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1、长轴零件数控车削加工工艺设计与程序编制仿真摘要此次的设计任务是长轴加工工艺设计与程序编制及加工，利用绘图软件AutoCAD将长轴的二维图画出来,然后用UG软件画出三维图形,再接着设计几个方案。方案的关键在于以生成最佳的刀具路径、利用最短的时间内加工出零件,且加工工序最优,加工出来的零件的工艺符合设计图纸的要求。根据这些要求选择最佳的加工工艺方案,编写加工程序并输入相应的加工参数利用斯沃数控仿真软件对所编制的加工程序进行仿真验证得到加工效果图。关键词:长轴；加工工艺；程序编制；数控机床ABSTRACT The design task is long axis machining process
2、design and programming and processing, the drawing software AutoCAD will map the long axis of the 2D, and then use UG software to draw the three-dimensional graphics, then several design schemes. Scheme is the key to generate the tool path, the best use of the shortest processing time of parts, and
3、the process optimization, process the processed parts meet the requirements of design drawings. According to the requirements of processing scheme of optimal selection, preparation process and input processing parameters obtained accordingly processing effect on processing program is developed to ve
4、rify the swansoft CNC simulator.Key words: Long axis; The processing technology; Programming; The numerical control machine tool目 录摘要1ABSTRACT2第一章 绪论31.1 数控机床的发展31.2 数控加工工艺的基本知识31.2.1数控加工工艺的概念31.2.2数控加工工艺过程31.2.3数控加工工艺和数控加工工艺的过程的主要内容41.2.4数控加工工艺的特点4第二章 长轴零件的工艺分析52.1 零件的结构特点分析52.2 零件的技术要求分析62.3 零件的结构
5、工艺性分析72.4 确定毛坯72.4.1毛坯类型72.4.2毛坯余量确定82.4.3毛坯-零件合图8第三章 长轴零件的工艺规程设计93.1 表面加工方法的确定93.2 加工顺序的安排93.3 定位基准及装夹方式的选择93.4 制订工艺路线103.5选择加工设备机床123.6选择刀具与切削用量133.6.1选择切削刀具133.6.2选择切削用量143.7数控加工工艺卡片拟订15第四章 长轴零件的程序编制及仿真164.1 数控编程的定义及分类164.1.1数控编程的定义164.1.2 数控编程的分类164.1.3 编程方法的选择164.2 编程原点的确定及数值的确定164.3 数控加工程序代码的编
6、写174.3.1 车左端时的加工程序174.3.2 车右端时的加工程序214.4 程序的仿真加工254.4.1 程序的导入254.4.2 设置工件254.4.3 设置刀具264.4.4 对刀和输入刀补264.4.5 仿真加工274.5注意事项28结束语29参考文献30致 谢31第一章 绪论1.1 数控机床的发展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。它所控制的通常是位置、角度、速度等机械量和与机械能量流向有关的开关量。数控的产生依赖于数据载体和二进制形式数据运算的出现。1908年，穿孔的金属薄片互换式数据载体问世；19世纪末，以纸为数据载体并具有辅助
7、功能的控制系统被发明；1938年，香农在美国麻省理工学院进行了数据快速运算和传输，奠定了现代计算机，包括计算机数字控制系统的基础。数控技术是与机床控制密切结合发展起来的。1952年，第一台数控机床问世，成为世界机械工业史上一件划时代的事件，推动了自动化的发展。 现在，数控技术也叫计算机数控技术，目前它是采用计算机实现数字程序控制的技术。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，使输入数据的存贮、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。 80年代，我国从日本及美国、德国引进一些新技术。这使我国的数控
8、机床在性能和质量上产生了一个质的飞跃。1985年，我国数控机床品种有了新的发展。数控机床是一种技术密集度及自动化程度很高的机电一体化加工设备,是综合应用计算机、自动控制、自动检测及精、加工精度高、质量容易保证，发展前景十分广阔。随着科学技术不断发展，数控机床的发展也越来越快，数控机床也正朝着高性能、高精度、高速度、高柔性化和模块化方向发展。1.2 数控加工工艺的基本知识1.2.1数控加工工艺的概念数控加工工艺是采用数控机床加工零件时所应用各种方法和技术手段的总和，应用于整个数控加工工艺过程。数控加工工艺是伴随着数控机床的产生、发展而逐步完善起来的一种应用技术，它是人们大量数控加工实践的经验总结
