數(shù)控軸類零件加工工藝設(shè)計畢業(yè)論文3

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1、數(shù)控軸類零件加工工藝設(shè)計摘 要 隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴大，數(shù)控加工技術(shù)對國計民生的一些重要行業(yè)（IT、汽車、輕工、醫(yī)療等）的發(fā)展起著越來越重要的作用，因為效率、質(zhì)量是先進制造技術(shù)的主體。高速、高精加工技術(shù)可極大地提高效率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，縮短生產(chǎn)周期和提高市場競爭能力。而對于數(shù)控加工,無論是手工編程還是自動編程，在編程前都要對所加工的零件進行工藝分析，擬定加工方案，選擇合適的刀具，確定切削用量，對一些工藝問題(如對刀點、加工路線等)也需做一些處理。并在加工過程掌握控制精度的方法,才能加工出合格的產(chǎn)品。本文根據(jù)數(shù)控機床的特點，針對具體的零件，進行了工藝方案的分析，工裝方案的確

2、定，刀具和切削用量的選擇，確定加工順序和加工路線，數(shù)控加工程序編制。通過整個工藝的過程的制定，充分體現(xiàn)了數(shù)控設(shè)備在保證加工精度，加工效率，簡化工序等方面的優(yōu)勢。關(guān)鍵詞 工藝分析加工方案進給路線控制尺寸目錄第1章 1.1數(shù)控的歷史和發(fā)展.1.2數(shù)控車床特點第2章 工藝方案分析2.1 零件圖2.2 零件圖分析2.3 確定加工方法2.4 確定加工方案2.5確定加工路線的原則 2.6軸類零件加工的工藝路線2.7 編制工藝過程卡第3章 工件的裝夾 3.1 定位基準的選擇 3.2定位基準選擇的原則 3.3 確定零件的定位基準 3.4裝夾方式的選擇3.5數(shù)控車床常用的裝夾方式3.6 確定合理的裝夾方式第4章

3、 刀具及切削用量 4.1 選擇數(shù)控刀具的原則4.2 選擇數(shù)控車削用刀具4.3 設(shè)置刀點和換刀點4.4 確定切削用量 第5章 典型軸類零件的加工 5.1 軸類零件加工工藝分析5.2 典型軸類零件加工工藝 5.3 加工坐標系設(shè)置5.4直徑編程和半徑編程5.5 數(shù)控機床常用編程指令（功能字） 附錄一 零件加工程序第6章 結(jié)束語第7章 致謝詞2前 言機械加工的目的是將毛坯加工成符合產(chǎn)品要求的零件。通常，毛坯需要經(jīng)過若干工序才能轉(zhuǎn)化為符合產(chǎn)品要求的零件。一個相同結(jié)構(gòu)相同要求的機器零件，可以采用幾種不同的工藝過程完成，但其中總有一種工藝過程在某一特定條件下是最經(jīng)濟、最合理的。在現(xiàn)有的生產(chǎn)條件下，如何采用經(jīng)

4、濟有效的加工方法，合理地安排加工工藝路線以獲得符合產(chǎn)品要求的零件，最重要的就是要編制出零件的工藝規(guī)程。本文以與切削用量的選擇，工件的定位裝夾，加工順序和典型零件為例，結(jié)合數(shù)控加工的特點，分別進行工藝方案分析，機床的選擇，刀具加工路線的確定，數(shù)控程序的編制，最終形成可以指導(dǎo)生產(chǎn)的工藝文件。在整個工藝過程的設(shè)計過程中，要通過分析，確定最佳的工藝方案，使得零件的加工成本最低，合理的選用定位夾緊方式，使得零件加工方便、定位精準、剛性好，合理選用刀具和切削參數(shù)，使得零件的加工在保證零件精度的情況下，加工效率最高、刀具消耗最低。最終形成的工藝文件要完整，并能指導(dǎo)實際生產(chǎn)。第1章 1.1數(shù)控的歷史和發(fā)展:

5、數(shù)控 的產(chǎn)生依賴于數(shù)據(jù)載體和二進制形式數(shù)據(jù)運算的出現(xiàn)。1908年，穿孔 金屬薄片互換式數(shù)據(jù)載體問世；19世紀末，以紙為數(shù)據(jù)載體并具有輔助功能的控制系統(tǒng)被發(fā)明；1938年，美國麻省理工學(xué)院進行了數(shù)據(jù)快速運算和傳輸，奠定了現(xiàn)代計算機，包括計算機數(shù)字控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)。數(shù)控技術(shù)是與機床控制密切結(jié)合發(fā)展起來的。1952年，第一臺數(shù)控機床問世，成為世界機械工 業(yè)史上一件劃時代的事件，推動了自動化的發(fā)展?，F(xiàn)在，數(shù)控技術(shù)也叫計算機數(shù)控技術(shù)(Computer Numerical Control )，目前它是采用計算機實現(xiàn)數(shù)字程序控制的技術(shù)。這種技術(shù)用計算機按事先存貯的控制程序來執(zhí)行對設(shè)備的控制功能。由于采用計算機

6、替代原先用硬件邏輯電路組成的數(shù)控裝置，使輸入數(shù)據(jù)的存貯、處理、運算、邏輯判斷等各種控制機能的實現(xiàn)，均可通過計算機軟件來完成。1.2數(shù)控車床特點數(shù)控車床與其他類型的車床相比有下列特點：1）通用性強，生產(chǎn)率高，加工精度高且穩(wěn)定，操作者勞動強度低。2）適合于復(fù)雜零件的加工。3）換批調(diào)整方便，適合于多種中小批柔性自動化生產(chǎn)。4）便于實現(xiàn)信息流自動化，在數(shù)控車床基礎(chǔ)上，可實現(xiàn)CIMS（計算機集成制造系統(tǒng)）。 (2)適合于復(fù)雜零件.(3）換批調(diào)整方便，適合于多種中小批柔性自動化生產(chǎn)。 (4）便于實現(xiàn)信息流自動化，在數(shù)控車床基礎(chǔ)上，可實現(xiàn)CIMS（計算機集成制造系統(tǒng)）第2章 工藝方案分析 2.1 零件圖技術(shù)

