数控车削加工工艺的编制.doc

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1、*毕业设计说明书 课题名称: 数控车削加工工艺的编制 系 别 信息与控制工程学院 专 业 机械设计与制造 班 级 G05机械设计与制造 姓 名 江 杰 指导教师 * 教研室主任 * 起讫时间：2007年6月31日2008年6月10日（共 40 周） 摘 要本课题设计的是车床尾座顶尖套筒零件的数控工艺及实施,主要设计任务是车床尾座顶尖套筒零件的数控加工工艺设计、编制加工程序说明卡、主要工序加工工序卡、工装夹具的设计、绘制工装（夹具）装配图及主要零件图、重要工序数控加工程序编制、数控仿真模拟加工。通过本课题的设计，不仅为企业解决了生产上的实际问题，如铣床上铣车床尾座顶尖套筒键槽的装夹方案，同时也掌

2、握了一系列机械加工设计方法及步骤，进一步提高了机械设计的综合能力，为以后走上机械专业岗位奠定了良好的基础。随着CAD/CAM软件技术的进一步发展，几乎所有的个性化产品设计都在CAD软件中设计完成.并与CAM软件结合使三维造型出来的产品可以直接生成代码。这样使产品开发到产品出货的周期大大缩短，是现代制造业发展的必然趋势。关键词：套筒、工艺、工装设计、数控程序 AbstractWhat this topic design is the lathe tailstock apex sleeve components numerical control craft and the implementat

3、ion, the main task of design is the lathe tailstock apex sleeve components numerical control processing technological design, the establishment processing program showed that the card, the main working procedure processing travel chart, the work clothes jigs design, draws up the work clothes (jig) t

4、he assembly drawing and the main detail drawing, the important working procedure numerical control processing program establishment, the numerical control simulation simulation processing. Through this topic design, not only has solved in the production actual problem for the enterprise, if on the m

5、illing machine the milling machine tail block place apex sleeve key slots attire clamps the plan, simultaneously has also mastered a series of machine-finishing design method and the step, further sharpened the machine design synthesizing capacity, will step onto the machinery specialized post for l

6、ater to lay the good foundation.Along with the CAD/CAM software techniques further development, the nearly all personalization product design designs in the CAD software completes. And enables the product which with the CAM software union the three dimensional modelling comes out to be possible to p

7、roduce the NC code directly. Like this causes the cyclical big reduction which the product development product produces goods, is the modern manufacturing industry development inevitable trendKey word: Sleeve, craft, work clothes design, numerical control procedure目 录摘 要1Abstract2目 录31 绪 论41.1 课题分析4

8、1.2 相关技术的发展现状和趋势52 机床的选用及简介62.1 机床的选择62.2 机床的组成782.3 机床的工作原理92.3.1 数控机床的工作原理与工作方式10112.4 机床的工作特点123 零件的工艺分析133.1 零件图的工艺分析133.2确定加工方按143.3确定加工顺序153.4确定进给路线163.5切削用量选择163.6刀具材料的选择173.7拟定数控铣削加工工艺工序卡片17184 顶尖套筒零件CAD/CAM造型184.1 应用软件介绍184.2 顶尖套筒零件三维造型19205 重要工序程序编制215.1加工工艺参数设置21225.2加工轨迹仿真225.3后置处理及NC代码生

9、成23266 毕业设计小结277 参 考 文 献28 1 绪 论1.1 课题分析1.1.1 课题的研究意义及其作用从20世纪中叶数控技术出现以来，数控机床给机械制造业带来了革命性的变化。数控加工具有如下特点：加工柔性好，加工精度高，生产率高，减轻操作者劳动强度、改善劳动条件，有利于生产管理的现代化以及经济效益的提高。数控机床是一种高度机电一体化的产品，适用于加工多品种小批量零件、结构较复杂、精度要求较高的零件、需要频繁改型的零件、价格昂贵不允许报废的关键零件、要求精密复制的零件、需要缩短生产周期的急需零件以及要求100%检验的零件。数控机床的特点及其应用范围使其成为国民经济和国防建设发展的重要

