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基于 Mastercam 轴套 零件 数控 加工 工艺 编制 编程 仿真 三件套

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基于Mastercam的轴套类零件数控车加工工艺编制及编程仿真-三件套.zip,基于,Mastercam,轴套,零件,数控,加工,工艺,编制,编程,仿真,三件套

内容简介：

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M05N63 T0900N64 M01(TOOL - 4 OFFSET - 4)(ID ROUGH MIN. 16. DIA. - 80 DEG. INSERT - CCMT 09 T3 04)N65 G0 T0404N66 G18N67 G97 S650 M03N68 G0 G54 X17.5 Z4.5N69 G50 S650N70 G96 S650N71 G1 Z2.5 F.2N72 Z-1.25N73 X17. Z-1.5N74 Z-15.N75 X15.N76 X12.172 Z-13.586N77 G0 Z3.768N78 X23.536N79 G1 Z1.768N80 X17.1 Z-1.45N81 X14.272 Z-.036N82 G0 Z1.25N83 G28 U0. V0. W0. M05N84 T0400N85 M01(TOOL - 3 OFFSET - 3)(ID THREAD MIN. 20. DIA. INSERT - R166.0L-16MM01-050)N86 G0 T0303N87 G18N88 G97 S450 M03N89 G0 G54 X16. Z2.116N90 Z3.N91 G76 P010000 Q0. R0.N92 G76 X20. Z-13.5 P20000 Q7935 R0. E1.5N93 Z2.116N94 G28 U0. V0. W0. M05N95 T0300N96 M01N97 M00(Flip Stock)(TOOL - 1 OFFSET - 1)(OD RIGHT 55 DEG INSERT - DNMG 15 06 08)N98 G0 T0101N99 G18N100 G97 S600 M03N101 G0 G54 X37.899 Z4.5N102 G50 S600N103 G96 S600N104 G1 Z2.5 F.2N105 Z-10.341N106 X40.914N107 X43.743 Z-8.927N108 G0 Z4.5N109 X34.884N110 G1 Z2.5N111 Z-10.341N112 X38.299N113 X41.127 Z-8.927N114 G0 Z4.5N115 X31.869N116 G1 Z2.5N117 Z-.599N118 X33.949 Z-4.599N119 G18 G3 X34. Z-4.8 I-.774 K-.202N120 G1 Z-8.8N121 Z-10.341N122 X35.284N123 X38.112 Z-8.927N124 G28 U0. V0. W0. M05N125 T0100N126 M01(TOOL - 4 OFFSET - 4)(ID ROUGH MIN. 16. DIA. - 80 DEG. INSERT - CCMT 09 T3 04)N127 G0 T0404N128 G18N129 G97 S650 M03N130 G0 G54 X18.62 Z4.5N131 G50 S650N132 G96 S650N133 G1 Z2.5 F.2N134 Z-4.N135 X18.N136 X15. Z-5.5N137 X12.172 Z-4.086N138 G0 Z4.5N139 X22.24N140 G1 Z2.5N141 Z-4.N142 X18.22N143 X15.392 Z-2.586N144 G0 Z4.316N145 X27.742N146 G1 Z2.316N147 X22.61 Z-4.N148 X21.84N149 X19.012 Z-2.586N150 G0 Z1.25N151 G28 U0. V0. W0. M05N152 T0400N153 M30% XXX数控加工工艺过程卡片产品型号零件图号01产品名称零件名称件1共1页第1页材 料 牌 号45毛 坯 种 类型材毛坯外形尺寸40X60mm每毛坯件数1每 台 件 数1备 注 工 序 号 工 名 序 称 工 序 内 容 车 间 工 序设 备工 艺 装 备 工 时 准终 单件夹具量具5下料准备毛坯金工锯床三爪卡盘游标卡尺10车夹持毛坯外圆，车削外圆轮廓数控数控车床三爪卡盘游标卡尺、千分尺15车加工内孔轮廓数控数控车床三爪卡盘游标卡尺、千分尺20车切断零件，保证总长度数控数控车床三爪卡盘游标卡尺、千分尺25清洗锐角倒钝、清洗数控工作台三爪卡盘30检终检数控工作台三爪卡盘游标卡尺、千分尺35入库入库 