毕业设计论文 - 副本

1、衢 州 学 院 毕业设计（论文）题目： 配合件的数控车削工艺设计与编程加工作者： 张颖涛 二级学院： 机械工程学院 专业班级： 数控技术12级 指导教师： 郑小军 职称： 高级实验师 2014 年 12月20日衢州学院机械工程学院毕业设计（论文）任务书课题名称配合件的数控车削工艺设计与编程加工二级学院机械工程学院专业/班级数控技术12级学生姓名张颖涛学 号3120134007指导教师郑小军单位/职称衢州学院/高级实验师课题来源企业生产任务成果形式论文所属岗位金工车间工艺管理技术员一、毕业设计（论文）课题的主要内容、任务和目标、基本要求等：1、课题研究的主要内容课题研究内容是以CAD/CAM软件

2、和数控车床为平台，综合应用数控加工技术的基本理论和专业技能，完成下图所示的阀芯零件数控仿真及实物加工。2、任务和目标通过本课题的工作，实现如下四方面的工作任务及目标：1）能对数控车削零件进行加工工艺分析，制定相关数控加工工艺流程；2）完成该数控车削零件的数控加工程序编制； 3）完成该数控车削零件的数控加工仿真及实物加工；4）数控车削加工中关键问题分析，能提出自己的应用心得（包括实际应用中解决问题的方法）或可能的创新点。3、基本要求1）完成毕业顶岗实习周记12篇，毕业顶岗实习报告鉴定表一份、开题报告一份（1000字以上），相关技术应用论文一篇（5000字以上）。 2）设计（论文）的写作规范：（1

3、）封面。（2）摘要：主要说明该课题主要研究内容及关键词。（3）目录。（4）正文：所选课题的需求分析，方案论证，方案设计，以及所实现的功能，在设计过程中遇到问题所采用的策略等。（5）部分重要程序的源代码。（6）参考文献。（7）论文要求用A4开纸打印，并装订成册，形成书目结构。（8）论文书写要求语言精练，简洁，表达力求准确。二、实践要求： 该课题要求学生在企业金工车间的数控加工工艺管理岗位上顶岗实习13周，了解车间工艺管理员的工作职责，熟悉车间常规零件的加工过程及其特点，完成顶岗实习周记，在周记中能详细介绍每周的工作任务及工作中遇到的问题和解决方法等。三、进度安排1) 数控加工技术国内外研究现状、

4、存在问题分析，完成开题报告，1周；2) 数控加工基本理论回顾， Mastercam、数控仿真软件学习，1周； 3) 典型零件的数控加工工艺分析，程序的手工编制及仿真调试，2周； 4) 数控加工关键问题分析，1周；5) 整理论文说明书，绘制并打印必要的零件图（A4），1周；6) 准备答辩，1周；7) 答辩，1周；四、推荐的主要参考资料1 刘雄伟编，数控机床操作与编程培训教程，机械工业出版社，2003.62 沈建峰 虞俊主编，数控车床操作工，机械工业出版社，2007.43 顾京主编，机床加工程序编制，机械工业出版社，2003.54. AUTOCAD2004、上海宇龙仿真程序等软件平台。指导教师签名

5、 郑小军 2013年 11 月 25 日专业负责人签名 邓小雷 _2013年 11月25日 配合件的数控车削工艺设计与编程加工摘 要数控技术，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。数控是先进制造技术的基础技术。数控加工在现代化生产中显示出很大的优越性。数控加工就是在对工件材料进行加工前，事先在计算机上编写好程序，再将这些程序输入到使用计算机程序控制的机床指令性加工。装备工业的技术水平和现代化程度决定着整个国民经济的水平和现代化程度，数控技术及装备是发展新兴高新技术产业和尖端工业（如信息技术及其产业、生物技术及其产业、航空、航天等国防工业产业）的使能技术和最

6、基本的装备。马克思曾经说过“各种经济时代的区别，不在于生产什么，而是在于怎样生产，用什么劳动资料生产”。制造技术和装备就是人类生产活动的最基本的生产资料，而数控技术又是当今先进制造技术和装备最核心的技术。本课题要重点研究的问题主要有两点：一是根据给定的零件图，分析其数控加工工艺，给出切实可行的数控加工方案（含刀具、切削用量选择等）和编程方法，并最终编制零件的数控加工程序，二是以宇龙仿真为平台，利用该软件功能强大的仿真功能，虚拟完成零件的数控车加工过程，以验证数控程序编写的正确性；三是以MasterCAM软件为平台，利用该软件强大的自动编程的能力，完成零件的自动编程，并利用FANUC0i-mat

7、e系统数控车床做实物加工。关键词：数车技术，数车编程，仿真加工，实物加工目 录第一章 绪 论11.1. 数控机床的发展简介11.2 本设计（论文）要解决的问题21.3 本课题需要重点研究的、关键的问题及解决的思路31.3.1 简单零件的数控加工工艺分析、数控车编程和仿真31.3.2 复杂配合零件的数控加工工艺分析、数控车编程和仿真31.3.3 数控加工仿真的机床操作步骤41.3.4 MasterCAM软件操作步骤4第二章 基于法兰克数控系统的数控车加工及操作52.1 FANUC-0imate数控系统介绍52.2 典型二维轮廓零件的数控车编程52.2.1 FANUC-0imate数控车床的构成5

