QA048偏心轴的数控加工工艺设计与编程仿真.zip
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QA048偏心轴的数控加工工艺设计与编程仿真.zip,QA048,偏心,数控,加工,工艺,设计,编程,仿真
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O0001M03S1000T0101G0X30Z3G71U1R1G71P1Q2U0.5W0.1F200N1G01X0F120Z0X16X17W-0.5Z-23X21.5Z-28.5N2G01X30M03S1200G70P1Q2G0X100Z100M30O0001M03S1000T0101G0X30Z-28G71U1R1G71P1Q2U0.5W0.1F200N1G01X30F120Z-28X23.5Z-28.8X24.5Z-69.7X28W-2N2G01X30M03S1200G70P1Q2G0X100Z100M03S1200T0202G0X30Z3Z-69.7G01X23.5F40G0X30Z100M30O0001M03S1000T0101G0X30Z3G71U1R1G71P1Q2U0.5W0.1F200N1G01X0F120Z0X19X20W-0.5Z-18.7X21.5Z-28.8N2G01X30M03S1200G70P1Q2G0X100Z100M03S1200T0202G0X30Z3Z-3.1G01X19F40G0X30Z100M30QA048偏心轴加工工艺设计与编程仿真摘要数控机床加工工艺与普通机床加工工艺在原则上基本相同，但数控加工的整个过程是自动进行的。数控加工的工序内容比普通机床的加工的工序内容复杂。这是因为数控机床价格昂贵，若只加工简单的工序，在经济上不合算，所以在数控机床上通常安排较复杂的工序，甚至是在通用机床上难以完成的那些工序。数控机床加工程序的编制比普通机床工艺规程编制复杂。这是因为在普通机床的加工工艺中不必考虑的问题。本次设计主要是对数控加工工艺进行分析与具体零件图的仿真加工，首先对数控加工技术进行了简单的介绍，然后根据零件图进行数控加工分析。第一，根据本零件材料的加工工序、切削用量以及其他相关因素选用刀具和零件的轮廓特点确定加工设备。第二，针对零件图图形进行工艺设计。此零件为偏心轴零件，外轮廓由直线、偏心轴、槽、内孔、扁方等组成。关键词:数控加工；工艺规程；仿真加工；偏心轴AbstractThe machining process of NC machine tool is basically the same as that of common machine tool in principle, but the whole process of NC machine tool is automatic. The process content of NC machining is more complicated than that of ordinary machine tools. This is because CNC machine tools are expensive, if only processing simple procedures, economic incongruous, so that the CNC machine tools are usually arranged on the more complex procedures, even in the common machine tools difficult to complete those procedures. The programming of NC machine tool is more complicated than that of common machine tool. This is because the common machine tool processing process does not have to consider the problem.This design is mainly to the numerical control machining process