毕业设计（论文）-数控加工与工艺处理.docx

青岛滨海学院毕业设计目录前言31 绪 论41.1研究的背景、目的及其价值41.1.1研究的背景41.1.2研究目的41.1.3研究价值41.2国内外的研究现状、发展动态51.2.1国内外现状51.2.2发展动态52 零件的工艺分析62.1加工工艺概述62.1.1 生产过程和工艺过程62.1.2 加工工艺过程的组成62.2 工件基准和定位72.2.1基准的分类72.2.2定位基准的选择72.3工艺路线的拟订92.3.1表面加工方法的选择92.3.2划分加工阶段92.3.3确定加工顺序102.3.4工序集中和工序分散102.4加工余量的确定102.5工艺卡的制订112.5.1工艺卡的制定112.5.2各零件工艺卡113 车削加工图样分析173.1图样分析概述173.1.1精度及技术要求分析173.1.2尺寸标注方法分析和零件轮廓几何要素分析183.2数控车削加工图样分析184 数控车削部分编程225 三维造型与仿真加工285.1三维造型285.1.1三维造型概述285.1.2三维造型图285.2仿真加工325.2.1仿真加工概述325.2.2仿真加工概述32结 论41参考文献42致谢43前言在技术日新月异的今天，智能化制造已经成为时代的主题，套体类零件的设计也在不断的推陈出新，适应着技术的进步。数控技术的发展已经有了多年的历史，也在随着技术的不断进步而不断发展着。制造业是衡量一个国家综合国力的一个重要指标，它支撑着整个国家的进步和发展。而在制造业中，套体类零件和数控技术都是很重要的组成部分。本文主要是对套体类的零件进行三维建模，制作出工程图样，然后对零件加工工艺进行分析，制订合理的数控加工工艺路线，还需要对数控加工的刀具等进行选择，制订最合理高效的数控加工方式，利用数控加工仿真技术进行模拟加工，最后利用数控机床加工出设计好的零件。由于编者能力水平有限，文中在所难免有各种不足之处，敬请各位老师提出宝贵意见并批评指正。1 绪 论1.1研究的背景、目的及其价值1.1.1研究的背景随着社会的发展进步，机械化与自动化已经越来越多的改变着我们的日常生活，它们让我们的生活更高效、更好的解放了我们的劳动自由，而在这背后支撑这种发展进步的重要功臣就是套体类零件，它们不同的结构与更多的其他零件共同组成了高效的机械结构。1.1.2研究目的主要是通过这次研究能对套体类部件，对数控机床的使用和原理有更深入的了解，从而更好的使设计达到使用的要求，制定出最合理高效的工艺路线，生产更好更实用的零件来达到更高的使用要求，满足机械自动化更高发展的要求，以期能够解放更多的人工生产力，达到效率最大化。1.1.3研究价值 随着机械的自动化和智能化发展成为趋势，对组成机械的各个零件的要求也越来越高，尤其是其中重要的套体类零件的设计和加工，随之而来的是对零件加工方法的更高要求，现在大部分的零件都离不开数控加工，所以数控加工就更加受到人们的青睐，现在生活中所遇到的机械零件除去铸造零件几乎所有的都是经过数控加工生产出来的。数控加工节省了大量的人力物力，节省了时间提高了加工效率，现在机械加工厂已经非常普遍化，然而在这些机械加工厂中必不可少的就是数控设备，数控加工已经成为机械零部件生产的主要形式。套体类部件的设计使得机器的运转更加精密，更好的完成所期望的要求，减少了很多不必要的麻烦，在有限的时间内生产出更多产品，进而降低生产成本，增加效益。然而要想高效的完成这些重要的套体类零件的加工，制订一个高效合理的加工工艺路线是必不可少的，这也是每次数控加工之前必须先要完成的任务，因为它关系到加工任务的能否高效完成，还会直接影响到加工完成后工件的质量。必须要做到能耗更低、效率更高，合理的加工工艺制订将是实现这一目标的必备条件1.2国内外的研究现状、发展动态1.2.1国内外现状近年来，我国企业的数控机床使用率不断上升，在很多企业已有较多的使用，从中小企业到个体企业中也普遍开始使用。现在使用的数控设备，由于成本等问题，高精度的数控机床使用成本太高，所以占大部分的中小型机械加工厂仍然在使用传统的数控加工设备，仅有为数不多的加工工厂使用的是高精尖的数控加工过设备。在西方发达国家，数控机床基本上被使用在大多数的工厂生产中，正因为如此，他们的工业化程度不断提高，技术性产品越来越多。