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期 XXX数控加工工序卡片产品型号零件图号01产品名称零件名称件1共 3 页第 1 页车间工序号工序名材料牌数控10车45毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制作件数每台件数型材40X60mm11设备名称设备型号设备编号同时加工件数数控车床CK6140011夹具编号夹具名称切削液01三爪卡盘乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件描图游标卡尺工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速r/min切削速度m/min进给量mm/r切削深度mm进给次数 工步工时描校机动辅助1粗车24、28mm外圆面，留有精加工余量外圆车刀、游标卡尺8007016011底图号2精车24、28mm外圆面，精加工至图纸尺寸要求外圆车刀、千分尺1000901000.51装订号设计（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期 XXX数控加工工序卡片产品型号零件图号01产品名称零件名称件1共 3 页第2 页 车间工序号工序名材料牌数控15车45毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制作件数每台件数型材40X60mm11设备名称设备型号设备编号同时加工件数数控车床CK6140011夹具编号夹具名称切削液01三爪卡盘乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件描图游标卡尺工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速r/min切削速度m/min进给量mm/r切削深度mm进给次数 工步工时描校机动辅助1钻孔16麻花钻、游标卡尺600-11底图号2粗镗内孔，留有精加工余量内孔镗刀、游标卡尺110070220113精镗内孔，精加工至图纸尺寸要求内孔镗刀、千分尺1200801200.514切断零件断刀刀500-0.51装订号设计（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期 XXX数控加工工艺过程卡片产品型号零件图号01产品名称零件名称件2共1页第1页材 料 牌 号45毛 坯 种 类型材毛坯外形尺寸45X65mm每毛坯件数1每 台 件 数1备 注 工 序 号 工 名 序 称 工 序 内 容 车 间 工 序设 备工 艺 装 备 工 时 准终 单件夹具量具5下料准备毛坯金工锯床三爪卡盘游标卡尺10车夹持毛坯外圆，车削右边外圆轮廓数控数控车床三爪卡盘游标卡尺、千分尺15车夹持零件右边外圆，车削左边外圆轮廓数控数控车床三爪卡盘游标卡尺、千分尺20清洗去毛刺、清洗数控工作台三爪卡盘25检检验数控工作台三爪卡盘游标卡尺、千分尺30入库入库 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期 XXX数控加工工序卡片产品型号零件图号01产品名称零件名称件2共 2 页第 1 页车间工序号工序名材料牌数控10车45毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制作件数每台件数型材45X65mm11设备名称设备型号设备编号同时加工件数数控车床CK6140011夹具编号夹具名称切削液01三爪卡盘乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件描图游标卡尺工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速r/min切削速度m/min进给量mm/r切削深度mm进给次数 工步工时描校机动辅助1粗车外圆面，留有精加工余量外圆车刀、游标卡尺11007022011底图号2精外圆面，加工至图纸尺寸要求外圆车刀、千分尺1200801200.513切槽切槽刀、游标卡尺7003070114车削外螺纹外螺纹车刀、螺纹环规500-0.51装订号设计（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期 XXX数控加工工序卡片产品型号零件图号01产品名称零件名称件2共 2 页第2 页 车间工序号工序名材料牌数控15车45毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制作件数每台件数型材45X65mm11设备名称设备型号设备编号同时加工件数数控车床CK6140011夹具编号夹具名称切削液01三爪卡盘乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件描图游标卡尺工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速r/min切削速度m/min进给量mm/r切削深度mm进给次数 工步工时描校机动辅助1粗车圆弧面，留有精加工余量外圆车刀、游标卡尺11007022011底图号2精车圆弧面，精加工至图纸尺寸要求外圆车刀、千分尺1200801200.51装订号设计（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期任务书课题名称轴套类零件的数控加工内容及要求1、 课题简介毕业设计是一个实践性很强的环节，是培养学生理论联系实际，解决生产实际问题能力的重要步骤。