薄壁氣缸類零件加工研究畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、機(jī)械電子工程系 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題 目 薄壁氣缸類零件加工研究專業(yè)班級(jí) 學(xué) 號(hào) 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 設(shè)計(jì)所在單位 薄壁氣缸類零件加工研究薄壁氣缸類零件加工研究摘要：摘要：本文主要研究了薄壁氣缸零件的加工過(guò)程，通過(guò)研究薄壁氣缸零件在數(shù)控車床加工過(guò)程中所遇到的問(wèn)題如：零件在裝夾中易變形、要保證零件的尺寸精度、位置精度和表面粗糙度等。針對(duì)這些問(wèn)題我們通過(guò)完善夾具設(shè)計(jì)和切削參數(shù)來(lái)保證其變形及切削精度，并給出了加工工藝過(guò)程及工藝卡片。最后，根據(jù)加工工藝卡片編寫出了零件的數(shù)控加工程序并做了仿真。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：薄壁零件 數(shù)控車床 夾具 工藝過(guò)程 the processing of thin wall

2、cylinder parts abstract: this thesis mainly described the nc machining process of the thin-wall cylinder parts, through researching in the numerical control lathe thin-walled cylinder parts processing the problems encountered ,such as parts in the clamping easy deformation, to ensure that parts of t

3、he dimension precision, position precision and surface roughness, etc. to solve these problems, we do our best to find the perfect fixture design and cutting parameters to ensure the deformation and the cutting precision, and give the processing technology process and process card. finally, accordin

4、g to the processing process card writes out the parts cnc programming and the simulation.keywords: thin wall parts；numerically controlled lathe；fixture；technical process目 錄目目 錄錄第一章第一章 緒論緒論.11.1 切削加工的發(fā)展趨勢(shì).11.2 選題目的及意義.2第二章第二章 薄壁氣缸零件分析薄壁氣缸零件分析.32.1 零件分析.32.2 加工難點(diǎn)分析及加工工藝的初步確定.3第三章第三章 薄壁氣缸零件加工工藝分析薄壁氣缸零件

5、加工工藝分析.53.1 機(jī)床的選擇.53.2 加工工藝過(guò)程分析.53.2.1 加工階段的劃分.63.2.2 定位基準(zhǔn).63.2.3 加工工藝過(guò)程.73.3 各種參數(shù)的選擇.113.3.1 刀具的選擇.113.3.2 切削用量的確定.113.3.3 冷卻與潤(rùn)滑.123.4 簡(jiǎn)易夾具設(shè)計(jì).13第四章第四章 數(shù)控加工程序的編制數(shù)控加工程序的編制.154.1 數(shù)控程序設(shè)計(jì)流程.154.2 數(shù)控程序的編寫.154.2.1 編程指令簡(jiǎn)介.154.2.2 數(shù)控編程的步驟.174.2.3 主要程序的編制.184.3 數(shù)控仿真.194.3.1 數(shù)控仿真操作環(huán)境.194.3.2 薄壁氣缸加工圖.20總結(jié)總結(jié).22

6、致謝致謝.23參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).24附錄附錄.25西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）1第一章第一章 緒論緒論在機(jī)械加工行業(yè)中，薄壁氣缸由于其壁薄、剛性差、在加工過(guò)程中容易產(chǎn)生振動(dòng)和變形，形位精度要求嚴(yán)等特點(diǎn)，使得開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)難度大大提高。隨著數(shù)控加工技術(shù)的廣泛運(yùn)用，數(shù)控機(jī)床精度高、穩(wěn)定性好、效率高、自動(dòng)化強(qiáng)等一系列優(yōu)點(diǎn)在機(jī)械加工中得到了充分體現(xiàn)，近幾年，伴隨著新的刀具材料、新的表面涂層及新式刀具的出現(xiàn)，出現(xiàn)了新的切削加工工藝和加工方法。1.11.1 切削加工的發(fā)展趨勢(shì)切削加工的發(fā)展趨勢(shì)20 世紀(jì) 80 年代以來(lái)，隨著全球化市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，為爭(zhēng)取技術(shù)優(yōu)勢(shì)，各國(guó)紛紛開(kāi)展先進(jìn)制造技術(shù)的研究與開(kāi)發(fā)。伴隨

7、著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，先進(jìn)制造技術(shù)一方面發(fā)展了以數(shù)控機(jī)床為基礎(chǔ)的自動(dòng)化加工技術(shù)，另一方面發(fā)展了各種新的加工方法和加工工藝，比較典型的有（超）高速切削、干切削、硬切削、（超）精密切削技術(shù)等。微機(jī)械(mmc)是另一個(gè)新型研究領(lǐng)域，其加工技術(shù)的開(kāi)發(fā)具有巨大的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用前景。虛擬切削加工技術(shù)是在計(jì)算機(jī)上借助虛擬現(xiàn)實(shí)、立體建模和仿真技術(shù)，檢驗(yàn)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)合理性和可加工性，對(duì)產(chǎn)品的加工過(guò)程進(jìn)行模擬與仿真，預(yù)測(cè)產(chǎn)品的加工質(zhì)量、制造周期、使用性能等，以便及時(shí)修改設(shè)計(jì)，縮短產(chǎn)品的研制周期，獲得最佳產(chǎn)品質(zhì)量、最低生產(chǎn)成本和最短開(kāi)發(fā)周期。本文主要綜述（超）高速切削、干切削、硬切削、（超）精密切削、虛擬切削加工技術(shù)的主

8、要研究?jī)?nèi)容及其關(guān)鍵技術(shù)。1）高速切削加工技術(shù) 提高切削速度一直是切削加工領(lǐng)域十分關(guān)注并為之不懈努力的重要目標(biāo)。雖然目前國(guó)內(nèi)外專家尚未對(duì)高速切削的切削速度的界定達(dá)成共識(shí)，但通常認(rèn)為高速切削的切削速度比常規(guī)切削速度高 5-10 倍以上。高速切削加工具有以下特點(diǎn)：切削力隨著切削速度的提高而下降；切削產(chǎn)生的熱量絕大部分被切屑帶走；加工表面質(zhì)量提高；在高速切削范圍內(nèi)機(jī)床的激振頻率遠(yuǎn)離工藝系統(tǒng)的固有頻率范圍。以上特點(diǎn)有利于提高生產(chǎn)效率；有利于改善工件的加工精度和表面質(zhì)量；有利于減少模具加工中的手工拋光；有利于減小工件變形；有利于使用小直徑刀具；有利于加工薄壁零件和脆性材料；有利于加工較大零部件；可替代其它

9、加工工藝(如磨削)，獲得顯著的經(jīng)濟(jì)效益。但是，隨著切削速度的提高，刀具壽命會(huì)下降。西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）22）干切削加工技術(shù) 在切削加工中，使用切削液對(duì)于降低切削溫度、斷屑與排屑、改善零件加工質(zhì)量均可起到重要作用，但同時(shí)也存在諸多弊端，例如：切削液系統(tǒng)的購(gòu)置、使用與維護(hù)需花費(fèi)大量資金；切削液需定期更換、添加防腐劑等，增加了加工輔助時(shí)間；切削液是機(jī)械加工中的重要污染源；切削液中的有害物質(zhì)對(duì)工人的健康及安全也具有一定危害。為此，作為一種綠色制造工藝的干切削加工技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。 干式切削由于缺少切削液的潤(rùn)滑、冷卻、沖洗和排屑斷屑等功能，導(dǎo)致刀具與工件、切屑之間摩擦加劇、切削熱急劇增加，導(dǎo)致切

