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1、 畢 業(yè) 論 文 畢 業(yè) 設 計 （2012屆） 題 目： 數(shù)控車床零件加工及工藝設計 班 級： ZD904 (班) 專 業(yè)： 數(shù) 控 技 術(shù) 學生姓名： 指導教師： 日 期: 2012-4-20 目 錄 摘要…………………………………

2、………………….……...1 一、 數(shù)控機床簡介…….………..……………………………………2 二、 數(shù)控激光的概念…………….…………………………………..3 三、 數(shù)控機床的特點 …………………………..……………….3 四、 數(shù)控車削加工 ………………………………………………….4 五、 數(shù)控車床加工程序編制 ………………………………….……5 六、 數(shù)控車床的組成和基本原理 ………………….………………5 七、 數(shù)控車床安全操作規(guī)………………….…………..………….…6 八、 數(shù)控車床坐標的確定 ………………………..….……..

3、….……6 九、 運動方向的規(guī)定 ………………………………….……..………7 十、 軸類零件的編程與加工…………………….………….….……..7 十一、 簡單套類零件的編程與加工…………………………...……13 十二、 簡單的盤類零件的編程與加工…………………….……..…18 結(jié)束語……………………………..…………………….………25 參考文獻……………………………….…………….………… 25 畢 業(yè) 論 文 數(shù)控車床零件加工及工藝設計 摘 要 在車床上，利用工件的旋轉(zhuǎn)運動和刀具的直線運動或曲線運動來改變毛坯的形狀和尺寸，把它加工成符合圖紙的要

4、求。 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。 在各類金屬切削機床中，車床是應用最廣泛的一類，約占機床總數(shù)的50%。車床既可用車刀對工件進行車削加工，又可用鉆頭、鉸刀、絲錐和滾花刀進行鉆孔、鉸孔、攻螺紋和滾花等操作。按工藝特點、布局形式和結(jié)構(gòu)特性等的不同，車床可以分為臥式車床、落地車床、立式車床、轉(zhuǎn)塔車床以及仿形車

5、床等，其中大部分為臥式車床。 數(shù)控車削加工是現(xiàn)代制造技術(shù)的典型代表，在制造業(yè)的各個領域如航天、汽車、模具、精密機械、家用電器等各個行業(yè)有著日益廣泛的應用，已成為這些行業(yè)不可或缺的加工手段。 為了子數(shù)控機床上加工出合格的零件，首先需根據(jù)零件圖紙的精度和計算要求等，分析確定零件的工藝過程、工藝參數(shù)等內(nèi)容，用規(guī)定的數(shù)控編程代碼和格式編制出合適的數(shù)控加工程序。編程必須注意具體的數(shù)控系統(tǒng)或機床，應該嚴格按機床編程手冊中的規(guī)定進行程序編制。但從數(shù)控加工內(nèi)容的本質(zhì)上講，各數(shù)控系統(tǒng)的各項指令都是應實際加工工藝要求而設定的。 由于本人才疏學淺，缺乏知識和經(jīng)驗，在設計過程中難免出現(xiàn)不當之處，望各位給

6、予指正并提出寶貴意見。 關鍵詞： 車削加工 刀具 零件的工藝過程 工藝參數(shù) 程序編制 一．數(shù)控機床的簡介 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面的行切。多坐標機床是在三坐標機床的基礎上，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

7、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。數(shù)控機床從組成來看，主要分為以下兩方面： 1.機床本身技術(shù)參數(shù) （1） 作臺工：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?！。?） 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：主軸形式，主軸孔形式等，　　　　　　　　　　　　　

8、　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （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．數(shù)控系統(tǒng) 數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控機床的核心?，F(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

9、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，最關心的是系統(tǒng)的可靠性、可能和優(yōu)越的性價比，因此應該考慮以下幾個方面：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （1）分辨率 分辨率越高，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

10、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 二．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

11、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。 三． 數(shù)控機床的特點 1.具有高度柔性 在保證工件表面精度，主要取決于加工程序，它與普通機床不同，不必制造、更換許多工具、夾具，不需要經(jīng)常調(diào)整機床。因此，數(shù)控機床適用于零件頻繁更換的場合。也就是適合單件、小批生產(chǎn)及新產(chǎn)品的開發(fā)，縮短了生產(chǎn)準備周期，節(jié)省了大量工藝設備的費用。 2．加工精度高 數(shù)控機床的加工精度，一般可達到

