工學典型軸套類零件I畢業(yè)論文

1、目 錄目 錄i摘 要1緒 論21. 數(shù)控機床的產(chǎn)生和發(fā)展31.3、數(shù)控機床的組成與工作原理41.3.1、數(shù)控加工的工作過程與數(shù)控機床工作原理41.4、數(shù)控機床的組成51.5、數(shù)控機床的發(fā)展方向62. 數(shù)控車床62.1、選用原則72.2、數(shù)控車床調(diào)試72.3、數(shù)控車床的使用條件72.4、數(shù)控車床的組成82.5、數(shù)控車床操作92.5.1、機床操作面板92.5.2、數(shù)控車床對刀方法92.5.3、 數(shù)控車加工程序的結(jié)構(gòu)和常用代碼103數(shù)控車削加工工藝性分析103.1、數(shù)控車削加工工藝的內(nèi)容103.1.1、零件圖分析113.1.2、夾具和刀具的選擇及切屑用量的選擇113.1.4、劃分工序及擬定加工順序1

2、53.2、加工實例164仿真軟件的介紹344.1、斯沃仿真軟件介紹344.2、斯沃數(shù)控仿真軟件的功能354.3、軟件操作354.4、機床參數(shù)設(shè)置354.5、solidworks介紹374.5.1、solidworks軟件特點37結(jié) 語38致 謝39參考文獻39附 錄40基于fanuc0it數(shù)控車床的手動編程與仿真加工典型軸套類零件i摘 要數(shù)控機床的加工工藝與普通機床的加工藝雖有諸多相同之處，但也有許多不同之處。數(shù)控車床、車削中心，是一種高精度、高效率的自動化機床。它具有廣泛的加工藝性能，可加工直線圓柱、斜線圓柱、圓弧和各種螺紋。本文首先通過對數(shù)控機床的概述、數(shù)控車削加工的工作原理、數(shù)控車床編程

3、技術(shù)的發(fā)展、數(shù)控車床加工工藝制作等大致介紹了數(shù)控車床技術(shù)的基本工作流程，然后用實例的形式為大家展示了數(shù)控車床加工的全過程。實例在給定fanuc機床的軟、硬件條件下，運用cad及solidworks軟件完成給定典型零件的二維、三維圖形繪制及其裝配圖的繪制，并且完成其數(shù)控車床加工工藝分析以及手工編制零件的數(shù)控車床加工工藝步驟和數(shù)控程序。最后應(yīng)用fanuc0it進行程序校驗和零件仿真加工。關(guān)鍵詞 數(shù)控車削加工；數(shù)控編程；數(shù)控加工工藝；工藝分析；零件仿真加工；緒 論數(shù)控技術(shù)就是指一種采用計算機對機械加工過程中的各種控制信息進行數(shù)字化運算、處理、并驅(qū)動單元對機械執(zhí)行構(gòu)件進行自動化控制的技術(shù)。世界各工業(yè)發(fā)

4、達國家通過發(fā)展數(shù)控技術(shù)、建立數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)，促使制造業(yè)跨入一個新的發(fā)展階段，給國民經(jīng)濟的結(jié)構(gòu)帶來了巨大的變化。數(shù)控機床是世界第三次產(chǎn)業(yè)革命的重要內(nèi)容，它不但是機電工業(yè)的重要基礎(chǔ)裝備，還是汽車、石化、電子和現(xiàn)代醫(yī)療裝備等產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化的主要手段。雖然數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)本身的產(chǎn)值遠不如汽車、化工等產(chǎn)業(yè)，但高效的數(shù)控機床給制造業(yè)帶來了現(xiàn)代化的生產(chǎn)方式以及高倍率的效益增長，這是促進國民經(jīng)濟發(fā)展的巨大源動力。特別是數(shù)控技術(shù)在制造業(yè)的擴展與延伸所產(chǎn)生的輻射作用和波及果，足以給機械制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、制造方式及管理模式等帶來深刻的變化。此次設(shè)計，要求對圖示零件進行數(shù)控加工工藝分析和手工編寫程序指令二維、三維圖的

5、繪畫，再進行視頻錄制，這就對我們關(guān)于數(shù)控技術(shù)的掌握提出了比較高的要求，并且讓我們對數(shù)控方面的知識更加了解,是對我們?nèi)蘸蟮木蜆I(yè)能力的初測試。1 數(shù)控機床的產(chǎn)生和發(fā)展1952年，美國parsons公司與麻省理工學院（mit）合作研制了第一臺三坐標數(shù)控銑床。從第一臺數(shù)控機床問世至今，數(shù)控技術(shù)的發(fā)展非常迅猛，數(shù)控機床已應(yīng)用于航空、汽車、造船、機床、建筑機械等行業(yè)。此外，數(shù)控技術(shù)也在繪圖機械、坐標測量機、激光與火焰切割機、木工機械等機械設(shè)備中得到廣泛應(yīng)用。我國于二十世紀六十年代開始研究數(shù)控機床及其相關(guān)技術(shù)，至八十年代末期已日趨成熟。二十世紀九十年代，隨著計算機控制技術(shù)的迅速發(fā)展和全球經(jīng)濟一體化的到來，美