10、削區(qū)溫度顯著升高，刀具耐用度降低。為使干切削加工可順利進(jìn)行，達(dá)到甚至超過(guò)濕切削時(shí)的加工質(zhì)量、生產(chǎn)率和刀具耐用度，就必須通過(guò)分析干切削的各種特定邊界條件和影響干切削的各種因素，尋求相應(yīng)的技術(shù)解決方案及措施來(lái)彌補(bǔ)不使用切削液的缺陷。例如：干切削刀具材料必須具有極高的紅硬性和熱韌性、良好的耐磨性、耐熱沖擊和抗粘結(jié)性。此外，應(yīng)針對(duì)不同的工件材料和切削用量設(shè)計(jì)刀具結(jié)構(gòu)、幾何參數(shù)和相應(yīng)的斷屑槽，以滿足干切削的加工要求。3）硬切削加工技術(shù)硬切削是指對(duì)高硬度(54hrc)材料直接進(jìn)行切削加工。硬切削工件材料包括淬硬鋼、冷硬鑄鐵、粉末冶金材料及其它特殊材料。硬切削通?？芍苯幼鳛樽罱K精加工工序，而傳統(tǒng)加工常以磨削

11、作為最終工序。與磨削相比，硬切削具有如下優(yōu)點(diǎn)：加工靈活性強(qiáng)，精度易于保證；硬切削的加工成本低于磨削(通常僅為磨削的 1/4)；硬切削不需要專用機(jī)床、刀具和夾具，在現(xiàn)有加工設(shè)備上即可實(shí)現(xiàn)；硬切削的生產(chǎn)效率高于磨削；磨削產(chǎn)生的磨屑與廢液混合物易污染環(huán)境，難以處理和再利用；而硬切削易于實(shí)現(xiàn)干切削，產(chǎn)生的切屑可再利用。由于硬切削具有以上優(yōu)勢(shì)，因此“以切代磨”已成為切削加工的發(fā)展趨勢(shì)之一。 4）微細(xì)、精密和超精密切削加工技術(shù) 微細(xì)加工技術(shù)是指對(duì)微型機(jī)械、微小尺寸零件的加工技術(shù)。隨著航空航天、國(guó)防工業(yè)、現(xiàn)代醫(yī)學(xué)以及生物工程技術(shù)的發(fā)展，各種小型化、微型化設(shè)備和微小尺寸零件的應(yīng)用越來(lái)越多，各種微型機(jī)械和微型機(jī)

12、電系統(tǒng)(mems)的制造對(duì)微細(xì)加工技術(shù)提出了新的要求，向現(xiàn)有制造技術(shù)的加工極限挑戰(zhàn)，發(fā)展精密加工、超微細(xì)加工和納米加西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）3工技術(shù)已成為現(xiàn)代先進(jìn)制造技術(shù)的一個(gè)發(fā)展方向。 5）虛擬切削加工技術(shù) 虛擬切削加工技術(shù)是在對(duì)零件幾何參數(shù)、材料物理性能、加工過(guò)程切削參數(shù)以及加工物理過(guò)程(受力變形、熱變形等)進(jìn)行全面物理建模的基礎(chǔ)上，利用計(jì)算機(jī)數(shù)值仿真技術(shù)對(duì)加工過(guò)程的動(dòng)態(tài)情況和加工結(jié)果進(jìn)行實(shí)際綜合分析的一種新興技術(shù)。通過(guò)虛擬切削加工可得到一個(gè)優(yōu)化的加工方案，據(jù)此進(jìn)行實(shí)際加工，可提高加工成功率，減少原材料消耗，改善產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本和縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期。1.21.2 選題目的及意義

13、選題目的及意義薄壁零件已日益廣泛地應(yīng)用在各產(chǎn)業(yè)部分的產(chǎn)品上，它具有重量輕、節(jié)材省料、節(jié)約能源、結(jié)構(gòu)緊湊等特點(diǎn)。但薄壁零件在加工切削中是比較棘手的題目，因薄壁零件的剛性差，加工輕易變形，使零件的形位誤差增大，很難保證零件的加工質(zhì)量。因此我們可以通過(guò)針對(duì)它的這些缺點(diǎn)來(lái)對(duì)它的加工過(guò)程來(lái)進(jìn)行研究，通過(guò)研究我們可以盡可能的減少其在加工中的誤差，盡大可能的保證其加工質(zhì)量。本課題通過(guò)對(duì)薄壁氣缸類零件的加工進(jìn)行研究，就能夠了解薄壁氣缸類零件是如何進(jìn)行加工的。加工零件的主要機(jī)器就是數(shù)控車床，所以首先要了解并掌握數(shù)控車床的基本操作。然后在其加工過(guò)程中要保證薄壁零件的表面粗糙度、同軸度、垂直度等。因此要對(duì)零件的表面

14、粗糙度、同軸度、垂直度的定義以及如何保證這些要求要有一定的了解及掌握。最后的繪圖需要掌握 p-roe、cad 等繪圖軟件，編程要求要熟練掌握南京宇航編程軟件。在設(shè)計(jì)過(guò)程中掌握的知識(shí)對(duì)我們?cè)谝院笤诠ぷ鲙椭艽?。通過(guò)對(duì)該零件的綜合分析與設(shè)計(jì)，使我們對(duì)于本科階段學(xué)習(xí)的專業(yè)課程能夠有更進(jìn)一步的理解，綜合運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)解決實(shí)際的加工生產(chǎn)問(wèn)題，提高我們實(shí)際的動(dòng)手與動(dòng)腦能力。分析零件在實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)用中的功能、特性，了解其生產(chǎn)環(huán)境，它在生產(chǎn)中的主要任務(wù)，才能夠有目標(biāo)的明確其加工過(guò)程中應(yīng)當(dāng)注意的問(wèn)題與工藝方案。為保證被加工零件的必要的精度，根據(jù)被加工工件的材料、輪廓形狀、加工精度等選用合適的機(jī)床，指定加工方案，確

15、定零件的加工順序、各工序所有刀具和夾具、切削用量等。因此，可以應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)，此類零件的工藝制定及夾具設(shè)計(jì)等具有現(xiàn)實(shí)的工程意義。西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）4第二章第二章 薄壁氣缸零件分析薄壁氣缸零件分析2.12.1 零件分析零件分析薄壁氣缸就是如下圖所示的一種零件，其內(nèi)腔由臺(tái)階孔和倒角構(gòu)成，mm2 . 00142外圓表面鍍銀 50m，零件毛坯材料選用外徑150300mm、內(nèi)徑為120mm 的鋁管材。內(nèi)孔、各臺(tái)階孔表面及兩端面粗糙度為 ra6.3m，外圓表面粗糙度為 ra1.6m。mm 內(nèi)孔與mm 內(nèi)孔要求同軸度公差為 0.04mm，063. 008128h015. 0025. 0130m

16、m 臺(tái)階孔與mm 臺(tái)階孔間臺(tái)階面對(duì) a 面的垂直度公差為063. 008128h5 . 01220.05mm。薄壁氣缸零件的形狀尺寸及精度要求如圖 2.1 所示。圖圖 2.1 薄壁氣缸零件薄壁氣缸零件2.22.2 加工難點(diǎn)分析及加工工藝的初步確定加工難點(diǎn)分析及加工工藝的初步確定1）基準(zhǔn) 基準(zhǔn)是機(jī)械制造中應(yīng)用十分廣泛的一個(gè)概念，機(jī)械產(chǎn)品從設(shè)計(jì)時(shí)零件尺寸的標(biāo)注，制造時(shí)工件的定位，校驗(yàn)時(shí)尺寸的測(cè)量，一直到裝配時(shí)零部件的的裝配位置確定等，都要用到基準(zhǔn)的概念?；鶞?zhǔn)就是用來(lái)確定生產(chǎn)對(duì)象上幾何關(guān)系所依據(jù)的點(diǎn),線或面。由圖 1-1 可看出，同軸度和垂直度都與 a 有關(guān)，因此把中心軸線 a 作為基準(zhǔn)。由圖可以看

