轴类零件的数控加工设计

喜欢就充值下载吧。。资源目录里展示的文件全都有，，请放心下载，，有疑问咨询QQ:414951605或者1304139763 ======================== 喜欢就充值下载吧。。资源目录里展示的文件全都有，，请放心下载，，有疑问咨询QQ:414951605或者1304139763 ======================== 1.左端轮廓粗加工道路了轨迹图： 2.左端轮廓精加工： 3.右端轮廓粗加工刀路轨迹图： 4.右端轮廓精加工刀路轨迹图： 5切槽加工刀路轨迹图： 6.螺纹加工刀路轨迹图： - 6 - 班级 09机械一班 姓名 文金卓 学号 2009061387 -------------------------------------------------------------------------------------------------------- 工艺方案报告 一、刀具卡片 产品名 称或代号 数控编程与 零件加工实训件 零件 名称 阶梯轴 零件图号 C-G01-06 序号 刀具号 刀具名称 数量 加工表面 刀尖半径R／mm 刀尖方位T 备注 1 T0101 900外圆车刀 1 车端面，粗、精车各圆柱面和倒角 0.4 3 2 T0202 930外圆车刀 1 粗、精车R5、R7、R4圆弧面 0.4 3 3 T0303 切断刀 1 加工外螺纹退刀槽、切断 3 4 T0404 螺纹刀 1 加工外螺纹 编制 文金卓 审核 林立 批准 魏成杰 共1页 第1页 二、工艺卡片 单位名称 开封大学机电工程学院 产品名称或代号 零件名称 零件图号 数控实训 课内任务 轴 C-G01-06 工序号 程序编号 夹具名称 使用设备 数控系统 场地 10 O1233 三爪自定心卡盘 CKA6140 FANUC0i Mate 数控实训中心机房、车间 工步号 工步内容 刀具号 刀具规格/mm 主轴转速n（r/min） 进给量f (mm/r) 背吃刀量 mm 备注 1 下棒料φ46mm×100mm，伸出65mm, 粗、精车端面，对刀。 T01 25×25 700 0.4 1 手动 2 粗车左端倒角及外圆轮廓 T01 25×25 700 0.4 3 自动 3 精车左端倒角及外圆轮廓至图纸要求 T02 20×25 1000 0.1 0.3 自动 4 调头装夹，垫铜皮找正，粗精车面 保证总长度95+0.11mm，对刀。 T01 25×25 700 0.4 手动 5 粗车右端倒角及外圆轮廓 T01 25×25 700 0.4 3 自动 6 精车右端倒角及外圆轮廓 T02 20×25 1000 0.1 0.3 自动 7 车螺纹退刀槽至要求 T03 B=3 600 0.05 自动 8 车削外螺纹至要求 T04 20×20 400 螺距2 自动 9 检验 编制 文金卓 审核 林立 批准 魏成杰 共1页 第1页 零件编程报告1：左端轮廓粗加工 任务编号： 06 任务名称：轴类零件的数控加工 完 成 人： 文金卓 指导教师： 魏成杰 林立 程序编号： O1234 零件图号C-G01-06 程序段号 程序内容 说 明 % 01234 N12 N14 N16 N18 N20 N22 N24 N26 N28 N30 N32 N34 N36 N38 N40 N42 N44 N46 N48 N50 N52 N54 ... ... ... ... N100 N102 % G99 S700 T0101; M03; M08; G00 X52.814 Z1.407 ; G01 X42.814 Z1.407 F50.000 ; G01 X41.400 Z0.700 ; G01 X41.400 Z-34.533 F0.400 ; G01 X43.169 Z-35.417 ; G01 X43.169 Z-57.000 ; G01 X45.169 Z-57.000 F50.000 ; G01 X55.169 Z-57.000 ; G00 X55.169 Z1.407 ; G01 X36.814 Z1.407 F50.000 ; G01 X35.400 Z0.700 ; G01 X35.400 Z-16.900 F0.400 ; G03 X36.391 Z-19.000 I-4.205 K-2.100 ; G01 X36.391 Z-34.300 ; G01 X40.935 Z-34.300 ; G01 X41.400 Z-34.533 ; G01 X42.814 Z-33.826 F50.000 ; G01 X52.814 Z-33.826 ; ... ... ... ... M09; M30; 零件编程报告2：左端轮廓精加工 任务编号： 06 任务名称：轴类零件的数控加工 完 成 人： 文金卓 指导教师： 魏成杰 林立 程序编号： O1235零件图号C-G01-06 程序段号 程序内容 说 明 % 01235 N12 N14 N16 N18 N20 N22 N24 N26 N28 N30 N32 N34 N36 N38 N40 N42 N44 N46 % G99 S1000 T0202; M03; M08; G00 X54.569 Z1.283 ; G01 X22.711 Z1.283 F30.000 ; G01 X22.711 Z0.283 ; G01 X25.774 Z-1.249 F0.100 ; G01 X25.774 Z-14.600 ; G01 X26.991 Z-14.600 ; G03 X35.790 Z-19.000 I0.000 K-4.400 ; G01 X35.791 Z-34.600 ; G01 X40.686 Z-34.600 ; G01 X42.569 Z-35.541 ; G01 X42.569 Z-57.000 ; G01 X44.569 Z-57.000 