12、0.005～0.1mm，數(shù)控機床是按數(shù)字信號形式控制的，數(shù)控裝置每輸出一個脈沖信號，則機床移動部件移動一個脈沖當量（一般為0.001mm），而且機床進給傳動鏈的反向間隙與絲杠螺距平均誤差可由數(shù)控裝置進行補償，因此，數(shù)控機床定位精度比較高。 3．加工質(zhì)量穩(wěn)定、可靠 加工同一批零件，在同一機床，在相同加工條件下，使用相同刀具和加工程序，刀具的走刀軌跡完全相同，零件的一致性好，質(zhì)量穩(wěn)定。 4. 生產(chǎn)率高 數(shù)控機床可有效地減少零件的加工時間和輔助時間，數(shù)控機床的主軸轉(zhuǎn)速和進給量的范圍大，允許機床進行大切削量的強力切削，數(shù)控機床移動部件的快速移動和定位及高速切削加工，

13、減少了半成品的工序間周轉(zhuǎn)時間，提高了生產(chǎn)效率。 5. 改善勞動條件 數(shù)控機床加工前經(jīng)調(diào)整好后，輸入程序并啟動，機床就能自動連續(xù)的進行加工，直至加工結(jié)束。操作者主要是程序的輸入、編輯、裝卸零件、刀具準備、加工狀態(tài)的觀測，零件的檢驗等工作，勞動強度極大降低，機床操作者的勞動趨于智力型工作。另外，機床一般是封閉式加工，即清潔，又安全。 6. 利于生產(chǎn)管理現(xiàn)代化 數(shù)控機床的加工，可預先精確估計加工時間，所使用的刀具、夾具可進行規(guī)范化、現(xiàn)代化管理。數(shù)控機床使用數(shù)字信號與標準代碼為控制信息，易于實現(xiàn)加工信息的標準化，目前已與計算機輔助設計與制造（CAD/CAM）有機

14、地結(jié)合起來，是現(xiàn)代集成制造技術(shù)的基礎。 四．數(shù)控車削加工 車削加工是切削加工中最基本的一種加工方法，它是在車床上利用工件的旋轉(zhuǎn)運動和刀具的移動來加工工件的，因此車削加工是機械加工中運用最廣泛的加工方法，車床占切削加工機床總數(shù)的40﹪左右。 1.數(shù)控車床的分類 ⑴. 按數(shù)控系統(tǒng)的功能分： ① 全功能型數(shù)控車床；② 經(jīng)濟型數(shù)控車床 ⑵．按主軸的配置形式分： ① 臥室數(shù)控車床； ② 立式數(shù)控車床 ⑶．按數(shù)控系統(tǒng)控制的軸數(shù)分：① 兩軸控制的數(shù)控車床；②四軸控制的數(shù)控車床 2.數(shù)控車削加工的主要對象 數(shù)控車床主要用于加工軸類、盤狀類等回轉(zhuǎn)體零件，通過執(zhí)行數(shù)控程序，可以自動完

15、成外圓柱面、成形表面、螺紋、端面等工序的切削加工，并能進行車操、鉆孔、擴孔、鉸孔等工作。 根據(jù)數(shù)控加工的特點，數(shù)控車床最適合切削具有以下要求和特點的回轉(zhuǎn)體零件 ⑴. 精度要求高的回轉(zhuǎn)體零件 ⑵．表面形狀復雜或難以控制尺寸的回轉(zhuǎn)體零件 ⑶．表面粗糙度要求好的回轉(zhuǎn)體零件 ⑷．帶特殊螺紋的回轉(zhuǎn)體零件 3.數(shù)控車削中的加工工藝分析 數(shù)控加工以數(shù)控機床加工中的工藝問題為主要研究對象，以機械制造中的工藝理論為基礎，結(jié)合數(shù)控機床的加工特點，綜合運用多方面的知識來解決數(shù)控加工中的工藝問題。工藝制定的合理與否，對程序編制、機床的加工效率、零件的加工精度都有極為重要的影響。 五．數(shù)控車床的加

16、工程序編制 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，特別適合于復雜形狀回轉(zhuǎn)類零件的加工。 1. 數(shù)控程序編制的基本方法： ⑴ 分析零件圖樣和制定工藝方案 ⑵ 數(shù)學處理 ⑶ 編寫零件加工程序 ⑷ 程序檢驗 2. 數(shù)控程序編制的方法： 手工編程; 計算機自動編程 3.車床的工藝裝備： 由于數(shù)控車床的加工對象多為回轉(zhuǎn)體，一般

17、使用三爪卡盤夾具。 4. 控車床刀具的選刀過程： 第一條路線為：零件圖樣、機床影響因素、選擇刀桿、刀片夾緊系統(tǒng)和選擇刀片形狀，主要考慮機床和刀具的情況；第二條路線為：工件影響因素、選擇工件材料代碼、確定刀片的斷屑槽形代碼，這條路線主要考慮工件的情況。 數(shù)控車床的編程特點：⑴ 加工坐標系：機床坐標系是以機床原點為坐標系原點建立起來的Ｘ、Ｚ軸直角坐標系，成為機床坐標系。車床的機床原點為主軸旋轉(zhuǎn)中心與卡盤后端面之交點。機床坐標系是制造和調(diào)整機床的基礎，也是設置工件坐標系的基礎，一般不允許隨意變動。加工坐標系與機床坐標系方向一致；⑵ 直徑編程方式：在車削加工的數(shù)控程序中，X軸的坐標值為零件圖樣上

