联动轴的数控加工与编程设计【毕业论文答辩资料】

需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 前言 数控机床是一种技术密集度及自动化程度很高的机电一体化加工设备，是综合应用计算机、自动控制、自动检测及精 密测量 等高新技术的产物。随着数控机床的发展与普及，现代化企业对于懂得 数控各方面 技术、能进行数控加工编程的技术才的需求量必将不断增加。 数控车床 是目前使用最广泛的数控机床之一。 所以在轴类的加工与制造中也将对数控车床的操作与编程进行详细介绍。 机械制造工艺卡片的设计是机械设计的一个基础教学环节。综合应用机械基础知识和专业知识进行实际的训练。通过设计能够培养我们独立的设计能力，提高分析和解决实际问题的能力，提高 设计技能，掌握设计方式为以后的实际工作铸造良好的基础。 轴的设计和加工涉及的知识十分丰富，与实际联系紧密，而且综合了机械设计基础、材料力学、加工工艺、公差配合等多个学科的知识，对于各个学科知识的理解和运用十分有益。 同样，也是对我们这几年学习的综合检验。通过设计扩展知识层面，学到更新的知识，也是一次较好的实地实训。但同时我们的知识是有限的，因此，在设计的过程中也遇到了一些挫折，可是没有难倒我们，经刻苦钻研和虚心请教以及查阅一些手册，基本上完成了这次设计任务，但是，在设计方面有很多地方值得我们去学习、去克服、去思 考。 联 动 轴 机 械 设 计 与 加 工 2 摘要 本次设计加工了一个具有弧度、斜度、螺纹、凹槽、等特征的轴类零件，结合零件的不同进行零件分析，在加工过程中应用数控车床加工又进行了数控车削的分析，接着进行零件图的分析，毛坯的确定、刀具的选择等。本零件采用45 钢作为毛坯，刀具公用三把刀，即外圆车刀、切槽刀、螺纹刀。 把已经设计好的轴类零件在开始加工之前先仔细研究其外观特点，解零件加工完成后所要达到的精度要求，从而选择机床设备、 刀具选择、 定位基准、装夹方式、加工顺序等等的有关内容， 用数控车床进行加工， 分清可以手动加工和需要自动加 工的工序，用图片和文字相结合的方法逐步讲解加工过程， 即进行了仿真的加工又有实际操作的加工及其注意事项。 在加工过程中发现自己的不足之处。 关键词 ：数控机床、精简的选择、刀具的选择、加工精度、工序 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 正文 一、轴类零件 轴类零件是机器中的常见零件，也是最重要的零件，其主要功用是支撑传动零部件（如齿轮、带轮等）和传递扭矩，下面介绍轴类加工的特点及要求： 1、轴类零件的结构特点 轴类零件是旋转体零件，其长度大于直径，加工通常由内外圆柱面、圆锥面，以及螺纹、花键、键槽、横向沟、沟槽等。根 据轴上表面类型和结构特征的不同，轴可分为多种形式，如 ;光轴、空心轴、半轴、阶梯轴、曲轴、凸轮轴等。 2、轴类零件的技术要求 （ 1）直径精度和几何形状精度 轴上支撑轴颈和配合轴颈是轴的重要表面，其直径精度通常为 ，形状精度（圆度、圆柱度）控制在直径公差联 动 轴 机 械 设 计 与 加 工 4 之内，形状精度要求较高时，应在零件图样上另行规定其允许的公差。 （ 2）相互位置精度 轴类零件中的配合轴颈（装配传动件的抽颈）对于支撑轴颈得同轴度是其相互位置精度的普遍要求。普通精度的轴，配合轴颈对支撑轴颈的径向圆跳动一般为 精度轴为 此外，相互位置精度还有内外圆柱面间的同轴度，轴向定位端面与轴心线的垂直度要求等。 （ 3）表面粗糙度 根据机器精密程度的高低，圆转速度的大小，轴类零件表面粗糙度要求也不相同。支撑轴颈的表面粗糙度 R 值一般为 合轴颈 R 值为 2.5 3、轴类零件的材料和热处理 一般轴类零件的材料常用 45 钢，通过正火、调质、淬火等不同的热处理工艺，获得一定的强度、韧性和耐磨性。