6、國、日本、德國、意大利、西班牙等生產(chǎn)的數(shù)控設(shè)備迅速遍布中國，進一步推動了我國數(shù)控技術(shù)的發(fā)展。近二十年來，加工中心、直接數(shù)字控制系統(tǒng)、自適應(yīng)控制系統(tǒng)、柔性制造系統(tǒng)、計算機集成制造系統(tǒng)等的相繼出現(xiàn)與應(yīng)用，已使數(shù)控機床成為現(xiàn)代機械制造系統(tǒng)生產(chǎn)過程自動化的基本設(shè)備。1.1、數(shù)控加工的特點數(shù)控加工工藝內(nèi)容要求更加具體、詳細數(shù)控加工工藝要求更嚴密、精確數(shù)控加工的工序相對集中1.2、數(shù)控加工的工藝特點加工精度較高 加工質(zhì)量穩(wěn)定可靠能完成復雜曲面的加工生產(chǎn)效率高有較強的適應(yīng)性較高的經(jīng)濟效益有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化雖然數(shù)控加工具有上述優(yōu)點，但數(shù)控機床初期投資大，維修費用高，數(shù)控機床及數(shù)控加工技術(shù)對操作人員和管理人

7、員的素質(zhì)要求也較高。因此，應(yīng)該合理地選擇和使用數(shù)控機床，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益和競爭力。1.3、數(shù)控機床的組成與工作原理 1.3.1、數(shù)控加工的工作過程與數(shù)控機床工作原理、根據(jù)零件加工圖樣進行工藝分析，確定加工方案、工藝參數(shù)及相關(guān)數(shù)據(jù)；、用規(guī)定的格式及程序代碼編寫零件加工程序。可人工編寫，也可由自動編程軟件直接生成程序文件；、程序輸入。可以通過數(shù)控機床操作面板手工輸入程序，也可由計算機串行通訊接口直接傳輸程序文件至機床數(shù)控單元；、程序調(diào)試，加工準備操作階段。此過程一般先在機床執(zhí)行機構(gòu)不動作的情況下進行程序試運行、刀具路徑模擬等，隨后應(yīng)調(diào)整好機床、夾具、刀具和工件的各相關(guān)參數(shù)，如確定工件加工零點（應(yīng)

8、與編程零點相符）、確定刀具相對于工件的位置（俗稱對刀）；、運行程序，完成零件加工。為確保加工過程準確無誤，一般先執(zhí)行單程序段操作，各單段程序檢驗合格后，再自動循環(huán)執(zhí)行。由上述可知，數(shù)控加工工藝系統(tǒng)由數(shù)控機床、夾具、刀具和工件等構(gòu)成。數(shù)控機床是零件加工的工作母機，刀具直接對零件進行表面切削加工，夾具用來確定零件相對于機床或刀具的正確位置并在加工過程中壓緊夾牢零件，最后通過加工程序來控制刀具與工件之間的相對運動軌跡，從而完成零件的加工。1.4、數(shù)控機床的組成、數(shù)控系統(tǒng) 計算機數(shù)控系統(tǒng)（簡稱cnc系統(tǒng)）由程序、輸入輸出設(shè)備、cnc裝置、可編程控制器（plc）、主軸驅(qū)動裝置和進給驅(qū)動裝置等組成。數(shù)控系

9、統(tǒng)是數(shù)控機床的核心。數(shù)控系統(tǒng)接受按零件加工順序記載機床加工所需的各種信息，并將加工零件圖上的幾何信息和工藝信息數(shù)字化，同時進行相應(yīng)的運算、處理，然后發(fā)出控制命令，使刀具實現(xiàn)相對運動，完成零件加工過程。、伺服單元、驅(qū)動裝置和測量裝置伺服單元和驅(qū)動裝置包括主軸伺服驅(qū)動裝置、主軸電動機、進給伺服驅(qū)動裝置及進給電動機。測量裝置是指位置和速度測量裝置，它是實現(xiàn)主軸、進給速度閉環(huán)控制和進給位置閉環(huán)控制的必要裝置。主軸伺服系統(tǒng)的主要作用是實現(xiàn)零件加工的切削運動，其控制量為速度。進給伺服系統(tǒng)的主要作用是實現(xiàn)零件加工的成形運動，其控制量為速度和位置，特點是能靈敏、準確地實現(xiàn)cnc裝置的位置和速度指令。、控制面板

10、控制面板是操作人員與數(shù)控機床進行信息交互的工具?？梢酝ㄟ^他對數(shù)控機床（系統(tǒng)）進行操作、編程、調(diào)試，或?qū)C床參數(shù)進行設(shè)計和修改，也可以通過它了解或查詢數(shù)控機床的運行狀態(tài)。、控制介質(zhì)和輸入、輸出設(shè)備控制介質(zhì)是記錄零件加工程序的媒介，是人與機床建立聯(lián)系的介質(zhì)。程序輸入，輸出設(shè)備是cnc系統(tǒng)與外部設(shè)備進行信息交互的裝置，其作用是將記錄在控制介質(zhì)上的零件加工程序輸入cnc系統(tǒng)，或?qū)⒁颜{(diào)試好的零件加工程序通過輸出設(shè)備存放或記錄在相應(yīng)的介質(zhì)上。 、plc、機床i/o電路和裝置 plc是用于進行與邏輯運算、順序動作有關(guān)的i/o控制，它由硬件和軟件組成。機床i/o電路和裝置是用于實現(xiàn)i/o控制的執(zhí)行部件，是由繼

11、電器、電磁閥、行程開關(guān)、接觸器等組成的邏輯電路。 、機床本體數(shù)控機床的本體是指其機械結(jié)構(gòu)實體，是實現(xiàn)加工零件的執(zhí)行部件。它主要由主運動部件（主軸、主運動傳動機構(gòu)）、進給運動部件（工作臺、溜板及相應(yīng)的傳動機構(gòu)）、支承件（立柱、床身等），以及特殊裝置、自動工件交換（apc）系統(tǒng)、自動刀具交換（atc）系統(tǒng)和輔助裝置（如冷卻、潤滑、排屑、轉(zhuǎn)位和夾緊裝置等）組成。 1.5、數(shù)控機床的發(fā)展方向1高精度 2高速化 3智能化 4復合化2 數(shù)控車床數(shù)控車床又稱為 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%。數(shù)控機床是集機械、電氣、液壓、氣動、微電