18、的直徑值；⑶進刀與退刀方式：快速走刀。 六.數(shù)控車床的組成和基本原理 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。 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. 數(shù)控裝置和伺服系統(tǒng) ⑴ 數(shù)控裝置：它的核心是計算機及運行在其上的軟件，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

19、、檢測等機構(gòu)同時將有關信息反饋給數(shù)控裝置，以便經(jīng)處理后發(fā)出新的執(zhí)行命令。 ⑵ 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)。 七．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。 2. 數(shù)控機床通電后，檢查各開關、按鈕和按鍵是否正常、靈活、機床有無異常現(xiàn)象。 3. 程序輸入后，應仔細核對代碼、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

20、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⑴ 7. 試切削時快速倍率開關必須打到最低擋位。 8. 試切削進刀時，在刀具運行至工件30～50㎜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。 10. 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.

21、 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必須停車處理。 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。 八、 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定的坐標系，也稱為編程坐標系。 ⑴ 工件坐標系原點： 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定為編

22、程坐標原點，該點稱編程原點。從理論上將，工件坐標系的原點選在工件上任何一點都可以，但這可能代理啊繁瑣的計算問題，增添編程困難。為了計算方便，簡化編程，通常是把工件坐標系的原點選在工件的回轉(zhuǎn)中心上，具體位置可考慮設置在工件的左端面（或右端面）上，盡量使編程基準與設計基準、定位基準重合。 ⑵ 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。 ⑶ 換刀：當數(shù)控機床加工

23、過程中需要換刀時，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。 九、運動方向的規(guī)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。 十．軸類零件的編程與加工 根據(jù)下圖所示的待車削零件，材料為45號鋼，其中Ф85圓柱面不加工。在數(shù)控車床上需要進行的工序為：切削Ф80mm

24、和Ф62mm 外圓；R70mm 弧面、錐面、退刀槽、螺紋及倒角。要求分析工藝過程與工藝路線，編寫加工程序。 圖1-1 軸類零件圖 1.零件圖工藝分析 該零件表面由圓柱、圓錐、順圓弧、逆圓弧及雙線螺紋等表面組成。其中多個直徑尺寸有較嚴格的尺寸精度何表面粗糙度等要求；球面Sφ50㎜的尺寸公差還兼有控制該球面形狀（線輪廓）誤差的作用。尺寸標注完整，輪廓描述清楚。零件材料為45鋼，無熱處理和硬度要求。 通過上述分析，可采用以下幾點工藝措施。 ⑴ 對圖樣上給定的幾個精度要求較高的尺寸，因其公

25、差數(shù)值較小。故編程時不必取平均值，而全部取其基本尺寸。 ⑵ 在輪廓曲線上，有三處為過象限圓弧，其中兩處為既過象限又改變進給方向的輪廓曲線，因此在加工時應進行機械間隙補償，以保證輪廓曲線的準確性。 ⑶ 為便于裝夾，坯件左端應預先車出夾持部分（雙點畫線部分），右端面也應先粗車出并鉆好中心孔。毛坯選φ60㎜棒料。 2．零件的定位基準和裝夾方式 確定坯件軸線和左端大端面（設計基準）為定位基準。左端采用三爪自定心卡盤定心夾緊，右端采用活動頂尖支承的裝夾方式。 3．選擇設備 根據(jù)加工零件的外形和材料等條件，選用TND360數(shù)控車床。 4．確定加工順序及進給路線 加工順序按由

26、粗到精＼由遠到近（由右到左）的原則確定。即先從右到左進行粗車（留０.２５㎜精車余量），然后從右到左進行精車，最后車削螺紋。 TND360數(shù)控車床具有粗車循環(huán)和車螺紋循環(huán)功能，只要正確使用編程指令，機床數(shù)控系統(tǒng)就會自動確定進給路線，因此，該零件的粗車循環(huán)和車螺紋循環(huán)不需要人為確定其進給路線（但精車的進給路線需要人為確定）。該零件從右到左沿零件表面輪廓精車進給，如圖所示： 對刀點 圖1-1-1 精車輪廓進給路線 5．刀具的選擇 ① 選用φ５㎜中心鉆鉆削中心孔。 ② 粗車及平端面選用９０硬質(zhì)合金右偏刀，為防止副后刀面

