1典型軸數(shù)控車削加工工藝與編程摘 要本次設計主要研究了軸類零件的造型以及對其模型的設計與數(shù)控加工。零件加工中涉及了數(shù)控車床加工、編程、CAD 制圖等，在對所加工零件進行工藝分析額基礎上，擬定了加工方案。選擇了合適的刀具、量具，確定了切削用量。對加工中存在的一些工藝問題（對刀點、加工路線也做了必要的處理），加工出了合格的產(chǎn)品。通過整個加工的過程的制定，充分體現(xiàn)了數(shù)控加工技術在保證加工精度、加工效率，簡化工序等方面的優(yōu)勢。它主要用來研究機械數(shù)控加工的、以及各種機械加工中要注意的問題。關鍵詞：數(shù)控車床；數(shù)控編程；數(shù)控加工工藝2AbstractThis graduation design is mainly studied the model of shaft parts and the model design and nc machining. Parts processing involved in the numerical control lathe processing, programming, CAD drawing, etc., on the based on process analysis of parts processing, processing scheme is worked out. Choose the suitable cutting tools, measuring tool, the cutting parameter is determined. For processing and some technology problems in (to the cutting point, processing route and do the necessary processing), work out the qualified goods. Through the whole machining process, fully embodies the nc machining technology in guarantee the machining precision and machining efficiency, simplify the procedure of advantage. It is mainly used to study the mechanical nc machining, and attention should be paid to the problems in all kinds of mechanical processing.Keywords:CNC lathe,NC programming ,The NC machining process3目 錄摘 要 .1Abstract .2目 錄 .31 零件介紹 .52 加工工藝方案分析 .62.1 定位基準的選擇 .62.2 加工走刀路線的擬定 .72.2.1 零件表面數(shù)控車削加工方案的確定 .72.2.2 加工階段的劃分 .82.2.3 工序的劃分 .92.2.4 加工順序的安排 .112.3 數(shù)控加工工序設計 .152.3.1 機床的選擇 .152.3.2 工件定位與夾緊方案的確定和夾具的選擇 .172.3.3 確定加工方案 .183 加工程序的編制 .194.加工準備 .204.1 毛坯的確定 .204.2 加工設備的選擇 .204.3 夾具的確定 .224.4 刀具的選擇 .234.5 選擇切削用量 .244.5.1 背吃刀量的確定 .244.5.2 主軸轉速的確定 .244.6 量具的選擇 .255 數(shù)控加工工藝卡片的擬定 .276.零件的加工 .2846.1 工件安裝 .286.2 刀具裝夾 .286.3 回機床原點 .296.4 對刀 .306.5 建立工作坐標系 .316.7 自動運行 .32致 謝 .34參考文獻 .36附錄 A 程序單 .3751 零件介紹軸類零件（如圖 1.1）是整個軸類零件的主體。從整體看，整個零件有圓弧曲線加工，左邊有內螺紋是加工的難點，這次的零件工藝難點在于要保證軸零件的圓跳動、同軸度的精度要求，所以在加工工藝安排時最好是要一次成型，避免反復調頭裝夾帶來的精度誤差，整個件呈長軸形，因為中間有一個 Ø5H7 外圓槽，所以加工時必須要保證零件的同軸度，避免加工時軸晃動，導致精度不合格。整個零件除了下料之外，基本上是在數(shù)控車床上完成零件的加工。圖 1.162 加工工藝方案分析2.1 定位基準的選擇為保證各配合表面的位置精度，用三爪自定心卡盤找正工件軸心，用軸心線和工件的右端面作為粗、精加工的定位基準。這樣，既符合基準統(tǒng)一和基準重合原則，也有利于生產(chǎn)率的提高。定位基準簡圖見（圖 2.1）。圖 2.1 定位基準簡圖72.2 加工走刀路線的擬定工藝路線的擬定是制定工藝規(guī)程的重要內容之一，其主要內容包括：選擇定位基準、選擇加工方法、劃分加工階段、安排工序等。在實際加工中，我們應該結合零件的實際情況和現(xiàn)有的生產(chǎn)條件，制定出最佳的工藝路線。2.2.1 零件表面數(shù)控車削加工方案的確定 一般根據(jù)零件的加工精度、表面粗糙度、材料、結構形狀、尺寸及生產(chǎn)類型確定零件表面的數(shù)控車削加工方法及加工方案。數(shù)控車削外圓表面及端面的加工方案如下：（1）加工精度為 IT9IT7 級、表面粗糙度 Ra 為 0.80.2um 的除淬火鋼以外的常用金屬，可以采用粗車、精車的加工方案加工。