中等精度而转速较高的轴类零件可选用40合金结构钢，经调质和表面淬火处理获得较好的综合力学性能。精度较高的轴可学用轴承钢 弹簧钢 65，通过调质和表面淬火获得更好的耐磨性和耐疲劳性。高转速、重载等条件下工作的轴可选用 2020，经过淬火或渗氮处理获得高的表面硬度、耐磨性和心部强度。 二、介绍数控车削 数控车削是数控加工中用得最多的加工方法之一。由于数控车床具有加工精度高、能作直线和圆弧插补以及在加工过程中能自动变速的特点，因此，其工艺范围较普通机床宽的多。凡是能在数控车床上装夹的回转体零件都能在数控车床上加工。 针对数控成床的特点，下列几种零件最适合数控车削加工。 1、 精度要求高的回转体零件 由于数控车床刚性好，制造和对刀精度高，以及能方便和精确进 行人工补偿和自动补偿，所以能加工尺寸精度要去较高的零件。在有些场合可以以车代磨。此外，数控车削的刀具运动是通过高精度插补运算和伺服驱动来实现的，再加上机床的刚性号和制造精度高，所以它能加工对母线直线度、圆度、圆柱度等形状精度要求高的零件。 2、表面粗糙度要求高的回转体零件 数控车床具有恒线速切削功能，能加工出表面粗糙度值小而均匀 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 的零件。在材质、精车余量和刀具一定的情况下， 表面粗糙度取决于进给量和切削速度。在普通车窗上车削锥面和端面时，由于转速恒定不变，致使车削后的表面粗糙度不一致，只有某一直径出的粗糙度值最小。使用数控车床的横线速切削功能，就可选用最佳线速度来切削锥面和端面，使车削后的表面粗糙度值既小又一致。 3、 表面形状复杂的回转体零件 由于数控车床具有直线和圆弧插补功能，所以可以车削由任意直线和 曲线组成的形状复杂的回转体零件。组成零件轮廓的曲线可以时数学方程式描述的曲线，也可以是列表曲线。对于由直线或圆弧组成的轮廓，直接利用机床的直线或圆弧插补功能，对于由非圆曲线组成的轮 廓应先用直线或圆弧去逼近，然后再用直线或圆弧插补功能进行插补切削。 4、 带特殊螺纹的回转体零件 普通车床所能车削的螺纹相当优先，他只能车等导程的直、锥面公、英制螺纹，而且一台车床只能限定加工若干中导程。数控车床不但能车削任何等导程的直、锥和端面螺纹，而且能车增导程、减导程、，以及要求等导程与变导程之间平滑过度的螺纹。数控车床车削螺纹时主轴转向不必像普通车床那样交替变换，它可以一刀一刀不停顿的循环，直到完成。所以他车螺纹的效率很高。数控车床可以配备精密螺纹切削功能，再加上一般采用硬质合金成型刀片，以及可以使用较高 的转速，所以车削出来的螺纹精度高、表面粗糙度小。 三、刀具的选择 1影响数控刀具选择的因素 在选择刀具的类型和规格时，主要考虑以下因素的影响： （ 1）生产性质 在这里生产性质指的是零件的批量大小，主要从加工成本上考虑对刀具选择的影响。例如在大量生产时采用特殊刀具，可能是合算的，而在单件或小批量生产时，选择标准刀具更适合一些。 （ 2）机床类型 完成该工序所用 的机床 对选择的刀具类型（钻、车刀或铣刀）的影响。在能够保证工件系统和刀具系统刚性好的条件下，允许采用高生产率的刀具，例如联 动 轴 机 械 设 计 与 加 工 6 高速切削车刀和大进给量车刀 。 （ 3）数控加工方案 不同的数控加工方案可以采用不同类型的刀具。例如孔的加工可以用钻及扩孔钻，也可用钻来进行加工。 （ 4）工件的尺寸及外形 工件的尺寸及外形也影响刀具类型和规格的选择，例如特型表面要采用特殊的刀具来加工。 （ 5）加工表面粗糙度 加工表面粗糙度影响刀具的结构形状和切削用量，例如毛坯粗铣加工时，可采用粗齿铣刀，精铣时最好用细齿铣刀。 （ 6）加工精度 加工精度影响精加工刀具的类型和结构形状，例如孔的最后加工依据孔的精度可用钻、扩孔钻或镗刀来加工。 （ 7）工件材料 工件材料将决 定刀具材料和切削部分几何参数的选择，刀具材料与工件的加工精度、材料硬度等有关。 2数控刀具的性能要求 由于数控机床具有加工精度高、加工效率高、加工工序集中和零件装夹次数少的特点，对所使用的数控刀具提出了更高的要求。从刀具性能上讲，数控刀具应高于 一般机床 所使用的刀具。 选择数控刀具时，首先要应优先选用标准刀具，必要时才可选用各种高效率的复合刀具及特殊的专用刀具。在选择标准数控刀具时，应结合实际情况，尽可能选用各种先进刀具，如可转位刀具、整体硬质合金刀具、陶瓷刀具等。 在选择数控机床加工刀具时，还应 考虑以下几方面的问题： （ 1）数控刀具的类型、规格和精度等级应能够满足加工要求，刀具材料应与工件材料相适应。 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 （ 2）切削性能好。为适应刀具在粗加工或对难加工材料的工件加工时能采用大的背吃刀量和高进给量，刀具应具有能够承受高速切削和强力切削的性能。同时，同一批刀具在切削性能和刀具寿命方面一定要稳定，以便实现按刀具使用寿命换刀或 对 刀具寿命进行管理。 （ 3）精度高。为适应数控加工的高精度和自动换刀等要求，刀具必须具有较高的精度，如有的整体式立铣刀的径向尺寸精度高达 （ 4）可靠性高。要保证数控加工中不会发生刀具意外损伤及潜在缺陷而影响到加工的顺利进行，要求刀具及与之组合的附件必须具有很好的可靠性及较强的适应性。 （ 5）耐用度高。数控加工的刀具，不论在粗加工或精加工中，都应具有比普通机床加工所用刀具更高的耐用度，以尽量减少更换或修磨刀具及对刀的次数，从而提高数控机床的加工效率和保证加工质量。 （ 6）断屑及排屑性能好 。数控加工中，断屑和排屑不像普通机床加工那样能及时由人工处理，切屑易缠绕在刀具和工件上，会损坏刀具和划伤工件已加工表面，甚至会发生伤人和设备事故，影响加工质量和机床的安全运行，所以要求刀具具有较好的断屑和排屑性能。 3刀具的选择方法 刀具的选择是数控加工工艺中的重要内容之一，不仅影响机床的加工效率，而且直接影响零件的加工质量。由于数控机床的主轴转速及范围远远高于普通机床，而且主轴输出功率较大，因此与传统加工方法相比，对数控加工刀具的提出了更高的要求，包括精度高、强度大、刚性好、耐用度高，而且要求尺寸稳定 ，安装调整方便。这就要求刀具的结构合理、几何参数标准化、系列化。数控刀具是提高加工效率的先决条件之一，它的选用取决于被加工零件的几何形状、材料状态、夹具和机床选用刀具的刚性。应考虑以下方面： （ 1）根据零件材料的切削性能选择刀具。如车或铣高强度钢、钛合金、不锈钢零件，建议选择耐磨性较好的可转位硬质合金刀具。 （ 2）根据零件的加工阶段选择刀具。即粗加工阶段以去除余量为主，应选择刚性较好、精度较低的刀具，半精加工、精加工阶段以保证零件的加工精度和产品质量为主，应选择耐用度高、精度较高的刀具，粗加工阶段所用刀具 的精度联 动 轴 机 械 设 计 与 加 工 8 最低、而精加工阶段所用刀具的精度最高。如果粗、精加工选择相同的刀具，建议粗加工时选用精加工淘汰下来的刀具，因为精加工淘汰的刀具磨损情况大多为刃部轻微磨损，涂层磨损修光，继续使用会影响精加工的加工质量，但对粗加工的影响较小。 （ 3）根据加工区域的特点选择刀具和几何参数。在零件结构允许的情况下应选用大直径、长径比值小的刀具；切削薄壁、超薄壁零件的过中心铣刀端刃应有足够的向心角，以减少刀具和切削部位的切削力。加工铝、铜等较软材料零件时应选择前角稍大一些的立铣刀，齿数也不要超过 4 齿。 选取刀具时，要使刀具 的尺寸与被加工工件的表面尺寸相适应。生产中，平面零件周边轮廓的加工，常采用立铣刀；铣削平面时，应选硬质合金刀片铣刀；加工凸台、凹槽时，选高速钢立铣刀；加工毛坯表面或粗加工孔时，可选取镶硬质合金刀片的玉米铣刀；对一些立体型面和变斜角轮廓外形的加工，常采用球头铣刀、环形铣刀、锥形铣刀和盘形铣刀。 