17、出基準(zhǔn)就是氣缸的中心線。西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）52）形位公差加工后的零件不僅有尺寸誤差，構(gòu)成零件幾何特征的點(diǎn)、線、面的實(shí)際形狀或相互位置與理想幾何體規(guī)定的形狀和相互位置還不可避免地存在差異，這種形狀上的差異就是形狀誤差，而相互位置的差異就是位置誤差，統(tǒng)稱為形位誤差。由圖 2-1 可看出，零件主要的加工難點(diǎn)是要保證 mm 的內(nèi)孔對(duì)063. 008128hmm 的內(nèi)孔的同軸度，mm 臺(tái)階孔與mm 臺(tái)階孔間臺(tái)015. 0025. 0130063. 008128h5 . 0122階面對(duì) a 面的垂直度。3）尺寸精度由圖 1-1 可看出，mm 的外圓與mm 的外圓的表面質(zhì)量以及各2 . 001

18、425 . 0136內(nèi)孔尺寸精度的加工，其中mm 內(nèi)孔深度為 250mm，其最薄處壁厚為015. 0025. 01303mm。因?yàn)樵摿慵傂圆睢?qiáng)度弱，在加工中極易變形，表面質(zhì)量、垂直度及同軸度難以保證。鏜削內(nèi)孔時(shí)應(yīng)一次裝夾中加工出來(lái)，以保證該零件mm 內(nèi)孔063. 008128h與mm 內(nèi)孔的同軸度在 0.04mm 以內(nèi)，mm 臺(tái)階孔與015. 0025. 0130063. 008128hmm 臺(tái)階孔間臺(tái)階面對(duì)mm 內(nèi)孔表面的垂直度不大于 0.05mm，針5 . 0122015. 0025. 0130對(duì)氣缸零件壁薄、剛性差、易變形的特點(diǎn)，可設(shè)計(jì)該薄壁零件專用夾具裝夾，以保證零件的尺寸精度和形

19、位公差達(dá)到圖紙技術(shù)要求。這些加工難點(diǎn)的存在，使得加工過(guò)程中刀具選擇、加工工藝路線安排、工藝裝夾方式確定等對(duì)于該零件是否合格非常關(guān)鍵。因此在加工中要把各主要表面的粗、精加工要分開(kāi)這樣才能保證各表面的精度要求。西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）6第三章第三章 薄壁氣缸零件加工工藝分析薄壁氣缸零件加工工藝分析本章主要對(duì)零件的具體加工工藝進(jìn)行分析，選擇數(shù)控車床作為主要加工工具，其加工工藝分析主要分了四個(gè)階段第一針對(duì)薄壁零件的特點(diǎn)對(duì)影響其加工精度的要素進(jìn)行分析、第二對(duì)其加工階段進(jìn)行劃分、第三是對(duì)其基準(zhǔn)的定位、第四是簡(jiǎn)述加工過(guò)程制作工藝卡片。3.13.1 機(jī)床的選擇機(jī)床的選擇機(jī)床是人類進(jìn)行生產(chǎn)勞動(dòng)的重要工具

20、，也是社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展水平的重要標(biāo)志。普通機(jī)床經(jīng)歷了近兩百年的歷史。隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)及自動(dòng)化，精密機(jī)械與測(cè)量等技術(shù)的發(fā)展與綜合應(yīng)用，生產(chǎn)了機(jī)電一體化的新型機(jī)床（數(shù)控機(jī)床）。8在普通車床上加工形狀較復(fù)雜、有一定精度要求、且需要多把刀具進(jìn)行加工的批量零件時(shí)，不僅需要頻繁換刀和裝夾，花費(fèi)大量的人力和時(shí)間，而且加工出來(lái)的零件質(zhì)量取決于加工人員的技術(shù)水平, 產(chǎn)品質(zhì)量得不到充分的保證。而運(yùn)用數(shù)控車床，結(jié)合傳統(tǒng)的加工工藝，不但能大大縮短加工時(shí)間、提高加工精度，而且成品率高、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。數(shù)控機(jī)床有獨(dú)特的優(yōu)越性和強(qiáng)大生命力，使原來(lái)不能解決的許多問(wèn)題，找到了科學(xué)解決的途徑。數(shù)控機(jī)床是一種通過(guò)用數(shù)字進(jìn)行編程

21、來(lái)給機(jī)床設(shè)定一定的軌跡讓其自動(dòng)加工的一種設(shè)備。經(jīng)過(guò)半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，數(shù)控機(jī)床已是現(xiàn)代機(jī)械加工行業(yè)的標(biāo)志之一，在我國(guó)，數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，由于其自動(dòng)化程度高，所需勞動(dòng)力少，加工速度快，因此數(shù)控機(jī)床越來(lái)越普及，它的多少對(duì)企業(yè)綜合實(shí)力有著一定的影響。我國(guó)數(shù)控車床發(fā)展，始于 20 世紀(jì) 70 年代，通過(guò)近 40 年的發(fā)展，我國(guó)生產(chǎn)的數(shù)控車床，按中國(guó)需求的特色，形成經(jīng)濟(jì)型臥式數(shù)控車床(平床身臥式數(shù)控車床)、普及型數(shù)控車床(斜床身數(shù)控臥式車床和數(shù)控立式車床)和中高檔數(shù)控車床(3 軸控制以上)三種形式。隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，我國(guó)數(shù)控車床的發(fā)展也越來(lái)越快，數(shù)控車床也正朝著西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文

22、）7高性能、高精度、高速度、高柔性化和模塊化方向發(fā)展。11針對(duì)薄壁氣缸零件的薄壁、精度要求高、表面粗糙度細(xì)等特點(diǎn)，本課題選用的加工設(shè)備為數(shù)控車床。3.23.2 加工工藝過(guò)程分析加工工藝過(guò)程分析薄壁氣缸是一種薄壁類零件，由于薄壁零件剛性差、強(qiáng)度弱，在加工中極易變形，使零件的形位公差增大，不易保證零件的加工質(zhì)量。因此對(duì)薄壁零件的加工需要注意各方面對(duì)其的影響。在薄壁氣缸的加工中有以下因素影響加工精度：1）薄壁氣缸本身的剛度比較差，在外力（切削力、夾緊力）的作用下容易變形。2）薄壁氣缸毛坯為150300mm 的鍛鋁管，孔的加工余量大，切削時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的殘余應(yīng)力，并引起內(nèi)應(yīng)力的重新組合。3）切削力金屬切

23、削過(guò)程中重要的物理現(xiàn)象之一，他直接影響著工件質(zhì)量、刀具壽命、機(jī)床動(dòng)力消耗。它是設(shè)計(jì)機(jī)床、刀具、夾具不可缺少的要素之一。切削加工時(shí)，工件材料抵抗刀具切削所產(chǎn)生的阻力，稱為切削力。切削力的分解根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際需要及測(cè)量方便，通常將總切削力 f 分解為三個(gè)互相垂直的分力，即：主切削力、背向力、進(jìn)給力。因此在加工中切削力也對(duì)精度有影響，要合理選擇。4）切削過(guò)程中，影響工件表面質(zhì)量的主要因素有切削時(shí)產(chǎn)生的積屑瘤、磷刺、振動(dòng)以及切削刃的刃磨質(zhì)量、工件材料組織的缺陷、切削液使用情況等。高速切削與普通切削相比，切削速度快、材料變形速度塊、應(yīng)變率大，不易產(chǎn)生積屑瘤和磷刺。同時(shí)，由于切削速度較快，切削表面來(lái)不及產(chǎn)生塑

24、性變形，切削加工已經(jīng)完成。高速切削加工對(duì)刀具系統(tǒng)的動(dòng)平衡要求較高，切削時(shí)振動(dòng)性相對(duì)普通切削加工要好。因此，高速切削加工精度和表面質(zhì)量非常好。因此在安排工藝時(shí)，就需要把各主要表面的粗精加工工序分開(kāi)。這樣，粗加工產(chǎn)生的誤差和變形就可以通過(guò)半精加工和精加工予以修正，并逐步提高零件的精度和表面質(zhì)量，最后達(dá)到零件的技術(shù)要求。通過(guò)對(duì)該零件的基本情況及加工難點(diǎn)的分析，劃分出薄壁氣缸零件的加工階段并制定出其加工工藝過(guò)程。3.2.1 加工階段的劃分薄壁氣缸的加工分為三個(gè)階段：西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）81）粗加工階段。主要包括粗車外圓和粗鏜內(nèi)孔來(lái)去掉大部分余量。2）半精加工階段。主要完成零件一些次要表面的