21世纪以来，随着高速切削机理、超硬耐磨刀具材料和磨料模具，大 功 率 高 速 主 轴 、 数 字 控 制 进 给 部 件 以 及 智 能 把 持 系 统 和 防 护 装 置 等 一 系 列 技 巧 领 域 中 要 害 技 巧 的 解 决 ， 西方各 国 争 相 开 发 利 用 新 一 代 高 速 数 控 机 床 ， 数 控 设 备 的 发 展 非 常 迅 速。主轴转速高，数控系统更先进想数控机床正在不断被研发，也正在改变着我们的生活。1.2.2发展动态全世界高科技技术高速发展已经成为一种趋势，落后技术正在不断的被取代，在这个发展潮流中扮演重要角色的就是数控技术的发展。传统的制造业已经发生了根本性的改革。数控设备的发展是集各种技术于一身，去实现复杂的加工要求，制造出更先进是设备来支撑技术的发展，而这种趋势可以归结为： 1）运行高速化、加工高精化。高精度的加工就需要有高速度的数控机床，这是两个必须而且联系密切的指标，是它们支撑着数控技术的发展， 新一代数控设备在运行和精度等方面都有了更高的要求。但是计算机软件技术的不断进步，为它的发展提供了保证，进给系统伺服驱动装置，数控装置和主轴伺服驱动装置的性能也随之提高，数控技术的发展才能实现高速化和高精化，才能适应总体的发展趋势。2）功能集成化。集成化是指在一台设备能实现多种加工要求的方法。3）控制系统智能化。人工智能的现代制造柔性化和智能化的前提和保证，它是数字系统发展的大脑和控制中枢，是数控系统发展必不可少的一部分。4）体系多样化。系统功能可以由多方面加以实现，并可以与其他的系统相互兼容5）驱动平行化。并联加工中心使得加工智能方面有了重大突破。6）交互网络化。现在工业数控机床法拿克系统普及率很高，所以实现各种数控系统之间的交互就是解决数控技术共同发展的一道难题，也是必须要解决的，更是实现全球化的基本保证。7）造型人性化。2 零件的工艺分析2.1加工工艺概述2.1.1 生产过程和工艺过程生产过程就是一个从无到有的过程，将各种原材料经过组装之后成为一个成品。工艺过程是改变原材料的各种形式，使它变成与原来不同的形状、尺寸和相对位置等。机械加工工艺是改变产品的尺寸、相对位置和形状等使它成为一件合格的产品的过程。最后的组装，将各种零部件装配成一件成型的机器的过程，就别称为装配工艺过程。在机械制造领域，机械加工和装配两个工艺过程是两个重要的方面，是对机械制造进行研究必不可少的部分。2.1.2 加工工艺过程的组成一个或者多个按照一定顺序安排的工序组成了机械加工工艺过程，在这些工序中，又可以分为以下几个部分：1）工序 在同一时间由一个或几个工人同时完成的对一个工件所完成的工艺加工过程称为工序。2）工步与走刀 在连续加工过程中，在不改变加工表面，而且仍然使用原来的加工工具，这个过程就称为一个工步。 因为切削过程中工件的每个部分需要切削的厚度不一样，如果都是一次进刀会对刀具和机床造成损坏，所以一般需要分为几次进刀，这个过程的每一步进刀就称为走刀。3）安装与工位 工件的加工需要在转动的状态下进行，所以工件的固定是必须的，将工件使用设备上的夹具夹紧的过程就装夹，而在不改变装夹的状态下所进行的连续加工被称为安装。为加工成品的过程中，刀具或者夹具在一次安装过程中所占据的每一个位置就是一个工位。2.2 工件基准和定位2.2.1基准的分类在加工过程中需要对工件进行加工定位，这样才能正确的给数控系通过以正确的指令，而这个定位需要有一定的参照，可以使一个点、一条线或者一个面，这就是基准。按照作用的不同，可以分为以下两大类： （1）设 计 基 准 设计图纸中所标注的尺寸要求和基准称为设计基准，主要目的是为了标示加工中的尺寸关系和位置关系。这个基准可以消除加工积累误差，保证加工质量。（2）工 艺 基 准 在加工工艺制作过程中所采用的基准，称为工艺基准。根据用途的不同，工艺基准又可分为定位基准、测量基准和装配基准。1）定位基准 在加工中，用作共件定位的基准称为定位基准。2）测量基准 测量时所采用的基准称为测量记者滚。3）装配基准 装配时，用来确定零件或部件在产品中的相对位置的基准称为装配基准。特别指出的是，作为工艺基准的点、线总是以具体表面体现的，这个表面同擦很难过称为“基面”。