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1、學 號： 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 GRADUATE DESIGN 設(shè)計題目：軸套類零件數(shù)控加工工藝及編程設(shè)計 學生姓名： 專業(yè)班級： 學 院： 指導教師： 2017 年 6 月 9 日 摘 要 -I- 摘 要 車削加工是在車床上利用工件相對于刀具旋轉(zhuǎn)對工件進行切削加工的方法。 車削加工的切削能主要由工件而不是刀具提供。車削是最基本、最常見的切削 加工方法，在生產(chǎn)中占有十分重要的地位。車削適于加工回轉(zhuǎn)表面，大部分具 有回轉(zhuǎn)表面的工件都可以用車削方法加工，如內(nèi)外圓柱面、內(nèi)外圓錐面、端面、 溝槽、螺紋和回轉(zhuǎn)成形面等，所用刀具主要是車刀。 本文主要論述了軸套類零件加工工藝及設(shè)計編程，通過 U

2、G 畫出零件圖及 編寫程序，利用數(shù)控車床軟件仿真避免次品的產(chǎn)生和材料浪費，對零件進行工 藝分析，通過 CKA6150 機床進行加工實體，很好的利用仿真軟件與機床的有機 結(jié)合，加工出合格產(chǎn)品。 此外本文還介紹了刀具的選擇和運用以及在加工過程中的注意事項等，分 析了如何根據(jù)零件的幾何形狀特點設(shè)計加工工藝和操作步驟，以及操作過程中 的相關(guān)參數(shù)選擇。實踐證明，在數(shù)控加工中，根據(jù)零件的不同部位的技術(shù)要求， 合理安排不同的加工工藝，設(shè)置合理的加工參數(shù)，選擇合理的加工道具，不僅 可以提高加工效率，保證質(zhì)量，而且還減少工具損耗。 關(guān)鍵詞 車削加工 零件的工藝分析 編寫程序 Abstract -II- Abst

3、ract Turning the workpiece in a lathe using method of tool rotation relative to the workpiece cutting. Cutting machining is mainly composed of workpiece instead of cutting tools available. Turning is the most basic machining method, the most common, occupies a very important position in the producti

4、on. Turning for processing rotary workpiece surface, most has the rotation surface can be processed with the method of turning, such as the external cylindrical surface, conical surface, and face, groove, thread and rotary forming surface, the tool is mainly used tools. This paper mainly discusses t

5、he sleeve parts machining process and program design, through the UG to draw the parts diagram and program, using the numerical control lathe simulation software to avoid the defective products and material waste, the process analysis to parts, processing entity through the wide number 980 machine t

6、ool, the organic combination of simulation software and the machine to good use, processing qualified product. In addition, this paper also introduces the selection and use of tools and in the process of attention, analyzes how to according to the part geometry characteristics of the design process

7、and steps, select the relevant parameters and operating process. Practice has proved, in NC machining parts, according to the requirements of the different parts of the technology, reasonable arrangement of different machining process, setting processing parameters reasonably, choose the reasonable

8、processing tools, not only can improve the processing efficiency, ensure the quality, but also reduce the tool wear. Key Words: Turning Parts of the process analysis Write a program 目 錄 -III- 目 錄 摘 要 ..................................................................................................

9、...........................I ABSTRACT.......................................................................................................................II 第 1章 緒 論 ................................................................................................................1 第 2章 數(shù)控機床的概念 .....

10、.........................................................................................2 2.1 數(shù)控機床的概念 .................................................................................................................2 2.1.1 機床本身技術(shù)參數(shù) ...................................................................

11、..................................2 2.1.2 數(shù)控系統(tǒng) ......................................................................................................................2 2.2 數(shù)控加工的概念 ................................................................................................................3 2.3 數(shù)控機

12、床的分類 ................................................................................................................3 2.3.1 按加工工藝方法分類 ...............................................................................................3 2.3.2 按控制運動軌跡分類 ....................................................

13、...........................................4 2.3.3 按驅(qū)動裝置的特點分類 ...........................................................................................4 2.4 數(shù)控車削加工工藝 ............................................................................................................5 2.4.1 合理選擇切削用量 .......

14、.............................................................................................5 2.4.2 夾具安裝要點 .............................................................................................................6 2.4.3 數(shù)控車床加工程序編程 ................................................................

15、........................6 2.5 數(shù)控車床的組成和工作原理 ..........................................................................................7 2.5.1 車床主體 ......................................................................................................................7 2.5.2 數(shù)控裝置和伺服系統(tǒng) ..................

16、.............................................................................7 2.6 數(shù)控車床安全操作規(guī)程 ...................................................................................................7 2.7 數(shù)控車床坐標系的確定 ..........................................................................................

17、.........8 2.5 運動方向確定 .....................................................................................................................9 第 3章 套筒類零件的結(jié)構(gòu)特點及工藝分析 ............................................................10 3.1 軸承套加工工藝 ...............................................................

18、................................................10 3.1.1 軸承套技術(shù)條件和工程分析 ................................................................................10 3.1.2 軸承套的加工工藝 ..................................................................................................11 3.2 液壓缸加工工藝分析 .................

19、.....................................................................................11 3.2.1 液壓缸的技術(shù)條件和工程分析 ...........................................................................11 3.2.2 液壓缸的加工工藝 ...................................................................................................

20、12 3.3 套類零件的加工 ...............................................................................................................13 3.4 套類零件加工刀具的刃磨 ............................................................................................13 3.5 麻花鉆 ....................................................