8、2.2.2 上海宇龙数控仿真软件的简介62.2.3 数控车床加工工艺的主要内容62.3 零件数控车加工工艺及程序的编制72.3.1 简单零件的数控加工工艺72.3.2 各工序刀具及切削参数选择82.3.3 加工过程工艺卡片的设计82.4简单零件的数控加工仿真92.4.1 零件左边（套）的数控加工仿真92.4.2 零件右边（轴）的数控加工仿真112.5 基于MasterCAM X的数控加工工艺编制及加工仿真112.5.1 数控加工工艺编制及加工仿真122.5.2 MasterCAM后处理程序的机床虚拟仿真加工182.6 结 论182.7 加工件质量评价182.8 本章小结18第三章 数控编程应用

9、体会193. 1 FANUC 0i系统编程特点193. 2 Mastercam数控加工编程应用技巧19第四章 结论与展望224.1 总 结224.2 展 望22参 考 文 献23致 谢24附件125附件226机械工程学院毕业设计（论文）第一章 绪 论1.1. 数控车床发展简介20世纪中期，随着电子技术的发展，自动信息处理、数据处理以及电子计算机的出现，给自动化技术带来了新的概念，用数字化信号对机床运动及其加工过程进行控制，推动了机床自动化的发展。 采用数字技术进行机械加工，最早是在40年代初，由美国北密支安的一个小型飞机工业承包商派尔逊斯公司（ParsonsCorporation）实现的。他们

10、在制造飞机的框架及直升飞机的转动机翼时，利用全数字电子计算机对机翼加工路径进行数据处理，并考虑到刀具直径对加工路线的影响，使得加工精度达到±0.0381mm（±0.0015in），达到了当时的最高水平。 1952年，麻省理工学院在一台立式铣床上，装上了一套试验性的数控系统，成功地实现了同时控制三轴的运动。这台数控机床被大家称为世界上第一台数控机床。 这台机床是一台试验性机床，到了1954年11月，在派尔逊斯专利的基础上，第一台工业用的数控机床由美国本迪克斯公司（Bendix-Cooperation）正式生产出来。 在此以后，从1960年开始，其他一些工业国家，如德国、日本都

11、陆续开发、生产及使用了数控机床。 数控机床中最初出现并获得使用的是数控铣床，因为数控机床能够解决普通机床难于胜任的、需要进行轮廓加工的曲线或曲面零件。 然而，由于当时的数控系统采用的是电子管，体积庞大，功耗高，因此除了在军事部门使用外，在其他行业没有得到推广使用。 到了1960年以后，点位控制的数控机床得到了迅速的发展。因为点位控制的数控系统比起轮廓控制的数控系统要简单得多。因此，数控铣床、冲床、坐标镗床大量发展，据统计资料表明，到1966年实际使用的约6000台数控机床中，85%是点位控制的机床。 数控机床的发展中，值得一提的是加工中心。这是一种具有自动换刀装置的数控机床，它能实现工件一次装

12、卡而进行多工序的加工。这种产品最初是在1959年3月，由美国卡耐;特雷克公司（Keaney&TreckerCorp.）开发出来的。这种机床在刀库中装有丝锥、钻头、铰刀、铣刀等刀具，根据穿孔带的指令自动选择刀具，并通过机械手将刀具装在主轴上，对工件进行加工。它可缩短机床上零件的装卸时间和更换刀具的时间。加工中心现在已经成为数控机床中一种非常重要的品种，不仅有立式、卧式等用于箱体零件加工的镗铣类加工中心，还有用于回转整体零件加工的车削中心、磨削中心等。 1967年，英国首先把几台数控机床连接成具有柔性的加工系统，这就是所谓的柔性制造系统（FlexibleManufacturingSyste

13、mFMS）之后，美、欧、日等也相继进行开发及应用。 1974年以后，随着微电子技术的迅速发展，微处理器直接用于数控机床，使数控的软件功能加强，发展成计算机数字控制机床（简称为CNC机床），进一步推动了数控机床的普及应用和大力发展。 80年代，国际上出现了14台加工中心或车削中心为主体，再配上工件自动装卸和监控检验装置的柔性制造单元（FlexibleManufacturingCellFMC）。这种单元投资少，见效快，既可单独长时间少人看管运行，也可集成到FMS或更高级的集成制造系统中使用。 目前，FMS也从切削加工向板材冷作、焊接、装配等领域扩展，从中小批量加工向大批量加工发展。 所以机床数控技