7、要求1 去除毛刺 尖角倒鈍2 未注倒角均為453 無熱處理和硬度要求 圖1-2 典型軸類零件圖 2.2 零件圖分析 該零件表面由圓柱、順圓弧、逆圓弧、圓錐、槽、螺紋等表面組成。尺寸標注完整，選用毛坯為45#鋼，50mm100mm，無熱處理和硬度要求。 2.3 確定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。 圖上幾個精度要求較高的尺寸，因其公差值較小，所以編程時沒有取平均值，而取其基本尺寸。 通過以上數(shù)據(jù)分析，考慮加工的效率和加工的經(jīng)濟性，最理想的

8、加工方式為車削，考慮該零件為大批量加工，故加工設(shè)備采用數(shù)控車床。根據(jù)加工零件的外形和材料等條件，選用CJK6032數(shù)控機床。加工路線應(yīng)保證被加工工件的精度和表面粗糙度。設(shè)計加工路線要減少空行程時間，提高加工效率。簡化數(shù)值計算和減少程序段，降低編程工作量。據(jù)工件的外形、剛度、加工余量、機床系統(tǒng)的剛度等情況，確定循環(huán)加工次數(shù)。合理設(shè)計刀具的切入與切出的方向。采用單向趨近定位方法，避免傳動系統(tǒng)反向間隙而產(chǎn)生的定位誤差。2.4 確定加工方案 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達到的。對這些表面僅僅根據(jù)質(zhì)量要求選擇相應(yīng)的最終加工方法是不夠的，還應(yīng)正確地確定從毛坯到最終成形的

9、加工方案。加工順序的安排應(yīng)根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)和毛坯狀況，選擇工件定位和安裝方式，重點保證工件的剛度不被破壞，盡量減少變形，因此加工順序的安排應(yīng)遵循以下原則：（1）上道工序的加工不能影響下道工序的定位與夾緊（2）先加工工件的內(nèi)腔后加工工件的外輪廓（3）盡量減少重復(fù)定位與換刀次數(shù)（4）在一次安裝加工多道工序中，先安排對工件剛性破壞較小的工序。 毛坯先夾持左端平端面保證長度76mm，加工外圓20 mm. 28 mm.38mm.再調(diào)頭，車外圓28 mm.用螺紋刀加工螺紋，加工路線應(yīng)保證被加工工件的精度和表面粗糙度。設(shè)計加工路線要減少空行程時間，提高加工效率。簡化數(shù)值計算和減少程序段，降低編程工作量。據(jù)工件

10、的外形、剛度、加工余量、機床系統(tǒng)的剛度等情況，確定循環(huán)加工次數(shù)。合理設(shè)計刀具的切入與切出的方向。采用單向趨近定位方法，避免傳動系統(tǒng)反向間隙而產(chǎn)生的定位誤差。該典型軸加工順序為： 預(yù)備加工-車端面-粗車右端輪廓-精車右端輪廓-切退刀槽 -工件調(diào)頭 -車端面-粗車左端輪廓-精車左端輪廓- -粗車螺紋-精螺紋。 2.5確定加工路線的原則 軸類零件加工工藝規(guī)程注意點:軸類零件中工藝規(guī)程的制訂，直接關(guān)系到工件質(zhì)量、勞動生產(chǎn)率和經(jīng)濟效益。一零件可以有幾種不同的加工方法，但只有某一種較合理，在制訂機械加工工藝規(guī)程中，須注意以下幾點。1)粗基準選擇：有非加工表面，應(yīng)選非加工表面作為粗基準。對所有表面都需加工的

11、鑄件軸，根據(jù)加工余量最小表面找正。且選擇平整光滑表面，讓開澆口處。選牢固可靠表面為粗基準，同時，粗基準不可重復(fù)使用。2)精基準選擇：要符合基準重合原則，盡可能選設(shè)計基準或裝配基準作為定位基準。符合基準統(tǒng)一原則。盡可能在多數(shù)工序中用同一個定位基準。盡可能使定位基準與測量基準重合。選擇精度高、安裝穩(wěn)定可靠表面為精基準。軸類零件加工的技術(shù)要求:尺寸精度軸類零件的主要表面常為兩類，一類是與軸承的內(nèi)圈配合的外圓軸頸，即支承軸頸，用于確定軸的位置并支承軸，尺寸精度要求較高，通常為IT5IT7；另一類為與各類傳動件配合的軸頸，即配合軸頸，其精度稍低，通常為IT6IT9。相互位置精度包括內(nèi)、外表面，重要軸面的

12、同軸度、圓的徑向跳動、重要端面對軸心線的垂直度、端面間的平行度等。該典型軸類零件外圓相互位置精度為0.020.04之間，圓的徑向跳動為0.02，端面與軸心線保持垂直，兩端端面要保持平行。孔的表面與外表面也應(yīng)保持平行。 表面粗糙度: 軸的加工表面都有粗糙度的要求，一般根據(jù)加工的可能性和經(jīng)濟性來確定。該典型軸類零件的直徑為50mm的外圓、外圓錐度及孔的內(nèi)表面的粗糙度均為1.6，其它位置的粗糙度為3.2。在加工該軸類零件時，需采用粗車與精車結(jié)合的方法，在粗加工零件表面輪廓時，必須保證0.5mm的精加工余量，必要時需使用刀偏表，對刀具進給時進行誤差的控制，有效地減小誤差，方能確定該零件在加工精度方面的