10、装备。进入21世纪，我国经济与国际全面接轨，进入了一个蓬勃发展的新时期。机床制造业既面临着机械制造业需求水平提升而引发的制造装备发展的良机，也遭遇到加入世界贸易组织后激烈的国际市场竞争的压力，加速推进数控机床的发展是解决机床制造业持续发展的一个关键。随着制造业对数控机床的大量需求以及计算机技术和现代设计技术的飞速进步，数控机床的应用范围还在不断扩大，并且不断发展以更适应生产加工的需要。本文简要分析了数控机床高速化、高精度化、复合化、智能化、开放化、网络化、多轴化、绿色化等发展趋势，并提出了我国数控机床发展中存在的一些问题数控车床是目前使用最广泛的数控机床之一。数控车床主要用于加工轴类、盘类等回

11、转体零件。通过数控加工程序的运行，可自动完成内外圆柱面、圆锥面、成形表面、螺纹和端面等工序的切削加工，并能进行车槽、钻孔、扩孔、铰孔等工作。车削中心可在一次装夹中完成更多的加工工序，提高加工精度和生产效率，特别适合于复杂形状回转类零件的加工。 由于这些零件的径向尺寸，无论是测量尺寸还是图纸尺寸，都是以直径值来表示的，所以数控车床采用直径编程方式，即规定用绝对值编程时，X为直径值；用相对值编程时，则以刀具径向实际位移量的二倍值为编程值。对于不同的数控车床、不同的数控系统，其编程基本上是相同的，个别有差异的地方，要参照具体机床的用户手册或编程手册。车削加工是机械制造业中最基本、最广泛、最重要的一种

12、工艺方法，它直接影响生产效率、成本、能源消耗和环境污染。由于现代科学技术的发展，各种高强度、高硬度的工程材料越来越多地被采用，传统的车削技术难以胜任或根本无法实现对某些高强度、高硬度材料的加工，而现代的硬车削技术使之成为可能，并在生产中取得明显效益。1.2 相关技术的发展现状和趋势过去只用于航空,汽车工业的数控机床,现在已越来越广泛的成为其他制造行业的必要设备,而且技术发展也相当快速,令人惊叹。 高速化高速机种(每分钟1.5万转以上)。 精密化随着电脑辅助制造(CAM)系统的发展，精密度已达到微米级。 高效能由于产品开发周期愈来愈短，对制造速度的要求也相应提高，机床也朝高效能发展。 系统化机床

13、已逐渐发展成为系统化产品，用一台电脑控制一条生产线的作业。 复合化产品对外观曲线要求的提高，机床五轴加工、六轴加工已日益普及，机床加工的复合化已 是不可避免的发展趋势。 其中“五轴联动数控”是数控技术中难度最大、应用范围最广的技术。它集计算机控制、高性能伺服驱动和精密加工技术于一体，应用于复杂曲面的高效、精密、自动化加工。五轴联动数控机床是发电、船舶、航天航空、模具、高精密仪器等民用工业和军工部门迫切需要的关键加工设备。国际上把五轴联动数控技术作为一个国家工业化水平的标志。 国外五轴联动数控机床是为适应多面体和曲零件加工而出现的。随着机床复合化技术的新发展，在数控车床的基础上，又很快生产出了能

14、进行铣削加工的车铣中心。五轴联动数控机床的应用，其加工效率相当于两台三轴机床，甚至可以完全省去某些大型自动化生产线的投资，大大节约了占地空间和工作在不同制造单元之间的周转运输时间及费用。 市场的需求推动了我国“五轴联动数控”机床的发展，我国的一些机床厂也竞相推出五轴联动机床!当前，国产五轴联动数控机床在品种上，已经拥有立式、卧式、龙门式和落地式的加工中心，适应大小不同尺寸的复杂零件加工，还有五轴联动铣床和大型镗铣床以及车铣中心等，基本涵盖了国内市场的需求,也已获得国内市场的很大认同。目前，数控机床的发展日新月异，高速化、高精度化、复合化、智能化、开放化、并联驱动化、网络化、极端化、绿色化已成为