21、.............................................................................14 3.5.1 麻花鉆的組成（圖 3-4） .....................................................................................14 3.5.2 麻花鉆工作部分的幾何形狀 ................................................................................14 3.6 套類零件加工

22、過程中的主要工藝問題 .....................................................................14 3.5.1 保證相互位置精度 ..................................................................................................15 第 4章 套類零件的編程與分析 ................................................................................16 4.

23、1 材料選擇與分析 ..............................................................................................................16 華北理工大學遷安學院 -IV- 4.2 套類零件的裝夾方案 .....................................................................................................17 4.3 刀具的選擇 .................................

24、......................................................................................17 4.4 切削用量的選擇 ..............................................................................................................17 4.5 切削液的選擇 ...........................................................................

25、........................................17 4.6 填寫加工刀具和工藝卡 ....................................................................................18 第 5章 套類零件加工過程及結(jié)果分析 ....................................................................19 5.1 加工過程 ........................................................

26、....................................................................19 5.2 零件加工結(jié)果 ...................................................................................................................19 5.3 原因分析 ...........................................................................................

27、.................................19 5.4 解決方法 ............................................................................................................................19 結(jié) 論 ............................................................................................................................

28、20 參考文獻 ......................................................................................................................21 謝 辭 ..........................................................................................................................22 附 錄 A ....................................

29、................................................................................23 附 錄 B ....................................................................................................................24 附 錄 C ......................................................................................

30、..............................25 附 錄 D ....................................................................................................................26 第一章 緒 論 1 第 1章 緒 論 科學技術(shù)和社會生產(chǎn)的不斷發(fā)展，對機械產(chǎn)品的性能、質(zhì)量、生產(chǎn)率和成 本提出了越來越高的要求。機械加工工藝過程自動化是實現(xiàn)上述要求的重要技 術(shù)措施之一。他不僅能夠提高品質(zhì)質(zhì)量和生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，還能改善工 人的勞動條件，但是采用這種自動和高效率的

31、設(shè)備需要很大的初期投資，以及 較長的生產(chǎn)周期，只有在大批量的生產(chǎn)條件下，才會有顯著的經(jīng)濟效益。 為了解決上述問題，滿足多品種、小批量，特別是結(jié)構(gòu)復雜精度要求高的 零件的自動化生產(chǎn)，迫切需要一種靈活的、通用的，能夠適應產(chǎn)品頻繁變化的 “柔性”自動化機床。數(shù)控機床才得已產(chǎn)生和發(fā)展。 數(shù)控技術(shù)是數(shù)字控制（Numerical Control）技術(shù)的簡稱。它采用數(shù)字化信號 對被控制設(shè)備進行控制，使其產(chǎn)生各種規(guī)定的運動和動作。利用數(shù)控技術(shù)可以 把生產(chǎn)過程用某中語言編寫的程序來描述，將程序以數(shù)字形式送入計算機或?qū)?用的數(shù)字計算裝置進行處理輸出，并控制生產(chǎn)過程中相應的執(zhí)行程序，從而使 生產(chǎn)過程能在無人干預的情

32、況下自動進行，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動化。采用數(shù)控 技術(shù)的控制系統(tǒng)稱為數(shù)控系統(tǒng)（Numerical Control System）。根據(jù)被控對象的 不同，存在多種數(shù)控系統(tǒng)，其中產(chǎn)生最早應用最廣泛的是機械加工行業(yè)中的各 種機床數(shù)控系統(tǒng)。 華北理工大學遷安學院 2 第 2章 數(shù)控機床的概念 2.1數(shù)控機床的概念 數(shù)控機床是一種用電子計算機和專用電子計算裝置控制的高效自動化機床。 主要分為立式和臥式兩種。立式機床裝夾零件方便，但切屑排除較慢；臥式裝 夾零件不是非常方便，但排屑性能好，散熱很高。數(shù)控銑床分三坐標和多坐標 兩種。三坐標機床（X、Y、 Z）任意兩軸都可以聯(lián)動，主要用于加工平面曲線 的輪廓和開敞曲

33、面的行切。多坐標機床是在三坐標機床的基礎(chǔ)上，通過增加數(shù) 控分度頭或者回轉(zhuǎn)工作臺，成為 4 坐標或者 5 坐標機床（甚至多坐標機床）。 多坐標機床主要用于曲面輪廓或者由于零件需要必須擺角加工的零件，如法向 鉆孔，擺角行切等。擺角形式 4 坐標的主要為 A 或 B；5 坐標機床主要為 AB，AC，BC，可根據(jù)零件要求選用。擺角大小由加工的零件決定。 2.1.1機床本身技術(shù)參數(shù) （1） 工作臺：零件加工工作平臺，尺寸大小應根據(jù)加工零件的大小進行 選用。 （2） T 形槽：工作臺上的 T 形槽主要用于零件的裝夾，其中 T 形槽的槽 數(shù)、槽寬相互間距，需要根據(jù)加工工件的特點進行規(guī)定。 （3） 主軸：主軸