analysis and the specific parts of the simulation processing, first of all, the numerical control machining technology is simply introduced, and then according to the parts machining analysis. First, according to the processing process, cutting amount and other related factors, the outline characteristics of the tool and part are chosen to determine the processing equipment.Keywords: NC machining; Process procedures; Simulation processing; Eccentric axis目 录摘要2Abstract3前 言1第一章 概述21.1国内外数控发展概况21.2数控技术发展趋势21.2.1性能发展方向21.2.2功能发展方向31.2.3体系结构的发展41.3 智能化新一代PCNC数控系统5第二章 零件图分析62.1 零件图62.2工艺设计及零件图分析62.2.1 工艺设计62.2.2 零件图分析72.2.3 加工材料分析7第三章 零件工艺分析83.1定位基准选择的原则83.2定位基准的选择83.3装夹方式的选择83.4数控车床常用装夹方式83.5确定加工方法93.6 零件加工工序分析93.7 确定加工方案103.8 数控加工工艺卡片11四 刀具及切削用量124.1选择数控刀具的原则124.2选择数控车削刀具124.4选择数控铣削刀具134.5确定切削用量13五 零件编程与仿真加工155.1设置对刀点和换刀点155.2 程序的编制165.2.1数车的程序编制165.3.2数铣的程序编制20总结28致谢29参考文献303前 言数控技术也叫计算机数控技术，它是采用计算机实现数字程序控制的技术。大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。随着我国制造业的发展，数控加工的需求也在增加，它的总的发展趋势是：高精化、高速化、高效化、柔性化、智能化和集成化，并注重工艺适用性和经济性。这种技术用计算机按事先存贮的控制程序来执行对设备的运动轨迹和外设的操作时序逻辑控制功能。由于采用计算机替代原先用硬件逻辑电路组成的数控装置，使输入操作指令的存贮、处理、运算、逻辑判断等各种控制机能的实现，均可通过计算机软件来完成，处理生成的微观指令传送给伺服驱动装置驱动电机或液压执行元件带动设备运行。目前我国的数控加工技术已广泛应用于机械加工制造业中，如数控铣削、镗削、车削、线切割、电火花加工等，其中数控车削和铣削是复杂多变零件的主要加工方法。该零件就是典型的用数控加工的偏心轴类零件，该模型综合了运用了我这几年所学的专业知识。巩固和扩展了自己所学的基本理论和专业知识，培养了正确的设计和研究思想，大大提高了自己的动手能力。对本专业也有了更深刻的认识，更好的做到了实践与理论的统一。1第一章 概述1.1国内外数控发展概况 随着计算机技术的高速发展，传统的制造业开始了根本性变革，各工业发达国家投入巨资，对现代制造技术进行研究开发，提出了全新的制造模式。在现代制造系统中，数控技术是关键技术，它集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体，具有高精度、高效率、柔性自动化等特点，对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。目前，数控技术正在发生根本性变革，由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。在集成化基础上，数控系统实现了超薄型、超小型化；在智能化基础上，综合了计算机、多媒体、模糊控制、神经网络等多学科技术，数控系统实现了高速、高精、高效控制，加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数，实现了在线诊断和智能化故障处理；在网络化基础上，CAD/CAM与数控系统集成为一体，机床联网，实现了中央集中控制的群控加工。