【正文】 .......... 零件分析 ................................. 分析圖形 ................................. 繪制實體圖 .................................... 第三 章 零件加工工藝分析 零件材料分析 ................................. 零件尺寸標(biāo)注分析 ................................. 零件技術(shù)要求分析 ................................. 零件結(jié)構(gòu)工藝分析 ................................. 第四章 數(shù)控加工工藝分析 數(shù)控機(jī)床的選擇 ................................. 毛坯的選擇及工藝性分析 ................................. 制定工藝方案與加工方法 ................................. 選擇刀具 ................................. 裝夾方案與選擇夾具 ................................. 切削用量的選擇 ................................. 零件的加工工藝卡 第五 章 數(shù)控編程 .................................... 套類零件數(shù)控加工工藝分析、編程及數(shù)控仿真 5 第六 章 數(shù)控仿真 .................................. 附 錄 ............................... ..................... 附錄 1 常用螺紋切削的進(jìn)給次數(shù)與背吃刀量 ............... 附錄 2 FANUC 0i 系統(tǒng)的指令 代碼 .......................... 附錄 3 切削速度的參考表 ............................... 結(jié)束語 ..................................... ............ 致謝 ............................................... 參考文獻(xiàn) .............................................. . 套類零件數(shù)控加工工藝分析、編程及數(shù)控仿真 6 第一章 緒論 數(shù)控機(jī)床的概念 數(shù)控機(jī)床是指應(yīng)用數(shù)控技術(shù)對其加工過程進(jìn)行自動控制的機(jī)床。大大提高生產(chǎn)效率。詳細(xì)介紹了數(shù)控加工工藝的分析方法。掌握現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)知識是現(xiàn)代機(jī)械類專業(yè)學(xué)生必不可少的。數(shù)控機(jī)床具有剛度、抗震性、熱變形小、無間隙、低摩擦、高速下運行平穩(wěn)、定位精度高、跟蹤性好等一系列特點。 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（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)械與動力工程系 專 業(yè)： 數(shù)控技術(shù)及應(yīng)用 班 級： 二 班 學(xué) 號： 2020011100 學(xué)生姓名： 張海寧 指導(dǎo)教師： 楊 武 完成日期： 202006 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生產(chǎn)率的要求，取而代之的是數(shù)控機(jī)床。如今在我國數(shù)控機(jī)床已得到越來越廣泛的應(yīng)用?，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。 本次設(shè)計介紹了數(shù)控加工的特點、加工工藝分析及零件程序 的一般步驟。在設(shè)計中應(yīng)用 Auto CAD進(jìn)行繪圖設(shè)計并用數(shù)控仿真軟件進(jìn)行仿真。 本設(shè)計還介紹數(shù)控加工技術(shù)概述、數(shù)控加工的切削基礎(chǔ)、數(shù)控加工工藝設(shè)計及數(shù)控加工工藝文件、數(shù)控加工的工具系統(tǒng)、數(shù)控加工夾具、零件的數(shù)控加工工藝、數(shù)控車削。國際信息處理聯(lián)盟第五技術(shù)委員會對數(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編碼指令規(guī)定的程序。 數(shù)控機(jī)床的分類 按控制功能分類 （ 1）點位控制數(shù)控機(jī)床 數(shù)控機(jī)床只控制刀具從一個點到令一個點的準(zhǔn)確位置，而不控制運動軌跡，各坐標(biāo)軸之間的運動是不相關(guān)的，在運動過程中不對工件進(jìn)行加工 。 （ 2）直線控制數(shù)控機(jī)床 數(shù)控系統(tǒng)除了控制點與點之間的準(zhǔn)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(jìn)行控制，也稱為點位直線控制。 （ 3）輪廓控制數(shù)控機(jī)床 數(shù)控系統(tǒng)能夠?qū)蓚€或兩個以上的運動左邊的位移和速度同時進(jìn)行連續(xù)相關(guān)的控制，它不僅要控制機(jī)床移 套類零件數(shù)控加工工藝分析、編程及數(shù)控仿真 7 動部件的起點與終點坐標(biāo)，而且要控制整個加工過程的每一點的速度、方向和位移量，也稱為連續(xù)控制數(shù)控機(jī)床。 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)沒有位置測量反饋裝置， 信號流是單一的，故系統(tǒng)穩(wěn)定性好。 （ 2）半閉環(huán)數(shù)控機(jī)床 半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)的位置檢測點是從驅(qū)動電動機(jī)或絲桿端引出，通過檢測電動機(jī)和絲桿旋轉(zhuǎn)角度來間接檢測工作臺的位移量，而不是直接檢測工作臺的實際位置。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。 按工藝用途分類 （ 1）切削加工類 即具有切削加工功能的數(shù)控機(jī)床。 （ 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)控測量機(jī) 、機(jī)器人等。