（2）加工精度為 IT7IT5 級、表面粗糙度 Ra 為 0.630.2um 的除淬火鋼以外的常用金屬，可以采用粗車、半精車、精車的加工方案加工。（3）加工精度高于 IT5 級、表面粗糙度 Ra<0.63um 的除淬火鋼以外的常用金屬，可以采用高精密數(shù)控車床，按粗車、半精車、精車、精密車的加工方案加工。82.2.2 加工階段的劃分當零件的加工質量要求較高時，應把整個數(shù)控加工過程劃分為幾個階段，通常劃分為粗加工、半精加工和精加工三個階段。1粗加工階段（1）粗加工階段是為了去除毛料或毛坯上大部分的余量，使毛料或毛坯在形狀和尺寸上基本接近零件的成品狀態(tài)，這個階段最主要的問題是如何獲得較高的生產(chǎn)效率。（2）加工零件右端。車端面，夾直徑 50mm 毛坯，使伸出65mm，校正、夾緊，用外圓車刀加工端面。粗車外圓及圓弧曲線。粗加工外輪廓 、 、 階梯軸，留精加工余量01.3025.3703.480.5mm 并精加工。（3）最后循環(huán)粗精加工外螺紋 M24×2-6g。（4）加工零件左端。工件換邊安裝，夾 外圓，夾持長025.3719mm 車左端面。車端面保證總長 95 mm，并倒角 C1.51.0（5）加工零件左端：粗加工外輪廓和錐度，留精加工余量0.5mm 并精加工。（6）加工零件左端：粗加工內孔，留精加工余量 0.5mm 并精加工。（7）最后循環(huán)粗精加工內螺紋 M30×1.5-6g。2半精加工階段9半精加工階段是使零件的主要表面達到工藝規(guī)定的加工精度，并保留一定的精加工余量，為精加工做好準備。半精加工階段一般安排在熱處理之前進行，在這個階段，可以將不影響零件使用性能和設計精度的零件次要表面加工完畢。3精加工階段精加工階段是使零件的主要表面達到工藝規(guī)定的加工精度，精加工階段一般安排在熱處理之前進行，在這個階段，可以將不影響零件使用性能和設計精度的零件加工完畢。2.2.3 工序的劃分工序的劃分一般分為兩個原則，即工序集中和工序分散的原則1、工序集中就是零件的加工集中在少數(shù)工序內完成，而每一工序的加工內容卻比較多。其特點：1）采用高效專用設備及工藝裝備，生產(chǎn)效率高。2）工件裝夾次數(shù)減少，易于保證表面間位置精度，還能減少工序間運輸量，縮短生產(chǎn)周期。3)工序數(shù)目少，可減少機床數(shù)量，操作工人數(shù)和生產(chǎn)面積，還可簡化生產(chǎn)計劃和生產(chǎn)組織工作。4）因采用了結構復雜的專用設備及工藝裝備，便投資大，調數(shù)和維修復雜，生產(chǎn)準備工作量大，轉換新產(chǎn)品比較費時。2、工序分散就是將工件的加工分散在較多的工序內進行，每道工序的加工內容很少，最少時每個工序僅一個簡單工步。其特點:101)設備及工藝裝備比較簡單，調整和維修方便，工人容易掌握，生產(chǎn)準備工作量少，又易于平衡工序時間，易適應產(chǎn)品更換。2）可采用最合理的切削用量，減少基本時間。3）設備數(shù)量多，操作工人多，占用生產(chǎn)面積大。工序的劃分方法 工序劃分主要考慮生產(chǎn)綱領、所用設備及零件本身的結構和技術要求等。大批量生產(chǎn)時，若使用多軸、多刀的高效加工中心，工序可按集中原則劃分；若在由組合機床組成的自動線上加工，工序一般按分散原則劃分。隨著現(xiàn)代數(shù)控技術的發(fā)展，特別是車削中心的應用，工藝路線的安排更多地趨向于工序集中。單件小批量生產(chǎn)時，通常采用工序集中原則。成批生產(chǎn)時，可按工序集中原則劃分，也可按工序分散原則劃分，應視具體情況而定。對于結構尺寸和重量都很大的重型零件，加工中心以減少裝夾次數(shù)和運輸量，應采用工序集中原則。對于剛性差、精度高的零件，應按工序分散原則劃分工序。加工工序的劃分原則在數(shù)控機床上加工的零件，一般按工序集中原則劃分工序。劃分方法如下：1)按所用刀具劃分。以同一把刀具完成的那一部分工藝過程為一道工序，這種方法適用于工件的待加工表面較多、機床連續(xù)工作時間較長、加工程序的編制和檢查難度較大等情況。加工中心常用這種方法劃分。 2)按安裝次數(shù)劃分。以一次安裝完成的那一部分工藝過程為一11道工序沈陽機床。這種方法適用于工件的加工內容不多的工件，加工完成后就能達到待檢狀態(tài)。3)按粗、精加工劃分.即粗加工中完成的那部分工藝過程為一道工序，精加工中完成的那一部分工藝過程為一道工序。這種劃分方法適用于加工后變形較大，需粗、加工中心精加工分開的零件，如毛坯為鑄件、焊接件或鍛件。4)按加工部位劃分，即以完成相同型面的那一部分工藝過程為一道工序，對于加工表面多而復雜的零件，可按其結構特點(如內形、外形、曲面和平面等)劃分成多道工序。2.2.4 加工順序的安排 在選定加工方法、劃分工序后，工藝路線擬定的主要內容就是合理安排這些加工方法和加工工序的順序。零件的加工工序通常包括切削加工工序、熱處理工序和輔助工序(包括表面處理、清洗和檢驗等)，這些工序的頃序直接影響到零件的加工質量、生產(chǎn)效率和加工成本。因此沈陽機床，在設計工藝路線時，應合理安排好切削加工、熱處理和輔助工序的順序，并解決好工序間的銜接問題。1、切削加工工序的安排原則基面先行、先粗后精、先主后次、先面后孔，依照上述原則，對于具體的零件，我們首先粗車出軸類零件的外輪廓，然后在半精12車那些有粗糙度要求的表面，最后精車粗糙度要求較高的表面，然后再把零件換到數(shù)控銑床上面去加工出鍵槽。(1)基準面先行原則 用作精基準的表面應先加工。