15、数控机床发展的趋势和方向。 中国作为一个制造大国，主要还是依靠劳动力、价格、资源等方面的比较优势，而在产品的技术创新与自主开发方面与国外同行的差距还很大。中国的数控产业不能安于现状，应该抓住机会不断发展，努力发展自己的先进技术，加大技术创新与人才培训力度，提高企业综合服务能力，努力缩短与发达国家之间的差距。力争早日实现数控机床产品从低端到高端、从初级产品加工到高精尖产品制造的转变，实现从中国制造到中国创造、从制造大国到制造强国的转变.2 机床的选用及简介2.1 机床的选择 机床的种类和型号很多，在加工冲模零件时，机床选择得正确与否，对工艺过程的经济性很大影响，在一般模具制造厂和车间，大都是单间

16、小批量生产，冲模的品种也多变，所以拥有的机床多为一般通用机床。当然在制造复杂、精密冲模时，高效、精密的设备也是必不可少的。但对于一些专业模具厂或对冷冲模压件需批量较大的工厂的模具车间，则应备专用机床，以提高效率和保证冲模质量的稳定性。 在选择机床时，即要考虑其生产的经济性，又要考虑其适用性和合理性。其选择的原则是： （1）机床的工作区域尺寸必须与所加工零件的外形轮廓尺寸相适应。如直径不大的导柱、导套等可选在卧式车床上加工，而外径较大长度较短的轴类零件，则应选择在立式车床上加工；小的零件的孔可用立式普通钻床加工；而大工件上的孔宜在摇臂钻床上加工；对于孔径和孔距要求比较高的孔，可选择在坐标镗床或立

17、式镗床上加工，以做到合理使用设备。 （2）机床的功率和加工量应与零件工序的加工要求相适应。如粗加工工序应选择功率较大的机床加工；在利用刀具做精细切削时，应选择转速较高的机床。（3）选用的机床精度应与工序要求的加工精度相适应。 （4）选用机床应与现有设备条件相适应。即要充分利用现有的设备，又要充分考虑生产的发展方向规模，以及添置新设备的可能性。2.2 机床的组成 2.2.1 数控机床的组成数控机床一般由控制介质、数控装置、伺服系统和机床本体组成。图12的实线所示为开环控制的数控机床框图。图12 数控机床的组成 为了提高机床的加工精度，在上述系统中再加入一个测量装置（即图12中的虚线部分），这样就

18、构成了闭环控制的数控机床框图。开环控制系统的工作过程是这样的：将控制机床工作台运动的位移量、位移速度、位移方向、位移轨迹等参量通过控制介质输入给机床数控装置，数控装置根据这些参量指令计算得出进给脉冲序列（包含有上述4个参量），然后经伺服系统转换放大，最后控制工作台按所要求的速度、轨迹、方向和距离移动。若为闭环系统，则在输入指令值的同时，反馈检测机床工作台的实者间有误际位移值，反馈量与输入量在数控装置中进行比较，若有差值，说明二差，则数控装置控制机床向着消除误差的方向运动。 2.2.2 数控系统与数控机床的组成 1)、操作面板a、它是操作人员与数控装置进行信息交流的工具。b、组成：按钮站、状态灯

19、、按键阵列（功能与计算机键盘一样）和显示器；。c、它是数控机床特有部件2)、控制介质与输入输出设备a、控制介质是记录零件加工程序的媒介b、输入输出设备是CNC系统与外部设备进行交互装置。交互的信息通常是零件加工程序。即将编制好的记录在控制介质上的零件加工程序输入CNC系统或将调试好了的零件加工程序通过输出设备存放或记录在相应的控制介质上。c、数控机床常用的控制介质和输入输出设备下表控制介质输入设备输入设备穿孔纸带纸带阅读机纸带穿孔机磁带磁带机或录音机磁盘磁盘驱动器通讯现代的数控系统除采用输入输出设备进行信息交换外，一般都具有用通讯方式进行信息交换的能力。它们是实现CAD/CAM的集成、FMS和