长期以来，我国的数控系统为传统的封闭式体系结构，CNC只能作为非智能的机床运动控制器。加工过程变量根据经验以固定参数形式事先设定，加工程序在实际加工前用手工方式或通过CAD/CAM及自动编程系统进行编制。CAD/CAM和CNC之间没有反馈控制环节，整个制造过程中CNC只是一个封闭式的开环执行机构。在复杂环境以及多变条件下，加工过程中的刀具组合、工件材料、主轴转速、进给速率、刀具轨迹、切削深度、步长、加工余量等加工参数，无法在现场环境下根据外部干扰和随机因素实时动态调整，更无法通过反馈控制环节随机修正CAD/CAM中的设定量，因而影响CNC的工作效率和产品加工质量。由此可见，传统CNC系统的这种固定程序控制模式和封闭式体系结构，限制了CNC向多变量智能化控制发展，已不适应日益复杂的制造过程，因此，对数控技术实行变革势在必行。1.2数控技术发展趋势1.2.1性能发展方向（1）高速高精高效化速度、精度和效率是机械制造技术的关键性能指标。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系统以及带高分辨率绝对式检测元件的交流数字伺服系统，同时采取了改善机床动态、静态特性等有效措施，机床的高速高精高效化已大大提高。（2）柔性化包含两方面：数控系统本身的柔性，数控系统采用模块化设计，功能覆盖面大，可裁剪性强，便于满足不同用户的需求；群控系统的柔性，同一群控系统能依据不同生产流程的要求，使物料流和信息流自动进行动态调整，从而最大限度地发挥群控系统的效能。（3）工艺复合性和多轴化以减少工序、辅助时间为主要目的的复合加工，正朝着多轴、多系列控制功能方向发展。数控机床的工艺复合化是指工件在一台机床上一次装夹后，通过自动换刀、旋转主轴头或转台等各种措施，完成多工序、多表面的复合加工。数控技术轴，西门子880系统控制轴数可达24轴。（4）实时智能化早期的实时系统通常针对相对简单的理想环境，其作用是如何调度任务，以确保任务在规定期限内完成。而人工智能则试图用计算模型实现人类的各种智能行为。科学技术发展到今天，实时系统和人工智能相互结合，人工智能正向着具有实时响应的、更现实的领域发展，而实时系统也朝着具有智能行为的、更加复杂的应用发展，由此产生了实时智能控制这一新的领域。在数控技术领域，实时智能控制的研究和应用正沿着几个主要分支发展：自适应控制、模糊控制、神经网络控制、专家控制、学习控制、前馈控制等。例如在数控系统中配备编程专家系统、故障诊断专家系统、参数自动设定和刀具自动管理及补偿等自适应调节系统，在高速加工时的综合运动控制中引入提前预测和预算功能、动态前馈功能，在压力、温度、位置、速度控制等方面采用模糊控制，使数控系统的控制性能大大提高，从而达到最佳控制的目的。1.2.2功能发展方向（1）用户界面图形化用户界面是数控系统与使用者之间的对话接口。由于不同用户对界面的要求不同，因而开发用户界面的工作量极大，用户界面成为计算机软件研制中最困难的部分之一。当前INTERNET、虚拟现实、科学计算可视化及多媒体等技术也对用户界面提出了更高要求。图形用户界面极大地方便了非专业用户的使用，人们可以通过窗口和菜单进行操作，便于蓝图编程和快速编程、三维彩色立体动态图形显示、图形模拟、图形动态跟踪和仿真、不同方向的视图和局部显示比例缩放功能的实现。（2）科学计算可视化科学计算可视化可用于高效处理数据和解释数据，使信息交流不再局限于用文字和语言表达，而可以直接使用图形、图像、动画等可视信息。可视化技术与虚拟环境技术相结合，进一步拓宽了应用领域，如无图纸设计、虚拟样机技术等，这对缩短产品设计周期、提高产品质量、降低产品成本具有重要意义。在数控技术领域，可视化技术可用于CAD/CAM，如自动编程设计、参数自动设定、刀具补偿和刀具管理数据的动态处理和显示以及加工过程的可视化仿真演示等。（3）插补和补偿方式多样化多种插补方式如直线插补、圆弧插补、圆柱插补、空间椭圆曲面插补、螺纹插补、极坐标插补、2D+2螺旋插补、NANO插补、NURBS插补（非均匀有理B样条插补）、样条插补（A、B、C样条）、多项式插补等。多种补偿功能如间隙补偿、垂直度补偿、象限误差补偿、螺距和测量系统误差补偿、与速度相关的前馈补偿、温度补偿、带平滑接近和退出以及相反点计算的刀具半径补偿等。