【正文】 ，在此圖中我們確定的尺寸為直徑 34mm，寬度為 3mm。 ② 左右端面均為多個尺寸的設計基準，相應工序加工前，應該先將左右端面車出來。 套類零件數(shù)控加工工藝分析、編程及數(shù)控仿真 12 第 二 章 零 件圖的分析 零件分析 該零件表面由內(nèi)外圓柱面、內(nèi)圓錐面、順圓弧、逆圓弧及外螺紋等表面組成，其中多個直徑尺寸與軸向尺寸有較高的尺寸精度和表面粗糙度要求。數(shù)控車床不但能車任何等節(jié)距的直、錐和端面螺紋，而且能車增節(jié)距、減節(jié)距，以及要求等節(jié)距、變節(jié)距之間平滑過渡的螺紋和變徑螺紋。當然端面有分布的孔系、曲面的盤類零件也可選擇立式加工中心加工，有徑向孔的盤套或軸類零件也常選擇臥式加工中心加工。 3. 超精密、超低表面粗糙度的零件 磁盤、錄象機磁頭、激光打印機的多面反射體、復印機的回轉(zhuǎn)鼓、照相機等光學設備的透鏡及其模具，以及隱形眼鏡等要求超高的輪廓精度和超低的表面粗糙度，它們適合于在高精度、高功能的數(shù)控車床上加工，以往很難加工的塑料散光用的透鏡，現(xiàn)在也可以用數(shù) 控車床來加工。實際上也可發(fā)現(xiàn)端面 內(nèi)的粗糙度不一致。而在傳統(tǒng)車床上加工是無法作這種校正的。數(shù)控車削對提高位置精度特別有效。此外由于數(shù)控車削時刀具運動是通過高精度插補運算和伺服驅(qū)動來實現(xiàn)的，再加上機床的剛性好和制造精度高，所以它能加工對母線直線度、圓度、圓柱度要求高的零件。數(shù)控車床是數(shù)控機床的主要品種之一，它在數(shù)控機床中占有非常重要的位置， 幾十年來一直受到世界各國的普遍重視并得到了迅速的發(fā)展。 數(shù)控車床的概述 數(shù)控機床 又稱為 CNC 車床，即計算機數(shù)字控制車床，是目前國內(nèi)使用量最大，覆蓋面最廣的一 種數(shù)控機床 ，約占數(shù)控機床總數(shù)的 25%。 （ 3） 閉環(huán)數(shù)控機床 這類數(shù)控機床帶有位置檢測反饋裝置，其位置檢測反饋裝置采用直線位移 檢測元件，直接安裝在機床的移動部件上，將測量結(jié)果直接反饋到數(shù)控裝置中，通過反饋可消除從電動機到機床移動部件整個機械傳動鏈中的傳動誤差，最終實現(xiàn)精確定位。但由于無位置反饋，精度不高，其精度主要取決于伺服驅(qū)動系統(tǒng)和機械傳動機構(gòu)的性能和精度。這類數(shù)控機床主要由比較簡單的數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控磨床等。它是一種綜合應用了計算機技術(shù) 、自動控制技術(shù)、精密測量技術(shù)和機床設計等先進技術(shù)的典型機電一體化產(chǎn)品，是現(xiàn)代制造技術(shù)的基礎。大大提高生產(chǎn)效率。掌握現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)知識是現(xiàn)代機械類專業(yè)學生必不可少的。 套類零件數(shù)控加工工藝分析、編程及數(shù)控仿真 1 南 昌 工 程 學 院 畢 業(yè) 設 計（論 文） 題 目： 套類零件數(shù)控加工工藝分析、編程及數(shù)控仿真 系 別： 機械與動力工程系 專 業(yè)： 數(shù)控技術(shù)及應用 班 級： 二 班 學 號： 2020011100 學生姓名： 張海寧 指導教師： 楊 武 完成日期： 202006 南 昌 工 程 學 院 套類零件數(shù)控加工工藝分析、編程及數(shù)控仿真 2 摘要 由于現(xiàn)代化工業(yè)的飛速發(fā)展，普通機床已越來越不能滿足現(xiàn)代加工工藝及提高勞動生產(chǎn)率的要求，取而代之的是數(shù)控機床?