20、CIMS的基本技术。采用的方式有：a、串行通讯（RS-232等串口）、b、自动控制专用接口和规范（DNC方式，MAP协议等）c、网络技术（internet，LAN等）。3)、CNC装置(CNC单元)a、组成：计算机系统、位置控制板、PLC接口板，通讯接口板、特殊功能模块以及相应的控制软件。b、作用：根据输入的零件加工程序进行相应的处理（如运动轨迹处理、机床输入输出处理等），然后输出控制命令到相应的执行部件(伺服单元、驱动装置和PLC等)，所有这些工作是由CNC装置内硬件和软件协调配合，合理组织，使整个系统有条不紊地进行工作的。CNC装置是CNC系统的核心4)、伺服单元、驱动装置和测量装置a、伺

21、服单元和驱动装置主轴伺服驱动装置和主轴电机进给伺服驱动装置和进给电机b、测量装置 位置和速度测量装置。以实现进给伺服系统的闭环控制。c、作用 保证灵敏、准确地跟踪CNC装置指令：进给运动指令：实现零件加工的成形运动（速度和位置控制）。主轴运动指令，实现零件加工的切削运动（速度控制）5)、PLC、机床I/O电路和装置a、PLC (Programmable Logic Controller)：用于完成与逻辑运算有关顺序动作的I/O控制，它由硬件和软件组成；b、机床I/O电路和装置：实现I/O控制的执行部件(由继电器、电磁阀、行程开关、接触器等组成的逻辑电路；c、功能：接受CNC的M、S、T指令，对

22、其进行译码并转换成对应的控制信号，控制辅助装置完成机床相应的开关动作接受操作面板和机床侧的I/O信号，送给CNC装置，经其处理后，输出指令控制CNC系统的工作状态和机床的动作。6)、机床a、机床：数控机床的主体，是实现制造加工的执行部件。b、组成：由主运动部件、进给运动部件（工作台、拖板以及相应的传动机构）、支承件（立柱、床身等）以及特殊装置（刀具自动交换系统工件自动交换系统）和辅助装置（如排屑装置等）。2.3 机床的工作原理2.3.1 数控机床的工作原理与工作方式 1.数控机床的工作原理图1 数控机床的工作原理图2 一段曲线的1.1 数控系统的工作过程 1）输入：零件加工程序一般通过DNC从

23、上一级计算机输入而来。 2）译码：译码程序将零件加工程序翻译成计算机内部能识别的语言。 3）数据处理：包括刀具半径补偿、速度计算以及辅助功能的处理。 4）插补：是在已知一条曲线的种类、起点、终点以及进给速度后，在起点和终点之间进行数据点的密化。 5）伺服输出：伺服控制程序的功能是完成本次插补周期的位置伺服计算，并将结果发送到伺服驱动接口中去。1.2 数控系统的插补原理简介什么是插补？为什么要进行插补？插补：在实际加工中，用一小段直线或圆弧去逼近(拟合)零件轮廓曲线，即直线或圆弧插补。插补的任务:就是根据进给速度的要求，在轮廓起点和终点之间计算出若干个中间点的坐标值。2.现代CNC系统插补的实现

24、方法 (1)由硬件和软件的结合实现； (2)全部采用软件实现。3.插补算法分类：目前应用的插补算法分两大类：脉冲增量插补、数据采样插补(1)脉冲增量插补：每次插补的结果仅产生一个行程增量，以一个个脉冲的方式输出给步进电机。如逐点比较法和数字微分分析器 (Digital Differential Analyzer 简称：DDA) 方法图3 开环数控系统(2)数据采样插补 (或称：时间分割法)适合于闭环和半闭环控制系统。1)插补原理：它是把加工一段直线或圆弧的整段时间t细分为许多相等的时间间隔，即：单位时间间隔(插补周期T)。每经过T进行一次插补计算，直到加工终点(如图2所示)。2)特点：插补运算