F30.000 ; G01 X54.569 Z-57.000 ; M09; M30; 零件编程报告3：右端轮廓粗加工 任务编号： 06 任务名称：轴类零件的数控加工 完 成 人： 文金卓 指导教师： 魏成杰 林立 程序编号： O1236零件图号C-G01-06 程序段号 程序内容 说 明 % 01236 N12 N14 N16 N18 N20 N22 N24 N26 N28 N30 N32 N34 N36 N38 N40 N42 N44 N46 N48 N50 N52 N54 ... ... ... ... N128 N130 % G99 S700 T0101; M03; M08; G00 X54.228 Z2.114 ; G01 X44.228 Z2.114 F30.000 ; G01 X41.400 Z0.700 ; G01 X41.400 Z-47.293 F0.400 ; G02 X41.974 Z-47.300 I0.287 K6.293 ; G01 X41.792 Z-45.302 F30.000 ; G01 X51.792 Z-45.302 ; G00 X51.792 Z2.114 ; G01 X38.228 Z2.114 F30.000 ; G01 X35.400 Z0.700 ; G01 X35.400 Z-46.375 F0.400 ; G02 X41.400 Z-47.293 I3.287 K5.375 ; G01 X39.632 Z-45.499 F30.000 ; G01 X49.632 Z-45.499 ; G00 X49.632 Z2.114 ; G01 X32.228 Z2.114 F30.000 ; G01 X29.400 Z0.700 ; G01 X29.400 Z-41.405 F0.400 ; G02 X35.400 Z-46.375 I6.287 K0.405 ; ... ... ... M09; M30; 零件编程报告4：右端轮廓精加工 任务编号： 06 任务名称：轴类零件的数控加工 完 成 人： 文金卓 指导教师： 魏成杰 林立 程序编号： O1237 零件图号C-G01-06 程序段号 程序内容 说 明 % 01237 N12 N14 N16 N18 N20 N22 N24 N26 N28 N30 N32 N34 N36 N38 N40 N42 N44 N46 % G99 S1000 T0202; M03; M08; G00 X51.974 Z1.107 ; G01 X8.560 Z1.107 F30.000 ; G01 X9.974 Z0.400 ; G03 X20.774 Z-5.000 I0.000 K-5.400 F0.100 ; G01 X20.774 Z-10.600 ; G01 X25.146 Z-10.600 ; G03 X25.7 11 Z-10.717 I0.000 K-0.400 ; G01 X28.540 Z-12.131 ; G03 X28.774 Z-12.414 I-0.283 K-0.283 ; G01 X28.774 Z-41.000 ; G02 X41.974 Z-47.600 I6.600 K0.000 ; G01 X39.974 Z-47.600 F30.000 ; G01 X51.974 Z-47.600 ; M09; M30; 零件编程报告5：切槽加工 任务编号： 06 任务名称：轴类零件的数控加工 完 成 人： 文金卓 指导教师： 魏成杰 林立 程序编号： O1238 零件图号C-G01-06 程序段号 程序内容 说 明 % 01238 N12 N14 N16 N18 N20 N22 N24 N26 N28 N30 N32 N34 N36 N38 N40 N42 N44 N46 N48 N50 N52 N54 ... ... ... ... N80 N82 % G99 S600 T0303; M03; M08; G00 X47.174 Z-32.000 ; G00 X37.174 Z-32.000 ; G01 X25.174 Z-32.000 F0.050 ; G04 X0.500; G00 X47.174 Z-32.000 ; G00 X47.174 Z-33.500 ; G00 X37.174 Z-33.500 ; G01 X25.174 Z-33.500 F0.050 ; G04 X0.500; G00 X47.174 Z-33.500 ; G00 X47.174 Z-35.000 ; G00 X37.174 Z-35.000 ; G01 X25.174 Z-35.000 F0.050 ; G04 X0.500; G00 X47.174 Z-35.000 ; G00 X47.174 Z-32.000 ; G00 X45.174 Z-32.000 ; G00 X35.174 Z-32.000 ; G01 X23.974 Z-32.000 F0.050 ; ... ... ... ... M09; M30; 零件编程报告6：螺纹加工 任务编号： 06 任务名称：轴类零件的数控加工 完 成 人： 文金卓 指导教师： 魏成杰 林立 程序编号： O1239 零件图号C-G01-06 程序段号 程序内容 说 明 % 01239 N12 N14 N16 N18 N20 N22 N24 N26 N28 N30 N32 N34 N36 N38 N40 N42 N44 N46 N48 N50 N52 N54 ... ... ... .... N100 N102 % G99 S400 T0404; M03; M08; G00 X32.974 Z-10.414 ; G00 X29.974 Z-10.414 ; G00 X29.774 Z-10.414 ; G01 X27.774 Z-10.414 F2.000 ; G32 X27.774 Z-29.000 F2.000 ; G01 X29.774 Z-29.000 ; G00 X29.974 Z-29.000 ; G00 X32.974 Z-29.000 ; G00 X32.374 Z-10.414 ; G00 X29.374 Z-10.414 ; G00 X29.174 Z-10.414 ; G01 X27.174 Z-10.414 F2.000 ; G32 X27.174 Z-29.000 F2.000 ; G01 X29.174 Z-29.000 ; G00 X29.374 Z-29.000 ; G00 X32.374 Z-29.000 ; G00 X31.774 Z-10.414 ; G00 X28.774 Z-10.414 ; G00 X28.574 Z-10.414 ; ... ... ... .... M09; M30; 零件检测报告 任务编号： 06 任务名称：轴类零件的数控加工 完成人：文金卓 指导教师： 魏成杰 林立 班级 09机械一班 姓名 文金卓 学号 2009061387 日期 2011/12/144443 实训课题 轴类零件的数控加工 零件图号 C-G01-06 基 本 检 查 编 程 序号 检测项目 配分 学生评分 教师评分 1 切削加工工艺制定正确 2 2 切削用量选用合理 2 3 程序正确、简单明确、规范 6 操 作 4 设备的正确操作与维护保养 2 5 安全、文明生产 3 基本检查结果总计 15 尺 寸 检 测 序号 检测 要素 允 差 量具 配 分 实测结果 分 数 名称 规格 学生自测 教师检测 1 2 3 4 尺寸检测结果总计 尺寸检测结果 成绩 基本检查结果 12 毕业设计 轴类零件的数控加工 摘要：数控技术是以数字编程实现控制机械或其他设备自动工作的技术，是未来机械制造行业发展的必然趋势。本文主要讨论关于数控加工轴类零件结构工艺分析，加工工艺装备的选择，数控加工工艺编制，CAXA车数控自动编程，数控仿真软件VNUC的使用. 关键词： 数控车床, CAXA数控车, 轴类零件,数控加工工艺,自动编程,数控加工仿真 Abstract: Numerical control technology is digital programming to control the mechanical or other automatic equipment, the technical, machinery manufacturing industry is the future trend of development. This article mainly discuss about the nc machining axial parts structure process analysis and processing technology and equipment choice, CNC processing technology of CAXA car numerical control automatic programming, nc simulation software VNUC use. Keywords : CNC lathe, CNC CAXA car,Ladder shaft axis, CNC processing Technology, Automatic programming, NC machining simulation 41 • • 目 录 1.零件分析 7 1.1零件的结构工艺性分析 7 1.1.1零件的技术要求分析 7 1.1.2零件的加工表面的分析 7 1.1.3零件尺寸分析 7 1.2零件的材料及毛坯的分析与选择 8 2.零件工艺规程的选择 8 2.1.定位基准的选择 8 2.1.1粗基准的选择 8 2.1.2精基准的选择 8 2.1.3零件表面加工方法的选择 9 2.2加工顺序的安排 9 2.2.1 加工阶段的划分 9 2.2.2加工顺序的安排 9 2.2.1工序基准的选择 9 2.3机床及工艺装备的选择 10 2.3.1机床的选择 10 2.3.2工艺装备的选择 10 3.加工工艺的编制 11 3.1确定加工方案 11 3.2切削用量的确定 11 3.2.1背吃刀量的选择 11 3.2.2切削速度的选择 12 3.3.3主轴转速及进给量的确定 12 3.3.4进给速度速度的选择 12 3.3数控加工工艺卡 13 4.CAXA数车自动编程 14 4.1左端轮廓粗加工 15 4.2左端轮廓精加工 18 4.3右端轮廓粗加工 20 4.4右端轮廓精加工 23 4.5切槽加工 25 4.6螺纹加工 28 5.数控仿真 30 5.1左端轮廓加工 30 1.刀具参数设置及安装 30 2.毛坯设置及安装 32 3.加载程序进行加工 35 5.2右端轮廓加工 36 1．工件调头后装夹 36 2．右端轮廓粗加工 36 3．右端轮廓精加工 37 5.3切槽加工 38 1 .切槽粗加工 38 2.切槽精加工效果图 39 5.4螺纹加工 39 1.螺纹加工 40 5.5整体加工效果图 40 总结 42 致 谢 43 参考文献 44 前 言 数控机床是用数字优化的代码将零件加工过程所需各种操作和步骤以及刀具与工件这间的相对位置，再记录在程序介质上，送入计算机或数控系统译码。其数控程序能保证加工出符合零件图样要求的合格零件。还应充分利用数控机床是用数字优化的代码将零件加工过程中所需的各种操作和步骤以数控机床的各种功能使数控机床能安全、可靠、高效地工作。 一.数控加工的工作原理 数控加工是根据零件图样及工艺要求编制零件加工程序，再输入到机床，机床的控制系统对输入信息进行处理与运算。并不断地向直接指挥机床运动功能部件机床的伺服机构发送信号，伺服系统把来自说控装置的脉冲信号转换为机床移动部件运动。