，F(xiàn)代的 CAD/CAM、 FMS、 CIMS、敏捷制造和智能制造技術(shù)，都是建立在數(shù)控技術(shù)之上的。在設計中應用 Auto CAD進行繪圖設計并用數(shù)控仿真軟件進行仿真。國際信息處理聯(lián)盟第五技術(shù)委員會對數(shù)控機床做了如下定義： 數(shù)控機床是一種裝有程序控制系統(tǒng)的機床，該系統(tǒng)能邏輯地處理具有 特定代碼或其他符號編碼指令規(guī)定的程序。 （ 2）直線控制數(shù)控機床 數(shù)控系統(tǒng)除了控制點與點之間的準確位置外，還要保證兩點間的移動 軌跡為一條線，并且對移動速度也要進行控制，也稱為點位直線控制。 按 伺服控制方式 分類 （ 1）開環(huán)數(shù)控機床 開環(huán)進給伺服系統(tǒng)沒有位置測量反饋裝置， 信號流是單一的，故系統(tǒng)穩(wěn)定性好。其控制精度雖不如閉環(huán)控制數(shù)控機床，但調(diào)試比較方便，因而被廣泛采用。 （ 4）其他類型 是指一些在廣義上的數(shù)控設備，如數(shù)控裝配機、數(shù)控測量機 、機器人等。數(shù)控機床的技術(shù)水平高低及其在金屬切削加工機床產(chǎn)量和總擁有量的百分比是衡量一個國家國民經(jīng)濟發(fā)展和工業(yè)制造整體水平的重要標志之一。在有些場合可以以車代磨。數(shù)控車削出來的零件形狀精度，不會比這種樣板本身的形狀精度差。在數(shù)控車床上加工如果發(fā)現(xiàn)位置精度較高，可以用修改程序內(nèi)數(shù)據(jù)的方法來校正，這樣可以提高其位置精度。在傳統(tǒng)的車床上車削端面時，由于轉(zhuǎn)速在切削過程中恒定，理論上只有某一直徑處的粗糙度最小。粗糙度小的部位可以用減小走刀量的方法來達到，而這在傳統(tǒng)車床上是做不到的。 二、表面形狀復雜的回轉(zhuǎn)體零件 由于數(shù)控車床具有直線和圓弧插補功能，部分車床數(shù)控裝置還有某些非圓曲線插補功能，所以可以車削由任意直線和平面曲線組成的形狀復雜的回轉(zhuǎn)體零件和難以控制尺寸的零件，如具有封閉內(nèi)成型面 套類零件數(shù)控加工工藝分析、編程及數(shù)控仿真 11 的殼體零件 三、 帶橫向加工的回轉(zhuǎn)體零件 帶有鍵槽或徑向孔，或端面有分布的孔系以及有曲面 的盤套或軸類零件，如帶法蘭的軸套、帶有鍵槽或方頭的軸類零件等，這類零件宜選車削加工中心加工。 四、帶一些特殊類型螺紋的零件 傳統(tǒng)車床所能切削的螺紋相當有限，它只能 車等節(jié)距的直、錐面公、英制螺紋，而且一臺車床只限定加工若干種節(jié)距。可以說，包括絲杠在內(nèi)的螺紋零件很適合于在數(shù)控車床上加工。 ① 對圖樣上帶公差的尺寸，因公差值較小，故編程時不必取平均值，而取基本尺寸即可。腔內(nèi)有一個螺紋孔，此螺紋為內(nèi)螺紋 M32ⅹ 3()，大徑為 32mm，右旋中等旋合長度， 導程為 3mm， 螺距為 。 