【正文】 軸類(lèi)零件數(shù)控車(chē)削工藝分析及數(shù)控加工編程 25 第七章 結(jié)束語(yǔ) 在數(shù)控車(chē)削加工中經(jīng)常遇到的軸類(lèi)零件，本設(shè)計(jì)論文 中采用含螺紋零件進(jìn)行編程設(shè)計(jì)，在螺紋車(chē)削編程中要注意，數(shù)控車(chē)床主軸上必須安裝有脈沖編碼器測(cè)定主軸實(shí)際轉(zhuǎn)速，從而實(shí)現(xiàn)主軸轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)刀具進(jìn)給一個(gè)螺紋導(dǎo)程的同步運(yùn)動(dòng)，從螺紋粗車(chē)刀精車(chē)，主軸的轉(zhuǎn)速必須保持不變，給特殊軸零件結(jié)構(gòu)，有螺紋、倒角、圓弧、孔、槽等。 ④生成 G 代碼，通過(guò)數(shù)據(jù)接口傳給機(jī)床。對(duì)于轉(zhuǎn)入的外部文件，很可能出現(xiàn)圖線散亂或在曲面接合位置產(chǎn)生破損，這些修補(bǔ)工作只能由 CAM 軟件來(lái)完成。將 CAXA 數(shù)控車(chē)同其他的專(zhuān)業(yè)制造軟件結(jié)合起來(lái)，將會(huì)滿(mǎn)足任何 CAD／ CAM 的需求。 ⑦槽刀：選用硬質(zhì)合金車(chē)槽刀（刀長(zhǎng) 12mm，刀寬 4mm）。工件左端加工：即從左到右進(jìn)行外輪廓粗車(chē)（留 余量精車(chē) ） ,然后左到右進(jìn)行外 輪廓精車(chē)，然后鉆孔，鏜內(nèi)退刀槽，鏜內(nèi)螺紋。 ④在同一次安裝中進(jìn)行的多道工序，應(yīng)先安排對(duì)工件剛性破壞小的工序。一般先加工平面、定位面，后加工孔；先加工簡(jiǎn)單幾何形狀，在加工復(fù)雜的幾何形狀；先加工精度較低的部位，再加工精度較高的部位。切斷可在弓形鋸床、圓盤(pán)鋸床和帶鋸上進(jìn)行，也可以在 普通車(chē)床上切斷或在沖床上涌沖模沖切。 當(dāng)不能采用中心孔時(shí)或粗加工是為了工作裝夾剛性，可采用軸的外圓表面作定位基準(zhǔn)，或是以外圓表面和中心孔共同作為定位基準(zhǔn)，能承受較大的切削力，但重復(fù)定位精度并不太高。切削用量的選擇原則是：保證零件加工精度和表面粗糙度，充分發(fā)揮刀具切削性能，保證合理的刀具耐用度，并充分發(fā)揮機(jī)床的性能，最大限度提高生產(chǎn)率，降低成本 軸類(lèi)零件數(shù)控車(chē)削工藝分析及數(shù)控加工編程 14 第五章 典型軸類(lèi)零件加工 軸類(lèi)零件加工的工藝分析 （ 1）技術(shù)要求 軸類(lèi)零件的技術(shù)要求主要是支承軸頸的徑向尺寸精度和形位精度，軸向一般要求不高。實(shí)際操作機(jī)床時(shí)，可以通過(guò)手工對(duì)刀操作把刀具的刀位點(diǎn)放到對(duì)刀點(diǎn)上，即“刀位點(diǎn)”與“對(duì)刀點(diǎn)”的重合，所謂“刀位點(diǎn)”是指刀具定位基準(zhǔn)點(diǎn)，車(chē)刀的刀位點(diǎn)為刀尖或刀尖圓弧中心。這類(lèi)車(chē)刀的刀尖由直線型主副切削刃構(gòu)成，如 90 度內(nèi)外圓車(chē)刀、左右端面車(chē)刀、切槽（切斷）車(chē)刀及刀尖倒棱很小的各種外圓和內(nèi)孔車(chē)刀。大件精加工時(shí)，為保證至少完成一次走刀，避免切削時(shí)中途換刀，刀具壽命應(yīng)按零件精度和表面粗糙度來(lái)定。 確定合理的裝夾方式 裝夾方法：先用三爪自定心卡盤(pán)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(pán)夾住工件右端，在加工到工件精度要求。對(duì)于尺寸較大或加工工序較多的軸類(lèi)工件，為了保證每次裝夾時(shí)的裝夾精度，可用兩頂尖。批量加工時(shí)在工件坐標(biāo)系已經(jīng)確定的情況下，保證對(duì)刀的可能性和方便性。 軸類(lèi)零件數(shù)控車(chē)削工藝分析及數(shù)控加工編程 10 第三章 工件的裝夾 定位基準(zhǔn)的選擇 在制定零件加工的工藝規(guī)程時(shí)，正確的選擇工件的定位的基準(zhǔn)有著十分中的意義。 通過(guò)以上數(shù)據(jù)分析，考慮加工的效率和加工的經(jīng)濟(jì)性，最理想的加工方式為車(chē)削，考慮該零件為大量加工，股加工設(shè)備采用數(shù)控車(chē)床。