27、與工件輪廓干涉（可用作圖法檢驗），副偏角不宜太小，選k r′=35。 ③ 精車選用90硬質(zhì)合金右偏刀，車螺紋選用硬質(zhì)合金60外螺紋車刀，刀尖圓弧半徑應小于輪廓最小圓角半徑，取r=0.15～0.2㎜。 將所選定的刀具參數(shù)填入數(shù)控加工刀具卡片中（見表1-1），以便編程和操作管理 表1-1 數(shù)控加工刀具卡片 產(chǎn)品名稱或代號 XXX 零件名稱 典型軸 零件圖號 XXX 序號 刀具號 刀具規(guī)格名稱 數(shù)量 加工表面 刀尖半徑 備注 1 T01 F5中心鉆 1 鉆F5㎜中心孔

28、 2 T02 硬質(zhì)合金90外圓車刀 1 車端面及粗車輪廓 右偏刀 3 T03 硬質(zhì)合金60外螺紋車刀 1 精車輪廓及螺紋 0.15 編制 XXX 審核 XXX 批準 XXX 共 頁 第 頁 6．切削用量的選擇 ⑴ 背吃刀量的選擇：輪廓粗車循環(huán)時選ap=3㎜，精車ap=0.25㎜；螺紋粗車循環(huán)時選ap=0.4㎜，精車ap=0.1㎜。 ⑵ 主軸轉(zhuǎn)速的選擇：車直徑和圓弧時，查表選粗車切削速度vc=90m/min 精車切削速度vc=120m/min 然后利用公式vc=πdn/1000技

29、術(shù)主軸轉(zhuǎn)速n（粗車直徑D=60㎜，精車工件直徑取平均值）；粗車500r/min 精車1200r/min。車螺紋時，參照式計算主軸轉(zhuǎn)速n=320r/min ⑶ 進給速度的選擇 查表選擇粗車、精車每轉(zhuǎn)進給量，再根據(jù)加工的實際情況確定粗車每轉(zhuǎn)進給量為0.4㎜/r ，精車每轉(zhuǎn)進給量為0.15㎜/r，最后根據(jù)公式Vf =nf計算粗車、進給速度分別為200 m/min和180 m/min。、 綜合前面分析的各項內(nèi)容，并將其填入表1-2所示的數(shù)控加工工藝卡片。此表是編制加工程序的主要依據(jù)和操作人員配合數(shù)控程序進行數(shù)控加工的指導性文件。主要內(nèi)容包括：工步順序、工步內(nèi)容、各工步所用的刀具及切削

30、用量等。 表1-2 數(shù)控加工工藝卡片 單位 名 稱 產(chǎn)品名稱或代號 零件名稱 零件圖號 典型軸 工序號 程序編號 夾具名稱 使用設備 車間 001 三爪卡盤和活動頂尖 數(shù)控中心 工步號 工步內(nèi)容 刀具號 刀具規(guī)格㎜ 主軸轉(zhuǎn)速r/mm 進給速度 mm/min 背吃刀量 mm 備注 1 平端面 T02 2525 500 手動 2 鉆中心孔 T01 F5 950 手動

31、 3 粗車輪廓 T02 2525 500 200 3 自動 4 精車輪廓 T03 2525 1200 180 0.25 自動 5 粗車螺紋 T03 2525 320 960 0.4 自動 6 精車螺紋 T03 2525 320 960 0.1 自動 編制 XXX 審核 XXX 批準 XXX 年 月 日 共 頁 第 頁 8.編寫程序 按該機床規(guī)定的指令代碼和程序段格式，把加工零件的全部工藝過程編

32、寫成程序清單。該工件的加工程序如下： N0010 G59 X0 Z195 N0020 G90 N0030 G92 X70 Z30 N0040 M03 S450 N0050 N06 T01 N0060 G00 X57 Z1 N0070 G01 X57 Z-170 F80 N0080 G00 X58 Z1 N0090 G00 X51 Z1 N0100 G01 X51 Z-113 F80 N0110 G00 X52 Z1

33、 N0120 G91 N0130 G81 P3 N0140 G00 X-5 Z0 N0150 G01 X0 Z-63 F80 N0160 G00 X0 Z63 N0170 G80 N0180 G81 P2 N0190 G00 X-3 Z0 N0200 G01 X0 Z-25 F80 N0210 G00 X0 Z25 N0220 G80 N0230 G90 N0240 G00 X31 Z-25

34、 N0250 G01 X37 Z-35 F80 N0260 G00 X37 Z1 N0270 G00 X23 Z-72.5 N0280 G00 X26 Z1 N0290 G01 X30 Z-2 F60 N0300 G01 X30 Z-25 F60 N0310 G01 X36 Z-35 F60 N0320 G01 X36 Z-63 F60 N0330 G00 X56 Z-63 N0340

35、 G01 X56 Z-170 F60 N0350 G28 N0360 G29 N0370 M06 T03 N0380 M03 S400 N0390 G00 X31 Z-25 N0400 G01 X26 Z-25 F40 N0410 G00 X31 Z-23 N0420 G01 X26 Z-23 F40 N0430 G00 X30 Z-21 N0440 G01 X26 Z-23 F4