然后由传动机构驱动数控机床，机床以按给定的程序对机械零件进行加工。 二.数控编程及其发展 1.数控加工的发展 数控机床和普通机床不同，数控机床其加工过程不需要人工操作，而是由给定的程序进行控制。在数控机床加工零件时，首先要分析零件图样，确定工件在机床上的加工方式，加工顺序，加工路线及刀具，家具和切削用量的选择，然后把全部工艺过程以及其他辅助功能（主轴正反转，切削液的开与关。变速换刀等）。按运动顺序用规定的指令代码及程序格式编制成数控加工程序，经调试后，记录在控制介质（或程序载体上），最后输入到数控装置中，从而控制数控机床完成工件的全部加工过程。这种从零件图样到编织成控制介质的过程为数控加工程序编制。 三.数控加工的特点 1.自动化程度高 在数控机床加工零件时，除了手工装卸工件外，全部加工过程都由机床自动完成。在柔性制造系统上、下料、检测、诊断、对刀、传输、管理等也都由机床自动完成，这样减轻操作者的劳动强度，改善了劳动条件。 2.加工精度高、加工质量稳定 数控加工的尺寸精度通常在0.005mm --- 0.1mm之间，目前最高的尺寸精度可达+0.0015mm，不受零件形状复杂度的影响，加工消除了操作者的人为误差。提高了同批零件尺寸的一致性。 3.加工对象的适用性强 当加工对象改变时，除了相应的更换刀具和解决工件的装夹方式，只要重新编程并输入该零件的加工程序，便可自动加工出新的零件，不必对任何复杂的调整。 4.生产效率高 一方面是自动化程序高，在一次装夹中能完成，较多表面的加工、省去了画线、多次装夹、检测等工序；另一方面是运动速度快、空间时间短、数控车床的主轴转速已经达到5000-7000r/min。 5.易于建立计算机通讯网络 由于数控机床是使用数字信息，易于与计算机辅助设计和制造（CAD/CAM）系统联接。形成与数控机床紧密结合的一体化系统。当然，数控加工在某方面也有不足之处，就是数控机床价格昂贵、加工成本高、技术复杂、对工艺和编程要求较高、加工中难以调整、维修困难。 1.零件分析 1.1零件的结构工艺性分析 零件的结构工艺性是指所设计的零件在能满足使用要求的前提下制造的可行性和经济性，即所设计的零件结构应便于成形，并且成本低，效率高。它的涉及面广，因此有必要对零件进行结构工艺性分析，找出技术关键，以便在拟定工艺规程时采用适当的工作措施加以保证。 1.1.1零件的技术要求分析 零件图纸上标注的技术要求： 1.圆锥与圆弧过度光滑。 2.未注尺寸公差按GB/T1804加工和检验。 3.未注倒角C0.5。 1.1.2零件的加工表面的分析 从零件图可以看出轴系零件的主要加工表面是： 1.M28×2-5g/6g的螺纹：此螺纹是一个标准螺纹，虽然没有特殊要求，但它在配合时起传递扭矩的作用，故其配合精度要求高。 2圆柱面φ35×20和φ42×12：表面粗糙度Ra1.6,加工精度要求较高。 3.零件的形状公差要求不是很高，加工时保证各段同轴度即可。 综合考虑，该零件加工较简单，难度不大。 1.1.3零件尺寸分析 由图可知，零件各圆柱直径的尺寸精度要求很高，所以选用数控机床加工以保证其公差要求。 1.2零件的材料及毛坯的分析与选择 零件材料的选用是非常重要的，选材不当制成的零件不能满足使用要求，过早损伤和破坏产生不良影响或经济效益差等。机械零件选材的一般原则是：首先满足使用性能的要求，同时兼顾工艺性、经济性和环保性。对于轴类零件的选材应具有以下几点要求： 1.优良的综合力学性能，即要求有高的强度和韧性，以防止由于过载和冲击而引起的变形和断裂。 2.高的疲劳极限，防止疲劳断裂。 3.良好的耐磨性。 经综合考虑，选用45号钢经过热处理即可保证使用性能。 常用的毛坯种类有：铸件、锻件、型材、焊接件、冷压件等。 选择毛坯种类需考虑的因素有以下几点： 1.根据图纸规定的材料及机械性能选择毛坯。 2.根据零件的功能选择毛坯。 3.根据生产类型选择毛坯。 4.根据具体生产条件选择毛坯。 本零件的大部分加工表面是回转体表面，根据本零件的生产纲领，经价值及复杂程度，另外本零件为轴类零件，考虑其复杂程度，所以本零件毛坯为棒料。因为棒料的经济性好，加工余量小，而且成本较低。根据本零件的结构特征和尺寸要及考虑到数控机床的加工性能，所以毛坯一件圆棒料的尺寸为φ46mm×100mm。 2.零件工艺规程的选择 2.1.定位基准的选择 在制订零件的加工工艺规程时，正确地选择工件的基准有着很重要的意义。基准选择的好坏不仅影响零件的加工位置精度，而且对零件各表面的加工顺序也有很大的影响。基准有粗基准与精基准之分。选择定位基准时是从保证工件精度要求出发的，因而分析定位基准选择的顺序就应从精基准到粗基准。 2.1.1粗基准的选择 1.为了保证加工面与非加工面之间的位置要求，应选非加工面作为粗基准。 2.合理分配各加工面的加工余量。 3.粗基准应避免重复使用，在同一尺寸方向上，通常只允许使用一次。 4.选作粗基准的表面应平整光洁，要避开锻造飞边和铸造浇冒口，分型面，毛刺等缺陷，以保证定位准确、夹紧可靠。 2.1.2精基准的选择 1.基准重合原则:就是尽可能选用设计基准作为定位基准，这样可以避免定位基准与设计基准不重合而引起定位误差。 2.基准统一原则:位置精度要求较高的某些表面加工时尽可能选用同一定位基准，这样有利于保证各加工表面的位置精度。 3.自为基准原则：当某些表面精加工要求加工余量小而均匀时，选择加工表面本身作为定位基准，用于提高加工面本身的精度。 4.互为基准原则：为了使加工面间有较高的位置精度，又为了使其加工余量小而均匀采取此原则。 5.保证工件定位准确、夹紧可靠、操作方便的原则。 由于本工件毛坯为棒料，所以采用φ46棒料的外圆柱面为粗基准，车削零件一的左端，掉头找正后再以精车后的圆柱面为精基准，粗车零件的右端轮廓，精车零件的右端轮廓，加工槽,切削螺纹，保证各个部位的尺寸精度及位置精度，完成零件加工。 2.1.3零件表面加工方法的选择 1.