年來(lái)對(duì)我的培養(yǎng)、幫助。特別感謝黃老師、米老師在開(kāi)題和中期答辯中給予的指導(dǎo)和意見(jiàn)，使本人在本科學(xué)習(xí)中不僅學(xué)到了必備的專業(yè)知識(shí)技能和思考解決問(wèn)題的方法，還學(xué)到了嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的科研精神和積極進(jìn)取的人生態(tài)度。
感謝畢業(yè)設(shè)計(jì)小組的所有同學(xué)，正是大家衷心的鼓勵(lì)和熱情的幫助，才使我能夠順利地完成本次設(shè)計(jì)。
同時(shí)，感謝機(jī)械設(shè)計(jì)制造專業(yè)的所有同學(xué)，給我創(chuàng)造了一個(gè)團(tuán)結(jié)進(jìn)取，充滿溫暖，充滿愛(ài)的大集體，使我快樂(lè)而且充實(shí)地渡過(guò)了人生中最美好的大學(xué)時(shí)光。
最后，衷心地感謝在百忙之中評(píng)閱論文和參加答辯的各位專家、教授!
參考文獻(xiàn)
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