2.2.2定位基准的选择零件加工过程中，既要保证合理高效，又要保证零件的精度，不管是位置精度和尺寸精度，都是影响零件质量的重要因素。基准又在其中起着重要的作用，影响起决定作用的位置精度的两个基准是粗基准和精基准。粗基准是在加工件是毛坯时使用的基准，而使用已经加工过的表面作为基准面的称为精基准。1、 基准的选择选择粗基准时，用着重考虑以下三方面：第一、选择的基准要留出可供加工的加工余量。第二、工件需要加工的和不需要加工的表面之间要有一定的位置精度联系。第三、还要保证装夹稳妥、可靠，以便于切削加工。具体应遵循以下原则：（1）为了一次安装加工出更多的表面，可以尝试以缩小加工表面与不加工表面的误差来实现，要实现这样的目标，就要使用不加工的表面作为粗基准。同时还要保证轴线与端面的垂直度以及内孔外圆的同轴度，可以采用一次安装加工尽量多的表面的方法实现。如果工件上有多个不加工的表面，则应以其中与加工表面相互位置要求较高的表面作为粗基准。（2）在有多个加工表面时，应该选择毛坯余量最小的表面作粗基准。（3）为了保证精度，要选择好测量的表面作为基准，也就是表面尽量光滑，还要有足够的表面积，如果已经加工过的面，还要打磨上面的毛刺等影响加工的因素。（4）粗基准应避免重复使用。在同一尺寸方向上，粗基准只允许使用一次，否则将无法保证加工表面间的位置精度。（5）作为粗基准的表面，一般又是夹紧力的承受面，它应有足够的刚度，不易变形。2、精基准的选择选择精基准应该保证工件的加工精度，同时使工件装夹方便、正确、可靠。为此一般遵循如下原则：（1）尽量选择设计基准作为精基准，即“基准重合”的原则 否则会产生定位误差，甚至使工件报废。（2）尽可能使精定位基准与测量基准重合，这样加工出来的没有定位误差。（3）尽可能使精基准与装配基准重合 一般的套、齿轮和带轮在精加工时，多利用以其内孔作为定位基准，用来加工外圆或其他表面。这样定位基准与装配基准重合，加工精度能够保证，装配时容易达到设计要求的精度。（4）尽可能使用统一基准 除第一道工序外，其余工序尽量采用同一精基准来加工大多数表面，尽管要实现这个原则需要多方面的配合，但是工件表面的位置精度在此必须要考虑到。它可以减少定位误差，提高加工精度，且便于装夹。这样做还有一个好处就是可以节约成本提高工作效率，还能减小误差。（5）“互为基准”的原则 互相作为基准，多重加工的方法，可以更均匀的分布加工余量，这样更有利于获得高位置精度。（6）在精基准的选择中，要考虑更高的精度要求，装夹要稳定还要更光滑面积更大的表面，才能减少定位误差。2.3工艺路线的拟订拟定工艺路线是指拟订加工零件所经过的有关部门和工序的先后顺序。工艺路线的拟订是制订工艺规程的重要部分，其主要内容是选择各个加工表面的加工方法，确定各个表面的加工顺序以及整个工艺过程的工序数目和工序内容。它与零件的加工要求、生产批量及生产条件等因素有关。工艺路线是指产品或零件在生产过程中，由毛坯准备到成品包装入库，经过企业各有关部门或工序的先后顺序。拟定零件的加工工艺路线时，应着重考虑零件经过哪几个加工阶段，采用什么加工方法，热处理工序如何穿插，是采取工序集中还是工序分散的方法才合适等方面的问题，以便拟定最佳方案。2.3.1表面加工方法的选择选择零件各表面的加工方法，是拟定零件加工工艺路线的主要任务之一。在选择合适的加工方法时，要考虑下列因素：1、 选择相应能获得经济精度和经济表面粗糙度的方法。2、 工件的结构形状和尺寸大小。3、 工件材料的力学性能及热处理的影响。4、 结合生产类型考虑生产效率与经济性。5、 现有生产条件。2.3.2划分加工阶段通常可将机械加工工艺过程划分为四个加工阶段：（1） 粗加工阶段 这一阶段主要任是切除各加工表面上的大部分加工量，主要问题是如何获得高的生产率。 （2）半精加工阶段 这一阶段是介于粗加工和精加工之间的切削加工过程，主要为工件的重要表面的精加工作准备，如何达到必要的加工精度和留有一定的加工余量，同时完成一些次要表面的终加工。（3）精加工阶段 在这一阶段中，使工件的各主要表面达到图样规定的质量要求。（4）光整加工或超精加工阶段 这是对要求特别高的工件采用的加工方法。2.3.3确定加工顺序安排零件表面的加工顺序时，遵循以下原则：（1）先主后次 根据零件的功用和技术要求，分清零件的主要表面和次要表面。