數(shù)控畢業(yè)論文--軸類零件數(shù)控車削工藝分析及數(shù)控加工編程

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書</b></p><p>　　題目：軸類零件數(shù)控車削工藝分析及數(shù)控加工編程</p><p>　　2014 年 1 月12 </p><p><b>　　前言</b></p><p>　　數(shù)控加工是機(jī)械制造中的先進(jìn)的加工技術(shù)是一種高效率，高精度與高

2、柔性特點(diǎn)的自動加工方法，數(shù)控加工技術(shù)可有效解決復(fù)雜、精密、小批多變零件的加工問題，充分適應(yīng)了現(xiàn)代化生產(chǎn)的需要，制造自動化是先進(jìn)制造技術(shù)的重要組成部分，其核心技術(shù)是數(shù)控技術(shù)，數(shù)控技術(shù)是綜合計(jì)算機(jī)、自動技術(shù)、自動檢測及精密機(jī)械等高新技術(shù)的產(chǎn)物，它的出現(xiàn)及所帶來的巨大利益，已引起了世界各國技術(shù)與工業(yè)界的普遍重視，目前，國內(nèi)數(shù)控機(jī)床使用越來越普及，如何提高數(shù)控加工技術(shù)水平已成為當(dāng)務(wù)之急，隨著數(shù)控加工的日益普及，越來越多的數(shù)控機(jī)床用戶感到，數(shù)控加

3、工工藝掌握的水平是制約手工編程與CAD/CAM集成化自動編程質(zhì)量的關(guān)鍵因素。</p><p>　　數(shù)控加工工藝是數(shù)控編程與操作的基礎(chǔ)，合理的工藝是保證數(shù)控加工質(zhì)量發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的前提條件，從數(shù)控加工的實(shí)用角度出發(fā)，以數(shù)控加工的實(shí)際生產(chǎn)為基礎(chǔ)，以掌握數(shù)控加工工藝為目標(biāo)，在介紹數(shù)控加工切削基礎(chǔ)，數(shù)控機(jī)床刀具的選用，數(shù)控加工的定位與裝夾以及數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)等基本知識的基礎(chǔ)上，分析了數(shù)控車削的加工工藝。</p>

4、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　前言</b></p><p>　　第一章 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)分析1</p><p>　　1.1選題思路1</p><p>　　1.2課題圖紙2</p><p>　　1.3任務(wù)功能性分析3<

5、;/p><p>　　第二章 涉及知識點(diǎn)解析8</p><p>　　2.1制圖過程8</p><p>　　2.2材料性能11</p><p>　　2.3精度要求13</p><p>　　第三章 加工過程14</p><p>　　3.1所需刀具及性能14</p><

6、;p>　　3.2檢測工具14</p><p>　　3.3加工難點(diǎn)及解決方案15</p><p>　　3.4工藝卡片21</p><p>　　3.5主要加工程序22</p><p>　　第四章 參考文獻(xiàn)28</p><p><b>　　第五章 總結(jié)28</b></p&

7、gt;<p><b>　　附錄30</b></p><p><b>　　摘要：</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)主要是對數(shù)控加工工藝進(jìn)行分析與具體零件圖的加工，首先對數(shù)控加工技術(shù)進(jìn)行了簡單的介紹，然后根據(jù)零件圖進(jìn)行數(shù)控加工分析。第一，根據(jù)本零件材料的加工工序、切削用量以及其他相關(guān)因素選用刀具及刀柄和零件的輪廓特點(diǎn)確定需要8把刀

8、具分別為外圓粗車刀、外圓精車刀、外切槽刀、內(nèi)螺紋刀、內(nèi)鏜孔刀、內(nèi)切槽刀。第二，針對零件圖圖形進(jìn)行編制程序，此零件為軸類零件，外輪廓由直線、圓弧和橢圓組成，零件的里面要鏜出一個(gè)錐孔，在加工過程中，工件需要調(diào)頭鉆孔再鏜孔，第三，早鉆孔對刀時(shí)要先回參考點(diǎn)，要以孔中心作為對刀點(diǎn)，刀具的位置要以此來找正，使刀位點(diǎn)與換刀點(diǎn)重合。</p><p><b>　　關(guān)鍵字：</b></p><

9、;p>　　刀具的確定、走刀路線的選擇、刀具的對刀點(diǎn)、工件的定位。</p><p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)分析</b></p><p><b>　　選題思路</b></p><p>　　本次畢業(yè)綜合實(shí)訓(xùn)實(shí)踐項(xiàng)目為軸類零件的加工及工藝 分析，用所學(xué)理論知識和實(shí)際操作知識，在工作中分析問題、解決實(shí)際問題的能力同時(shí)

10、達(dá)到對我們基本技能的訓(xùn)練，例如：計(jì)算、繪圖、熟悉和運(yùn)用設(shè)計(jì)資料（手冊、標(biāo)準(zhǔn)、圖冊和規(guī)范等）的能力。加強(qiáng)對在加工機(jī)械零件時(shí)的零件工藝分析、及其加工精度、刀具機(jī)床的選用、刀具補(bǔ)償，工件的定位與裝夾的分析等。同時(shí)提高我們編寫技術(shù)文件、編寫數(shù)控程序、數(shù)控機(jī)床操作的獨(dú)立工作能力。</p><p><b>　　課題圖紙</b></p><p><b>　　任務(wù)功能性分析

11、</b></p><p>　　這次設(shè)計(jì)讓我對數(shù)控加工的的原理及加工過程有了更深一步的了解，在設(shè)計(jì)中我在繪制分析產(chǎn)品圖-制定加工工藝-選擇刀具-編寫加工程序-實(shí)際操作加工產(chǎn)品等過程中我學(xué)會了CAD繪圖，學(xué)到了很多機(jī)械零件的尺寸公差的知識，學(xué)會了怎樣選擇刀具怎樣定制加工工藝，加深了我對數(shù)控程序的了解。</p><p><b>　　數(shù)控加工的原理</b><