25、加工，并達(dá)到零件表面量和未知精度的要求。其次，采用半精車加工在精加工之前達(dá)到必要的精度和加工余量，從而為氣缸外圓的精加工做準(zhǔn)備。3）精加工階段。為保證薄壁氣缸零件外圓表面質(zhì)量達(dá)到圖紙的技術(shù)要求，采用精車零件外圓最后達(dá)到所需的精度和粗糙度。3.2.2 定位基準(zhǔn)基準(zhǔn)是機(jī)械制造中應(yīng)用十分廣泛的一個(gè)概念，機(jī)械產(chǎn)品從設(shè)計(jì)時(shí)零件尺寸的標(biāo)注,制造時(shí)工件的定位，校驗(yàn)時(shí)尺寸的測(cè)量，一直到裝配時(shí)零部件的的裝配位置確定等，都要用到基準(zhǔn)的概念。基準(zhǔn)就是用來(lái)確定生產(chǎn)對(duì)象上幾何關(guān)系所依據(jù)的點(diǎn),線或面。 基準(zhǔn)分為：1) 設(shè)計(jì)基準(zhǔn)（在零件圖上用以確定其它點(diǎn)、線、面位置的基準(zhǔn)，稱為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。例如軸套零件，各外圓和內(nèi)孔的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)

26、是零件的軸心線，端面 a 是端面 b、c 的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，內(nèi)孔的軸線是外圓徑向跳動(dòng)的基準(zhǔn)。）、2)工藝基準(zhǔn)（機(jī)械圖紙上的基準(zhǔn)都是用大寫字母 a、b、c、d 等用一個(gè)特定的帶圈的基準(zhǔn)符號(hào)表示的。當(dāng)基準(zhǔn)符號(hào)對(duì)準(zhǔn)的面及面的延伸線或該面的尺寸界限時(shí)，表示是以該面為基準(zhǔn)。當(dāng)基準(zhǔn)符號(hào)對(duì)準(zhǔn)的是尺寸線，表示是以該尺寸標(biāo)注的實(shí)體中心線為基準(zhǔn)。） 工藝基準(zhǔn)又分為： 1)工序基準(zhǔn)： 在工序圖上，用來(lái)確定本工序所加工表面加工后的尺寸、形狀、位置所采用的基準(zhǔn)，稱為工序基準(zhǔn)。2)定位基準(zhǔn)：在加工時(shí)，用以確定工件在機(jī)床上或夾具中正確位置所采用的基準(zhǔn)，稱為定位基準(zhǔn)。3) 測(cè)量基準(zhǔn)：工程測(cè)量時(shí)作為標(biāo)準(zhǔn)的原點(diǎn)稱為測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)。按照用途

27、分類，有高程基準(zhǔn)點(diǎn)、重力基準(zhǔn)點(diǎn)、地磁基準(zhǔn)點(diǎn)等。按照基準(zhǔn)點(diǎn)在測(cè)量體系中所處的位置可分為相對(duì)基準(zhǔn)點(diǎn)和絕對(duì)基準(zhǔn)點(diǎn)。 4)裝配基準(zhǔn) ：裝配基準(zhǔn)是測(cè)量時(shí)所采用的基準(zhǔn)，即裝配時(shí)所確定生產(chǎn)對(duì)象上的某些點(diǎn)、線、面的位置所依據(jù)的那些點(diǎn)、線、面。西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）9薄壁氣缸是一種薄壁零件，在外力作用下很容易產(chǎn)生變形，薄壁氣缸內(nèi)孔與臺(tái)階孔表面的尺寸精度和位置精度的要求比較高，因此希望以一個(gè)統(tǒng)一基面定位來(lái)加工這些要求較高的表面。實(shí)際加工中我們選擇外圓表面和端面 c 作為加工定位基面。采用外圓表面和端面 c 作為基面有以下優(yōu)點(diǎn)：1）用這種定位方法可以加工外圓表面、端面、內(nèi)孔及臺(tái)階面。且在一次裝夾中完成精度

28、要求較高的表面的加工，既提高了生產(chǎn)效率，又能保證各表面的尺寸精度和位置精度。2）以外圓作為定位基面一次裝夾同時(shí)完成外圓和內(nèi)孔的加工，可以減小薄壁氣缸的壁厚差，從而保證其壁厚均勻。3）所選定位基面與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，可以避免因基準(zhǔn)不重合而引起的定位誤差，更好的保證精度。3.2.3 加工工藝過(guò)程薄壁氣缸的尺寸精度、加工形位精度的要求比較高。但薄壁氣缸壁薄、剛性差，容易產(chǎn)生變形，這就給薄壁氣缸零件機(jī)械加工帶來(lái)了很多困難，必須予以充分重視。薄壁氣缸需要加工的表面有：外圓、內(nèi)腔臺(tái)階孔及左右端面等。各主要表面的工序安排如下： 1）外圓面：粗車、半精車、精車； 2）兩端面；粗車、半精車、精車； 3）臺(tái)階孔：粗鏜

29、、半精鏜、精鏜；考慮薄壁氣缸零件需要加工的內(nèi)容不多，加工完成后就能達(dá)到待檢狀態(tài)，因此以一次安裝加工作為一道工序。該薄壁零件的數(shù)控加工工藝過(guò)程如表 3.1 所示。表表 3.1 薄壁氣缸機(jī)械加工工藝過(guò)程薄壁氣缸機(jī)械加工工藝過(guò)程產(chǎn)品名稱零件名稱零件圖號(hào)材料數(shù)控加工工藝過(guò)程綜合卡片薄壁氣缸鍛鋁管程序編號(hào)夾具名稱使用設(shè)備車間o0001扇形軟三爪卡盤數(shù)控車床數(shù)控中心序號(hào)工序名稱工序內(nèi)容、技術(shù)要求及工序簡(jiǎn)圖備注西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）10數(shù)控加工工藝過(guò)程綜合卡片產(chǎn)品名稱零件名稱零件圖號(hào)材料薄壁氣缸鍛鋁管程序編號(hào)夾具名稱使用設(shè)備車間o0001扇形軟三爪卡盤數(shù)控車床數(shù)控中心序號(hào)工序名稱工序內(nèi)容、技術(shù)要求

30、及工序簡(jiǎn)圖備注1粗車左端面粗車端面 c，保證其長(zhǎng)度為 290mm 工序一簡(jiǎn)圖2粗鏜內(nèi)孔及臺(tái)階孔粗鏜內(nèi)孔及臺(tái)階孔，保證其各孔尺寸為132mm、130mm、124mm、122mm，并保證其總長(zhǎng)為 290mm工序二簡(jiǎn)圖3自然時(shí)效處理按薄壁氣缸時(shí)效工藝進(jìn)行，時(shí)間為一個(gè)月西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）11數(shù)控加工工藝過(guò)程綜合卡片產(chǎn)品名稱零件名稱零件圖號(hào)材料薄壁氣缸鍛鋁管程序編號(hào)夾具名稱使用設(shè)備車間o0001扇形軟三爪卡盤數(shù)控車床數(shù)控中心序號(hào)工序名稱工序內(nèi)容、技術(shù)要求及工序簡(jiǎn)圖備注4半精鏜內(nèi)孔及臺(tái)階孔內(nèi)孔加工到129.8mm 臺(tái)階孔保留 0.4 的雙邊余量，半精鏜臺(tái)階孔分別到121.6mm 深度 8.2