（2）先基面后其他 应先加工出选定的后续工序的精基准，如外圆、内孔、中心孔等。（3）先粗后精 在加工时，一般先粗加工，在进行半精加工和精加工。（4）先面后孔 为了保证加工孔的稳定可靠性，应先加工空的端面，后加工孔。2.3.4工序集中和工序分散在划分了加工阶段以及各表面加工先后顺序以后，就可以把这些内容组成为各个工序，在组成工序时，有两条工序集中和工序分散的原则。工序集中有以下原则：1) 再一次安装中可完成零件多个加工表面，可以较好得保证这些加工表面的位置精度，同时还可缩短生产周期。2）减少机床数量，并相应减少操作工人，节省车间面积。3）可采用高效率的机床或自动生产、生产率高。4）采用专用设备，使投资增大，调整和维修复杂。2.4加工余量的确定由于毛坯不能达到零件所要求的精度和表面粗糙度，因此要留有加工余量，一边经过机械加工来达到这些要求。加工余量是指加工过程中从加工表面切除的金属层厚度。加工余量分为工序余量和总余量。1） 工序余量 是指某一表面在一道工序中切除的金属层厚度。2） 加工总余量 毛坯尺寸与零件图样的设计尺寸只差称为加工总余量。2.5工艺卡的制订2.5.1工艺卡的制定工艺卡的编制步骤如下：（1）分析零件图样 零件图样是制定工艺的最基本的依据，通过图样可以了解零件的功用、结构特征、技术要求以及零件对材料、热处理等要求，以便制定合理的工艺规程。（2）确定毛坯 根据零件所要求的形状、工艺尺寸等，而制成的供进一步加工用的生产对象，称为毛坯。（3）选择定位基准。 （4）拟定加工工艺路线。2.4.2各零件工艺卡零件一编程任务书和工序卡表1-1 数控编程任务书年 月 日10机械本2数控编程任务书产品零件图号零件1任务书编号零件名称偏心轮轴ck-2007-11使用数控设备数控车床共1 页第1页主要工艺说明及技术要求 1数控车削加工零件的尺寸精度和表面质量均需达到图纸要求。2技术要求：（1）未注尺寸公差按it12级；（2）未注倒角145；（3）去除毛刺飞边。收到编程时间年月 日经手人编制审核编程审核批准表1-2数控加工工序卡 年 月 日机械厂数控加工工序卡产品名称或代号零件名称零件图号偏心轮轴的加工偏心轮轴零件1工艺序 号程序编号夹具名称夹具编号使用设备加工车间o0001o0011三爪卡盘p1000数控车床实训基地工步号工步内容刀具号刀具规格主轴转r/min进给速度mm/r背吃刀量mm1粗车右端处外型t010193外圆车刀6000.1 22精车右端处外型t010193外圆车刀8000.13粗车左端处外型t010193外圆车刀6000.2 24精车左端处外型t010193外圆车刀8000.1编制 审核批准第 1页共1 页 表1-3刀具明细表零件图号零件名称材料数控加工刀具明细表程序编号车间使用设备零件1偏心轴轮45#钢o0001、o0011机3数控车床刀具号刀位号刀具名称规格刀补地址换刀方式加工部位t011外圆车刀35刀片01自动外轮廓t022外圆切槽刀2mm02自动切槽t033内孔车刀35刀片03自动内孔t044切断刀3mm04自动切断t05钻头10mm05自动内孔零件四编程任务书和工序卡表1-1 数控编程任务书年 月 日10机械本2数控编程任务书产品零件图号零件4任务书编号零件名称飞轮ck-2007-11使用数控设备数控车床共1 页第1页主要工艺说明及技术要求 1数控车削加工零件的尺寸精度和表面质量均需达到图纸要求。2技术要求：（1）未注尺寸公差按it12级；（2）未注倒角145；（3）去除毛刺飞边。收到编程时间年月 日经手人编制审核编程审核批准表1-2数控加工工序卡 年 月 日机械厂数控加工工序卡产品名称或代号零件名称零件图号零件4飞轮07000-11工艺序 号程序编号夹具名称夹具编号使用设备加工车间o0004三爪卡盘p1000数控车床实训基地工步号工步内容刀具号刀具规格主轴转r/min进给速度mm/r背吃刀量mm1槽刀切削外圆槽t0202宽2mm切槽刀6000.1 2整体切断t0202宽2mm切槽刀6000.13钻10的通孔t040410mm的钻头6000.15 4粗车内孔t030393内孔车刀6000.15精车内孔t030393内孔车刀8000.1编制 