12、子和信息等多項技術(shù)為一體的機電一體化產(chǎn)品。是機械制造設(shè)備中具有高精度、高效率、高自動化和高柔性化等優(yōu)點的工作母機。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。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、車削中心，是一種高精度、高效率的自動化機床。它具有廣泛的加工藝性能，可加工直線圓柱、斜線圓柱、圓弧和各種螺紋。具有直線插補、圓弧插補各種補償功能，并在復雜零件的批量生產(chǎn)中發(fā)揮了良好的經(jīng)濟效果。合理選用數(shù)控車床，應(yīng)遵循如下原則：2

13、.1、選用原則2.1.1、前期準備確定典型零件的工藝要求、加工工件的批量，擬定數(shù)控車床應(yīng)具有的功能是做好前期準備，合理選用數(shù)控車床的前提條件是滿足典型零件的工藝要求。 2.1.2、根據(jù)性能價格比來選擇做到功能、精度不閑置、不浪費，不要選擇和自己需要無關(guān)的功能。2.1.3、機床的防護需要時，機床可配備全封閉或半封閉的防護裝置、自動排屑裝置，在選擇數(shù)控車床、車削中心時，應(yīng)綜合考慮上述各項原則。2.2、數(shù)控車床調(diào)試開箱驗收開機試驗功能試驗 各種手動試驗 負荷試驗 空動轉(zhuǎn)試驗2.3、數(shù)控車床的使用條件數(shù)控車床的正常使用必須滿足如下條件，機床所處位置的電源電壓波動小，環(huán)境溫度低于30攝示度，相對溫度小于

14、80%。2.3.1、機床環(huán)境要求 機床的位置應(yīng)遠離振源、應(yīng)避免陽光直接照射和熱輻射的影響，避免潮濕和氣流的影響。如機床附近有振源，則機床四周應(yīng)設(shè)置防振溝。否則將直接影響機床的加工精度及穩(wěn)定性，將使電子元件接觸不良，發(fā)生故障，影響機床的可靠性。2.3.2、溫度條件數(shù)控車床的環(huán)境溫度低于30攝示度，相對溫度小于80%。2.3.3、按說明書的規(guī)定使用機床使用液壓卡盤、液壓刀架、液壓尾座、液壓油缸的壓力，都應(yīng)在許用應(yīng)力范圍內(nèi)，不允許任意提高。2.4、數(shù)控車床的組成數(shù)控車床由車床主體、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)、輔助裝置等幾部分組成。圖2.1 普通車床 圖2.2 數(shù)控車床2.5、數(shù)控車床操作圖2.3 控制面板2

15、.5.1、機床操作面板 （圖 圖2.4操作面板 圖3.3 手輪示意圖 圖2.6 刀具角度的參考平面 2.5.2、 刀具幾何角度圖2.5 車刀切削部分的結(jié)構(gòu)、刀具切削部分的構(gòu)成要素前面（前刀面）r：刀具上切屑流出的表面；后面（后刀面）a：刀具上與工件新形成的過渡表面相對的刀面；副后面（副后刀面）a：刀具上與工件形成的過渡表面相對的刀面；主切削刃：前面與后面形成的交線，在切削中承擔主要的切削任務(wù)；副切削刃：前面與副后面形成的交線，它參與部分的切削任務(wù)；刀尖：刀尖可以是主切削刃與副切削刃匯交的交點；也可以是把主切削刃與副切削刃連接起來的一小段切削刃，如果這一小段切削刃為直線段，則稱為倒棱；如果這一小

16、段切削刃為圓弧，則稱為圓弧過渡刃 ?；鎝r：過切削刃選定點，垂直于主運動方向的平面。通常，它平行（或垂直）于刀具上的安裝面（或軸線）的平面。切削平面ps：過切削刃選定點，與切削刃相切，并垂直于基面pr的平面。它也是切削刃與切削速度方向構(gòu)成的平面。正交平面po：過切削刃選定點，同時垂直于基面pr與切削平面ps的平面。法平面pn： 過切削刃選定點，并垂直于切削刃的平面。2.5.3、數(shù)控車床對刀方法 數(shù)控車床常用的對刀方法有試切對刀、機械檢測對刀儀對刀（接觸式）和光學檢測對刀。常用的對到是試切對刀。圖2.7對刀方法2.5.4、 數(shù)控車加工程序的結(jié)構(gòu)和常用代碼 、程序結(jié)構(gòu)數(shù)控車程序可以分成程序開始、

17、程序內(nèi)容和程序結(jié)束三部分內(nèi)容。第一部分 程序開始部分,主要定義程序號。第二部分 調(diào)出零件加工坐標系、加工刀具，啟動主軸、打開冷卻液等方面的內(nèi)容。第三部分 主要以m03或者m30結(jié)束。、常用代碼g代碼 功 能 g70 精加工循環(huán) g00 定位（快速移動） g71 外圓粗車循環(huán) *g01 直線插補（切削進給） g72 端面粗車循環(huán) g02 圓弧插補cw（順時針） *g98 每分進給 g03 圓弧插補ccw（逆時針） g99 每轉(zhuǎn)進給 g40 取消刀補g41、g42 刀尖左補償、刀尖半徑右補償3 數(shù)控車削加工工藝性分析3.1、數(shù)控車削加工工藝的內(nèi)容數(shù)控車削加工工藝是采用數(shù)控車床加工零件時所運用的方法