在进行自由曲面加工时，由于球头刀具的端部切削速度为零，因此，为保证加工精度，切削行距一般很小，故球头铣刀适用于曲面的精加工。而端铣刀无论是在表面加工质量上还是在加工效率上都远远优于球头铣刀，因此，在确保零件加工不过切 的前提下，粗加工和半精加工曲面时，尽量选择端铣刀。另外，刀具的耐用度和精度与刀具价格关系极大，必须引起注意的是，在大多数情况下，选择好的刀具虽然增加了刀具成本，但由此带来的加工质量和加工效率的提高，则可以使整个加工成本大大降低。 四 数控工序的安排 1. 工序划分的原则 在数控机床上加工零件，工序可以比较集中，尽量一次装夹完成全部工序。与普通机床加工相比，加工工序划分有其自身的特点，常用的工序划分有以下两项原则。 （！）保证精度的原则：数控加工要求工序尽可能集中，通常粗、精加工 在一次装夹下完成，为减少 热变形和切削力变形对工件的形状精度、位置精度、尺寸精度和表面粗糙度的影响，应将粗、精加工分开进行。对轴类或盘类零件，将各处先粗加工，留少量余量精加工，来保证表面质量的要求。同时，对一些箱需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 体工件，为保证孔的加工精度，应现加工表面而后加工孔。 （ 2） 提高生产效率的原则：数控加工中，为减少换刀次数、节省换刀时间 应将应用同一把刀加工的加工部位全部完成后，再换另一把刀来加工其他部位。同时应尽量减少空行程，用同一把刀加工工件的多个部位时，应以最短的路线到达各加工部位。实际中，数控加工工序要根据具体零件的结构特点和技术要求等情况综合考虑。 2. 工序的划分方法 在数控铣床上加工零件，工序应比较集中，在一次装夹中应该尽可能完成应尽量多的工序 。首先应根据零件图样，考虑被加工零件是否可以在一台数控机床上完成整个零件的加工工作。若不能，则应该选择哪一部分零件表面需要用数控铣床加工。根据数控加工的特点，一般工序划分可以按如下方法进行： （ 1）按零件加工表面划分 对于加工内容很多的零件，可按其结构特点将加工部位分成几个部分，如内形、外形、曲面或平面。一般加工外形时，以内省定位；加工内形时，以外形定位。将位置精度要求较高的表面安排在一次 安装下完成，以免多次安装所产生的安装安装误差影响位置精度。 （ 2） 以同一把刀具加工的内容划分。 为了减少换刀次数，压缩空程时间，减少不必要的定位误差，可按刀具集中工序的方法加工零件。虽然有些零件能在一次安装加工出很多待加工面，但考虑到程序太长，会受到某些限制，如控制系统的限制（主要是内存容量）、机床连续工作时间的限制（如一道工序在个班内不能结束）等。此外，程序太长会增加出错率，查错与检索也相应比较困难，因此程序不能太长，一道工序的内容也不能太多。 (3) 以粗、精加工划分。 根据零件的 加工精度、刚度和变形等因素来划分工序时，可按粗、精加工分开的原则来进行工序划分，即先粗加工在精加工。特别对于易发生加工变形的零件，由于粗加工后可能发生较大的变形而需要进行较形，因此一般来说，凡要进行粗、精加工的工件都要将工序分开。此时可用不同的机床或不同的刀具进行加工。通常在一次装夹中，不允许将零件某一部分表面加工完后，在加工零件的联 动 轴 机 械 设 计 与 加 工 10 其他表面。 综上所述，在划分工序时，一定要根据零件的结构与工艺性、机床的功能、零件数控加工的内容、装夹次数及本单位生产组织状况等来灵活协调。 对于加工顺序的安排，还应根据零件的结 构和毛坯状况，以及定位安装与夹紧的需要来考虑，重点是工件的刚性不被破坏。顺序安排一般应按下列原则进行： 要综合考虑上道工序的加工是否影响到下道工序的加工定位与夹紧，中间穿插有通用机床加工工序等因素。 先安排内形加工工序，后安排外形加工工序。 在同一次安装中进行多道工序时，应先安排对工件刚性破坏小的工序。 