14、术，被认为是现代机械自动化的基础技术。 美国政府重视机床工业，美国国防部等部门因其军事方面的需求而不断提出机床的发展方向、科研任务,并且提供充足的经费，且网罗世界人才，特别讲究“效率”和“创新”，注重基础科研。因而在机床技术上不断创新，如1952年研制出世界第一台数控机床、1958年创制出加工中心、70年代初研制成FMS、1987年首创开放式数控系统等。由於美国首先结合汽车、轴承生产需求，充分发展了大量大批生产自动化所需的自动线，而且电子、计算机技术在世界上领先，因此其数控机床的主机设计、制造及数控系统基础扎实，且一贯重视科研和创新，故其高性能数控机床技术在世界也一直领先。当今美国生产宇航等使

15、用的高性能数控机床，其存在的教训是，偏重於基础科研，忽视应用技术，且在上世纪80代政府一度放松了引导，致使数控机床产量增加缓慢，于1982年被后进的日本超过，并大量进口。从90年代起，纠正过去偏向，数控机床技术上转向实用，产量又逐渐上升。1.2 本设计（论文）要解决的问题在给定的FANUC-0I数控系统和FANUC-0i标准车床（平床身前置刀架）的软、硬件条件下，分析典型零件的数控车加工工艺，手工编制相关零件的数控加工工艺步骤和数控程序，并利用上海宇龙仿真软件，虚拟完成零件的数控车加工过程，以验证零件数控加工过程的正确性；根据上述零件的数控车加工工艺，采用MasterCAM软件，完成零件图的绘

16、制，并基于该软件平台，虚拟完成该零件的数控车加工过程。再对复杂配合零件进行加工工艺编制和数控加工程序编写，用仿真对零件进行模拟加工。1.3 本课题需要重点研究的、关键的问题及解决的思路本课题要重点研究的问题主要有两点：一是根据给定的零件图，分析其数控加工工艺，给出切实可行的数控加工方案（含刀具、切削用量选择等）和编程方法，并最终编制零件的数控加工程序，二是以宇龙仿真为平台，利用该软件功能强大的仿真功能，虚拟完成零件的数控车加工过程，以验证数控程序编写的正确性；三是以MasterCAM软件为平台，利用该软件强大的自动编程的能力，完成零件的自动编程，并利用宇龙仿真软件验证其自动编程程序的正确性。1

17、.3.1 简单零件的数控加工工艺分析、数控车编程和仿真在第二章中，先根据简单零件的尺寸及加工要求，制定零件的加工工艺路线，在了解FANUC系统编程特点的基础上，手工编制简单零件的数控加工程序，以宇龙仿真为平台，利用该软件仿真功能，采用FANUC 0I标准（平床身前置刀架）数控车床，虚拟完成零件的数控车加工过程，以验证数控程序编写的正确性。再基于该软件平台，虚拟完成该零件的数控车加工过程。再以MasterCAM软件为平台，利用该软件强大的自动编程的能力，完成零件的自动编程，并利用宇龙仿真软件验证其自动编程程序的正确性。1.3.2 复杂配合零件的数控加工工艺分析、数控车编程和仿真在第三章中，先根据

18、配合零件的特点，分析加工的工艺路线和加工工序，编制配合零件的数控加工程序，在编程时尤其注意公差要求，由于是配合零件， 特别注意关键部位的公差配合。最后以宇龙仿真为平台，利用该软件仿真功能，采用FANUC 0I标准（斜床身后置刀架）数控车床，虚拟完成零件的数控车加工过程，以验证数控程序编写的正确性和可行性。具体步骤如下： 1）零件图的分析 2）加工工序及加工路线的确定 3）刀具和切削用量的选择4）数控程序编制 5）机床及刀具的对刀6）数控加工仿真操作7）零件测量、检验其合格性 1.3.3 数控加工仿真的机床操作步骤通过宇龙仿真软件，虚拟完成零件的数控车加工过程，具体步骤如下： 1）机床的选择，选

19、用FANUC 0I标准数控车床 2）零件材料的选择，选用45#钢，并设置材料的大小及长度 3）零件的装夹4）刀具的选择及对刀，并建立加工坐标系。5）程序的导入和加工6）零件尺寸的检验1.3.4 MasterCAM软件操作步骤通过MasterCAM软件，虚拟完成零件的数控车加工过程及自动编程，具体步骤如下：1）绘制零件图2）零件材料的选择，选用45#钢，并设置材料的大小及长度 3）零件的装夹4）加工工序及加工路线的确定5）刀具和切削用量的选择6）实体验证7）零件后处理，导出自动编程的程序 第二章 基于法兰克数控系统的数控车加工及操作2.1 FANUC-0i mate数控系统介绍日本FANUC公司

20、的数控系统具有高质量、高性能、全功能，适用于各种机床和生产机械的特点，在市场的占有率远远超过其他的数控系统，主要体现在以下几个方面。    1）系统在设计中大量采用模块化结构。这种结构易于拆装，各个控制板高度集成，使可靠性有很大提高，而且便于维修、更换。    2）具有很强的抵抗恶劣环境影响的能力。其工作环境温度为045，相对湿度为75。    3）有较完善的保护措施。FANUC对自身的系统采用比较好的保护电路。    4）FANUC系统所配置的系统软件具有比较齐全的基本功能