12、/p><p><b>　　數(shù)控機(jī)床的工作過程</b></p><p>　　數(shù)控機(jī)床是最典型的數(shù)控設(shè)備，其原理框圖如圖3-1所示。為了更好的了解數(shù)控系統(tǒng)的工作原理，可以首先分析數(shù)控機(jī)床加工零件的過程。</p><p>　　在數(shù)控機(jī)床上為了進(jìn)行零件的加工，可以通過如下步驟進(jìn)行：</p><p>　　圖3-1 數(shù)控機(jī)床原理框圖&l

13、t;/p><p>　　1） 根據(jù)被加工零件的圖樣與工藝方案，用規(guī)定的代碼和程序格式，將刀具的移動軌跡，加工工藝過程、工藝參數(shù)、切削用量等編寫成數(shù)控系統(tǒng)能夠識別的指令形式，即編寫加工程序。</p><p>　　2） 將所編寫的加工程序輸入數(shù)控裝置。</p><p>　　3） 數(shù)控裝置對所編寫的程序進(jìn)行譯碼、運(yùn)算處理，并向各坐標(biāo)軸的伺服驅(qū)動裝置和輔助機(jī)能控制裝置發(fā)出相應(yīng)的控

14、制信號，以控制機(jī)床的各部件的運(yùn)動。</p><p>　　4） 在運(yùn)動過程中，數(shù)控系統(tǒng)需要隨時(shí)監(jiān)測機(jī)床坐標(biāo)軸的位置、行程開關(guān)的狀態(tài)等，并與程序的要求相比較，以決定下一步動作，直到加工出合格的零件。</p><p>　　5） 操作者可以隨時(shí)對機(jī)床的加工情況、工作狀態(tài)進(jìn)行觀察，必要時(shí)還需要對機(jī)床的動作加以調(diào)整，以保證機(jī)床安全可靠地運(yùn)行。</p><p>　　數(shù)控裝置對坐標(biāo)

15、軸的運(yùn)動控制一般使用脈沖信號。數(shù)控裝置輸出的一個(gè)進(jìn)給脈沖所對應(yīng)機(jī)床坐標(biāo)軸的位移量，稱為數(shù)控機(jī)床最小運(yùn)動單位（也稱脈沖當(dāng)量）。根據(jù)機(jī)床精度的不同，常用的脈沖當(dāng)量有0.01mm、0.005mm、0.001mm等。在高精度機(jī)床上可以達(dá)到0.0001mm、0.00001mm，甚至更小。</p><p>　　數(shù)控加工中刀具選擇與切削量的確定</p><p>　　刀具的選擇是在數(shù)控編程的人機(jī)交互狀態(tài)下

16、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。</p><p>　　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)。</p><p>　　在經(jīng)濟(jì)型數(shù)控加工中，由于刀具的刃磨、測量和更換多為人工手動進(jìn)行，占用

17、輔助時(shí)間較長，因此，必須合理安排刀具的排列順序。一般應(yīng)遵循以下原則：①盡量減少刀具數(shù)量；②一把刀具裝夾后，應(yīng)完成其所能進(jìn)行的所有加工部位；③粗精加工的刀具應(yīng)分開使用，即使是相同尺寸規(guī)格的刀具；④先銑后鉆；⑤先進(jìn)行曲面精加工，后進(jìn)行二維輪廓精加工；⑥在可能的情況下，應(yīng)盡可能利用數(shù)控機(jī)床的自動換刀功能，以提高生產(chǎn)效率等。</p><p>　　合理選擇切削用量的原則是，粗加工時(shí)，一般以提高生產(chǎn)率為主，但也應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)性和

18、加工成本；半精加工和精加工時(shí)，應(yīng)在保證加工質(zhì)量的前提下，兼顧切削效率、經(jīng)濟(jì)性和加工成本。具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機(jī)床說明書、切削用量手冊，并結(jié)合經(jīng)驗(yàn)而定。</p><p>　?、徘邢魃疃萾。在機(jī)床、工件和刀具剛度允許的情況下，t就等于加工余量，這是提高生產(chǎn)率的一個(gè)有效措施。為了保證零件的加工精度和表面粗糙度，一般應(yīng)留一定的余量進(jìn)行精加工。數(shù)控機(jī)床的精加工余量可略小于普通機(jī)床。</p><p>　?、?/p>

19、切削速度v。提高v也是提高生產(chǎn)率的一個(gè)措施，但v與刀具耐用度的關(guān)系比較密切。隨著v的增大，刀具耐用度急劇下降，故v的選擇主要取決于刀具耐用度。</p><p>　?、戎鬏S轉(zhuǎn)速n(r/min)。主軸轉(zhuǎn)速一般根據(jù)切削速度v來選定。計(jì)算公式為：n=1000v/?d</p><p>　　式中，d為刀具或工件直徑（mm）。</p><p><b>　?、蛇M(jìn)給速度vF

20、</b></p><p>　　vF應(yīng)根據(jù)零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具和工件材料來選擇。</p><p>　　隨著數(shù)控機(jī)床在生產(chǎn)實(shí)際中的廣泛應(yīng)用，數(shù)控編程已經(jīng)成為數(shù)控加工中的關(guān)鍵問題之一。在數(shù)控程序的編制過程中，要在人機(jī)交互狀態(tài)下即時(shí)選擇刀具和確定切削用量。因此，編程人員必須熟悉刀具的選擇方法和切削用量的確定原則，從而保證零件的加工質(zhì)量和加工效率，充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)

21、，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和生產(chǎn)水平</p><p>　　掌握數(shù)控編程的相關(guān)知識</p><p>　　從分析零件圖樣到產(chǎn)生數(shù)控機(jī)床的輸入信息的過程，稱為數(shù)控加工程序編制（簡稱數(shù)控編程）。數(shù)控編程在數(shù)控機(jī)床加工中起著重要作用。</p><p><b>　　一、數(shù)控編程的方法</b></p><p>　　數(shù)控加工程序編制方法主要有