25、分两步完成：第一步：粗插补，第二步：精插补。 粗插补：在给定的起点和终点的曲线之间插入若干个点用若干条微小直线段来逼近给定曲线，每小段直线长度L(即步长)相等，并与进给速度V有关，加工一小段直线的时间为一个插补周期T，则L=VT。每经过一个插补周期就进行一次插补计算，算出在该插补周期内各坐标的进给量，边计算，边加工。数控机床进行加工，首先必须将工件的几何数据和工艺数据等加工信息按规定的代码和格式编制成数控加工程序，并用适当的方法将加工程序输入数控系统。数控系统对输入的加工程序进行数据处理，输出各种信息和指令，控制机床各部分按规定有序地动作。最基本的信息和指令包括：各坐标轴的进给速度、进给方向和

26、进给位移量，各状态控制的I/O信号等。 数控机床的运行处于不断地计算、输出、反馈等控制过程中，从而保证刀具和工件之间相对位置的准确性。 加工程序计算机数控装置伺服驱动系统机床辅助控制装置反馈系统2.4 机床的工作特点与普通机床相比，数控机床具有以下特点。一、适应性强 由于数控机床能实现多个坐标的联动，所以数控机床能完成复杂型面的加工，特别是对于可用数学方程式和坐标点表示的形状复杂的零件，加工非常方便。当改变加工零件时，数控机床只需更换零件加工的NC程序，不必用凸轮、靠模、样板或其它模具等专用工艺装备，且可采用成组技术的成套夹具。因此，生产准备周期短，有利于机械产品的迅速更新换代。所以，数控机床

27、的适应性非常强。二、加工质量稳定 对于同一批零件，由于使用同一机床和刀具及同一加工程序，刀具的运动轨迹完全相同， 且数控机床是根据数控程序自动进行加工，可以避免人为的误差，这就保证了零件加工的一致性好且质量稳定。三、生产效率高 数控机床上可以采用较大的切削用量，有效地节省了机动工时。还有自动换速、自动换刀和其他辅助操作自动化等功能，使辅助时间大为缩短，而且无需工序间的检验与测量，所以，比普通机床的生产率高34倍甚至更高。 数控机床的主轴转速及进给范围都比普通机床大。目前数控机床的最高进给速度可达到100m/min以上，最小分辨率达0.01m。 一般来说，数控机床的生产能力约为普通机床的三倍，甚

28、至更高。数控机床的时间利用率高达90%，而普通机床仅为30%50% 。四、加工精度高 数控机床有较高的加工精度，一般在0.0050.1mm之间。数控机床的加工精度不受零件复杂程度的影响，机床传动链的反向齿轮间隙和丝杠的螺距误差等都可以通过数控装置自动进行补偿，其定位精度比较高，同时还可以利用数控软件进行精度校正和补偿。五、工序集中，一机多用 数控机床特别是带自动换刀的数控加工中心，在一次装夹的情况下，几乎可以完成零件的全部加工工序，一台数控机床可以代替数台普通机床。这样可以减少装夹误差，节约工序之间的运输、测量和装夹等辅助时间，还可以节省车间的占地面积，带来较高的经济效益。 加工中心的工艺方案

29、更与普通机床的常规工艺方案不同，常规工艺以“工序分散”为特点，而加工中心则以工序集中为原则，着眼于减少工件的装夹次数，提高重复定位精度。六、减轻劳动强度 在输入程序并启动后，数控机床就自动地连续加工，直至零件加工完毕。这样就简化了工人的操作，使劳动强度大大降低。数控机床是一种高技术的设备，尽管机床价格较高，而且要求具有较高技术水平的人员来操作和维修，但是数控机床的优点很多，它有利于自动化生产和生产管理，使用数控机床的经济效益还是很高的。3 零件的工艺分析3.1 零件图的工艺分析顶尖套筒零件是机床尾座的一个重要零件，并且尾座主要是用于仪表车床上加工轴类零件作顶紧用的装置，是借助于螺旋机构推动顶尖