21、和选项功能。对于一般的机床来说，基本功能完全能满足使用要求。    5）提供大量丰富的PMC信号和PMC功能指令。这些丰富的信号和编程指令便于用户编制机床侧PMC控制程序，而且增加了编程的灵活性。    6）具有很强的DNC功能。系统提供串行RS232C传输接口，使通用计算机PC和机床之间的数据传输能方便、可靠地进行，从而实现高速的DNC操作。    7）提供丰富的维修报警和诊断功能。2.2 典型二维轮廓零件的数控车编程2.2.1 FANUC-0imate数控车床的构成FANUC系统的典型构成如下：1）数

22、控主板：用于核心控制、运算、存储、伺服控制等。新主板集成了PLC功能。2）PLC板：用于外围动作控制。新系统的PLC板已经和数控主板集成到一起。3）I/O板：早期的I/O板用于数控系统和外部的开关信号交换。新型的I/O板主要集成了显示接口、键盘接口、手轮接口、操作面板接口及RS232接口等。4）MMC板：人机接口板。这是个人电脑化的板卡，不是必须匹配的。本身带有CRT、标准键盘、软驱、鼠标、存储卡及串行、并行接口。5）CRT接口板：用于显示器接口。新系统中，CRT接口被集成到I/O板上。另外，还提供其他一些可选板卡等。2.2.2 上海宇龙数控仿真软件的简介上海宇龙数控仿真系统提供车床、立式铣床

23、、卧式加工中心、立式加工中心； 控制系统有FANUC系统、SIEMENS系统、三菱系统、大森系统、华中数控系统、广州数控系统以及上海市技能鉴定机构所采用的PA系统。 丰富的刀具材料库 采用数据库统一管理刀具材料和性能参数库， 刀具库含数百种不同材料和形状的车刀、铣刀， 支持用户自定义刀具以及相关特征参数。 机床操作全过程仿真，仿真机床操作的整个过程；毛坯定义、工件装夹、压板安装、基准对刀、安装刀具、机床手动操作等仿真。 加工运行全环境仿真 仿真数控程序的自动运行和MDI运行模式；三维工件的实时切削，刀具轨迹的三维显

24、示；提供刀具补偿、坐标系设置等系统参数的设定。 全面的碰撞检测 手动、自动加工等模式下的实时碰撞检测，包括刀柄刀具与夹具、压板、机床等碰撞， 也包括机床行程越界及主轴不转时刀柄刀具与工件等的碰撞。 数控程序处理 能够通过DNC导入各种CADCAM软件生成的数控程序，例如Mastercam、Pro/E、UG、CAXA-ME等，也可以导入手工编制的文本格式数控程序， 还能够直接通过面板手工编辑、输入、输出数控程序。本仿真软件具有数控程序预检查和运行中的动态检查功能。2.2.3 数控车床加工工艺的主要内容数控编制中的工艺处理包括： 1）零件

25、图的分析 2）加工方案及加工路线的确定 3）零件的装夹及夹具的选择4）刀具和切削用量的选择 5） 数控程序编制6）数控加工及操作步骤 2.3 零件数控车加工工艺及程序的编制2.3.1 简单零件的数控加工工艺1零件图的分析如图2-1所示：该零件左边是轴套，右边是由圆弧、凹槽、螺纹组成，主要加工为外圆、圆弧和螺纹的加工。外圆尺寸精度要求较高，且各个尺寸偏差要求不一, 表面粗糙度标注的为1.6um，其余为3.2 um。为了保证加工精度，先加工左端，再加工右端面。图2-1 抛物线轴套零件图2.加工方案及加工路线的确定 选用毛坯为Ø50x94的棒料，材料为45钢。根据零件图样要求其加工工序为：

26、建立工件坐标系；端面加工，采用95°的外圆车刀，可用G01指令；零件左边外圆精车加工，可选用95°的外圆车刀，可用G01指令；零件左边的内圆加工，可选用D<= Ø 16内圆车刀，可用G71、G70指令；零件右边车端面，可选用95°的外圆车刀，可用G01指令；零件右边的外圆粗精加工，可选用95°的外圆车刀，可用G71、G70指令；零件右边的车槽加工，可选用宽4mm的车槽刀，可用G01指令；零件右边的螺纹加工，可选用60°的螺纹车刀，可用G92指令；零件切断，选用刀宽为4mm的切断刀。2.3.2 各工序刀具及切削参数选择 表2-1

27、数控加工道具卡片刀具号刀具规格名称材料数量加工内容主轴转速（r/min）进给速度（mm/r）备注T0116麻花钻硬质合金1钻孔350T02Kr=95º r=33 º外圆车刀90º外圆精车刀1车端面5000.15粗加工外轮廓6000.3精车外轮廓6000.1T03D<= 16内圆车刀1粗精加工内孔450/5000.3T0460º螺纹车刀1车螺纹4002.0T05宽4mm的车槽刀1切断、车槽5000.152.3.3 加工过程工艺卡片的设计表2-2 数控加工工艺卡零件名称抛物线轴套数量1工序名称工艺要求1下料50X92棒料1根2车车削外圆到483数控车工