通过此毕业设计使学生具有利用CAD/CAM软件解决生产实际问题的初步能力，并初步具备分析和解决工艺方面的问题，能设计中等复杂程度典型零件数控加工工艺的能力，并能利用数控技术专业知识编写相应的数控加工程序，为今后工作实践和继续深造学习打好基础。2、 技术指标（1） 完成开题报告，工作方案分析及进度计划；（2） 收集和查阅参考资料，对于零件加工的可行性进行分析、研究； （3） 根据零件的加工特点、工艺条件和经济情况确定加工工艺；填写工艺过程卡片（包括刀具的合理选择、加工参数的设计过程）。（4） 根据工艺卡片中的加工顺序，设计零件的轮廓粗、精加工、钻孔等加工方法的刀路，生成加工轨迹；（5） 合理选择机床，根据机床及数控系统的类型进行机床参数的设置和后置处理；生成加工程序；并仿真加工检查和真实零件加工；（6） 完成零件图；（7） 完成说明书，论文的写作。3、 主要参考资料 （1） 数控机床实训技术.电子工业出版社.王金城主编 （2） 数控加工编程与操作.人民邮电出版社.顾晔 楼章华主编（3） 数控工艺培训教程.数控铣部分.清华大学出版社.杨伟群主编（4） CAD/CAM软件相关书籍。基本工作量要求1、设计说明书电子稿和打印稿各一份，纸质说明书页数在30页左右（A4纸）2、图纸3张以上（包括零件图、毛坯图、仿真图、加工刀路图）要求至少有1张以上为采用CAD绘制3、数控加工工艺过程卡、数控加工程序清单、数控刀具卡4、阅相关参考文献10篇以上 进度计划起止时间工作内容1准备阶段2017年11月15日-2017年11月30日确定落实课题，调研并搜集有关资料，准备参考资料2课题分析、确定实施方案2017年12月1日-2017年12月15日进行对于薄壁基座零件加工的可行性进行分析、研究3课题实施过程2017年12月21日-2017年1月10日初步分析计算，定制加工工艺，汇报、确定整体加工工艺方案4课题实施过程2017年1月11日-2017年3月15日应用CAD/CAM软件，初步三维建模和生成加工轨迹，然后对生成的最终程序进行仿真检查5编写毕业设计说明书2017年3月16日-2017年4月1日参照毕业设计指导书，编写出规范的毕业设计说明书6毕业设计的提交2017年4月20日按规定的方法装订，然后装于档案袋中交于指导老师审核参考文献（1） 数控车床加工工艺与编程操作. 王兵.机械工业出版社（2） 数控加工技术基础学习指南. 彭美武，饶小创.机械工业出版社（3） 零件的数控铣削加工. 王军.电子工业出版社（4） CAD/CAM与数控机床加工. 江剑锋.中国人事出版社指导教师： 教研室主任： 系主任：技术指标附件1：目 录摘 要1Abstract1第1章 绪论21.1数控加工技术国内外现状21.2 本设计研究的目的与意义21.3 数控加工工艺与普通加工工艺的区别及特点21.4 数控加工工艺基本特点2第2章 数控加工工艺设计42.1加工方案的确定42.2装夹方案的确定62.3加工工序的划分72.4加工刀具的选择112.5切削用量的确定122.6数控加工工艺卡片的拟定12第3章 轴零件数控程序编制133.1编程理论依据133.2编程指令的选择15第4章 轴零件数控加工仿真194.1仿真加工软件简介194.2仿真加工过程204.2.1外圆仿真刀路设计204.2.2外圆切槽仿真刀路设计224.2.3外螺纹仿真刀路设计26总 结29参考文献30致 谢31摘 要现代的CAD/CAM都是建立在数控技术之上的。掌握现代数控加工技术知识是现代机械专业里面必不可少的。在数控加工过程中，从零件的设计图纸到零件成品的合格。不仅要考虑到数控程序的编制，还要考虑到零件加工工艺路线的安排、加工机床型号的选择、切削刀具的选择、零件加工的定位装夹等一系列因素的影响。在开始编程前，必须要对零件设计图纸和技术要求进行详细的数控加工工艺分析。来最终确定哪些是零件的技术关键，哪些是数控加工的难点，以及程序的编制难易程度。本次设计内容为车削轴类零件数控加工工艺及编程加工。具体介绍了数控车床加工的特点、加工工艺分析以及数控编程加工过程，以及夹具的确定等等。