30、运动。在加工细长轴类零件、薄壁零件、大切削用量、工件易变形等场合都在使用，以此来提高工件的刚性，增加切削用量，提高加工效率！下图所示为零件的二维图，加工工艺按中批量生产方式，要求加工整个零件，以企业现有数控机床和通用机床为可选择的加工设备。该零件表面由内外圆柱面、内圆锥面、键槽、油槽及内孔等表面组成，其中多个直径尺寸与轴向尺寸有较高的尺寸精度和表面粗糙度要求。零件图尺寸标注完整，符合数控加工尺寸标注要求；轮廓描述清楚完整；零件材料为45钢，加工切削性能较好，无热处理和硬度要求。3.2确定加工方按制定加工方案的一般原则为：先粗后精，先近后远，先内后外，程序段最少，走刀路线最短以及特殊情况特殊处理

31、。(1)粗精加工外圆表面：这个表面有表面粗糙度要求，但数控车粗精加工都达不到要求。因此这个表面需进行粗磨与精磨才能达到Ra0.8此表面可做为以下工序的基准。(2)粗精加工内孔及锥面：该内表面粗糙度要求为0.8和1.6，用软卡爪夹持外圆表面，以上道工序外圆表面为定位基准。(3)粗精磨莫氏锥孔、外圆表面以及23H7内孔表面：经过这道工序表面粗糙度能够达到要求。(4)铣键槽6H11以及油槽R1.5：键槽的相互位置精度很高，因此需设计专用夹具，以此来保证其对称度和平行度以及键槽与油槽的180分布。以下是本次设计顶尖套筒零件毛坯的机械加工工艺过程 ：工 序 名工序内容定位基准下料棒料毛坯车车端面 修整中

32、心孔 粗车外圆35.4三爪自定心卡盘调头 车端面取总长至171mm 粗车外圆35.4钻深孔钻12 通孔171mm 喷吸钻三爪自定心卡盘调质车精车外圆35.4留磨削余量心轴车粗精车23H7 留磨削余量 倒角360软卡爪，以外圆为精基准调头 粗精车莫氏3号锥孔 留磨削余量 倒角360热高频感应加热表面淬火莫氏3号锥孔低温时效铰浮动铰削15H7内孔至尺寸软卡爪，以外圆为精基准外磨粗磨35.4 留精磨余量0.01mm两顶尖内磨粗研磨莫氏3号锥孔 留精研磨余量0.01mmV型夹具上粗研磨23H7内孔 留精研磨余量0.01mm铣铣6H11键槽至尺寸 铣R1.5油槽至尺寸专用夹具外磨精研磨35.4至尺寸两顶

33、尖内磨精研磨23H7至尺寸软卡爪精研磨莫氏3号锥孔3.3确定加工顺序加工顺序的确定按由内到外、由粗到精、由近到远的原则确定，在一次装夹中尽可能加工出较多的工件表面。结合本零件的结构特征，可先加工内孔各表面，然后加工外轮廓表面。（1）工序顺序安排原则：（a）原则：先粗后精，先主后次，先面后孔，基面先行。（b）机械加工工艺路线按工序的性质不同一般可分为粗加工，半精加工和精加工三个阶段。表面质量要求特别高时，还应增加光整加工阶段。（c）零件的机械加工路线中，第一道工序往往都是加工精基准，然后使用精基准定位，进行后续加工，如轴类零件先钻中心孔，箱体类零件先加工平面、这位销孔等。3.4确定进给路线由于该

34、零件为单件小批量生产，走刀路线设计不必考虑最短进给路线或最短空行程路线，外轮廓表面车削走刀路线可沿零件轮廓顺序进行（见图1-1）图1-13.5切削用量选择正确地确定切削用量,对保证加工质量、提高生产率、获得良好的经济效益，都有着重要的意义。在确定切削用量时，应综合考虑零件的生产纲领、加工精度、和表面粗糙度、材料、刀具的材料及耐用度等方面因素。尾座顶尖套筒零件是中批生产，所选自动机床及多刀加工工序的切削用量，应科学地、严格地确定，确定的一般原则为：粗加工时，由于要求的加工精度较低、表面粗糙度较大，切削用量的确定应该尽可能保证较高的金属切除北和必要的刀具耐用度，以达到较高的生产率。提高切削速度、增