（4）内装高性能PLC数控系统内装高性能PLC控制模块，可直接用梯形图或高级语言编程，具有直观的在线调试和在线帮助功能。编程工具中包含用于车床铣床的标准PLC用户程序实例，用户可在标准PLC用户程序基础上进行编辑修改，从而方便地建立自己的应用程序。（5）多媒体技术应用多媒体技术集计算机、声像和通信技术于一体，使计算机具有综合处理声音、文字、图像和视频信息的能力。在数控技术领域，应用多媒体技术可以做到信息处理综合化、智能化，在实时监控系统和生产现场设备的故障诊断、生产过程参数监测等方面有着重大的应用价值。1.2.3体系结构的发展（1）集成化采用高度集成化CPU、RISC芯片和大规模可编程集成电路FPGA、EPLD、CPLD以及专用集成电路ASIC芯片，可提高数控系统的集成度和软硬件运行速度。应用FPD平板显示技术，可提高显示器性能。平板显示器具有科技含量高、重量轻、体积小、功耗低、便于携带等优点，可实现超大尺寸显示，成为和CRT抗衡的新兴显示技术，是21世纪显示技术的主流。应用先进封装和互连技术，将半导体和表面安装技术融为一体。通过提高集成电路密度、减少互连长度和数量来降低产品价格，改进性能，减小组件尺寸，提高系统的可靠性。（2）模块化硬件模块化易于实现数控系统的集成化和标准化。根据不同的功能需求，将基本模块，如CPU、存储器、位置伺服、PLC、输入输出接口、通讯等模块，作成标准的系列化产品，通过积木方式进行功能裁剪和模块数量的增减，构成不同档次的数控系统。（3）网络化机床联网可进行远程控制和无人化操作。通过机床联网，可在任何一台机床上对其它机床进行编程、设定、操作、运行，不同机床的画面可同时显示在每一台机床的屏幕上。（4）通用型开放式闭环控制模式采用通用计算机组成总线式、模块化、开放式、嵌入式体系结构，便于裁剪、扩展和升级，可组成不同档次、不同类型、不同集成程度的数控系统。闭环控制模式是针对传统的数控系统仅有的专用型单机封闭式开环控制模式提出的。由于制造过程是一个具有多变量控制和加工工艺综合作用的复杂过程，包含诸如加工尺寸、形状、振动、噪声、温度和热变形等各种变化因素，因此，要实现加工过程的多目标优化，必须采用多变量的闭环控制，在实时加工过程中动态调整加工过程变量。加工过程中采用开放式通用型实时动态全闭环控制模式，易于将计算机实时智能技术、网络技术、多媒体技术、CAD/CAM、伺服控制、自适应控制、动态数据管理及动态刀具补偿、动态仿真等高新技术融于一体，构成严密的制造过程闭环控制体系，从而实现集成化、智能化、网络化。1.3 智能化新一代PCNC数控系统当前开发研究适应于复杂制造过程的、具有闭环控制体系结构的、智能化新一代PCNC数控系统已成为可能。智能化新一代PCNC数控系统将计算机智能技术、网络技术、CAD/CAM、伺服控制、自适应控制、动态数据管理及动态刀具补偿、动态仿真等高新技术融于一体，形成严密的制造过程闭环控制体系。第二章 零件图分析 2.1 零件图二维图CADUG三维图2.2工艺设计及零件图分析2.2.1 工艺设计（1）工艺设计 1）对零件进行工艺分析 2）选择毛坯和机床 3）确定加工方案 4）选择刀具并填写工具单 5）确定零件装夹方式 6）确定粗、精车加工切削用量 7）确定工序内容并填写工序卡（2）编写加工程序 1）建立工件坐标系 2）基点尺寸计算与确定 3）编写加工程序（3）零件加工与精度检测 1）加工程序输入与仿真 2）零件加工 3）零件精度检测，填写零件加工质量检验单2.2.2 零件图分析此偏心轴零件为常见的轴类零件加工，主要有外圆柱面加工，偏心轴加工，切槽加工，孔加工，扁方加工。其中最为有3个外圆公差要求较高，17k7mm、24.5mm、20k6mm，对操作人员提出了较高的要求；零件的左右端面都有加工要求。左端面有一条三角形的槽，槽深1mm；右端面有个深16mm槽孔；偏心距离为1.1mm。2.2.3 加工材料分析零件材料的选用是非常重要的，选材不当制成的零件不能满足使用要求，过早损伤和破坏产生不良影响或经济效益差等。机械零件选材的一般原则是：首先满足使用性能的要求，同时兼顾工艺性、经济性和环保性。对于轴类零件的选材应具有以下几点要求：1.优良的综合力学性能，即要求有高的强度和韧性，以防止由于过载和冲击而引起的变形和断裂。