【正文】 的同軸度以及端面與軸線的垂直度要求，并符合基準(zhǔn)重合和基準(zhǔn)統(tǒng)一的原則。水淬時(shí)有形成裂紋的傾向，形狀復(fù)雜的零件應(yīng)在熱水或油中淬火，焊接性差。所給材料為直徑 65長(zhǎng)度為 70 的棒料；外表面的圓柱及圓弧面的表面粗糙度要求為，內(nèi)腔 Φ36 的 圓 柱 面 及 逆 圓 弧 的 表 面 粗 糙 度 也 為 ， 其 他 的表 面 粗 糙 度 要 求 都 為 ； 內(nèi) 螺 紋 的 右 端 還 有 一 退 刀 槽 ， 退 刀 槽的 尺 寸 可 根 據(jù) 實(shí) 際 情 況 來 確 定 ， 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(gè)尺寸的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，相應(yīng)工序加工前，應(yīng)該先將左右端面車出來。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(gè)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(dāng)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(jī)磁頭、激光打印機(jī)的多面反射體、復(fù)印機(jī)的回轉(zhuǎn)鼓、照相機(jī)等光學(xué)設(shè)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(shí)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(duì)提高位置精度特別有效。此外由于數(shù)控車削時(shí)刀具運(yùn)動(dòng)是通過高精度插補(bǔ)運(yùn)算和伺服驅(qū)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的，再加上機(jī)床的剛性好和制造精度高，所以它能加工對(duì)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(jī) 床 的 主 要 品 種 之 一 ， 它 在 數(shù) 控 機(jī) 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(jī) 床 又 稱 為 CNC 車 床 ， 即 計(jì) 算 機(jī) 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(jī) 床 ， 約 占 數(shù) 控 機(jī) 床 總數(shù) 的 25%。（3）閉環(huán)數(shù)控機(jī)床 這類數(shù)控機(jī)床帶有位置檢測(cè)反饋裝置，其位置檢測(cè)反饋裝置采用直線位移檢測(cè)元件，直接安裝在機(jī)床的移動(dòng)部件上，將測(cè)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(dòng)機(jī)到機(jī)床移動(dòng)部件整個(gè)機(jī)械傳動(dòng)鏈中的傳動(dòng)誤差，最終實(shí)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(dòng)系統(tǒng)和機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的性能和精度。這類數(shù)控機(jī)床主要由比較簡(jiǎn)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(yīng)用了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、精密測(cè)量技術(shù)和機(jī)床設(shè)計(jì)等先進(jìn)技術(shù)的典型機(jī)電一體化產(chǎn)品，是現(xiàn)代制造技術(shù)的基礎(chǔ)。大大提高生產(chǎn)效率。掌握現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)知識(shí)是現(xiàn)代機(jī)械類專業(yè)學(xué)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(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（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(jī)械與動(dòng)力工程系 專 業(yè)： 數(shù)控技術(shù)及應(yīng)用 班 級(jí)： 二 班 學(xué) 號(hào)： 2022022100 學(xué)生姓名： 張海寧 指導(dǎo)教師： 楊 武 完成日期： 202206 南 昌 工 程 學(xué) 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(jī)床已越來越不能滿足現(xiàn)代加工工藝及提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的要求，取而代之的是數(shù)控機(jī)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(shè)計(jì)中應(yīng)用Auto CAD 進(jìn)行繪圖設(shè)計(jì)并用數(shù)控仿真軟件進(jìn)行仿真。