任何零件的加工過程總是先對定位基準進行粗加工和精加工，例如軸類零件總是先加工中心孔，再以中心孔為精基準加工外圓和端面；箱體類零件總是先加工定位用的平面及兩個定位孔，再以平面和定位孔為精基準加工孔系和其他平面。(2)先粗后精 當加工零件精度要求較高時都要經(jīng)過粗加工、半精加工、精加工階段，如果精度要求更高，還包括光整加工等幾個階段。(3)先主后次 即先加工主要表面，然后加工次要表面。(4)先面后孔 對于箱體、支架等零件，平面尺寸輪廓較大，用平面定位比較穩(wěn)定，而且孔的深度尺寸又是以平面為基準的，故應先加工平面，然后加工孔。（5）先內后外原則 即先進行內型內腔加工工序，后進行外形加工工序。（6）上道工序的加工不能影響下道工序的定位與夾緊。（7）以相同安裝方式或用同一刀具加工的工序，最好連續(xù)進行，以減少重復定位次數(shù)。13（8）在同一次安裝中進行的多道工序，應先安排對工件剛性破壞較小的工序。在安排加工順序時，要注意退刀槽、倒角等工作的安排。2、熱處理工序的安排 機械零件中常用的處理工藝有熱處理（退火、正火、調質、滲氮等）和時效（天然時效和人工時效）。這兩種工序在工藝過程中的安排是否恰當，是影響零件加工質量和材料使用性能的重要因素。熱處理和時效的方法、次數(shù)和工藝過程中的位置，應根據(jù)材料和處理的目的而定。熱處理主要用來改善切削性能及消除內應力。一般可分為以下幾種。1）預備熱處理安排在機械加工之前，以改善材料的切削性能及消除內應力為主要目的。常用的方法有退火、正火和調質。例如，為改善切削性能高碳鋼需進行了退火，以降低硬度；低碳鋼需進行正火，以適當提高硬度；為清除內應力，鑄件需進行回火，緞件需進行正火等。2）去除內應力熱處理一般安排在粗加工之后，精加工之前，常用的方法有人工時效、退火等。如精度要求不高的零件，一般將消除殘余應力的人工時效和退火安排在毛坯進入機加工車間之前進行。對精度要求較高的復雜鑄件，在機加工過程中通常安排兩次在毛坯進入機加工車間之前14進行。對精度要求較高的復雜鑄件，在機加工過程中通常安排時效處理：鑄造粗加工時效半精加工時效精加工。對高精度零件，如精密絲杠、精密主軸等，應安排多次消除殘余應力熱處理，加工一次安排一次，甚至采用冰冷處理以穩(wěn)定尺寸。3）最終熱處理以達到圖樣規(guī)定的零件的強度、硬度和耐磨為主要目的，常用的方法有表面淬火、滲碳、滲氮和調質、淬火等，最終熱處理應安排在半精加工之后，磨削加工之前。滲氮處理可以放在半精磨之后，精磨之前。另外，對于床身、立柱等鑄件，常在粗加工前及粗加工后進行自然時效，以消除內應力。3.輔助工序的安排輔助工序的種類很多，如檢驗、去行刺、倒棱邊、去磁、清洗、動平衡、涂防銹漆和包裝等。2.3 數(shù)控加工工序設計工序設計時，所用機床不同，工序設計的要求也不一樣。對普通機床加工工序，加工細節(jié)問題可不必考慮，由操作者在加工過程中處理。對數(shù)控機床加工工序，針對數(shù)控機床加工自動化、自適應差的特點，要充分考慮到加工過程中的每一個細節(jié)，工序設計十分嚴密。15數(shù)控加工工序設計的主要任務是進一步將本工序的工藝裝備、定位夾緊方式加工路線的確定和工步順序的安排、切削用量的選擇等具體確定下來，為編制加工程序做好充分準備。2.3.1 機床的選擇當工件表面的加工方法確定之后，機床的種類就基本上確定了。但是，每一類機床都有不同的型式，它們的工藝范圍、技術規(guī)格、加工精度和表面粗糙度、生產(chǎn)率和自動化程度都各不相同。為了正確地為每一道路工序選擇機床，除了充分了解機床的技術性能外，通常要考慮以下幾點。1.工序節(jié)拍適應性機床的類型應與工序的劃分原則相適應，再根據(jù)加工對象的批量和生產(chǎn)節(jié)拍要求來決定。若工序按集中原則劃分的，對單件小批量生產(chǎn)，則應選擇通用機床或數(shù)控機床，是用一臺數(shù)控機床來完成加工，還是選擇幾臺數(shù)控機床來完成加工；對大批量生產(chǎn)，則應選擇高效自動化機床和多刀、多軸機床。若工序按分散劃分的，則應選擇結構簡單的專用機床。2.形狀尺寸適應性機床的主要規(guī)格尺寸應與工件的外形尺寸和加工表面的有關尺寸相適應。即小工件則選小規(guī)格的機床加工，大工件則選大規(guī)格的機床加工。另外，所選用的數(shù)控機床必須能適應被加工零件的形狀16尺寸要求。這一點應在被加工零件工藝分析的基礎上進行，如加工空間曲面形狀的葉片，往往要選擇四軸或五軸聯(lián)動數(shù)控銑床或加工中心。這里要請注意的是防止由于冗余功能而付出昂貴的代價。3.加工精度適應性機床的精度與工序要求的加工精度相適應。如精度要求低的粗加工工序，應選用精度低的機床；精度要求高的精加工工序，應選用精度高的機床。但機床的精度不能過低，也不能過高。機床精度過低，不能保證加工精度，機床精度過高，又會增加零件的制造成本，應根據(jù)加工精度要求合理選擇，保證有三分之一的儲備量。注意不要一味地追求不必要的高精度。綜合考慮上述因素，在選擇機床時，應充分利用現(xiàn)有的設備，優(yōu)先考慮新技術、新工藝來提高生產(chǎn)效率。2.3.2 工件定位與夾緊方案的確定和夾具的選擇1工件的定位與夾緊方案的確定在數(shù)控機床上工件的定位基準與夾緊方案的確定，應遵循定位基準的選擇原則與工件夾緊的基本要求。此外，在數(shù)控機床上裝夾工件時應考慮以下幾個因素；（1）力求設計基準、工藝基準與編程計算的基準統(tǒng)一。應防止過定位，箱體工件最好選擇一面兩銷作為定位基準。定位基準在數(shù)控機床上要細心找正。為了找正方便，有的機床，例如臥式加工中心工作臺側面，應安裝專用定位板。