28、步工步内容刀具号1车端面（套）T022自右向左粗车外轮廓（套）T023自右向左精车外轮廓（套）T034钻16中心钻（套）T015粗车内圆（套）T046精车内圆（套）T047粗车外轮廓（轴）T028精车外轮廓（轴）T029加工槽T0610粗车螺纹（轴）T0511精车螺纹（轴）T0512切断，并保证长度T064检验材料45号钢备注：规格数量50X92注：零件的数控程序编制见附件22.4 简单零件的数控加工仿真2.4.1 零件左边（套）的数控加工仿真 先运行上海宇龙数控仿真软件，进入操作界面。1）选择机床如图2-3所示： 图2-3 机床选择窗口 图2-4 毛坯定义窗口2）定义毛坯 如图2-4所示：3

29、）放置毛坯4）选取刀具如图2-5所示：图2-5 刀具选择窗口5）机床启动回零按 再按 按下和使机床回零。6）对刀按按下将主轴转起来再移动X与Z，先在X方向车一刀此时按再按 在如图2-6所示位子输入Z0.0(车端面余量1.0)按测量按钮，再将刀具向-Z方向移动，再向+Z方向移动，停下主轴，测量被切毛坯的直径，按 ，结果如图2-7所示将45.122输入如图2-8所示位置。 图2-6 刀偏置设置界面 图2-7 测量局部窗口 图2-8 刀偏设置窗口按测量按钮。将一号刀移到安全位置，对二号刀，按 在这个页面输入如图2-10所示按，成功换到二号刀，对刀跟一号到一样，但输入X和Z零点是要按，在如图2-11所

30、示这里输入。 图2-10 MDI局部程序窗口 图2-11刀偏设置窗口对好刀后，将刀移到安全位置。其它刀对好后，数据输入方法跟二号刀一样。7）读入程序按再按按输入程序号O0026 按按钮，按，再按找到编好的程序文件，打开就可以了。8）执行程序按按下将主轴转起来，按再按，机床将执行程序，零件被加工完成. 如图2-12所示。 图2-12 切圆柱外圆 图2-13 加工结果加工完的零件左边如图2-13所示，然后按下，再按导出零件选项，将其另存命名为01.prt，为后面加工做好准备。2.4.2 零件右边（轴）的数控加工仿真 1）毛坯的选择及安装在原来已运行的上海宇龙数控仿真软件中，先拆除原来已加工好的零件

31、，再按安装零件，如图所示选择好后确定，再按而后在按退出。 图2-13 毛坯选择窗口 图2-14 MDI局部程序窗口 2）对刀按 在这个页面输入如图2-14所示，按，换到一号刀，移动Z和X，往X方向车一刀，然后将主轴停止，按看测量的零件总长147.326跟要求的92mm差42.326mm，按退出。按，输入Z42.326如图2-15所示位置，按下测量，再按，往-Z方向移到，按下朝方向移动，将主轴停止，按 ，显示如图2-16数据。 图2-15刀偏置设置界面 图2-16测量局部窗口 图2-17刀偏设置窗口 将数据输入如图2-17所示位置，三号切断刀的对刀跟这把刀一样，只不过将X和Z的数据输入相应位置。

32、3）读入程序与上面提到的方法一样。4）执行程序2.5 基于MasterCAMX的数控加工工艺编制及加工仿真以上是在工艺分析的基础上手工编制的零件程序，下面我们基于MasterCAM来加工仿真和自动生成程序。2.5.1 数控加工工艺编制及加工仿真1）简单零件的零件图简单零件的零件图的基本尺寸如图2-18所示。2）绘制线架构绘制线架构，点击主菜单里的按钮。利用直线命令、圆弧命令和曲线命令镜像命令绘制轴类模型线架构,如图2-19所示。 图2-18 抛物面轴套图 图2-19 仿真模拟加工效果图3）三维实体模型，如图2-19所示：4）加工坯料及对刀点的确定在规划轴类模型几何图形加工刀具路径前，先利用Ma

33、stercam系统提供的边界框命令确定加工几何图形所需要的坯料尺寸，并将图形中心移到系统坐标原点，便于加工时以图形中心对刀，如图2-20所示，工件参数设定，如图2-21所示。 图2-20 抛物面轴套二维外形图 图2-21工件参数设定对话框5）实体左边端面加工实体左边端面加工，点击主菜单里的按钮，再点击按钮，会出现如图2-22所示，该页面包括端面切削参数的设定及刀具的选择。设置完成后，点击确定。系统产生实体左边端面加工刀具路径，如图2-23示。 图2-22 车断面刀具参数选择对话框 图2-23左边端面加工刀具路径图在界面操作管理中的刀具路径下面点击全选 ，再点击实体验证 ，然后点击进行运行，就可