18、和技術(shù)手段的總和。其主要內(nèi)容包括以下幾個方面:選擇并確定零件的數(shù)控車削加工內(nèi)容；對零件圖紙進行數(shù)控車削加工工藝分析；工具、夾具的選擇和調(diào)整設(shè)計；工序、工步的設(shè)計；加工軌跡的計算和優(yōu)化；數(shù)控車削加工程序的編寫、校驗與修改；首件試加工與現(xiàn)場問題的處理；編制數(shù)控加工工藝技術(shù)文件；總之，數(shù)控加工工藝內(nèi)容較多，有些與普通機床加工相似。3.1.1、零件圖分析零件圖分析是制定數(shù)控車削工藝的首要任務(wù)。主要進行尺寸標注方法分析、輪廓幾何要素分析以及精度和技術(shù)要求分析。此外還應(yīng)分析零件結(jié)構(gòu)和加工要求的合理性，選擇工藝基準。、尺寸標注方法分析 零件圖上的尺寸標注方法應(yīng)適應(yīng)數(shù)控車床的加工特點，以同一基準標注尺寸或直接

19、給出坐標尺寸。 、輪廓幾何要素分析在手工編程時，要計算每個節(jié)點坐標。因此在零件圖分析時，要分析幾何元素的給定條件是否充分。、精度和技術(shù)要求分析其主要內(nèi)容包括：分析精度及各項技術(shù)要求是否齊全、是否合理；分析本工序的數(shù)控車削加工精度能否達到圖紙要求，若達不到，允許采取其他加工方式彌補時，應(yīng)給后續(xù)工序留有余量；對圖紙上有位置精度要求的表面，應(yīng)保證在一次裝夾下完成；對表面粗糙度要求較高的表面，應(yīng)采用恒線速度切削。 3.1.2、夾具和刀具的選擇及切屑用量的選擇、工件的裝夾與定位數(shù)控車削加工中盡可能做到一次裝夾后能加工出全部或大部分代加工表面，盡量減少裝夾次數(shù)，以提高加工效率、保證加工精度。對于軸類零件，

20、通常以零件自身的外圓柱面作定位基準；對于套類零件，則以內(nèi)孔為定位基準。數(shù)控車床夾具除了使用通用的三爪自動定心卡盤、四爪卡盤、液壓、電動及氣動夾具外，還有多種通用性較好的專用夾具。實際操作時應(yīng)合理選擇。常用的是三爪自動定心卡盤。如圖所示。圖4.2 三爪卡盤圖4.1 四爪卡盤、刀具選擇 刀具的使用壽命除與刀具材料相關(guān)外，還與刀具的直徑有很大的關(guān)系。刀具直徑越大，能承受的切削用量也越大。所以在零件形狀允許的情況下，采用盡可能大的刀具直徑是延長刀具壽命，提高生產(chǎn)率的有效措施。數(shù)控車削常用的刀具一般分為3類。即尖形車刀、圓弧形車刀和成型車刀。、刀具選擇總的原則思路刀具選擇總的原則思路是：安裝調(diào)整方便，剛

21、性好，耐用度和精度高。在滿足加工要求的前提下，盡量選擇較短的刀柄，以提高刀具加工的剛性。、車刀選擇圖4.3外圓車刀及螺紋車刀數(shù)控車刀主要采用機夾可轉(zhuǎn)位車刀。選擇的主要問題是刀片的形狀、角度、精度、材料、尺寸、厚度、圓角半徑、斷屑槽、刃口修磨等要能滿足各種加工條件的要求，各種外圓車刀、螺紋車刀等及適應(yīng)的工件表面如圖4.3所示。、尖形車刀。、圓弧形車刀。、成型車刀。、刀位點在使用對刀點確定工件原點時，就需要進行“對刀”，對刀是指使“刀位點”與“對刀點”重合的操作。所謂“刀位點”是指刀具的定位基準點，常用刀具的刀位點規(guī)定：立銑刀、端銑刀的刀位點是刀具軸線與刀具底面的交點，球頭銑刀刀位點為球心，鏜刀、

22、車刀刀位點為刀尖或刀尖圓弧中心，鉆頭為鉆尖，如圖4.4所示。圖4.4刀位點、換刀點為了防止換刀時碰傷零件、刀具或夾具，換刀點常常設(shè)置在被加工零件的輪廓之外，并留有一定的安全量。、刀具半徑補償一般用的是前置刀架。如圖4.5所示。圖4.5指令格式：x(u)_z(w)_f_ 3.1.3、切削用量選擇數(shù)控車削加工中的切削用量包括背吃刀量ap、主軸轉(zhuǎn)速s（或切削速度）及進給速度f（或進給量f）。也稱為切屑三要素。 切削條件的三要素：切削速度、進給量和切屑深度直接引起刀具的損傷。伴隨著切削速度的提高，刀尖溫度會上升，會產(chǎn)生機械的、化學的、熱的磨損。、切削速度 切削速度的大小是用工件外表面的線速度來表示的，