17（2）盡量減少裝夾次數(shù)。盡可能在一次定位裝夾后就能加工妯全部或大部分待加工表面，以減少裝夾誤差，提高加工表面之間的相互位置精度，并充分發(fā)揮數(shù)控機床的效率。（3）避免采用占機人工調整式方案，以免占機時間太多，影響加工效率。182.3.3 確定加工方案綜合上述分析，軸類件的主要加工表面是外圓表面，還有常見的特形表面，因此針對各種精度等級和表面粗糙度要求，按經(jīng)濟精度選擇加工方法。由基面先行、先粗后精、先主后次、先面后孔、就近不久遠的原則確定軸類零件（如圖 1.1）的工藝路線如下：加工方案的制定與選擇根據(jù)零件圖樣到工序原則，制定以下加工順序方案，選取最佳一種，（即加工工時最短，且又能保證質量）下面分析兩套加工順序方案進行比較。軸類零件: 加工方案一下料粗精車左端外輪廓鉆孔粗精鏜左端內輪廓車內螺紋調頭裝夾，打表保證同軸度修端面保證總長粗精車右端外輪廓切退刀槽及外圓槽車外螺紋檢驗。軸類零件: 加工方案二下料粗精車右端外輪廓切退刀槽及外圓槽車外螺紋調頭裝夾，打表保證同軸度修端面保證總長鉆孔粗精車左端外輪廓粗精鏜左端內輪廓車內螺紋檢驗。分析：以上兩種加工方案，方案二，調頭裝夾的長度 20MM 左右，才能夠保證加工時的同軸度、尺寸精度，根據(jù)圖樣，方案二更為合理，也更能滿足要求，故選擇方案二進行加工。193 加工程序的編制通過對零件圖的分析，軸類零件主要涉直線、圓弧及螺紋。在加工過程中，還有粗加工和精加工兩個步驟。因此，在程序編寫時，我考慮主要使用法蘭克數(shù)控系統(tǒng)的這些指令：G21、G40、G97、G71、G70、G00、G01、G02、G03、M00、M03、M05、M30。根據(jù)上述各個功能指令的作用和用法，同時結合本文 2 工藝路線擬定內容，我一共編制了 2 個程序單來完成零件的加工，詳細程序內容見附錄 A。204.加工準備4.1 毛坯的確定軸類零件可根據(jù)使用要求、生產(chǎn)類型設備條件及結構，零件材料的工藝特性及零件材料組織和性能的要求，零件的結構形狀與外形尺，生產(chǎn)綱領的大小，現(xiàn)有生產(chǎn)條件等，來選用棒料及其他形式的毛坯。但對于外圓直徑相差不大的軸一般以棒料為主。本次設計毛坯選用 45#鋼，45 鋼廣泛用于機械制造是軸類零件的常用材料，它價格便宜經(jīng)過調質（或正火）后，可得到較好的切削性能，而且能獲得較高的強度和韌性等綜合機械性能。 綜合更適合軸類零件的設計。在考慮軸類零件（如圖 1.1）的加工工藝后最后確定下料毛坯尺寸為 Ø50×100mm。4.2 加工設備的選擇在這里加工設備，我們選擇學校有學過的數(shù)控車床，由于選擇CNC 系統(tǒng)時要綜合考慮所需要的系統(tǒng)功能，我們所加工的保齡球用我們學過的法蘭克數(shù)控系統(tǒng)可以實現(xiàn)。設備的參數(shù)具體看（表 4-2）：表 4-2機床型號 單位 CK6140 數(shù)控車床床身最大回轉直徑 mm Ø400拖板最大回轉直徑 mm Ø200最大切削直徑 mm Ø400最大加工長度 mm 1000X/Z 軸最大行程 mm 280/100021X/Z 軸最小位移單位 mm 0.001主軸通孔直徑 mm Ø83主軸內孔錐度 1：20主軸級數(shù) 無極主軸極限轉速 rpm 150-2000工件夾緊方式 mm 手動卡盤主電機功率（變頻） kW 7.5變頻器 kW 11X/Z 軸 N.m 6/6X/Z 軸快移速度 M/min 5/8刀架型式 4 工位電動刀架刀桿尺寸 mm 20×20刀架重復定位精度 mm 0.004尾座型式 有尾座套筒直徑 mm Ø60尾座套筒行程 mm 100尾座頂尖錐孔 莫氏 4#機床凈重 kg 1560機床外型尺寸（L×W×H）mm 2230×1280×1640電力需求（功率/電流） kW/A 10/20重量 kg 1650224.3 夾具的確定由于夾具確定了零件在機床坐標系中的位置，即加工原點的位置，因而首先要求夾具能保證零件在機床坐標系中的正確坐標方向，同時協(xié)調零件與機床坐標系的尺寸。除此之外，主要考慮下列幾點：綜合軸類零件（如圖 1.1）及 2.2 的工藝路線擬定。軸類零件為典型的軸類零件,形狀很規(guī)則，但是在加工過程中由于工件過長，導致加工過程中可能導致橫向切削力過大導致工件原心偏離，故夾具選用三爪自定心卡盤如圖（4.3.1），三爪卡盤裝夾工件時可自動定心，不需找正。但需要注意的是，用三爪卡盤夾緊工件時，為保證足夠的夾緊力，一般要留有 20mm 以上的夾持長度。綜合軸類零件（如圖 1.1）采用三爪卡盤（ 如圖 4.3.1）。如圖 4.3.123244.4 刀具的選擇數(shù)控加工的刀具選擇是數(shù)控加工工序設計的主要內容之一，不但影響機床的加工效率，而且直接影響加工質量。隨著刀具材料性能的提高與結構特性的改善，數(shù)控加工用刀具在耐用度、剛度、抗脆性、斷屑和調整更換等方面的性能已有很大的改善。從如何加工的角度看，加工刀具類型與工藝方案的合理選擇則極為重要。下面對目前的幾種刀具進行初步分析：表 4-4 所用刀具規(guī)格序號 刀具號 刀具名稱 型號 備注1 T01 93°外圓右偏車刀 MVJNR2020K16 高速鋼2 T02 3mm 切斷刀 ZQ1616R 刀片寬 3mm3 T03 60°外螺紋刀 SER2020K16 高速鋼4 T04 95°內孔鏜刀 S16Q-SDUCR11 高速鋼5 T05 3mm 內槽孔切刀 ZQ1616R 刀片寬 3mm6 T06 內孔螺紋刀 SER2020K16 高速鋼7 T07 Ø3 中心鉆 高速鋼8 T08 Ø24 平底鉆 高速鋼254.5 選擇切削用量4.5.1 背吃刀量的確定背吃刀量的確定是根據(jù)余量確定的。