所选加工方法应考虑每种加工方法的经济加工精度范围要与加工表面的精度要求和表面粗糙度要求相适应。 2.所选加工方法能够确保加工面的几何形状精度,表面相互位置精度的要求。 3.所选加工方法要与零件材料的可加工性相适应。 4.加工方法要与生产类型相适应。 5.所选加工方法要与企业现有设备和工人技术水平相适应。 通过以上原则，本零件各主要表面加工方法为： 1.各回转表面,槽,倒角：车削加工。 2.M28X2 -5g/6g的螺纹：车削加工。 2.2加工顺序的安排 2.2.1 加工阶段的划分 1.避免毛坯内应力重新分布而影响获得的加工精度。 2.避免粗加工时较大的夹紧力和切削力所引起的弹性变形和热变形对精加工的影响。 3.粗精加工阶段分开,可较及时地发现毛坯的缺陷,避免不必要的损失。 4.可以合理使用机床,使精密机床能较长期地保持其精度。 5.适应加工过程中安排热处理的需要。 2.2.2加工顺序的安排 1.下料 2.加工件左端轮廓 3.加工件右端轮廓 4.打毛刺 5.清洗 6.最终检验 2.2.1工序基准的选择 1.选设计基准作为工序基准时，对工序尺寸的检验就是对设计尺寸的检验，有利于减少检验工作量。 2.当本工序中位置精度是由夹具保证而不需进行试切调整的情况，应使工序基准与设计基准重合。 3.对一次安装下的加工出来的各个表面，各加工面之间的工序尺寸应选与设计尺寸一致。 本零件在加工时，其轴向尺寸是以零件的两端作为工序基准，径向尺寸是以零件的轴心线作为工序基准。它的工序基准与设计基准重合，为加工和检测提供了方便。 2.3机床及工艺装备的选择 2.3.1机床的选择 1.机床的加工尺寸范围与零件外形尺寸相适应。 2.机床精度与工件精度相适应。 3.与现有加工条件相适应。 4.机床的生产率应与工件的生产类型相适应。 本零件尺寸小、重量轻、属中批生产，其毛坯是棒料，加工余量较大，回转表面有圆弧等复杂表面，各尺寸精度要求较高，普通车床难以达到加工要求，又因此次设计着重练习的是对数控机床的熟练程度，故精加工时选择数控机床,根据开封大学数控实训中心现有的数控机床，选择的机床型号是：CKA6140数控车床。 2.3.2工艺装备的选择 1.夹具的选择：本零件是小批量生产，技术要求不太高，故采用通用夹具即可完成，即本零件车削采用三爪卡自定心盘进行装夹。 2.刀具的选择 在选择刀具方面,通常优先用通用夹具,对于不同材料的零件,一般都有适合将其切削的刀具。刀具的选择不仅影响机床的加工效率，而且直接影响加工质量，与传统的加工方法相比，数控加工对刀具的要求更高，不仅要求精度高、刚性好、耐用度高，而且要求尺寸稳定，安装方便，这就要采用新型优质材料制造数控教工刀具，并优选刀具参数。在选用刀具时应考虑工序种类，生产率，经济性，工件材料，生产批量，加工精度及表面粗糙度与所用机床的性能选用了标准刀具。刀具材料应当选择高硬度、高耐磨性、高耐热性的材料，并有足够的强度和韧性，较好的工艺。 根据以上所述和现场加工条件，减少磨削刃具时间，为了提高加工效率，本零件选用YT类可转位硬质合金刀具进行加工. 数控加工刀具卡片 产品名 称或代号 数控编程与 零件加工实训件 零件 名称 阶梯轴 零件图号 C-G01-06 序号 刀具号 刀具名称 数量 加工表面 刀尖半径R／mm 刀尖方位T 备注 1 T0101 900外圆车刀 1 车端面，粗、精车各 圆柱面和倒角 0.4 3 2 T0202 930外圆车刀 1 粗、精车R5、R7、R4 圆弧面 0.4 3 3 T0303 切断刀 1 加工外螺纹 退刀槽、切断 3 4 T0404 螺纹刀 1 加工外螺纹 编制 文金卓 审核 林立 批准 魏成杰 共1页 第1页 3.量具的选择 外径千分尺:0.01mm/25-50mm 游标卡尺:0.02mm/0-100mm 百分表及座：0.01mm/0-5mm 3.加工工艺的编制 3.1确定加工方案 零件上比较精密表面加工，常常是通过粗加工、半精加工和精加工逐步达到的。对这些表面仅仅根据质量要求选择相应的最终加工方法是不够的，还应正确的确定毛坯到最终成形的加工方案。 该轴加工顺序为： 预备加工---车左端面---粗车左端轮廓---精车左端面轮廓---调头---车端面---粗车右端轮廓---精车右端轮廓---退刀槽---粗车螺纹---精车螺纹。 3.2切削用量的确定 3.2.1背吃刀量的选择 背吃刀量根据机床、工件和刀具的刚度来决定，在刚度允许的条件下，应尽可能使背吃刀量等于工件的加工余量，这样可以减少走刀次数，提高生产效率。为了保证加工表面质量，可以留少许加工余量，一般为0.2～0.5mm。 切削用量的选择是否合理，对于能否充分发挥机床潜力与刀具的切削性能，实现优质、高产、低成本和安全操作具有很重要的作用。车削用量的具体选择如下：粗车时，首先选择一个尽可能大的背吃刀量，其次选择一个较大的进给量，最后确定一个合适的切削速度。精车时，加工精度和表面粗糙度要求较高，加工余量不大且均匀，因此选择较小的背吃刀量和进给量。 如何确定加工时的切削速度，除了可参考《数控加工技术》表2-1列出的数值外，主要根据实践经验进行确定。 数控车削用量推荐表 工件材料 工件材料 切削深度/mm 切削速度/（m.min-1） 进给量/（mm.r-1） 刀具材料 碳素钢  (δb  >600Mpa） 粗加工 5～7 60～80 0.2～0.4 YT类 粗加工 2～3 80～120 0.2～0.4 精加工 0.2～0.3 120～150 0.1～0.2 钻中心孔   500～800   W18Cr4V 钻孔   ～30 0.1～0.2 切断（宽度＜5mm） 70～110 0.1～0.2 YT类 铸铁 （200HBS以下） 粗加工   50～70 0.2～0.4 YG类 精加工   70～100 0.1～0.2 切断（宽度＜5mm） 50～70 0.1～0.2 此外，在安排粗、精车削用量时，应注意机床说明书给定的允许切削用量范围，对于主轴采用交流变频调速的数控车床，由于主轴在低转速时扭矩降低，尤其应注意此时的切削用量选择。 