关键词：数控车床；数控编程；数控加工工艺AbstractModern CAD/CAM is based on numerical control technology. Mastering the knowledge of modern NC machining technology is essential in modern mechanical engineering. In the process of NC machining, From the design drawing of the part to the qualification of the finished product of the part. Not only the preparation of the NC program, but also the arrangement of the machining process route of the part, the selection of the type of the machine tool, the choice of the cutting tool, The influence of a series of factors, such as positioning, clamping, etc. Before the beginning of programming, it is necessary to carry out detailed NC machining process analysis on the part design drawings and technical requirements. Finally, it is necessary to determine which parts are the technical key and which are the number The difficulty of controlling processing and the difficulty of programming.The content of this design is NC machining technology and programming machining of turning shaft parts. The characteristics of NC lathe machining, machining process analysis, NC programming machining process and fixture determination are introduced in detail.Keywords: NC lathe; NC programming; NC machining technology第1章 绪论1.1数控加工技术国内外现状近年来，随着国防、航空、高铁、汽车和模具等重要装备制造行业需求量的大幅增长，我国数控机床也取得了快速发展。中国通过引进技术、消化吸收和科技攻关、开发自主版权数控系统两个阶段，已为数控机床的产业化奠定了良好的技术基础。数控机床新开发1300个品种，已有一定的覆盖面。新开发的国产数控机床产品大部分达到了八十年代的中期水平，部分达到国际九十年代水平，为国家重点建设提供了一批高水平的数控机床5。数控系统的开发与生产也取得了一定成果：目前已新开发出80个品种。数控系统是数控机床的核心技术，其品种多少与质量好坏直接影响到国产数控机床的发展。多年来，国外发达国家对向我进口高挡数控系统实行禁运政策。因此，自“七五”以来，国家一直把CNC系统的发展作为重中之重来支持，现已开发出具有中国版权的CNC系统，掌握了国外一直对中国封锁的一些关键技术，为中国数控系统的自行开发、生产奠定了基础。大部份数控机床配套产品已能生产，自我配套率超过60%。1.2 本设计研究的目的与意义经过这次设计，我初步具有了解数控编程以及加工知识，我们可以理解和处理的编程已经成为数控技术在现代制造系统中不可缺少的基本技术，应用程序编程和数控加工技术是制造业中越来越受欢迎的，并已成为现今制造技术的基础和重要组成部分。通过这样的设计可以使我们知道数控工艺编程更深入，目前发展中存在的问题和需要解决的问题。1.3 数控加工工艺与普通加工工艺的区别及特点数控加工工艺与传统加工工艺的设计过程和设计原理是相似的，但也有数控技术的特点是不同于传统的加工技术。由于计算机控制系统的数控机床和数控加工，使得数控加工具备自动化水平高、精度高、质地稳定、生成率高、周期短、装备使用费用高等特点。1.4 数控加工工艺基本特点数控机床加工工艺与普通机床加工原则上基本相同，但数控机床是自动进行加工，因而有如下特点：数控加工的工序内容比普通机床的加工内容复杂，加工的精度高，加工的表面质量高，加工的内容较丰富。数控机床加工程序的编制比普通机床工艺编制要复杂些。这是因为数控机床加工存在对刀、换刀以及退刀等特点，这都无一例外的变成程序内容，正是由于这个特点，促使对加工程序正确性和合理性要求极高，不能有丝毫的差错。否则加工不出合格的零件。第2章 数控加工工艺设计随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，数控加工技术对国计民生的一些重要行业（IT、 汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为效率、质量是先进制造技术的主体。 