34、形式，主軸孔形式等。 （4） 進給范圍：機床 X Y Z 三個方向的可移動距離（行程）、移動速度 的大小、擺角（A B C ）的擺動范圍、擺動的速度。 （5） 主軸的旋轉(zhuǎn)：主軸的轉(zhuǎn)速、主軸的功率、伺服電機的轉(zhuǎn)矩等。 2.1.2 數(shù)控系統(tǒng) 數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控機床的核心。現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)通常是一臺帶有專門系統(tǒng)軟件 的專用， 微型計算機。它由輸入裝置、控制運算器和輸出裝置等構(gòu)成，它接受 控制介質(zhì)上的數(shù)字化信息，通過控制軟件和邏輯電路進行編譯、運算和邏輯處 理后，輸出各種信號和指令控制機床的各個部分，進行規(guī)定、有序的動作。作 為用戶，在考慮數(shù)控系統(tǒng)的時候，最關(guān)心的是系統(tǒng)的可靠性和優(yōu)越性。 （1）分辨率 分辨率

35、越高，可以清楚的進行控制，適合工業(yè)環(huán)境使用。 （2）控制軸數(shù)和聯(lián)動軸數(shù)應和購買的機床相配合，符合購買的機床情況。 （3）標準（基本）功能項目功能越全越好，結(jié)合機床使用而定，特別是一 些自動補償、自適應技術(shù)模塊等先進的檢測、監(jiān)控系統(tǒng)：紅外線、溫度測量、 功率測量、激光檢測等先進手段的采用，將在一定程度上大大提高機床的綜合 性能，保證機床更加可靠精確地自動工作。 第 2 章 數(shù)控機床的概念 3 2.2 數(shù)控加工的概念 數(shù)控機床工作原理就是將加工過程所需的各種操作（如主軸變速、工件的 松開與夾緊、進刀與退刀、開車與停車、自動關(guān)停冷卻液）和步驟以及工件的 形狀尺寸用數(shù)字化的代碼表示，通過控制介質(zhì)（如穿

36、孔紙帶或磁盤等）將數(shù)字 信息送入數(shù)控裝置，數(shù)控裝置對輸入的信息進行處理與運算，發(fā)出各種控制信 號，控制機床的伺服系統(tǒng)或其他驅(qū)動元件，使機床自動加工出所需要的工件。 所以，數(shù)控加工的關(guān)鍵是加工數(shù)據(jù)和工藝參數(shù)的獲取，即數(shù)控編程。數(shù)控加工 一般包括以下幾個內(nèi)容： （1）對圖紙進行分析，確定需要數(shù)控加工的部分。 （2）利用圖形軟件（PRO/E UG）對需要數(shù)控加工的部分造型。 （3）根據(jù)加工條件，選擇合適的加工參數(shù)，生成加工軌跡（包括粗加工、 半精加工、精加工軌跡）。 （4）軌跡的仿真檢驗。 （5）生成 G 代碼。 （6）傳給機床加工。 2.3 數(shù)控機床的分類 2.3.1 按加工工藝方法分類 （1）金

37、屬切削類數(shù)控機床 與傳統(tǒng)的車、銑、鉆、磨、齒輪加工相對應的數(shù)控機床有數(shù)控車床、數(shù)控 銑床、數(shù)控鉆床、數(shù)控磨床、數(shù)控齒輪加工機床等。盡管這些數(shù)控機床在加工 工藝方法上存在很大差別，具體的控制方式也各不相同，但機床的動作和運動 都是數(shù)字化控制的，具有較高的生產(chǎn)率和自動化程度。 在普通數(shù)控機床加裝一個刀庫和換刀裝置就成為數(shù)控加工中心機床。加工 中心機床進一步提高了普通數(shù)控機床的自動化程度和生產(chǎn)效率。例如銑、鏜、 鉆加工中心，它是在數(shù)控銑床基礎(chǔ)上增加了一個容量較大的刀庫和自動換刀裝 置形成的，工件一次裝夾后，可以對箱體零件的四面甚至五面大部分加工工序 進行銑、鏜、鉆、擴、鉸以及攻螺紋等多工序加工，特別

38、適合箱體類零件的加 工。加工中心機床可以有效地避免由于工件多次安裝造成的定位誤差，減少了 機床的臺數(shù)和占地面積，縮短了輔助時間，大大提高了生產(chǎn)效率和加工質(zhì)量。 （2）特種加工類數(shù)控機床 除了切削加工數(shù)控機床以外，數(shù)控技術(shù)也大量用于數(shù)控電火花線切割機床、 數(shù)控電火花成型機床、數(shù)控等離子弧切割機床、數(shù)控火焰切割機床以及數(shù)控激 華北理工大學遷安學院 4 光加工機床等。 （3）板材加工類數(shù)控機床 常見的應用于金屬板材加工的數(shù)控機床有數(shù)控壓力機、數(shù)控剪板機和數(shù)控 折彎機等。 近年來，其它機械設(shè)備中也大量采用了數(shù)控技術(shù)，如數(shù)控多坐標測 量機、自動繪圖機及工業(yè)機器人等。 2.3.2 按控制運動軌跡分類 （1

39、）點位控制數(shù)控機床 位置的精確定位，在移動和定位過程中不進行任何加工。機床數(shù)控系統(tǒng)只 控制行程終點的坐標值，不控制點與點之間的運動軌跡，因此幾個坐標軸之間 的運動無任何聯(lián)系?？梢詭讉€坐標同時向目標點運動，也可以各個坐標單獨依 次運動。 這類數(shù)控機床主要有數(shù)控坐標鏜床、數(shù)控鉆床、數(shù)控沖床、數(shù)控點焊機等。 點位控制數(shù)控機床的數(shù)控裝置稱為點位數(shù)控裝置。 （2）直線控制數(shù)控機床 直線控制數(shù)控機床可控制刀具或工作臺以適當?shù)倪M給速度，沿著平行于坐 標軸的方向進行直線移動和切削加工，進給速度根據(jù)切削條件可在一定范圍內(nèi) 變化。 直線控制的簡易數(shù)控車床，只有兩個坐標軸，可加工階梯軸。直線控制的 數(shù)控銑床，有三個