经查表选取参数如下： 1. 粗车端面时取=1mm。 2. 精车端面时取=0.3mm。 3. 粗车外圆时取=3mm。 4. 精车外圆时取=0.3mm。。 5. 切槽粗加工时取=0.5mm。 6. 切槽精加工时取=0.3mm。 7.粗精内外螺纹时取分别取0.5mm , 0.4mm , 0.3mm 。 3.2.2切削速度的选择 切削速度根据零件上被加工部位的直径值，并按连接和刀具的材料及加工性质等条件所允许的切削速度来确定。粗加工时，主要受刀具耐用度和机床功率的限制。精加工时，切削速度提高时，切削变形减小，切削力也有所减小，也不易产生积屑瘤和毛刺。 查表并计算选取数值如下： 1.外圆轮廓粗车时 vc=100m/min 2.外圆轮廓精车时 vc=150m/min 3.切槽加工时vc=50m/min 4.车削外螺纹时 vc=50m/min 3.3.3主轴转速及进给量的确定 进给量f的选择：限制进给量，提高的因素主要是切削力，提高的主要因素是表面粗糙度。查表及计算知： 主轴转速： n=1000v/πd 其中 v —切削速度（m/min），由刀具寿命决定；       n —主轴转速（r/min）；       d —工件直径或刀具直径（mm）。 1.外圆轮廓粗车时 S=700r/min 2.外圆轮廓精车时 S=1000r/min 3. 切槽加工时 S=600r/min 4. 车削外螺纹时 S=400r/min 3.3.4进给速度速度的选择 进给速度的原则是当工件的质量要求能得到保证时，可选择较高的进给速度，切断加工深孔和精车时选择较低的进给速度，进给速度应与主轴转速及背吃刀量相适应，根据以上主轴转速与背吃刀量相适应，根据以上主轴转速与背吃刀量的选择，可确定进给速度。 进给速度Vf是切削刃上选定点相对于工件的进给运动的瞬时速度，它与转速n，进给量f之间的关系为： Vf=f*n 由上式可得出： 1.粗车外圆轮廓时进给速度 Vf=0.4mm/r 2.精车外圆轮廓时进给速度 Vf=0.1mm/r 3.切槽进给速度 Vf=f=0.05mm/r 4.粗精车外螺纹的进给速度 Vf=螺距2 3.3数控加工工艺卡 单位名称 开封大学机电工程学院 产品名称或代号 零件名称 零件图号 数控实训 课内任务 轴 C-G01-06 工序号 程序编号 夹具名称 使用设备 数控系统 场地 10 O1233 三爪自定心卡盘 CKA6140 FANUC0i Mate 数控实训中心机房、车间 工步号 工步内容 刀具号 刀具规格/mm 主轴转速n（r/min） 进给量f (mm/r) 背吃刀量 mm 备注 1 下棒料φ46mm×100mm，伸出65mm,粗、精车端面，对刀。 T01 25×25 700 0.4 1 手动 2 粗车左端倒角及外圆轮廓 T01 25×25 700 0.4 3 自动 3 精车左端倒角及外圆轮廓至图纸要求 T02 20×25 1000 0.1 0.3 自动 4 调头装夹，垫铜皮找正，粗精车端面保证总长度95+0.11mm，对刀。 T01 25×25 700 0.4 1 手动 5 粗车右端倒角及外圆轮廓 T01 25×25 700 0.4 3 自动 6 精车右端倒角及外圆轮廓 T02 20×25 1000 0.1 0.3 自动 7 车螺纹退刀槽至要求 T03 B=3 600 0.05 自动 8 车削外螺纹至要求 T04 20×20 400 螺距2 自动 9 检验 手动 编制 文金卓 审核 ；林立 批准 魏成杰 共1页 第1页 4.CAXA数车自动编程 数控编程分为手工编程和自动编程，自动编程是根据工件图形和加工工艺采用专用自动编程软件生成加工程序。CAXA数控车是国产自动编程软件之一。 CAXA数控车具有全中文windows界面，形象化的图标菜单，全面的鼠标拖动功能，灵活方便的立即菜单参数调整功能，智能化的动态导航捕捉功能，和多方位的信息提示等。CAXA数控车具有CAD软件的强大绘图功能和完善的外部数据接口，可以绘制任意复杂的二维图形。CAXA数控车提供强大的使用简单的轨迹生成手段，可以按加工要求生成各种复杂图形的加工轨迹。 CAXA数控车的主要加工功能有： 轮廓粗车：该功能用于实现对工件外轮廓表面、内轮廓表面和端面的粗车加工，用来快速清除毛坯的多余部分； 　　 轮廓精车：实现对工件外轮廓表面、内轮廓表面和端面的精车加工； 　　 切槽：该功能用于在工件外轮廓表面、内轮廓表面和端面切槽； 　　 钻中心孔：该功能用于在工件的旋转中心钻中心孔； 　　 车螺纹：该功能为非固定循环方式加工螺纹，可对螺纹加工中的各种工艺条件，加工方式进行灵活的控制； 螺纹固定循环：该功能采用固定循环方式加工螺纹； 　　 参数修改：对生成的轨迹不满意时可以用参数修改功能对轨迹的各种参数进行修改，以生成新的加工轨迹； 　　 刀具管理：该功能定义、确定刀具的有关数据，以便于用户从刀具库中获取刀具信息和对刀具库进行维护； 　　 轨迹仿真：对已有的加工轨迹进行加工过程模拟，以检查加工轨迹的正确性。 CAXA数控车实现加工的过程： 1. 必须配置好机床，这是正确输出代码的关键； 2. 看懂图纸，用曲线表达工件； 3. 根据工件形状，选择合适的加工方式，生成刀位轨迹； 4. 生成G代码，传给机床。 编程前的机床类型与后置处理设置： ` 4.1左端轮廓粗加工 轮廓粗车功能：实现对工件外轮廓表面 、内轮廓表面和端面的粗车加工，快速清除毛坯的多余部分 操作要点：要确定被加工轮廓和毛坯轮廓，被加工轮廓和毛坯轮廓两端点相连，两轮廓共同构成一个封闭的加工区域。此区域的材料将被加工去除。 操作步骤： 1在“数控车”菜单的子菜单选取“轮廓粗车”，或在工具条中点击 图标； 2在参数表中首先确定被加工的是外轮廓，还是内轮廓或端面，接着按加工要求确定其它各加工参数； 3拾取被加工的轮廓和毛坯轮廓，拾取方法大多为“限制链拾取”，此外还有“链拾取”，“单个拾取”。