13、各種要求。2.6軸類零件加工的工藝路線外圓加工的方法很多，基本加工路線可歸納為四條。 粗車半精車精車對于一般常用材料，這是外圓表面加工采用的最主要的工藝路線。 粗車半精車粗磨精磨對于黑色金屬材料，精度要求高和表面粗糙度值要求較小、零件需要淬硬時，其后續(xù)工序只能用磨削而采用的加工路線。 粗車半精車精車金剛石車 對于有色金屬，用磨削加工通常不易得到所要求的表面粗糙度，因為有色金屬一般比較軟，容易堵塞沙粒間的空隙，因此其最終工序多用精車和金剛石車。 粗車半精粗磨精磨光整加工對于黑色金屬材料的淬硬零件，精度要求高和表面粗糙度值要求很小，常用此加工路線。對于本文所加工的典型軸類零件，將采用“粗車精車”的

14、車削方式，即分別對本零件的兩個端面、外圓、螺紋、外圓錐度、切槽、圓弧、鏜孔七個步驟進行粗加工和精加工。2.7 編制工藝過程卡現(xiàn)代制造技術(shù)系機械加工工藝卡產(chǎn)品名稱圖號零件名稱典型軸類零件共1頁第1頁毛坯種類圓鋼材料牌號45號鋼毛坯尺寸55mm*100mm序號工種工步工藝內(nèi)容備注工具夾具刀具量具1下料55x100卡盤游標卡尺、千分尺2車床車端面、外圓、倒角粗車一端面、外圓、倒角中心鉆卡盤外圓刀3精車一端面、外圓、倒角4車圓錐粗車圓錐外圓車刀5精車圓錐6車螺紋粗車螺紋螺紋刀7精車螺紋8車槽粗車車槽切槽刀9精車車槽10圓弧插補粗車圓弧尖刀11精車圓弧12鏜孔鏜孔（粗車）鏜刀13鏜孔（精車）第3章 工件

15、的裝夾3.1 定位基準的選擇在制定零件加工的工藝規(guī)程時，正確地選擇工件的定位基準有著十分重要的意義。定位基準選擇的好壞，不僅影響零件加工的位置精度，而且對零件各表面的加工順序也有很大的影響。合理選擇定位基準是保證零件加工精度的前提，還能簡化加工工序，提高加工效率。 3.2定位基準選擇的原則1）基準重合原則。為了避免基準不重合誤差，方便編程，應(yīng)選用工序基準作為定位基準，盡量使工序基準、定位基準、編程原點三者統(tǒng)一。2）便于裝夾的原則。所選擇的定位基準應(yīng)能保證定位準確、可靠，定位、夾緊機構(gòu)簡單、易操作，敞開性好，能夠加工盡可能多的表面。3）便于對刀的原則。批量加工時在工件坐標系已經(jīng)確定的情況下，保證

16、對刀的可能性和方便性。 3.3確定零件的定位基準以左右端大端面為定位基準。 3.4裝夾方式的選擇為了工件不致于在切削力的作用下發(fā)生位移，使其在加工過程始終保持正確的位置，需將工件壓緊夾牢。合理的選擇夾緊方式十分重要，工件的裝夾不僅影響加工質(zhì)量，而且對生產(chǎn)率，加工成本及操作安全都有直接影響。3.5數(shù)控車床常用的裝夾方式1）在三爪自定心卡盤上裝夾。三爪自定心卡盤的三個卡爪是同步運動的，能自動定心，一般不需要找正。該卡盤裝夾工件方便、省時，但夾緊力小，適用于裝夾外形規(guī)則的中、小型工件。2）在兩頂尖之間裝夾。對于尺寸較大或加工工序較多的軸類工件，為了保證每次裝夾時的裝夾精度，可用兩頂尖裝夾。該裝夾方式

17、適用于多序加工或精加工。3）用卡盤和頂尖裝夾。當車削質(zhì)量較大的工件時要一段用卡盤夾住，另一段用后頂尖支撐。這種方式比較安全，能承受較大的切削力，安裝剛性好，軸向定位準確，應(yīng)用較廣泛。4）用心軸裝夾。當裝夾面為螺紋時再做個與之配合的螺紋進行裝夾，叫心軸裝夾。這種方式比較安全，能承受較大的切削力，安裝剛性好，軸向定位準確。 3.6 確定合理的裝夾方式裝夾方法：先用三爪自定心卡盤毛坯左端，加工右端達到工件精度要求；再工件調(diào)頭，用三爪自定心卡盤毛坯右端50，再加工左端達到工件精度要求。第4章 刀具及切削用量 4.1 選擇數(shù)控刀具的原則刀具壽命與切削用量有密切關(guān)系。在制定切削用量時，應(yīng)首先選擇合理的刀具

18、壽命，而合理的刀具壽命則應(yīng)根據(jù)優(yōu)化的目標而定。一般分最高生產(chǎn)率刀具壽命和最低成本刀具壽命兩種，前者根據(jù)單件工時最少的目標確定，后者根據(jù)工序成本最低的目標確定。 選擇刀具壽命時可考慮如下幾點根據(jù)刀具復(fù)雜程度、制造和磨刀成本來選擇。復(fù)雜和精度高的刀具壽命應(yīng)選得比單刃刀具高些。對于機夾可轉(zhuǎn)位刀具，由于換刀時間短，為了充分發(fā)揮其切削性能，提高生產(chǎn)效率，刀具壽命可選得低些，一般取15-30min。對于裝刀、換刀和調(diào)刀比較復(fù)雜的多刀機床、組合機床與自動化加工刀具，刀具壽命應(yīng)選得高些，尤應(yīng)保證刀具可靠性。車間內(nèi)某一工序的生產(chǎn)率限制了整個車間的生產(chǎn)率的提高時，該工序的刀具壽命要選得低些當某工序單位時間內(nèi)所分擔(dān)