36、0 N0450 G00 X36 Z-35 N0460 G01 X26 Z-25 F40 N0470 G00 X57 Z-113 N0480 G01 X34.5 Z-113 F40 N0490 G00 X57 Z-111 N0500 G01 X34.5 Z-111 F40 N0510 G28 N0520 G29 N0530 M06 T05 N0540 G00 X30 Z2 N0550 G91

37、 N0560 G33 D30 I27.8 X0.1 P3 Q0 N0570 G01 X0 Z1.5 N0580 G33 D30 I27.8 X0.1 P3 Q0 N0590 G90 N0600 G00 X38 Z-45 N0610 G03 X32 Z-54 I60 K-54 F40 N0620 G02 X42 Z-69 I80 K-54 F40 N0630 G03 X42 Z-99 I0 K-84 F40 N0640

38、 G03 X36 Z-108 I64 K-108 F40 N0650 G00 X48 Z-113 N0660 G01 X56 Z-135.4 F60 N0670 G00 X56 Z-113 N0680 G00 X40 Z-113 N0690 G01 X56 Z-135.4 F60 N0700 G00 X50 Z-113 N0710 G00 X36 Z-113 N0720 G01 X56 Z-108 F60 N0730

39、 G00 X36 Z-45 N0740 G00 X36 Z-45 N0750 M03 S800 N0760 G03 X30 Z-54 I60 K-54 F40 N0770 G03 X40 Z-69 I80 K-54 F40 N0780 G02 X40 Z-99 I0 K-84 F40 N0790 G03 X34 Z-108 I64 K-108 F40 N0800 G01 X34 Z-113 F40 N0810 G01

40、 X56 Z-135.4 F40 N0820 G28 N0830 G29 N0840 M06 T03 N0850 M03 S400 N0860 G00 X57 Z-168 N0870 G01 X0 Z-168 F40 N0880 G28 N0890 G29 NO900 M05 N0910 M02 9.加工過程 1 此工件要經(jīng)兩個過程加工完成，所以調(diào)頭時重新確定工件原點，程序中編程原點要與工件原點相對應。執(zhí)行完成第一個程序后，工件調(diào)頭執(zhí)行另一個程序時需重新對兩把刀的

41、Z向原點，因為X向的原點在軸線上，無論工件大小都不會改變的，所以X方向不必再次對刀。 2 輸入程序。 3 進行程序校驗及加工軌跡仿真。 4 自動加工。 5 零件精度檢測。 十一.簡單套類零件的編程與加工 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Φ45㎜，Φ65㎜，兩端同軸度要求為0.04㎜，并有一個C1倒角。內(nèi)孔兩個階臺尺寸分別為Φ30 ㎜，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4㎜2㎜的內(nèi)槽。 圖2-1 套類零件圖 1.套類零件的分析: 圖中所示為簡單套類零件，該零件表面由兩個階臺組

42、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，套類零件喲哀求除尺寸、形狀精度外，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，精密軸套可取IT6，孔的形狀精度應控制在孔徑公差以內(nèi)。對于長度較長的軸套零件，除了圓度要求以外，還應注意內(nèi)孔面的圓柱度，端面內(nèi)孔軸線的圓跳動和垂直度，以及兩端面的平行度等項要求。 2.套類零件的裝夾方案 套類零件的內(nèi)外圓、端面與基準軸線都有一定的形位精度要求，套類

43、零件精基準可以選擇外圓，但常以中心線及一個端面為精加工基準。對不同結(jié)構(gòu)的套類零件，不可能用一種工藝方案就可以保證其形位精度要求。 根據(jù)套類零件的結(jié)構(gòu)特點，數(shù)控車加工中可采用三爪卡盤、四爪卡盤或花盤裝夾，由于三爪卡盤四年定心精度存在誤差，不適于同軸度要求高的工件的二次裝夾。對于能一次加工完成內(nèi)外圓端面、倒角、切斷的套類零件，可采用三爪卡盤裝夾；較大零件經(jīng)常采用四爪啦盤或花盤裝夾；對于精加工零件一般可采用軟卡爪裝夾，也可以采用心軸上裝夾；對于較復雜的套類零件有時也采用專用夾具來裝夾。 3.刀具的選擇 加工套類零件外圓柱面的刀具選擇與軸類零件相同。加工內(nèi)孔是套類零件的特征之一，根據(jù)內(nèi)孔工

