【正文】 ............................................ 15 、數(shù)控車床的編程特點 ........................................ 15 、數(shù)控編程的分類 ............................................ 15 、確定編程坐標系及編程原點 .................................. 15 、編程中的有關規(guī)定 .......................................... 16 、基本編程指令 .............................................. 16 、機床坐標軸 ................................................ 18 7 選擇刀具和切削用量 ............................................... 18 、刀具的選擇 ................................................ 18 、切削用量的選擇 ............................................ 19 、保證加工精度的方法 ........................................ 21 8 加工工藝卡和刀具卡片的編制 ....................................... 22 、數(shù)控加工工序卡片 .......................................... 22 、數(shù)控加工刀具卡片 .......................................... 24 9 加工坐標系設置 ................................................... 26 、建立工件坐標系 ............................................ 26 、試切法對刀 ................................................ 26 10 工序尺寸和編程尺寸 .............................................. 27 11 典型軸類零件車削的編程 .......................................... 28 、數(shù)控加工的特點 ........................................... 28 、加工程序 ............................................ 28 12 軸類零件仿真加工及檢驗 .......................................... 42 第 II 頁 共 54 頁 、仿真軟件介紹 ............................................. 42 、軟件簡介 ............................................ 42 ............................................. 42 、仿真加工過程 ............................................. 43 13 SolidWorks 裝配體 ............................................... 46 結 論 ........................................................... 48 致 謝 ........................................................... 49 參考文獻 ........................................................... 50 附 錄 ........................................................... 50 第 1 頁 共 54 頁 基 于 FANUC0iT 數(shù)控車床 的 手工 編程和仿真加工 ——典型軸套類零件Ⅱ 摘 要 本次設計主要是對數(shù)控加工工藝進行分析與具體零件圖的 仿真 加工，首先對數(shù)控加工 技術進行了簡單的介紹 ； 然后 以 四個零件圖進行數(shù)控加工分析 ， 根據(jù) 零件 圖來確定 的加工工序、切削用量 、 刀具、 刀柄 以及其 它 相關因素 ，針對零件圖圖形進行 手工 編程 ，并 用編程模擬軟件對軸類零件進行仿真加工及校驗 ；最后 錄制加工視頻 。 