數(shù)控機(jī)床是集機(jī)械、電氣、液壓、氣動、微電子和信息等多項技術(shù)為一體的機(jī)電一體化產(chǎn)品。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。 數(shù)控車床的分類 （一） 按數(shù)控系統(tǒng)的功能分 套類零件數(shù)控加工工藝分析、編程及數(shù)控仿真 9 （ 1）全功能型數(shù)控車床 （ 2）經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床 （二） 按主軸的配置形式分類 （ 1） 臥式數(shù)控車床 （ 2）立式數(shù)控車床 數(shù)控車削的主要加工對象 一、要求高的回轉(zhuǎn)體零件 1. 精度要求高的零件 由于數(shù)控車床的剛性好，制造和對刀精度高，以及能方便和精確地進(jìn)行人工補(bǔ)償甚至自動補(bǔ)償，所以它能夠加工尺寸精度要求高的零件。在有些場合可以以車代磨。對圓弧以及其它曲線輪廓的形狀，加工出的形狀與圖紙上的目標(biāo)幾何形狀的接近程度比仿形車床要好得多。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。不少位置精度要求高的零件用傳統(tǒng)的車床車削達(dá)不到要求，只能用爾后的磨削或其它方法彌補(bǔ)。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。 2. 表面粗糙度好的回轉(zhuǎn) 套類零件數(shù)控加工工藝分析、編程及數(shù)控仿真 10 體 數(shù)控車床能加工出表面粗糙度小的零件，不但是因為機(jī)床的剛性和制造精度高，還由于它具有恒線速度切削功能。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。使用數(shù)控車床的恒線速度切削功能，就可選用最佳線速度來切削端面，這樣切出的粗糙度既小又一致。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。超精加工的輪廓精度可達(dá) ，表面的粗糙度可達(dá) m，超精加工所用數(shù)控系統(tǒng)的最小設(shè)定單位應(yīng)達(dá)到 。 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 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。這類零件如果采用普通機(jī)床加工，工序分散，工序數(shù)目多。 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，而且一臺車床只限定加工若干種節(jié)距。數(shù)控車床車削螺紋時主軸轉(zhuǎn)向不必象傳統(tǒng)車床那樣交替變換，它可以一刀又一刀不停地循環(huán)，直到完成，所以它車削螺紋的效率很高?？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。零件圖尺寸標(biāo)注完整，符合數(shù)控加工尺寸標(biāo)注要求；輪廓描述清楚完整；零件材料為 45鋼，加工切削性能較好，無熱處理和硬度要求。 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。 ③ 內(nèi)孔尺寸較小，鏜 內(nèi)螺紋左右的內(nèi) 部表面 時需掉頭裝夾。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(dǎo)程為 3mm， 螺距為 。 繪制實體圖 該零件為回轉(zhuǎn)體零件，所以只要繪制出其中心軸所在的一個全剖圖，回轉(zhuǎn)即可得到其實體圖。 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(qiáng)度 ≥600 (MPa)；屈服強(qiáng)度 ≥355 (MPa)；延 長 率 ≥16%；斷面收縮率 ≥40%；布氏硬度 ≤197 特性及應(yīng)用 ： 未熱處理時： 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，以及對心部強(qiáng)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。 零件尺寸標(biāo)注分析 在零件圖上，應(yīng)以同一基準(zhǔn)標(biāo)注尺寸或直接給出坐標(biāo)尺寸。 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端面，內(nèi)孔。 零件技術(shù)要求分析 零件的技術(shù)要求主要指尺寸精度 、形狀精度、位置精度、表面粗糙度及熱效應(yīng)。從零件圖可知 該零件外表面圓柱的直徑 為 620177。 表面粗糙度： 表面粗 糙度是指加工表面具有的較小間距和微小峰谷不平度。表面粗糙度越小，則表面越光滑。 內(nèi)螺紋、退刀槽 、 Φ24 的內(nèi)圓柱面 、腔內(nèi)順時針弧面表面粗糙度為 ，需 粗加工 ，半精 加工 ；外表面順圓弧 、內(nèi) Φ36 圓柱面 、 外圓柱面及內(nèi)逆圓弧面 表面粗糙度為 ，要求較高，需粗加工，半精加工，精加工。 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。軸套類零件和軸類零件同屬回轉(zhuǎn)體零件，因此，軸套類零件的外圓、端面、溝槽，一般都可以通過車削來進(jìn)行加工。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。 套類零件數(shù)控加工工藝分析、編程及數(shù)控仿真 17 第四 章 數(shù)控加工工藝分析 數(shù)控機(jī)床的選擇 該零件有內(nèi) 、外圓柱面、螺紋、平面及圓弧等組成，結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜，加工部位多，非常適合數(shù)控車削加工。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。 制定工藝方案與加工方法 分析圖樣，選擇加工內(nèi)容 由零件圖可知，主要加工內(nèi)容： （ 1） 車削兩端面； （ 2） 車削外圓柱表面及順弧面； （ 3） 鉆孔及車削內(nèi)圓柱面、內(nèi)順圓弧面和內(nèi)逆圓弧面； （ 4） 加工退刀槽及螺紋。 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(jī)床 ,按粗車、半精車、精車、細(xì)車的方案加工。 2. 數(shù)控車削內(nèi)回轉(zhuǎn)表面的加工方案的確定 1) 加工精度為 IT8~IT9 級、 ~ 的除淬火鋼以外的常用金屬 ,可采用普通型數(shù)控 機(jī)床 ,按粗車、半精車、精車的方案加工。 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