34、以看到套类零件的端面加工效果如图2-24所示。 图2-24 端面加工效果图 图2-25 刀具选择对话框6）实体左边外圆加工实体左边外圆加工，点击主菜单里的按钮，再点击按钮，选择曲线（即要加工的外圆曲线），选好后点击，会出现如图2-25，选择1号刀，设置的刀具参数如图2-26所示， 图2-26 粗车参数对话框 图2-27 外圆粗加工刀具路径图点击确定，系统产生实体左边外圆粗加工刀具路径，如图2-27示。在界面操作管理中的刀具路径下面点击全选 ，再点击实体验证 ，然后点击进行运行，就可以看到轴类零件的实体左边外圆加工效果如图2-28所示。 图2-28 左端面外圆加工效果 图2-29刀具参数选择对话

35、框7）实体左边内圆粗加工 实体左边外圆精加工，点击主菜单里的按钮，再点击按钮，选择曲线（即要粗精加工的内圆曲线），选好后点击，会出现如图2-30，选择3号刀，设置的刀具运行参数如图2-31所示： 图2-30 刀具参数选择对话框 图2-31 内圆加工参数对话框 图2-32 内圆加工刀具路径图点击确定，系统产生实体左边内圆粗精加工刀具路径，如图2-32示。在界面操作管理中的刀具路径下面点击全选 ，再点击实体验证 ，然后点击进行运行，就可以看到左边套零件的实体加工效果如图2-33所示。 图2-33 实体加工效果图 图2-34 刀具参数选择对话框8）实体左边轴零件端面加工点击主菜单里的按钮，再点击按钮

36、，会出现如图2-30所示，该页面包括端面切削参数的设定及刀具的选择。外轮廓粗精加工步骤点击主菜单里的按钮，再点击按钮，选择曲线（即要粗精加工的内圆曲线），选好后点击，会出现如图2-34，选择2号刀，设置的刀具参数如图2-35所示，点击确定，系统产生实体左边外圆粗精加工刀具路径，如图2-36示。在界面操作管理中的刀具路径下面点击全选 ，再点击实体验证 ，然后点击进行运行，就可以看到左边套零件的实体加工效果如图2-37所示。 图2-35 “车外形参数”对话框 图2-36 外形加工刀具路径图 图2-37 轴外形加工时效图 图2-38 刀具参数设置对话框选择5号刀，设置的刀具参数如图2-38所示，点击

37、确定，系统产生实体又边槽加工刀具路径，如图2-39所示。在界面操作管理中的刀具路径下面点击全选 ，再点击实体验证 ，然后点击进行运行，就可以看到轴类零件的实体左边槽加工效果如图2-40所示。 图2-39 车槽刀具路径图 图2-40 槽加工时效图9）实体右边螺纹加工 实体左边螺纹加工，击主菜单里的按钮，再点击按钮，选择曲线，选好后点击，会出现如图2-41， 图2-41 刀具参数选择对话框 图2-42 “车螺纹参数”对话框选择4号刀，设置的刀具参数如图2-42所示，点击【确定】，系统产生实体左边螺纹加工刀具路径，如图2-43示。在界面操作管理中的刀具路径下面点击全选 ，再点击实体验证 ，然后点击进

38、行运行，就可以看到轴类零件的实体左边螺纹加工效果如图2-44所示。 图2-43 车螺纹刀具路径图 图2-44 车螺纹完成效果图10）生成NC程序所有操作步骤都完成后，再点击键，显示“后处理程式”如下图2-45所示。将“储存NC档”前的复选框打勾，再单击“确定”按钮，将NC文档保存到相应文件夹中会出现如下图2-46。将程序稍微修改，最后的程序才是系统认可的，用记事本保存，部分程序如下： 图2-45 后处理程式对话框 图2-46 NC程序生成窗口2.5.2 MasterCAM后处理程序的机床虚拟仿真加工打开上海宇龙数控仿真软件，先选择如图2-47所示机床，机床回零好后， 图2-47 机床选择窗口

39、图2-48刀具选择窗口按如图2-48所示安装好刀具后，对好每把刀，导入自动编程好的程序，加工。2.6 结 论 与手工编程比较可以得出：手工编程时，程序的编制过程由人工完成，编程过程非常繁琐，要求编程人员对编程人员对各种数控代码、指令和编程规则非常熟悉，一般用于简单程序的编制；自动编程时（CAD/CAM系统），编程人员仅需绘制加工零件的几何图形，利用自动编程系统提供繁荣各种加工方法和刀具参数，通过合理选择和配置将其赋予几何图形，由编程系统自动给出加工零件的数控程序。所以手动编程容易出错而且繁琐，自动编程简单方便而且容易操作，更适合复杂零件的编程，有利于机械制造业的发展。2.7 加工件质量评价 通