在機床功率允許的條件下，盡可能選取較大的背吃刀量，以減少進給次數(shù)。當零件的精度較高時，應留出半精車和精車的余量，半精車余量一般為 0.5mm 左右，半精車之后留精車余量，一般比普通車削時所留余量少，通常取0.20.5mm。因為本零件精度要求不是非常高，所以只需要粗加工和精加工?？蓞⒖急?4.5.1 來選取背吃刀量。表 4.5.1 數(shù)控切削用量推薦表加工內容 背吃刀量Ap/（mm）切削速度vc(m·min )1進給量f/(mm·r)1粗加工 23 80120 0.20.4精加工 0.10.5 120150 0.10.2綜合考慮粗車時背吃刀量選取 2mm，留出精車余量為 0.5mm，精車時背吃刀量為 0.5mm。4.5.2 主軸轉速的確定主軸轉速應根據(jù)零件上加工部位的直徑，并按零件和刀具材料以及加工性質等條件所允許的切削速度來確定。切削學速度除了計算和查表選取外，還可以根據(jù)實踐經(jīng)驗確定。26主要根據(jù)允許的切削速度 Vc(m/min)選取由公式 n= 來進DVc10行計算。式中 Vc 為切削速度；D 為工件或刀具的直徑（mm）現(xiàn)選取工件的中間尺寸為 Ø45 的直徑為例說明其計算過程。D=45mm可參考表 4.5.1 選取，從理論上講， 的值越大越好，因為這cv不僅可以提高生產(chǎn)率，而且可以避免生成積屑瘤的臨界速度，獲得較低的表面粗糙度值。但實際上由于機床、刀具等的限制，綜合考慮：粗車時 vc=120m/min精車時 vc=150m/min代入式中：粗車時 n=1000×120/（3.14×45）=849r/min精車時 n=1000×150/（3.14×45）=1061r/min計算的主軸轉速 n 要根據(jù)機床有的或接近的轉速選取。粗車時 n=850r/min精車時 n=1050r/min274.6 量具的選擇在數(shù)控車削加工工件中，為了確保工件的尺寸精度，必須選擇正確的測量工具，量具種類很多，但不同的工件采用不同的量具作為測量工具。但在數(shù)控車削外圓中多采用千分尺和游標卡尺及直尺作為測量工件的量具。由于游標卡尺是一種通用量具使用方便的特點。對一般精度高的零件選用千分尺。如表 4-6 所示。表 4-6 量具表名稱 規(guī)格 分度值 用途游標卡尺 0-150mm 0.02mm 主要用于測量內、 外尺寸和深度等千分尺 0-150mm 0.001mm 用于長度測量工 具直尺 0-200mm 1mm 用來測量工件的 長度螺紋規(guī) M32*0.75 用來測量螺紋的 標準285 數(shù)控加工工藝卡片的擬定機械加工工藝卡是以工序為單位來簡單明確的說明工件的加工工藝路線，主要用來表示工件的加工流向，共安排生產(chǎn)計劃、組織生產(chǎn)調度用；而機械加工工序卡是在工藝卡的基礎上，按照每道工序所編制的一種工藝文件，主要是用于指導工人完成某一工序所使用的卡片。本次設計的工藝卡見附錄 B。296.零件的加工6.1 工件安裝本次軸類零件采用三爪可調卡盤定心夾緊。在數(shù)控機床上加工零件時，為保證工件的加工精度和加工質量，必須使工件位于機床上的正確位置，也就是通常所說的“定位”，然后將它也就是通常所說的“夾緊”。工件在機床是哪個的定位于夾緊的過程稱為工件的裝夾過程。圖 6-16.2 刀具裝夾本次使用的機床中心高為 20mm，裝夾具體見圖 6-2。30圖 6-26.3 回機床原點機床在生產(chǎn)設計時指定了一個固定的點，作為機床相對運動的坐標原點，這一點就叫機床原點。一般取在卡盤端面與主軸中心線的交點處。為了建立機床坐標，消除機床間隙、累計誤差、取消刀補及坐標偏置，在開機時，除了檢驗機床主軸是否能正常的運轉，檢查各輔助功能是否正常外， 還要將各坐標軸回到機床零點。方法如下：1、X 軸回原點。按下機床回坐標原點按鈕，按下“”鍵，當 X 軸回到原點時，“X 原點燈”會亮起。如圖 6.3.1 所示。 如圖 6.3.131Z 軸回到原點時，按下“”鍵，當 Z 軸回到原點時，“Z 原點燈”會亮起。如圖 6.3.2 所示。 如圖 6.3.26.4 對刀在加工過程中，對刀的準確性將直接影響到工件的精度。對刀點是數(shù)控機床上刀具相對工件運動的起點。我們編寫的數(shù)控程序就是從該點開始執(zhí)行，因此，該點又是程序的起點。對刀點可以選擇在工件上，也可以選擇在工件外面，但是必須零件定位基準有一定的聯(lián)系。在對刀時，將機床進給速率盡可能降低到最低，并換為手輪操作。首先，選擇 X 軸，用手輪慢慢控制刀具沿 X 軸進行試切。然后，沿原路退刀，在刀具補償中設置相關參數(shù)就完成了 X 軸方向對刀。接著，選擇 Z 軸，用手輪控制刀具沿 Z 軸進行試切，并沿原路退刀，在刀具補償中設置相關參數(shù)就完成了 Z 軸方向對刀。32圖 6.46.5 建立工作坐標系在整個工件的加工過程中，數(shù)控機床的運動都是相對運動。當我們對好刀以后，機床就將對刀那一點定義為相對坐標的原點。在加工過程中，機床的動作是由數(shù)控裝置來控制的，為了確定機床上的成形、運動和輔助運動，必須要建立一個坐標系來確定機床上運動的方向和距離，這個坐標系就稱為機床坐標系。在編寫數(shù)控程序前，就要建立整個工件的坐標系，一般情況下，將坐標系原點定在工件右端圓心上。33圖 6.5.1圖 6.5.26.7 自動運行當程序檢查無誤后，合上車床防護罩，按下“AUTO”以及“循34環(huán)啟動” ，調節(jié)轉速和進給量，讓其自動加工，同時注意冷卻液的供給和其他輔助功能的正常運行，直到工件加工完成。