拾取箭头方向与实际加工方向无关； 4确定进退刀点，生成轨迹； 5生成G代码。点击 工具条中的 图标，再拾取相应的刀具轨迹，即可生成加工指令。 1． 左端轮廓粗加工参数设置 2．左端轮廓粗加工的刀路轨迹生成 3．刀路轨迹仿真 4．程序生成 拾取刀路轨迹，右击生成G代码.如图： 4.2左端轮廓精加工 轮廓精车实现对工件轮廓表面，内轮廓表面和端面的精加工。轮廓精车时，要确定被加工的轮廓，被加工的轮廓就是加工结束后的工件表面轮廓，被加工轮廓不能闭合或自相交。 操作步骤： 1在“数控车”菜单的子菜单选取“轮廓精车”，或在工具条中点击 图标； 2在参数表中首先确定被加工的是外轮廓，还是内轮廓或端面，接着按加工要求确定其它各加工参数； 3拾取被加工的轮廓，拾取方法大多为“限制链拾取”，此外还有“链拾取”，“单个拾取”。拾取箭头方向与实际加工方向无关； 4确定进退刀点，生成轨迹； 5生成G代码。点击 工具条中的 图标，再拾取相应的刀具轨迹，即可生成加工指令。 1． 左端轮廓加工参数设置 2．刀路轨迹生成 3．刀路轨迹仿真 拾取生成的刀路轨迹，二维动态仿真： 4．程序生成 4.3右端轮廓粗加工 轮廓粗车功能主要用于对工件轮廓表面，内轮廓表面和端面的粗加工，用于快速消除毛皮多余部分加工轨迹的生成，轨迹仿真及数控代码的拾取。被加工轮廓和毛坯轮廓不能单独闭合或自相交。 右端轮廓粗车步骤： 1在“数控车”菜单的子菜单选取“轮廓粗车”，或在工具条中点击 图标； 2在参数表中首先确定被加工的是外轮廓，还是内轮廓或端面，接着按加工要求确定其它各加工参数； 3拾取被加工的轮廓和毛坯轮廓，拾取方法大多为“限制链拾取”，此外还有“链拾取”，“单个拾取”。拾取箭头方向与实际加工方向无关； 4确定进退刀点，生成轨迹； 5生成G代码。点击 工具条中的 图标，再拾取相应的刀具轨迹，即可生成加工指令。 1.右端轮廓粗加工参数设置 2.右端轮廓刀路轨迹生成 3.右端轮廓轨迹仿真 拾取生成的刀路轨迹，二维动态仿真： 4.程序生成 4.4右端轮廓精加工 轮廓精车实现对工件轮廓表面，内轮廓表面和端面的精加工。轮廓精车时，要确定被加工的轮廓，被加工的轮廓就是加工结束后的工件表面轮廓，被加工轮廓不能闭合或自相交。 右端轮廓精车步骤： 1在“数控车”菜单的子菜单选取“轮廓精车”，或在工具条中点击 图标； 2在参数表中首先确定被加工的是外轮廓，还是内轮廓或端面，接着按加工要求确定其它各加工参数； 3拾取被加工的轮廓，拾取方法大多为“限制链拾取”，此外还有“链拾取”，“单个拾取”。拾取箭头方向与实际加工方向无关； 4确定进退刀点，生成轨迹； 5生成G代码。点击 工具条中的 图标，再拾取相应的刀具轨迹，即可生成加工指令。 1.右端轮廓精加工参数设置 2.右端轮廓轨迹生成 3.右端轮廓轨迹仿真 4.程序生成 4.5切槽加工 车槽功能用于工件外轮廓表面，内轮廓表面和端面切槽，切槽时要确定被加工轮廓，被加工轮廓不能闭合或自相交。 操作步骤： 1在“数控车”菜单的子菜单选取“切槽”，或在工具条中点击 图标； 2在参数表中首先确定被加工的是外轮廓，还是内轮廓或端面，接着按加工要求确定其它各加工参数； 3拾取被加工的轮廓，拾取方法大多为“限制链拾取”，此外还有“链拾取”，“单个拾取”； 4确定进退刀点，生成轨迹； 5生成G代码。点击 工具条中的 图标，再拾取相应的刀具轨迹，即可生成加工指令。 1.切槽加工参数设置 2.切槽加工轨迹生成 3．轨迹仿真 4．程序生成 4.4螺纹加工 螺纹加工可分为非固定循环加工和固定循环加工两种方式。本文车螺纹时采用非固定循环方式加工螺纹，这种加工方式适合螺纹加工中的各种工艺条件，加工方式进行更为灵活的控制。而固定循环加工螺纹，输出的代码适用于西门子840C/840控制器。 操作步骤： 1在“数控车”菜单的子菜单选取“车螺纹”，或在工具条中点击 图标，依次拾取螺纹的起点和终点； 2参数填写完毕，选择确认按钮，即生成螺纹车削刀具轨迹； 3生成G代码。点击 工具条中的 图标，再拾取相应的刀具轨迹，即可生成加工指令。 1．螺纹加工的参数设置 2.螺纹加工的轨迹生成 3.螺纹加工的轨迹仿真 4.程序生成 5.数控仿真 根据开封大学机房现有数控仿真软件选用VUNC数控加工仿真软件，数控机床采用大连机床厂的CKA6140，操作面板采用FANUC0i Mate。 启动软件后，激活机床，机床回零。 5.1左端轮廓加工 1刀具参数设置及安装 一号刀位安装90度外圆车刀，二号刀位安装93度外圆车刀，三号刀位安装切槽刀，四号刀位安装螺纹车刀，如下图： 刀具安装布置图： 2毛坯设置及安装 仿真时，为了增强视觉效果，把45钢材料选为铜材料，尺寸为φ46mm×100mm。安装时右端伸出65mm,用三爪卡盘夹紧，如下图： 3对刀 对刀的过程就是建立工件坐标系与机床坐标系之间关系的过程，车床常见的是将工件右端面的中心设为工件坐标系原点，数控车常用试切法对刀，本文也同样采用试切法对刀。先对X方向，再Z方向对刀。 90度外圆车刀对刀启动机床回零后，主轴正传转，手摇进给试切工件，分别试切X方向利用刀补对Z向进行对刀，在试切Z向的外圆柱面利用刀补对X向进行对刀。90度外圆车刀对刀如下： 35度外圆车刀的对刀过程和90度外圆车刀的对刀过程一样。主轴正传转，手摇进给试切工件，分别试切X方向利用刀补对Z向进行对刀，在试切Z向的外圆柱面利用刀补对X向进行对刀，35度外圆车刀对刀结果如下： 切槽刀对刀时，用试切法对刀，手摇接近工件右端面，利用刀补对Z向，再手摇接近圆柱表面，主轴停止，测量直径，利用刀补对X方向，完成对刀。