19、到的全廠開支M較大時，刀具壽命也應(yīng)選得低些。大件精加工時，為保證至少完成一次走刀，避免切削時中途換刀，刀具壽命應(yīng)按零件精度和表面粗糙度來確定。與普通機床加工方法相比，數(shù)控加工對刀具提出了更高的要求，不僅需要岡牲好、精度高，而且要求尺寸穩(wěn)定，耐用度高，斷和排性能壇同時要求安裝調(diào)整方便，這樣來滿足數(shù)控機床高效率的要求。數(shù)控機床上所選用的刀具常采用適應(yīng)高速切削的刀具材料(如高速鋼、超細粒度硬質(zhì)合金)并使用可轉(zhuǎn)位刀片。4.2 選擇數(shù)控車削用刀具數(shù)控車削車刀常用的一般分成型車刀、尖形車刀、圓弧形車刀以及三類。成型車刀也稱樣板車刀，其加工零件的輪廓形狀完全由車刀刀刃的形伏和尺寸決定。數(shù)控車削加工中，常見的

20、成型車刀有小半徑圓弧車刀、非矩形車槽刀和螺紋刀等。在數(shù)控加工中，應(yīng)盡量少用或不用成型車刀。尖形車刀是以直線形切削刃為特征的車刀。這類車刀的刀尖由直線形的主副切削刃構(gòu)成，如90內(nèi)外圓車刀、左右端面車刀、切槽(切斷)車刀及刀尖倒棱很小的各種外圓和內(nèi)孔車刀。尖形車刀幾何參數(shù)(主要是幾何角度)的選擇方法與普通車削時基本相同，但應(yīng)結(jié)合數(shù)控加工的特點(如加工路線、加工干涉等)進行全面的考慮，并應(yīng)兼顧刀尖本身的強度。二是圓弧形車刀。圓弧形車刀是以一圓度或線輪廓度誤差很小的圓弧形切削刃為特征的車刀。該車刀圓弧刃每一點都是圓弧形車刀的刀尖，應(yīng)此，刀位點不在圓弧上，而在該圓弧的圓心上。圓弧形車刀可以用于車削內(nèi)外表

21、面，特別適合于車削各種光滑連接(凹形)的成型面。選擇車刀圓弧半徑時應(yīng)考慮兩點車刀切削刃的圓弧半徑應(yīng)小于或等于零件凹形輪廓上的最小曲率半徑，以免發(fā)生加工干淺該半徑不宜選擇太小，否則不但制造困難，還會因刀尖強度太弱或刀體散熱能力差而導(dǎo)致車刀損壞。4.3 設(shè)置刀點和換刀點刀具究竟從什么位置開始移動到指定的位置呢?所以在程序執(zhí)行的一開始，必須確定刀具在工件坐標系下開始運動的位置，這一位置即為程序執(zhí)行時刀具相對于工件運動的起點，所以稱程序起始點或起刀點。此起始點一般通過對刀來確定，所以，該點又稱對刀點。在編制程序時，要正確選擇對刀點的位置。對刀點設(shè)置原則是:便于數(shù)值處理和簡化程序編制。易于找正并在加工過

22、程中便于檢查，引起的加工誤差小。對刀點可以設(shè)置在加工零件上，也可以設(shè)置在夾具上或機床上，為了提高零件的加工精度，對刀點應(yīng)盡量設(shè)置在零件的設(shè)計基準或工藝基誰上。實際操作機床時，可通過手工對刀操作把刀具的刀位點放到對刀點上，即“刀位點”與“對刀點”的重合。所謂“刀位點”是指刀具的定位基準點，車刀的刀位點為刀尖或刀尖圓弧中心。平底立銑刀是刀具軸線與刀具底面的交點。球頭銑刀是球頭的球心，鉆頭是鉆尖等。用手動對刀操作，對刀精度較低，且效率低。而有些工廠采用光學(xué)對刀鏡、對刀儀、自動對刀裝置等，以減少對刀時間，提高對刀精度。加工過程中需要換刀時，應(yīng)規(guī)定換刀點。所謂“換刀點”是指刀架轉(zhuǎn)動換刀時的位置，換刀點應(yīng)

23、設(shè)在工件或夾具的外部，以換刀時不碰工件及其它部件為準。 4.4 確定切削用量 數(shù)控編程時，編程人員必須確定每道工序的切削用量，并以指令的形式寫人程序中。切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速、背吃刀量及進給速度等。對于不同的加工方法，需要選用不同的切削用量。切削用量的選擇原則是: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)揮機床的性能，最大限度提高生產(chǎn)率，降低成本。第5章 典型軸類零件的加工5.1 軸類零件加工工藝分析（1） 技術(shù)要求 軸類零件的技術(shù)要求主要是支承軸頸和配合軸頸的徑向尺寸精度和形位精度，軸向一般要求不高。軸頸的直徑公差等級通常為IT6-IT8，幾何形狀精度主