44、藝要求，加工方法較多，常用的有鉆孔、擴孔、鏜孔、磨孔、拉孔、研磨孔等。 套類零件一般包括內(nèi)外圓、錐面、圓弧、槽、孔、螺紋等結(jié)構(gòu)。根據(jù)加工需要，常用的刀具還有粗車鏜孔車刀、精車鏜孔車刀、內(nèi)槽車刀、內(nèi)螺紋車刀以及特殊形狀的成型車刀等。 4.切削用量的選擇 根據(jù)被加工表面質(zhì)量要求、刀具材料和工件材料，參考切削用量手冊或有關資料選取切削速度與每轉(zhuǎn)進給量，然后計算主軸轉(zhuǎn)速與進給速度（計算過程略），并將結(jié)果填入工序卡中。 背吃刀量的選擇因粗、精加工而有所不同。粗加工時，在工藝系統(tǒng)剛性和機床功率允許的情況下，盡可能取較大的背吃刀量，以減少進給次數(shù)；精加工時，為保證零件表面粗糙度喲哀求，背吃刀量一般

45、取0.1～0.4㎜較合適。 5.切削液的選擇 套類零件在數(shù)控車加工比軸類零件有更大的難度，由于套類零件的特性使的切削液不易達到切削區(qū)域，切削區(qū)的溫度較高，切削車刀的磨損也比較嚴重。為了使工件減少加工變形，提高加工精度，應根據(jù)不同的工件材料，選擇適合的切削液澆注位置。 6.填寫加工刀具和工序卡 圖所示簡單套類零件的加工刀具和工藝卡 零件圖號 2-1-1 數(shù)控車床 加工工序卡 機床型號 CKA6150 零件名稱 簡單套類零件 機床編號 刀具表 量具表 刀具號 刀補號 刀具名稱 刀具參數(shù)

46、 量具名稱 規(guī)格（mm/min） T01 01 93外圓車刀 D型刀片 游標卡尺 千分尺 0～150／0.02 50～75／0.01 T02 02 91鏜孔車刀 T型刀片 內(nèi)徑百分表 25～50／0.01 T08 08 鉆頭Φ28 游標卡尺 0～150／0.02 工序 工藝內(nèi)容 切削用量 加工性質(zhì) S(r/min) F(mm/r) ap(mm) 1 車端面確定基準 800 0.2～0.3 2 自動 2 鉆孔 300 0.2～0.3

47、 4 手動 3 車Φ45㎜外圓 1200 0.1～0.2 0.5～2 自動 4 調(diào)頭軟爪夾Φ45外圓，車端面確定基準 1000 0.05～0.1 0.5～1.5 自動 5 車Φ65㎜外圓 1200 0.1～0.2 0.5～2 自動 6 鏜孔至尺寸 1000 0.05～0.1 0.3～3 自動 7.編寫加工程序 根據(jù)圖2-1所示零件，分析了工件內(nèi)外圓及內(nèi)槽的加工路線，并且確定了加工時的裝夾方案，以及采用的刀具和切削用量，根據(jù)工藝過程按工序內(nèi)容劃分三個部分，并隨影編程三個程序以完成加工。

48、 1. 機床鉆孔、車Φ45㎜外圓的程序 O0001； N1； G99 M03 S800 T0101； G00 X200.0 Z150.0； G00 X68.0 Z2.0； M08； G71 U1.5 R0.5； G71 P10 Q20 U0.5 W0.05 F0.15； N10 G00 X0； G01 Z-16.0； N20 G00 X68.0； G99 M03 S1200 T0101； G00

49、 X200.0 Z150.0； M08； G70 P10 Q20； G00 X200.0 Z150.0； M05； M30； 2. 機床車Φ65㎜外圓的程序 00002； N1； G99 M03 S800 T0101； G00 X200.0 Z150.0； G00 X68.0 Z2.0； M08； G71 U1.5 R0.5； G71 P10 Q20 U0.5 W0.05 F0.15； N10 G00 X65.0；

50、 G01 Z-28.0； N20 G00 G40 X68.0； G00 X200.0 Z150.0； M09； M00； N2； G99 M03 S1200 T0101； G00 X200.0 Z150.0； M08； G70 P10 Q20； G00 X200.0 Z150.0； M05； M30； 3. 機床鏜孔的程序 00002； N1； G99 M03 S800 T0202； G00 X200.0 Z150.0； G00 X26.0 Z2.

51、0； M08； G71 U1.5 R0.5； G71 P10 Q20 U-0.3 W0.05 F0.15； N10 G00 X52.0； G01 Z-20.0 F0.1； X40.0； X30.0 Z-25.0； N20 G00 X26.0； G00 Z150 M09； M05； M00； N2； G99 M03 S1200 T0202； M08； G00 X26.0 Z2.0； G70 P10 Q20； G00 X200.0

52、Z150.0； M09； M05； M30； 十二.簡單盤類零件的編程與加工 加工如圖3-1所示的盤類零件，分析盤類零件圖樣上的技術(shù)要求，確定加工方法，加工工藝以及常用的刀具，編寫數(shù)控程序加工。要求加工后符合精度和公差要求。該工件材料為45號鋼，F(xiàn)155㎜55㎜盤料。 圖3-1 盤類零件圖 1.盤類零件分析 盤類是機械加工中常見的一種零件，端蓋、齒輪、法蘭盤等都是盤類零件。 盤類零件的加工從它的切削方式看，既可縱向切削也可橫向切削，但要根據(jù)工件毛坯的形狀、材料以

