《链接轴的数控加工工艺编制及编程设计》7500字

链接轴的数控加工工艺编制及编程设计目录TOC\o"1-2"\h\u172671引言 3321661.1课题研究应用背景 4252111.2 国内外发展现状 447061.3 课题研究内容与目标 4239181.4 本论文的组织结构 5189972零件介绍及零件图 6162722.1 零件介绍 6317742.2 零件图 6167743零件的工艺性分析 7197843.1 零件图分析 7282903.2 零件毛坯的选择 7297063.3 加工方法及工序的确定 9173423.4 基准的选择 1081693.5 设备、刀具、夹具及量具的选择 1194733.6 切削参数的选择 1457923.7 数控加工工艺卡片拟订 1456254.1 数控系统的介绍 16221424.2 常用G代码的含义 16265414.3 本零件的加工编程指令 17206325CAD/CAM软件使用 17169925.1 CAD/CAM软件介绍 1886075.2 CAD/CAM软件操作步骤 18306096制作本课题时遇到的问题与解决方法 219820结论 2228965参考文献 241引言零件的生产工艺和辅助装备和夹具不断优化和引入对零件制造来说起到一个很大的作用和优化，在过去加工一套零件需要不同多的工艺去组合加工，才能加工一套完整的零件出来，而且正因为多个工艺的组合才能提高零件的周期提升零件的质量，但正因为需要多个工序的组合，需要多次装夹和对刀。在多次对刀和装夹的情况下，容易出现误差和误差的积累会原来越大，从而量变起质变，影响到零件的质量和精度下降，人为出错的概率也不断增多从而对零件质量和精度的稳定性带来了风险。为了避免这个情况的出现，零件的引入工准夹具。例如在零件加工环节中需要电火花加工的工艺时，一般情况下铜公两次装夹才能完成一个完整的工艺，在这个情况下为了避免上面说的情况出现，在加工铜公时就开始使用工装夹具来完成，在下面放电加工时就避免了多一次的装夹和对刀，降低了误差的积累和人为错误等不稳定的因数。这对零件的质量的控制和精度的控制起到很多的作用。这个前期投入会大点，到对后期的零件的质量控制和精度控制起到很好的作用，也大大被企业所接受。1.1课题研究应用背景制造零件的手段和工艺也开始多样化和精简化，过去零件的制造基本上全靠人工化去制造，基本上没有太多的辅助设备是生产。这样做出来的零件精度极低，对工人的要求较高就算是工人一个微小的动作都能影响到零件的质量，而且这样零件的制造周期较长，从一个产品从构想到开发到成品都要经过一个漫长的周期，有时甚至要一年之久。这对于现在这么长的周期对一个企业来说是致命的。为了提高什么效率出现了钻场和洗场等半自动的的机床设备，这次设备的出现很大程度上提高了零件制造的周期和精度，但这些设备都是属于半自动的设备，也需要很多大程度上需要工人去干预操作，这对零件的质量也带来了很多不稳定的因素在。出现误操作的情况也是存在的，稍有不慎会出现报废零件的情况出现，这对零件的制造周期和成本控制起到不利的作用。在整个零件工业体系不断发展的同时，也思考着如何在零件精度有效控制下缩短零件的制造周期，在这种的背景下，很多辅助零件制造的工具不断出现和提升。高效率高精度的数控加工中心的出现，而且这种设备的生产效率高已经基本上是全自动化，就算中途换刀和检查都是不需要人手去介入，在提高效率的同时也可以提高精度，对人为错误减到最低而且稳定高。现在零件的制造的精度基本上是由数控设备的精度决定的，设备精度如何对零件能上到什么等级起到关键的作用。1.2 国内外发展现状在我国数控加工开始我们是处于一个真空的状态不但没有自己的技术而且进口也受到限制，经过已经发展了一段的时间，由于我们起步晚落后于别人但我经过改革开放不断开始引入外资学习别人的技术，取得了很大的进步，但还有进步的空间。1.3 课题研究内容与目标我们本次毕业设计主要是如何选用合理的加工设备并且对加工的设备有了解，能更好地让我们编排合理的加工线路和参数的合理选用，并且对线路不断优化达到最优化生产的目的。我们这次毕业设计的目标是能否完成一份合格的毕业设计，通过毕业设计对数控加工有个基本的思路。1.4 本论文的组织结构本次论文的主要是简要分析一下我们了解到的我国现在数控加工的状况其有的优点和缺点，不足之处。正因为知道自身不足的地方才能取长补短。在分析零件的结构特点选取合适的加工设备、工艺路线、工艺参数等等，并且最后总结需要优化的和改良的地方。