實體圖如圖所示： 第三 章 零件加工工藝分析 零件材料分析 套類零件數(shù)控加工工藝分析、編程及數(shù)控仿真 15 該零件選擇的材料是 45 鋼， 45 號優(yōu)質(zhì)碳素鋼：抗拉強度 ≥600 (MPa)；屈服強度 ≥355 (MPa)；延 長 率 ≥16%；斷面收縮率 ≥40%；布氏硬度 ≤197 特性及應用 ： 未熱處理時： HB≤229；熱處理：正火；沖擊功： Aku≥39J 強度較高，塑性和韌性尚好，用于制作承受負荷較大的小截面調(diào)質(zhì)件和應力較小的大型正火零件，以及對心部強度要求不高的表面淬火零件，如曲軸、傳動軸、齒輪、蝸桿、鍵、銷等。 該零件的主要基準無疑為兩端面 ，套類零件各表面的設計基準一般是軸的中心線，其加工的定位基準，最常用的是法蘭凸臺端面，內(nèi)孔。從零件圖可知 該零件外表面圓柱的直徑 為 620177。表面粗糙度越小，則表面越光滑。 經(jīng)零件分析，該零件為軸套類零件，該類零件的結(jié)構(gòu)由孔、外圓、端面、溝槽和螺紋等組成。數(shù)控車床上除車孔外，還可以采用鉆孔、擴孔、鏜孔等 加工方法。并且調(diào)質(zhì)處 理后零件具有良好的綜合機械性能，廣泛的用于各種重要的結(jié)構(gòu)零件，經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理后，提高了零件的表面硬度。 2）加工精度為 IT5~IT6 級、 ~ 的除淬火鋼以外的常用金屬 ,可采用精密型數(shù)控機床 ,按粗車、半精車、精車、細車的方案加工。 3）加工精度高于 IT5 級、 Ra 的除淬火鋼以外的常用金屬和一些非金屬材料，可用高檔精密型數(shù)控車床，按粗車、半精車、精車、精密車的方案加工。 （ 3）先面后孔 對于箱體、支架等零件，平面尺寸輪廓較大，用平面定位比較穩(wěn)定，而且孔的深度尺寸又是以平面為基準的，故應先加工平面，然后加工孔。 （ 8））粗精車削零 件外表面（ Φ62 的圓柱面及 R52 的圓弧） （ 9）粗車內(nèi)孔，留精加工余量 ~； （ 10）精車內(nèi)孔，到達圖樣各項要求； （ 11）加工內(nèi)螺紋，達到圖樣要求； （ 12）去毛刺倒棱，檢測工件各項尺寸要求。在能夠保證工件系統(tǒng)和刀具系統(tǒng)剛性好的條件下，允許采用高生產(chǎn)率的刀具，例如高速切削車刀和大進給量車刀。 （ 5）加工表面粗糙度 加工表面粗糙度影響刀具的結(jié)構(gòu)形狀和切削用量，例如毛坯粗銑加工時，可采用粗齒銑刀，精銑時最好用細齒銑刀。粗車時表面光度不重要，因此車刀尖可研磨成尖銳的刀峰，但是刀峰通常要有微小的圓度以避免斷裂。 (4)切斷車刀：只用端部切削工作物，此車刀可用來切斷材料及車度溝槽。 (7)側(cè)面車刀或側(cè)車刀：用來車削工作物端面，右側(cè)車刀通常用在精車軸的未端，左側(cè)車則用來精車肩部的左側(cè)面。 (4)右側(cè)車刀：車削右側(cè)端面。 (8)外螺紋車刀：用于車削外螺紋。 切槽寬為 3mm 的切槽 刀 T03。內(nèi)螺紋刀 1 內(nèi)螺紋 5 Φ20 麻花鉆 四把刀如圖所示： 1 號刀 2 號刀 3 號刀 4 號刀 麻花鉆 數(shù)控車削加工的裝刀與對刀 套類零件數(shù)控加工工藝分析、編程及數(shù)控仿真 25 一 數(shù)控車削加工的裝刀 （一）外圓車刀裝刀 （ 1）車刀刀桿不能伸出刀架過長 車刀刀桿伸出過長則刀桿剛性減弱，切削時在主切削力的作用下，容易產(chǎn)生比賽女 性和振動，影響工件表面的粗糙度。 （ 3）車刀刀尖高度要適當 1）車刀面、錐面、成形面時，刀尖應與工件軸線等高。 2 外圓車刀刀尖與工作中心 線等高的裝刀方法 （ 1） 根據(jù)尾座頂尖的高度裝刀，使外圓車刀刀尖與尾座頂尖的高度等高。