高速、高精加工技术可极大地提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争 能力。而对于数控加工,无论是手工编程还是自动编程，在编程前都要对所加工的零件进行工艺 分析，拟定加工方案，选择合适的刀具，确定切削用量，对一些工艺问题(如对刀点、加工路线 等)也需做一些处理。并在加工过程掌握控制精度的方法,才能加工出合格的产品.2.1加工方案的确定零件图纸工艺分析确定装夹方案确定工序方案确定工步顺序确定进给路线确定 所用刀具确定切削参数编写加工程序具体零件图纸工艺分析。图2.1 件1图2.2 件2图2.3 件3图2.4 装配图该零件主要由轴类配合件。轴零件由圆柱面组成；轴零件由三角螺纹、螺纹退刀槽、圆柱面、圆弧曲线等部分组成。螺纹退刀槽是为了车螺纹时退刀方便，螺纹用于安装各种锁紧螺母和调整螺母。根据工作性能与条件，轴零件加工尺寸精度都比较难。图纸的难点之一在于加工件2的时候，没有合适的地方装夹，所以需要考虑配合才能加工。2.2装夹方案的确定形位精度的要求确定了零件的装夹方案，从该三个零件可看出，零件均需要经过掉头装夹才能达到要求。而且本次的件1和件3零件的外圆尺寸相差不大，并且由于件3的装夹较少，所以建议用一个毛坯来装夹，最后切断分成两部分。端面定位需采用百分表找正，保证同轴度，还需注意，薄壁处易变形（特别是梯形螺纹部分），加紧力要适当。由于夹具确定了零件在机床坐标系中的位置，即加工原点的位置，因而首先要求夹具能保证零件在机床坐标系中的正确坐标方向，同时协调零件与机床坐标系的尺寸。除此之外，主要考虑下列几点：小批量或成批生产时才考虑采用专用夹具，但应力求结构简单；夹具要开敞，其定位、夹紧机构元件不能影响加工中的走刀（如产生碰撞等）；装卸零件要方便可靠，以缩短准备时间，有条件时，批量较大的零件应采用气动或液压夹具、多工位夹具。综合零件（图2.1）的工艺路线拟定。典型的轴类零件,形状很规则，故夹具选用三爪自定心卡盘如图（2.5），三爪卡盘装夹工件时可自动定心，不需找正。但需要注意的是，用三爪卡盘夹紧工件时，为保证足够的夹紧力，一般要留有20mm以上的夹持长度。如图2.5 三爪卡盘2.3加工工序的划分以高切削速度、高进给速度和高加工精度为主要特征的高速切削技术，最近十几年发展迅在 航空航天、模具制造及精密微细加工等领域得到了广泛应用。因此，高速加工技术的研究已成为国内外制造领域重要的研究项目之一。1.确定刀具路径应满足的基本要求高速切削不仅提高了对机床、夹具、刀具和刀柄的要求，同时也要求改进刀具路径策略，因为若 路径不合理，在切削过程中就会引起切削负荷的 突变，从而给零件、机床和刀具带来冲击，破坏加工质量，损伤刀具。在高速切削中由于切削速度和进给速度都很快，这种损害比在普通切削 中要严重的多，因此， 必须研究适合高速切削的路径，将切削过程中切削负荷的突变降至最低。 可以说，高速切削机床只有有了合理的高速刀具轨迹才能真正获得最大效益。为了消除切削过程中切削负荷的突变，刀具路径应满足以下基本要求： 切削是等体积切削，即切削过程中切削力恒定。尽量减少空行程。 尽量减少进给速度的损失。通用的刀具路径2.刀具进给要求进刀时采用螺旋或弧进刀，使刀具逐渐切入零件，以保证切削力不发生突变，延长刀具寿命。 切削速度的连续和无突变，使切削连续平稳，否则，将产生冲击。 切削时使用顺铣使切削过程稳定，不易过切，刀具磨损小，表面质量好。 采用小的轴向切深以保证小的切削力、少的切削热和排屑的顺畅。无切削方向突变，即刀具轨迹 是无尖角的，普通加工轨迹的尖角处用圆弧或其他曲线来取代，从而保证切削方向的变化是逐渐 的而不 是突变的。这样有两点好处：一是现代高速机床的控制系统都有程序段前视和尖角自动 减速功能，即在到达尖角前，将自动降低进给速度，这样虽然减小了冲击，且 避免了过切，但却损失了进给速度。轨迹是无尖角的，自然也就避免了这种情况的发生；二是在尖角处切削负荷 会突然加大，引起冲击。轨迹是无尖角的 时候这种问题同样不存在。 采用等高线轨迹，加工余量均匀的走刀路线可取得好的效果。为采用等高线法的刀具轨迹，刀具沿 X 或 Y 轴方向平动，完成金属的切除， 这样可保证高速加工中切削余量均匀，对加工稳定，尤其是刀具寿命的延长有利.3.粗加工刀具要求粗加工时常用的刀具路径有：Z向等高线层切法，即将零件分成若干层，一层一层逐层往下切，在每层中将零件的所有区 域加工完再进人下一层，在每一层均采用螺旋或圆弧进刀，同时 采用无尖角刀具轨迹。这样有 利于排屑，也避免了切削力发生突变。对薄壁件来说，更应采用这种刀具轨迹，因为这种刀具轨 迹在切削过程中还能使薄壁 保持较好的刚性。 插铣刀具路径。对于深度很深的腔体的粗加工可采用插铣的方法来进行，因为腔体很深时，需要很长的刀具，这时刀具的刚性很差，按常规的切削路线切削刀具易变形，而且也易产生振动，影响加工质量和效率，采用插铣的轨迹正好可解决这一问题。 摆线刀具路径。另一种更新的粗加工刀具轨迹是摆线刀具轨迹，“摆线”是指当一个圆沿着一条曲线作纯滚动时，圆上某一固定点的轨迹。