审核批准第 1页 表1-3刀具明细表零件图号零件名称材料数控加工刀具明细表程序编号车间使用设备零件4飞轮图45#钢o0004、o0044机3数控车床刀具号刀位号刀具名称规格刀补地址换刀方式加工部位t011外圆车刀35刀片01自动外轮廓t022外圆切槽刀2mm02自动切槽t033内孔车刀35刀片03自动内孔t044钻头10mm05自动内孔 零件五编程任务书和工序卡表1-1 数控编程任务书年 月 日10机械本2数控编程任务书产品零件图号零件5任务书编号零件名称把手ck-2007-11使用数控设备数控车床共1 页第1页主要工艺说明及技术要求 1数控车削加工零件的尺寸精度和表面质量均需达到图纸要求。2技术要求：（1）未注尺寸公差按it12级；（2）未注倒角145；（3）去除毛刺飞边。收到编程时间年月 日经手人编制审核编程审核批准表1-2数控加工工序卡 年 月 日机械厂数控加工工序卡产品名称或代号零件名称零件图号轴的加工轴套07000-11工艺序 号程序编号夹具名称夹具编号使用设备加工车间p1234三爪卡盘p1000数控车床实训基地工步号工步内容刀具号刀具规格主轴转r/min进给速度mm/r背吃刀量mm1粗车右端处外型t010193外圆车刀6000.1 22精车右端处外型t010193外圆车刀8000.13切台阶t0202宽3mm切槽刀4500.14粗车右端弧面外型t010193外圆车刀6000.1 25精车右端弧面外型t010193外圆车刀8000.16测量并切断（保证总长4mm）t0202宽3mm切槽刀450手动7钻16的螺纹孔t050516mm的钻头5000.158精车左端内孔t040493内孔车刀8000.19车内螺纹t030360螺纹车刀6000.15编制 审核批准第 1页共1 页 表1-3刀具明细表零件图号零件名称材料数控加工刀具明细表程序编号车间使用设备零件5把手45#钢o0005、o0055机3数控车床刀具号刀位号刀具名称规格刀补地址换刀方式加工部位t011外圆车刀35刀片01自动外圆轮廓t022外圆切槽刀3mm02自动切槽t033内螺纹60刀角03自动内螺纹t044内孔车35刀片04自动车内孔t05钻头16mm05自动内孔 零件六编程任务书和工序卡表1-1 数控编程任务书年 月 日10机械本2数控编程任务书产品零件图号零件6任务书编号零件名称椭球轴ck-2007-11使用数控设备数控车床共1 页第1页主要工艺说明及技术要求 1数控车削加工零件的尺寸精度和表面质量均需达到图纸要求。2技术要求：（1）未注尺寸公差按it12级；（2）未注倒角145；（3）去除毛刺飞边。收到编程时间年月 日经手人编制审核编程审核批准表1-2数控加工工序卡 年 月 日机械厂数控加工工序卡产品名称或代号零件名称零件图号椭球轴的加工椭球轴07000-11工艺序 号程序编号夹具名称夹具编号使用设备加工车间p1234三爪卡盘p1000数控车床实训基地工步号工步内容刀具号刀具规格主轴转r/min进给速度mm/r背吃刀量mm1粗车左端处外型t010193外圆车刀6000.1 22精车左端处外型t010193外圆车刀8000.13切3mm宽的槽t0202宽3mm切槽刀4000.2 4车外螺纹t030360外螺纹刀3500.15粗车右端弧面t010193外圆车刀6000.226精车右端弧面t010193外圆车刀8000.1编制 审核批准第 1页共1 页 表1-3刀具明细表零件图号零件名称材料数控加工刀具明细表程序编号车间使用设备pt0125轴类图铝合金o0003机3数控车床刀具号刀位号刀具名称规格刀补地址换刀方式加工部位t011外圆车刀35刀片01自动外圆轮廓t022外圆切槽刀3mm02自动切槽t033外螺纹60刀角03自动外螺纹3 车削加工图样分析3.1图样分析概述3.1.1精度及技术要求分析1）分析采用数控加工的表面技术要求是否齐全，是否一致，这样会有利于加工和保证质量2）分析本道工序加工完成之后能否达到图纸上的设计要求，各项精度要求是否合格，是否需要采用其他方法弥补（如果采用其他方法弥补需要给后续加工留出余量）。3）分析确定要加工工件精度要求最高的部分，并制定合理的加工路线，为保证加工精度，最好是在一次装夹下完成加工。