40、过数控车床加工出来的零件经测量，尺寸精确，光洁度较好，达到了预期的效果。而且更有利于批量的生产，大大降低产品的成本。2.8 本章小结本章基于FANUC-0i数控车系统以及在MasterCAM软件平台上，完成了对二维轮廓零件的数控车编程和加工仿真，并进一步在上海宇龙软件中实现了零件的数控车虚拟加工过程，通过比较手工编程与自动编程两者之间的优劣，提出了如何正确操作数控车床和在操作时注意的细节，最后对实际加工出来的零件质量进行了评定。 第三章 数控编程应用体会3. 1 FANUC 0i系统编程特点第一、结构紧凑 , 占用空间小 , 便于安装排布。采用全字符键盘 , 可用 B 类宏程序编程 , 使用方

41、便。用户程序区容量比 OMD 大一倍 , 有利于较大程序的加工。使用编辑卡编写或修改梯形图 , 携带与操作都很方便 , 特别是在用户现场扩充功能或实施技术改造时更为便利。使用存储卡存储或输入机床参数、 PMC 程序以及加工程序 , 操作简单方便。使复制参数、梯形图、机床调试程序的过程十分快捷 , 缩短了机床调试时间 , 明显提高数控机床的生产效率。系统具有 HRV( 高速矢量响应 ) 功能 , 伺服增益设定比 OMD 系统高一倍 , 理论上可使轮廓加工误差减少 一半。以切圆为例 , 同一型号机床 OMD 系统的圆度误差通常为 0020.03m, 换用 0i 系统后圆度误差通常为0.010.02

42、mm。 第二、机床运动轴的反向间隙 , 在快速移动或进给移动过程中由不同的间补参数自动补偿。该功能可以使机床在快速定位和切削进给不同工作状态下 , 反向间隙补偿效果更为理想 , 这有利于提高零件加工精度。 第三、0i 系统可预读 12 个程序段 , 比 OIWD 系统多。结合预读控制及前馈控制等功能的应用 , 可减少轮廓加工误差。小线段高速加工的效率、效果优于 OMD 系统 , 对模具三维立体加工有利。与 OMD 系统相比 ,0i 系统的 PMC 程序基本指令执行周期短 , 容量大 , 功能指令更丰富 , 使用更方便。0i 系统的界面、操作、参数等与 18i 、 16i 、 21i 基本相同。

43、熟悉 0i 系统后 , 自然会方便地使用上述其它系统。3. 2 MasterCAM数控加工编程应用技巧MasterCAM软件包提供自动编程功能，该软件一般是在编程界面中提示工艺规划的有关问题，比如，刀具选择、加工路径规划、切削用量设定等，编程人员只要设置了有关的参数，就可以自动生成NC程序并传输至数控机床完成加工。因此，数控铣床的刀具选择和切削用量确定是在人机交互状态下完成的，这与普通机床加工形成鲜明的对比，同时也要求编程人员必须掌握刀具选择和切削用量确定的基本原则，在编程时充分考虑数控加工的特点。本文对数控编程中必须面对的刀具选择和切削用量确定问题进行了探讨，给出了若干原则和建议，并对应该注

44、意的问题进行了讨论。数控加工刀具的选择，刀具的选择是在数控编程的人机交互状态下进行的。应根据机床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相关因素正确选用刀具及刀柄。刀具选择总的原则是：安装调整方便，刚性好，耐用度和精度高。在满足加工要求的前提下，尽量选择较短的刀柄，以提高刀具加工的刚性。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

45、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，切削行距一般取得很能密，故球头常用于曲面的精加工。而平头刀具在表面加工质量和切削效率方面都优于球头刀，因此，只要在保证不过切的前提下，无论是曲面的粗加工还是精加工，都应优先选择平头刀。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。在加工中心上，各种刀具分别装在刀库上，按程序规定随时进行选刀和换刀动作。因此必须采用标准刀柄，以便使钻、镗、扩、铣削等工序用的标准刀具，迅速、准确地

46、装到机床主轴或刀库上去。编程人员应了解机床上所用刀柄的结构尺寸、调整方法以及调整范围，以便在编程时确定刀具的径向和轴向尺寸。目前我国的加工中心采用TSG工具系统，其刀柄有直柄（三种规格）和锥柄（四种规格）两种，共包括16种不同用途的刀柄。在经济型数控加工中，由于刀具的刃磨、测量和更换多为人工手动进行，占用辅助时间较长，因此，必须合理安排刀具的排列顺序。一般应遵循以下原则：尽量减少刀具数量；一把刀具装夹后，应完成其所能进行的所有加工部位；粗精加工的刀具应分开使用，即使是相同尺寸规格的刀具；先铣后钻；先进行曲面精加工，后进行二维轮廓精加工；在可能的情况下，应尽可能利用数控机床的自动换刀功能，以提高

47、生产效率等。数控加工切削用量的确定，合理选择切削用量的原则是，粗加工时，一般以提高生产率为主，但也应考虑经济性和加工成本；半精加工和精加工时，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性和加工成本。具体数值应根据机床说明书、切削用量手册，并结合经验而定。1.切削深度t。在机床、工件和刀具刚度允许的情况下，t就等于加工余量，这是提高生产率的一个有效措施。为了保证零件的加工精度和表面粗糙度，一般应留一定的余量进行精加工。数控机床的精加工余量可略小于普通机床。2.切削宽度L。一般L与刀具直径d成正比，与切削深度成反比。经济型数控加工中，一般L的取值范围为：L=（0.60.9）d。3.切削速度v。提