22、以下兩種：</p><p><b>　　1. 手工編程</b></p><p>　　手工編程是指從零件圖紙分析、工藝處理、數(shù)值計(jì)算、編寫程序單、直到程序校核等各步驟的數(shù)控編程工作均由人工完成的全過程。手工編程適合于編寫進(jìn)行點(diǎn)位加工或幾何形狀不太復(fù)雜的零件的加工程序，以及程序坐標(biāo)計(jì)算較為簡單、程序段不多、程序編制易于實(shí)現(xiàn)的場合。這種方法比較簡單，容易掌握，適應(yīng)性較強(qiáng)。手

23、工編程方法是編制加工程序的基礎(chǔ)，也是機(jī)床現(xiàn)場加工調(diào)試的主要方法，對機(jī)床操作人員來講是必須掌握的基本功，其重要性是不容忽視的。</p><p><b>　　2. 自動編程</b></p><p>　　自動編程是指在計(jì)算機(jī)及相應(yīng)的軟件系統(tǒng)的支持下，自動生成數(shù)控加工程序的過程。它充分發(fā)揮了計(jì)算機(jī)快速運(yùn)算和存儲的功能。其特點(diǎn)是采用簡單、習(xí)慣的語言對加工對象的幾何形狀、加工工藝

24、、切削參數(shù)及輔助信息等內(nèi)容按規(guī)則進(jìn)行描述，再由計(jì)算機(jī)自動地進(jìn)行數(shù)值計(jì)算、刀具中心運(yùn)動軌跡計(jì)算、后置處理，產(chǎn)生出零件加工程序單，并且對加工過程進(jìn)行模擬。對于形狀復(fù)雜，具有非圓曲線輪廓、三維曲面等零件編寫加工程序，采用自動編程方法效率高，可靠性好。在編程過程中，程序編制人可及時(shí)檢查程序是否正確，需要時(shí)可及時(shí)修改。由于使用計(jì)算機(jī)代替編程人員完成了繁瑣的數(shù)值計(jì)算工作，并省去了書寫程序單等工作量，因而可提高編程效率幾十倍乃至上百倍，解決了手工編程

25、無法解決的許多復(fù)雜零件的編程難題。</p><p>　　掌握機(jī)械零件的形位公差相關(guān)知識</p><p>　　加工后的零件不僅有尺寸誤差，構(gòu)成零件幾何特征的點(diǎn)、線、面的實(shí)際形狀或相互位置與理想幾何體規(guī)定的形狀和相互位置還不可避免地存在差異，這種形狀上的差異就是形狀誤差，而相互位置的差異就是位置誤差，統(tǒng)稱為形位誤差。而這樣的誤差在機(jī)床在安裝調(diào)試中的誤差，以及加工環(huán)境等一系列外界因素的影響下是不

26、可避免的，為了滿足人們生產(chǎn)的需要引入了公差。根據(jù)GB/T1182-2008形位公差包括形狀公差和位置公差。任何零件都是由點(diǎn)、線、面構(gòu)成的，這些點(diǎn)、線、面稱為要素。機(jī)械加工后零件的實(shí)際要素相對于理想要素總有誤差，包括形狀誤差和位置誤差。這類誤差影響機(jī)械產(chǎn)品的功能，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)規(guī)定相應(yīng)的公差并按規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)符號標(biāo)注在圖樣上。20世紀(jì)50年代前后，工業(yè)化國家就有形位公差標(biāo)準(zhǔn)。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)于1969年公布形位公差標(biāo)準(zhǔn),1978年推薦了形位

27、公差檢測原理和方法。中國于1980年頒布形狀和位置公差標(biāo)準(zhǔn)，其中包括檢測規(guī)定。</p><p><b>　　形位公差表示方法</b></p><p>　　了解CAD軟件工程制圖相關(guān)知識的應(yīng)用</p><p>　　隨著計(jì)算機(jī)的迅猛發(fā)展，工程界的迫切需要，計(jì)算機(jī)輔助繪圖(ComputerAidedDraw—ing)應(yīng)運(yùn)而生。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)指利用計(jì)算

28、機(jī)及其圖形設(shè)備幫助設(shè)計(jì)人員進(jìn)行設(shè)計(jì)工作。簡稱CAD。在工程和產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，計(jì)算機(jī)可以幫助設(shè)計(jì)人員擔(dān)負(fù)計(jì)算、信息存儲和制圖等項(xiàng)工作。在設(shè)計(jì)中通常要用計(jì)算機(jī)對不同方案進(jìn)行大量的計(jì)算、分析和比較，以決定最優(yōu)方案；各種設(shè)計(jì)信息，不論是數(shù)字的、文字的或圖形的，都能存放在計(jì)算機(jī)的內(nèi)存或外存里，并能快速地檢索；設(shè)計(jì)人員通常用草圖開始設(shè)計(jì)，將草圖變?yōu)楣ぷ鲌D的繁重工作可以交給計(jì)算機(jī)完成；由計(jì)算機(jī)自動產(chǎn)生的設(shè)計(jì)結(jié)果，可以快速作出圖形顯示出來，使設(shè)計(jì)人員及時(shí)對

29、設(shè)計(jì)作出判斷和修改；利用計(jì)算機(jī)可以進(jìn)行與圖形的編輯、放大、縮小、平移和旋轉(zhuǎn)等有關(guān)的圖形數(shù)據(jù)加工工作。CAD 能夠減輕設(shè)計(jì)人員的勞動，縮短設(shè)計(jì)周期和提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。</p><p><b>　　涉及知識點(diǎn)解析</b></p><p><b>　　制圖過程</b></p><p><b>　　產(chǎn)品CAD平面繪圖<

30、/b></p><p><b>　　繪圖過程：</b></p><p>　　將產(chǎn)品的輪廓線畫好（只需畫一半）</p><p>　　點(diǎn)擊工具欄中鏡像按鈕</p><p><b>　　選擇要鏡像的曲線</b></p><p><b>　　點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵</b&

31、gt;</p><p>　　選擇鏡像的第一點(diǎn)在選第二點(diǎn)</p><p><b>　　輸入N確定</b></p><p><b>　　點(diǎn)擊圖案填充</b></p><p><b>　　添加：拾取點(diǎn)</b></p><p><b>　　右鍵確認(rèn)—確