23、記作vc。單位m/s(或者m/min)。公式：（公式1，式中n為主軸速度，單位r/s；d為刀具最大直徑，單位mm）、進給量 （進給量有兩種表述形式） 進給速度表示，記作，單位mm/min，即在單位時間內(nèi)，刀具相對于工件在進給方向上的位移量生產(chǎn)中常用每轉(zhuǎn)進給量來表示，記作fn，單位為 mm/r，即是工件每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，刀具相對于工件在進給方向上的位移量； 當?shù)毒啐X數(shù)z1 時（如：鉆削），每個刀齒相對于工件在進給方向上的位移量，即每齒進給量，以fz表示，單位為mm/z。 上述三種表示法可寫成，其中（公式2）。、背吃刀量 當?shù)毒卟荒芤淮纬缘毒湍芮械艄ぜ系慕饘賹訒r，還需由操作者在一次進給后再沿半徑方向完成

24、吃刀運動，習慣上稱每次吃刀的數(shù)量為背吃刀量，以ap表示，單位為mm；此時它是間歇進行的，故可不看成是運動。但當由機床進刀機構(gòu)自動完成吃刀運動時，就應(yīng)看成是一種輔助運動了（外圓磨削、平面磨削），其大小為 （公式3）式中，為待加工表面，為已加工表面。最適合的加工條件的選定是在這些因素的基礎(chǔ)上選定的。有規(guī)則的、穩(wěn)定的磨損達到壽命才是理想的條件。 進給條件與刀具后面磨損關(guān)系在極小的范圍內(nèi)產(chǎn)生。但進給量大，切削溫度上升，后面磨損大。它比切削速度對刀具的影響小。切深對刀具的影響雖然沒有切削速度和進給量大，但在微小切深切削時，被切削材料產(chǎn)生硬化層，同樣會影響刀具的壽命。用戶要根據(jù)被加工的材料、硬度、切削狀態(tài)

25、、材料種類、進給量、切深等選擇使用的切削速度。如下表：表4.1然而，在實際作業(yè)中，刀具壽命的選擇與刀具磨損、被加工尺寸變化、表面質(zhì)量、切削噪聲、加工熱量等有關(guān)。在確定加工條件時，需要根據(jù)實際情況進行研究。對于不銹鋼和耐熱合金等難加工材料來說，可以采用冷卻劑或選用剛性好的刀刃。最適合的加工條件的選定是在這些因素的基礎(chǔ)上選定的。有規(guī)則的、穩(wěn)定的磨損達到壽命才是理想的條件。 3.1.4、劃分工序及擬定加工順序、工序劃分的原則：在數(shù)控車床上加工零件，常用的工序的劃分原則有兩種。 保持精度原則。工序一般要求盡可能地集中，粗、精加工通常會在一次裝夾中全部完成。為減少熱變形和切削力變形對工件的形狀、位置精度

26、、尺寸精度和表面粗糙度的影響，則應(yīng)將粗、精加工分開進行。 提高生產(chǎn)效率原則。為減少換刀次數(shù)，節(jié)省換刀時間，提高生產(chǎn)效率，應(yīng)將需要用同一把刀加工的加工部位都完成后，再換另一把刀來加工其他部位，同時應(yīng)盡量減少空行程。 、確定加工順序 制定加工順序一般遵循下列原則： （1）先粗后精。按照粗車半精車精車的順序進行，逐步提高加工精度。 （2）先近后遠。離對刀點近的部位先加工，離對刀點遠的部位后加工，以便縮短刀具移動距離，減少空行程時間。此外，先近后遠車削還有利于保持坯件或半成品的剛性，改善其切削條件。 （3）內(nèi)外交叉。對既有內(nèi)表面又有外表面需加工的零件，應(yīng)先進行內(nèi)外表面的粗加工，后進行內(nèi)外表面的精加工。

27、 （4）基面先行。用作精基準的表面應(yīng)優(yōu)先加工出來，定位基準的表面越精確，裝夾誤差越小。3.2、加工實例圖4.6三維圖、二維圖實例1 、工藝分析該零件由球面、錐度、退刀槽組成的一個簡單的階梯軸，零件圖尺寸標注較完整，零件圖整體符合數(shù)控加工尺寸標注要求；其輪廓描述清楚完整；無熱處理和硬度要求。其中其尺寸沒有尺寸精度和表面粗糙度要求，因此不需要精加工。、毛胚工件的材料為 45 鋼，40x100的毛胚、裝夾方案：三爪自定心卡盤、確定加工順序及走 刀路線、加工順序：根據(jù)： 基面先行原則：用做精基準的表面應(yīng)優(yōu)先加工出來，因為定位基準的表面越精確，裝夾誤差就越小。 先粗后精原則：先粗后精是指按照粗加工半精加

28、工精加工的順序進行加工，逐步提高加工精度。 先內(nèi)后外原則：內(nèi)表面加工散熱條件較差，為防止熱變形對加工精度的影響，應(yīng)先安排加工。對于有內(nèi)孔和外圓表面的零件加工，通常先加工內(nèi)孔，后加工外圓。同樣，對于內(nèi)外輪廓加工，先進行內(nèi)輪廓（型腔）加工工序，后進行外形加工工序。 先主后次原則：零件的主要工作表面、裝配基面應(yīng)先加工，次要表面可穿插進行，放在主要加工表面加工到一定程度后、最終精加工之前進行。因此該零件需要先加工右端面，然后從左往右依次加工外輪廓，再切槽最后切斷。、切削用量的選擇 切削速度，單位m/s(或者m/min)：公式：（式中n為主軸速度，單位r/s；d為刀具最大直徑，單位mm） 進給量：進給速