35致 謝 六 周 的 時 間 過 去 了 ， 終 于 完 成 了 自 己 的 設 計 ， 說 實 話 ， 這六 周 過 的 真 的 很 匆 忙 ， 當 然 更 多 的 是 感 觸 ， 因 為 這 六 周 我 學 到了 很 多 課 堂 上 學 不 到 的 知 識 和 經(jīng) 驗 。由 于 理 論 知 識 不 太 全 面 ， 設 計 經(jīng) 驗 頗 少 ， 因 此 一 開 始 的 時候 無 從 下 手 。 后 來 在 老 師 的 指 導 下 知 道 了 設 計 要 求 并 理 清 了 設計 思 路 ， 然 后 才 慢 慢 的 開 始 著 手 。 其 實 設 計 起 來 真 的 沒 那 么 簡單 ， 因 為 這 里 的 每 個 數(shù) 據(jù) 都 要 有 依 據(jù) 。 在 設 計 的 過 程 中 我 遇 到了 很 多 問 題 ， 很 多 數(shù) 據(jù) 不 知 從 何 而 來 ， 為 此 ， 經(jīng) 常 去 圖 書 館 查閱 資 料 或 是 找 老 師 幫 忙 。 之 后 在 畫 圖 時 又 加 強 了 自 己 的 CAD知 識 ， 最 終 完 成 了 我 的 任 務 。在 這 樣 的 實 訓 過 程 中 我 感 覺 態(tài) 度 決 定 一 切 ， 無 論 知 識 全 面與 否 ， 都 要 自 己 嘗 試 去 做 并 堅 持 下 去 ， 在 設 計 的 過 程 中 學 到 的知 識 是 無 窮 的 ， 設 計 不 僅 是 對 前 面 所 學 知 識 的 一 種 檢 驗 ， 而 且也 是 對 自 己 能 力 的 一 種 提 高 。 通 過 這 次 設 計 使 我 明 白 了 自 己 的知 識 是 欠 缺 的 ， 以 后 要 學 的 東 西 還 很 多 。 以 前 老 是 自 我 感 覺 良好 ， 認 為 什 么 東 西 都 懂 ， 有 些 眼 高 手 低 ， 現(xiàn) 在 終 于 知 道 學 習 是一 個 長 期 積 累 的 過 程 。 在 以 后 的 工 作 、 生 活 中 都 應 該 不 斷 地 學習 努 力 提 高 自 己 的 知 識 面 和 綜 合 素 質 。在 此 要 感 謝 老 師 對 我 們 悉 心 的 指 導 ， 感 謝 老 師 給 我 們 的 幫助 。 在 設 計 過 程 中 ， 經(jīng) 歷 了 不 少 的 艱 辛 ， 但 收 獲 比 艱 辛 要 大 得36多 。 比 如 ： 培 養(yǎng) 了 我 獨 立 的 工 作 能 力 ， 提 高 了 我 的 動 手 能 力 和思 維 能 力 。 這 些 都 將 對 我 以 后 走 上 工 作 崗 位 起 到 相 應 的 益 處 。有 夢 想 誰 都 了 不 起 ， 有 勇 氣 就 會 有 奇 跡 ！長 風 破 浪 會 有 時 ， 直 掛 云 帆 濟 滄 海 ！37參考文獻1.切削用量簡明實用手冊 黃如林主編 化學工業(yè)出版社 2.機械設計綜合課程設計 王之標、王大康主編機械工業(yè)出版社 3.機床制造工藝設計手冊 王紹俊主編 機械工業(yè)出版社 4.金屬切削機床 宋玉鳴主編 中國勞動社會保障出版社 5.機械制造工藝學課程設計指導趙家齊編 機械工業(yè)出版社 6.簡明機械加工工藝手冊徐圣群主編 上?？茖W技術出版社 7.機械加工工藝師手冊楊叔子主編 機械工業(yè)出版社8.機械設計基礎課程設計指導書 陳立德主高等教育出版社 38附錄 A 程序單軸類零件右端程序O0001G90G99G21G40 程序初始化T0101M03S600 換一號外圓車刀，主軸正轉，轉速600r/min，冷卻液開G00X53Z2 快速定位到加工循環(huán)起點G71U2R1 外圓粗車復合循環(huán)加工，背吃刀量2mm，退刀量 1mmG71P1Q2U0.5W0.1F0.2 X 余量 0.5Z 余量 0.1 進給量 0.2mm/rN1X20 X 向進刀Z0 Z 向進刀X24Z-2 切 C2 倒角Z-20 Z 向進刀X31 X 向進刀G03W-12.614R14 切 R14 圓角G01Z-38.524 Z 向進刀G02X37Z-44R7.5 切 R7.5 圓角G01Z-63 Z 向進刀X48 X 向進刀Z-72 Z 向進刀N2X52 X 向退刀G00X100Z100 退至安全點T0202M03S450 換二號切槽刀，主軸正轉，轉速450r/minG00X32Z3 快速定位到加工循環(huán)起點G01Z-17F0.1 Z 向進刀X20 X 向進刀X36 X 向退刀Z-20 Z 向進刀X20 X 向進刀X38 X 向退刀Z-53 Z 向進刀X30 X 向進刀X38 X 向退刀Z-56 Z 向進刀X30 X 向進刀X38 X 向退刀G00X100Z100 退刀安全距離T0303M03S400 換三號螺紋刀，主軸正轉，轉速450r/min39G00X32Z3 快速定位到加工循環(huán)起點G92X24Z-18F2 螺紋切削循環(huán)指令螺距 2X23 X 進刀至 X23X22 X 進刀至 X22X21.4 X 進刀至 X21.4X21.4 精加工G00X100Z100 退刀安全距離M30 程序結束軸類零件左端程序O0002T0101G99M03S600 換一號外圓車刀，主軸正轉，轉速600r/minG00X52Z3 快速定位到加工循環(huán)起點G71U2R1 外圓粗車復合循環(huán)加工，背吃刀量2mm，退刀量 1mmG71P1Q2U0.5W0.1F0.2 X 余量 0.5Z 余量 0.1 進給量 0.2mm/rN1X41.961 X 向進刀Z0 Z 向進刀X44Z-12 加工錐度Z-25 