32、定</b></p><p>　　最后標(biāo)注尺寸如下圖所示</p><p><b>　　材料性能</b></p><p>　　設(shè)計(jì)中使用的材料是45鋼是一種優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，廣泛應(yīng)用于機(jī)械，未熱處理時(shí)：HB≤229；熱處理：正火；沖擊功：Aku≥39J；；強(qiáng)度較高，塑性和韌性尚好，45#鋼板淬火后沒有回火之前，硬度大于HRC55（最高可達(dá)

33、HRC62）為合格,經(jīng)過熱處理，再淬火可以達(dá)到HRC42-46，這樣既能保證它良好的機(jī)械性能，又能得到表面的硬度要求，用于制作承受負(fù)荷較大的小截面調(diào)質(zhì)件和應(yīng)力較小的大型正火零件，以及對心部強(qiáng)度要求不高的表面淬火零件，如梢子,導(dǎo)柱，表針等部件。</p><p>　　45鋼化學(xué)成分元素比例(%)如下：</p><p>　　碳C:0.42～0.50；鉻Cr：≤0.25；錳Mn：0.50～0.80

34、；鎳Ni：≤0.25；磷P：≤0.035；硫S：≤0.035；硅Si：0.17～0.37</p><p><b>　　機(jī)械性能</b></p><p>　　σb\Mpa:≥600</p><p>　　σs\Mpa:≥355</p><p><b>　　δ5\%:≥16</b></p>

35、<p><b>　　ψ\%:≥40</b></p><p>　　硬度\HB:≤197</p><p>　　GB/T699-1999標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的45鋼推薦熱處理制度為850℃正火、840℃淬火、600℃回火，達(dá)到的性能為屈服強(qiáng)度≥355MPa</p><p>　　GB/T699-1999標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定45鋼抗拉強(qiáng)度為600MPa，屈服強(qiáng)度為35

36、5MPa，伸長率為16%，斷面收縮率為40%調(diào)制處理硬度規(guī)格尺寸。</p><p>　　45號鋼是中碳結(jié)構(gòu)鋼，冷熱加工性能都不錯(cuò)，機(jī)械性能較好，且價(jià)格低、來源廣，所以應(yīng)用廣泛。它的最大弱點(diǎn)是淬透性低，截面尺寸大和要求比較高的工件不宜采用。</p><p>　　45號鋼淬火溫度在A3+(30~50) ℃，在實(shí)際操作中，一般是取上限的。偏高的淬火溫度可以使工件加熱速度加快，表面氧化減少，且能提

37、高工效。為使工件的奧氏體均勻化，就需要足夠的保溫時(shí)間。如果實(shí)際裝爐量大，就需適當(dāng)延長保溫時(shí)間。不然，可能會出現(xiàn)因加熱不均勻造成硬度不足的現(xiàn)象。但保溫時(shí)間過長，也會也出現(xiàn)晶粒粗大，氧化脫碳嚴(yán)重的弊病，影響淬火質(zhì)量。我們認(rèn)為，如裝爐量大于工藝文件的規(guī)定，加熱保溫時(shí)間需延長1/5。</p><p>　　因?yàn)?5號鋼淬透性低，故應(yīng)采用冷卻速度大的10%鹽水溶液。工件入水后，應(yīng)該淬透，但不是冷透，如果工件在鹽水中冷透，就有

38、可能使工件開裂，這是因?yàn)楫?dāng)工件冷卻到180℃左右時(shí)，奧氏體迅速轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體造成過大的組織應(yīng)力所致。因此，當(dāng)淬火工件快冷到該溫度區(qū)域，就應(yīng)采取緩冷的方法。由于出水溫度難以掌握，須憑經(jīng)驗(yàn)操作，當(dāng)水中的工件抖動停止，即可出水空冷（如能油冷更好）。另外，工件入水宜動不宜靜，應(yīng)按照工件的幾何形狀，作規(guī)則運(yùn)動。靜止的冷卻介質(zhì)加上靜止的工件，導(dǎo)致硬度不均勻，應(yīng)力不均勻而使工件變形大，甚至開裂。</p><p>　　45號鋼調(diào)質(zhì)

39、件淬火后的硬度應(yīng)該達(dá)到HRC56~59，截面大的可能性低些，但不能低于HRC48，不然，就說明工件未得到完全淬火，組織中可能出現(xiàn)索氏體甚至鐵素體組織，這種組織通過回火，仍然保留在基體中，達(dá)不到調(diào)質(zhì)的目的。</p><p>　　45號鋼淬火后的高溫回火，加熱溫度通常為560~600℃，硬度要求為HRC22~34。因?yàn)檎{(diào)質(zhì)的目的是得到綜合機(jī)械性能，所以硬度范圍比較寬。但圖紙有硬度要求的，就要按圖紙要求調(diào)整回火溫度，以

40、保證硬度。如有些軸類零件要求強(qiáng)度高，硬度要求就高；而有些齒輪、帶鍵槽的軸類零件，因調(diào)質(zhì)后還要進(jìn)行銑、插加工，硬度要求就低些。關(guān)于回火保溫時(shí)間，視硬度要求和工件大小而定，我們認(rèn)為，回火后的硬度取決于回火溫度，與回火時(shí)間關(guān)系不大，但必須回透，一般工件回火保溫時(shí)間總在一小時(shí)以上。</p><p><b>　　精度要求</b></p><p>　　有圖紙中可知，產(chǎn)品精度要求主

41、要有以下幾點(diǎn)</p><p>　　橢圓小徑￠410-0.03、外圓￠480-0.03、內(nèi)孔￠300+0.05、螺紋M24X2-6g尺寸以及M24X2-6g尺寸與￠410-0.03外圓柱面的同軸度要求，其余未注公差均按照GB/T818-2000中標(biāo)出的公差加工。</p><p>　　以上尺寸均可用試切法保證即可將機(jī)床內(nèi)刀具補(bǔ)正中按照入體原則將加工余量留下試切一刀然后測量根據(jù)測量的值計(jì)算加工誤

