【正文】 ） 第 5 頁 共 78 頁 (3)智能化、開放式、網(wǎng)絡(luò)化成為當(dāng)代數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢 。 通過本設(shè)計(jì) 來學(xué)習(xí)實(shí)體造型軟件和數(shù)控車床的使用，了解數(shù)控機(jī)床的加工特點(diǎn)和使用方法，從設(shè)計(jì)和加工過程中體會(huì)數(shù)控技術(shù)的 優(yōu)勢和發(fā)展趨勢。 ⑶ 輸入 /輸出設(shè)備 輸入裝置將 各種 加工信息傳遞于計(jì)算機(jī) 的外部設(shè)備 。 ⑹ 可編程控制器 可編程控制器 (PC， Programmable Controller) 是一種以微處理器為基礎(chǔ)的通用型自動(dòng)控制裝置，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。 （ 2）按聯(lián)動(dòng)軸數(shù)分類 ： 二軸聯(lián)動(dòng) 、 三軸聯(lián)動(dòng) 、 四五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床 。 （ 6）按工藝分類 ： 數(shù)控車床 、 數(shù)控鉆床 、 數(shù)控銑床 、 數(shù)控鏜床 發(fā)及加工中心 。 （ 4） 機(jī)床自動(dòng)化程度高，可以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度 。 需要注意事項(xiàng)包括：放置于 恒溫的環(huán)境 ， 遠(yuǎn)離震動(dòng)較大的設(shè)備和有電磁干擾的設(shè)備；電源要求；定期的維護(hù)、保養(yǎng)；不宜長期封存；注意培訓(xùn)和配備操作人員、維修人員及編程人員數(shù)控系統(tǒng)的維護(hù)；嚴(yán)格遵守操作規(guī)程和日常維護(hù)制度； 防止灰塵進(jìn)入數(shù)控裝置 ；定時(shí)清掃數(shù)控柜的散熱通風(fēng)系統(tǒng)； 經(jīng)常監(jiān)視數(shù)控系統(tǒng)的電網(wǎng)電壓、電網(wǎng)電壓范圍在額定值的 85％～ 110％； 定期更換 存儲(chǔ)器 用電池； 數(shù)控 系 統(tǒng)長期不用時(shí)的維護(hù)經(jīng)常給數(shù)控系統(tǒng)通電或使數(shù)控機(jī)床運(yùn)行溫機(jī)程序； 備用電路板的維護(hù)機(jī)械部件的維護(hù)。 Solidworks軟件功能強(qiáng)大，組件繁多。 整流罩建模 先作出輪廓的截面 曲線草圖，再利用回旋命令生成實(shí)體，最后利用邊倒角命令使過渡圓滑， 具體步驟 如下： （ 1） 在桌面上雙擊 SolidWorks的快捷方式，打開軟件 （ 2） 在工具條上單擊“新建文件”按鈕 。 （ 4） 繪制截面曲線，利用草圖工具欄上的“直線”、“圓弧”、“橢圓”等命令繪制截面曲線，利用幾何關(guān)系命令使各段圓弧光滑。選擇主菜單上“旋轉(zhuǎn)凸臺(tái) /基體”，系統(tǒng)將彈出旋轉(zhuǎn)實(shí)體特征欄。 （ 9） 退出草圖狀態(tài) ， 單擊草圖工具欄上的“完成草圖”按鈕，退出草圖繪制狀態(tài)。 （ 12） 繪制圓弧，以圓弧為基點(diǎn)繪制螺旋線，并繪制垂直于螺旋線的切割三角形，用于掃描切除，生成螺紋。選擇主菜單上“掃描切除 /基體”，系統(tǒng)將彈出掃描切除特征欄。單擊“ＯＫ”按鈕新建一個(gè)零件文件。 （ 6） 選擇特征功能 ， 選擇主菜單上“旋轉(zhuǎn)凸臺(tái) /基體”，系統(tǒng)將彈出旋轉(zhuǎn)實(shí)體特征欄 ， 選擇剛生成的草圖輪廓，并選擇旋轉(zhuǎn)中心，點(diǎn)擊“確定”生成實(shí)體，如圖 34 所示。 （ 10） 選擇特征功能 ， 選擇主菜單上“ 掃 描切除 /基體”，系統(tǒng)將彈出 掃描切除特征欄。 （ 3） 進(jìn)入草圖狀態(tài)，選擇前視基準(zhǔn)面為繪圖平面，點(diǎn)擊“繪制草圖”按鈕進(jìn)入草圖繪制界面 。 火箭模型組合件造型及數(shù)控加工 第 12 頁 共 78 頁 （ 6） 選擇特征功能 ， 選擇主菜單上“旋轉(zhuǎn)凸臺(tái) /基體”，系統(tǒng)將彈出旋轉(zhuǎn)實(shí)體特征欄。 （ 10） 選擇特征功能， 選擇主菜單上“掃描切除 /基體”，系統(tǒng)將彈出掃描切除特征欄， 選擇 剛生成的草圖輪廓，并選擇沿螺旋線掃描切除，點(diǎn)擊“確定”切除實(shí)體，如圖37 所示。 （ 4） 繪制截面曲線，利用草圖工具欄上的“直線”、“圓弧”、等命令繪制截面曲線，利用幾何關(guān)系命 令使各段圓弧光滑。 圖 38 旋轉(zhuǎn)實(shí)體 （ 7） 進(jìn)入草圖狀態(tài)，選擇左視基準(zhǔn)面為繪圖平面，點(diǎn)擊“繪制草圖”按鈕進(jìn)入草圖繪制界面，建立草圖 2。選擇 剛生成的草圖輪廓，并選擇沿螺旋線掃描切除，點(diǎn)擊“確定”切除實(shí)體如圖 39所示。 （ 3） 進(jìn)入草圖狀態(tài)，選擇前視基準(zhǔn)面為繪圖平面，點(diǎn)擊“繪制草圖”按鈕進(jìn)入草圖繪制界面 。選擇剛生成的草圖輪廓，并選擇旋轉(zhuǎn)中心，點(diǎn)擊“確定”生成 實(shí)體，如圖 310 所示。 （ 10） 選擇特征功能 ， 選擇 “掃描切除 /基體”，彈出掃描切除特征欄， 選擇 剛生成的草圖輪廓，并選擇沿螺旋線掃描切除，點(diǎn)擊“確定”切除實(shí)體，如圖 311所示。 （ 3） 進(jìn)入草圖狀態(tài)，選擇前視基準(zhǔn)面為繪圖平面，點(diǎn)擊“繪制草圖”按鈕進(jìn)入草圖繪制界面 。 圖 311 旋轉(zhuǎn)實(shí)體 （ 7） 完成實(shí)體造型各個(gè)特征的建立后，選擇主菜單的“文件”→“保存”輸入文件名“助推器”單擊“保存”按鈕保存文件。 圖 312 裝配過程 圖 313 裝配體 （ 4） 裝配完成 （如圖 313 裝配體） ，保存文件。軟件 具有完善的圖形繪制功能 ； 有強(qiáng)大的圖形編輯功能 ； 可以采用多種方式進(jìn)行二次開發(fā)或用戶定制 ； 可以進(jìn)行多種圖形格式的轉(zhuǎn)換，具有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)交換能力 ； 支持多種硬件設(shè)備 ； 支 持多種操作平臺(tái)具有通用性、易用性， 能以多種方式創(chuàng)建直線、圓、橢圓、多邊形、樣條曲線等基本圖形對象。 AutoCAD 具有強(qiáng)大的編輯功能，可以移動(dòng)、復(fù)制、旋轉(zhuǎn)、陣列、拉伸、延長、修剪、縮放對象等。能輕易在圖形的任何位置、沿任何方向書 寫文字，可設(shè)定文字 字體 、傾斜角度及寬度縮放比例等屬性。 整流罩 零件圖 1 第一子級(jí) 零件圖 2 第二子級(jí) 零件圖 3 第三子級(jí) 零件圖 4 底座 零件圖 5 助推器 零件圖 6 裝配體 裝配圖 數(shù)控車削加工工藝 數(shù)控車削加工的范圍 （ 1）輪廓形狀特別復(fù)雜或難于控制尺寸的回轉(zhuǎn)體零件 數(shù)控車較適合車削普通車床難于實(shí)現(xiàn)的由任意直線和平面曲線（圓弧和非圓曲線類）組成的形狀復(fù)雜的回轉(zhuǎn)體零件，斜線和圓弧均可直接由插補(bǔ)功能實(shí)現(xiàn)，非圓曲線可火箭模型組合件造型及數(shù)控加工 第 18 頁 共 78 頁 用數(shù)學(xué)手段轉(zhuǎn)化為小段直線或小段圓弧后作插補(bǔ)加工得到。 車削內(nèi)圓 (孔 )是指用車削方法擴(kuò)大工件的孔或加工空心工件的內(nèi)表面。 車削 端 面主要指的是車端平面，常見的方法圖偏刀車削平面，可采用較大背吃刀量，切削順利，表面光潔，大、小平面均可車削使用 90176。 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。 （ 7）車削成型面 車削成型面是車床加工零件時(shí)候最常用的加工內(nèi)容之一，可以加工圓弧表面，曲線表面，等復(fù)雜表面。 （ 3）加工順序的確定 先粗后精 ， 先近后遠(yuǎn)，內(nèi)外交叉 。數(shù)控車削選擇刀具主要考慮如下幾個(gè)方面的因素：一次連續(xù)加工 表面盡可能多；在切削過程中，刀具不能與工件輪廓發(fā)生干涉；有利于提高加工效率和加工表面質(zhì)量；有合理的刀具強(qiáng)度和壽命。 火箭模型組合件造型及數(shù)控加工 第 20 頁 共 78 頁 （ 3） 依靠程序完成所有工藝過程。 （ 7） 數(shù)控加工效率高，加工精度高，勞動(dòng)強(qiáng)度低，對不同工件適應(yīng)能力強(qiáng)。 （ 2）毛坯選擇 軸類零件除光滑軸和直徑相差不大的階梯軸熱軋或冷拉圓棒料外，一般采用鍛件；發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸等一類軸件采用球墨鑄鐵鑄件比較多。 （ 4）準(zhǔn)備工作。以加工部位分序法：對于加工類容很多的零件，可按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)將加工部分分成幾個(gè)部分，如內(nèi)形、外形、曲面或平面等。合理的確定對刀點(diǎn)，對刀點(diǎn)可以設(shè)在被加工零件上，但注意對刀點(diǎn)必須是基準(zhǔn)位或已精加工過的部位 。 根據(jù)加工零件的外形和材料等條件，選用 CKA6136 數(shù)控機(jī)床。然后掉頭加工，夾住零件右端，對左端進(jìn)行加工， 先用中心鉆打中心孔 Φ 20mm，再用 Φ 20mm的 鏜孔刀鏜 Φ 25mm的孔 ，再用內(nèi)螺紋刀車 M27 的螺紋 。 確定零件的定位基準(zhǔn) ：根據(jù)定位原則， 以左右端大端面為定位基準(zhǔn)。 裝夾方法選擇為 先用三爪自定心卡盤夾住右端，加工左端達(dá)到工件精度要求；再工件調(diào)頭，用三爪自定心卡盤夾住工件右端 。 車刀，粗、精車一把刀完成。鏜孔：選用 Φ 20mm 硬質(zhì)合金鏜刀。 表 41 切削參數(shù)表 加工內(nèi)容 主軸轉(zhuǎn)速 （ r/min） 進(jìn)給量 (mm/r) 進(jìn)給速率 (m/min) 最大背吃刀量(mm/r) 粗車外輪廓 800 125 精車外輪廓 1000 110 切斷 500 94 中心鉆鉆孔 500 手動(dòng) 手動(dòng) 手動(dòng) 鏜孔 800 內(nèi)螺紋 500 （ 8） 編寫 刀具 卡片 ，如表 42所示。 表 43 工藝卡表 工序號(hào) 零件名稱 夾具 設(shè)備 車間 001 整流罩 三抓卡盤 CKA6136 數(shù)控實(shí)訓(xùn)室 工步號(hào) 工步內(nèi)容 刀具 刀具 名稱 S(r/min) Vc（ m/min） F（ mm/r） 備注 1 粗車外輪廓 T01 35176。 圖 42 一子級(jí)圖紙 （ 2）零件圖分析 該零件表面由圓柱 面 、 內(nèi)圓柱面 、 切槽，內(nèi) 螺紋、 外螺紋， 內(nèi)孔、 倒角 、內(nèi) 鏜孔 等組成，尺寸標(biāo)注完整，選用毛坯為 鋁制鑄件 ， Φ 55mm 120mm，無熱處理和硬度要求。 加工順序?yàn)椋侯A(yù)備加工 車端面 粗 車 外輪廓 精車外輪廓 切槽 切斷 掉頭 中心鉆鉆孔 鏜孔 粗車內(nèi)螺紋 精車內(nèi)螺紋 華北科技學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 25 頁 共 78 頁 （ 5）確定裝夾定位方案 確定零件的定位基準(zhǔn) ：根據(jù)定位 原則， 以左右端大端面為定位基準(zhǔn)。 粗、精車外圓：選用硬質(zhì)合金 35176。 硬質(zhì)合金螺紋刀 切斷刀：選用硬質(zhì)合金 4mm 切斷刀。 硬質(zhì)合金 螺紋刀 。 外圓車刀 粗，精車外輪廓 1 02 T02 4mm 切斷刀 切斷 1 03 T03 60176。 