毕业设计题目：异形轴零件的数控编程与仿真加工系 部 专 业 名 称 班 级 姓 名 学 号 指 导 教 师 2016年3月10日摘 要本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具、金属切削机床、公差配合与测量等多方面的知识。异形轴零件加工工艺规程设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及工艺尺寸的确定及工时计算及数控编程与仿真四部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量，最后对零件进行数控程序的编制，并且利用仿真软件熟悉对机床设备的操作，加工出零件。关键词：数控技术、制造技术、加工工艺、数控编程目 录摘 要1第一章： 绪 论4第二章： 零件图纸分析52.1 零件图52.2 零件图分析5第三章： 工艺规程设计73.1 毛坯选择7 3.11毛坯的选择方法7 3.12毛坯的确定73.2定位基准的选择73.3 夹具的选择8 3.31夹具的选择原则8 3.33确定合理的装夹方式83.4 机床的选择93.5 工具、量具的选择103.6加工顺序的安排103.7切削液的选择11第四章：切削用量计算及工时定额的计算124.1粗车左端外圆124.2精车左端外圆134.3粗车右端外圆144.4精车右端15第五章： 工艺文件的制作175.1 工艺工序卡175.2 工序卡17第六章： 零件程序编制22第七章：程序的仿真加工266.1仿真软件的简介266.2仿真加工过程26总 结29致 谢30参考文献31I 第一章： 绪 论 自1990年代以来,随着国际计算技术的发展突飞猛进,数控技术应用领域的最新技术,如计算机,控制理论成就,复合朝着高速度、高精化、智能、高灵活性和信息网络等。整个数控加工技术发展的方向CIMS(计算机集成制造系统)。 为了充分体现在学校里学了三年的知识,根据数控专业学生需要掌握的典型部分的要求,突出了数控加工的特点,和零件加工的可制造性的特点,可以提高设计水平和动手能力,现在可以根据部分图纸制定出合理的数控工艺设计,数学处理程序,可以使用设备,执行过程的过程中,制定合理的部分。在整个设计过程中,我掌握了合理选择加工夹具,刀具,材料,以及如何选择刀具和一系列问题,本毕业设计有助于巩固我们学习专业知识还可以提高我们各方面的能力。 数控加工是先进制造技术的代表,在模具、汽车等行业。特别是近年来随着中国国民经济的快速发展,企业对熟练工人的需求变得越来越迫切,导致严重缺乏人才。现代高科技企业急需大量的坚实的理论基础和较强的数控技术应用能力熟练的人才。我们学校为了满足社会对人才的需求,数控设备也在不断更新,目的是为了培养更多更强的技术人才。 毕业设计我选择的话题是异形轴数控加工工艺设计与数控编程和加工过程分析。这是一个组合的这三年我学会了知识。如CAD绘图、数控编程技术,数控加工,公差配合和测量技术,机械设计基础,等知识的应用。这个设计从零件图的设计,零件图的分析和加工工艺路线制定,进行了详细的说明。第二章： 零件图纸分析2.1 零件图2.2 零件图分析在对零件进行加工前，要对零件图纸进行认真分析。明确零件的几何形状、尺寸和技术要求，以确保零件在加工后能达到规定的技术要求。对于一张零件图的分析，就是要了解零件的各项技术要求和装配质量要求。因此，要从以下几点开始分析：（1）尺寸精度零件主要的加工精度属于IT7级以下加工精度，IT7级精度要求较高，如尺寸35及48精度要求较高，在加工过程中需要通过粗加工精加工逐步获得优良的加工表面，IT8级以下，在加工中精度相对来说比较容易保证，图纸中一些未标注公差的尺寸，如总长105、长度90、长度40mm等未标注尺寸公差，在加工中可以按照GB/T1804-m中所规定的公差带进行加工，零件的加工难点在与非圆曲线的加工，在加工过程中需要采用宏程序编程，工艺上综合考虑装夹及刀具问题。（2）表面粗糙度的要求 由于零件表面工作部位不同，可以对不同的工作表面，选择不同的表面粗糙度。零件整体的便面粗糙度要求较高，2处粗糙度要求Ra1.6，其余按照Ra3.2处理，Ra1.6粗糙度精度要求较高，在加工中需要使用车床精车外圆，从而满足零件对粗糙度的要求。3） 形位公差要求 形状公差包括形状公差和位置公差。任何机械零件都是由点,线,面,这些点,线,面被称为元素。零件加工后的实际元素相对于理想总是有错误,包括形状误差和位置误差形位公差包括形状公差和位置公差。4） 其他技术要求零件图纸中经常会出现一些其他技术要求，例如零件图纸中说明了材料热处理的情况、未注的倒角及圆角情况，还说明了未注尺寸公差按照GB/T1804-m执行，在安排加工工艺时务必注意保证此类技术参数。第三章： 工艺规程设计3.1 毛坯选择3.11毛坯的选择方法毛坯是根据零件所需要的形状以及一些尺寸制成的然后供生产加工的材料。毛坯的选择要考虑很多的因素：1、零件的生产类型，本设计零件主要是以成批生产为主；2、零件的结构形状与尺寸，本设计零件结构比较简易，尺寸清楚，属于中小型零件。