24、要是圓度和圓柱度，一般要求限制在直徑公差范圍之內(nèi)。相互位置精度主要是同軸度和圓跳動；保證配合軸頸對于支承軸頸的同軸度，是軸類零件位置精度的普遍要求之一。圖為特殊零件，徑向和軸向公差和表面精度要求較高。 （2）毛坯選擇 軸類零件除光滑軸和直徑相差不大的階梯軸采用熱軋或冷拉圓棒料外，一般采用鍛件；發(fā)動機曲軸等一類軸件采用球墨鑄鐵鑄件比較多。如圖典型軸類直徑相差不大，采用直徑為60mm，材料45#鋼，在鋸床上按150mm長度下料。（3）定位基準選擇 軸類零件外圓表面、內(nèi)孔、螺紋等表面的同軸度，以及端面對軸中心線的垂直度是其相互位置精度的主要項目，而這些表面的設(shè)計基準一般都是軸中心線。用兩中心孔定位符

25、合基準重合原則，并且能夠最大限度地在一次裝夾中加工出多格外圓表面和端面，因此常用中心孔作為軸加工的定位基準。當不能采用中心孔時或粗加工是為了提高工作裝夾剛性，可采用軸的外圓表面作定位基準，或是以外圓表面和中心孔共同作為定位基準，能承受較大的切削力，但重復(fù)定位精度并不太高。 數(shù)控車削時，為了能用同一程序重復(fù)加工和工件調(diào)頭加工軸向尺寸的準確性，或為了端面余量均勻，工件軸向需要定位。采用中心孔定位時，中心孔尺寸及兩端中心孔間的距離要保持一致。以外圓定位時，則應(yīng)采用三爪自定心卡盤反爪裝夾或采用限未支承，以工件端面或臺階兒面作為軸向定位基準。（4）軸類零件的預(yù)備加工 車削之前常需要根據(jù)情況安排預(yù)備加工，

26、內(nèi)容通常有:直-毛坯出廠時或在運輸、保管過程中，或熱處理時常會發(fā)生彎曲變形。過量彎曲變形會造成加工余量不足及裝夾不可靠。因此在車削前需增加校直工序。 切斷-用棒料切得所需長度的坯料。切斷可在弓形鋸床、圓盤鋸床和帶鋸上進行，也可以在普通車床切斷或在沖床上用沖模沖切。 車端面和鉆中心孔對數(shù)控車削而言，通常將他們作為預(yù)備加工工序安排。 （5） 熱處理工序 鑄、鍛件毛坯在粗車前應(yīng)根據(jù)材質(zhì)和技術(shù)要求安排正火火退火處理，以消除應(yīng)力，改善組織和切削性能。性能要求較高的毛坯在粗加工后、精加工前應(yīng)安排調(diào)質(zhì)處理，以提高零件的綜合機械性能；對于硬度和耐磨性要求不高的零件，調(diào)質(zhì)也常作為最終熱處理。相對運動的表面需在精

27、加工前或后進行表面淬火處理或進行化學(xué)熱處理，以提高其耐磨性。（6） 加工工序的劃分一般可按下列方法進行：刀具集中分序法 就是按所用刀具劃分工序，用同一把刀具加工完零件上所有可以完成的部位。再用第二把刀、第三把完成它們可以完成的其它部位。這樣可減少換刀次數(shù),壓縮空程時間，減少不必要的定位誤差。以加工部位分序法 對于加工內(nèi)容很多的零件，可按其結(jié)構(gòu)特點將加工部分分成幾個部分，如內(nèi)形、外形、曲面或平面等。一般先加工平面、定位面，后加工孔；先加工簡單的幾何形狀，再加工復(fù)雜的幾何形狀；先加工精度較低的部位，再加工精度要求較高的部位。以粗、精加工分序法 對于易發(fā)生加工變形的零件，由于粗加工后可能發(fā)生的變形而

28、需要進行校形，故一般來說凡要進行粗、精加工的都要將工序分開。綜上所述，在劃分工序時，一定要視零件的結(jié)構(gòu)與工藝性，機床的功能，零件數(shù)控加工內(nèi)容的多少，安裝次數(shù)及本單位生產(chǎn)組織狀況靈活掌握。另建議采用工序集中的原則還是采用工序分散的原則，要根據(jù)實際情況來確定，但一定力求合理。 （7）工時在加,加工順序的安排應(yīng)根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)和毛坯狀況，以及定位夾緊的需要來考慮，重點是工件的剛性不被破壞。順序一般應(yīng)按下列原則進行：上道工序的加工不能影響下道工序的定位與夾緊，中間穿插有通用機床加工工序的也要綜合考慮。先進行內(nèi)形內(nèi)腔加工序，后進行外形加工工序。以相同定位、夾緊方式或同一把刀加工的工序最好連接進行，以減少重

29、復(fù)定位次數(shù)，換刀次數(shù)與挪動壓板次數(shù)。在同一次安裝中進行的多道工序，應(yīng)先安排對工件剛性破壞小的工序。 在數(shù)控車床上粗車、半精車分別用一個加工程序控制。工件調(diào)頭裝夾由程序中的M00或M01指令控制程序暫停，裝夾后按“循環(huán)啟動”繼續(xù)加工。（8）走刀路線和對刀點選擇 走刀路線包括切削加工軌跡，刀具運動到切削起始點、刀具切入、切出并返回切削起始點或?qū)Φ饵c等非切削空行程軌跡。由于半精加工和精加工的走刀路線是沿其零件輪廓順序進行的，所以確定走刀路線主要在于規(guī)劃好粗加工及空行程的走刀路線。合理確定對刀點,對刀點可以設(shè)在被加工零件上，但注意對刀點必須是基準位或已精加工過的部位，有時在第一道工序后對刀點被加工毀壞