采用 这种刀具轨迹使刀具在切削时距某条曲线(一 般是零件的轮廓线及其平移线)保持一个恒定的半径，从而可使进给速度在加工过程中可保持不 变，而且这时的径向吃刀量一般取刀具直径的 5%左右，因此刀具的冷却条件良好，刀具的寿命 较长。这对高速加工是非常有利的。4.精加工刀具路径要求加工时常用的刀具路径有：先在陡峭面用Z 向等高线层切法加工，然后在非陡峭面采用表面轮廓轨迹法加工； 先用表面轮廓轨迹法加工所有面，再在垂直方向上加工陡峭面。 薄壁件的精加工采用Z 向等高线层切法。 当然在加工过程中同样每一层都要尽量作到螺旋或园弧进刀，采用无尖角刀具轨迹。5.其他刀具路径要求如加工的是单一型腔的薄壁件，它比单纯的等高线逐层切法对保持薄壁的刚性更好，从而保 证加工余量均匀，零件变形小。 对薄底零件应采用所示的走刀轨迹。即从离支撑最远的点开始切削，分层切削直到深度到位；每次深度铣到以后再向支撑处移动一个径向切深，重复上一步的过程，直至切削完成。相当于将薄壁件的等高线逐层切法转动90。这样才能在切削时较好地保持零件刚性，避免振动。零件1：夹住2.1毛坯，使伸出长65mm，加工右端外圆及内孔，最后切断。图2.6 零件1零件2：夹住零件毛坯，加工左端,调头装夹加工右端，伸长95mm，加工内孔20及右端外圆及内孔，程序保证零件长度25mm。图2.7 零件2零件3：夹住零件左端的52,伸长95mm，加工内孔40及右端外圆及外圆槽，程序保证零件长度145mm。图2.8 零件32.4加工刀具的选择确定进给路线的工作重点，主要在于确定粗加工及空行程的进给路线，因精加工切削过程的进给路线基本上都是沿其零件轮廓顺序进行的。 进给路线泛指刀具从对刀点（或机床固定原点）开始运动起，直至返回该点并结束加工程序 所经过的路径，包括切削加工的路径及刀具切入、切出等非切削空行程。 在保证加工质量的前提下，使加工程序具有最短的进给路线，不仅可以节省整个加工过程的 执行时间，还能减少一些不必要的刀具消耗及机床进给机构滑动部件的磨损等。 而刀具的选择也是数控加工中重要内容之一，它不仅影响机床的加工效率，而且直接影响加 工质量。编程时，选择刀具通常要考虑机床的加工能力、工序内容、工件材料等因素。如下是对该零件工步顺序、刀具的选择。表2-1刀具卡序号刀具名称刀具材料数量加工内容193外圆刀硬质合金1粗，精车外圆轮廓23mm外槽刀1粗、精车內孔轮廓360外螺纹刀1切螺纹退刀槽480内镗刀1车内螺纹53mm内槽刀1车外弧面660内螺纹刀1车内弧面7钻头高速钢1切外槽8切断刀硬质合金1车外螺纹2.5切削用量的确定切削用量是衡量工作运动大小的数值，它的选择与保证工件质量和提高生产效率有密切的关系。切削用量主要包括切削速度、进给量和切削深度。切削用量大小决定着加工时间、刀具寿命 和加工质量。经济有效的加工方式必然是合理的选择了切削用量。如下是对该零件切削用量的选择。 外圆柱面 粗车:S=600r/min F=80mm/min ap=2mm 精车: S=800r/min F=100mm/min ap=1mm 内圆柱面粗车:S=600r/min F=60mm/min ap=2mm 精车:S=800r/min F=80mm/min ap=1mm 外螺纹S=500r/min 外槽S=500r/min F=40mm/min ap=2mm 2.6数控加工工艺卡片的拟定机械加工工艺卡是以工序为单位来简单明确的说明工件的加工工艺路线，主要用来表示工件的加工流向，共安排生产计划、组织生产调度用；而机械加工工序卡是在工艺卡的基础上，按照每道工序所编制的一种工艺文件，主要是用于指导工人完成某一工序所使用的卡片。将前面分析的各项内容综合成数控加工工艺卡片，具体卡片请查看附件。第3章 轴零件数控程序编制3.1编程理论依据1.数控机床坐标系系统数控机床的坐标系统，包括坐标系、坐标原点和运动方向，对于数控加工及 编程，是一个十分重要的概念。每一个数控编程员和数控机床的操作者，都必须 对数控机床的坐标系统有一个完整且正确的理解，否则，程序编制将发生混乱， 操作时更会发生事故。2.坐标系数控机床的坐标系采用右手直角坐标系，其基本坐标轴为X、Y、Z 直角坐 标，相对于每个坐标轴的旋转运动坐标为A、B、C。3.坐标轴及其运动方向不论机床的具体结构是工件静止、刀具运动，还是工件运动、刀具静止，数 控机床的坐标运动指的是刀具相对静止的工件坐标系的运动。ISO对数控机床的坐标轴及其运动方向均有一定的规 定：Z 轴定义为平行于机床主轴的坐标轴，如果机床有一系列主轴，则选尽可能 垂直于工件装夹面的主要轴为 Z 轴，其正方向定义为从工作台到刀具夹持的方 向，即刀具远离工作台的运动方向；X 轴作为水平的，平行于工件装夹平面的坐 标轴，它平行于主要的切削方向，且以此方向为主方向；Y 轴的运动方向则根据 X 轴和 Z 轴按右手法则确定。旋转坐标轴 A、B、C 相应地在 X、Y、Z 坐标轴正方向上，按右手螺纹前进方向来确定。4.