29、度表示，記作，單位mm/min。生產(chǎn)中常用每轉(zhuǎn)進給量來表示，記作 ，單位為 mm/r。表示法可寫成，其中 背吃刀量（ap）：單位為mm，大小為 ，式中，為待加工表面，為已加工表面。、擬定數(shù)控切削加工工藝卡片如下表所示：表1 數(shù)控加工刀具卡片序號刀具編號刀片名稱刀具材料刀具半徑刀具規(guī)格1t0290外圓車刀硬質(zhì)合金0.225x252t03切槽刀硬質(zhì)合金0.425x25表2 加工工序卡片加工工序卡片零件軸類零件零件圖夾具三爪自定心卡盤設(shè)備數(shù)控車床材料45號鋼程序編號工序號安裝方式工步號工步內(nèi)容切屑用量刀具量具主軸轉(zhuǎn)速/rmin-1進給量/mmmin-1背吃刀量/mm編號名稱游標卡尺夾住右端1平左端面

30、6000.22t01外圓車刀2車外圓到尺寸6000.22t01外圓車刀3切槽3201t02切槽刀4車倒角600t02切槽刀5切斷6001t02切斷刀、編寫程序o0001-程序號g21g98g99-程序初始化g00x100z100-快速移至點t0101-換第一把刀m03s800-主軸正轉(zhuǎn)g00x42z2快速移至循環(huán)起刀點g01x40-車外圓z-77g00x100z100g01x42z2g71u1r1-粗車外輪廓g71p10q20u0.5w1f100n10g01x0z0g03x22z-11r11圖4.7刀具軌跡g01z-20x25x30z-40x34x38z-42n20z-77g00x100z10

31、0g00x42z2g70p10q20-精車外輪廓g00x100z100m05t0202-切槽m03s800g00x40z-68g01x30f100x36x38z-58x40z-83x1x40g00x100z100m30 、仿真加工仿真加工見附錄2中的視頻。 實例2、工藝分析、零件圖分析圖4.8三維圖、二維圖該零件由內(nèi)孔、球面、錐度、退刀槽組成的一個簡單的階梯軸，零件圖尺寸標注較完整，零件圖整體符合數(shù)控加工尺寸標注要求；其輪廓描述清楚完整；無熱處理和硬度要求。其中其尺寸有尺寸精度和表面粗糙度要求，因此需要精加工。、毛胚工件的材料為 45 鋼，55x150的毛胚、裝夾方案：三爪自定心卡盤、確定加工

32、順序及走刀路線確定加工順序及走刀路線原則同實例1。因此該零件需要根據(jù)先內(nèi)后外原則，先鉆孔再加工內(nèi)輪廓，然后從右往左依次加工外輪廓，再切槽最后切斷。該零件鉆孔是手動鉆孔。、切削用量的選擇切削速度、進給量、背吃刀量分別由公式1、2、3計算得到。、擬定數(shù)控切削加工工藝卡片如下表所示：表1 刀具卡片表2 加工工序卡片、 編寫程序（圖4.9）刀具軌跡o0002g98g00x100z50t0202m03s800g00x16z2g73u-8w0r6-粗鏜內(nèi)孔g73p50q60u-0.3w0f100n50g01x35f80z0g03x30z-12r45g01z-26x27x23z-36w-5x20x19w-0

33、.5z-73x16n60g00z2g00x100z50m05t0303s1500m03g00x16z2g70p50q60f60-精鏜內(nèi)孔g00x100z50m05t0404m03s800g00x51z2g71u4r2-粗加工外輪廓g71p70q80u0.4w0.2f100n70g01g42x40z0f80x43z-25x46x49z-26.5n80z-75g00g40x100z50m05t0505s1000m03g00x51z2g70p70q80-精加工外輪廓g00g40x100z50m05t0606s600m03-換6號刀g00x51z2g01x49z-25f0.1進行切槽加工x41.5x5

34、1z-57.5x41x51z-53.5x41x51z-49.5x41x51z-45.5x41x51z-41.5x41x51z-50.5x30x51z-49.5x30g00x100z50m05t0707s400m03g00x45z2g92x43z-20f1.5-車螺紋x42.2x41.7x41.4x41.2x41.05g00x100z50t0606s600m03g00x51z2g01x49z-70f0.3x1x46x49z-68.5g00x100z50m30、仿真加工仿真加工見附錄2中的視頻。實例3圖4.10三維圖、二維圖、工藝分析、零件圖分析該零件由內(nèi)孔、錐面、圓弧、退刀槽、螺紋組成的一個階梯

35、軸，零件圖尺寸標注較完整，零件圖整體符合數(shù)控加工尺寸標注要求；其輪廓描述清楚完整；無熱處理和硬度要求。其中其尺寸有尺寸精度和表面粗糙度要求，因此需要精加工。、毛胚：工件的材料為 45 鋼，55x65的毛胚、裝夾方案：三爪自定心卡盤、確定加工順序及走 刀路線因此該零件需要先加工內(nèi)孔，先手動鉆孔再鏜孔，然后從左往右依次加工外輪廓，再掉頭加工，先加工外輪廓，再切槽，最后車螺紋。、切削用量的選擇切削速度、進給量、背吃刀量分別由公式1、2、3計算得到。螺紋背吃刀量根據(jù)附錄1中可得。、擬定數(shù)控切削加工工藝卡片如下表所示：表1 刀具卡片序號刀具編號刀片名稱刀具材料刀具半徑刀具規(guī)格1t0125鉆頭硬質(zhì)合金2t