閉環(huán)控制模式是針對(duì)傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)僅有的專(zhuān)用型單機(jī)封閉式開(kāi)環(huán)控制模式提出的。平板 顯示器具有科技含量高、重量輕、體積小、功耗低、便于攜帶等優(yōu)點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)超大尺寸顯示，成為和 CRT 抗衡的新興顯示技術(shù)，是 21 世紀(jì)顯示技術(shù)的主流。 （ 3）插補(bǔ)和補(bǔ)償方式多樣化 多種插補(bǔ)方式如直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)、圓柱插補(bǔ)、空間橢圓曲面插補(bǔ)、螺紋插補(bǔ)、極坐標(biāo)插補(bǔ)、 2D+2 螺旋插補(bǔ)、 NANO 插補(bǔ)、 NURBS插補(bǔ)（非均勻有理 B 樣條插補(bǔ)）、樣條插補(bǔ)（ A、 B、 C 樣條）、多項(xiàng)式插補(bǔ)等。例如在數(shù)控系統(tǒng)中配備編程專(zhuān)家系統(tǒng)、故障診斷專(zhuān)家系統(tǒng)、參數(shù)自動(dòng)設(shè)定和刀具自動(dòng)管理及補(bǔ)償?shù)茸赃m應(yīng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，在高速加工時(shí)的綜合運(yùn)動(dòng)控制中引入提前預(yù)測(cè)和預(yù)算功能、動(dòng)態(tài)前饋功能，在壓力、溫度、位置、速度控制等方面采用模糊控制，使數(shù)控系統(tǒng)的控制性能大大提高，從而達(dá)到最佳控制的目的。 （ 2）柔性化 包含兩方面：數(shù)控系統(tǒng)本身的柔性，數(shù)控系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，功能覆蓋面大，可裁剪性強(qiáng)，便于滿(mǎn)足不同用戶(hù)的需求；群控系統(tǒng)的柔性，同一群控系統(tǒng)能依據(jù)不同生產(chǎn)流程的要求，使物料流和信息流自動(dòng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，從而最大限度地發(fā)揮群控系統(tǒng)的效能。在集成化基礎(chǔ)上，數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了超薄型、超小型化；在智能化基礎(chǔ)上，綜合了計(jì)算機(jī)、多媒體、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等多學(xué)科技術(shù)，數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了高速、高精、高效控制，加工過(guò)程中可以自動(dòng)修正、調(diào)節(jié)與補(bǔ)償各項(xiàng)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了在線診斷和智能 化故障處理；在網(wǎng)絡(luò)化基礎(chǔ)上， CAD/CAM 與數(shù)控系統(tǒng)集成為一體，機(jī)床聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了中央集中控制的群控加工。高速、高精加工技術(shù)可極大地提高效率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，縮短生產(chǎn)周期和提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。 參考文獻(xiàn) ........................................................................................................................ 26 軸類(lèi)零件數(shù)控車(chē)削工藝分析及數(shù)控加工編程 4 第一章 概 述 國(guó)內(nèi)外數(shù)控發(fā)展概況 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，傳統(tǒng)的制造業(yè)開(kāi)始了根本性變革，各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家投入巨資，對(duì)現(xiàn)代制造技術(shù)進(jìn)行研究開(kāi)發(fā)，提出了全新的制造模式。