31、mm，127.6mm 加工深度尺寸 10.2mm工序四簡(jiǎn)圖5精鏜各內(nèi)孔臺(tái)階孔及倒角（1）精鏜內(nèi)孔及各臺(tái)階孔分別至mm 其深度為 80.2mm、5 . 0122mm 其加工深度為mm 與內(nèi)孔mm，各孔043. 008128h2 . 010015. 0025. 0130表面的粗糙度 ra6.3（2）a 面與臺(tái)階面的垂直度公差為 0.05mm a 面與mm臺(tái)階043. 008128h孔表面的同軸度公差為0.04mm工序五簡(jiǎn)圖西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）12數(shù)控加工工藝過(guò)程綜合卡片產(chǎn)品名稱零件名稱零件圖號(hào)材料薄壁氣缸鍛鋁管程序編號(hào)夾具名稱使用設(shè)備車間o0001扇形軟三爪卡盤數(shù)控車床數(shù)控中心序號(hào)工序

32、名稱工序內(nèi)容、技術(shù)要求及工序簡(jiǎn)圖備注6粗車外圓粗車外圓尺寸到 142.4mm、136.4mm，并保證臺(tái)階長(zhǎng) 15.6mm、總長(zhǎng)為267.6mm工序六簡(jiǎn)圖7半精車及精車外圓（1）精車外圓尺寸到mm，臺(tái)階外圓至mm 保證長(zhǎng)度2 . 001425 . 0136mm，各外圓表面粗糙度 ra1.62 . 016 （2）兩外圓以 45錐面聯(lián)接工序七簡(jiǎn)圖西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）13數(shù)控加工工藝過(guò)程綜合卡片產(chǎn)品名稱零件名稱零件圖號(hào)材料薄壁氣缸鍛鋁管程序編號(hào)夾具名稱使用設(shè)備車間o0001扇形軟三爪卡盤數(shù)控車床數(shù)控中心序號(hào)工序名稱工序內(nèi)容、技術(shù)要求及工序簡(jiǎn)圖備注8精車右端面精車右端面保證工件長(zhǎng)度為mm，并

33、保證右端面的粗糙度 ra6.35 . 0268工序八簡(jiǎn)圖9檢驗(yàn)按圖紙上要求的尺寸及技術(shù)要求對(duì)已加工零件進(jìn)行檢查3.33.3 各種參數(shù)的選擇各種參數(shù)的選擇3.3.1 刀具的選擇數(shù)控編程時(shí)，正確選擇刀具是數(shù)控加工工藝中的重要內(nèi)容，其不僅影響機(jī)床的加工效率，而且直接影響加工質(zhì)量。選擇刀具通常考慮工件材料、加工型面類型、切削用量，以及其他相關(guān)因素。刀具選擇總的原則是：既要求精度高、強(qiáng)度大、剛性好、耐用度高，又要求尺寸穩(wěn)定，安裝調(diào)整方便。在滿足加工要求的前提下，盡量選擇較短的刀柄，以提高刀具的剛性。在此原則上，綜合考慮鋁合金材料的加工特點(diǎn)以及加工中振動(dòng)和切削力引起的變形，薄壁氣缸零件的加工刀具均選用機(jī)夾

34、可轉(zhuǎn)位車刀，切削刀具參數(shù)選擇見(jiàn)表3.2。西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）14表表 3.2 刀具的參數(shù)選擇刀具的參數(shù)選擇刀具名稱刀具半徑/mm主偏角前角后角刀片材質(zhì)外圓粗車刀0.490259yg6外圓半精車刀0.2752511yw1外圓精車刀0.2752511yw1粗鏜刀0.490259yg8半精鏜刀0.290255yw1精鏜刀0.290255yw13.3.2 切削用量的確定數(shù)控編程中，必須確定每道工序的切削用量，并以指令的形式寫入程序中。切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速、背吃刀量及進(jìn)給速度等。其選擇原則是保證零件加工精度和表面粗糙度，充分發(fā)揮刀具切削性能，保證合理的刀具耐用度，并充分發(fā)揮機(jī)床的性能，最大限

35、度的提高生產(chǎn)率，降低成本。由于此零件為薄壁零件，加工時(shí)，剛性較差，易產(chǎn)生振動(dòng)，刀具的切削硬度又不足以滿足加工需求，為此，在刀具和夾緊力相對(duì)固定的情況下，只能通過(guò)優(yōu)化切削參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，以表面粗糙度計(jì)算公式： （式 3-1）rfra502（進(jìn)給量，刀尖圓弧半徑）為參考，切削用量選擇見(jiàn)表 3.3。fr表表 3.3 切削用量的選擇切削用量的選擇刀具名稱轉(zhuǎn)速 r/min進(jìn)給量/mm背吃刀量/mm外圓粗車刀6000.43外圓半精車刀12000.150.9外圓精車刀12000.150.1背鏜刀（粗）6000.48西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）15背鏜刀（半精）10000.150.9背鏜刀（精）10000.

36、150.13.3.3 冷卻與潤(rùn)滑切削液是一種用在金屬切、削、磨加工過(guò)程中，用來(lái)冷卻和潤(rùn)滑刀具和加工件的工業(yè)用液體,切削液由多種超強(qiáng)功能助劑經(jīng)科學(xué)復(fù)合配伍而成，同時(shí)具備良好的冷卻性能、潤(rùn)滑性能、防銹性能、除油清洗功能、防腐功能、易稀釋特點(diǎn)?？朔藗鹘y(tǒng)皂基乳化液夏天易臭、冬天難稀釋、防銹效果差的的毛病，對(duì)車床漆也無(wú)不良影響，適用于黑色金屬的切削及磨加工，屬當(dāng)前最領(lǐng)先的磨削產(chǎn)品。 切削液各項(xiàng)指標(biāo)均優(yōu)于皂化油，它具有良好的冷卻、清洗、防銹等特點(diǎn)，并且具備無(wú)毒、無(wú)味、對(duì)人體無(wú)侵蝕、對(duì)設(shè)備不腐蝕、對(duì)環(huán)境不污染等特點(diǎn)。近十幾年來(lái), 由于切削技術(shù)的不斷提高，先進(jìn)切削機(jī)床的不斷涌現(xiàn)，刀具和工件材料的發(fā)展，推動(dòng)了

37、切削液技術(shù)的發(fā)展，并讓其有了更多的作用，如下：潤(rùn)滑作用：金屬切削加工液（簡(jiǎn)稱切削液）在切削過(guò)程中的潤(rùn)滑作用，可以減小前刀面與切屑，后刀面與已加工表面間的摩擦，形成部分潤(rùn)滑膜，從而減小切削力、摩擦和功率消耗，降低刀具與工件坯料摩擦部位的表面溫度和刀具磨損，改善工件材料的切削加工性能。在磨削過(guò)程中，加入磨削液后，磨削液滲入砂輪磨粒工件及磨粒磨屑之間形成潤(rùn)滑膜，使界面間的摩擦減小，防止磨粒切削刃磨損和粘附切屑，從而減小磨削力和摩擦熱，提高砂輪耐用度以及工件表面質(zhì)量。 冷卻作用：切削液的冷卻作用是通過(guò)它和因切削而發(fā)熱的刀具（或砂輪）、切屑和工件間的對(duì)流和汽化作用把切削熱從刀具和工件處帶走，從而有效地降

38、低切削溫度，減少工件和刀具的熱變形，保持刀具硬度，提高加工精度和刀具耐用度。切削液的冷卻性能和其導(dǎo)熱系數(shù)、比熱、汽化熱以及粘度（或流動(dòng)性）有關(guān)。水的導(dǎo)熱系數(shù)和比熱均高于油，因此水的冷卻性能要優(yōu)于油。 清洗作用；在金屬切削過(guò)程中，要求切削液有良好的清洗作用。除去生成切屑、磨屑以及鐵粉、油污和砂粒，防止機(jī)床和工件、刀具的沾污，使刀具或砂輪的切削刃口保持鋒利，西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）16不致影響切削效果。對(duì)于油基切削油，粘度越低，清洗能力越強(qiáng)，尤其是含有煤油、柴油等輕組份的切削油，滲透性和清洗性能就越好。含有表面活性劑的水基切削液，清洗效果較好，因?yàn)樗茉诒砻嫔闲纬晌侥?，阻止粒子和油泥等?/p>