國際信息處理聯(lián)盟第五技術(shù)委員會(huì)對(duì)數(shù)控機(jī)床做了如下定義：數(shù)控機(jī)床是一種裝有程序控制系統(tǒng)的機(jī)床，該系統(tǒng)能邏輯地處理具有特定代碼或其他符號(hào)編碼指令規(guī)定的程序。（2）直線控制數(shù)控機(jī)床 數(shù)控系統(tǒng)除了控制點(diǎn)與點(diǎn)之間的準(zhǔn)確位置外，還要保證兩點(diǎn)間的移動(dòng)軌跡為一條線，并且對(duì)移動(dòng)速度也要進(jìn)行控制，也稱為點(diǎn)位直線控制。 按伺服控制方式分類 （1）開環(huán)數(shù)控機(jī)床 開環(huán)進(jìn)給伺服系統(tǒng)沒有位置測(cè)量反饋裝置，信號(hào)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(jī)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(shè)備，如數(shù)控裝配機(jī)、數(shù)控測(cè)量機(jī)、機(jī)器人等。 數(shù) 控機(jī) 床 的 技 術(shù) 水 平 高 低 及 其 在 金 屬 切 削 加 工 機(jī) 床 產(chǎn) 量 和 總 擁 有 量 的百 分 比 是 衡 量 一 個(gè) 國 家 國 民 經(jīng) 濟(jì) 發(fā) 展 和 工 業(yè) 制 造 整 體 水 平 的 重 要標(biāo) 志 之 一 。在有些場(chǎng)合可以以車代磨。數(shù)控車削出來的零件形狀精度，不會(huì)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)的方法來套類零件數(shù)控加工工 藝分析、 編程及數(shù)控仿真10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(shí)，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(dá)到，而這在傳統(tǒng)車床上是做不到的。 二、表面形狀復(fù)雜的回轉(zhuǎn)體零件 由于數(shù)控車床具有直線和圓弧插補(bǔ)功能，部分車床數(shù)控裝置還套類零件數(shù)控加工工 藝分析、 編程及數(shù)控仿真11有某些非圓曲線插補(bǔ)功能，所以可以車削由任意直線和平面曲線組成的形狀復(fù)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(dāng)有限，它只能車等節(jié)距的直、錐面公、英制螺紋，而且一臺(tái)車床只限定加工若干種節(jié)距?？梢哉f，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(duì)圖樣上帶公差的尺寸，因公差值較小，故編程時(shí)不必取平均值，而取基本尺寸即可。腔內(nèi)有一個(gè)螺紋孔，此螺紋為內(nèi)螺紋 M32ⅹ3() ，大徑為 32mm，右旋中等旋合長(zhǎng)度，導(dǎo)程為 3mm，螺距為 。實(shí)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(hào)優(yōu)質(zhì)碳素鋼：抗拉強(qiáng)度 ≥600 (MPa)；屈服強(qiáng)度≥355 (MPa)；延 長(zhǎng) 率≥16%；斷面收縮率≥40%；布氏硬度≤197特性及應(yīng)用：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，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(duì)心部強(qiáng)度要求不高的表面淬火零件，如曲軸、傳動(dòng)軸、齒輪、蝸桿、鍵、銷等。該零件的主要基準(zhǔn)無疑為兩端面，套類零件各表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)一般是軸的中心線，其加工的定位基準(zhǔn)，最常用的是法蘭凸臺(tái)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(kuò)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(jī)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(jí)、~ 的除淬火鋼以外的常用金屬,可采用精密型數(shù)控機(jī)床,按粗車、半精車、精車、細(xì)車的方案加工。3）加工精度高于 IT5 級(jí)、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(duì)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(zhǔn)的，故應(yīng)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(dá) 圖 樣 各 項(xiàng) 要 求 ；（ 11） 加 工 內(nèi) 螺 紋 ， 達(dá) 到 圖 樣 要 求 ；（ 12） 去 毛 刺 倒 棱 ， 檢 測(cè) 工 件 各 項(xiàng) 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(jìn)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(shí)，可采用粗齒銑刀，精銑時(shí)最好用細(xì)齒銑刀。