切槽刀对刀结果如下： 由于螺纹刀具的特殊性，把对刀点确定在机床俯视图的工件右下角出，手摇试切刀补对刀，螺车刀对刀结果如下： 4加载程序粗进行加工 输入程序号，加载左端轮廓粗车的G代码，自动循环启动进行加工，左端轮廓粗加工过程如图： 5精加工效果图 由精加工效果图知，左端轮廓加工的质量较高，圆弧与倒角都很比较理想，可见数控加工的性能之高。 5.2右端轮廓加工 1．工件调头后装夹 掉头后，用百分表找正。卡爪夹在φ35的圆柱面上，为了保证圆柱面的表面粗糙度，可以垫铜皮。 2．右端轮廓粗加工 加工之前，切削端面，保证总长度95+0.11mm.输入程序号，加载左端轮廓粗车的G代码，自动循环启动进行加工，左端轮廓粗加工过程如图: 3．右端轮廓精加工 4．右端轮廓精加工后效果图 由右端轮廓精加工效果图知，右端轮廓加工的质量较高，圆弧与倒角都很比较理想，可见数控加工的性能之高。 5.3切槽加工 较深的槽型，在数控车床上常用切槽刀加工，如果刀宽等于要求加工的槽宽，则切槽刀一次切槽刀位，若以较窄的切槽刀加工较宽的槽型，则应分多次切入。 合理的切削路线是：先切中间，再切左右。因为刀刃两侧的圆角半径通常小于工件槽底和侧壁的转接圆角半径，左右两刀切下时，当刀具接近槽底，需要各走一段圆弧。如果中间的一刀不提前切削，就不能为这两段圆弧的走刀创造必要的条件。即使刀刃两侧圆角半径与工件槽底两侧的圆角半径一致，仍以中间先切一刀为好，因这一刀切下时，刀刃两侧的负荷是均等的，后面的两刀，一刀是左侧负荷重，一刀是右侧负荷重，刀具的磨损还是均匀的。机夹式的切槽刀不宜安排横走刀，只宜直切。 1 .切槽粗加工 输入程序号，加载左端轮廓粗车的G代码，自动循环启动进行加工，切槽粗加工过程如图： 2.切槽精加工效果图 5.4螺纹加工 车削螺纹时，刀具沿轴向的进给应与工件旋转保持严格的速比关系。考虑到刀具从停止状态加速到指定的进给速度或从指定的进给速度降至零时，驱动系统有一个过渡过程，因此，刀具沿轴向进给的加工路线长度，除保证螺纹加工的长度外，两端必须设置足够的升速进刀段（空刀导入量）和减速退刀段（空刀导出量）。 螺纹主要尺寸的计算： 实际切削外圆直径D=28-0.1X2=27.8mm 螺纹牙型高度：H=0.65X2=1.3mm 螺纹小径=D-1.3P=28-1.3X2=25.4mm 螺纹加工方法：螺纹数控车削加工的常用方法有3种：一种是直进法，一种是左右切削法，一种是斜进法。直进法使刀具双侧刃切削，切削力较大，一般用于螺距或导程小于3mm的螺纹加工。左右切削法精车螺纹可以使螺纹的两侧都获得较小的表面粗糙度。斜进法使刀具单侧刃切削，切削力较小，一般用于工件刚性低，易振动的场合，主要用于不锈钢等难加工的材料或螺距大于3mm的螺纹加工。本文由于导程或螺距小于3mm ,所以采用直进法加工外螺纹。 1.螺纹加工 输入程序号，加载左端轮廓粗车的G代码，自动循环启动进行加工，螺纹粗加工过程如图： 5.5整体加工效果图 由图可知，加工后的效果和表面质量非常好，圆弧过渡与倒角处都非常圆滑，加工的非常的到位，质量较高，充分显示了数控机床的强大优势：高效，精密，智能，完成复杂轮廓的加工，是普通机床无法替代的！ 总结 毕业设计是对大学生在校期间所学各项专业知识的良好整体检验和实际应用。经过将近一个月的毕业设计，自己收获很多，复习了许多旧的知识，此中查阅了许多设计资料，在老师的指导下，终于完成了关于轴类零件数控车削加工的毕业设计。 接到毕业设计任务书后，首先零件进行了工艺分析，如毛坯尺寸大小的确定和材料的确定，选择合适的加工方案法，拟定加工方案，选择合适的夹具、刀具与切削用量的确定等。在工艺分析上，让我巩固了在大一大二时学的机械制造、机械制图、机械设计、公差与配合、金属工艺CAD绘图等专业课程，是我更好把各专业课相结合起来去完成毕业设计。随着毕业设计做完，也将意味我的大学生活即将结束，但在这段时间里面我觉得自己是努力并快乐的。在繁忙的的日子里面，曾经为解决技术上的问题，而去翻我所学专业的书籍。经过这段时间我真正体会了很多，也感到了很多。 在这次毕业设计中，给我最大的体会就是熟练的操作技能来源我们平时对专业知识的掌握程度。比如，想加快编程速度，除了对各编程指令的熟练掌握外，还得需要你必须掌握零件的工艺方面的知识，对刀具切削用量参数的设定我必须清楚。 致 谢 参考文献 [1] 陈家祺. 运动图像处理在车型识别中的应用［J］. 汽车工程，1998,20(6): 343~346 [2] 陈家祺. C程序设计教程［M］. 北京：新华出版社，1999.11 [3] Shihang S. Fuzzy self-organizing controller and its application for dynamic processes[J]. Fuzzy Sets and Systems, 1998,26:151~164 [4] Kaare Christian. Borland C++ Techniques & Utilitis[M]. Ziff-DavisPress，1993 [5] 陈艳红. 数控编程与加工技术 ［M］. 北京： 中国科学技术出版社，2005 [6] 刘永海. 数控车床编程与应用［M］. 北京： 化学工业出版社,2008 [7] 袁哲俊. 刀具设计手册［M］. 北京： 机械工业出版社，2009 [8] 张英超. 数控车床［M］. 北京： 化学工业出版社,2009 [9] 张宏. 机械切削工艺参数速查手册 ［M］. 北京：化学工业出版社,2010 [10] 宛剑业. CAXA 数控车实用教程［M］. 北京： 化学工业出版社,2006 [11] 神龙工作室 Auto CAD2008 从入门到精通 ［M］. 北京： 人民邮电出版社,2009 [12] 韩鸿鸾. 数控车工全技师培训教程［M］. 北京： 化学工业出版社,2005 [13] 北航CAXA教育培训中心. CAXA数控车V2实例教程 ［M］. 北京： 北京航空航天大学出版社,2005 [14] 王增杰. 数控车削加工工艺与编程操作［M］. 北京：机械工业出版社，2007