36、0235鏜刀硬質(zhì)合金0.225x253t0335鏜刀硬質(zhì)合金0.225x254t04外圓車刀硬質(zhì)合金0.525x255t05外圓車刀硬質(zhì)合金0.525x256t06寬度為5的切槽刀硬質(zhì)合金7t07外螺紋刀高速鋼0.316x16表2 加工工序卡片、編寫程序圖4.11刀具軌跡o0003g21g97g99t0202m03s800g00x23z2g71u1r0.5-粗鏜內(nèi)孔g71p40q50u-0.3w0f0.15n40g01x29f0.3z-10x26z-25n50x23g00z50x100m05t0303s800m03g00x23z2g70p40q50f0.1-精鏜內(nèi)孔g00z50x100m05t

37、0404m03s800g00x57z2g71u2r1-粗車左端外輪廓g71p70q80u0.4w0f0.15n70g01x38f0.1z0g03x40z-20r22g02x40z-35r21g01x44x48w-2w-8n80x57g00x100z50m05t0505s1000m03g00x51z2g70p70q80-精車左端外輪廓g00x100z50m30掉頭加工o0004;g21g97g99;t0404m03s800;g00x50z2;g73u4r2;-粗車外輪廓g73p70q80u0.5w0.4f0.3;n70g01g42x40z0;g01z-15;x46;n80z-20;g00g40x

38、100z50;m05;t0505s1000m03;g00x51z2;g70p70q80f0.1;-精加工外輪廓g00g40x100z50;m05;t0606s600m03;-切槽加工g00x51z2;g01z-15f0.1;x36;x50;g00x100;z50;m05;t0707s400m03;g00x45z2;g92x40z-10f1.5;-車螺紋x39.2;x38.7;x38.4;x38.2;x38.05;g00x100z50;m30;、仿真加工仿真加工見附錄2中的視頻。實例4 、工藝分析、零件圖分析圖4.12 裝配圖、三維圖、平面圖該零件由內(nèi)孔、內(nèi)螺紋、外螺紋、錐度、退刀槽組成的一個簡

39、單的裝配圖，零件圖尺寸標注較完整，零件圖整體符合數(shù)控加工尺寸標注要求；其輪廓描述清楚完整；無熱處理和硬度要求。其中其尺寸有尺寸精度和表面粗糙度要求，因此需要精加工。、毛胚工件的材料為 45 鋼，55x100的毛胚、裝夾方案：三爪自定心卡盤、確定加工順序及走 刀路線加工順序及走 刀路線原則同實例1由于該零件由三個零件構(gòu)成，每個零件的加工需要單獨加工，因此圖1所示零件需要兩次加工先加工左端，再掉頭加工右端，最后加工內(nèi)螺紋。圖2所示零件從左往右加工，圖3所示零件從左往右加工，最后加工外螺紋，最后切斷。圖1、圖2都需要先手動鉆孔。、切削用量的選擇切削速度、進給量、背吃刀量分別由公式1、2、3計算得到。

40、螺紋背吃刀量根據(jù)附錄1中可得。、擬定數(shù)控切削加工工藝卡片如下表所示：圖1刀具卡片 序號刀具編號刀片名稱刀具材料刀具半徑刀具規(guī)格1t0122鉆頭硬質(zhì)合金2t0235鏜刀硬質(zhì)合金0.225x253t03內(nèi)槽刀硬質(zhì)合金0.225x254t0435外圓車刀硬質(zhì)合金0.525x255t0535外圓車刀硬質(zhì)合金0.525x256t06內(nèi)螺紋刀高速鋼0.316x16圖1 加工工序卡片圖4.13刀具軌跡編寫程序o0041g21g97g99-程序初始化t0202m03s800g00x17z2g01x23f0.3z-19-鏜孔g00z50x100t0303s600m03g00x17z2g01x23f0.3-切槽z

41、-25x28x23g00z50x100t0404s800m03g00x57z2g71u2r1-粗車外輪廓g71p40q50u0.4w0f1.5t0303s800n40g01x36f0.1z0x40z-20x49n50z-45g00x100z50t0505s1000m03g00x51z2g70p40q50-精加工外輪廓g00x100z50t0606m03s400g00x51z2g92x26z-19f1.5內(nèi)螺紋加工x26.8x27.3x27.6x27.8x27.95g00x100z50m30掉頭加工o0042g21g97g99t0404m03s800g00x57z2g71u2w2-粗車外輪廓g7

42、1p50q60u1w0f0.3n50g01g42x28z0x30z-1z-15g02x34z-43r20g03x49w-15r20n60g01w-2g00g40x100z50t0505m03s1000g70p50q60f0.1-精加工g00g40x100z50m30圖2 刀具卡片序號刀具編號刀片名稱刀具材料刀具半徑刀具規(guī)格1t0135外圓車刀硬質(zhì)合金0.525x252t02寬度為6的切槽刀硬質(zhì)合金0.225x253t03外螺紋刀硬質(zhì)合金0.525x25圖2 加工工序卡片圖4.14刀具軌跡編寫程序o0042g21g97g98t0202m03s600g00x30z2g73u-6w2r6-粗鏜內(nèi)表面

43、g73p60q70u-0.5w0f100n60g01x36f80z0 x32z-20n70x36z-40g00z50s800m03g00x30z2g70p60q70f60-精鏜內(nèi)表面g00z50x100t0303m03s800g00x50z2g71u1r1-粗車外輪廓g71p80q90u0.4w0.2f100n80g01x48z0n90z-42g0050z50s1000m03g70p80q90f80-精加工外輪廓g00x100z50圖3 刀具卡片t0404s600m03g00x50z2g01z-40f60-切斷x1g00x100z50m30序號刀具編號刀片名稱刀具材料刀具半徑刀具規(guī)格1t013