9、。 1.2.2数控加工工艺过程数控加工工艺过程是利用切屑工具在数控机床直接改变加工对象的形状、尺寸、表面位置、表面状态等，使其成为成品或半成品的过程。1.2.3数控加工工艺和数控加工工艺的过程的主要内容（1）选择并确定进行数控加工的内容。（2）对零件图纸进行数控加工的工艺分析。（3）零件图形的数学处理及编程尺寸设定的确定。（4）数控加工工艺方案的制定。（5）工序、进给路线的确定。（6）选择数控机床的类型。（7）刀具、量具、夹具的选择和设计。（8）切屑参数的确定。（9）加工程序的编写、校验与修改。（10）首件试加工与现场问题处理。（11）数控加工工艺技术文件的定型与归档。1.2.4数控加工工艺的
10、特点由于数控加工是应用了计算机控制系统和数控机床，使得数控加工与普通加工相比具有加工自动化程度高、精度高、质量稳定、生产效率高、周期短、设备使用费高的特点。第二章 长轴零件的工艺分析2.1 零件的结构特点分析如图2.1所示轴零件图，分析其加工工艺性。图1.1 长轴零件的二维平面图图1.2 长轴零件的三维图轴类零件是机械加工中常见的加工零件之一，在各类机械中应用很广。图1.1中所示的轴零件主要由内外圆柱面、内锥面、内直螺纹、外锥螺纹等组成，从这些结构中更可以看出，该轴主要起联接的作用。2.2 零件的技术要求分析零件的技术要求主要包括尺寸精度、形状精度、位置精度、表面粗糙度要求等，这些技术要求应当
11、是能够保证零件使用性能前提下的极限值。进行零件技术要求分析，主要是分析这些技术要求的合理性，以及实现的可能性，重点分析重要表面和部位的加工精度和技术要求，为制定合理的加工方案做好准备。同时通过分析以确定技术要求是否过于严格，因为过高的精度和过小的表面粗糙度要求会使工艺过程变得复杂，加工难度大，增加不必要的成本。该零件尺寸精度等级较高，其中外圆尺寸精度最高为0.016mm，内轮廓尺寸精度最高为0.023mm，长度尺寸精度最高为0.03mm；形状精度有：50的圆柱度为0.008mm及其端面的平面度为0.006mnm，32内孔的圆度为0.008mm；位置精度有：58对基准A的同轴度为0.015mm及
12、其左端面对基准B的垂直度为0.015mm，50对基准A的同轴度为0.015mm及其左端面对基准A的垂直度为0.01mm（等等，其余的请参照零件图纸）；该零件的表面粗糙度要求较高，最高表面达到Ra1.6um，最低为3.2um。2.3 零件的结构工艺性分析该零件属于轴类零件，其结构主要由内外圆柱面、内圆锥面、内直螺纹、外圆弧面、槽等特征组成，这些特征在普通车床上很难完成，需要在数控车床上进行加工，并且是数控车削加工中常见的形状特征。2.4 确定毛坯2.4.1毛坯类型毛坯是用来加工各种工件的坯料,毛坯的生产方法主要有:铸造、锻造、焊接、冲压件,以及各种型材也可以用作毛坯。（一）铸件 对形状较复杂的毛
13、坯，一般可用铸造方法制造。目前大多数铸件采用砂型铸造，对尺寸精度要求较高的小型铸件，可采用特种铸造，如永久型铸造、精密铸造、压力铸造、熔模铸造成和离心铸造等。（二）锻件锻件毛坯由于经锻造后可得到连续和均匀的金属纤维组织。因此锻件的力学性能较好，常用于受力复杂的重要钢质零件。其中自由锻件的精度和生产率较低，主要用于小批生产和大型锻件的制造。模型锻造件的尺寸精度和生产率较高，主要用于产量较大的中小型锻件。（三）型材型材主要有板材、棒材、线材等。常用截面形状有圆形、方形、六角形和特殊截面形状。就其制造方法，又可分为热轧和冷拉两大类。热轧型材尺寸较大，精度较低，用于一般的机械零件。冷拉型材尺寸较小，精
14、度较高，主要用于毛坯精度要求较高的中小型零件。（四）焊接件焊接件主要用于单件小批生产和大型零件及样机试制。其优点是制造简单、生产周期短、节省材料、减轻重量。但其抗振性较差，变形大，需经时效处理后才能进行机械加工。（五）其它毛坯其它毛坯包括冲压件，粉末冶金件，冷挤件，塑料压制件等。2.4.2毛坯余量确定毛坯图的尺寸都是在零件图尺寸的基础上，加减总加工余量得到毛坯尺寸，毛坯各面的设计基准一般同零件图一致。笔者认为这种设计方法并不合理，这是因为从毛坯尺寸的作用来讲并不要求它和零件图一致，对它提出的要求是:(1)保证它在机械加工时有最均匀合理的粗加工余量：(2)保证非加工面与加工面有最准确的位置及尺寸
15、。根据该零件的图纸要求，由于零件并不是很长，因此可以直接采用型材毛坯（棒料），又零件的最大外圆为80mm，长度为150mm，因此可以给毛坯的径向单边留3mm余量，轴向单边各留5mm余量。2.4.3毛坯-零件合图由毛坯余量的选择，可确定该零件的毛坯尺寸为86160mm。其毛坯-零件合图如图2.1所示。图2.1 毛坯-零件合图第三章 长轴零件的工艺规程设计3.1 表面加工方法的确定（1）外轮廓：粗车（精度等级IT12，粗糙度Ra12.5um）半精车（精度等级IT89，粗糙度Ra3.2um）精车（精度等级IT67，粗糙度Ra1.6um）。（2） 内轮廓：钻孔（精度等级IT12，粗糙度Ra12.5um）粗镗（精度等级IT910，粗糙度Ra3.2um）精镗（精度等级IT67，粗糙度Ra1.6um）。3.2 加工顺序的安排工件的机械加工工艺路线中要经过切削加工、热处理和辅助工序。因此，当拟定工艺路线时要合理、全面安排好切削加工、热处