2.高的疲劳极限，防止疲劳断裂。3.良好的耐磨性。4.在特殊条件工作时，还应有特殊要求。此偏心轴零件包含有外圆、外圆槽、端面槽、铣扁方、端面孔编程等知识点。要求粗糙等级为Ra1.6 和Ra3.2，公差范围要求较高，该零件采用材料为45号钢，30mmX105mm棒料。第三章 零件工艺分析3.1定位基准选择的原则 1）基准重合原则。为了避免基准不重合误差，方便编程，应选用工序基准作为定位基准，尽量使用工序基准，定位基准、编程原点三者统一。 2）便于装夹的原则。所选的定位基准应能保证定位准确、可靠，定位夹紧简单、易操作，敞开性好，能够加工尽可能多的表面。 3）便于对刀的原则。批量加工时在工件坐标系已经确定的情况下，保证对刀的可能性和方便性。3.2定位基准的选择在制定零件加工的工艺规程时，正确的选择工件的定位的基准有着十分中的意义。定位基准选择的好坏，不仅影响零件加工的位置精度，而且对零件个表面的加工顺序也有很大的影响。合理的选择定位基准是保证零件加工精度的前提，还能简化加工工序，提高加工效率。3.3装夹方式的选择为了工件不至于在切削力的作用下发生位移，使其在加工过程始终保持正确的位置，需将工件压紧压牢，采用一夹一顶的方法。合理的选择加紧方式十分重要，工件的装夹不仅影响加工质量，而且对生产率，加工成本及操作安全都有直接影响。3.4数控车床常用装夹方式 1）在三爪自定心卡盘上装夹。三爪自定心卡盘的三个爪是同步运动的，能自动定心，一般不需要找正。该卡盘装夹工件方便、省时，但夹紧力小，适用于装夹外形规则的中、小型工件。 2）在两顶尖之间装夹。对于尺寸较大或加工工序较多的轴类工件，为了保证每次装夹时的装夹精度，可用两顶尖。该装夹方式适用于多序加工或精加工。 3）用卡盘和顶尖装夹。当车削质量较大的工件时要一端用卡盘夹住，另一端用后顶尖支撑。这种方式比较安全，能承受较大的切削力，安装刚性好，轴向定位基准，应用较广泛。 4）用心轴装夹。当装夹面为螺纹时再做个与之配合的螺纹进行装夹，叫心轴装夹。这种方式比较安全，能承受较大的切削力，安装刚性好，轴向定位基准。综上所述此零件车和铣都采用三爪自定心卡盘上装夹。铣六方时将三爪卡盘压在工作台上即可。此卡盘为气动卡盘，链接空压机即可工作，操作简便。3.5确定加工方法加工方法的选择原则是保证加工表面的精度和表面粗糙度的要求，由于获得同一级精度及表面粗糙度的加工方法一般有许多，因而在实际选择时，要结合零件的形状、尺寸大小和形位公差等要求全面考虑。通过以上数据分析，考虑加工的效率和加工的经济性，最理想的加工方式以为车削，铣为辅，考虑该零件为大量加工，故加工设备采用数控车床和铣床。根据加工零件的外形和材料等条件，选用数控车床CAK6140和数控铣床MVC850B。3.6 零件加工工序分析（1）加工工序划分一般可按下类方法进行：刀具集中分序法 就是按所用刀具划分工序，用同一把刀具加工完零件上所有可以完成部位。再用第二把刀、第三把完成他们可以完成的其他部位。这样可以减少换刀次数，压缩空程时间，减少不必要的定位误差。以加工部位分序法 对于加工类容很多的零件，可按其结构特点将加工部分分成几个部分，如内形、外形、曲面或平面等。一般先加工平面、定位面，后加工孔；先加工简单几何形状，在加工复杂的几何形状；先加工精度较低的部位，再加工精度较高的部位。以粗、精加工分序法 对于易发生加工变形的零件，由于粗加工后可能发生的变形而需要进行校形，故一般来说凡要进行粗、精加工的都要将工序分开。综上所述，在划分工序时，一定要视零件的结构和工艺性，机床的功能，零件数控加工内容的多少，安装次数及本单位生产组织状况灵活掌握。另建议采用工序集中的原则还是采用工序分散的原则，要根据实际情况来确定，但一定力求合理。（2）在加工时，加工顺序的安排应根据零件的结构和毛坯状况，以及定位夹紧的需要来考虑，重点是零件的刚性不被破坏。顺序一般应按下列原则进行：上道工序的加工不能影响下道工序的定位于加紧，中间穿插有通用机床加工工序的也要综合考虑。先进行内形、内腔加工工序，后进行外形加工工序。以相同定位、夹紧方式或同一把刀加工的工序最好连接进行，以减少重复定位次数，换刀次数与挪动压板次数。在同一次安装中进行的多道工序，应先安排对工件刚性破坏小的工序。在数控床上粗车、半精车分别用一个加工程序控制。工件调头装夹由程序中的M00或M01指令控制程序暂停，装夹后按“循环启动”继续加工。