Z 向進刀N2X55 X 向退刀G00X100Z100 退至安全點T0404M03S650 換四號內孔鏜刀，主軸正轉，轉速650r/minG00X24Z3 快速定位到加工循環(huán)起點G71U2R1 內孔粗車復合循環(huán)加工，背吃刀量2mm，退刀量 1mmG71P1Q2U-0.5W0.1F0.2 X 余量 0.5Z 余量 0.1 進給量 0.2mm/rN1X39 X 向進刀Z0 Z 向進刀G02X33Z-3R3 切 C1 倒角切 R3 圓角G01Z-14 Z 向進刀X30 X 向進刀X28.5Z-15.5 加工錐度Z-28 Z 向進刀N2X24 X 向退刀G00Z200 Z 向退至安全點T0606M03S450 換六號內孔螺紋刀，主軸正轉，轉速450r/minG00X27Z3 快速定位到加工循環(huán)起點G82X28.5Z-24F1.5 螺紋切削循環(huán)指令螺距 1.540X29 X 進刀至 X29X29.5 X 進刀至 X29.5X30 X 進刀至 X30X30 精加工G00X100Z100 退刀安全距離M30 程序結束41產(chǎn)品型號 零件圖號學院 機械加工工藝過程卡片產(chǎn)品名稱 軸零件 零件名稱 軸零件 共 1 頁 第 1 頁材 料 牌 號 45# 毛 坯 種 類 中碳調質結構鋼 毛坯外形尺寸 Ø50×100 每毛坯件數(shù) 1 每 臺 件 數(shù) 1 備 注工 時 工序號工 名序 稱 工 序 內 容車間工段設 備 工 藝 裝 備準終 單件1 下料 金工 割 切割機 游標卡尺 5min 5min2 夾零件左端使伸出 65mm，加工右端 數(shù)控 車 CK6140 扳手 3min 3min3 用 1 號刀粗、精車右端外形輪廓 數(shù)控 車 CK6140 游標卡尺 ，千分尺 8min 8min4 用 2 號刀精切 Ø20×4 外圓槽及 Ø30×5 外圓槽 數(shù)控 車 CK6140 游標卡尺 3min 3min5 用 3 號刀切 M24×2-6g 外螺紋 數(shù)控 車 CK6140 簧規(guī) 5min 5min6 調頭裝夾，打表校正同軸度，使伸出 32mm 加工左端，修端面，保證總長 95mm 數(shù)控 車 CK6140 磁性表座，扳手 6min 6min7 用 7、8 號刀鉆 Ø24×30mm 孔 數(shù)控 車 CK6140 游標卡尺 4min 4min8 用 1 號刀粗、精車左端外形輪廓 數(shù)控 車 CK6140 游標卡尺 ，內徑千分尺 8min 8min9 用 4 號刀粗、精鏜零件左端內孔 數(shù)控 車 CK6140 游標卡尺 3min 3min10 用 6 號刀切 M30×1.5 內螺紋 數(shù)控 車 CK6140 螺紋規(guī) 6min 6min11 拆下零件 扳手 1min 1min12 去毛刺 數(shù)控 鉗 油石 1min 1min42產(chǎn)品型號 零件圖號學院 機械加工工序卡片產(chǎn)品名稱 軸零件 零件名稱 軸零件 共 3 頁 第 1 頁車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號金工 1 割 45#毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù)中碳調質結構鋼 Ø50×100 1 1設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù)切割機 PV600 1 1夾具編號 夾具名稱 切削液工序工時 (分)工位器具編號 工位器具名稱準終 單件1 游標卡尺 1主軸轉速 切削速度 進給量 切削深度 工步工時工步號 工 步 內 容 工 藝 裝 備 r/min m/min mm/r mm 進給次數(shù) 機動 輔助1 下料 游標卡尺 400 80 0.2 30 3設 計（日 期）校 對（日期）審 核（日期）標準化（日期）會 簽（日期）標記處數(shù)更改文件號簽 字日 期標記處數(shù)更改文件號簽 字日 期43產(chǎn)品型號 零件圖號學院 機械加工工序卡片產(chǎn)品名稱 軸零件 零件名稱 軸零件 共 3 頁 第 2 頁車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號學院數(shù)控車間 1 車 45#毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù)中碳調質結構鋼 Ø50×100 1 1設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù)數(shù)控車床 CK6140 1 1夾具編號 夾具名稱 切削液1 三爪卡盤 油性切削油工序工時 (分)工位器具編號 工位器具名稱準終 單件1 游標卡尺，千分尺 14 1主軸轉速 切削速度 進給量 切削深度 工步工時工步號 工 步 內 容 工 藝 裝 備 r/min m/min mm/r mm 進給次數(shù) 機動 輔助1 用 1 號刀粗精車右端外形輪廓，留 0.5mm 余量 外圓車刀、端面車刀 600 0.2 0.5 0.5 1 42 用 1 號刀粗精車右端外形輪廓至尺寸要求 外圓車刀、端面車刀 700 0.1 0.2 0.2 1 1設 計（日 期）校 對（日期）審 核（日期）標準化（日期）會 簽（日期）標記處數(shù)更改文件號簽 字日 期標記處數(shù)更改文件號簽 字日 期44產(chǎn)品型號 零件圖號學院 機械加工工序卡片產(chǎn)品名稱 軸零件 