42、差在機(jī)床系統(tǒng)中將誤差補(bǔ)上，直到達(dá)到要求為止。</p><p><b>　　加工過程</b></p><p><b>　　所需刀具及性能</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)中使用的是機(jī)夾式車刀，機(jī)架式車刀具有效率高，強(qiáng)度大，加工出來的產(chǎn)品表面質(zhì)量好，最重要的是加工出來的產(chǎn)品精度高等優(yōu)點(diǎn)。相對于焊接式車刀機(jī)夾刀不需要刃磨，刀

43、具益損嚴(yán)重了只需要更換刀片即可，換好刀片后無需對刀掉出程序即可執(zhí)行加工產(chǎn)品，這樣為操作工人節(jié)省了大量的時(shí)間。表面鍍涂有耐磨金屬的刀片可反復(fù)切削多次而不益損，如果使用合理的話可減少損耗，節(jié)約了大量的成本的同時(shí)還可以減少普通焊接式刀具在加工過程中形成積屑瘤劃傷工件表面，甚至影響產(chǎn)品加工精度。機(jī)夾式刀片，經(jīng)合理的設(shè)計(jì)成型已達(dá)到加工時(shí)的需要，不需任何的處理安裝好就加工，這樣避免了焊接式刀具在刃磨中造成的誤差，這樣以來即可保證產(chǎn)品的尺寸。由于機(jī)夾

44、式刀具具有很高的強(qiáng)度，所以加工時(shí)可以適量提高切削速度和加工量（背吃刀量）這樣一來大大提高了工作效率。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)中使用的刀具如下：</p><p>　　45°外圓車刀 用于加工外圓面以及外圓斷面</p><p>　　￠18鉆頭 用于加工圖中￠18的孔</p><p>　　5mm 外圓割槽刀 用于加工60°

45、x5mm外圓梯形槽</p><p>　　4mm切斷刀 用于切斷零件</p><p>　　45°內(nèi)孔鏜刀 用于加工工件內(nèi)輪廓面</p><p>　　30°外圓車刀 用于加工橢圓柱面，R6、R5.19以及切割端面保證108總長尺寸</p><p>　　5mm內(nèi)割槽刀 用于加工螺紋退刀槽</p><p>

46、　　60°內(nèi)螺紋車刀 用于加工M24X2-6g的內(nèi)螺紋</p><p><b>　　檢測工具</b></p><p>　　機(jī)械加工中由于各方面的原因總是會有加工誤差所以為了保證加工出來的產(chǎn)品能夠滿足設(shè)計(jì)使用的要求，精密的量具是必不可少的，尤其是圖紙中標(biāo)注公差的尺寸，加工時(shí)必須要有專用的量具來測量，以保障精度。本次設(shè)計(jì)中用到的量具主要有以下幾種：</p

47、><p>　　25-50mm外徑千分尺 主要用于測量橢圓小徑￠410-0.03、外圓￠480-0.03尺寸，以及機(jī)床X軸對刀時(shí)使用</p><p>　　18-35內(nèi)徑百分表 用于測量￠300+0.05以及所有內(nèi)孔尺寸</p><p>　　M24X2-6g的螺紋塞規(guī)（包括通規(guī)和止規(guī)） 用于檢測M24螺孔</p><p>　　磁性壓力表 用于檢測同

48、軸度</p><p>　　游標(biāo)卡尺 用于測量軸向尺寸</p><p>　　深度尺 用于測量內(nèi)孔深度。</p><p><b>　　加工難點(diǎn)及解決方案</b></p><p>　　由于缺乏經(jīng)驗(yàn)，在設(shè)計(jì)中遇到了很多的難點(diǎn)，但在我的努力以及老師朋友的幫助下都一一被攻破了。其中以橢圓的加工、螺紋加工以及部分尺寸的測量最難，以下是

49、詳述。</p><p><b>　　橢圓的加工</b></p><p>　　橢圓是數(shù)控車加工中相對較難卻又比較典型的非圓曲線，目前數(shù)控系統(tǒng)還沒有提供完善的非圓曲線插補(bǔ)功能，因此在實(shí)際操作中橢圓的編程多采用變量來完成。雖然隨著計(jì)算機(jī)輔助編程的進(jìn)一步普及，手工編寫宏程序越來越少，但作為初學(xué)者，根據(jù)不同情況，掌握各種非圓曲線，特別是橢圓曲線的編程仍然是必要的。</p&

50、gt;<p>　　一、循環(huán)功能WHILE語句</p><p>　　橢圓宏程序編制中重要的循環(huán)功能語句是WHILE語句，其格式如下：</p><p>　　WHILE[條件表達(dá)式] DO m(m=1，2，3) ; </p><p><b>　　END m ;</b></p><p>　　說明：如果指定的條件表達(dá)

51、式滿足時(shí)，則執(zhí)行DO到END之 間的程序。否則，轉(zhuǎn)道END后面的程序段。DO后面的標(biāo)號和END 后面的標(biāo)號是指程序執(zhí)行范圍的標(biāo)號，標(biāo)號值為1，2，3。</p><p>　　二、橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程與參數(shù)方程</p><p>　　編制橢圓宏程序要熟悉橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程和參數(shù)方程，它們均表達(dá)出了橢圓上點(diǎn)的坐標(biāo)及兩坐標(biāo)之間的關(guān)系。例如：圖1中，橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為 (20mm為長半軸的長，14mm為短半軸的長，橢

52、圓的中心即為坐標(biāo)系的原點(diǎn))，參數(shù)方程為X=20cosФ，Y=14sinФ(Ф為角度參數(shù))。 </p><p>　　宏程序編制中，編程坐標(biāo)系是Z 、X 軸，所以在應(yīng)用橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程或參數(shù)方程時(shí)，要從X、Y軸相應(yīng)轉(zhuǎn)換為編程坐標(biāo)系中的Z 、X軸。如上例橢圓在X、Z坐標(biāo)系中的標(biāo)準(zhǔn)方程則為： (圖2)，參數(shù)方程相應(yīng)轉(zhuǎn)換為X=14sinФ，Z=20cosФ。</p><p>　　變量編程時(shí)，注意橢圓上點(diǎn)