（3）走刀路线和对刀点的选择 走刀路线包括切削加工轨迹，刀具运动切削起始点，刀具切入，切出并返回切削起始点或对刀点等非切削空行程轨迹。由于半精加工和精加工的走刀路线是沿其零件轮廓顺序进行的，所以确定走刀路线主要在于规划好粗加工及空行程的走刀路线。合理的确定对刀点，对刀点可以设在被加工零件上，但注意对刀点必须是基准位或已加工精加工过的部位，有时在第一道工序后对刀点被加工损坏，会导致第二道工序和之后的对刀点无从查找，因此在第一道工序对刀时注意要在与定位基准有相对固定尺寸关系的地方设立一个相对对刀位置，这样可以根据他们之间的相对位置关系找回原对刀点。3.7 确定加工方案 零件上比较精密表面加工，常常是通过粗加工、半精加工和精加工逐步达到的。对这些表面仅仅根据质量要求选择相应的最终加工方法是不够的，还应正确的确定毛坯到最终成形的加工方案。此零件采用尽可能少装夹的加工方法，该典型轴加工顺序为：工序一：下料30x105mm的圆棒料工序二：热处理，调质工序三：夹持毛坯外圆伸出长30mm，车端面、打中心眼A2.5、车外圆轮廓、端面槽 工步1：车端面 工步2：粗车外圆轮廓17mm、21.5，轴向留0.2mm、径向留0.5mm精加工 余量。 工步3：精加工外圆轮廓17mm、21.5 工步4：打中心眼A2.5 工步5：加工端面槽12-16mm，深1mm工序四：掉头夹持以加工外圆17mm，车端面，加工外圆轮廓 工步1：车端面，保证总长99.7mm 工步2：顶尖顶起，粗车外圆轮廓，20mm、21.5mm，轴向留0.2mm、径向留0.5mm精加工余量。 工步3：精车外圆轮廓，20mm、21.5mm 工步4：切槽19x1mm工序五：打中心眼，车偏心部位，偏心距1.1mm 工步1：夹持以加工外圆17mm（垫上1.1mm的偏心距铜片），打中心眼A2.5 工步2：采用一夹一顶方法，尖顶起另外一头，粗车外圆轮廓24.5mm、28mm，轴向留0.2mm、径向留0.5mm精加工余量 工步3：精车外圆轮廓24.5mm、28mm 工步4：切槽23.5mm工序六：铣扁方 工步1：铣长5.5mm的扁方2x20.5mm 工步2：铣长12.2 mm的扁方2x20.5mm工序七：电极深16mm的孔位。工序八：去毛刺工序九：检验工序十：入库3.8 数控加工工艺卡片参见附录四 刀具及切削用量4.1选择数控刀具的原则刀具寿命与切削用量有密切的关系。在制定切削用量时，应首先选择合理的刀具寿命，而合理的刀具寿命则应根据优化的目标而定。一般分最高生产率刀具寿命和最低成本刀具寿命两种，前者根据单件工时最少的目标确定，后者根据工序成本最低的目标确定。选择刀具寿命时可考虑如下几点根据道具复杂程度、制造和磨刀成本来选择。复杂和精度高的刀具寿命应选的比单刃刀具高些。对于机夹可转位刀具，由于换到时间短，为了充分发挥其切削性能，提高生产效率，刀具寿命可选的低些，一般取15-30min对于装刀、换刀和调刀比较复杂的多刀机床、组合机床与自动化加工刀具，刀具寿命应选的高些，尤其保证刀具可靠性。车间内某一工序的生产率限制了整个车间的生产率的提高时，该工序的刀具寿命要选的低些，当某工序单位时间内所分担到的全厂开支较大时，刀具寿命也应选的低些。大件精加工时，为保证至少完成一次走刀，避免切削时中途换刀，刀具寿命应按零件精度和表面粗糙度来定。与普通机床加工方法相比，数控加工对刀具提出了更高的要求，不仅需要刚性好、精度高，而求要求尺寸稳定，耐用度高断和排性能同时要求安装和调整方便，这样来满足数控机床高效率的要求。数控机床上所选用的道具常采用适应高速切削的刀具材料（如高速钢、超细粒质硬质合金）并使用可转位刀片。4.2选择数控车削刀具 数控车削刀常用的一般分成型车刀、尖形车刀、圆弧形车刀三类。成型车刀也称样板车刀，其加工零件的轮廓形状完全由车刀刀刃的形状和尺寸决定。数控车削加工中，常见的成型车刀有小半径圆弧车刀、非矩形车槽刀和螺纹刀等。在数控加工中，应尽量少用或不用成型车刀。尖形车刀是以直线形切削刃为特征的车刀。这类车刀的刀尖由直线型主副切削刃构成，如60度内外圆车刀、左右端面车刀、切槽（切断）车刀及刀尖倒棱很小的各种外圆和内孔车刀。尖形车刀几何参数（主要是几何角度）的选择方法与普通车削时基本相同，但应结合数控加工的特点（如加工路线、加工干涉等）进行全面考虑，并应兼顾刀尖本身的强度。