40、坐標軸，可用于平面的銑削加工。現(xiàn)代組合機床采用數(shù)控進 給伺服系統(tǒng)，驅(qū)動動力頭帶有多軸箱的軸向進給進行鉆鏜加工，它也可算是一 種直線控制數(shù)控機床。 數(shù)控鏜銑床、加工中心等機床，它的各個坐標方向的進 給運動的速度能在一定范圍內(nèi)進行調(diào)整，兼有點位和直線控制加工的功能，這 類機床應該稱為點位/直線控制的數(shù)控機床。 （3）輪廓控制數(shù)控機床 輪廓控制數(shù)控機床能夠?qū)蓚€或兩個以上運動的位移及速度進行連續(xù)相關(guān) 的控制，使合成的平面或空間的運動軌跡能滿足零件輪廓的要求。它不僅能控 制機床移動部件的起點與終點坐標，而且能控制整個加工輪廓每一點的速度和 位移，將工件加工成要求的輪廓形狀。常用的數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)

41、控磨床 就是典型的輪廓控制數(shù)控機床。數(shù)控火焰切割機、電火花加工機床以及數(shù)控繪 圖機等也采用了輪廓控制系統(tǒng)。輪廓控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)要比點位/直線控系統(tǒng)更為 復雜，在加工過程中需要不斷進行插補運算，然后進行相應的速度與位移控制。 第 2 章 數(shù)控機床的概念 5 2.3.3 按驅(qū)動裝置的特點分類 （1）開環(huán)控制數(shù)控機床 這類控制的數(shù)控機床是其控制系統(tǒng)沒有位置檢測元件，伺服驅(qū)動部件通常 為反應式步進電動機或混合式伺服步進電動機。數(shù)控系統(tǒng)每發(fā)出一個進給指令， 經(jīng)驅(qū)動電路功率放大后，驅(qū)動步進電機旋轉(zhuǎn)一個角度，再經(jīng)過齒輪減速裝置帶 動絲杠旋轉(zhuǎn)，通過絲杠螺母機構(gòu)轉(zhuǎn)換為移動部件的直線位移。移動部件的移動 速度與位移

42、量是由輸入脈沖的頻率與脈沖數(shù)所決定的。此類數(shù)控機床的信息流 是單向的，即進給脈沖發(fā)出去后，實際移動值不再反饋回來，所以稱為開環(huán)控 制數(shù)控機床。 （2）閉環(huán)控制數(shù)控車床 接對工作臺的實際位移進行檢測，將測量的實際位移值反饋到數(shù)控裝置中， 與輸入的指令位移值進行比較，用差值對機床進行控制，使移動部件按照實際 需要的位移量運動，最終實現(xiàn)移動部件的精確運動和定位。從理論上講，閉環(huán) 系統(tǒng)的運動精度主要取決于檢測裝置的檢測精度，也與傳動鏈的誤差無關(guān)，因 此其控制精度高。這類控制的數(shù)控機床，因把機床工作臺納入了控制環(huán)節(jié)，故 稱為閉環(huán)控制數(shù)控機床。閉環(huán)控制數(shù)控機床的定位精度高，但調(diào)試和維修都較 困難，系統(tǒng)復雜

43、，成本高。 （3）半閉環(huán)控制數(shù)控機床 半閉環(huán)控制數(shù)控機床是在伺服電動機的軸或數(shù)控機床的傳動絲杠上裝有角 位移電流檢測裝置（如光電編碼器等），通過檢測絲杠的轉(zhuǎn)角間接地檢測移動 部件的實際位移，然后反饋到數(shù)控裝置中去，并對誤差進行修正。通過測速元 件 A 和光電編碼盤 B 可間接檢測出伺服電動機的轉(zhuǎn)速，從而推算出工作臺的實 際位移量，將此值與指令值進行比較，用差值來實現(xiàn)控制。由于工作臺沒有包 括在控制回路中，因而稱為半閉環(huán)控制數(shù)控機床。半閉環(huán)控制數(shù)控系統(tǒng)的調(diào)試 比較方便，并且具有很好的穩(wěn)定性。目前大多將角度檢測裝置和伺服電動機設(shè) 計成一體，這樣，使結(jié)構(gòu)更加緊湊。 （4）混合控制數(shù)控機床 將以上三類

44、數(shù)控機床的特點結(jié)合起來，就形成了混合控制數(shù)控機床?；旌?控制數(shù)控機床特別適用于大型或重型數(shù)控機床，因為大型或重型數(shù)控機床需要 較高的進給速度與相當高的精度，其傳動鏈慣量與力矩大，如果只采用全閉環(huán) 控制，機床傳動鏈和工作臺全部置于控制閉環(huán)中，閉環(huán)調(diào)試比較復雜。 2.4 數(shù)控車削加工工藝 數(shù)控車床加工工藝與普通車床的加工工藝類似，但由于數(shù)控車床是一次裝 華北理工大學遷安學院 6 夾，連續(xù)自動加工完成所有車削工序，因而應注意以下幾個方面。 2.4.1 合理選擇切削用量 對于高效率的金屬切削加工來說，被加工材料、切削工具、切削條件是三 大要素。這些決定著加工時間、刀具壽命和加工質(zhì)量。經(jīng)濟有效的加工方式