53、及產(chǎn)品精度要求等確定切削方式，同時選取相應的刀具、切削用量、編程方法，以達到對產(chǎn)品精度的保障。 2.盤類工件的裝夾 根據(jù)盤類零件的結(jié)構(gòu)特點，數(shù)控車加工對于中、小型零件經(jīng)常采用三爪卡盤裝夾；較大零件經(jīng)常采用四爪卡盤或花盤裝夾；對于精加工零件一般可采用軟卡爪裝夾，也可以采用心軸裝夾；對于較復雜的盤類零件有時也采用專用夾具裝夾。 確定工件裝夾方案的基本原則: 1. 保證工件裝夾的穩(wěn)定性和牢固可靠。 2. 裝夾能符合工件基準的設定，并保證工件的加工精度。 3. 對于工件的裝、卸較方便，能縮短工件加工的輔助時間。 3.刀具的選擇 盤類零件一般由高速鋼和硬質(zhì)合金車刀加工，對于一些特殊材

54、料工件可采用立方氮化硼、聚晶 金剛石等刀具材料來進行加工，使刀具的加工性能和范圍更加廣泛。刀具類型按結(jié)構(gòu)類分，有整體式、焊接式和機械夾固式三種。 一般盤類零件由外圓、錐面、圓弧 槽、孔、螺紋等構(gòu)成，所以刀具也從基本常見的外圓車刀、端面車刀、縱向槽刀、橫向槽刀、鏜孔車刀、螺紋車刀以及特殊形狀的成型車刀中選擇。 4.切削用量的選擇 盤類零件的切削用量要根據(jù)工件材料、刀具強度、機床性能等因素來確定。盤類零件的結(jié)構(gòu)特點是最大外徑較大，長度較短，被加工工件各部分直徑落差較大。根據(jù)數(shù)控機床的加工特點和數(shù)控系統(tǒng)編程特點，大多可采用徑向加工，但對于外形及內(nèi)孔加工基本還是以軸向工件較多。

55、 對于盤類零件加工時，由于它在徑向加工時受機床夾緊力的限制，切削深度不宜過大。若盤的直徑較大，所選的轉(zhuǎn)速也不能過高。為了使被加工零件的表面粗糙度能夠保持一致，在轉(zhuǎn)速的選擇上可以采用數(shù)控系統(tǒng)所具有的恒線速指令。對于盤類零件加工時的進給速度，可根據(jù)工件圖樣上的技術(shù)要求來確定。 5.切削液的選擇 盤類零件在數(shù)控加工時比普通機床加工時會產(chǎn)生更多的熱量，因為數(shù)控加工相對普通機床加工的切削速度要快，切削區(qū)的溫度較高，切削車刀的磨損也比較嚴重。同時，為了使工件減少加工變形，提高加工精度，要根據(jù)不同的工件的材料，選擇適合的切削液。 6.確定加工路線 根據(jù)工件毛坯情況及圖樣上的技術(shù)要求，考慮工件路

56、線首先要保證加工精度的前提，符合加工 工藝的原則，以最短的加工路徑完成零件的加工，該零件可先粗加工車削工藝臺，即粗車外圓、車端面、鉆孔，調(diào)頭車端面并作為基準，車削外圓Φ150㎜及倒角至尺寸，鏜錐孔及鏜孔F40㎜至精度要求。最后，再調(diào)頭車外輪廓的外錐、外圓弧、外圓及倒角。 7.填寫加工刀具卡和工藝卡 加工工件的刀具和工藝卡 零件圖號 3-1 數(shù)控車床加工工藝卡 機床型號 CKA6150 零件名稱 盤 機床編號 刀具表 量具表

57、刀具號 刀補號 刀具名稱 刀具參數(shù) 量具名稱 規(guī)格（mm/mm） T01 01 93外圓端面車刀 C型刀片 游標卡尺 千分尺 0～200/0.02 150～175/0.01 T02 02 93外圓精車刀 D型刀片 千分尺 150～175/0.01 50～75/0.01 T04 04 91鏜孔車刀 T型刀片 內(nèi)徑表 0.01 T08 08 鉆頭Φ35 游標卡尺 0～150/0.02 工序 工藝內(nèi)容

58、 切削用量 加工性質(zhì) S（r/min） F(mm/r) ap(mm) 數(shù)控車 車外圓、端面完成工藝臺 800 0.2～0.3 2 自動 鉆孔 300 0.2～0.3 17.5 自動 數(shù)控車 調(diào)頭車端面確定基準 1000 0.05～0.1 0.5～1.5 自動 車外圓、倒角 1200 0.05～0.1 0.5～8 自動 鏜錐孔、鏜孔至尺 1200 0.05～0.1 0.3～0.5 自動 數(shù)控車 調(diào)頭軟爪夾F150