刀具卡1产品名称或代号零件名称偏心轴零件图号序号刀具号刀具规格名称数量加工表面备注1T010130菱形外圆车刀1车端面和外圆硬质合金2T0202中心钻A2.51打中心眼硬质合金3T0303端面90槽刀1车端面槽90度硬质合金4T0404切槽刀1mm宽1切外槽编制审核201 年 月 日共1页第1页4.4选择数控铣削刀具数控机床上用的刀具应满足安装调整方便、刚性好、精度高、耐用度好等要求。对刀具的基本要求：（1）铣刀刚性要好。铣刀刚性要好的目的有二：一是为提高生产效率而采用大切削用量的需要；二是为适应数控铣床加工过程中难以调整切削用量的特点；（2）铣刀的耐用度要高。尤其是当一把铣刀加工的内容很多时，如刀具不耐用而磨损较快，不仅会影响零件的表面质量与加工精度，而且会增加换刀引起的调刀与对刀次数，也会使工作表面留下因对刀误差而形成的接刀台阶。除上述两点之外，铣刀切削刃的几何角度参数的选择及排屑性能等也非常重要。根据不同的加工内容，则需要不同规格的刀具来进行加工，考虑到加工效率，接刀痕迹，走刀的重叠量。综上分析确定铣削用刀。刀具卡2产品名称或代号零件名称偏心轴零件图号序号刀具号刀具规格名称数量加工表面备注1T05ED10立铣刀1铣扁方硬质合金编制审核201 年 月 日共1页第1页4.5确定切削用量加工参数的确定取决于实际加工经验、工件的加工精度及表面质量、工件的材料性质、刀具的种类及刀具形状、刀柄的刚性等诸多因素。(1)主轴转速(n)。硬质合金刀具材料切削钢件时，切削速度v取80220mmin，根据公式n=1000vD及加工经验，并根据实际情况，粗加工主轴转速在4001000rmin的范围内选取，精加工的主轴转速在8002000rmin的范围内选取。(2)进给速度粗加工时，为提高生产效率，在保证工件质量的前提下，可选择较高的进给速度，一般取100200mmmin。当进行切槽、切断、车孔加工或采用高速钢刀具进行加工时，应选用较低的进给速度，一般在50100mmmin的范围内选取。精加工的进给速度一般取粗加工进给速度的12。刀具空行程的进给速度一般取G00速度，或在G01时选取F1201500mmmin。背吃刀量(aP)背吃刀量根据机床与刀具的刚性及加工精度来确定，粗加工的背吃刀量一般取25mm(直径量)，精加工的背吃刀量等于精加工余量，精加工余量一般取0.20.5mm(直径量)。数控编程时，编程人员必须确定每道工序的切削用量，并以指令的形式写入程序中。切削用量包括主轴转速、背吃刀量及进给速度等。对于不同的加工方法，需要选用不同的切削用量。切削用量的选择原则是：保证零件加工精度和表面粗糙度，充分发挥刀具切削性能，保证合理的刀具耐用度，并充分发挥机床的性能，最大限度提高生产率，降低成本。五 零件编程与仿真加工5.1设置对刀点和换刀点刀具究竟从什么位置开始移动到指定的位置呢？所以在程序执行的一开始，必须确定刀具在工件坐标系下开始运动的位置，这一位置即为程序执行时刀具相对与工件运动的起点，所以称程序起始点或起刀点。此起始点一般通过对刀来确定，所以，该点又称对刀点。在编制程序时，要正确选择对刀点的位置。对刀点设置原则是：便于数值处理和简化程序编制。易于找正并在加工过程中便于检查，引起的加工误差小。对刀点可设置在加工零件上，也可以设置在夹具上或机床上，为了提高零件的加工精度，对刀点应尽量设置在零件的设计基准或工艺基准上。实际操作机床时，可以通过手工对刀操作把刀具的刀位点放到对刀点上，即“刀位点”与“对刀点”的重合，所谓“刀位点”是指刀具定位基准点，车刀的刀位点为刀尖或刀尖圆弧中心。用手动对到操作，对刀精度较低，且效率低。而有些工厂采用光学对刀镜、对刀仪、自动对刀装置等，以减少对刀时间，提高对刀精度。加工过程中需要换刀时，应规定换刀点。所谓“换刀点”时指刀架转动换刀时的位置，换刀点应设在工件或夹具的外部，以换刀时不碰工件及其他部件为准。加工中，一般采用试切对刀法。首先对Z轴，当刀走到如下图时，进入“刀具补偿”“刀偏表”“试切直径”，光标移动到刀具所在到位号，输入所测d的值按“测量”，此时X轴就对好了，如图5-1图5-1 图5-2再对Z轴，当刀走到如下图时，主轴停，用卡尺测量d，“刀具补偿”“刀偏表”“试切长度”，光标移动到刀具所在刀位号，输入所测L的值，按“测量”，此时Z轴就对好了，如图5-2。