坐标原点机床原点现代数控机床一般都有一个基准位置（set location），称为机床 原点（machine origin 或home position）或机床绝对原点（machine absolute origin）， 是机床制造商设置在机床上的一个物理位置，其作用是使机床与控制系统同步， 建立测量机床运动坐标的起始点。 机床参考点与机床原点相对应的还有一个机床参考点（reference point）， 它也是机床上的一个固定点，一般不同于机床原点。一般来说，加工中心的参考 点为机床的自动换刀位置。 程序原点对于数控编程和数控加工来说，还有一个重要的原点就是程序 原点（program origin），是编程人员在数控编程过程中定义在工件上的几何基准 点，有时也称为工件原点（part origin）。程序原点一般用 G92 或 G54G59（对 于数控镗铣床）和G50（对于数控车床）指定。 装夹原点除了上述三个基本原点以外，有的机床还有一个重要的原点， 即装夹原点（fixture origin）。装夹原点常见于带回转（或摆动）工作台的数控机 床或加工中心，一般是机床工作台上的一个固定点，比如回转中心，与机床参考 点的偏移量可通过测量存入CNC 系统的原点偏移寄存器（origin offset register） 中，供CNC 系统原点偏移计算用。5.原点偏移现代 CNC 系统一般都要求机床在回零操作，即使机床回 到机床原点或机床参考点之后，通过手动或程序命令（比如G92X0 Y0 Z0）初始 化控制系统后，才能启动。机床参考点和机床原点之间的偏移值存放在机床常数 中。初始化控制系统是指设置机床运动坐标X，Y，Z，A，B 等的显示为零。 对于程序员而言，一般只要知道工件上的程序原点就够了，与机床原点、机床参考点及装夹原点无关，也与所选用的数控机床型号无关。但对于机床操作者来说，必须十分清楚所选用的数控机床上上述各原点及其之间的偏移关系。6.绝对坐标编程和增量坐标编程数控系统的位置/运动控制指令可采用两种编程坐标系统进行编程，即绝对 坐标编程（absolute programming）和增量坐标编程（incremental programming）。 绝对坐标编程在程序中用 G90 指定，刀具运动过程中所有的刀具位置 坐标是以一个固定的编程原点为基准给出的，即刀具运动的指令数值（刀具运动 的位置坐标），与某一固定的编程原点之间的距离给出的。 增量坐标编程在程序中用 G91 指定，刀具运动的指令数值是按刀具当前所在位置到下一个位置之间的增量给出的。3.2编程指令的选择1.数控车编程指令介绍FANUC系统数控车的编程指令及其指令格式FANUC 0-TD系统 G 代码命令 代码组及其含义“模态代码” 和 “一般” 代码“形式代码” 的功能在它被执行后会继续维持，而 “一般代码” 仅仅在收到该命令时起作用。定义移动的代码通常是“模态代码”，像直线、圆弧和循环代码。反之，像原点返回代码就叫“一般代码”。每一个代码都归属其各自的代码组。在“模态代码”里，当前的代码会被加载的同组代码替换。表3.2.1 常用G代码G代码功能说明G代码功能说明G00快速点定位模态指令G53机床坐标系设定非模态指令G01直线插补G54-G59选择工件坐标系16G02顺时针圆弧插补G65调用宏程序非模态指令G03逆时针圆弧插补G70精加工循环G04暂停非模态指令G71外径/内径粗车复合循环G20英制尺寸编程G72端面粗车复合循环G21米制尺寸编程G73轮廓粗车复合循环G27返回参考点检查非模态指令G76多头螺纹复合循环G28返回参考点位置G90外径/内径自动车循环模态指令 G32螺纹切削模态指令G92螺纹自动车循环G40取消刀具半径补偿G94端面自动车循环G41刀具半径左补偿G96恒表面切削速度控制G42刀具半径右补偿G97恒表面切削速度控制取消G50主轴最大速度设定非模态指令G98每分钟进给G52局部坐标系设定G99没转进给2.编程指令选择G00 定位 （1）格式 G00 X_ Z_ 这个命令把刀具从当前位置移动到命令指定的位置 (在绝对坐标方式下)， 或者移动到某个距离处 (在增量坐标方式下)。 （2） 非直线切削形式的定位 我们的定义是：采用独立的快速移动速率来决定每一个轴的位置。刀具路径不是直线，根据到达的顺序，机器轴依次停止在命令指定的位置。 （3） 直线定位 刀具路径类似直线切削(G01)那样，以最短的时间（不超过每一个轴快速移动速率）定位于要求的位置。 （4）举例 N10 G0 X100 Z65 G01 直线插补 （1） 格式 G01 X(U)_ Z(W)_ F_ ;直线插补以直线方式和命令给定的移动速率从当前位置移动到命令位置。X, Z: 要求移动到的位置的绝对坐标值。U,W: 要求移动到的位置的增量坐标值。 圆弧插补 (G02, G03) （2） 格式 G02(G03) X(U)_Z(W)_I_K_F_ ;G02(G03) X(U)_Z(W)_R_F_ ; G02 顺时钟 (CW)G03 逆时钟 (CCW)X, Z 在坐标系里的终点U, W 起点与终点之间的距离I, K 从起点到中心点的矢量 (半径值)R 圆弧范围 (最大180 度)。