實例在給定 FANUC0iT 數(shù)控系統(tǒng)和 仿真 條件下，運用 CAD 和 SolidWorks軟件完成給定典型零件的 平面 圖形 及三維圖 繪制，并且完成其數(shù)控加工工藝分析以及手工編制零件的數(shù)控加工工藝 卡片 和數(shù)控程序。 關鍵詞： 數(shù)控車床 ； 零件 工藝 分析； 刀具表 ； 數(shù)控編程；數(shù)控加工工藝； 數(shù)控車削仿真加工； 第 2 頁 共 54 頁 緒 論 由于數(shù)控機床綜合應用了電子計算機、自動控制、伺服系統(tǒng)、精密檢測與新型機械結構等方面的技 術成果，具有高柔性、高精度與高度自動化的特點，因此，采用數(shù)控加工手段，解決了機械制造 中常規(guī)加工技術難以解決甚至無法解決的單件、小批量，特別是復雜型 零件的加工 。 機械加工的目的是將毛坯加工成符合產(chǎn)品要求的零件。一個相同結構相同要求的機器零件，可以采用幾種不同的工藝過程完成，但其中總有一種工藝過程在某一特定 條件下是最經(jīng)濟、最合理的。 此次設計，要求對 所給的 零件 圖進行數(shù)控加工工藝分析和 用編程 指令 進行 手工編寫程序 ，這就 對 我們關于數(shù)控技術的掌握提出了比較高的要求，并且讓我們對數(shù)控方面的知識 有了 更加了解 ,是對我們日后的 發(fā)展打下堅實的基礎 。 數(shù)控技術和數(shù)控裝備是制造工業(yè)現(xiàn)代化的重要基礎。因此，世界上各工業(yè)發(fā)達國家均采取重大措施來發(fā)展自己的數(shù)控技術及其產(chǎn)業(yè) 。數(shù)控的產(chǎn)生依賴于數(shù)據(jù)載體和二進制形式數(shù)據(jù)運算的出現(xiàn)。數(shù)控技術是與機床控制密切結合發(fā)展起來的。 、 數(shù)控機床的基本組成及工作原理 、 數(shù)控機床的基本組成 數(shù)控機床加工零件的工作過程分以下幾個步驟實現(xiàn)： 1)、根據(jù)被加工零件的圖樣與工藝方案，用規(guī)定的代碼和程序格 式編寫加工程序； 2)、所編程序指令輸入機床數(shù)控裝置； 3)、數(shù)控裝置將程序（代碼）進行譯碼、運算之后，向機床各個坐標的伺服機構和輔助控制裝置發(fā)出信號，以驅動機床的各運動部件，并控制所需的輔助動作，最后加工出合格的零件。由下圖 可知機床數(shù)控系統(tǒng)的基本工作流程。然后，數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)輸入的指令，進行編譯、運算和邏輯處理后，輸出各種信號和指令，控制機床各部分進行規(guī)定的位移和有順序的動作，加工出各種不同形狀的工件。 、 數(shù)控機床的特點 1).適應性強，適應加工單件或中小批量復雜工件； 2).加工精度高，產(chǎn)品質量穩(wěn)定； 3).動化程度高，勞動強度低，改善勞動條件； 4).生產(chǎn)效率高； 5).良好的經(jīng)濟效益； 6).有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化。在下面的章節(jié)里，我將圍繞 四 種典型的數(shù)控車床來闡述軸套類零件的加工工藝。 (以下將進行四個零件圖分析 )。符合數(shù)控加工 的標注，尺寸標注完整 ，表面粗糙度全部為 ，未注倒角 ,毛坯： 10050?? 。 第 6 頁 共 54 頁 圖 22 套類零件 圖 23 復合零件 如 上 圖 22 所示該零件表面由 圓柱、 圓弧、 內孔 、倒角、 退刀 槽、螺紋等表面組成， 需兩 次裝夾 即可 完成粗精加工 ，后續(xù)槽、螺紋 的處理。,毛坯： 11050?? 。 如 上 圖 23 所示該零件表面由圓柱、圓弧、錐面、倒角、 退刀 槽、螺紋等表面組成， 兩 次裝夾 即可 完成粗精加工 ，后續(xù)槽、螺紋 的處理。根據(jù)課題，選用毛坯為 45鋼（它的化學成分中含碳（ C）量是 ~%， Si 含量為 ~%， Mn 含量 ~%， Cr 含量=%），Φ 40mm 100mm，無熱處理和硬度要求。符合數(shù)控加工的標注，尺寸標注完整。 零件車削加工成形輪廓的結構形狀較復雜、需兩頭加工， 后續(xù)槽、螺紋、切斷的處理 ，零件的加工精度和表面質量要求都很高。