48、高v也是提高生产率的一个措施，但v与刀具耐用度的关系比较密切。随着v的增大，刀具耐用度急剧下降，故v的选择主要取决于刀具耐用度。另外，切削速度与加工材料也有很大关系，例如用立铣刀铣削合金钢30CrNi2MnVA时，v可采用8m/min左右；而用同样的立铣刀铣削铝合金时，v可选200m/min以上。4.主轴转速n(r/min)。主轴转速一般根据切削速度v来选定。计算公式为：n=1000*v /*d式中，d为刀具或工件直径（mm）。数控机床的控制面板上一般备有主轴转速修调（倍率）开关，可在加工过程中对主轴转速进行整倍数调整。5.进给速度Vf。Vf应根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具和工件材

49、料来选择。Vf的增加也可以提高生产效率。加工表面粗糙度要求低时Vf可选择得大些。在加工过程中，Vf也可通过机床控制面板上的修调开关进行人工调整，但是最大进给速度要受到设备刚度和进给系统性能等的限制。 随着数控机床在生产实际中的广泛应用，数控编程已经成为数控加工中的关键问题之一。在数控程序的编制过程中，要在人机交互状态下即时选择刀具和确定切削用量。因此，编程人员必须熟悉刀具的选择方法和切削用量的确定原则，从而保证零件的加工质量和加工效率，充分发挥数控机床的优点，提高企业的经济效益和生产水平。第四章 结论与展望4.1 结论通过这次的毕业设计和对相关资料的收集,让我清楚的感到数控机床在现代化的生产加

50、工中的地位越来越重要，代表了一个国家先进生产力。毕业设计期间，在指导老师的精心指导下，实践了数控机床工艺编程及操作加工技术的应用，深刻体会了数控加工技术的特点。通过对典型零件的数控车加工，了解到数控加工技术可靠性、实用性，也体现了它的普及性。通过这段时间的动手操作，基本熟悉了数控机床工艺编程及操作加工技术的应用，达到了毕业设计的目的。在做毕业设计的时候我发现了自己不会的地方，经过一系列努力慢慢学会，在今后的工作中我会严格要求自己，多学习。4.2 展望数控机床的发展将会越来越先进。从数控机床技术水平看，高精度、高速度、高柔性、多功能和高自动化是数控机床的重要发展趋势。对单台主机不仅要求提高其柔性

51、和自动化程度，还要求具有进入更高层次的柔性制造系统的适应能力。在数控系统方面，产品都向系列化、模块化、高性能和成套性方向发展。在驱动系统方面，交流驱动系统发展迅速。交流传动已由模拟式方向发展，以运算放大器等模拟器件为主的控制器正在被以微处理器为主的数字集成元件取代，从而克服了零点漂移、温度漂移等弱点。数控技术的应用也会越来越广泛,对制造业的发展起着推动作用。中国是个制造业大国，相信在不久的将来数控加工技术将成为我国先进生产力的标志。参 考 文 献1周虹,数控编程与实训M,北京,人民邮电出版社，20082陈德航，钟延志，温丽.Mastercam X 中文版基础教程M,北京,人民邮电出版社，200

52、83崔州平，刘海星，郭撑操.数控机床原理M,北京,科学出版社，20074全国数控培训网络天津分中心,数控机床M,北京,机械工业出版社，20085韩旻.CAD/CAM应用软件MasterCAM训练教程M,北京,高等教育出版社，20036余仲裕,数控机床维修M,北京,机械工业出版社，20087马晓丽,肖俊建,机械设计基础M,北京,机械工业出版社，20088柴鹏飞,王晨光,机械设计课程设计指导书M,北京,机械工业出版社，20089吴立军,UG NX三维造型技术与应用M,南京,南京大学出版社，200710孙燕华,AutoCAD2005机械制图M,北京,机械工业出版社，200611中国机械工业教育协会,

53、专业英语M,北京,机械工业出版社，200112刘鸿文,吕荣坤,材料力学实验M,北京,高等教育出版社，200613李澄，吴天生，闻白桥.机械制图M,北京,高等教育出版社，200314张定华,工程力学M,北京,高等教育出版社，2000；15袁巨龙，周兆忠.机械制造基础M,杭州,浙江科学技术出版社，200716王茂元,机械制造技术M,北京,机械工业出版社，200117吴丽,电气控制与PLC应用技术M.北京：机械工业出版社，2008致 谢 经过一个多月的忙碌和工作，本次毕业设计已经接近尾声，作为一名学生的毕业设计，由于经验的匮乏，难免有许多考虑不周全的地方，如果没有导师的督促指导，以及寝室里同学们的支持，想要完成这个毕业设计是难以想象的。首先要