2零件介绍及零件图2.1 零件介绍本次选用的零件为设备工厂上生产的设备上的一个部件，所以我们本次的零件具有很大的实际加工的意义并且能更好的验证我们加工线路和工艺的可行性具有很大的实际意义，其选用的零件主要是起到连接和传递力矩的作用。2.2 零件图3零件的工艺性分析3.1 零件图分析分析上面的零件二维尺寸图可以知道该零件的是由基本的线、圆弧、孔、槽等等组合而成，我们在编程和线路的确定时可以分解成若干部分去分析和确定方案零件图上面的各个尺寸的尺寸精度加工设备能不能满足其精度的要求都要考虑清楚，上面的光洁度的要求刀具能不能加工出来等等都需要综合考虑取分析并且根据特点选用合适的刀具去配合加工。3.1.1尺寸精度的要求分析在直径60两处是有装配要求的，为了保证能工件能正常工作其上次的尺寸精度是保证的重要的地方。和两处R5和R20零件工作时的工作地方精度方面必须保证，其余的尺寸在中等精度的尺寸，按上面的公差范围保证就可以。3.1.2几何形状精度的要求分析由于两处直径60mm为轴的支撑点，为了保证运作平稳两处是有同心度的要求。3.1.3表面粗糙度的要求分析根据零件图上的零件的粗糙度在Ra1.6~6.3要求范围内，数控机床加工基本能满足要求。3.2 零件毛坯的选择毛坯的尺寸大小、预留的余量、质量的稳定性、外形特点等等都会直接关联着加工的效率快慢、经济效率是否高低、生产时的损耗率高度等等都有着很大的关系要根据零件的加工工艺和选用的设备选取好的毛坯会起到很重要的作用，会让我们对保证零件的尺寸精度、光洁度等重要的参数相对用简单的工艺就可以得到并且生产加工时工件的稳定性高可靠。分析本次的零件为回旋体为了能简化前工艺的要求选用45#的圆料，在生产批量有较大的提升时再考虑用锻造的工艺来特高其生产效率和降低成本。3.2.1零件材质的选用在满足使用性能的情况下要尽量降低成本提高生产效益所以本次的零件综合考试选用45#3.2.2毛坯形状、尺寸的确定本次的毛坯，我们选用的尺寸为轴毛坯图Φ65mm×125mm，45钢。轴套1毛坯图Φ95mm×30mm，45钢。轴套2毛坯图Φ95mm×20mm，45钢3.3 加工方法及工序的确定3.3.1加工方法的确定对同一个零件其加工方法可以说是多种多样的但其大体的原侧上都是不变的就是要达到工件上的表面光洁度的要求和零件尺寸公差范围的要求，所以我们要对每一个零件的实物情况去具体分析问题在零件的外形的结构特点、图纸上零件图的技术要求如公差范围、表面的光洁度等等。从零件的二维零件的尺寸上分析可以知道，零件部分要求较高部分相对较为宽松，所以我们取公差的平均值来最为编程的依据。这样加工出来的零件有可以允许以部分分的尺寸变动都可以满足要求，对各个方面产生的误差如装夹误差、对刀误差、机床本身的误差，都可以允许有一部分量的变动，对产品质量的控制起到很大的作用，可以大大提高产品的合格率有较高的经济效益。按上面的分析方向为考虑，从工件的精度方向分析和工件的生产批量分析，结构特点等等，由于本次的工件为轴类的零件，最优的加工方法是使用数控车床加工，可以在保证尺寸精度的情况下能大大提高生产的效率能最有效地提高经济效益。按工件的直径尺寸的大小，尺寸长度，精度等基本要数作为考虑的条件，本次选用CJK6032数控机床作为加工设备。3.3.2工序的确定工件上的表面最好的是不是通过一次加工出来，虽然一次加工出来的效率高，但由于一次性加工出来一般都是需要吃刀量很大所以对切削力很不稳定，刀具容易产生振动或跳动，容易对工件的尺寸精度产生一个不稳定的因数在。