零件名稱 軸零件 共 3 頁 第 3 頁車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號學院數(shù)控車間 1 車 45#毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù)中碳調質結構鋼 Ø50×100 1 1設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù)數(shù)控車床 CK6140 1 1夾具編號 夾具名稱 切削液1 三爪卡盤 油性切削油工序工時 (分)工位器具編號 工位器具名稱準終 單件1 14 1主軸轉速 切削速度 進給量 切削深度 工步工時工步號 工 步 內 容 工 藝 裝 備 r/min m/min mm/r mm 進給次數(shù) 機動 輔助1 用 2 號刀切 Ø20×4 退刀槽及 Ø30×5 外圓槽 3mm 槽刀 400 0.05 0.5 3 6 42 用 3 號刀切 M24X2-6g 外螺紋至尺寸要求 外螺紋刀 400 1.5 0.1 0.5 5 1設 計（日 期）校 對（日期）審 核（日期）標準化（日期）會 簽（日期）標記處數(shù)更改文件號簽 字日 期標記處數(shù)更改文件號簽 字日 期45產(chǎn)品型號 零件圖號學院 機械加工工序卡片產(chǎn)品名稱 軸零件 零件名稱 軸零件 共 3 頁 第 2 頁車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號學院數(shù)控車間 1 車 45#毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù)中碳調質結構鋼 Ø50×100 1 1設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù)數(shù)控車床 CK6140 1 1夾具編號 夾具名稱 切削液1 三爪卡盤 油性切削油工序工時 (分)工位器具編號 工位器具名稱準終 單件1 游標卡尺，千分尺 14 1主軸轉速 切削速度 進給量 切削深度 工步工時工步號 工 步 內 容 工 藝 裝 備 r/min m/min mm/r mm 進給次數(shù) 機動 輔助1 用 1 號刀粗精車左端外形輪廓，留 0.5mm 余量 外圓車刀、端面車刀 600 0.2 0.5 0.5 1 42 用 1 號刀粗精車左端外形輪廓至尺寸要求 外圓車刀、端面車刀 700 0.1 0.2 0.2 1 13 用 7、8 號刀分別打底孔并鉆孔 Ø20 通孔 Ø5 中心鉆、Ø20 麻花鉆 600 0.2 0.5 0.5 1設 計（日 期）校 對（日期）審 核（日期）標準化（日期）會 簽（日期）標記處數(shù)更改文件號簽 字日 期標記處數(shù)更改文件號簽 字日 期46產(chǎn)品型號 零件圖號學院 機械加工工序卡片產(chǎn)品名稱 軸零件 零件名稱 軸零件 共 3 頁 第 2 頁車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號學院數(shù)控車間 1 車 45#毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù)中碳調質結構鋼 Ø50×100 1 1設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù)數(shù)控車床 CK6140 1 1夾具編號 夾具名稱 切削液1 三爪卡盤 油性切削油工序工時 (分)工位器具編號 工位器具名稱準終 單件1 游標卡尺，千分尺 14 1主軸轉速 切削速度 進給量 切削深度 工步工時工步號 工 步 內 容 工 藝 裝 備 r/min m/min mm/r mm 進給次數(shù) 機動 輔助1 用 4 號刀粗鏜右端內孔，留 0.5mm 余量 內孔鏜刀、內徑百分表 500 0.2 0.5 5 6 42 用 4 號刀精鏜右端內孔至尺寸要求 內孔鏜刀、內徑百分表 700 0.1 0.1 0.1 1 13設 計（日 期）校 對（日期）審 核（日期）標準化（日期）會 簽（日期）標記處數(shù)更改文件號簽 字日 期標記處數(shù)更改文件號簽 字日 期47產(chǎn)品型號 零件圖號學院 機械加工工序卡片產(chǎn)品名稱 軸零件 零件名稱 軸零件 共 3 頁 第 2 頁車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號學院數(shù)控車間 1 車 45#毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù)中碳調質結構鋼 Ø50×100 1 1設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù)數(shù)控車床 CK6140 1 1夾具編號 夾具名稱 切削液1 三爪卡盤 油性切削油工序工時 (分)工位器具編號 工位器具名稱準終 單件1 游標卡尺，千分尺 14 1主軸轉速 切削速度 進給量 切削深度 工步工時工步號 工 步 內 容 工 藝 裝 備 r/min m/min mm/r mm 進給次數(shù) 機動 輔助1 用 6 號刀切 M30X1.6-6g 內螺紋至尺寸要求 內螺紋刀 400 1.5 0.1 0.5 5 12設 計（日 期）校 對（日期）審 核（日期）標準化（日期）會 簽（日期）標記處數(shù)更改文件號簽 字日 期標記處數(shù)更改文件號簽 字日 期48