39、附在工件、刀具及砂輪上，同時(shí)它能滲入到粒子和油泥粘附的界面上，把它從界面上分離，隨切削液帶走，保持切削液清潔。 防銹作用：在金屬切削過(guò)程中，工件要與環(huán)境介質(zhì)及切削液組分分解或氧化變質(zhì)而產(chǎn)生的油泥等腐蝕性介質(zhì)接觸而腐蝕，與切削液接觸的機(jī)床部件表面也會(huì)因此而腐蝕。此外，在工件加工后或工序之間流轉(zhuǎn)過(guò)程中暫時(shí)存放時(shí)，也要求切削液有一定的防銹能力，防止環(huán)境介質(zhì)及殘存切削液中的油泥等腐蝕性物質(zhì)對(duì)金屬產(chǎn)生侵蝕。特別是在我國(guó)南方地區(qū)潮濕多雨季節(jié)，更應(yīng)注意工序間防銹措施。 3.43.4 簡(jiǎn)易夾具設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易夾具設(shè)計(jì)(1)夾持薄壁氣缸零件的軟三爪時(shí)，應(yīng)首先根據(jù)零件結(jié)構(gòu)及切削參數(shù)計(jì)算出卡盤的夾緊力范圍和切削力，再調(diào)整氣

40、壓卡盤的夾緊力9。 卡爪夾緊力公式： （式 3-ndfkmw22）式中：卡爪數(shù)；n安全系數(shù)；k摩擦系數(shù)；f切削扭矩；m零件直徑。d切削力公式： （式 3-ffffmfnfcyfxfpfckkkkkvfacfsrcccc03）切削扭距公式： （式 3-2dfmc4）西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）17式中：系數(shù)； 、指數(shù)； cfccxfcyfcnf吃刀深度；進(jìn)給量；paf切削速度； 材料修正系數(shù)；cvmfk前角修正系數(shù)；fk0刃傾角修正系數(shù)；fsk主偏角修正系數(shù)；frk刀尖圓弧半徑修正系數(shù)。fk經(jīng)查切削手冊(cè)，該零件加工時(shí)的主切削力為： ffffmfnfcyfxfpfckkkkkvfacfsrcc

41、cc0 n)87. 00 . 190. 089. 00 . 20 . 115. 06 . 1392(75. 00 . 1 n7 .210切削扭距：mmnmmndfmc7 .1495921427 .2102卡爪夾緊力：nnnfkfndfkmwc3 .5853 . 037 .2105 . 22根據(jù)公式計(jì)算結(jié)果，留出一定的安全保障系數(shù)后，將卡爪夾緊力確定為 600n。此外，軟三爪的結(jié)構(gòu)可設(shè)計(jì)成扇形結(jié)構(gòu)，增加軟爪夾持接觸面積，使夾緊力均勻的分布在零件上，減小零件夾緊變形，扇形軟三爪如圖 3.1 所示。圖圖 3.1 扇形軟三爪扇形軟三爪西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）18(2)在零件內(nèi)孔加工完時(shí)，由于加

42、工圓周時(shí)扇形軟三爪對(duì)零件的加緊力會(huì)造成內(nèi)孔的圓周處出現(xiàn)局部變形。因此可通過(guò)增加開(kāi)槽套筒，來(lái)增加零件的有效壁厚，提高剛性，破壞振頻，降低振動(dòng)。開(kāi)槽套筒尺寸及形狀特點(diǎn)見(jiàn)零件圖 3.2 所示圖圖 3.2 開(kāi)槽套筒零件圖開(kāi)槽套筒零件圖第四章第四章 數(shù)控加工程序的編制數(shù)控加工程序的編制數(shù)控加工是按照已編制的零件加工程序，經(jīng)機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)處理后獲得的數(shù)字信息對(duì)零件過(guò)程進(jìn)行定義，并控制機(jī)床進(jìn)行自動(dòng)運(yùn)行的一種自動(dòng)化加工方法。因此，零件加工程序的編制（數(shù)控編程）是實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工的重要環(huán)節(jié)，而且有效地獲得滿足零件加工要求的高質(zhì)量的數(shù)控加工程序，不僅可以充分地發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的性能，而其能夠獲得更高的加工效率和加工質(zhì)量。1

43、4.14.1 數(shù)控程序設(shè)計(jì)流程數(shù)控程序設(shè)計(jì)流程數(shù)控程序設(shè)計(jì)流程圖見(jiàn)圖 4.1。粗車左端面半精車左端面粗車外圓精鏜內(nèi)孔臺(tái)階孔車右端面粗鏜內(nèi)孔及臺(tái)階孔半精鏜內(nèi)孔臺(tái)階孔半精車及精車外圓西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）19圖圖 4.1 數(shù)控程序設(shè)計(jì)流程圖數(shù)控程序設(shè)計(jì)流程圖4.24.2 數(shù)控程序的編寫數(shù)控程序的編寫數(shù)控編程就是把零件的圖形尺寸、工藝過(guò)程、工藝參數(shù)、機(jī)床的運(yùn)動(dòng)及刀具位移等內(nèi)容，按照數(shù)控機(jī)床的編程格式和能識(shí)別的語(yǔ)言記錄在程序單上的全過(guò)程。這樣編制的程序還必須按規(guī)定把程序單制備成控制介質(zhì)，如程序紙帶、磁盤等，變成數(shù)控系統(tǒng)能讀取的信息，再送入數(shù)控系統(tǒng)。當(dāng)然，也可以用手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入方式（mdi）將程

44、序輸入數(shù)控系統(tǒng)，因?yàn)檫@個(gè)程序稱為零件加工程序，所以這個(gè)過(guò)程簡(jiǎn)稱為加工程序編制。34.2.1 編程指令簡(jiǎn)介數(shù)控編程中，程序段的構(gòu)成格式為：ngx(u)z(w)fmst；其中，n：程序段順序號(hào)； g：準(zhǔn)備； x(u)：x 軸移動(dòng)指令； z(w)：z 軸移動(dòng)； f：進(jìn)給功能； m：輔助功能； s：主軸功能； t：工具功能。各功能具體功能及格式如下：1進(jìn)給功能字f 功能指令由地址符 f 和若干位數(shù)字組成，用于控制切削進(jìn)給量。具體的進(jìn)給速度由 f 后跟的數(shù)字給出。其單位為 mm/min 和 mm/r 兩種，可通過(guò)相關(guān) g 指令設(shè)定。在程序中，編程格式為g94 f_ 2主軸轉(zhuǎn)速功能字s 功能指令由地址符

45、s 和若干位數(shù)字組成，用于控制主軸轉(zhuǎn)速(r/min)或恒線速度（m/min），具體轉(zhuǎn)速由 s 后跟的數(shù)字給出。其單位的轉(zhuǎn)換可由相關(guān) g 指令設(shè)定。在程序中，編程格式如下：(1)最高轉(zhuǎn)速限制中，編程格式為 g50 s_ (2)恒線速控制中，編程格式為 g96 s_ 3刀具功能字t 功能指令由地址符 t 和若干位數(shù)字組成，用于指定加工所用刀具和刀具補(bǔ)償號(hào)。西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）20刀具功能通常用兩位或四位數(shù)表示，前兩位數(shù)字表示刀具號(hào)，后兩位數(shù)字表示刀具補(bǔ)償值組別號(hào)。若刀補(bǔ)號(hào)為 0，則表示取消刀具補(bǔ)償。在程序中，編程格式t_ 4輔助功能字m 功能指令由地址符 m 和其后二位數(shù)字組成，有 m