45、必 然是合理的選擇了切削條件。切削條件的三要素：切削速度、進給量和切深直 接引起刀具的損傷。伴隨著切削速度的提高，刀尖溫度會上升，會產(chǎn)生機械的、 化學的、熱的磨損。切削速度提高 20%，刀具壽命會減少 1/2。進給條件與刀具 后面磨損關(guān)系在極小的范圍內(nèi)產(chǎn)生。但進給量大，切削溫度上升，后面磨損大。 它比切削速度對刀具的影響小。切深對刀具的影響雖然沒有切削速度和進給量 大，但在微小切深切削時，被切削材料產(chǎn)生硬化層，同樣會影響刀具的壽命。 用戶要根據(jù)被加工的材料、硬度、切削狀態(tài)、材料種類、進給量、切深等選擇 使用的切削速度。 （1）合理選擇刀具 粗車時，要選強度高、耐用度好的刀具，以便滿足粗車時大

46、背吃刀量、 大進給量的要求。 精車時，要選精度高、耐用度好的刀具，以保證加工精度的要求。 為減少換刀時間和方便對刀，應盡量采用機夾刀和機夾刀片。 （2）合理選擇夾具 盡量選用通用夾具裝夾工件，避免采用專用夾具。 零件定位基準重合，以減少定位誤差。 （3） 確定加工路線 加工路線是指數(shù)控機床加工過程中，刀具相對零件的運動軌跡和方向。 應能保證加工精度和表面粗糙要求。 應盡量縮短加工路線，減少刀具空行程時間。 （4）加工路線與加工余量的聯(lián)系 目前，在數(shù)控車床還未達到普及使用的條件下，一般應把毛坯上過多的余 量，特別是含有鍛、鑄硬皮層的余量安排在普通車床上加工。如必須用數(shù)控車 床加工時，

47、則需注意程序的靈活安排。 2.4.2 夾具安裝要點 目前液壓卡盤和液壓夾緊油缸的連接是靠拉桿實現(xiàn)的，液壓卡盤夾緊要點 如下：首先用搬手卸下液壓油缸上的螺帽，卸下拉管，并從主軸后端抽出，再 用搬手卸下卡盤固定螺釘，即可卸下卡盤。 第 2 章 數(shù)控機床的概念 7 2.4.3 數(shù)控車床加工程序編程 數(shù)控車床是目前使用最廣泛的數(shù)控機床之一。數(shù)控車床主要用于加工軸類、 盤類等回轉(zhuǎn)類零件。通過數(shù)控加工程序的運行，可自動完成內(nèi)外圓柱面、圓錐 面、成形表面 、螺紋和端面等工序的切削加工，并能進行車槽、鉆孔、擴孔以 及鉸孔等工作。車削中心可在一次裝夾中完成更多的加工工序，提高加工精度 和生產(chǎn)效率，特別適合于復雜

48、形狀回轉(zhuǎn)類零件的加工。 （1）數(shù)控程序編制的基本方法 分析零件圖樣和制定工藝方案。 數(shù)學處理。 編寫零件加工程序。 程序檢驗。 （2）數(shù)控程序編制的方法 手工編程和計算機自動編程。 2.5數(shù)控車床的組成和工作原理 雖然數(shù)控車床種類較多，但一般均由車床主體、數(shù)控裝置和伺服系統(tǒng)三大 部分組成。 2.5.1 車床主體 車床主體是實現(xiàn)加工過程的實際機械部件，主要包括主運動部件（如卡盤、 主軸等）進給運動部件（如工作臺、刀架等）、支承部件（如床身、立柱等）， 以及冷卻、潤滑、轉(zhuǎn)位部件和夾緊、換刀機械手等輔助裝置。 2.5.2 數(shù)控裝置和伺服系統(tǒng) （1）數(shù)控裝置：它的核心是計算機及運行在其上的軟件

49、，它在數(shù)控車床中 起“指揮”作用。數(shù)控莊子接收由加工程序送來的各種信息，并經(jīng)處理和調(diào)配后， 向驅(qū)動機構(gòu)發(fā)現(xiàn)執(zhí)行命令。在執(zhí)行過程中，其驅(qū)動、檢測等機構(gòu)同時將有關(guān)信 息反饋給數(shù)控裝置，以便經(jīng)處理后發(fā)出新的執(zhí)行命令。 （2）伺服系統(tǒng)：它通過驅(qū)動電路和執(zhí)行文件（如伺服電機）。準確地執(zhí)行 數(shù)控裝置發(fā)出的命令，成數(shù)控裝置所要求的各種位移。數(shù)控車床的進給傳動系 統(tǒng)常用進給伺服系統(tǒng)代替，因此也常稱為進給伺服系統(tǒng)。 2.6數(shù)控車床安全操作規(guī)程 （1）開機前應對數(shù)控機床進行全面細致的檢查，內(nèi)容包括操作面板、導軌 面、卡爪、尾座、刀架、刀具等，認無誤后方可操作。 華北理工大學遷安學院 8 （2）數(shù)控機床通電后，檢查