（3）举例 绝对坐标系程序G02 X100. Z90. I50. K0. F0.2或G02 X100. Z90. R50. F02; 增量坐标系程序G02 U20. W-30. I50. K0. F0.2;或G02 U20. W-30. R50. F0.2; 功能螺纹切削循环。 内外直径的切削循环(G90) （1） 格式 直线切削循环:G90 X(U)_Z(W)_F_ ;按开关进入单一程序块方式，操作完成如图所示 1234 路径的循环操作。U 和 W 的正负号 (+/-) 在增量坐标程序里是根据1和2的方向改变的。锥体切削循环:G90 X(U)_Z(W)_R_ F_ ;必须指定锥体的 “R” 值。切削功能的用法与直线切削循环类似。 3.3数控程序编制本次设计的自动编程程序是由Mastercam数控车完成，通过Mastercam导出刀路，并生成后处理程序如下：%N1 G0 T0101N2 G18N3 G97 S500 M03N4 G0 G54 X37. Z4.5N5 G50 S500N6 G96 S500N7 G99 G1 Z2.5 F.2N8 Z-14.134N9 G18 G3 X38. Z-15. I-.5 K-.866N10 G1 Z-24.N11 Z-24.704N12 X40.N13 X42.828 Z-23.289N14 G0 Z4.5N15 X34.N16 G1 Z2.5N17 Z0.N18 G3 X36. Z-1. K-1.N19 G1 Z-14.N20 G3 X37.4 Z-14.286 K-1.N21 G1 X40.228 Z-12.872N22 G28 U0. V0. W0. M05N23 T0100N24 M01(TOOL - 9 OFFSET - 9)(SPOT TOOL 6. DIA.)N25 G0 T0909N26 G18N27 G97 S500 M03N28 G0 G54 X0. Z5.N29 Z2.N30 G1 Z-38. F.2N31 G0 Z5.N32 G28 U0. V0. W0. M05N33 T0900N34 M01(TOOL - 4 OFFSET - 4)(ID ROUGH MIN. 16. DIA. - 80 DEG. INSERT - CCMT 09 T3 04)N35 G0 T0404N36 G18N37 G97 S600 M03N38 G0 G54 X23.733 Z4.5N39 G50 S600N40 G96 S600N41 G1 Z2.5 F.1N42 Z-21.452N43 X23.303 Z-21.887N44 X21.856 Z-23.015N45 X21.639 Z-23.159N46 G18 G2 X21.478 Z-23.4 I.319 K-.241N47 G1 Z-24.4N48 Z-25.N49 X20.N50 X17.172 Z-23.586N51 G0 Z4.5N52 X27.467N53 G1 Z2.5N54 Z-16.445N55 X26.2 Z-18.551N56 X24.762 Z-20.412N57 X23.333 Z-21.856N58 X20.505 Z-20.442N59 G0 Z4.5N60 X31.2N61 G1 Z2.5N62 Z-.391N63 X31.051 Z-3.815N64 X30.576 Z-7.333N65 X29.804 Z-10.637N66 X28.78 Z-13.643N67 X27.559 Z-16.292N68 X27.067 Z-17.109N69 X24.238 Z-15.695N70 G0 Z1.25N71 G28 U0. V0. W0. M05N72 T0400N73 M30%.由于自动编程程序过多，详见附录。 第4章 轴零件数控加工仿真4.1仿真加工软件简介Mastercam是美国CNC Software NC公司研制与开发的CAD/CAM一体化软件。自1981年推出第一代产品开始就以其强大的加工功能闻名于世。二十年来在此基础上进行不断地更新与完善，Mastercam是被工业界及学校广泛采用。Mastercam作为众多CAD/CAM软件中的一种，之所以能有第一位的装机量，其优点是显而易见的。它对硬件的要求不高，在一般配置的计算机上就可运行；它操作灵活，界面友好，易学易用，适用于大多数用户，能使企业迅速使用并取得很好的经济效益。另外，Mastercam的性价比，是其他同类软件所不能比拟的。随着我国加工制造业的崛起， Mastercam在中国的销量逐步提升，在全球的CAM市场份额雄居榜首。因此对每个机械设计与加工人员来说，学习Mastercam是十分必要的。Mastercam x是Mastercam的最新版本，它在以前版本的基础上做了较大的改进，特别是在三维造型及加工方面增加了新的功能和模块，使其操作更方便，功能更强大，更适合用户的要求。Mastercam包括4大模块：Design、Lathe、Mill和Wire。Design模块用于被加工零件的造型设计，Mill模块主要用于生成铣削加工刀具路径，Lathe模块主要用于生成车削加工刀具路径，Wire模块主要用于生成线切割刀具路径。这4个模块