3、零件的材料工艺性和力学性能要求，即零件的铸造和锻造性能，本设计零件是采用45#铸钢为材料，3.12毛坯的确定由题目要求得知工件材料为45号钢。调质处理：淬火后高温回火的热处理方法称为调质处理。高温回火是指在500-650之间进行回火。调质可以使钢的性能，材质得到很大程度的调整，其强度、塑性和韧性都较好，具有良好的综合机械性。毛坯选用圆钢，综合零件加工过程分析，绘制毛坯零件简图，如下：3.2定位基准的选择定位基准是零件在定位时所依据的基准。它的选择原则是：尽量选择在零件上的设计基准作为定位基准；一次装夹就能够完成全部关键精度部位的加工。定位基准，是在加工中确定工件位置所用的基准。它分为粗基准和精基准。选择粗基准应掌握以下五个基本原则：（1）保证工件加工表面与不加工表面的相互位置精度，选择不加工表面作为粗基准；（2）保证重要表面的余量均匀；（3）选择余量最小的表面未粗基准；（4）选择平整光洁的表面作为粗基准；（5）不重复使用粗基准。对于数控加工中精基准的选择对于工件加工所得的精度及加工质量也尤为重要。选择精基准也应掌握以下五个基本原则：（1）基准重合原则；（2）基准统一原则；（3）自为基准原则；（4）互为基准原则；（5）保证工件定位准确、加紧可靠、操作方便的原则。异形轴零件首次加工使用毛坯外圆作为加工基准，加工出34外圆台阶后掉头装夹，以直径34外圆为精基准加工出另一端，符合基准选择原则，有利与保证加工精度，减少产品报废率。3.3 夹具的选择3.31夹具的选择原则 由于数控加工需要计算机的参与，因此对夹具也提出了相应的要求，主要体现在两个方面：第一，要能保证夹具的坐标方向与机床的坐标方向之间保持相对的固定；第二，零件与机床坐标系之间的尺寸关系必须确保正确。根据待加工零件毛坯料的结构状态，结合数控机床的安装以及性能要求，我们所选择的夹具必须要能够确保加工的质量以及加工的需要。3.33确定合理的装夹方式 依据零件毛料的状态和数控机床的安装要求，应选取能保证加工质量、满足加工需要的夹具。配合件也是轴类零件，并且是单件下小批量生产的零件，为此可以考虑选用通用夹具；而对于夹紧棒料，该零件属于棒料类零件，形状结构非常简单、尺寸较小，为了便于零件的加工，所以选择三爪自定心卡盘完成加工就可以了。3.4 机床的选择在对机床的选择中，要考虑避免浪费，而且要能达到零件的加工要求，也要考虑到加工的方便。当然也要根据加工内容来选择。通过分析为配合件套零件选择机床为CK-6132A普通型数控机床，数控系统是FANUC 0i。其该数控机床CK-6132A的主要参数见表3-1 5：表3-1 机床主要参数项 目技术参数床身上最大件回转直径320 mm拖板上最大件直径160 mm最大工件长度100 / 3000 mm主轴转速范围70-2000 rpm主轴通孔直径38 mm主轴内孔锥度MT5主轴外端锥体锥度D4刀架刀位数4车刀刀杆最大尺寸18x18尾座套筒内孔锥度MT3尾座套筒最大移动距离100mm主电机功率2.2kw车床外形尺寸（长宽高）1800/20509501680mm3.5 工具、量具的选择加工零件图所选用加工工具、量具见表3-2。表3-2 工具、量具的选择序号名称规格精度/mm数量1游标卡尺0150mm0.0212内径千分尺0150mm0.0113外径千分尺2550mm0.0114计算器函数计算器15其他辅助工具标注垫铁若干、油石等其他车工常用工具3.6加工顺序的安排切削加工工序的安排原则：1基面先行原则 作为精基准的表面，应该优先加工。用作定位基准的表面越精确，装夹定位误差就越小，所以零件的加工过程，应该先对定位基准面进行粗加工和半精加工，必要时还要进行精加工。2先粗后精原则 零件加工表面的加工顺序一般是按照粗加工半精加工精加工光整加工的顺序进行，这样才能提高加工表面的加工精度，减少表面粗糙度。3先主后次原则 零件上工作面及装配的精度要求较高的表面，属于主要表面，应该先加工。自由表面、键槽、紧固用的螺钉孔和光孔等表面，精度要求的较低，属于次要表面，可穿插进行，一般安排在主要表面达到一定精度后，最终精 加工之前加工。4先面后孔原则 对于箱体类的零件，一般先加工面，再加工孔。如此安排加工顺序，一方面是为了用加工过的平面做定位，稳定可靠；另一方面是为了在加工过的平面上加工孔，比较容易，并能提高孔的加工精度。3.7切削液的选择切削液,切削液,冷却剂)是一种利用金属切削过程中,用于润滑和冷却刀具和加工件的工业用液体,切削液由多种科学超级功能添加剂复合兼容性,同时有良好的冷却性能、润滑性能、防锈性能,脱脂清洗、防腐、容易稀释特性。克服传统皂乳液容易腐烂的在夏天,冬天困难的稀释,防锈效果差,没有坏的影响在车床上油漆,适用于黑色金属切削和磨削,属于最先进的研磨产品。切削液的指标比油皂化,它具有良好的冷却、清洗、防锈、等,无毒,无味,没有侵蚀人类的身体,不腐蚀设备和不污染环境通过查表,列出了常用的三种切削液如下表6-1：表6-1 常用冷却液冷却液名称主要成份主要作用水溶液水、防锈添加剂冷却乳化液