50、各開關(guān)、按鈕和按鍵、機床有無異?，F(xiàn)象。 （3）程序輸入后，仔細核對代碼、地址、數(shù)值、正負號、小數(shù)點進行認真 的核對。 （4）正確測量和計算工件坐標系。并對所得結(jié)果進行檢查 （5）輸入工件坐標系，并對坐標。坐標值、正負號、小數(shù)點進行認真的核 對。 （6）未裝工件前，空運行一次程序，看程序能否順利進行，刀具和夾具安 裝是否合理，有無“ 超 （7）試切削時快速倍率開關(guān)必須打到最低擋位。 （8）試切削進刀時，在刀具運行至工件 3050處，必須在進給保持下， 驗證 Z 軸和 X 軸坐標剩余值與加工程序是否一致。 （9）試切削和加工中，刃磨刀具和更換刀具后，要重新測量刀具位置并修 改刀補值和刀補號。 （1

51、0）程序修改后，要對修改部分仔細核對。 （11）必須在確認工件夾緊后才能啟動機床，嚴禁工件轉(zhuǎn)動時測量、觸摸 工件。 （12）操作中出現(xiàn)工件跳動、打抖、異常聲音、夾具松動等異常情況時要 停車處理。 （13）緊急停車后，應重新進行機床“回零” 操作，才能再次運行程序。 2.7數(shù)控車床坐標系的確定 （1）機床坐標系：數(shù)控機床上的坐標系采用右手笛卡爾直角坐標系。 （2）機床參考點：參考點也是機床上的一個固定點，它是用機械擋塊或電 氣裝置來限制刀架移動的極限位置。它的主要作用是用來給機床坐標系一個定 位。 （3）工件坐標系：工件坐標系是編程人員在編程時設(shè)定的坐標系，也稱為 編程坐標系。 （4）工件坐標系

52、原點：在進行數(shù)控編程時，首先要根據(jù)被加工零件的形狀 特點和尺寸，將零件圖上的某一點設(shè)定為編程坐標原點，該點稱編程原點。我 們通常是把工件坐標系的原點選在工件的回轉(zhuǎn)中心上，具體位置可考慮設(shè)置在 工件的左端面（或右端面）上，盡量使編程基準與設(shè)計基準、定位基準重合。 （5）對刀：機床坐標系是機床唯一的基準，所以必須要弄清楚程序原點在 機床坐標系中的位置，通過對刀完成。對刀的實質(zhì)是確定工件坐標系的原點在 機床坐標系中唯一的位置。對刀是數(shù)控加工中的主要操作和重要技能。對到的 第 2 章 數(shù)控機床的概念 9 準確性決定了零件的加工精度，同時，對刀效率還直接影響數(shù)控加工效率。 （6）換刀：當數(shù)控機床加工過程

53、中需要換刀時，在編程時就應考慮選擇合 適的換刀點。所謂換刀點是指刀架轉(zhuǎn)位換刀的位置，當數(shù)控車床確定了工件坐 標系后，換刀點可以是某一固定點，也可以是相對工件原點任意的一點。換刀 點應設(shè)在工件或夾具的外部，以刀架轉(zhuǎn)位換刀時不碰工件及其他部位謂準。 2.5運動方向確定 （1） Z 與主軸軸線重合，即 Z 軸遠離工件像尾座移動的方向為正方向 （即增大工件和刀具之間距離），向卡盤移動為負。 （2） X 軸垂直于 Z 軸， X 坐標的正方向是刀具離開旋轉(zhuǎn)中心線的方向。 華北理工大學遷安學院 10 第 3章 套筒類零件的結(jié)構(gòu)特點及工藝分析 套筒類零件的加工工藝根據(jù)其功用、結(jié)構(gòu)形狀、材料和熱處理以及尺寸大

54、小的不同而異。就其結(jié)構(gòu)形狀來劃分，大體可以分為短套筒和長套筒兩大類。 它們在加工中，其裝夾方法和加工方法都有很大的差別，以下分別予以介紹。 3.1軸承套加工工藝 如圖 3-1 所示的軸承套，材料為 ZQSn6-6-3，每批數(shù)量為 200 件。 3.1.1 軸承套技術(shù)條件和工程分析 該軸承套屬于短套筒，材料為錫青圖 3-1 軸承套簡圖銅。其主要技術(shù)要求 為：34js7 外圓對 22H7 孔的徑向圓跳動公差為 0.01mm；左端面對 22H7 孔軸線的垂直度公差為 0.01mm。軸承套外圓為 IT7 級精度，采用精車可以滿足 要求；內(nèi)孔精度也為 IT7 級，采用鉸孔可以滿足要求。內(nèi)孔的加工順序為：

55、鉆 孔車孔鉸孔。 由于外圓對內(nèi)孔的徑向圓跳動要求在 0.01mm 內(nèi)，用軟卡爪裝夾無法保證。 因此精車外圓時應以內(nèi)孔為定位基準，使軸承套在小錐度心軸上定位，用兩頂 尖裝夾。這樣可使加工基準和測量基準一致，容易達到圖紙要求。 車鉸內(nèi)孔時，應與端面在一次裝夾中加工出，以保證端面與內(nèi)孔軸線的垂 直度在 0.01mm 以內(nèi)。 圖 3-1 軸承套 第 3 章 套筒類零件的結(jié)構(gòu)特點及工藝分析 11 3.1.2 軸承套的加工工藝 表 31 為軸承套的加工工藝過程。粗車外圓時，可采取同時加工五件的方 法來提高生產(chǎn)率。 表 31 軸承套加工工藝過程 序 號 工序名稱 工序內(nèi)容 定位與夾緊 1 備料 棒料，按 5