35、大进给量和切削深度，都能提高金属切除率，但在这三个要素中，切削速度对刀具耐用度影响最大，其次是进给量，影响最小的是切削深度。所以在确定粗加工切削用量时，应优先考虑采用大的切削深度，其次考虑采用较大的进给量，最后根据刀具的耐用度要求，确定合理的切削速度。具体数据的确定可参阅有关手册。具体切削用量在各个工序卡有详细说明。3.6刀具材料的选择刀具材料通常是指切削部分的材料。在切削过程中，刀具切削部分直接承担切削工作。刀具切削性能的好坏对于切削加工效率、刀具寿命、刀具消耗、加工成本、加工精度和表面质量都有着密切的关系。由于零件材料为锻造，根据刀具的选择原则，铣刀应为硬质合金刀,根据零件加工面的要求,本

36、零件所要用到的刀具应该是这几种: 中心钻、90车刀、深孔钻头12、内孔车刀、浮动铰刀、4铣刀、R1.5球头铣刀 。目前广泛用的刀具材料有高速钢和硬质合金。还有改善化学成分和组织的各种高效率、高性能刀具材料。如超硬高速钢、碳化钛基硬质合金、表面涂层硬质合金、立方氮化硼、陶瓷和人造金刚石等。正确选用刀具材料是保证高效率加工不锈钢的决定因素。根据不锈钢的切削特点刀具材料应具备足够的强度、韧性、高硬度和耐磨性且与不锈钢的粘附性要小。常用的刀具材料有硬质合金和高速钢两大类，形状复杂的刀具主要采用高速钢材料。由于高速钢切削不锈钢的切削速度不能太高，因此影响生产效率的提高。对于较简单的车刀类刀具，刀具材料应

37、选项用强度高、导热性好的硬质合金，因其硬度、耐磨性等性能优于高速钢。常用的硬质合金材料有：钨钴类，钨钴钛类，通有类 。从生产条件分析看，生产设备、生产批量等。本零件的加工工艺采用数控加工中心，批量为中批生产。数控加工与普通加工相比具有的优点是：工序高度集中，可减少很多复杂的工装夹具，可减少工件的装夹次数，提高劳动生产率，降低工件在装夹中的累积误差。3.7拟定数控铣削加工工艺工序卡片3.7.1工艺卡安排原则和方法制定工艺规程定的原则是：在保证产品质量的前提下，最大限度的提高生产率和降低制造成本。工件是工艺系的核心。各种加方法都是根据工件的被加表面类型、材料和技术要求等确定的。 夹具是一种工艺装备

38、。它的作用一是保证工件相对于机床和刀具具有正确的位置，这一过程称为“定位”；二是要保证工件在外力的作用下仍能保持 正确位置，这一过程称为“夹紧”。要保证工艺系统各环节之间正确的几何位置，应保证工件在夹具中有正确的定位、夹具对机床具有正确的相互位置关系和夹具的正确调整。由于本文所加工拨叉的材料为铸铁，外形尺寸且精度要求不高，我对该项工件进行了以下的工艺安排：下料（铸出零件外型，待加工表面留余量3mm）粗、精铣B面粗、精铣E、F面、R23.46圆弧、钻、扩、铰15.81F8孔及钻模8.4的 孔粗精铣G、I、H面。3.7.2工序卡片安排原则机械加工工艺卡片是在工艺过程卡片的基础上，按每道工序所编制的

39、工艺文件，主要内容有工序简图。该工序中每个工序的加工内容、工艺参数、操作要求以及所用的设备和工艺装备等。机械加工工艺过程卡片是以工艺为单位的，简要说明零件机械加工过程的一种工艺文件。主要用于单件小批和中批生产。制定工艺规程是一项很复杂的工作，它要求技术人员从生产实际出发,理论联系实际和工人结合起来，充分利用现有的生产条件，尽可能采用国内外先进工艺，并保证良好的劳动条件。 根据上述内容，拟定工艺卡工序卡见附录。4 顶尖套筒零件CAD/CAM造型4.1 应用软件介绍Pro/E是一款优秀的深受设计业和制造业青睐的计算机辅助设计与制造软件。Pro/E全称为Pro/Engineer，是PTC（Param