粗車時(shí)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(hào)刀 2 號(hào)刀 3 號(hào)刀 4 號(hào)刀 麻花鉆套類零件數(shù)控加工工 藝分析、 編程及數(shù)控仿真25 數(shù)控車削加工的裝刀與對(duì)刀一 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(zhǎng) 車刀刀桿伸出過長(zhǎng)則刀桿剛性減弱，切削時(shí)在主切削力的作用下，容易產(chǎn)生比賽女性和振動(dòng)，影響工件表面的粗糙度。（3）車刀刀尖高度要適當(dāng) 1）車刀面、錐面、成形面時(shí)，刀尖應(yīng)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(shí)要輪流擰緊螺釘，一定要使用專用扳手，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(shí)，刀尖一般應(yīng)比工件軸線稍高。軸向安裝時(shí)，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(huì)帶來牙形誤差。為防止硬質(zhì)合金車刀高速切削時(shí)扎刀，刀尖允許高于螺紋百分之一螺紋大經(jīng)。三種方法應(yīng)正確選擇。套類零件數(shù)控加工工 藝分析、 編程及數(shù)控仿真28４. 裝刀高度（1） 切槽或切實(shí)心工件時(shí)，切槽、切斷刀的主切刃不能高于或低于工件中心，否者會(huì)使工件中心形成凸臺(tái)，并損壞刀頭。如圖 11 所示數(shù)控系統(tǒng)控制刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡，準(zhǔn)確 圖 11說是控制刀位點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡。如圖 41 所示（三）對(duì)刀點(diǎn)與對(duì)刀 對(duì)刀點(diǎn)是用于確定刀具與工件的相對(duì)位置關(guān)系的點(diǎn)，是確定工件坐標(biāo)系與機(jī)床坐標(biāo)系的關(guān)系點(diǎn)。如圖（圖中單位為mm）所示套類零件數(shù)控加工工 藝分析、 編程及數(shù)控仿真31為工件坐標(biāo)系原點(diǎn)、刀位點(diǎn)、起刀點(diǎn)、對(duì)刀點(diǎn)、對(duì)刀基準(zhǔn)點(diǎn)和對(duì)刀參考點(diǎn)之間的關(guān)系與區(qū)別。數(shù)控車床上加工時(shí)，需要經(jīng)常換刀，在程序編制時(shí)，就要設(shè)置換刀點(diǎn)。三 確定對(duì)刀點(diǎn)（或?qū)Φ痘鶞?zhǔn)）的一般原則 對(duì)刀點(diǎn)（或?qū)Φ痘鶞?zhǔn)）可以設(shè)在被加工零件上，也可以設(shè)在零件定位基準(zhǔn)有固定尺寸聯(lián)系的夾具的某一位置（如專門設(shè)置在夾具上的對(duì)刀元件）或機(jī)床上（如三爪自定心開盤前端面） 。此時(shí)，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(shí)，為了消除間隙，必須在卡爪內(nèi)或卡爪外，放一適當(dāng)直徑的定位圓柱或圓環(huán)。軟卡爪圓弧直徑過大，會(huì)使零件接觸面減少；過小則卡爪兩邊緣接觸零件。當(dāng)裝夾已加工表面或軟金屬零件時(shí)，不會(huì)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 車 時(shí) 的 主 軸 轉(zhuǎn) 速光 車 時(shí) 主 軸 轉(zhuǎn) 速 應(yīng) 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 。（ 1） 根 據(jù) 查 表 得 ， 高 速 鋼 刀 具 材 料 切 削 中 碳 鋼 件 時(shí) ， 切 削 速 度V 取 4560m/min， 根 據(jù) 公 式 n= 1000Vc/πd,并根據(jù)實(shí)際情況本課題粗加工時(shí)主軸轉(zhuǎn)速選取 500r/min，精加工時(shí)選取 900 r/min，切槽選 200 r/min，鉆孔時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速為 800 r/min，粗鏜孔時(shí)的轉(zhuǎn)速為 600 r/min，精鏜孔時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速為 900 r/min（ 二 ） 車 螺 紋 時(shí) 的 主 軸 轉(zhuǎn) 速在 切 削 螺 紋 時(shí) ， 車 床 的 主 軸 轉(zhuǎn) 速 將 受 到 螺 紋 的 螺 距 大 小 、 驅(qū)套類零件數(shù)控加工工 藝分析、 編程及