56、 件合一加工下料 2 鉆中心孔 車端面，鉆中心孔調(diào)頭車另一端面，鉆中心孔 三爪夾外圓 3 粗車 車外圓 42 長度為 6.5mm，車外圓 34Js7 為 35mm，車空刀槽 20.5mm，取總長 40.5mm，車分割槽 203mm，兩端倒角 1.545，5 件 同加工，尺寸均相同 中心孔 4 鉆 鉆孔 22H7 至 22mm 成單件 軟爪夾 42mm 外圓 5 車、鉸 車端面，取總長 40mm 至尺寸 車內(nèi)孔 22H7 為 22 mm 車內(nèi)槽 2416mm 至尺寸 鉸孔 22H7 至尺寸 孔兩端倒角 軟爪夾 42mm 外圓 6 精車 車 34Js7(0.012)mm 至尺寸 22H7 孔心軸

57、 7 鉆 鉆徑向油孔 4mm 34mm 外圓及端面 8 檢查 3.2液壓缸加工工藝分析 液壓缸為典型的長套筒零件，與短套筒零件的加工方法和工件安裝方式都 有較大的差別。 3.2.1 液壓缸的技術(shù)條件和工程分析 液壓缸的材料一般有鑄鐵和無縫鋼管兩種。圖 3-2 所示為用無縫鋼管材料 的液壓缸。為保證活塞在液壓缸內(nèi)移動順利，對該液壓缸內(nèi)孔有圓柱度要求， 華北理工大學遷安學院 12 對內(nèi)孔軸線有直線度要求，內(nèi)孔軸線與兩端面間有垂直度要求，內(nèi)孔軸線對兩 端支承外圓（82h6）的軸線有同軸度要求。除此之外還特別要求：內(nèi)孔必須 光潔無縱向刻痕；若為鑄鐵材料時，則要求其組織緊密，不得有砂眼、針孔及疏 松。

58、圖 3-2 液壓缸 3.2.2液壓缸的加工工藝 表 32 為液壓缸的加工工藝過程 序號 工序名稱 工序內(nèi)容 定位與夾緊 1 配料 無縫鋼管切斷 1車 82mm 外圓到 88mm 及 M881.5mm 螺紋（工藝用） 一夾一頂 2車端面及倒角 三爪夾一端，中心架托 88mm 處 3調(diào)頭車 82mm 外圓到 84mm 三一夾一頂 2 車 4車端面及倒角取總長 1686mm（留加 工余量 1mm） 三爪卡盤夾一端，搭中心架托 88mm 處 1半精推鏜孔到 68mm 2精推鏜孔到 69.85mm 3 深孔推鏜 3精鉸（浮動鏜刀鏜孔）到 70 0.02mm，表面粗糙度值 Ra 為 2.5m 一端用 M8

59、81.5mm 螺紋固定在 夾具中，另一端搭中心架 4 滾壓孔 用滾壓頭滾壓孔至 70 mm,表面粗糙 度值 Ra 為 0.32 m 一端用螺紋固定在夾具中,另一端 搭中心架 5 車 1車去工藝螺紋，車 82h6 到尺寸，割 R7 槽 軟爪夾一端，以孔定位頂另一端 第 3 章 套筒類零件的結(jié)構(gòu)特點及工藝分析 13 2鏜內(nèi)錐孔 130及車端面 軟爪夾一端，中心架托另一端( 百 分表找正孔 ) 3調(diào)頭，車 82h6 到尺寸，割 R7 槽 軟爪夾一端，頂另一端 4鏜內(nèi)錐孔 130及車端面 軟爪夾一端，頂另一端 3.3套類零件的加工 由同一軸線的內(nèi)孔和外圓為主要要素或加其他結(jié)構(gòu)(如齒、槽等)組成的零 件

60、統(tǒng)稱套類零件。套類零件的車削上藝主要是指圓柱孔的加丁工藝，其加工特 點是： 孔加工在工件內(nèi)部進行，觀察、測量較困難，尤其是小孔、深孔的加工； 受孔徑和孔深的限制，刀桿較細、較長，降低了刀桿的剛性； 排屑困難，切削液不易進入切削區(qū)； 薄壁工件受夾緊力、切削力的作用容易變形。本章只介紹一般套類零件 的車削。 套類零件的主要技術(shù)要求是： 孔和外圓的尺寸精度和表面粗糙度； 孔和外圓的形狀精度，如圓度、圓柱度等； 孔與其他幾何元素間的位置精度。如圖 33 所示的軸承套，形狀精度要 求有：30H7 孔的圓度公差為 001mm，45js6 外圓的圓度公差為 0005mm；位置精度要求有：45js6 外圓對

61、30H7 孔的軸線徑向圓跳動公差 為 001mm，左端面對 30H7 孔軸線的垂直度公差為 001mm，45js6 外圓 的右端面對左端面平行度公差為 001mm。 華北理工大學遷安學院 14 圖 3-3 襯套零件 3.4 套類零件加工刀具的刃磨 刀具的刃磨是車工必須熟練掌握的基本功，車工刀具刃磨技術(shù)能大大影響 工件的加工質(zhì)量與加工效率，因此，在課題練習前熟練而準確地掌握刀具刃磨 技術(shù)是必需的。下面我們介紹一下與套類零件基本刀具的刃磨相關(guān)的知識。 3.5 麻花鉆 一般的套類零件的加工通常是用鉆頭在實心的材料上鉆孔，再經(jīng)過擴孔或 鏜孔來達到圖紙的要求，鉆頭一般用高速鋼材料制成。隨著高速切削技術(shù)的