40、etric Technology Corporation）即“参数科技”公司1989年所开发的3D实体模型设计系统。是目前世界上应用最广的3D实体模型设计软件，操作风格简言之，以特征为基础的参数式模型结构。本次设计运用的就是该软件。它开创了三维CAD/CAM参数化的先河。该软件具有基于特征，全参数、全相关和单一数据库的特点，可用于设计和加工复杂的零件。另外，它还具有零件装配、机构仿真、有限元分析、逆向工程、同步工程等功能。该软件也具有较好的二次开发环境和数据交换能力。PRO/Engineer软件的特点：1、完善的3D实体模型设计系统。Pro/E涵盖实体模型设计、曲面设计、平面绘图、零件组合、加

41、工制造、模具设计、钣金零件设计、点数据建模设计、有限元模型格式的输出等。2、用户界面窗口化，易学易用。大部分命令选项都可在右键快捷菜单找到，并且可以直接在模型上设置；Pro/E系统还提供了简短的选项即时说明和完整的在线辅助说明。用户界面与Windows操作环境类似，使Pro/E既容易学习又容易操作。3、以3D特征为基础的参数式模型结构。以最自然的思考方式进行设计，充分掌握设计意图，能随时对特征合理但不违反几何原理的重定义、顺序调整、删除、插入等操作。另一方面Pro/E视尺寸为可变的参数，修改实体模型尺寸可立即重新产生。4、数据关联性，自动更新。Pro/E设计理念是从3D实体模型产生2D绘图面，

42、并且自动标注相关尺寸，不论设计者在3D或2D环境下修改任何尺寸，其相关的2D或3D实体模型均自动改变。产品开发过程中，用户在任何时候所做的改变，都会传送到整个设计中，自动更新所有的工程文件数据。5、网络通信、同步开发。Pro/E通过PIC的协同工作软件包-Winchill，允许多位用户通过网络交换产品数据，同时设计一件产品。Pro/Engineer已广泛用于模具、工业设计、汽车、航天、玩具等行业，并在国CAD/CAM/CAE市场上占有较大的份额。4.2 顶尖套筒零件三维造型应用Pro/E2001进行三维造型，由于制氧机端盖的结构较为简单 。因此造型只需应用拉伸、旋转、几何运算、实体倒角等。拉伸

43、为例：进入特征创建实体加材料选择拉伸方式进入草绘完成自动生成实物。顶尖套筒零件三维造型效果图如下：5 重要工序程序编制5.1加工工艺参数设置在Mastercam软件中，当完成零件的CAD造型后，就可以进入CAM数控编程处理，选择刀具路径，外形铣削命令，在选取加工部位后，系统将弹出“外形铣削”命令，在刀具参数中，选择刀具号码、刀具名称、刀具直径、刀角半径、刀具半径补正等等，可以从刀库中调用相应的刀具，但考虑到生产设备，最好根据实际生产确定刀具的参数，然后单击“外形铣削参数”，设置加工深度、进给下刀位置、参考高度等。 5.2加工轨迹仿真当所有参数设定好后，进行“实体验证”， 进行“实体验证”，如下

44、图所示：5.3后置处理及NC代码生成选中所有刀具名称，然后经过后处理，导出NC代码，如下图所示：该面加工的程序：%O0000(PROGRAM NAME - PRT0001)(DATE=DD-MM-YY - 29-02-08 TIME=HH:MM - 16:10)N100G21N102G0G17G40G49G80G90( 2. BALL ENDMILL TOOL - 1 DIA. OFF. - 1 LEN. - 1 DIA. - 2.)N104T1M6 调用刀具，铣R3圆弧槽N106G0G90X144.967Y-1.504A0.S3000M3主轴正转，转速3000 r/minN108G43H1Z85.2 长度补偿 H1N110Z42.2N112G1Z35.2F4.5N114X170.F305.5N116Y-.752N118X-.124N120X-.133Y-.737N122G2X-.315Y-.017R1.391N124G1Y0.N126X170.N128Y.752N130X-.129N132G2X.88Y1.49R1.487N134G1X168.815Y1.504N136X170.N138Y2.504N140X.794Y2.