由此可見(jiàn)，傳統(tǒng) CNC 系統(tǒng)的這種固定程序控制模式和封閉式體系結(jié)構(gòu)，限制了 CNC 向多變量智能化控制發(fā)展，已不適應(yīng)日益復(fù)雜的制造過(guò)程，因此，對(duì)數(shù)控技術(shù)實(shí)行變革勢(shì)在必行。而人工智能則試圖用計(jì)算模型實(shí)現(xiàn)人類(lèi)的各種智能行為。 （ 2）科學(xué)計(jì)算可視化 科學(xué)計(jì)算可視化可用于高效 處理數(shù)據(jù)和解釋數(shù)據(jù)，使信息交流不再局限于用文字和語(yǔ)言表達(dá)，而可以直接使用圖形、圖像、動(dòng)畫(huà)等可視信息。在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域，應(yīng)用多媒體技術(shù)可以做到信息處理綜合化、智能化，在實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)和生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的故障診斷、生產(chǎn)過(guò)程參數(shù)監(jiān)測(cè)等方面有著重大的應(yīng)用價(jià)值。 （ 3）網(wǎng)絡(luò)化 機(jī)床聯(lián)網(wǎng)可進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和無(wú)人化操作。 軸類(lèi)零件數(shù)控車(chē)削工藝分析及數(shù)控加工編程 8 第二章 工藝方案分析 零件圖 零件圖分析 該零件表面由圓柱、逆圓弧、槽、螺紋、內(nèi)孔、內(nèi)槽、內(nèi)螺紋等表面組成，尺寸標(biāo)注完整，選用毛坯為 45鋼，Φ 65mm 125mm，無(wú)熱處理和硬度要求。然后再車(chē)Φ 40mm、 R6 的圓弧、Φ 60mm 和 R45 的圓弧。 2）便于裝夾的原則。三爪自定心卡盤(pán)的三個(gè)爪是同步運(yùn)動(dòng)的，能自動(dòng)定心，一般不需要找正。 4）用心軸裝夾。復(fù)雜和精度高的刀具壽命應(yīng)選的比單刃刀具高些。數(shù)控車(chē)削加工中，常見(jiàn)的成型車(chē)刀有小半徑圓弧車(chē)刀、非矩形車(chē)槽刀和螺紋刀等。對(duì)刀點(diǎn)設(shè)置原則是：便于數(shù)值處理和簡(jiǎn)化程序編制。 確定切削用量 數(shù)控編程時(shí)，編程人員必須確定每道工序的切削用量，并以指令的形式寫(xiě)入程序中。如圖典型軸類(lèi)直徑相差不大，采用直徑為 65mm，材料為 45鋼在鋸床上按 130mm 長(zhǎng)度下料。過(guò)量彎曲變形會(huì)造成加工余量不足或裝夾不可靠。再用第二把刀、第 三把完成他們可以完成的其他部位。順序一般應(yīng)按下列原則進(jìn)行： ①上道工序的加工不能影響下道工序的定位于加緊，中間穿插有通用機(jī)床加工工序的也要綜合考慮。合理的確定對(duì)刀點(diǎn)，對(duì)刀點(diǎn)可以設(shè) 在被加工零件上，但注意對(duì)刀點(diǎn)必須是基準(zhǔn)位或已加工精加工過(guò)的部位，有時(shí)在第一道工序后對(duì)刀點(diǎn)被加工損壞，會(huì)導(dǎo)致第二道工序和之后的對(duì)刀點(diǎn)無(wú)從查找，因此在第一道工序?qū)Φ稌r(shí)注意要在與定位基準(zhǔn)有相對(duì)固定尺寸關(guān)系的地方設(shè)立一個(gè)相對(duì)對(duì)刀位置，這樣可以根據(jù)他們之間的相對(duì)位置關(guān)系找回原對(duì)刀點(diǎn)。 ④鏜孔：選用 90度硬質(zhì)合金鏜刀。 CAXA 數(shù)控車(chē)具有 CAD 軟件的強(qiáng)大繪圖功能和完善的外部數(shù)據(jù)接口，可以繪制任意復(fù)雜的二維圖形，通過(guò)數(shù)據(jù)接口與其他系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)。同時(shí)，繪圖區(qū)和參數(shù)欄為用戶(hù)實(shí)現(xiàn)各種功能提供數(shù)據(jù)的交互使用。由于不同種類(lèi)曲線組合的不一樣，不同狀態(tài)的曲線功能組合也不盡相同 3． CAXA 數(shù)控車(chē)加工 CAM 用 CAXA 數(shù)控車(chē)實(shí)現(xiàn)加工的過(guò)程 ①必須配置好機(jī)床，這是正確輸出代碼的關(guān)鍵。 ③切槽加工 切槽加工的過(guò)程 車(chē)槽功能用于在工件外輪廓表面、內(nèi)輪廓表面和端面切槽。