在安排以相同的定位和夹紧方式或用同一把刀具加工工序时，最好连接进行，以减少重复定位次数、换刀次数与挪动压板次数。 3、工序的划分、工序工步的内容 加工顺序 1）、 2）分别作为一个工序，具体内容见以下工序卡片： 青岛滨海学院 数控加工工序卡片 零件名称 材料 零件图号 中部螺纹球头轴 45#钢 01 工序号 程序编号 夹具名称 使用设备 车间 1 抓自定心卡盘 数控机床（ 青岛滨海学院数控技术实训基地 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 工 步 号 工步 内容 刀具号 刀补号 主轴转速 r/给量 mm/r 背吃刀量 粗车轴 25左端端面； 粗车轴 25 外圆轮廓至中间退刀槽处 1 800 精车轴 25左端端 面、倒角；精车轴 25外圆轮廓至中间退刀槽处 2 1000 序号 程序编号 夹具名称 使用设备 车间 2 抓自定心卡盘 数控机床（ 青岛滨海学院数控技术实训基地 工 步 号 工步 内容 刀具号 刀补号 主轴转速 r/给量 mm/r 背吃刀量 粗车轴右端 20球面、1 800 精车轴右端 外圆柱面、 2 1000 退刀槽 400 6 用螺纹刀切出中部 300 和 ) 联 动 轴 机 械 设 计 与 加 工 12 4 轴类零件加工的定位基准和装夹 1)设计基准一般都是轴的中心线，若用两中心孔定位，符合基准重合的原则。中心孔不仅是车削时的定为基准，也是其它加工工序以工件的中心孔定位 在轴的加工中，零件各外圆表面，锥孔、螺纹表面 的同轴度，端面对旋转轴线的垂直度是其相互位置精度的主要项目，这些表面的的定位基准和检验基准，又符合基准统一原则。当采用两中心孔定位时，还能够最大限度地在一次装夹中加工出多个外圆和端面。 2）以外圆和中心孔作为定位基准（一夹一顶） 用两中心孔定位虽然定心精度高，但刚性差，尤其是加工较重的工件时不够稳固，切削用量也不能太大。粗加工时，为了提高零件的刚度，可采用轴的外圆表面和一中心孔作为定位基准来加工。这种定位方法能承受较大的切削力矩，是轴类零件最常见的一种定位方法。 3）以两外圆表面作为定位基准 在加工空 心轴的内孔时，（例如：机床上莫氏锥度的内孔加工），不能采用中心孔作为定位基准，可用轴的两外圆表面作为定位基准。当工件是机床主轴时，常以两支撑轴颈（装配基准）为定位基准，可保证锥孔相对支撑轴颈的同轴度要求，消除基准不重合而引起的误差。 五、零件的工艺分析 所要加工的零件如图： 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 钢1、零件图的完整性与正确性分析 零件的视图应足够、正确及表达清楚，并符合国家标准，尺寸及有关技术要求应标注齐全，几何元素（点、线、面）之间的关系应明确（ 如相切、相交、垂直、平行等）。如图所示，该零件图包含了螺纹、圆弧、倒角、沟槽等，基本是能体现出图形的形状，概括所学内容。图形总长度为 98中在最右端加工一个 7次是斜线、螺纹、沟槽、半径为 20端面。 2、零件技术要求分析 零件的技术要求主要指尺寸精度、形状精度、位置精度、表面粗糙度及热处理等。这些要求在保证零件使用性能的前提下应经济合理。过高的精度和表面粗糙度要求会使工艺过程复杂、加工困难、或成本高。如图， 3、尺寸标注方法分析 联 动 轴 机 械 设 计 与 加 工 14 零件图上的尺 寸标注方法有局部分散标注法、集中标注法和坐标标注法等。 对在数控数控机床上加工的零件，零件图上的尺寸在加工精度能够保证使用性能的前提下，根据不分散法标注，采用集中标注，或以同一基准标注，即标注。这样，即便于编程，又有利于设计级缓存、工艺基准、与编程远点的统一。 4、零件材料分析 在满足零件功能的前提下应选用廉价的材料。材料的攒则应立足国内，不要 轻易选用贵重及紧缺的材料 . 