所以我们常用的路线是切削量从大到小的变化，即是从粗加工→半精加工→精加工的放过，在粗加工时主要考虑的问题是效率所以吃刀量是要大来争取高的效率和时间，半精加工主要是考虑让工件的余量可以更加均匀为下一步的精加工创造更优的条件，让余量更加均匀时刀具切削时刀具切削力更加均匀，加工时刀具产生的震动和跳动情况就比较少，可以加工出更加好的表面。精加工是最后成型零件的终端尺寸，所以这个工序以零件质量为考虑的大前提，走刀速度以慢为主这样可以更好地有高质量的表面和高质量的尺寸。毛坯夹装夹在右端的位置95mm左右的位置，打中心孔（中心钻头），用直径8mm的钻头去钻25mm处的孔，然后抗孔（用直径20mm的钻头），再镗孔（用直径22.5的刀具），再开槽，车螺纹，加工好一端后工件掉头，加工直径40mm和60mm处和各个圆弧为，最后车螺纹。其工艺的加工线路符合从粗加工→半精加工→精加工的过程，可以在生产效率和成本控制起到很大的作用。3.4 基准的选择定位基准可以是工件的各处，其选取的地方对线路的编制、零件尺寸精度的控制、零件的表面质量的保护等等，都是针对基准的选取来制定，对不同基准的选取地方会有不同的控制方案，所以这个基准的选取很重要，合理的基准可以大大提高生产效率、对工件的精度可以有效地控制，对刀具的消耗少等。基准的合理性同时也是对工艺线路的优化起到很大的作用，例如基准选取好的同时还会方便工人的拿工件和放工件。1.能可以方便对刀原侧，如果是大批量生产的工件这个原侧非常重要，一般情况下会把工件的坐标原点会设定好，对刀时会很方便和对刀更加简易，可以最优限度地降低人为错误或者是人为判断出错，有些对刀是通过人为的经验去判断，对于没经验的情况下尺寸的精度浮动较大而容易生产出不合格的产品。2.能可以最方便的装夹，其装夹的基准能满足加工的精度要求、表面光洁度等技术文件的要求下，要尽可能地选取方便装夹的，不要选择那些要装夹半天还没可以正常装夹好大大降低了生产生产效率，同时要选取一些对工人技术水平不高的，我们通常说是傻瓜操作，人为因数干预少不容易出错。而且尽可能有较多的装夹表面这样可以大大提高装夹力，对加工的稳定性有比较好的条件，不容易出现震动和跳动。3.尽可能在选取的基准面和设计基准可以重合，这样可以更好地去编程序，避免基准不重合而出现误差的情况，在三大基准中（编程的原点、设计基准、定位基准）都尽量统一，对尺寸精度的控制会比较容易实现。3.4.1粗基准的选择分析工件的外形结构、各个地方的光洁度、尺寸的公差，和相关的技术文件为考虑因数，选取一右端的大端面为本次零件的定位基准。3.4.2精基准的选择与粗基准为同一个基准，这样可以提高工件的精度控制。3.5 设备、刀具、夹具及量具的选择3.5.1设备的选择按上面的分析方向为考虑，从工件的精度方向分析和工件的生产批量分析，结构特点等等，由于本次的工件为轴类的零件，最优的加工方法是使用数控车床加工，可以在保证尺寸精度的情况下能大大提高生产的效率能最有效地提高经济效益。按工件的直径尺寸的大小，尺寸长度，精度等基本要数作为考虑的条件，本次选用CJK6032数控机床作为加工设备。3.5.2刀具的选择我们使用的刀具使用的寿命长短与我们设定选用的切削量大小有直接的关系，当我们选用大的切削量时由于刀具受到的切削力大刀具产生较大的磨损其工作寿命会偏短，当我们选用的切削量少的时候刀具在工作时受到的切削力小磨损也较小，所以其寿命就长。但同时也是切削量大的时候其加工效率就高，切削量小时其加工效率就慢，所以三者间都是互相影响同时也是互相对立的，所以我们要在三者间取一个合理的平衡点，保证三者都可以发挥到最后的状态。合理的刀具寿命是一最优化的目标而选用，一般分两种情况一种是相对较低的成本的刀具寿命，另一种是高效率的刀具寿命，都是需要根据工序的内容而选定的。