30、，會導(dǎo)致第二道工序和之后的對刀點無從查找，因此在第一道工序?qū)Φ稌r注意要在與定位基準有相對固定尺寸關(guān)系的地方設(shè)立一個相對對刀位置，這樣可以根據(jù)它們之間的相對位置關(guān)系找回原對刀點。這個相對對對刀位置通常設(shè)在機床工作臺或夾具上。 5.2 典型軸類零件加工工藝 （1）確定加工順序及進給路線加工順序按粗到精、由近到遠（由右到左）的原則確定。工件右端加工：既先從右到左進行外輪廓粗車（留0.5mm余量精車），然后從右到左進行外輪廓精車，最后切槽；上道工序的加工不能影響下道工序的定位與夾緊工件調(diào)頭，工件左端加工：粗加工外輪廓、精加工外輪廓盡量減少重復(fù)定位與換刀次數(shù)，切退刀槽，最后螺紋粗加工、螺紋精加工。（2）

31、選擇刀具1）車端面：選用硬質(zhì)合金45度車刀，粗、精車用一把刀完成。2) 粗、精車外圓：（因為程序選用 G71循環(huán)所以粗、精車選用同一把刀）硬質(zhì)合金90度放型車刀，Kr=90度,Kr=60度;E=30度,（因為有圓弧輪廓）以防與工件輪廓發(fā)生干涉,如果有必要就用圖形來檢驗.3)車槽: 選用硬質(zhì)合金車槽刀（刀長12mm，刀寬3mm）4)車螺紋:選用60度硬質(zhì)合金外螺紋車刀. （3）選擇切削用量 表3-5切削用量選擇主軸轉(zhuǎn)速s/(r/min)進給量f/(mm/r)背吃刀量ap/mm粗車外圓 8000.11.5精車外圓8000.050.2粗車螺紋701.50.4精車螺紋701.50.1切槽1150.04

32、數(shù)控加工刀具卡片 表3-1 刀具卡片產(chǎn)品名稱或代號零件名稱典型軸零件圖號序號 刀具號刀具規(guī)格名稱數(shù)量加工表面?zhèn)渥?T01硬質(zhì)合金端面45度車刀1粗、精車端面2T02硬質(zhì)合金90度放型車刀1粗、精車外輪廓左偏刀3T03硬質(zhì)合金車槽刀1切槽4T0460度硬質(zhì)合金外螺紋車刀1粗、精車螺紋用以上數(shù)據(jù)編制工藝卡如下：表3-2 數(shù)控加工工藝卡 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(shè)備車間001 O1111三爪自定心卡盤Cjk6032數(shù)控車間工步號工步內(nèi)容刀具號刀具規(guī)格主軸轉(zhuǎn)速r/min進給速度mm/r背吃刀量mm備注1車端面T0145度刀5000.1手動2粗車外輪廓T02

33、90度防型刀8000.11.5自動3精車外圓輪廓T0290度防型刀8000.050.2自動4切槽T03切槽刀1150.04自動工序號程序編號夾具名稱使用設(shè)備車間00202222三爪自定心卡盤Cjk6032數(shù)控車間工步號工步內(nèi)容刀具號刀具規(guī)格主軸轉(zhuǎn)速r/min進給速度mm/r背吃刀量mm備注1車端面T0145度刀5000.1手動2粗車外輪廓T0290度防型刀8000.11.5自動3精車外圓輪廓T0290度防型刀8000.050.2自動4切退刀槽T03切槽刀1150.04自動5粗車螺紋T0460度外螺紋刀701.50.4自動6精車螺紋T0460度外螺紋刀701.50.1自動編制審核批準年 月 日共

34、 頁 第頁 5.3 加工坐標系設(shè)置 （1）建立工件坐標系（2）試切法對刀在數(shù)控加工中，工件坐標系確定后，還要確定刀尖點在工件坐標系中的位置，即通常所說的對刀問題。在數(shù)控車床上，目前常用的對刀方法為試切對刀法。將工件安裝好之后，先用MDI方式操作機床，用已選好的刀具將工件端面車一刀，然后保持刀具在縱向（Z）尺寸不變，沿橫向（x）退刀。當取工件右端面O為工件原點時，對刀輸入為Z0，如圖3-4（a）用同樣的方法，再將工件的表面車一刀，然后保持刀具在橫向上的尺寸不變，從縱向退刀，停止主軸轉(zhuǎn)動，再量出工件車削后的直徑如圖3-4（b）根據(jù)長度和直徑，既可確定刀具在工件坐標系中的位置。其他各刀都需要進行以上

35、操作，從而確定每把刀具在工件坐標系中的位置。 （3）選擇切削用量 表3-5切削用量選擇主軸轉(zhuǎn)速s/(r/min)進給量f/(mm/r)背吃刀量ap/mm粗車外圓 8000.11.5精車外圓8000.050.2粗車螺紋701.50.4精車螺紋701.50.1切槽1150.04為了螺紋容易配合，螺紋M251.5在車削大徑時，加工到直徑24.7mm，總背吃刀量去0.65P=（0.651.5）mm=0.975mm. 4.2 編程基礎(chǔ)5.4直徑編程和半徑編程數(shù)控車床加：工的是回轉(zhuǎn)體類零件，其橫截面為圓形，所以尺寸有直徑指定和半徑指定兩種方法。當用直徑值編程時，稱為直徑編程法：用半徑值編程時，稱為半徑編程