62、發(fā) 展，鑲嵌硬質(zhì)合金的鉆頭也得到了廣泛的應用。 3.5.1 麻花鉆的組成（圖 3-4） （1）柄部 麻花鉆有直柄和錐柄兩種，通常直徑小于 12mm 的麻花鉆都 作成直柄的。直徑大于田 12mm 以上的通常作成錐柄的。鉆削時起傳遞轉(zhuǎn)矩和 鉆頭的夾持定心作用。 （2）頸部 直徑較大的鉆頭在頸部標注有商標、鉆頭直徑和材料牌號等內(nèi) 容。 圖 3-4 麻花鉆 （3）工作部分 這是鉆頭的主要部分，由切削部分和導向部分組成，起切 削和導向作用。 3.5.2麻花鉆工作部分的幾何形狀 麻花鉆的切削部分可看做是正反的兩把車刀，所以它的幾何角度的概念與 車刀基本相同，但也有其特殊性。 （1）螺旋槽 鉆頭的工作部分有

63、兩條螺旋槽，它的作用是構(gòu)成切削刃、排 出切屑和通切削液。 第 3 章 套筒類零件的結(jié)構(gòu)特點及工藝分析 15 （2）前刀面 指螺旋槽面。 （3）主后刀面 指鉆頂?shù)穆菪龍A錐面。 （4）頂角 鉆頭兩主切削刃之間的夾角。頂角大，主切削刃短，定心差， 鉆出的孔容易擴大。但頂角大，前角也增大，切削省力些。頂角小，則反之。 3.6 套類零件加工過程中的主要工藝問題 一般套筒類零件在機械加工中的主要工藝問題是保證內(nèi)外圓的相互位置精 度（即保證內(nèi)、外圓表面的同軸度以及軸線與端面的垂直度要求）和防止變形。 3.5.1 保證相互位置精度 要保證內(nèi)外圓表面間的同軸度以及軸線與端面的垂直度要求，通?？刹捎?下列三種工藝

64、方案： 在一次安裝中加工內(nèi)外圓表面與端面。這種工藝方案由于消除了安裝誤差 對加工精度的影響，因而能保證較高的相互位置精度。在這種情況下，影響零 件內(nèi)外圓表面間的同軸度和孔軸線與端面的垂直度的主要因素是機床精度。該 工藝方案一般用于零件結(jié)構(gòu)允許在一次安裝中，加工出全部有位置精度要求的 表面的場合。為了便于裝夾工件，其毛坯往往采用多件組合的棒料，一般安排 在自動車床或轉(zhuǎn)塔車床等工序較集中的機床上加工。圖 313 所示的襯套零件 就是采用這一方案的典型零件。其加工工藝過程參見表 313。 表 33 棒料毛坯的機械加工工藝過程 序號 工序內(nèi)容 定位基準 1 加工端面、粗加工外圓表面，粗加工孔，半精加工

65、或精加工 外圓、精加工孔、倒角、切斷(見圖 3170) 外圓表面、端面(定 料用) 2 加工另一端面、倒角 外圓表面 3 鉆潤滑油孔 外圓表面 4 加工油槽 精加工外圓表面(如要求不高的襯套，該工序可由工序 1 中 的精車代替) 外圓表面 華北理工大學遷安學院 16 第 4章 套類零件的編程與分析 4.1 材料選擇與分析 選擇正確的加工方法，加工方法的選擇原則是保證加工表面的加工精度和 表面粗糙度的要求，由于獲得同一級精度及表面粗糙度的加工方法一般有許多， 因而在實際選擇時，要結(jié)合零件的形狀、尺寸大小和形位公差要求等全面考慮。 零件上比較精密表面的加工，常常是通過粗加工、半精加工和精加工逐步

66、達到的。對這些表面僅僅根據(jù)質(zhì)量要求選擇相應的最終加工方法還是不夠的， 還應正確的確定從毛坯到最終成形的加工方案 用數(shù)控車床加工如圖所示的簡單套類零件，工件長度為 44，外圓兩個階 臺尺寸分別為 45，65，并有一個 C1 倒角。內(nèi)孔兩個階臺尺寸分別為 30 ，52，內(nèi)孔中兩階臺端面垂直度要求為 0.02，有一個 C5 倒角和一 個 42 的內(nèi)槽。 加工順序為： 預備加工----車端面----粗車右端輪廓----精車右端輪廓----粗車內(nèi)孔----精車 內(nèi)孔---- 切內(nèi)槽----工件調(diào)頭----車端面---- 粗車左端輪廓----精車左端輪廓。 圖 4.1 套類零件圖 圖中所示為簡單套類零件，該零件表面由兩個階臺組成，其中多個直徑尺 寸與軸向尺寸有較高的尺寸精度和表面粗糙度要求，零件尺寸標注完整，符合 數(shù)控加工尺寸標注要求；輪廓描述清楚完整；零件材料為 45 號鋼，加工切削性 能較好，無熱處理和硬度要求。 套類零件是機械加工中常見的一種加工形式，套類零件要求除尺寸、形狀 第 5 章 套類零件加工過程及結(jié)果分析 17 精度外，內(nèi)孔一般作為配合和裝配基準，孔的直徑尺寸公差等級一般為 IT7