44、5外圓車刀硬質(zhì)合金0.225x252t02切槽刀硬質(zhì)合金0.225x253t03螺紋刀高速鋼0.225x25圖3 加工工序卡片編寫程序：o0002g21g97g99t0101m03s800g00x50z2g71u4r2-粗車外輪廓g73p20q30u1w0f0.15n20g01x25z0x27z-1圖4.15刀具軌跡z-23x36x40z-42x48n30z-65g00x50z50 s1000m03g70p20q30f0.1-精車內(nèi)輪廓g00x100z50t0202s600m03g00x50z2g01z-23f0.06-切槽x24x50z-60x35x50z-55x35x50g00x100z5

45、0t0303m03s400g00x50z2g92x27z-17f0.15-車外螺紋x26.2x25.2x24.9x24.7x25.55g00x100z50t0202s600m03g00x50z2g01z-66f0.1-切斷x1x55g00x100z50m30、仿真加工仿真加工見附錄2中的視頻。4 仿真軟件的介紹4.1、斯沃仿真軟件介紹南京斯沃軟件技術(shù)有限公司開發(fā)的，法那科(fanuc)、西門子(sinumerik)、三菱(mitsubishi)、西班牙發(fā)格(fagor)、 美國哈斯(haas)、pa、 廣州數(shù)控(gsk)、華中世紀星(hnc)、北京凱恩帝(knd)、大連大森(dasen)、南京

46、華興(wa)、 江蘇仁和(renhe)、南京四開、天津三英、成都廣泰（great）數(shù)控車銑、巨森數(shù)控jnc及加工中心仿真軟件，數(shù)控機床維修仿真軟件，數(shù)控維修（電氣）仿真 以及plc仿真系統(tǒng)是結(jié)合機床廠家實際加工制造經(jīng)驗與高校教學訓練一體所開發(fā)的國內(nèi)第一款自動免費下載更新的數(shù)控、電氣以及plc仿真軟件。通過該軟件可以使學生達到實物操作訓練的目的，又可大大減少昂貴的設(shè)備投入。 斯沃數(shù)控仿真(數(shù)控模擬)軟件包括17大類，67個系統(tǒng)，126個控制面板。具有fanuc、siemens(sinumerik)、mitsubishi、fagor、美國哈斯haas、pa、romi、廣州數(shù)控gsk、華中世紀星hn

47、c、北京凱恩帝knd系統(tǒng)、大連大森dasen、南京華興wa、 江蘇仁和renhe、南京四開、天津三英、成都廣泰great、巨森數(shù)控jnc編程和加工功能，學生通過在pc機上操作該軟件，能在很短時間內(nèi)掌握各系統(tǒng)數(shù)控車、數(shù)控銑及加工中心的操作，可手動編程或讀入cam數(shù)控程序加工，教師通過網(wǎng)絡(luò)教學，可隨時獲得學生當前操作信息。斯沃數(shù)控仿真軟件也是目前國內(nèi)唯一自動免費下載更新的數(shù)控仿真軟件。4.2、斯沃數(shù)控仿真軟件的功能、實現(xiàn)屏幕配置且所有的功能與fanuc工業(yè)系統(tǒng)使用的cnc數(shù)控機床一樣。、實時地解釋nc代碼并邏輯機床進給命令。、提供與真正的數(shù)控機床類似的操作面板。、單程序塊操作，自動操作，編輯方式，

48、空運行等功能。、移動速率調(diào)整，單位毫米脈沖轉(zhuǎn)換開關(guān)等。4.3、軟件操作操作界面(包括：操作工具欄、視圖工具欄、編程面板、操作面板、主窗口屏幕)圖5.1操作界面(如下圖所示)4.4、機床參數(shù)設(shè)置圖5.2機床參數(shù)設(shè)置界面 刀具設(shè)置圖5.3 刀具參數(shù)設(shè)置界面機床操作刀具管理選定所需刀具修改修改所需參數(shù)工件參數(shù)及附件工件操作設(shè)置毛坯修改參數(shù)及工件材料（如圖所示）圖5.4 工件參數(shù)設(shè)置界面4.5、solidworks介紹solidworks軟件是世界上第一個基于windows開發(fā)的三維cad系統(tǒng)，由于技術(shù)創(chuàng)新符合cad技術(shù)的發(fā)展潮流和趨勢，solidworks公司于兩年間成為cad/cam產(chǎn)業(yè)中獲利最高

49、的公司。solidworks所遵循的易用、穩(wěn)定和創(chuàng)新三大原則得到了全面的落實和證明，使用它，設(shè)計師大大縮短了設(shè)計時間，產(chǎn)品快速、高效地投向了市場。 4.5.1、solidworks軟件特點solidworks軟件功能強大，組件繁多。solidworks功能強大、易學易用和技術(shù)創(chuàng)新是solidworks的三大特點，使得solidworks成為領(lǐng)先的、主流的三維cad解決方案。solidworks能夠提供不同的設(shè)計方案、減少設(shè)計過程中的錯誤以及提高產(chǎn)品質(zhì)量。solidworks不僅提供如此強大的功能，同時對每個工程師和設(shè)計者來說，操作簡單方便、易學易用。solidworks提供的autocad模擬器，使得autocad用戶可以保持原有的作圖習慣，順利地從二維設(shè)計轉(zhuǎn)向三維實體設(shè)計。solidworks提供了生成完整的、車間認可的詳細工程圖的工具。工程圖是全相關(guān)的，當你修改圖紙時，三維模型、各個視圖、裝配體都會自動更新。從三維模型中自動產(chǎn)生工程圖，包