我相信，通過(guò)這次的實(shí)踐，我對(duì)數(shù)控加工能更一步了解，并能使我在以后的加工過(guò)程中避免很多不必要的錯(cuò)誤，有能力加工出更復(fù)雜的零件，精度更高的產(chǎn)品。輪廓精車(chē)時(shí)，要確定被加工輪廓。 軸類(lèi)零件數(shù)控車(chē)削工藝分析及數(shù)控加工編程 24 CAXA 數(shù)控車(chē)軟件提供了建立幾何模型的功能。單擊圖標(biāo)或單擊菜單 命令，會(huì)得到相同的結(jié)果。 CAXA 數(shù)控車(chē)是國(guó)產(chǎn)自動(dòng)編程軟件之一。 ②粗、精車(chē)外圓：（因?yàn)槌绦蜻x用 G71 循環(huán)，所以粗、精選用同一把刀）硬質(zhì)合金 90 度放型車(chē)刀， Kr=90 度， Kr’ =60 度； E=30 度，（因?yàn)橛袌A弧輪廓）以防于零件輪廓發(fā)生干涉，如果有必要就用圖形來(lái)檢驗(yàn)。 （ 8）走刀路線和對(duì)刀點(diǎn)的選擇 走刀路線包括切削加工軌跡，刀具運(yùn)動(dòng)切削起始點(diǎn)，刀具切入，切出并返回切削起始點(diǎn)或?qū)Φ饵c(diǎn)等非切削空行程軌跡。另建議采用工序集中的原則還是采用工序分散的原則，要根據(jù)實(shí)際情況來(lái)確定，但一定力求合理。相對(duì)運(yùn)動(dòng)的表面需在精加工前或后進(jìn)行表面淬火處理或進(jìn)行化學(xué)熱處理，以提高耐磨性。以外圓定位時(shí)，則應(yīng)采用三爪自定心卡盤(pán)反爪裝夾或采用限未支承，以工件端面或臺(tái)階面或臺(tái)階面兒作為軸向定位基準(zhǔn)。圖為特殊零件，徑向和軸向公差和表面粗糙度要求較高。加工過(guò)程中需要換刀時(shí)，應(yīng)規(guī)定換刀點(diǎn)。此起始點(diǎn)一般通過(guò)對(duì)刀來(lái)確定，所以，該點(diǎn)又稱(chēng)對(duì)刀點(diǎn)。 選擇數(shù)控車(chē)削用刀具 數(shù)控車(chē)削刀常用的一般分成型車(chē)刀、尖形車(chē)刀、圓弧形車(chē)刀三類(lèi)。一般分最高生產(chǎn)率刀具壽命和最低成本刀具壽命兩種，前者根據(jù)單件工時(shí)最少的目標(biāo)確定，后者根據(jù)工序成本最低的目標(biāo)確定。當(dāng)車(chē)削質(zhì)量較大的工件時(shí)要一端用卡盤(pán)夾住，另一端用后頂尖支撐 。合理的選擇加緊方式十分 重要，工件的裝夾不僅影響加工質(zhì)量，而且對(duì)生產(chǎn)率，加工成本及操作安全都有直接影響。 定位基準(zhǔn)選擇的原則 1）基準(zhǔn)重合原則。對(duì)這些表面僅僅根據(jù)質(zhì)量要求選擇相應(yīng)的最終加工方 法是不夠的，還應(yīng)正確的確定毛坯到最終成形的加工方案。 PCNC 數(shù)控系統(tǒng) 當(dāng)前開(kāi)發(fā)研究適應(yīng)于復(fù)雜制造過(guò)程的、具有閉環(huán)控制體系結(jié)構(gòu)的、智能化新一代 PCNC數(shù)控系統(tǒng)已成為可能。 （ 2）模塊化 硬件模塊化易于實(shí)現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)的集成化和標(biāo)準(zhǔn)化。編程工具中包含用于車(chē)床銑床的標(biāo)準(zhǔn) PLC 用戶(hù)程序?qū)嵗?，用?hù)可在標(biāo)準(zhǔn) PLC 用戶(hù)程序基礎(chǔ)上進(jìn)行編輯修改，從而方便地建立自己的應(yīng)用程 序。當(dāng)前 INTERNET、虛擬現(xiàn)實(shí)、科學(xué)計(jì)算可視化及多媒體等技術(shù)也對(duì)用戶(hù)界面提出了更高要求。數(shù)控技術(shù)軸，西門(mén)子 880 系統(tǒng)控制軸數(shù)可達(dá) 24 軸。CAD/CAM 和 CNC 之間沒(méi)有反饋控制環(huán)節(jié)，整個(gè)制造過(guò)程中 CNC 只是一 個(gè)封閉式的開(kāi)環(huán)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 本文根據(jù)數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)，針對(duì)具體的零件，進(jìn)行了工藝方案的分析，工裝方案的確定，刀具和切削用量的選擇，確定加工順序和加工路線，加工效率，簡(jiǎn)化工序