零件符合數(shù)控加工尺寸標注要求，輪廓描述清楚完整，零件材料為 45 鋼，毛坯： mmmm 11550 ?? 通過以上分析，采取下面幾點工藝措施： 1） 、 對圖樣上給定的幾個精度要求較高的尺寸，編程時采用中間值。 3） 、作為短軸類零件，可以采取毛坯夾持左端，從右端加工， 一般表面 先粗車 G71 循環(huán)加工外輪廓再進行精車， 對于球面先用 G73 粗車循環(huán)加工外輪廓在精車， 切槽后加工螺紋，最后進行切斷處理。 二次裝夾 采用 一頂一夾裝夾 ， 這種方法裝夾安全可靠，能承受較大的進給力，應用廣泛。 6）、螺紋加工時，為保證其精度及配合要求，在加工的最后一次走刀重復走一次，加工螺紋時利用螺紋千分尺或螺紋環(huán)規(guī)保證精度要求。根據(jù)零件的工藝要求，可以選擇經(jīng)濟型數(shù)控車床，一般采用步進電動機形式半閉環(huán)伺服系統(tǒng)。根據(jù)主軸的配置的要求選擇臥式數(shù)控車床。能加工輪廓形狀特別復雜的表面和尺寸難于控制的回轉體，而且能比較方便的車削錐面和內外圓柱面螺紋，能夠保持加工精度，提高生產(chǎn)效率。 根據(jù)加工零件的外形和材料等條件，選擇 FANUC0iT 數(shù)控車床 (如圖 所示 )。 第 9 頁 共 54 頁 4 確定零件的定位基準和裝夾方式 、 確定裝夾方案 在數(shù)控車床上工件定位安裝的基本原則與普通機床相同。 本次設計的 零件 都 需要加工兩端，因此需要考慮 用三爪卡盤 兩次裝夾的位置 。 、 工件的定位 六點定位原理 ─ — 將工件在機床上或夾具中定位，夾緊的過程，稱為裝夾。 工件沒有定位時，可看作在空間處于自由狀態(tài)的剛體（在空間有六個自由度）。 本此設計都是采用不完全定位，限制 YXZYX ??、 ??? 五個自由度 ，工件就被完全夾緊 。 工件的定位與基準應與設計基準保持一致，應防止過定位 。用夾具裝夾時，定位基準就是工件上直接與夾具的定位元件相接觸的點、線、面。 5 確定加工順序及進給路線 、進給路線 進給路線是 刀具 在整個加工工序中相對于工件的運動軌跡，它不但包括了工步的內容，而且也反映出工步的順序。加工路線的確定首先必須保持被加工零件的尺寸精度和表面質量，其次考慮數(shù)值計算簡單、走刀路線盡量短、效率較高等。 依據(jù)本次設計零件的特點，選用的進給路線 下面將具體介紹： （ 1）加工路線與加工余量的關系在數(shù)控車床還未達到普及使用的條件下，一般應把毛坯件上過多的余量，特別是含有鍛、鑄硬皮層的余量安排在普通車床上加工。安排一些子程序對余量過多的部位先作一定的切削加工。根據(jù)數(shù)控加工的特點，還 可以放棄常用的階梯車削法，改用依次從軸向和徑向進刀、順工件毛坯輪廓走刀的路線 (如圖 42 所示 )雙向進刀走刀路線 。如圖 43 所示，設以 900主偏角刀分層車削外圓，合理的安排應是每一刀的切削終點依次提前一小段距離 e(例如可取 e= ㎜ )。當?shù)毒叩闹髌谴笥?900，但仍然接近 900 時，也宜作出層層遞退的安排，經(jīng) 驗表明，這對延長粗加工刀具的壽命是有利的。 （ 2）刀具的切入、切出在數(shù)控機床上進行加工時，要安排好刀具的切入、切出路線，盡量使刀具沿輪廓的切線方向切入、切出。圖 44 車螺紋時的引入距離和超越距離 。現(xiàn)將實踐中的部分設計方法或 思路介紹如下。 ②巧設換刀點為了考慮換（轉）刀的方便和安全，有時將換（轉）刀點也設置在離坯件較遠的位置處 。 ③合理安排“回零”路線 在手工編制較復雜輪廓的加工程序時，為使其計算過程盡量簡化，既不易出錯，又便于校核，編程者（特別是 初學者）有時將每一刀加工完后的刀具終點通過執(zhí)行“回零”（即返回對刀點）指令，使其全都返回到對刀點位置，然后再進行后續(xù)程序。因此，在合理安排“回零”路線時，應使其前一刀終點與后一刀起點間的距離盡量減短，或者為零，即可滿足走刀路線為最短的要求。在安排粗加工或半精加工的切削進給路線時，應同時兼顧到被加工零件的剛性及加工的工藝性等要求，不要顧此失彼。因此，在同等條件下，其切削所需時間（不含空行程）為最短，刀具的損耗小。 本設計 零件的加工刀具進給路線為“沿工件輪廓走刀” 和“矩形”， 因為本設計 零件屬于典型軸類零件 ，結合了螺紋、圓錐、槽、圓弧和孔五個工藝， 采用“沿工件輪廓走刀” 和“矩形” 就會使整個加工過程變得簡單易操作。 ②先主后次 先安排零件的裝配基面和工作表面等主要表面的加工，后安排如鍵槽、緊固用的光孔和螺紋孔等次要表面的加工。 ③先面后孔 對于箱體、支架、連桿、底座等零件，先加工用作定位的平面和孔的端面，然后再加工孔。 ④基面先行 用作精基準的表面，要首先加工出來。