5、毛坯的确定 确定毛坯主要考虑下列因素 （ 1）零件的材料及其力学性能 零件的材料大致确定了毛坯的种类，而其力学性能的高低，也在 一定程度上影响毛坯的种类，如力学性能要求较高的刚件，其毛坯最好用锻件而不用型材。 （ 2）生产类型 不同的生产类型决定了不同的毛坯制造法。大批量生产中，应该采用精度和生产率都较高的先进的毛坯制造方法。如铸件应采用金属模机器造型，锻件应采用模锻；并应当充分考虑采用新工艺、新技术和新材料的可能性，如精铸，精锻、冷挤压、冷轧、粉末冶金和工程塑料等。单件小批生产则一般采用木模手工造型或自由锻等比较简单方便的毛坯制造方法。 （ 3）零件的结构形状和外形尺寸 在充分考虑了上述两个因素后，有时零件的结构形 状和外形也会影响毛坯的种类和制造方法。如常见的一般用途的钢质阶梯轴，当各台阶直径相差不大时可用型材，若个台阶直径相差很大时，易用锻件；成批生产中，中小性零件可选用模锻，而大尺寸的钢轴受到设备和模具的限制一般选用自由锻。 综上所述该零件图应选 45钢 六、加工顺序的确定 在分析了上述内容后，接下来既要确定零件的加工顺序。制定零件车削加工顺序一般遵循下列原则 ; 1、 先粗后精 按照粗车 精车的加工循序进行，逐步提高加工精度。粗车将在较短 的时间内将工件表面上的大部分加工余量切掉，一方面提高金属切除率，另一方需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 面满 足精车的余量均匀性要求。若粗车后留余量的均匀性满足不了精加工要求时，则要安排半精车，以此为精车做准备。精车要保证加工精度，按照图样尺寸，一刀切出零件轮廓。 2、 先进后远 这里所说得远与近，是按加工部位相对于对导点的距离大小而言的。在一般情况下，离对刀点的部位后加工，以便缩短刀具移动距离，减少空行程时间。对于车削而言，先近后远还有利于保持胚件或半成品的刚性，改善其切削条件。如：在上图中如果按照 30仅会增加刀具返回对刀点所需的空行程时间，而且已开始就削弱了工件的刚性，还可能是台阶的外直 径出产生毛刺（飞边）。对这类直径相差不大的台阶周，当第一刀的背吃刀量未超限时，按 24 3、 内外交叉 对既有内表面，又有外表面需加工的零件，安排加工顺序时，应先进行内外 表面粗加工，后进行内外表面精加工。切不可将零件上一部分表面加工完毕后，在加工其他表面。 七、数控仿真加工 1、 零件的选择与工艺分析 零件的选择，经分析选用 100 工艺分析 有图可以看出，此零件为两头加工的零件，考虑装夹方便、稳固、精确的原则，应先加工左边，装夹量为 10工万左侧后，在进行加 工右侧。在数控车床上用三爪自定心卡盘夹紧工件一端（所夹长度至少为工件的 1/3长），先加工工件的左端，然后以其作为定为基准再加工零件右端。之所以舍弃传统的“先粗后精”原则（在本例中即先对左、右端粗加工，在对其精加工），是为了减少工件装夹次数，提高工件定位精度。若采用“先粗后精”原则，则需装夹工件 4次，即左右粗加工各一次，左右精加工各一次。若采用后者，装夹工件两次。 2、 刀具的选择与相关计算 在该零件的数控车削加工中，共需 4把刀具，即外圆粗车刀、外圆精车刀、切槽刀、螺纹刀。 联 动 轴 机 械 设 计 与 加 工 16 刀具参数详情见以下刀具卡片 计算： 的经验计算值、小径的经验计算值 在加工螺纹时，由于螺纹粗牙会受到螺纹刀的挤压作用，因此会影响加工精度，致使所加工的螺纹大径、小径均偏大。考虑到此影响，为保证加工精度，根据加工经验，计算得螺纹大径、小径的编程值分别为： 1） D=24 ） d=24 、 进行数控仿真的编程 程号为号 0100（左端加工） 具号为 01刀补号为 01端面刀 件 名 称 中部螺纹球头轴 程序 编号 0002 零件图号 01 工步号 刀具号 刀具名称 刀尖半径 前角（。） 后角（。） 