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0 目录 1 前言 2 2 零件的数控工艺分析 3 2.1 零件图的分析 .3 2.2 确定数控加工工艺 .3 2.3 刀具和切削用量的选择 .4 2.4 零件的装夹及夹具的选择 .5 3 数控加工程序的编制 6 3.1 程序原点的设置 .6 3.2 对刀方法和设置 .6 3.3 数值计算 .6 3.4 编制程序 .6 4 仿真过程和结果 8 4.1 数控加工仿真系统软件简介 .8 4.2 仿真过程 .9 4.3 仿真结果 .15 5 总结 16 参考文献 17 1 1 前言 在数字化制造技术中，计算机数控技术和数控编程技术是最重要的技术之一，本文主要 对模具加工所使用的动模板进行 CNC 加工，采用 FANUC 系统对动模板进行数控编程加工。首 先是对工件进行加工工序的确定，并且进行工艺分析，装夹方式的选择，切削用量的确定。 再对刀具进行了选择。然后就工艺路线进行编程加工。当前数控加工的重点发展方向是无图 化生产、单件高精度并行加工、少人化无人化加工，这就要求数控机床能满足高速、高动态 精度、高刚性、热稳定性、高可靠性、网络化以及与之配套的控制系统，最重要的是模具三 维型面加工特别注重机床的动态性能国内已有一些公司引进了高速车床，并开始应用。国内 机床厂陆续开发出一些准高速的车床，并正开发高速加工机床。数控技术是指用数字、文字 和符号组成的数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制的技术。它所控制的通常是位置、 角度、速度等机械量和与机械能量流向有关的开关量。数控的产生依赖于数据载体和二进制 形式数据运算的出现。1908 年，穿孔的金属薄片互换式数据载体问世；19 世纪末，以纸为 数据载体并具有辅助功能的控制系统被发明；1938 年在美国麻省理工学院进行了数据快速 运算和传输，奠定了现代计算机，包括计算机数字控制系统的基础。数控技术是与机床控制 密切结合发展起来的。1952 年，第一台数控机床问世，成为世界机械工业史上一件划时代 的事件，推动了自动化的发展。 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、自动检测及精密加工精度高,质量容易保证,发 展前景十分广阔,因此掌握数控车床的加工编程技术尤为重要。 轴类零件是机器中经常遇到的典型零件之一。它在机械中主要用于支承齿轮、带轮、凸 轮以及连杆等传动件，以传递扭矩。按结构形式不同，轴可以分为阶梯轴、锥度心轴、光轴、 空心轴、曲轴、凸轮轴、偏心轴、各种丝杠等。它主要用来支承传动零部件，传递扭矩和承 受载荷。轴类零件是旋转体零件，其长度大于直径，一般由同心轴的外圆柱面、圆锥面、内 孔和螺纹及相应的端面所组成。根据结构形状的不同，轴类零件可分为光轴、阶梯轴、空心 轴和曲轴等。 轴的长径比小于 5 的称为短轴，大于 20 的称为细长轴，大多数轴介于两者之间。 本论 文所加工的零件典型轴类零件则属于阶梯轴。 2 2 零件的数控工艺分析 2.1 零件图的分析 该零件表面由圆柱、圆锥以及圆球表面组成，如图 1。其中尺寸精度和表面粗糙度如图 所示。零件材料为 45 钢，热处理调质硬度 220-250HBS，为了便于装夹，坯件左端应预先留 出夹持部分，所以毛坯件选 85mm 的棒料，长度为 350mm。 图 1 零件图 2.2 确定数控加工工艺 以 85mm 外圆及右中心孔为工艺基准，用三爪自定义卡盘夹持 85mm 外圆，用机床尾 座顶尖顶住右中心孔。工步顺序： 1） 自右向左经行外轮廓面加工：倒角切削螺纹外圆切削锥螺纹车 62mm 外圆倒角车 80mm 外圆车 R70mm 圆弧车 80mm 外圆； 2） 切槽； 3） 车螺纹； 3 表 1 零件的加工工序卡 零件图 号 零件名称 文件编号 第 页 数控加工工序卡 NC 01 轴 工序号 工序名称 材料 车轮廓 45 加工车间 设备型号 主程序名 子程序名 加工原点 %001 G50 刀具半径补偿 刀具长度补偿 工 装 工步号 工步内容 夹具 刀具 1 车外圆 三爪卡盘 T01 2 切断零件 三爪卡盘 T02 3 车螺纹 三爪卡盘 T03 工艺员 张菁麟 校对 张菁麟 审定 批准 2.3 刀具和切削用量的选择 根据要求，选用三把刀具，1 号刀具车外圆，2 号刀具切槽，3 号刀具车螺纹。 4 表 2 刀具选择及参数 刀号 刀具名称 规格 用途 T01 外圆车刀 93 车端面、外轮廓 T02 切断刀 宽 4mm 切断零件 T03 螺纹车刀 螺距 1.5 车螺纹 2.4 零件的装夹及夹具的选择 装夹方案可知坯件轴线和左端端面为定位基准，左端采用三爪自定心卡盘夹紧即可，如 图 2 所示 。 图 2 三爪自定心卡盘夹具图 5 3 数控加工程序的编制 3.1 程序原点的设置 程序原点是指程序中的坐标原点，即在数控加工时，刀具相对于工件运动的起点。本次 加工中以右端球面的表面中心 O 点为基准建立坐标系，坐标原点为 O。 