3.1.2尺寸标注方法分析和零件轮廓几何要素分析尺寸标注产生的较大误差不会因为积累而影响使用，因为加工精度很高，所以可将分散标注改为集中引注或者改为坐标是尺寸标注。对于零件轮廓几何要素，要确定给定的几何要素是否正确、充分。3.2数控车削加工图样分析零件一 如图3-2-1所示图3-2-1零件一是整个装配件的轴心部分，它是直接影响装配情况的重要部分。由图中可以看出零件一是一个台阶轴，中间部分是一个偏心的轮，这也是加工难度最大的部分，考虑到装夹等问题，需要先加工零件右端（不包括最大外圆），然后夹住右端加工左端，在加工最大外圆时，按照最大直径加工成圆，偏心部分以及内部沟槽利用数控铣床加工。对于尺寸精度要求较高的表面要特别注意，在进行粗加工时留出足够的加工余量。零件四 如图3-2-2所示图3-2-2对于零件四这样的中心带锥形孔的飞轮类零件，因为它的厚度比较薄，而且外圆出有沟槽，所以内孔的加工是一个需要特别注意的问题。首先装夹一侧，用切槽刀将外圆的两个沟槽加工出来，然后掉头装夹，用切断刀将第一次用来装夹的部分一点一点的切断，最后保证总长在规定范围内。零件外部加工完成之后用钻头钻出内孔，然后用内孔镗刀加工出锥形内孔，加工时要锥形的打孔朝外。零件四的形位精度要求：飞轮的断面相对于内孔轴线的垂直度误差要在0.005之内。表面粗糙度分析：内孔加工的表面粗糙度要求为ra1.6um，其他表面粗糙度为ra3.2um。零件五 如图3-2-3所示图3-2-3零件五是一个螺纹配合件，它右一个内孔螺纹和一个外圆弧以及一个台阶外圆组成，对于外圆弧需要用到宏程序进行加工，而且左侧台阶外圆直径较小，装夹有难度，这是需要特别注意的问题。进行加工时，首先加工出左侧台阶外圆，然后夹住左侧加工圆弧面，最后钻孔加工内螺纹。表面粗糙度分析：左侧外圆以及右侧圆弧面加工的表面粗糙度要求为ra1.6um，其他表面粗糙度为ra3.2um。零件六 如图3-2-4所示图3-2-4零件六螺纹配合件的另一部分，它主要由一个外螺纹和一个退刀槽以及一个与另一部分外圆弧想对应的外圆弧组成，由于外圆弧带有弧面无法装夹，所以首先加工螺纹一侧，然后掉头装夹螺纹加工外圆弧面，在装夹螺纹面时要将螺纹面包上一层铁皮，以防止将螺纹夹伤。表面粗糙度分析：右侧圆弧面加工的表面粗糙度要求为ra1.6um，其他表面粗糙度为ra3.2um。4 数控车削部分编程零件一 加工轴类零件需要考虑到台阶的装夹问题。对于零件一的加工，考虑到切削变形问题，所以先加工右端，然后装夹长度为8mm的台阶轴，加工左端的部分，因为数控车床只能加工圆柱类零件，所以，最大外圆处的偏心部分只能按照最大直径的外圆进行加工，最后由数控铣床将工件由圆加工成偏心轮，最大圆内的沟槽由于也是不规则圆，所以也需要由数控铣床进行加工过。在加工是，首先进行粗加工循环，在进行粗加工时要为接下来的精加工留出一定的加工余量，粗加工结束以后，测量各个台阶处，然后修改刀补，最后进行精加工。最右侧圆锥台阶处，台阶长度为20mm，锥度为五度，经过计算得出最右侧外圆处的端面直径为16.5mm。零件一的数控车程序如下表4-1-1和表4-1-2所示表4-1-1零件一右端o0001;t0101 m04 s600;g00 x72.0; z5.0;g71 u2 r1;g71 p1 q2 r0.2 w0 f0.1;n1 g00 x0; g01 z0; g01 x16.5; x20.0 z-20; z-28.0; x40.0; z-32.0; x66.0;n2 g01 z-42.0;g00 x100.0; z100.0;m05;m00;t0101 m04 s800 f0.1;g00 x72.0; z5.0;g70 p1 q2;g00 x100.0; z100.0;m05;m30;表4-1-2零件一左端o0011;t0101 m04 s600;g00 x72.0; z5.0;g71 u2.0 r1.0;g71 p1 q2 u0.2 w0 f0.1;n1 g00 x0; g01 z0; g01 x20.0; z-5.0; x24.0; z-11.0;n2 x68.0;g00 x100.0; z100.0;m05;m30;t0101 m04 s800 f0.1;g00 x72.0; z5.0;g70 p1 q2;g00 x100.0; z100.0;m05;m30;零件四零件四是一个规则的回转体类零件，大部分加工面适合使用数控车加工，因为工件的长度只有20mm所以用毛坯加工出外圆处的两个沟槽，然后切断保总长，然后在外圆处包上铁皮装夹，加工内部的锥形孔。