摘　要（yào）：本文以典型的軸類零件為研究對象（xiàng），並利用 AutoCAD 和 SolidWorks 完成了零件的二（èr）維圖及三維造型（xíng），手工編程後利用數控加工（gōng）軟件進行仿真並（bìng）驗證了加工程序的可行性。從而為（wéi）數控加工工藝的製定、程序的編製、數控機床的操作及計算機繪圖軟件的使用提供了可靠依據。
 
       關鍵詞 ：數控加工（gōng） 數控編程（chéng） 加工（gōng）仿真
    
       數控加工是製造業實現（xiàn）自動化、柔性化、集成化生產的基礎。如何良好地運用數（shù）控機床，發揮其（qí）高（gāo）精度、高效率等特點，是現代製（zhì）造行業從（cóng）業人員麵（miàn）臨的一個大問題。本（běn）文以典型軸類零件為研究對象，通過虛擬數控機床（chuáng）為產品設計提供數控加（jiā）工可製造性的分（fèn）析 ；通過數控仿真（zhēn）係統完全（quán）模擬真實零件的加工過程，提供與真實機床完全相同的操作麵板，其調試、編輯、修改和跟（gēn）蹤執行等功能，檢驗各種數控指令是否（fǒu）正確，避（bì）免數控機床事故的發生，實現高效化和自動化加（jiā）工（gōng）。
  
  

      
                                    圖1 零件二維圖
     
       1、 零件的數（shù）控加工（gōng）方案分析
 
       1.1 零件圖樣分析
   
       利（lì）用 AutoCAD 和 SolidWorks 繪（huì）製零件二維圖及三（sān）位造型，如圖 1、2 所示（shì），工件（jiàn）主要由圓弧、圓錐、螺（luó）紋、內孔等形狀構成，是一個典（diǎn）型的綜合型軸類零件。其中多個直徑尺寸有較嚴的尺寸精度和表麵粗糙度等要求。零件材料 45 鋼，無熱處理和硬度要求。
   
       1.2 工藝方案的確定 
 
       加工順序確定由內到外，由粗到精，在（zài）一次裝夾中（zhōng）盡（jìn）可能加工出較多的工（gōng）件表麵。結合本零件的結構，先粗精加工左端內孔及表麵，然後粗精（jīng）加工右端麵各表麵及螺紋。由於該零件為單件（jiàn）小批量生產，走刀路線設計不必考慮最短進（jìn）給路線或最短空行程路線，外輪廓表麵車削路線可（kě）沿零件輪廓順序進行。
  

      
  
                            圖2 零件三維（wéi）造型圖
 
       具體工藝過程如下：
 
       （1）手工鑽孔 φ26mm 底孔，預留切除內孔餘量（liàng） ；
       （2）粗車左端端（duān）麵和外圓（yuán），留精加工餘量 0.3mm ；
       （3）粗鏜內孔，留精加工餘量 0.2～ 0.5mm ；
       （4）精鏜內孔，到達圖紙（zhǐ）各項要求 ；
       （5）精車左端各表麵，達（dá）到圖樣要求，重點保證φ48mm 外圓尺寸 ；
       （6）調頭裝夾，左右（yòu）端麵同（tóng）軸度找正夾緊 ；
       （7）粗（cū）車右端麵錐度和（hé）圓弧（hú）表麵，留精加工餘量0.3mm ；
       （8）精車右端麵錐度和圓弧表麵（miàn），螺紋大徑車至φ26.8mm，其餘加工達到圖樣尺（chǐ）寸和形位公差要求（qiú） ；
       （9）車螺紋退刀槽並完成槽口倒角 ；
       （10）螺紋粗、精加工達到圖樣要求 ；
       （11）去毛刺，檢測工件各項尺寸要求。
        
       1.3 零件裝夾方案的確定
 
       零（líng）件的左右兩端麵均為多個尺寸的設計基準，為了使工（gōng）序基準與定位基準重合，減（jiǎn）少本工序的（de）定位誤（wù）差，應用（yòng）三爪卡盤夾持，這樣做裝夾方便，自定心好，精度高，適用於車削短小工（gōng）件。此工件（jiàn）不（bú）能一次裝夾完成加工，必須分兩（liǎng）次裝夾。該工（gōng）件右端外表麵有螺紋（wén），不（bú）適於作裝夾表麵，外圓錐麵（miàn）也不適於作裝夾表麵。所以，第一次裝夾零件圖樣的右端（duān），加（jiā）工左（zuǒ）端 ；第二次（cì）裝夾零件圖樣的左端，加（jiā）工右端。夾裝方案及坐標（biāo）係如 3、4 圖。
  