46、00m99 共 100 種。m 指令是控制機(jī)床在加工時(shí)做一些輔助動(dòng)作的指令，數(shù)控車床常用 m 指令有：m00程序暫停，可用 nc 啟動(dòng)命令（cycle start）使程序繼續(xù)運(yùn)行；m01選擇暫停，與 m00 作用相同，但 m01 必須要在預(yù)先按下機(jī)床數(shù)控操作面板上的“選擇停止”按鈕的情況才有效；m02程序結(jié)束，在程序結(jié)束后，用該指令來(lái)切斷機(jī)床所有動(dòng)作，并使機(jī)床復(fù)位，光標(biāo)停留在程序結(jié)束處。該指令只出現(xiàn)在程序的最后一個(gè)程序段中；m03主軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)；m04主軸逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)；m05主軸旋轉(zhuǎn)停止；m08冷卻液開(kāi)；m09冷卻液關(guān)；m30程序結(jié)束，在全部程序結(jié)束后，該指令用來(lái)切斷機(jī)床所有動(dòng)作，并使機(jī)床和數(shù)控

47、系統(tǒng)復(fù)位，光標(biāo)自動(dòng)返回程序開(kāi)頭，為下一零件加工準(zhǔn)備；m98子程序調(diào)出；m99返回主程序。5準(zhǔn)備功能字g 功能指令是數(shù)控機(jī)床準(zhǔn)備好某種運(yùn)動(dòng)方式的指令。一般由地址符 g 加兩位數(shù)字（0099）表示。g 功能指令常位于程序段中的坐標(biāo)尺寸字之前。在程序中，編程格式西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）21g_x_y_ 不同的系統(tǒng)都對(duì) g 指令的功能做了不同規(guī)定，fanuc 0i 系統(tǒng)常用 g 指令主要有g(shù)00快速點(diǎn)定位g01直線插補(bǔ)g17xy 面選擇g18zx 面選擇g19yz 面選擇g20英制輸入g21公制輸入g40刀具半徑補(bǔ)償注銷g41刀具補(bǔ)償左g42刀具補(bǔ)償右g50轉(zhuǎn)速限制g53機(jī)床坐標(biāo)系選擇g54選

48、擇工件坐標(biāo)系 1g55選擇工件坐標(biāo)系 2g56選擇工件坐標(biāo)系 3g57選擇工件坐標(biāo)系 4g58選擇工件坐標(biāo)系 5g59選擇工件坐標(biāo)系 6g65宏程序調(diào)用g66宏程序模態(tài)調(diào)用西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）22g90絕對(duì)值編程g91增量值編程g92工件坐標(biāo)系設(shè)定g94每分鐘進(jìn)給4.2.2 數(shù)控編程的步驟1）分析零件圖紙分析零件的材料、形狀、尺寸、精度及毛坯形狀和熱處理要求等，以便確定該零件是否適宜在數(shù)控機(jī)床上加工，適宜在哪臺(tái)數(shù)控機(jī)床上加工。有時(shí)還要確定在某臺(tái)數(shù)控機(jī)床上加工該零件的哪些工序或哪幾個(gè)表面。2）工藝處理階段工藝處理階段的主要任務(wù)是確定零件加工工藝過(guò)程。換言之，就是確定零件的加工方法（如

49、采用的工夾具、裝夾定位方法等）、加工路線（如對(duì)刀點(diǎn)、走刀路線等）和加工用量等工藝參數(shù)（如走刀速度、主軸轉(zhuǎn)速、切削寬度和深度等）。主要內(nèi)容如下：（1）確定裝夾方法和對(duì)刀點(diǎn)首先分析零件圖紙，選擇裝夾方法和定位基準(zhǔn)。裝夾方法的確定和普通機(jī)床一樣，盡可能采用通用的已有夾具（2）確定加工路線加工路線就是加工過(guò)程中刀具運(yùn)動(dòng)的軌跡。加工路線應(yīng)保證零件的加工精度和表面粗糙度，加工路線還應(yīng)使數(shù)值計(jì)算工作簡(jiǎn)單、程序段少，以縮短程序長(zhǎng)度，減少編程工作量。（3）選擇刀具和確定切削用量12選擇刀具的要求是：安裝調(diào)整方便，剛性好，精度高，耐用度好。切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速、切削深度和寬度、進(jìn)給速度等。（4）確定編程中的工藝指

50、令程序編制中的工藝指令大體上分為倆大類。一類是準(zhǔn)備性工藝指令。這類指令是為插補(bǔ)運(yùn)算做好準(zhǔn)備的工藝指令。另一類是輔助性工藝指令，這類指令與插補(bǔ)運(yùn)算無(wú)西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）23關(guān)，如主軸的起停、正反轉(zhuǎn)等，是根據(jù)機(jī)床加工時(shí)操作機(jī)床的需要予以規(guī)定。（5）確定程序編制中的誤差零件的加工誤差包括倆部分：一部分是整個(gè)工藝系統(tǒng)本身各種因素所產(chǎn)生的誤差，另一部分就是編程誤差。3)數(shù)學(xué)處理階段(1)基點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)計(jì)算一個(gè)零件輪廓曲線可能由許多不同元素組成，如直線、圓弧、二次曲線等。各幾何元素之間的連接點(diǎn)稱為基點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)是在滿足容差要求條件下當(dāng)用若干插補(bǔ)線段（如直線段或圓弧段等）去逼近實(shí)際輪廓曲線時(shí)，相鄰倆插補(bǔ)

51、線段的交點(diǎn)。其計(jì)算比較復(fù)雜，方法也很多，是手工編程的難點(diǎn)。（2）刀具中心軌跡的計(jì)算對(duì)于沒(méi)有刀具偏移運(yùn)動(dòng)的數(shù)控系統(tǒng)，應(yīng)計(jì)算出刀具中心軌跡的基點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)。而在直線插補(bǔ)的數(shù)控系統(tǒng)中，雖然具有刀具偏移功能，但除了要求算出零件輪廓的基點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)外，往往還要求算出刀具中心輪廓的基點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)。（3）輔助計(jì)算輔助計(jì)算包括增量值計(jì)算、計(jì)算脈沖數(shù)和輔助程序段的計(jì)算等。4）編寫程序單根據(jù)計(jì)算出的數(shù)值和以確定的運(yùn)動(dòng)順序、刀號(hào)、切削參數(shù)及輔助動(dòng)作，按照數(shù)控裝置規(guī)定使用的功能指令代碼及程序段格式，逐段編寫加工程序單。在程序段之前加上程序的順序號(hào)，在其后加上程序段結(jié)束符號(hào)。5）制作控制介質(zhì)在程序編寫完后，還必須將其內(nèi)容記錄在控制

52、介質(zhì)上，作為機(jī)床的輸入信息?？刂平橘|(zhì)多為穿孔帶，也可以是磁帶。對(duì)于有些數(shù)控機(jī)床，也可以將程序直接用數(shù)控裝置的鍵盤輸入存儲(chǔ)。6）程序校驗(yàn)和首件試切程序單和程序介質(zhì)制備完畢后必須經(jīng)過(guò)校驗(yàn)和試切才能正式輸入使用。西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）244.2.3 主要程序的編制 在本課題的程序編寫中最主要的程序就是為了保證零件的同軸度、垂直度等精度，因此此段程序尤為重要。程序如下：%0002t0101 /調(diào) 1 號(hào)刀位上的刀g00x120z3m03s1000 /快速點(diǎn)定位、主軸正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速 1000/ming71u1r1p1q2x-0.2z0f150 /循環(huán)加工s1200f80 /最終轉(zhuǎn)速及進(jìn)給量n1g01