对于内孔的加工，由于是一个通孔，所以加工难度相对比较容易，先用麻花钻钻成通孔，然后利用内孔镗刀加工出锥面。加工内孔时，大口朝外进行加工。在加工时要注意端面相对于轴线的垂直度误差要小于0.05。对于侧面的沟槽，由于数控车刀加工不方便，所以利用数控铣床加工沟槽部分。零件四的数控车程序如下表4-2-1和表4-2-2所示表4-2-2零件四外轮廓o0001;t0202 m04 s600;g00 x72.0 z2.0; z-6.5;g01 x60.0 f0.1; x72.0; z-9.0; x70.0; x60.0 z-6.5;g00 x72.0; z-4.0;g01 x70.0; x60.0 z-6.5;g00 x72.0; z-15.5;g01 x60.0;g00 x72.0; z-18.0;g01 x70.0; x60.0 z-15.5;g00 x72.0; z-13.0;g01 x70.0; x60.0 z-15.5;g00 x72; x100.0 z100.0;m05;m30;to4o4 m04 s600;g00 x72.0 z2.0 z-24.0;g01 x0 f0.1; x72.0;g00 x100.0 z100.0;m05;m30;表4-2-2零件四内孔o0044;t0303 m04 s600;g00 x9.0; z3.0;g71 u1.5 r0.5;g71 p1 q2 u-0.4 w0 f0.1;n1 g00 x10.0 ; g01 z0; g01 x16.5 z-20.0;n2 g01 x0;g70 p1 q2 s800 f0.1;g00 z100.0; x100.0;m05;m30;零件五零件五也是属于回转体类零件，不过因为要与零件六进行螺纹配合，所以有一个圆弧面，这是加工难度最大的部分，需要用到宏程序。由于工件尺寸依然偏小，装夹问题也是必须要考虑的，右端圆弧面加工完成之后就无法装夹，所以要先加工左端的圆头部分，然后掉头夹住圆头进行右端圆弧面和内孔螺纹的加工。由于左端圆头的尺寸直径只有12mm，所以，在加工右端的圆弧面时进刀量尽量小，多分几次进刀，防止因为形变影响加工精度。零件五的数控车程序如下表4-3-1、表4-3-2和表4-3-3所示表4-3-2零件五左端外轮廓o0005;t0101 m04 s600;g00 x32.0; z5.0;g71 u2.0 r1.0;g71 p1 q2 u0.2 w0 f0.1;n1 g00 x0; g01 z0; g03 x12.0 z-2.0 r10; g01 z-12.0; x10.0 z-17.73;n2 g03 x11.43 z-19.27 r2;g70 p1 q2 s800 m04 f0.1;g00 x100.0; z100.0;m05;m30;t0202 m04 s600 f0.1;g00 x15.0; z5.0; z-15.0;g01 x10.0;g00 x15.0; z-17.73;g01 x10.0; z-15.0; x15.0;g00 x100.0; z100.0;m05;m00;t0202 m04 s600 f0.1;g00 x32.0; z5.0;g00 z-50.0;g01 x0; x32.0;g00 x100.0; z100.0;m05;m30; 表4-3-2零件五右弧面o0555;t0101 m04 s600 f0.1;g00 z5.0; x32.0;#1=15.0;#2=0;while#2le27.73do1;g00 x2*#1;g01 z#2-47; z5.0;g00 x32.0;#2=#2+0.1;#1=sqrt225-#2*#2/4;end1;g00 x100.0; z100.0;m05;m00;g00 z5.0; x32.0; x11.43;g01 z-19.27;#1=5.715;#2=27.73;while#2ge0do2;g01 x2*#1 