36、法。用半徑、直徑編程法編輯其程序如下： 半徑編程：G90G01 X*Z* （絕對指令編程）G91 G01 X*Z* （增量指令編程）直徑編程：G90G01X*Z* （絕對指令編程） G91G01X*Z*（增量指令編程）數(shù)控車床出廠時一般設(shè)定為直徑編程。如需用半徑編程，要改變系統(tǒng)中相關(guān)參數(shù)，使系統(tǒng)處于半徑編程狀態(tài)；本章以后，若非特殊說明，各例均為直徑編程。注：當用半徑或直徑編程法時，系統(tǒng)參數(shù)中（機床參數(shù)）“直徑編程半徑編程”，要設(shè)為“ 1 或“0”了。5.5 數(shù)控機床常用編程指令（功能字）F功能F功能指令用于控制切削進給量。在程序中表示每分鐘進給量編程格式G94 FF后面的數(shù)字表示的是每分鐘進給

37、量，單位為 mm/min。例：G94 F100 表示進給量為100mm/min。S功能S功能指令用于控制主軸轉(zhuǎn)速。編程格式 SS后面的數(shù)字表示主軸轉(zhuǎn)速，單位為r/min。在具有恒線速功能的機床上，S功能指令還有如下作用。1)最高轉(zhuǎn)速限制編程格式 G50 SS后面的數(shù)字表示的是最高轉(zhuǎn)速：r/min。例：G50 S3000 表示最高轉(zhuǎn)速限制為3000r/min。2)恒線速取消編程格式 G97 SS后面的數(shù)字表示恒線速度控制取消后的主軸轉(zhuǎn)速，如S未指定，將保留G96的最終值。例：G97 S3000 表示恒線速控制取消后主軸轉(zhuǎn)速3000 r/min。T功能T功能指令用于選擇加工所用刀具。編程格式 TT

38、后面通常有兩位數(shù)表示所選擇的刀具號碼。但也有T后面用四位數(shù)字，前兩位是刀具號，后兩位是刀具長度補償號，又是刀尖圓弧半徑補償號。例：T0303 表示選用3號刀及3號刀具長度補償值和刀尖圓弧半徑補償值。T0300 表示取消刀具補償。 M功能M00： 程序暫停，可用NC啟動命令（CYCLE START）使程序繼續(xù)運行；M03：主軸順時針旋轉(zhuǎn)；M05：主軸旋轉(zhuǎn)停止；M08：冷卻液開；M30：程序停止，程序復(fù)位到起始位置。G指令1）快速定位指令G00G00指令命令機床以最快速度運動到下一個目標位置，運動過程中有加速和減速，該指令對運動軌跡沒有要求。其指令格式：G00 X(U)_ Z(W)_；當用絕對值編

39、程時，X、Z后面的數(shù)值是目標位置在工件坐標系的坐標。當用相對值編程時，U、W后面的數(shù)值則是現(xiàn)在點與目標點之間的距離與方向。2）直線插補指令G01G01指令命令機床刀具以一定的進給速度從當前所在位置沿直線移動到指令給出的目標位置。指令格式：G01 X(U)_Z(W)_F ；其中F是切削進給率或進給速度，單位為mm/r或mm/min，取決于該指令前面程序段的設(shè)置。使用G01指令時可以采用絕對坐標編程，也可采用相對坐標編程。當采用絕對坐編程時，數(shù)控系統(tǒng)在接受G01指令后，刀具將移至坐標值為X、Z的點上；當采用相對坐編程時，刀具移至距當前點的距離為U、W值的點上。3）圓弧插補指令G02、G03 圓弧插

40、補指令命令刀具在指定平面內(nèi)按給定的F進給速度作圓弧插補運動，用于加工圓弧輪廓。圓弧插補命令分為順時針圓弧插補指令G02和逆時針圓弧插補指令G03兩種。其指令格式如下：順時針圓弧插補的指令格式：G02 X(U)_Z(W)_I_K_F_；G02 X(U)_Z(W)_R_ F_；逆時針圓弧插補的指令格式：G03 X(U)_Z(W)_ I_K_F_；G03 X(U)_Z(W)_R_ F_；使用圓弧插補指令，可以用絕對坐標編程，也可以用相對坐標編程。絕對坐標編程時，X、Z是圓弧終點坐標值；增量編程時，U、W是終點相對始點的距離。圓心位置的指定可以用R，也可以用I、K，R為圓弧半徑值；I、K為圓心在X軸和

41、Z軸上相對于圓弧起點的坐標增量; F為沿圓弧切線方向的進給率或進給速度。當用半徑R來指定圓心位置時，由于在同一半徑R的情況下，從圓弧的起點到終點有兩種圓弧的可能性，大于180和小于180兩個圓弧。為區(qū)分起見，特規(guī)定圓心角180時，用“+R”表示；180時，用“-R”。注意：R編程只適于非整圓的圓弧插補的情況，不適于整圓加工。4）外圓粗車固定循環(huán)G711. 格式 G71U(d)R(e)G71P(ns)Q(nf)U(u)W(w)F(f)S(s)T(t)N(ns).F_從序號ns至nf的程序段,指定A及B間的移動指令。.S_.T_N(nf)d:切削深度(半徑指定)不指定正負符號。切削方向依照AA的方

42、向決定，在另一個值指定前不會改變。FANUC系統(tǒng)參數(shù)（NO.0717）指定。e:退刀行程本指定是狀態(tài)指定，在另一個值指定前不會改變。FANUC系統(tǒng)參數(shù)（NO.0718）指定。ns:精加工形狀程序的第一個段號。nf:精加工形狀程序的最后一個段號。u：X方向精加工預(yù)留量的距離及方向。（直徑/半徑）w: Z方向精加工預(yù)留量的距離及方向。5）螺紋切削循環(huán)G82指令直螺紋切削循環(huán)G82 X_Z_R_E_C_P_F_;其中X、Z： 在絕對指令時為螺紋終點 C 的坐標位：增量指令時為螺紋終點 C 相對循環(huán)起點 A 的移動距離。R、E：螺紋收尾長度在Z、X軸方向上的回退量，其為增量。省略時，表示不收尾。C：