53、x128z0 /直線進(jìn)給x130z-1z-250x128w-10x122w-8n2x120g00z200 /退刀4.34.3 數(shù)控仿真數(shù)控仿真數(shù)控仿真是應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)數(shù)控加工操作過(guò)程進(jìn)行模擬仿真的一門新技術(shù)。該技術(shù)面向?qū)嶋H生產(chǎn)過(guò)程的機(jī)床仿真操作，加工過(guò)程三維動(dòng)態(tài)的逼真再現(xiàn)，能使使用者對(duì)數(shù)控加工建立感性認(rèn)識(shí)，可以反復(fù)動(dòng)手進(jìn)行數(shù)控加工操作。4.3.1 數(shù)控仿真操作環(huán)境打開(kāi)數(shù)控仿真系統(tǒng)，選擇機(jī)床則進(jìn)入類似下圖所示主界面。顯示屏上方為菜單欄，下方分為左右兩部分，左側(cè)為三維仿真視圖區(qū)，右側(cè)為機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)面板。功能簡(jiǎn)介如下：西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）25圖 4.11.菜單菜單欄有九個(gè)主菜單：“文件

54、、視窗視圖、顯示模式、機(jī)床操作、工件操作、工件測(cè)量、習(xí)題與考試、查看、幫助”。如圖：圖 4.22.視圖操作 三維仿真視圖區(qū)內(nèi)真實(shí)再現(xiàn)了數(shù)控加工的動(dòng)態(tài)過(guò)程，利用其右下角的操作鍵可以對(duì)三維視圖擴(kuò)大和縮小、局部擴(kuò)大、旋轉(zhuǎn)和移動(dòng)等，以便從不同視角和比例顯示機(jī)床、刀具、工件及加工區(qū)狀況。如下圖：西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）26圖 4.33. 仿真加工步驟：數(shù)控仿真加工通常按以下步驟進(jìn)行：（1）針對(duì)加工對(duì)象進(jìn)行工藝分析與設(shè)計(jì)。（2）按機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)規(guī)定格式與代碼編制 nc 程序并存盤。（3）打開(kāi)仿真軟件選擇機(jī)床。（4）機(jī)床開(kāi)機(jī)回參考點(diǎn)。 （5）安裝工件。 （6）安裝刀具。 （7）建立工件坐標(biāo)系。 （8）

55、編輯或上傳 nc 語(yǔ)言。 （9）校驗(yàn)程序。 （10）自動(dòng)加工。4.3.2 薄壁氣缸加工圖薄壁氣缸零件以其優(yōu)點(diǎn)諸如重量輕、節(jié)約材料和結(jié)構(gòu)緊湊等被廣泛應(yīng)用。然而薄壁氣缸零件由于其剛性差和強(qiáng)度弱，在機(jī)械加工中容易變形，導(dǎo)致加工質(zhì)量難以確定。由于一般的手工車床加工不能保證上述精度，因此在這就用數(shù)控加工。下圖為薄壁氣缸零件的數(shù)控加工圖：西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）27圖 4.4圖 4.5西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）28總結(jié)總結(jié)本課題主要是對(duì)薄壁氣缸的加工進(jìn)行研究，在研究過(guò)程中我們會(huì)遇到很多問(wèn)題，通過(guò)對(duì)問(wèn)題的解決使我們能更多地了解這種薄壁零件。1）再設(shè)計(jì)圖上我們可以看到在加工過(guò)程中對(duì)薄壁氣缸的要求

56、，由于要在加工過(guò)程中要保證薄壁氣缸的同軸度和垂直度，因此在加工的過(guò)程中我們采用一次裝夾來(lái)保證其同軸度等問(wèn)題。2）薄壁氣缸的優(yōu)點(diǎn)有質(zhì)量輕、結(jié)構(gòu)緊湊和節(jié)約材料等，其缺點(diǎn)有壁薄、剛性差等，針對(duì)其缺點(diǎn)在裝夾過(guò)程中我們采用了一種軟的扇形三角卡盤來(lái)完成對(duì)它的裝夾，這樣就能有效的避開(kāi)這些缺點(diǎn)來(lái)完成對(duì)它的加工。3）最后，在數(shù)控加工中我們還要保證薄壁氣缸的精度及表面粗糙度，因此對(duì)于這一塊我們選擇用快速加工及一次裝夾來(lái)保證。當(dāng)然，由于時(shí)間太緊本課題還有很多不足之處，1) 由于條件所限在數(shù)控加工方面對(duì)于更高精度要求的零件不一定能夠加工出來(lái)。2）我所設(shè)計(jì)的夾具只是針對(duì)這個(gè)零件，對(duì)于其它薄壁零件就需要另外設(shè)計(jì)了，因?yàn)檫@

57、對(duì)不同的零件的要求夾具也不同。 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）29致謝致謝我的論文即將完成，這是我盼望已久的時(shí)刻，但是在這個(gè)時(shí)刻我的心卻無(wú)法平靜。從論文的開(kāi)始到現(xiàn)在的結(jié)束有多少可敬的師長(zhǎng)、同學(xué)、朋友給予了我無(wú)言的幫助，在這里請(qǐng)接受我誠(chéng)摯的謝意。首先，我要非常的感謝田浩老師。因?yàn)榇苏撐牡难芯刻接懸约白珜懙倪^(guò)程一直都是在田浩老師的指導(dǎo)下進(jìn)行的，可以說(shuō)其中的每一節(jié)都傾注了田浩老師的心血與智慧，正是有了田浩老師的細(xì)心指導(dǎo)我的畢業(yè)論文才能得以順利完成。其次，我要感謝我的父母、朋友和同學(xué)，謝謝你們對(duì)我的理解與支持。你們對(duì)我的關(guān)心與幫助是我不斷前進(jìn)的動(dòng)力。最后，我要感謝所有幫助過(guò)我的老師和同學(xué)，我的大學(xué)生

58、活因?yàn)橛心銈兌省?參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)1 楊建軍主編數(shù)控加工工藝與編程m 北京：北京理工大學(xué)出版社，20082 陸劍中，孫家寧金屬切削原理與刀具m 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20023 蔡漢明，宋曉梅等新編實(shí)用數(shù)控加工手冊(cè).第 3 版m 北京：人民郵電出版社，20084 太原市金屬切削刀具協(xié)會(huì)金屬切削實(shí)用刀具技術(shù).第 2 版m 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20025 孟少農(nóng)機(jī)械加工工藝手冊(cè)第 1 卷m 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，19916 顧崇銜機(jī)械制造工藝學(xué)第 3 版m 西安：陜西科學(xué)技術(shù)出版社，19997 盧秉恒機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第 3 版m 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20078 鄭堤數(shù)控機(jī)床與編程m 北京

59、：機(jī)械工業(yè)出版社，20059 鄒峰高硬度薄壁筒形件數(shù)控車加工工藝j航天數(shù)控加工技術(shù)交流論文專西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）30欄 2007（3）：31-3410 王強(qiáng)典型車加工零件的工藝分析與數(shù)控加工j機(jī)電產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與創(chuàng)新2007 （7）：17711 曾愛(ài)新淺談機(jī)械加工工藝的發(fā)展趨勢(shì)j職培園地 2002（8）：26-2712 楊宇哲淺析數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)j經(jīng)濟(jì)技術(shù)協(xié)作信息 2009（20）：178-17813 王麗潔典型儀表殼體類零件的數(shù)控加工工藝研究機(jī)床與液壓j2007（7）：63-64附附 錄錄附錄圖一 薄壁氣缸零件圖西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）31附錄圖二 開(kāi)槽套筒零件圖數(shù)控程序：%

60、10000t0101g00x120z3m03s1000g71u1r1p1q2x-0.2z0f150s1200f80n1g01x128z0x130z-1z-250x128w-10x122w-8n2x120g00z200t0202西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）32g00x150z3m03s1000g71u1r1p3q4e0.2f150s1200f80n3g01x134z0x136z-1z-16x142z-19z-268n4x152g00z200m05m30china mechanical development西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）33china is the worlds first