主偏角（ 1 圆粗车刀 0o 9 o 95 o 2 圆精车刀 5 o 12 o 93 o 3 圆粗车刀 0 o 9 o 95 o 4 圆精车刀 5 o 12 o 93 o 5 槽刀 6 纹刀 0 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 令对 背吃刀量为 刀量为 加工 X 方向与量为 向为 0 进给速度为 r 70 对 20进行精加工 00 主轴停转，加工另一端 60030 切半径为 7 切半径为 2 动 轴 机 械 设 计 与 加 工 18 70 00 进行换刀，主轴停止 切槽刀 0303 螺纹刀 到成为 05 程序结束 4、 有关注意事项 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 （ 1） 对刀时应该注意：对 X 轴应该 Z 方向进刀 Z 方向出刀；对 Z 轴时应该 方向出刀，以免不准确。 （ 2） 在一个程序段中，根据图样上标注的尺寸可以采用绝对值编程或增量值编程，也可以采用混合编程。 （ 3） 被加工零件的径向尺寸在图样上和测量时，一般用直径值表示，所以采用直径尺寸编程更为方便。 （ 4） 由于车削加工常用棒料作为毛坯，加工余量较大，为简化编程，常用采用不同形式的固定循环。 （ 5） 编程时，认为车刀刀尖是一个点，而实际上为了提高刀具寿命和工件表面质量，车刀刀尖常磨成一个半径不大的圆弧。为提高工件的加 工精度，编制圆头刀程序时，需要对刀具半径进行补偿。使用刀具半径补偿后，编程时可直接按工件轮廓尺寸编程。 （ 6） 为了提高加工效率，车削加工的进刀与退刀都采用快速运动。进刀时，尽量接近工件切削开始点，切削开始点的确定以不碰撞工件为原则。 八、实物的加工 实物的加工与仿真有很大的不同，有些在仿真中很容易做到的，在际操作中 很困难或者根本就不能操作。所以仿真操作只能把自己所学的理论知识掌握起来，而与实际相差异大节。比如说，在仿真中很容易加工一个合格的零件，而是己动手操作是对于一个新手来说往往加工出废品。这就需要 我们理论加实践更好地运用左己所学知识。 在本设计加工实物中，由于采用的毛坯为橡胶棒，考虑到加工时庄稼可靠、方面，加工的准确性上，采用一头加工。 1、工艺的分析 在本次加工中，由于采用一头的加工方法，所以加工时从右往左依次加工。先用外援车道进行整个轮廓的粗加工，然后进行精加工。完毕后切槽刀进行切槽并且加工左端 32料，以上两步加工完后再用螺纹刀进行切螺纹。最后用切槽刀切断。 通过工艺分析，采取以下几点工艺措施： 对图样上给定的几个精度要求较高的尺寸，因上、下偏差绝对值相同， 故联 动 轴 机 械 设 计 与 加 工 20 编程时取平均值或其基本尺寸结果都一样。 粗车及精车选用主偏角为 93的外圆车刀，为防止副后刀面与工件轮廓干涉，副偏角不宜太小，应选 45。 为简化编程，粗车时使用 螺纹时使用 距大于 2、刀具的选用 所需要的数值计算在仿真中都已算过，在这里就不重复了。 3、实物加工的程序 程序号 外圆车刀 主轴正传 快速定位 10程序段进行粗加工， 背吃刀量为 刀量为 精加工 X 方向与量为 向为 0 进给速度为 r 件 名 称 中部螺纹球头轴 程序 编号 0002 零件图号 01 工步号 刀具号 刀具名称 刀尖半径 前角（。） 后角（。） 主偏角（ 1 圆车刀 0o 93 o 95 o 2 槽刀 3 纹刀 0 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 切径为 7圆弧 切半径为 270 00 切槽刀 快速进刀 快速退刀 0303 螺纹刀 动 轴 机 械 设 计 与 加 工 22 螺纹自动循环指令 00 用切槽刀切断 在 9805 程序结束 4、工件装夹时的注意事项 车削外圆、端面、切槽包括车削螺纹时各种类型车刀的安装与要求相同。