      
  
                  圖3 第一（yī）次裝夾工件坐標係圖
  

          
  
                  圖4 第二次裝（zhuāng）夾工件坐標係圖
    
       1.4 切削用量的確定
 
      粗加工（gōng）時，一次進給應盡可能切除全部餘量。在中等功率機床上，背吃刀量可達（dá） 8-10mm。半精加工時，背吃（chī）刀（dāo）量取為 0 .5-2mm。精加工時，背吃刀量取為 0.2-0.4mm 。
 
      2 、零件的（de）數控（kòng）加工程序編製
 
      本文主要講述手工編程，編製程（chéng）序時，應先對圖樣規定的技術要求（qiú）、幾何形狀、尺寸及工（gōng）藝要（yào）求（qiú）進行分（fèn）析，確定（dìng）加工（gōng）內容、加工方法和加工路線（xiàn），再進行數值計算，以獲得刀具（jù）運動的位（wèi）置數（shù）據。然後，按數控機床規（guī）定的代碼和程序格式，將工件（jiàn）的尺寸、刀具的（de）位置數據、加工路線、切削（xuē）參數以及輔（fǔ）助功能編製成數（shù）控加工程序（xù），並輸入數控係統，由數（shù）控係統控製數控機床自動地進行加工（gōng）。數控程序的（de）編製過程，如圖 5 所示。
  

       
  
                      圖5 數控（kòng）程序的編製過程圖
   
      數控車床加工工件要使用（yòng）多把刀具。編程時，設定刀架上各把刀在（zài）工作位的刀尖位置是一致的。由於刀具的幾何形（xíng）狀及安裝的不（bú）同，其刀尖位置是不一致的，各把刀相對於（yú）工件原點的（de）距離也是不同的。因此，需要將各刀具的位（wèi）置進行（háng）比較或設定，刀具偏置（zhì）補償可使加工程序不隨刀尖位置（zhì）的不同而改（gǎi）變。
 
 
      3 、零件（jiàn）加工程序的執行及仿真結果
 
      本（běn）文利用了上海宇龍軟（ruǎn）件工程有限公司與天津工程師範學院機械工程學院聯合開發（fā）的《數（shù）控加工仿（fǎng）真係統》。對刀數據輸入，導入程序後，再次檢查機床是否回零等準備工作的完成（chéng），一（yī）切完（wán）成後，執行程序（xù），觀看仿真過程（chéng）是否符合加工要求，如有問題，修改相關程序，直至符合（hé）要求為止（zhǐ）。
 

      
                         圖6 加工完成圖
 

                       圖7 加工完成圖
 

                         圖8 加工完成圖
 

                        圖9 加工完成圖
   
      3.1 第一次裝夾
 
      裝夾（jiá）好工件後，試（shì）切對刀並（bìng）將對刀數據錄入數控（kòng）係統，導入相應的（de）程序並（bìng）開始執行程（chéng）序，觀察仿真過程是否符合要求，如圖（tú） 6 所示；此次裝夾加工完成的工件，如圖 7 所示。
 
      3.2 第（dì）二（èr）次裝夾
 
     第一次裝夾（jiá）時的工序完成後，將工件調頭裝夾，重新試切對刀並將對（duì）刀數據錄入數控係統，導入相應的程序，同樣執行程序，觀察仿真過（guò）程是否符合要求，如圖 8 所示 ；加工完成的零件，如圖 9 所示。

     4 、結 語
 
     本文對典型軸類零件（jiàn）的數控加工進行了仿真，確定了零件的加工工藝、夾裝方（fāng）案及切削用量等，利用數控加工仿真係統對零件的數控加（jiā）工進行了真實的模擬，驗證了加工程序的可行性，從（cóng）而為數控加工工藝的製（zhì）定（dìng）、程序的編製、數控機床的操作及計算機繪圖軟件的使用提供了可靠依（yī）據。
 
     在後續的研究中（zhōng），會根據仿真（zhēn）結果（guǒ）和實際的加工情況，找出程序和仿真存在（zài）的薄弱環節，並對其進行優化和改進，以便最大化的發揮數控加工的優（yōu）勢，造福社會。