外圓刀 800 125 自動(dòng) 2 精車外輪廓 T01 35176。 圖 43 二子級(jí)圖紙 （ 2）零件圖分析 華北科技學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 27 頁 共 78 頁 該零件表面由圓柱 面 、 圓錐面 、 切槽 、 外螺紋 、 倒角 組成，尺寸標(biāo)注完整，選用毛坯為 鋁制鑄件 ， Φ 55mm 120mm，無熱處 理和硬度要求。 加工順序?yàn)椋侯A(yù)備加工 車端面 粗 車 外輪廓 精車外輪廓 切槽 外螺紋切斷 掉頭 粗車外輪廓 精車外 輪廓 切槽 外螺紋 （ 5）確定裝夾定位方案 確定零件的定位基準(zhǔn) ：根據(jù)定位原則， 以左右端大端面為定位基準(zhǔn)。 粗、精車外圓：選用硬質(zhì)合金 35176。 硬質(zhì)合金螺紋刀 切斷刀：選用硬質(zhì)合金 4mm 切斷刀。 外圓車刀 粗，精車外輪廓 1 02 T02 4mm 切斷刀 切斷 1 03 T03 60176。 外圓刀 1000 110 自動(dòng) 4 切槽 T02 4mm 切斷刀 500 94 自動(dòng) 5 外螺紋 T03 60176。 螺紋刀 500 自動(dòng) 零件四：三子級(jí)工藝分析 （ 1）零件圖紙 ， 如圖 44 所示。然后掉頭加工，夾住零件左端，對右端進(jìn)行加工， 先用中心鉆打中心孔 Φ 20mm，再用 Φ 20mm 的 鏜孔刀鏜 Φ 25mm的孔 ，再用內(nèi)螺紋刀車 M27 的螺紋 。 圖 44 三子級(jí)圖紙 （ 6）刀具選擇 車端面：選用硬質(zhì)合金 35176。 切斷刀：選用硬質(zhì)合金 4mm 切斷刀。 硬質(zhì)合金 螺紋刀 。 外圓車刀 粗，精車外輪廓 1 02 T02 4mm 切斷刀 切斷 1 03 T03 Φ20mm 鏜孔刀 粗精鏜孔 1 04 T04 60176。 外圓刀 1000 110 自動(dòng) 3 鉆孔 尾座 Φ20 中心鉆 500 手動(dòng) 手動(dòng) 手 動(dòng) 4 鏜孔 T03 Φ20 鏜孔刀 800 自動(dòng) 5 內(nèi)螺紋 T04 60176。 華北科技學(xué)院畢業(yè)。 內(nèi)螺紋刀 500 自動(dòng) 零件五：底座工藝分析 （ 1）零件圖紙 ， 如圖 45 所示。 表 412 工藝卡表 工序號(hào) 零件名稱 夾具 設(shè)備 車間 001 三子級(jí) 三抓卡盤 CKA6136 數(shù)控實(shí)訓(xùn)室 工步號(hào) 工步內(nèi)容 刀具 刀具名稱 S(r/min) Vc（ m/min） F（ mm/r） 備注 1 粗車外輪廓 T01 35176。 火箭模型組合件造型及數(shù)控加工 第 30 頁 共 78 頁 表 410 切削參數(shù)表 加工內(nèi)容 主軸轉(zhuǎn)速（ r/min） 進(jìn)給量(mm/r) 進(jìn)給速率(m/min) 最大背吃刀量(mm/r) 粗車外輪廓 800 125 精車外輪廓 1000 110 切斷 500 94 中心鉆鉆孔 500 手動(dòng) 手動(dòng) 手動(dòng) 鏜孔 800 內(nèi)螺紋 500 （ 8） 編寫 刀具 卡片 ，如表 411 所示。 鏜孔：選用 Φ 20mm 硬質(zhì)合金鏜刀。 粗、精車外圓：選用硬質(zhì)合金 35176。 （ 5）確定裝夾定位方案 確定零件的定位基準(zhǔn) ：根據(jù)定位原則， 以左右端大端面為定位基準(zhǔn)。 （ 3）確定加工方法 根據(jù)加工零件的外形和材料等條件，選用 CKA6136 數(shù)控機(jī)床。 外圓刀 800 125 自動(dòng) 2 精車外輪廓 T01 35176。 表 49 工藝卡表 工序號(hào) 零件名稱 夾具 設(shè)備 車間 001 二子級(jí) 三抓卡盤 CKA6136 數(shù)控實(shí)訓(xùn)室 工步號(hào) 工步內(nèi)容 刀具 刀具名稱 S(r/min) Vc（ m/min） F（ m