我们的刀具在使用的地方不同大致可以分为在普通机床上使用的对人的操作技能有一定的要求，可以根据实际情况来作人工的调整或人工的补偿来到达相关的要求，这时刀具的使用寿命可以短些来提高生产效率。另一种是使用在数控机床上的刀具一般都是加工精密的零件，对刀具的材料要求、刚性、尺寸的稳定性都要较高的要求，所以偏向于使用一些高寿命的刀具。我们在合理选用刀具的工作寿命长短时，可以在刀具的成本、刀具的精度、刀具的磨刀难易情况来考虑。如果我们在加工时间某个工序的加工刀具的成本较高，而且还不容易购买的情况下，刀具的寿命要选用长寿命的，保证加工合理的成本。当在整个加工线路在某个工序产生了木桶效应的，这里的工序其生产效率对整个线路起到关键的作用时，刀具要偏向于低寿命的刀具，这样可以最高的生产效率工作，保证了加工线路的效率。3.5.3夹具的选择1）四爪卡盘的装夹，其优点是可以对一些异性不规则的面都可以装夹不受工件的外形特点而影响对工件的形状是没有要求的，而且由于是四面都压紧了其夹紧力很大，对一些切削量大的工件是一个很好的保证避免出现震动的情况出现，但其缺点也是一个通病来的就是找正中心比较耗时间，而且受人为因数较多对精度的控制不利。2）使用三爪卡盘来装夹对于常规的车床来说是主要的装夹的方式，其优点是可以快速地找到中心，无需要打表来校正基准这样耗时间效率更高效。但其缺点是由于其本身的结构特点决定的就是夹紧力相对较小些，对一些较大的吃刀量没办法保证，所以在确定吃刀量的时候要注意，这个一般是对圆柱型的工件来装夹的对一些异性的工件是没办法装夹的，这个对工件的型状是有要求的。3）使用的装夹方式是一夹一顶这类方式是最常用，其优点是由于两头都有固定方式避免加工时出现震动的现状可以进行大刀量的切削加工，这样对提高生产效率和保证工件的尺寸精度起到很大的作用，这类在装夹尤其适合对一些细而长的工件容易出现震动，可以有效地降低这种情况出现，但缺点是当工件端面是孔的情况下就没办法选用。4）使用的装夹方式是一夹一顶这类方式是最常用，其优点是由于两头都有固定方式避免加工时出现震动的现状可以进行大刀量的切削加工，这样对提高生产效率和保证工件的尺寸精度起到很大的作用，这类在装夹尤其适合对一些细而长的工件容易出现震动，可以有效地降低这种情况出现，但缺点是当工件端面是孔的情况下就没办法选用。由于本次加工的零件都是一个回旋体有一定的生产批量故选用三爪卡盘可以满足快速装夹在保证加工精度的同时有可以提高生产效率，且对生产操作者的技术水平要求不高，从而人为因数的而影响工件的精度较少，所以最适合本次的加工方案。3.5.4量具的选择我们要根据零件每个每个工位加工加工后的实际情况和此处的零件精度要求，如果是精度要求高的我们常常会用到千分尺测量精度高但效率会稍慢，如果测量的精度稍为低些的可以使用游标卡尺，测量时间的速度高而且快速可靠能大大提高测量的效率。如果是针对部分是有螺纹部分的我们可以使用螺纹环规，并且结合游标卡尺测量后使用数学公式来计算，这样的进度会较高，但也是一个问题是效率会较为低下。如果是部分是有弧度链接的曲面，由于测量难度较大，故可以考虑使用三维坐标去测量，但缺点是测量效率慢同时设备价格昂贵，但优点是测量的精度是最高的，也是最能反映出工具的精度。部分是批量较为大的可以考虑设置测量夹具，测量效率最高测量的精度也是高，但需要设置较多的专用测量夹具，通过我们的实际情况和现有工具，其测量的工步如下。一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一3.6 切削参数的选择3.7 数控加工工艺卡片拟订