车刀安装的是否正确 ，将直接影响到切削能否顺利进行和工件的加工质量。因此，车刀安装后，必须做到： 刀尖严格对准工件中心，以保证车刀前角和后角不变，否则车削工件端面时，工件中心将会留下凸头并损坏刀具。 在一次安装中加工内外圆表面与端面。这种工艺方案由于消除了安装误差对加工精度的影响，因而能保证较高的相互位置精度。在这种情况下，影响零件内外圆表面间的同轴度和孔轴线与端面的垂直度的主要因素是机床精度。该工艺方案一般用于零件结构允许在一次安装中，加需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 工出全部有位置精度要求的表面的场合。为了便于装夹工件，其 毛坯往往采用多件组合的棒料，一般安排在车床等工序较集中的机床上加工。 车刀刀杆应该与进给方向垂直，以保证主偏角和副偏角不变。 为避免加工中产生振动，要求车刀刀杆伸出长度应该尽量短，一般不超过刀杆厚度的 1 。 最少要用刀台上的两个螺钉压紧车刀，并且要求轮流拧紧螺钉。 车刀对准工件中心的方法：使用垫片来达到车刀刀尖对准工件中心。垫片一般用 150200钢片。垫片要垫实，垫片的数量应该尽 量少。正确的垫法是：使垫片在刀头一端与四方刀架垂直于刀杆的边对齐。 当车刀压紧后，试车切削端面，观察车刀刀尖是否对准中心，否则应该重新调整垫片并进行试切，直到车刀刀尖对准工件中心。 数控车床操作流程及安全注意事项 括操作面板、导轨面、卡爪、尾座、刀架、刀具等，确认无误后方可操作。 查各开关、按钮和按键是否正常、灵活、机床有无异常现象。 仔细核对代码、地址、数值、正负号、小数点及语法是否正确。 量和计算工件坐标系，并对所得结果进行检查。 对坐标、坐标值、正负号、小数点进行认真核对。 运行一次程序，看程序能否顺利进行，刀具和夹具安装是否合理，有无超程现象。 刀具运行至工件 3050 处，必须在进给保持下，验证 轴坐标剩余值与加工程序是否一致。 磨刀具和更换刀具后，要重新测量刀具位置并修改刀补值和刀补号。 对 修改部分仔细核对。 禁工件转动时测量、触摸工件。 联 动 轴 机 械 设 计 与 加 工 24 抖、异常声音、夹具松动等异常情况时必须停车处理。 13紧急停车后，应重新进行机床 “ 回零 ” 操作，才能再次运行程序。 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 附录 地址 功能 含义 地址 功能 含义 A 坐标字 绕 N 顺序号 程序段顺序编号 B 坐标字 绕 O 程序号 程序号或子程序号的指定 C 坐标字 绕 P 暂停时间或程序中某功能开 始时使用的顺序号 D 补偿号 刀具半径补偿指令 Q 固定循环终止段号或固定循环中的定距 E 第二次进给功能 R 坐标字 固定循环中定距离或圆弧半径的指定 F 进给速度 进给速度的指令 S 主轴功能 主轴转速的指定 G 准备功能 指令动作的方式 T 刀具功能 刀具编号和刀具补偿号的指令 H 补偿号 补偿号的指定 U 坐标字 与 I 坐标字 圆弧中心 V 坐标字 与 J 坐标字 圆弧中心 W 坐标字 与 增量坐标值 K 坐标字 圆弧中心 X 坐标字 标） L 循环次数 固定循环和子程序的重复次数 Y 坐标字 标） M 辅助功能 机床的开 /关指令 Z 坐标字 标） 联 动 轴 机 械 设 计 与 加 工 26 结论 数控加工工艺是随着 数控机床 的产生，不断发展和逐步完善起来的一门应用技术，研究的对象是数控设备完成数控加工全过程相关的集成化技术，最直接的研究对象是与数控设备息息相关的数控装置、控制系统、数控程序及编制方法。数控加工工艺源于传统的加工工艺，将传统的加工工艺、计算 机数控技术、计算机辅助设计和辅助制造技术有机地结合在一起，它的一个典型特征是将普通加工工艺完全融入数控加工工艺中。数