z#2-47;#2=#2-0.1;#1=sqrt225-#2*#2/4;end2;g00 x100.0; z100.0;m05;m30;表4-3-3零件五内孔o0055;t0404 m04 s600 ;g00 x15.0; z2.0;g71 u2.0 r1.0;g71 p1 q2 u-0.2 w0 f0.1;n1 g00 x16.7; g01 z0;n2 z-22.0;g70 p1 q2 m04 s800 f0.1;g00 x0; z100.0;m05;m00;t0303 m04 s350;g00 z3.0; x16.0;g92 x16.7 z-20.0 f0; x17.1; x17.5; x17.9; x17.9;g00 x16.0; z20.0;m05;m30;零件六零件六是与零件五的配合零件，所以加工过程中要考虑配合问题，对于精度要求较高。零件右端同样有一个圆弧面，所以需要先加工左端的螺纹部分和退刀槽，加工完成之后包上贴片夹住螺纹部分加工右端圆弧面。在加工螺纹时，粗加工完成之后要及时测量尺寸，修改刀补值。零件六的数控车程序如下表4-4-1表4-4-2所示表4-4-1零件六左端外轮廓o0066;t0101 m04 s600;g00 x32.0; z5.0;g71 u2.0 r1.0;g71 p1 q2 u0.2 w0 f0.1;n1 g00 x0; g01 z0; g01 x14.0; x17.9 z-2.0; z-18.0;n2 g01 x32.0;g00 x100.0; z100.0;m05;moo;t0101 m04 s800 f0.1;g00 x32.0; z5.0;g70 p1 q2;g00 x100.0; z100.0;m05;m00;t0202 m04 s400;g00 x32.0; z-5.0; z-18.0;g01 x16.0 f0.1; x32.0;g00 x100.0; z100.0;t0303 m04 s350;g00 x20.0; z5.0;g92 x17.9 z-16.0 f1; x17.5; x16.1; x16.7; x16.7;g00 x100.0; z100.0;m05;m30;表4-4-2零件六右弧面o0001;t0101 m04 s800;g01 x30 z-30 f0.1;#1=30;#2=-30;while#1 ge0do1;g00 x#1;g01 z#2;g00 u1;g00 z2;#1=#1-0.2;#2=30*sqrt1-#1*#1/900;end1;g00 x0 z0;#1=0;#2=0;while#1le30do2;#1=#1+0.1;#2=30*sqrt1-#1*#1/900;g01 x#1 z#2;end2;m05;m30;5 三维造型与仿真加工5.1三维造型5.1.1三维造型概述随着制造业的不断发展进步，机械自动化也越来越多的影响着我们的生活的方方面面，提到制造业就不能不提它作重要也是最基础的就是图纸，所有的零件都是根据图纸生产出来的，一张完整的图纸是制造好零件的前提条件。图纸也经历着不断的发展变化，由最初的手绘图纸，到后来的电脑二维制图，再到现在的三维建模，一步一步得朝向立体直观方向发展，能够更准确得表达出设计要求。三维图形相对于传统图纸的优点就是它的立体性和直观性，能够给加工件的工人省去很多读图时间，而且各项数据都可以在三维图中找到，还可以利用三维图直接导出数控加工的程序，可以说是造型发展很重要的一步，为我们制造业的发展又增添了光辉的一笔。5.1.2三维造型图零件一零件二零件三零件四零件五零件六装配图5.2仿真加工5.2.1仿真加工概述数控加工是现在整个制造业零件加工的主要工具，它以方便、快捷、精确赢得了很高的使用率。使用数控车床加工的工件一般都是由程序员自己编写加工程序，然后由操作数控车床的工人进行操作加工，因为程序一般都很长很大，都是有各种代码组成，所以认为的去验证就会耗费很大的人力和时间，所以出现了数控仿真加工，这是一款模拟数控车床加工的软件，可以真实的验证编写的程序是否按照既定的路线进行走刀加工，会不会出现撞刀等意外情况，经过验证的程序就可以在车床上使用了，减少了很多加工过程中的风险，防止设备的损坏，是配合数控加工使用的一款非常实用的软件。5.2.2仿真加工概述零件一右端零件