59、外圓，車端面 1000 0.1～0.2 0.5～1.5 自動 車外輪廓倒角符合技術(shù)要求 1200 0.1～0.2 0.5～2 自動 8.編寫加工程序 根據(jù)3-1所示零件，分析了工件的加工路線，并且確定了加工時的裝夾方案，以及采用的刀具和切削用量，根據(jù)工藝過程按工序內(nèi)容劃分三個部分，并對應編制三個程序以完成加工。 車削工件工藝臺和鉆孔的程序： 00001 N1 G99 M03 S800 T0101 G00 X200.0 Z156.0 G00 X156.0 Z2.0 M08 G90 X153.0 Z-10

60、.0 F0.2 X151.0 G94 X0.0 Z-2.0 F0.2 G00 X200.0 Z150.0 M05 M00 N2 G99 M03 S300 T0808 G00 X0.0 Z150.0 G00 Z5.0 G01 Z-60.0 F0.2 G00 Z200.0 M09 M05 M30 車削工件外圓、端面、鏜孔的程序： O0002 N1 G50 S1500 G99 G96 S500 M03 T0101 G00 X200.0 Z150.0 G00 X156.0 Z2.0 M0

61、8 G94 X28.0 Z-1.5 F0.2 Z-2.0 F0.1 G90 X151.0 Z-25.0 F0.2 G00 X200.0 Z150.0 M09 M05 M00 N2 G99 G97 S1000 M03 T0202 G00 Z200.0 Z150.0 M08 G00 X152.0 Z2.0 G90 X150.0 Z-22.0 F0.1 X150.0 G00 X144.0 Z1 G01 X152.0 Z-1.0 F0.1 G00 X200.0 Z150.0

62、M09 M05 M00 N3 G99 M03 S1000 T0404 G00 X200.0 Z150.0 G00 X33 Z2.0 M08 G71 U1.5 R0.5 G71 P10 Q20 U-0.3 W0.05 F0.15 N10 G00 G41 X60.0 G01 Z0.0 F0.1 X30.0 -15.0 Z-51.0 N20 G00 G40 X33.0 G00 Z250 M09 M05 M00 N4 G99 M03 S1200 T0404 G00 Z250.0 M

63、08 G00 X33.0 Z2.0 G70 P10 Q20 G00 X200.0 Z150.0 M09 M05 M30 精加工外輪廓的程序 O0003 N1 G99 M03 S1000 T0101 G00 X152.0 Z150.0 G00 X152.0 Z2.0 M08 G94 X33.0 Z0 F0.1 G71 U2.0 R0.5 G71 P10 Q20 U0.5 W0.05 G0.2 N10 G00 G42 X54.0 G01 Z1.0 F0.1 G01 X60.0 Z-2 Z-

64、8.0 G03 X72.0 Z-14.0 R6.0 G02 X84.0 Z-20.0 R6.0 G01 X120.0 G01 X150.0 W-10.0 N20 G00 G40 X152.0 G00 X200.0 Z150.0 M09 M05 M00 N2 G99 M03 S1200 T0202 G00 X200.0 Z150.0 G00 X152.0 Z2.0 M08 G70 P10 Q20 G00 X200.0 Z150.0 M09 M05 M30 結(jié) 束 語 數(shù)控實訓過程可歸納為以下幾步：零件圖

65、分析→擬定工藝方案→編程并輸入\→對刀→仿真→加工零件。在首次實訓中不要一味追求復雜輪廓的工件，幻想把所有的程序都用上，這樣往往不易獲得成功。而應選定幾個有代表性表面的工件來練習，亦可在此基礎上不斷變換練習。通過實例實訓，能夠按零件圖擬定工藝方案、選擇刀具、編程并加工出實訓工件，從而達到舉一反三的目的，獲得事半功倍的效果 參 考 文 獻 1. 勞動和社會保障部教材辦公室組織編寫.數(shù)控車床Fanuc系統(tǒng)編程與操作. 中 國勞動社會保障出版社，2007 2. 孫東洋等編著.數(shù)控編程.南京： 南京大學出版社，1993 3. 杜君文主編.數(shù)控技術(shù).天津： 天津大學出版社，1

66、990 4. 徐宏海主編.數(shù)控加工工藝.北京：化學工業(yè)出版社，2003 李正峰主編.數(shù)控加工工藝.上海.上海交通大學出版社，2004 內(nèi)部資料， 請勿外傳！ 9JWKffwvG#tYM*Jg&6a*CZ7H$dq8KqqfHVZFedswSyXTy#&QA9wkxFyeQ^!djs#XuyUP2kNXpRWXmA&UE9aQ@Gn8xp$R#͑Gx^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5ux^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z8