43、螺紋頭數(shù)，取0.1或省略時，為單頭螺紋。P： 單頭螺紋時，為主軸基脈沖處距離切削起點的主軸轉(zhuǎn)角（缺省值為 0 ) ;多頭螺紋時為相鄰螺紋頭的切削起改之間對應(yīng)的主軸轉(zhuǎn)角。F：為螺紋導(dǎo)程. 附錄一 零件加工程序19O2010；N001 G00 G97 S500 T0101N002 M03N003 M08N004 G00x58z2N005 G01z-2F50N006 x25N007 x5N008 x0N009 G00x100z100N010 G00x58z0N011 G71U1R1P016Q024x0.5z0.1F100N012 G00x100z100N013 M05N014 M00N015 G00

44、 G97 S800 T0101N016 G00x58z0N017 G01x26F80N018 z-2N019 G01x30W-2F70N020 G01z-35F100N021 x50F70N022 x52z-36F70N023 z-53F100N024 x41.75z-84F70N025 G00x100N026 z100N027 M05N028 M00N029 G00 G97 S600 T0202N030 M03N031 M08N032 G00z0N033 x29.8N034 G01z-27F70N035 x32F120N036 z0N037 G82x29.2z-27F2N038 G82x28

45、.8z-27F2N039 G82x28.4z-27F2N040 G82x28.2z-27F2N041 G82x28.0z-27F2N042 G82x28.0z-27F2N043 G00x100z100N043 M05N044 M00N045 G00 G97 S600 T0303N046 M03N047 M08N048 G00x53z-33N049 G01x52F100N050 z-61N051 x39F70N052 x52F120N053 z-65N054 x39F70N055 x52F120N056 z-69N057 x39F70N058 x52F120N059 G00x100N060 z1

46、00N061 M05N062 M00N063 G00 G97 S600 T0101N064 M03N065 M08N066 G00x57z2N067 G01z-3F120N068 x20F100N069 x5F70N070 x0F50N071 G00x100z100N072 M05N073 M00N074 G00 G97 S600 T0404N075 M03N076 M08N077 G00x57z2N078 G71U1R1P084Q089x0.5z0.1F100N079 M05N080 M00N081 G00 G97 S600 T0404N082 M03N083 M08N084 G00x57z

47、2N085 G01x37.47z2F120N086 G03x35.08z-31.38R24F100N087 G02x36.46z-44.33R9F100N088 G03x35z-57R8F100N089 G01x35z-65F120N090 x42F100N091 G00x100N092 z100N093 M05N094 M00N095 G00 G97 S600 T0105N096 M03N097 M08N098 G00x26z2N099 G71U1R1P103Q108x0.5z0.1F80N100 G00z100N101 x100N102 M05N103 M00N104 G00x30z3N1

48、05 G01z0N106 x28z-1N107 z-26N108 G01x26N109 z3N110 G00x100z100N111 M05N112 M30第6章 結(jié)束語 在數(shù)控車削加工中經(jīng)常遇到的軸類零件,本設(shè)計論文中采用含螺紋零件進行編程設(shè)計,在螺紋車削編程中要注意,數(shù)控車床主軸上必須安裝有脈沖編碼器測定主軸實際轉(zhuǎn)速,從而實現(xiàn)主軸轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)刀具進給一個螺紋導(dǎo)程的同步運動,從螺紋粗車到精車,主軸的轉(zhuǎn)速必須保持不變. 該特殊軸零件結(jié)構(gòu)，有螺紋、倒角、圓弧、槽等。該編程螺紋車削采用螺紋加工循環(huán)指令G76,用該指令編程可以不用寫那么多步程序，省去了很多編程時間。數(shù)控加工的基本編程方法是用點定位指令編寫

49、接近或離開工件等空行程軌跡，要用插補指令編寫工件輪廓的切削進給軌跡。寫畢業(yè)論文作畢業(yè)設(shè)計的每一步，對我們來說都是新的嘗試和挑戰(zhàn)，它使我這幾年所學(xué)的知識得以總結(jié)和鞏固在做這次畢業(yè)設(shè)計過程中也讓我學(xué)到很多，我感到無論做什么事情都要真真正正用心去做，才會使自己更快的成長。我相信，通過這次的實踐，我對數(shù)控的加工能進一步了解，并能使我在以后的加工過程中，有能力加工出更復(fù)雜的零件，精度更高的產(chǎn)品。參考文獻1劉立，數(shù)控編程.北京：理工大學(xué)大學(xué)出版社,2008年2陳子銀、徐鯤鵬.數(shù)控加工技術(shù)M.北京理工大學(xué)出版社,2006年6余英良.數(shù)控加工編程及操作M.北京:高等教育出版社,2004年第一版7黃衛(wèi).數(shù)控技術(shù)與數(shù)控編程M.北京:機械工業(yè)出版社,2004年3眭潤舟.數(shù)控編程與加工技術(shù)M.北京:機械工業(yè)出版社,2006年第一版4詹華西.數(shù)控加工技術(shù)實訓(xùn)教程M.西安:電子科技大學(xué)出版社,2006年5陳富安.數(shù)控機床原理與編程M.西安:西安電子科技大學(xué)出版社,2004年第一版8王愛玲.數(shù)控機床操作技術(shù).北京:機械工出業(yè)版社，2006年9蔡厚道.數(shù)控機床加工工藝.北京:北京理工大學(xué)出版社，2007年10黃康美.數(shù)控加工實訓(xùn)教程M.北京:電子工業(yè)出版社，2004年