軸類零件數(shù)控車削加工工藝過程及編程分析設(shè)計說明書.doc

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1、1目錄摘要1.引言12.數(shù)控車床的特點13.零件圖工藝分析24.設(shè)備的選定35.零件加工工藝分析65.1確定零件的定位方式和裝夾方式65.2確定加工順序及進給路線75.3刀具選擇135.3.1數(shù)控刀具的選擇步驟135.3.2零件加工刀具選擇參數(shù)及刀具明細(xì)表175.4切削用量選擇186.零件加工程序的編寫216.1數(shù)控編程的內(nèi)容和方法226.2裝刀與對刀296.3程序校對與首件試切297.總結(jié)30參考文獻30摘要數(shù)控加工是現(xiàn)代制造技術(shù)的基礎(chǔ)，這一發(fā)明對于制造行業(yè)而言，具有劃時代的意義和深遠(yuǎn)的影響。本文通過以北京凱恩帝數(shù)控系統(tǒng)為基礎(chǔ)，充分利用計算機輔助設(shè)計/制造（CAD/CAM）的優(yōu)勢，對零件形狀

2、、尺寸、精度等級、表面粗糙度、材料和熱處理等技術(shù)要求的分析。針對上述對零件的分析，選擇加工方案確定加工順序、加工路線、裝夾方式、刀具及切削用量參數(shù)等，進行數(shù)控加工工藝的編制；通過確立坐標(biāo)系計算零件粗、精加工各運動軌跡，得到刀位數(shù)據(jù)及軌跡圖，進行數(shù)控加工的程序編寫。關(guān)鍵詞：數(shù)控加工數(shù)控加工工藝程序編寫21.引言高度發(fā)達的制造業(yè)和先進的制造技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)前衡量一個國家綜合經(jīng)濟實力和科技水平的重要標(biāo)志之一，成為一個國家在競爭激烈的國際市場上獲勝的關(guān)鍵因素。隨著我國從制造業(yè)大國走向制造業(yè)強國的步伐的加快，掌握以數(shù)控技術(shù)為主的先進制造技術(shù)，提高計算機輔助設(shè)計與制造（CAD/CAM）的技術(shù)水平成為一個制造

3、企業(yè)持續(xù)進步，賴以生存的重要支撐。1.1數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展數(shù)控加工的發(fā)展趨勢是高速和精密，另一個發(fā)展趨勢是完整加工，即在一臺機床上完成復(fù)雜零件的全部加工工序。數(shù)控加工中的程序編制也隨著數(shù)控機床的更新而改變。50年代，MIT設(shè)計了一種專門用于機械零件數(shù)控加工程序編制的語言，稱為APT（AutomaticallyProgrammedTool）。其后，APT幾經(jīng)發(fā)展，形成了諸如APTII、APTIII（立體切削用）、APT（算法改進，增加多坐標(biāo)曲面加工編程功能）、APTAC（Advancedcontouring）(增加切削數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng))和APT/SS（SculpturedSurface）(增加雕塑

4、曲面加工編程功能)等先進版。采用APT語言編制數(shù)控程序具有程序簡練，走刀控制靈活等優(yōu)點，使數(shù)控加工編程從面向機床指令的“匯編語言”級，上升到面向幾何元素.APT仍有許多不便之處：采用語言定義零件幾何形狀，難以描述復(fù)雜的幾何形狀，缺乏幾何直觀性；缺少對零件形狀、刀具運動軌跡的直觀圖形顯示和刀具軌跡的驗證手段；難以和CAD數(shù)據(jù)庫和CAPP系統(tǒng)有效連接；不容易作到高度的自動化，集成化。針對APT語言的缺點，1978年，法國達索飛機公司開始開發(fā)集三維設(shè)計、分析、NC加工一體化的系統(tǒng)，稱為CATIA。隨后很快出現(xiàn)了像EUCLID，UGII，INTERGRAPH，MasterCAM，Pro/Enginee

5、ring及NPU/GNCP等系統(tǒng)，這些系統(tǒng)都有效的解決了幾何造型、零件幾何形狀的顯示，交互設(shè)計、修改及刀具軌跡生成，走刀過程的仿真顯示、驗證等問題，推動了CAD和CAM向一體化方向發(fā)展。到了80年代，在CAD/CAM一體化概念的基礎(chǔ)上，逐步形成了計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）及并行工程（CE）的概念。目前，為了適應(yīng)CIMS及CE發(fā)展的需要，數(shù)控編程系統(tǒng)正向集成化，網(wǎng)絡(luò)化和智能化方向發(fā)展。31.2數(shù)控加工工藝的特點數(shù)控加工工藝具有以下特點：(1)數(shù)控機床加工精度高。一般只需一次加工即能達到加工部位的精度，而不需分粗加工、精加工。(2)在數(shù)控機床上工件一次裝夾，可以進行多個部位的加工，有時甚至可完

6、成工件的全部加工內(nèi)容。(3)由于刀具庫或刀架上裝有幾把甚至更多的備用刀具，因此，在數(shù)控機床上加工工件時刀具的配置、安裝與使用不需要中斷加工過程，使加工過程連續(xù)。(4)根據(jù)數(shù)控機床加工時工件裝夾特點與刀具配置、使用的特點區(qū)別于普通機床加工時的情況，工件的各部位的數(shù)控加工順序可能與普通、機床上加工工件的順序也有很大的區(qū)別。此外根據(jù)數(shù)控機床高速、高效、高精度、高自動化等特點，數(shù)控加工還具有以下工藝特點：1)切削量用比普通機床大。2)工序相對集中。3)較多地使用自動換刀(ATC)。4)首件需試切削。5)工藝內(nèi)容更具體更詳細(xì)，工藝要求更嚴(yán)密更精確。高效率、高精度加工是數(shù)控機床加工最主要特點之一。利用數(shù)控