3.2 对刀方法和设置 采用 G50 设定工件坐标系时的对刀方法： 毛坯为 85mm 的棒料，欲加工最大直径为 85mm，总长为 290mm 的零件。编程时采用 程序段 G54 T0101 设定工件坐标系，工件坐标系原点 O 设在以右端球心 O 点。 加工时采用的 1 号刀具为 93硬质合金机夹偏刀，并作为基准刀具；2 号刀具为硬质合 金机夹切断刀（如图 3 所示） 。基准刀具刀尖点的起始点为 P。 图 3 刀具示意图 以上操作步骤完成了基准刀具的对刀。此时，若执行程序段 G54 T0101 后，则 CRT 屏幕 上的绝对坐标值处显示基准刀具刀尖在工作坐标系的位置。 3.3 数值计算 起刀点坐标（0，0） ； 3.4 编制程序 00003； N001 G50 X200.0 Z350.0 T0101； N002 630 M03； N003 G00 X41.8 Z292.0 M08； 6 N004 G01 X48.34 Z289.0 F0.15； N005 Z230.0； N006 X50.0； N007 X62.0 W-60.0； N008 Z155.0； N009 X78.0； N010 X80.0 W-1.0； N011 W-19.0； N012 G02 W-60.0 I3.25 K-30.0； N013 G01 Z65.0； N014 X90.0； N015 G00 X200.0 Z350.0 T0100 M09； N016 T0202； N017 S315 M03； N018 G00 X51.0 Z227 M08； N019 G01 X45.0 F0.10； N020 G04 O5.0； N021 G00 X51.0； N022 X200.0 Z350.0 T0200 M09； N023 T0303； N024 S200 M03； N025 G00 X62.0 Z296.0 M08； N026 G92 X47.54 Z228.5 F1.5； N027 X46.94； N028 X46.54； N029 X46.38； N030 G00 X200.0 Z350.0 T0300 M09； N031 M05； N032 M30； 7 4 仿真过程和结果 4.1 数控加工仿真系统软件简介 上海宇龙软件工程有限公司的数控加工仿真系统是一个应用虚拟现实技术于数控加 工操作技能培训和考核的仿真软件。该软件经历了五年多时间、三十多万人的大量使用，已 经成为较成熟的数控仿真软件。本软件产品正在为我国当前紧缺的数控操作技术人员的培养 作出有目共睹的贡献。 本软件具备对数控机床操作全过程和加工运行全环境仿真的功能。可以进行数控编程的 教学，能够完成整个加工操作过程的教学。使原来需要在数控设备上才能完成的大部分教学 功能可以在这个虚拟制造环境中实现。 由于大部分的实训活动可以在本仿真系统中实现， 使用本仿真软件将大大减少在数控机床设备上的资金投入，从而可以加快当前紧缺数控加工 操作技术人员的培训速度。由于使用仿真软件，也大大减少工件材料和能源的消耗，从而可 以降低培训成本。 由于仿真软件不存在安全问题，学员可以大胆地、独立地进行学习和练习。本软件中不 仅具有对学员编制的数控程序进行自动检测、具体指出错误原因的功能，还具有在真实设备 上无法实现的三维测量功能。这些功能使得学员可以进行自我学习，自我检测加工零件几何 形状的精度，大大降低了教师的工作强度。 8 4.2 仿真过程 图 4 数控加工仿真选择机床示意图 图 5 “数控加工仿真系统”软件界面 9 图 6 机床回零 图 7 安装零件示意图 图 8 控制零件移动示意图 10 图 9 导入程序示意图 图 10 输入数控程序前后的 CRT 界面 图 11 装刀具示意图 11 图 12 安装刀具后的机床 图 13 X 向对刀示意图 12 图 14 测量零件示意图 图 15 Z 向对刀示意图 13 图 16 程序 O0003 的输入 图 17 加工准备图 14 4.3 仿真结果 图 18 最后仿真结果 15 5 总结 通过这次的设计，对办公自动化、CAD2005 等软件的基本运用有了更深刻的了解，基本 掌握了轴类零件的加工工艺规程及确定加工路线的方法，通过对零件深刻的分析，使得加工 出的零件与之技术要求十分吻合，达到了设计所规定的要求。此次的课程设计使我知道了在 设计方面还存在许多不足.同时在老师的严格指导下使我学到了许多东西,在设计方面又使自 己成熟了许多,同时自己也感到在设计上又多了很多勇气.然而这也是我们在进行毕业设计之 前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练,因此,它在我 们四年的大学生活中占有重要的地位。就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己的 四年的大学生活做出总结,同时为将来工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、 解决问题的能力，为今后自己的工作打下一个良好的基础。 在这次设计中我是苦中有乐,苦的
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