53、的坐標(biāo)在橢圓坐標(biāo)系和在編程坐標(biāo)系中的不同表達(dá)，兩者之間的聯(lián)系在于橢圓原點(diǎn)在編程坐標(biāo)系中的值。橢圓坐標(biāo)系原點(diǎn)在橢圓圓心，編程坐標(biāo)系及原點(diǎn)是由編程者設(shè)定，設(shè)計(jì)中編程坐標(biāo)系原點(diǎn)選在工件右端面與中心軸線的交點(diǎn)處。</p><p>　　圖1 圖2</p><p>　　橢圓宏程序編寫主要有兩種方法，兩種方法很相似只是變量不同罷了，一種是以Ф參數(shù)(角度)為初始變量，另一種

54、是以Z坐標(biāo)為初始變量設(shè)計(jì)中選用第一種方法來編寫程序如圖3所示為設(shè)計(jì)</p><p>　　用的產(chǎn)品圖中橢圓部分</p><p><b>　　圖3</b></p><p>　　如圖3，毛坯為Ф52mm×153mm的棒料，45號鋼。編程原點(diǎn)設(shè)在右端面與中心軸線的交點(diǎn)上，橢圓原點(diǎn)在編程坐標(biāo)系(0，-11.08)處。</p>&l

55、t;p>　　分析：三爪卡盤夾住左端，伸出120mm，手動車右端面，選擇1號30º外圓車刀加工外輪廓。切削用量的選擇：粗加工主軸轉(zhuǎn)速為600r/min，進(jìn)給量為0.25mm/r，精加工主軸轉(zhuǎn)速為800r/min，進(jìn)給量為0.1mm。在橢圓坐標(biāo)系中，其標(biāo)準(zhǔn)方程為： ;參數(shù)方程為：X=20.5sinФ，Z=30cosФ。從零件圖上可以看出，橢圓輪廓的起點(diǎn)角度為60º ，終點(diǎn)角度為148º，所以適合采用以Ф參

56、數(shù)(角度)為初始變量，應(yīng)用參數(shù)方程來表達(dá)橢圓上點(diǎn)的坐標(biāo)。編制程序如下：</p><p><b>　　G21</b></p><p><b>　　G28U0W0</b></p><p><b>　　T0101 </b></p><p>　　M08 (30度外圓車刀）</

57、p><p><b>　　S400M3</b></p><p><b>　　G0X49Z0</b></p><p>　　G01X16F0.3</p><p><b>　　G0Z2</b></p><p><b>　　X48</b><

58、/p><p><b>　　G73U9W0R7</b></p><p>　　G73P10Q20U1W0.05F0.25</p><p>　　N10G42G00X48Z0</p><p><b>　　#1=60</b></p><p>　　WHILE[#1LE148]DO1</

59、p><p>　　#2=20.5*SIN[#1]</p><p>　　#3=35*COS[#1]</p><p>　　G01X[2*#2]Z[#3-6.42]</p><p><b>　　#1=#1+0.2</b></p><p><b>　　END1</b></p>

60、<p>　　G01X30Z-37.17F0.3</p><p>　　G02X39.77Z-43.08R6</p><p>　　G03X48Z-48.08R5.19</p><p><b>　　G40X49</b></p><p>　　N20G0X54Z1</p><p><b&g

61、t;　　G70P10Q20</b></p><p><b>　　G28U0W0</b></p><p><b>　　M09</b></p><p>　　以Z坐標(biāo)為初始變量編寫程序和以Ф參數(shù)(角度)為初始變量編程原理差不多只是將變量由角度改為Z坐標(biāo)，這里又不再詳述了。</p><p>&l

62、t;b>　　螺紋加工</b></p><p>　?。╝）在車螺紋期間進(jìn)給速度倍率、主軸速度倍率無效（固定100%）；</p><p>　?。╞）車螺紋期間不要使用恒表面切削速度控制，而要使用G97；</p><p>　　（c）車螺紋時(shí)，必須設(shè)置升速段L1和降速段L2，這樣可避免因車刀升降速而影響螺距的穩(wěn)定。通常L1、L2按下面公式計(jì)算：</p

63、><p>　　L1=n×P/400，L2=n×P/1800</p><p>　　式中，n是主軸轉(zhuǎn)速；P是螺紋螺距。</p><p>　　由于以上公式所計(jì)算的L1、L2是理論上所需的進(jìn)退刀量，實(shí)際應(yīng)用時(shí)一般取值比計(jì)算值略大。</p><p>　?。╠）因受機(jī)床結(jié)構(gòu)及數(shù)控系統(tǒng)的影響，車螺紋時(shí)主軸的轉(zhuǎn)速有一定的限制，所以在車削螺紋時(shí)

64、要G97很轉(zhuǎn)速切削，而不能用很表面速度切削。</p><p>　　（e）螺紋加工中的走刀次數(shù)和進(jìn)刀量（背吃刀量）會直接影響螺紋的加工質(zhì)量，車削螺紋時(shí)的走刀次數(shù)和背吃刀量可參考表。</p><p>　　牙深=2×0.6495×螺距=2×0.6495×1.5</p><p>　　螺紋牙底直徑=大徑－2×牙深=24-2&#

65、215;0.6495×1.5=22.0515㎜ </p><p>　?。╢）加工螺紋時(shí)的每次切入深度及切入次數(shù)如圖4下表所示</p><p>　　設(shè)計(jì)中螺紋程序如下：</p><p><b>　　G21</b></p><p>　　T0404 （內(nèi)螺紋車刀）</p><p><b

66、>　　M08</b></p><p>　　G97M03 S600 轉(zhuǎn)速600r/min</p><p>　　G00 X21Z3 （刀具定位到循環(huán)起點(diǎn)）</p><p>　　G92 X22.8Z-32 F2 （第一次車螺紋）</p><p>　　X23.4