7、機床加工，其產(chǎn)品加工的質(zhì)量一致性好，加工精度和效率均比普通機床高出很多，尤其是在輪廓不規(guī)則、復(fù)雜空間曲面、多工藝復(fù)合化加工和高精度要求的產(chǎn)品加工時，其優(yōu)點是傳統(tǒng)機床所無法比擬的。數(shù)控加工另一個特點是產(chǎn)品裝夾定位靈活，同一產(chǎn)品零件可能有多種加工方案。然而正是其靈活性和高精度要求對其高效應(yīng)用帶來了的局限性，如存在數(shù)控程序的編制、刀具工裝夾具的準(zhǔn)備周期長等不利因素。數(shù)控工藝的合理性與高質(zhì)量數(shù)控程序的快速編制是限制數(shù)控加工的瓶頸問題之一。數(shù)控加工的成本相對較高也是制約其廣泛應(yīng)用的一個因素。數(shù)控加工對技術(shù)人員的水平要求相當(dāng)高，數(shù)控工藝和程序的質(zhì)量是保證產(chǎn)品加工質(zhì)量合格最主要和最關(guān)鍵的因素。數(shù)控加工時，產(chǎn)

8、品的質(zhì)量完全靠數(shù)控工藝和數(shù)控程序來保證。產(chǎn)品加工的具體細(xì)節(jié)在進行工藝設(shè)計和程序編制時必須全面考慮，只有設(shè)計正確才能保證產(chǎn)品加工的質(zhì)量要求。在數(shù)控加工朝高速、超高速和復(fù)合化加工方向發(fā)展的趨勢下，對技術(shù)人員就提出了更高的要求。41.3數(shù)控機床與普通機床相比具有的優(yōu)越性普通機床加工時，其加工成本相對較低，工序較長，且工步中很多具體細(xì)節(jié)由技術(shù)工人來完成，對技術(shù)工人的水平要求相對較高。數(shù)控機床加工工藝相比較普通機床加工工藝的優(yōu)越性有以下幾點：(1)數(shù)控加工工藝的“內(nèi)容十分具體、工藝設(shè)計工作相當(dāng)嚴(yán)密”。數(shù)控機床加工工藝與普通機床加工工藝相比較，由于采用數(shù)控機床加工具有加工工序少，所需專用工裝數(shù)量少等特點，

9、克服了普通傳動工藝方法的弱點，一般說來，數(shù)控加工的工序內(nèi)容要比普通機床加工的工序內(nèi)容復(fù)雜。從編程來看，加工程序的編制要比普通機床編制工藝規(guī)程復(fù)雜。(2)數(shù)控加工的工藝“復(fù)合性”。采用數(shù)控加工后，工件在一次裝夾下能完成鏜、銑、鉸、攻絲等多種加工，因此，數(shù)控加工工藝具有復(fù)合性特點，也可以說數(shù)控加工工藝的工序把傳統(tǒng)工藝中的工序“集成”了，這使得零件加工所需的專用夾具數(shù)量大為減少，零件裝夾次數(shù)及周轉(zhuǎn)時間也大大減少了，從而使零件的加工精度和生產(chǎn)效率有了較大的提高。數(shù)控加工工藝設(shè)計是對工件進行數(shù)控加工的前期工藝準(zhǔn)備工作，無論是手工編程還是自動編程，這項工作必須在程序編制工作以前完成。為了優(yōu)化數(shù)控程序設(shè)計、

10、提高編程效率、合理使用數(shù)控機床，我們有必要對數(shù)控加工工藝設(shè)計等技術(shù)問題加以分析、研究，以做好數(shù)控機床加工前的技術(shù)準(zhǔn)備工作。數(shù)控加工取代傳統(tǒng)加工占據(jù)生產(chǎn)制造的主導(dǎo)地位已成為一種趨勢，但由于歷史的原因，傳統(tǒng)的加工設(shè)備與先進的數(shù)控機床并存，是目前乃至今后很長一段時期內(nèi)大多數(shù)制造企業(yè)的設(shè)備現(xiàn)狀。如何從工藝的角度根據(jù)各企業(yè)的設(shè)備現(xiàn)狀、產(chǎn)品生產(chǎn)規(guī)模、零件結(jié)構(gòu)形式與加工精度要求等方面來合理地進行產(chǎn)品工藝方案設(shè)計，充分發(fā)揮企業(yè)現(xiàn)有數(shù)控設(shè)備與傳統(tǒng)設(shè)備的加工效率，使企業(yè)設(shè)備資源與人力資源得到充分利用，需要從多個方面來探討。數(shù)控工藝與普通工藝結(jié)合的好壞直接影響到數(shù)控機床與普通機床加工效率的發(fā)揮，進而影響到生產(chǎn)計劃任務(wù)的完成。提高產(chǎn)品機械加工工藝與數(shù)控程序的編制質(zhì)量，是早日實現(xiàn)制造業(yè)產(chǎn)品的高精度、高效率、高質(zhì)量加工必需解決的問題之一。因此，尋求傳統(tǒng)加工工藝與數(shù)控加工工藝的合理銜接途徑與措施，對于提高企業(yè)的經(jīng)濟效益是非常有意義的。數(shù)控工藝與普通工藝結(jié)合的途徑和措施，具體可從以下幾個方面來實施：(1)產(chǎn)品的設(shè)計狀態(tài)與生產(chǎn)批量。(2)粗精加工與加工精度的結(jié)合。