4零件的数控加工指令在数控加工数控系统是数控加工的心脏也是主要的组成部分，其中有几大常用的系统，都是各有各的优点和缺点。G00快速定位

G01

直线插补

G02以顺时针的形式铣圆弧

G03以逆时针形式铣圆弧。

G04刀具暂停插补

G09暂停到某一位置

G20以英文输入

G21以中文输入

G22有效的内部行程限位

G23无效的内部行程限位

G27当参考点返回时检查

G28参考点返回

G29自参考点返回

G30返回第二参考点

G32切螺纹指令

G40把刀尖半径偏置命令取消

G41在左侧刀尖半径偏置

G42在右侧刀尖半径偏置

G50将工件原始坐标修改；设置主轴最大的转速

G52设定局部分的坐标系

G53选择机床的坐标系

G70反复精加工

G71反复粗加工内径外径

G72反复粗加工台阶

G73反复重复成型

G74在Z轴步进钻削进给

G75

在X轴切槽

G76反复切削螺纹

G80将固定循环取消

G83反复钻削孔

G84反复攻丝指令

G85反复正面镗削通孔

G87反复侧面钻削通孔

G88反复侧面攻丝

G89反复侧面镗孔

G90反复内外直径切削

G92反复切削螺纹

G94反复切削台阶面

G96速度控制恒线面

G97取消恒线速度控制

G98一分钟的进给速率

G99一转的进给速率5CAD/CAM软件使用5.1 CAD/CAM软件介绍CAD（计算机辅助设计）利用这个软件可以大大提高我们的画图和修改图的效率，并且是数字化的实际对数据的交换起到很大的作用，更加方便我们对工艺的交流和调整，并且为下一个数控编程提供依据。CAM(计算机辅助编程），传统的编程是使用手工编程这类编程效率特别慢效率不高，而且容易出错对应复杂的零件是没办法使用这个使用的只能在简单的零件上使用，在这个基础上出现了CAM他可以解决手工编程的不足的地方，而且一般都带有仿真功能的可以提前知道我们出现的错误，减少不必要的损失。5.2 CAD/CAM软件操作步骤软件的操作步骤大方向是创建刀具、创建毛坯、创建刀路等5.2.1工序创建刀具创建几何体及工序刀轨生成生成程序机床仿真

6制作本课题时遇到的问题与解决方法在调试程序时由于不够细心核对把坐标原点忘记了设定，还好发现及时没有并没出现撞刀等安全事故。这个情况后我对后期调试程序的时候要很对好程序调整正确，坐标原点是否有设定好。在第二次调试中发生了问题刀具编序出现了错误导致了一把刀具损坏