67、 （第二次車螺紋）</p><p>　　X24 （第三次車螺紋）</p><p>　　X24.16 （最后一次車螺紋）</p><p>　　G00 X150 Z150</p><p>　　MO9 </p><p><b&g

68、t;　　M30</b></p><p><b>　　圖4</b></p><p>　　錐度￠300+0.05尺寸的測量</p><p>　　為了便于測量標(biāo)有公差的￠300+0.05我們在加工時(shí)可在Z向預(yù)留10mm以上的尺寸先加工一個(gè)￠30的沉孔用內(nèi)徑百分表測量將￠300+0.05的尺寸加工到位然后將預(yù)留的10mm預(yù)留量切掉。<

69、/p><p><b>　　工藝卡片</b></p><p><b>　　主要加工程序</b></p><p><b>　　O0021 </b></p><p><b>　　G21</b></p><p><b>　　G28

70、U0W0</b></p><p>　　TO1O1 (45度外圓車刀）</p><p><b>　　M08</b></p><p><b>　　S450M3</b></p><p><b>　　GOX52Z0</b></p><p&g

71、t;　　G01X-0.1F0.3</p><p><b>　　G0Z1</b></p><p><b>　　X52</b></p><p><b>　　G71U2R7</b></p><p>　　G71P10Q20U0.3W0F0.25</p><p>

72、<b>　　G0X48</b></p><p><b>　　G01Z-15</b></p><p>　　G02W-15R15</p><p><b>　　G01Z-120</b></p><p><b>　　X54</b></p><p

73、><b>　　N20G0Z1</b></p><p><b>　　G70P10Q20</b></p><p><b>　　G0X60Z200</b></p><p><b>　　M09</b></p><p><b>　　M1</b&

74、gt;</p><p><b>　　G28U0W0</b></p><p>　　T0202 (5mm切槽刀）</p><p><b>　　M08</b></p><p><b>　　S500M3</b></p><p><b>　　G0Z

75、-47.5</b></p><p>　　G01X38.1F0.2</p><p><b>　　X38.2</b></p><p><b>　　G0X49</b></p><p><b>　　W2.89</b></p><p><b>

76、;　　G01X48</b></p><p>　　X38W-2.89F0.2</p><p><b>　　X38.2</b></p><p><b>　　G0X49</b></p><p><b>　　W-2.89</b></p><p>&l

77、t;b>　　G01X48</b></p><p><b>　　X38W2.89</b></p><p><b>　　X38.1</b></p><p><b>　　G0X54</b></p><p><b>　　G28U0W0</b>&l

78、t;/p><p><b>　　M09</b></p><p><b>　　M00</b></p><p>　?。▽?8MM鉆頭裝在尾座上將18的孔加工出來注意鉆孔深度至128mm）</p><p>　　T0303 (45度內(nèi)孔鏜刀）</p><p><b>　　M

79、08</b></p><p><b>　　G0X22.9Z1</b></p><p>　　G01Z-34.9Z0.3</p><p><b>　　X17</b></p><p><b>　　G00Z20</b></p><p><b&g

80、t;　　X28</b></p><p>　　G01Z-10F0.3</p><p><b>　　X22.9</b></p><p><b>　　G0Z20</b></p><p><b>　　X30</b></p><p><b>

81、　　G01Z-10</b></p><p>　　X23Z-35Z0.2</p><p><b>　　X17</b></p><p><b>　　G00Z20</b></p><p><b>　　G28U0W0</b></p><p><

82、b>　　M09</b></p><p>　　M00 (用內(nèi)徑百分表測量￠300+0.05）</p><p><b>　　G28U0W0</b></p><p>　　T0202 (5mm切槽刀這里是用于保證108mm掉面時(shí)對刀之用）</p><p><b>　　M08</b&g

83、t;</p><p><b>　　S500M3</b></p><p><b>　　G0X54Z-81</b></p><p>　　G01X41F0.3</p><p><b>　　G0X54</b></p><p><b>　　G28U0W0

84、</b></p><p><b>　　M09</b></p><p><b>　　M1</b></p><p><b>　　T0101</b></p><p><b>　　M08</b></p><p><b>

85、;　　S600M3</b></p><p><b>　　G00X54Z-5</b></p><p>　　G01X28F0.2</p><p><b>　　G0Z20</b></p><p><b>　　X54</b></p><p><

86、b>　　Z0</b></p><p>　　G01X28F0.2</p><p><b>　　G0Z20</b></p><p><b>　　G28U0W0</b></p><p><b>　　M09</b></p><p><b&

87、gt;　　M1</b></p><p>　　T0404 (4MM切斷刀）</p><p><b>　　S400M3</b></p><p><b>　　M08</b></p><p>　　G0X54Z-123</p><p>　　G01X-0.1F0.2<

88、;/p><p><b>　　G0X54</b></p><p><b>　　G28U0W0</b></p><p><b>　　M09</b></p><p><b>　　M30</b></p><p><b>　　O0022

89、</b></p><p><b>　　G21</b></p><p><b>　　G28U0W0</b></p><p><b>　　T0101 </b></p><p>　　M08 (30度外圓車刀）</p><p><b>

90、　　S400M3</b></p><p><b>　　G0X49Z0</b></p><p>　　G01X16F0.3</p><p><b>　　G0Z2</b></p><p><b>　　X48</b></p><p>　　G73U12

91、W0R7</p><p>　　G73P10Q20U1W0.05F0.25</p><p>　　N10G42G00X48Z0</p><p><b>　　#1=60</b></p><p>　　WHILE[#1LE148]DO1</p><p>　　#2=20.5*SIN[#1]</p>

92、<p>　　#3=35*COS[#1]</p><p>　　G01X[2*#2]Z[#3-6.42]</p><p><b>　　#1=#1+0.2</b></p><p><b>　　END1</b></p><p>　　G01X30Z-37.17F0.3</p>&l