5.2 程序的编制5.2.1数车的程序编制工序三顺序号程序内容程序说明O0001程序名N10M03S1000T0101主轴启动定义刀号,1号刀粗车N20G0X30Z3快速定位N30G71U1R1外圆车削循环N40G71P1Q2U0.5W0.1F200外圆车削循环N50N1G01X0F120粗车外圆轮廓17mm、21.5，轴向留0.2mm、径向留0.5mm精加工余量N60Z0N70X16N80X17W-0.5N90Z-23N100X21.5N110Z-28.5N120N2G01X30 N130M03S1200提高转速精加工N140G70P1Q2精加工外圆轮廓17mm、21.5N150G0X100Z100退刀N160M03S1200T0202换刀，打中心眼N170G0Z3打中心眼A2.5N180X0N190Z-8F50N200G0Z100退刀N210X100N220M03S800T0303换刀，加工端面槽N230G0X30Z5定位N240X14定位N250G01Z-1F60加工端面槽12-16mm，深1mmN260G0Z100退刀N270X100退刀N280M30程序结束工序四顺序号程序内容程序说明O0002程序名N10M03S1000T0101主轴启动定义刀号,1号刀粗车N20G0X30Z3快速定位N30G71U1R1循环车削粗加工N40G71P1Q2U0.5W0.1F200循环车削粗加工N50N1G01X0F120车端面，保证总长99.7mm顶尖顶起，粗车外圆轮廓，20mm、21.5mm，轴向留0.2mm、径向留0.5mm精加工余量N60Z0N70X19N80X20W-0.5N90Z-18.7N100X21.5N110Z-28.8N120N2G01X30N130M03S1200提高转速精车N140G70P1Q2精车外圆轮廓，20mm、21.5mmN150G0X100Z100退刀N160M03S1200T0404换刀，切槽N170G0X30Z3定位N180Z-3.1切槽19x1mmN190G01X19F40N200G0X30N210Z100退刀N220M30程序结束工序五顺序号程序内容程序说明O0003程序名N10M03S800T0202 换刀，打中心眼N20G0Z10快速定位N30X0定位N40Z3定位N50Z-5F50夹持以加工外圆17mm（垫上1.1mm的偏心距铜片），打中心眼A2.5N60G0Z100退刀N70X100退刀N80M03S1000T0101换刀，车外圆N90G0X30Z3定位N100G71U1R1粗车外圆轮廓24.5mm、28mm，轴向留0.2mm、径向留0.5mm精加工余量N110G71P1Q2U0.5W0.1F200N120N1G01X30F120N130Z-28N140X23.5N150Z0N160X24.5N170Z-69.7N180X28N190W-2N200N2G01X30N210M03S1200提高转速，精车N220G70P1Q2精车外圆轮廓24.5mm、28mmN230G0X100Z100退刀M03S1200T0404换刀，切槽G0X30Z3定位Z-69.7切槽23.5mmG01X23.5F40切槽23.5mmG0X30退刀Z100退刀M30程序结束5.3.2数铣的程序编制铣六方，进入编程界面，本零件的编程运用UG编制，首先绘制好零件实体图后，如图所示为UG工作界面与零件实体图。UG工作界面与零件实体图（一）造型与仿形加工UG是一种功能强大的软件，在这个型腔零件的造型中我们用到的是UG的草图建模和仿形加工模块。（二）加工并生成程序通过草图拉伸对毛坯进行设定，同时要确定毛坯中心在系统坐标系（绘图坐标系）中的坐标值。因为该例绘图原点在图形的底平面上，所以毛坯中心的坐标值设定值为（0,0,0）。注意对刀时，刀具找正毛坯中心后，要按该坐标值设定毛坯中心。然后进入UG加工模块，首先设定加工坐标系、工件加工的安全平面，对工件进行加工。（三）工艺参数设定首先我们定义刀具参数，根据列出的刀具清单。例如20立铣刀参数及图形如图所示，其它刀具按照各自参数设定。（四） 加工环境的创建UG可以选择的加工方式有很多种，有用于普通加工的有用于多轴加工的，此零件的加工为三坐标以上的多轴加工，因此确定加工环境为可变轮廓铣，如
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