緊固時要輪流擰緊螺釘，一定要使 套類零件數(shù)控加工工藝分析、編程及數(shù)控仿真 26 用專用扳手，不允許再加套管等加力工具，以免螺釘受力過大而損壞。 2）精車孔時，刀尖一般應比工件軸線稍高。軸向安裝時，車刀一側(cè)刃工作前角變小、后角增大，而另一側(cè)刃則相反，切削條件不一致 ，但不會帶來牙形誤差。為防止硬質(zhì)合金車刀高速切削時扎刀，刀尖允許高于螺紋百分之一螺紋大經(jīng) 。三種方法應正確選擇。 ４ . 裝刀高度 （ 1） 切槽或切實心工件時，切槽、切斷刀的主切刃不能高于或低于工件中心，否者會 使工件中心形成凸臺，并損壞刀頭。 如圖 11 所示 數(shù) 控 系 統(tǒng) 控 制 刀 具 的 運 動 軌 跡 ， 準 確 圖 11 說是控制刀位點的運動軌跡。 如圖 41 所示 （三）對刀點與對刀 對刀點是用于確定刀具與工件的相對位置關(guān)系的點，是確定工件坐標系與機床坐標系的關(guān)系點。如圖（圖中單位為 mm）所示 為工件坐標系原點、刀位點、起刀點、對刀點、對刀基準點和對刀 套類零件數(shù)控加工工藝分析、編程及數(shù)控仿真 31 參考點之間的關(guān)系與區(qū)別。數(shù)控車床上加工時，需要經(jīng)常換刀，在程序編制時，就要設置換刀點。 三 確定對刀點（或?qū)Φ痘鶞剩┑囊话阍瓌t 對刀點（或?qū)Φ痘鶞剩┛梢栽O在被加工零件上，也可以設在零件定位基準有固定尺寸聯(lián)系的夾具的某一位置（如專門設置在夾具上的對刀元件）或機床上（如三爪自定心開盤前端面）。此時，可以把三爪自定心卡盤的硬卡爪改為軟卡爪來裝夾工件，軟卡爪用未經(jīng)淬火的 45 剛制成。車削軟卡爪時，為了消除間隙，必須在卡爪內(nèi)或卡爪外，放一適當直徑的定位圓柱或圓環(huán)。軟卡爪圓弧直徑過大，會使零件接觸面減少；過小則卡爪兩邊緣接觸零件。當裝夾已加工表面或軟金屬零件時，不會夾傷零件表面。 （一）背吃刀量的確定 背吃刀量是根據(jù)加工余量確定的。 （二）主軸轉(zhuǎn)速的確定 光車時主軸轉(zhuǎn)速應根據(jù)零件上被加工部件的直徑，并按零件和道具的材料及加工性質(zhì)等條件所允許的切削速度來確定。 套類零件數(shù)控加工工藝分析、編程及數(shù)控仿真 35 （ 1）根據(jù)查表得，高速鋼刀具材料切削中碳鋼件時，切削速度 V取 4560m/min，根據(jù)公式 n= 1000Vc/π d,并根據(jù)實際情況本課題粗加工時主軸轉(zhuǎn)速選取 500r/min，精加工時選取 900 r/min，切槽選200 r/min，鉆孔時的主軸轉(zhuǎn)速為 800 r/min，粗鏜孔時的轉(zhuǎn)速為 600 r/min，精鏜孔時的主軸轉(zhuǎn)速為 900 r/min （二）車螺紋時的主軸轉(zhuǎn)速 在切削螺紋時，車床的主軸轉(zhuǎn)速將受到螺紋的螺距大小、驅(qū)動電機的升降特性及螺紋插補運算速度等多種因素影響，故對于不同的數(shù)控系統(tǒng)，推薦不同的主軸轉(zhuǎn)速選擇范圍。有些數(shù)控車床規(guī)定可以選用進給量（單位為 mm/r）表示進給速度。 故本課題選擇的 進給速度（ F） 為以下： 粗加工可選擇較高 的進給速度，一般取為 ~；精加工為保證零件加工精度，常取 ~,該零件粗加工外圓時，選取 ；精加工外圓時，選取 ；切槽時，取 。最小加工余量的數(shù)值，應保證能將具有各種缺陷和誤差的金屬層切去，從而提高加工表面的進度和表面質(zhì)量。