93、t;p>　　G02X39.77Z-43.08R6</p><p>　　G03X48Z-48.08R5.19</p><p><b>　　G40X49</b></p><p>　　N20G0X54Z1</p><p><b>　　G70P10Q20</b></p><p>

94、;<b>　　G28U0W0</b></p><p><b>　　M09</b></p><p><b>　　M1</b></p><p>　　T0202 (45度內(nèi)孔鏜刀）</p><p><b>　　M08</b></p><p&

95、gt;<b>　　S400M3</b></p><p>　　G00X22.05Z1</p><p>　　G01Z-25F0.2</p><p><b>　　X16</b></p><p><b>　　G00Z2</b></p><p><b>

96、　　X27</b></p><p><b>　　G01Z0</b></p><p>　　G01U-2W-2F0.3</p><p>　　G01Z-15F0.3</p><p><b>　　X18</b></p><p><b>　　G00Z2</b

97、></p><p><b>　　G28U0W0</b></p><p><b>　　M09</b></p><p><b>　　M1</b></p><p>　　T0303 (5MM內(nèi)割槽刀）</p><p><b>　　S500M3

98、</b></p><p><b>　　M08</b></p><p><b>　　G00X18Z2</b></p><p><b>　　Z-15</b></p><p>　　G01X29F0.3</p><p><b>　　X18&

99、lt;/b></p><p><b>　　G00Z2</b></p><p><b>　　G28U0W0</b></p><p><b>　　M09</b></p><p><b>　　M1</b></p><p>　　T04

100、04 （內(nèi)螺紋車刀）</p><p><b>　　M08</b></p><p>　　G97M03 S600 轉(zhuǎn)速600r/min</p><p>　　G00 X21Z3 （刀具定位到循環(huán)起點(diǎn)）</p><p>　　G92 X22.8Z-32 F2 （第一次車螺

101、紋）</p><p>　　X23.4 （第二次車螺紋）</p><p>　　X24 （第三次車螺紋）</p><p>　　X24.16 （最后一次車螺紋）</p><p>　　G00 X150 Z150</p><p><b&

102、gt;　　MO9</b></p><p>　　M30 </p><p><b>　　零件局部仿真圖</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　?。?）數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)，主編：潭嶺 ，重慶大學(xué)出版社；</p><p>　　

103、（2）數(shù)空機(jī)床編程，主編：杜國成，北京 機(jī)械工業(yè)出版社；</p><p>　?。?）現(xiàn)代機(jī)械制造工藝，主編：陳錫渠，北京 清華大學(xué)出版社；</p><p>　?。?）數(shù)控機(jī)床加工工藝，主編： 華茂發(fā)，北京 機(jī)械工業(yè)出版社；</p><p>　?。?）公差配合與測量技術(shù)，主編： 姚云英，北京 機(jī)械工業(yè)出版社；</p><p>　?。?）機(jī)械設(shè)計(jì)

104、基礎(chǔ)，主編： 胡家秀，北京 機(jī)械工業(yè)出版社；</p><p>　?。?）金屬工藝學(xué)，主編： 萬德金，北京 機(jī)械工業(yè)出版社；</p><p><b>　　總結(jié)</b></p><p>　　通過這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我從設(shè)計(jì)的過程中學(xué)到了很多在書本上沒有的內(nèi)容，加深了對數(shù)控機(jī)床的了解，鞏固了書本的知識。 </p><p>&

105、lt;b>　　結(jié)論總結(jié)如下：</b></p><p>　　對于某個(gè)零件來說，并非全部加工工藝過程都適合在數(shù)控機(jī)床完成。而往往只是其中的一部分適合于數(shù)控加工。這就需要對零件圖樣進(jìn)行仔細(xì)的工藝分析，選擇那些最適合、最需要進(jìn)行數(shù)控加工的內(nèi)容和工序。</p><p>　　2.在確定走刀路線時(shí)，最好畫一張工序簡圖，將已經(jīng)擬定出的走刀路線畫上去，這樣可為編程帶來不少方便。</p

106、><p>　　3.有些零件雖然能在一次安裝中加工出很多待加工面，但考慮到程序太長，會受到某些限制，如：控制系統(tǒng)的限制（主要是內(nèi)存容量），機(jī)床連續(xù)工作時(shí)間的限制等。此外，程序太長會增加出錯(cuò)與檢索困難。因此程序不能太長，一道工序的內(nèi)容不能太多。</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，雖然時(shí)間不是太長，但卻讓我在作

107、論文的這個(gè)過程中學(xué)到了很多的知識。通過此次設(shè)計(jì)我感悟到了畢業(yè)設(shè)計(jì)的重要性和必要性，為我們能夠更好地邁入工作崗位做了充分的準(zhǔn)備，是我從學(xué)生到技術(shù)人員轉(zhuǎn)變的重要過渡，因此我十分重視學(xué)校給我提供的這次學(xué)習(xí)和鍛煉的機(jī)會。</p><p>　　在畢業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，我做了大量的咨詢和總結(jié)，收集了較大的技術(shù)資料。閱讀了大量的專業(yè)文獻(xiàn)，并將它們應(yīng)用到了畢業(yè)設(shè)計(jì)當(dāng)中，并在設(shè)計(jì)中進(jìn)行了分析，研究。同時(shí)在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，得到了指導(dǎo)

108、教師的專業(yè)知識及其它知識的講授，這將使我在以后的工作中有很大。感謝所有老師的幫助，讓我們的設(shè)計(jì)更加完美。在此，也非常感謝學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)和系領(lǐng)導(dǎo)給予了我這次機(jī)會，讓我得以施展自己所學(xué)，達(dá)到學(xué)以致用的目的。由于經(jīng)驗(yàn)欠缺，不妥之處，懇請各位老師海涵并與予指正，以便于我以后更好的學(xué)習(xí)和工作，感謝老師給予我的指導(dǎo)。</p><p>　　非常感謝各位指導(dǎo)老師，沒有你們交給我們知識，我們是不可能完成這項(xiàng)畢業(yè)設(shè)計(jì)，非常感謝你們這幾年對