畢業(yè)設(shè)計（論文）零件的數(shù)控車削加工工藝與編程

江海學院 零件的數(shù)控車削加工工藝與編程 目 錄 一、摘要.2 二、緒論.3 三、數(shù)控機床的簡介.4 四、數(shù)控加工的概念 .5 五、數(shù)控機床的特點 .5 六、數(shù)控車削加工 .6 七、數(shù)控車床的加工程序編制 .8 八、數(shù)控車床的組成和基本原理 .9 九、數(shù)控車床安全操作規(guī)程.9 十、數(shù)控車床坐標系的確定.10 十一、運動方向的確定.11 十二、畢業(yè)設(shè)計任務(wù).12 十三、簡單軸類零件的編程與加工.14 十四、車削工藝分析.16 十五、軸類零件粗精加工手工編程.19 十六、結(jié)論.25 十七、參考文獻.26 十八、設(shè)計小結(jié).27 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(yīng)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(lǐng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)實際加工工藝要求而設(shè)定的。 由于本人才疏學淺，缺乏知識和經(jīng)驗，在設(shè)計過程中難免出現(xiàn)不當之處，望各位給予指正并提出寶貴意見。關(guān)鍵詞： 車削加工 刀具 零件的工藝過程 工藝參數(shù) 程序編制緒論 機械加工工藝是實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計，保證產(chǎn)品質(zhì)量，節(jié)約能源，降低消耗的重要手段，是企業(yè)進行生產(chǎn)準備，計劃調(diào)度，加工操作，安全生產(chǎn)，技術(shù)檢測和健全勞動組織的重要依據(jù)，也是企業(yè)上品種、上質(zhì)量、上水平，加速產(chǎn)品更新，提高經(jīng)濟效益的技術(shù)保證。 工藝規(guī)程的編制是直接指導產(chǎn)品或零件制造的工藝過程和操作方法的工藝文件，他直接對企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量、效益、競爭能力起著重要的作用。 機械工業(yè)是國民經(jīng)濟各部門的裝備部，國民經(jīng)濟各部門的生產(chǎn)技術(shù)水平和經(jīng)濟效益，在很大程度上取決與機械工業(yè)所能提供裝備的技術(shù)性能、質(zhì)量和可靠性，因此，機械工業(yè)的技術(shù)水平和規(guī)模是衡量一個國家科技水平和經(jīng)濟實力的重要標志。 近年來，世界各國都把提高產(chǎn)業(yè)競爭力和發(fā)展技術(shù)、搶占未來經(jīng)濟制高點作為科技發(fā)展提出更高的要求，特別是制造技術(shù)更加得到了重視。所以，我們要振興機械工業(yè)，使之成為國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)。從而確定機械工業(yè)在國民經(jīng)濟中的重要地位，同時也向機械工業(yè)提出更高的要求。 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(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。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)：數(shù)控機床主要的技術(shù)參數(shù)有下面幾個：（1） 作臺工：零件加工工作平臺，尺寸大小應(yīng)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??；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、可能和優(yōu)越的性價比，因此應(yīng)該考慮以下幾個方面：（1）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(yīng)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(yīng)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。 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。 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(shè)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0.0050.1mm，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)控機床目前正進入高速加工時代，數(shù)控機床移動部件的快速移動和定位及高速切削加工，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(shè)計與制造（CAD/CAM）有機地結(jié)合起來，是現(xiàn)代集成制造技術(shù)的基礎(chǔ)。 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： . 按數(shù)控系統(tǒng)的功能分： 全功能型數(shù)控車床； 經(jīng)濟型數(shù)控車床 按主軸的配置形式分： 臥室數(shù)控車床； 立式數(shù)控車床 按數(shù)控系統(tǒng)控制的軸數(shù)分： 兩軸控制的數(shù)控車床；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。 . 精度要求高的回轉(zhuǎn)體零件。 表面形狀復雜或難以控制尺寸的回轉(zhuǎn)體零件。 表面粗糙度要求好的回轉(zhuǎn)體零件。 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(chǔ)，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。 (1) 確定工件的加工部位和具體內(nèi)容 確定被加工工件需在本機床上完成的工序內(nèi)容及其與前后工序的聯(lián)系。 1.工件在本工序加工之前的情況。例如鑄件、鍛件或棒料、形狀、尺寸、加工余量等。 2.前道工序已加工部位的形狀、尺寸或本工序需要前道工序加工出的基準面、基準孔等。 3.本工序要加工的部位和具體內(nèi)容。 4.為了便于編制工藝及程序，應(yīng)繪制出本工序加工前毛坯圖及本工序加工圖。 (2) 確定工件的裝夾方式與設(shè)計夾具 根據(jù)已確定的工件加工部位、定位基準和夾緊要求，選用或設(shè)計夾具。數(shù)控車床多采用三爪自定心卡盤夾持工件；軸類工件還可采用尾座頂尖支持工件。由于數(shù)控車床主軸轉(zhuǎn)速極高，為便于工件夾緊，多采用液壓高速動力卡盤，因它在生產(chǎn)廠已通過了嚴格的平衡，具有高轉(zhuǎn)速(極限轉(zhuǎn)速可達40006000rmin)、高夾緊力(最大推拉力為20008000N)、高精度、調(diào)爪方便、通孔、使用壽命長等優(yōu)點。為減少細長軸加工時受力變形，提高加工精度，以及在加工帶孔軸類工件內(nèi)孔時，可采用液壓自動定心中心架，定心精度可達0.03mm。 (3) 確定加工方案 1.確定加工方案的原則 制定加工方案的一般原則為：先粗后精，先近后遠，先內(nèi)后外，程序段最少，走刀路線 最短以及特殊情況特殊處理。這些原則并不是一成不變的，對于某些特殊情況，則需要 采取靈活可變的方案。如有的工件就必須先精加工后粗加工，才能保證其加工精度與質(zhì)量。 2.加工路線與加工余量的關(guān)系 在數(shù)控車床還未達到普及使用的條件下，一般應(yīng)把毛坯件上過多的余量，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，則要注意程序的靈活安排。安排一些子程序?qū)τ嗔窟^多的部位先作一定的切削加工。 （4） 確定切削用量與進給量 在編程時，編程人員必須確定每道工序的切削用量。選擇切削用量時，一定要充分考慮影響切削的各種因素，正確的選擇切削條件，合理地確定切削用量，可有效地提高機械加工質(zhì)量和產(chǎn)量。影響切削條件的因素有：機床、工具、刀具及工件的剛性；切削速度、切削深度、切削進給率；工件精度及表面粗糙度；刀具預期壽命及最大生產(chǎn)率；切削液的種類、冷卻方式；工件材料的硬度及熱處理狀況；工件數(shù)量；機床的壽命。 進給量f(mmr)或進給速度F(mmmin)要根據(jù)零件的加工精度、表面粗糙度、刀具和工件材料來選。最大進給速度受機床剛度和進給驅(qū)動及數(shù)控系統(tǒng)的限制。 制定加工工藝是數(shù)控車削加工的前期準備工作，工藝制定的合理與否，對程序的編制、機床的加工效率和零件的加工精度都有重要的影響。數(shù)控車削加工工藝的內(nèi)容是：分析零件圖樣、確定工件在車床上的裝夾方式、各表面的加工順序何刀具進給路線以及切削用量的選擇等。 數(shù)控車床的加工程序編制 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： 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; 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： 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、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(chǔ)，也是設(shè)置工件坐標系的基礎(chǔ)，一般不允許隨意變動。加工坐標系與機床坐標系方向一致； 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的直徑值；進刀與退刀方式：快速走刀。 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。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。數(shù)控裝置和伺服系統(tǒng) 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、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。 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)。數(shù)控車床的基本工作原理 數(shù)控車床安全操作規(guī)程1. 開機前應(yīng)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(guān)、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(yīng)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。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. 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(yīng)重新進行機床“回零”操作，才能再次運行程序。 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。 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(shè)定為編程坐標原點，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(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。 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。 換刀：當數(shù)控機床加工過程中需要換刀時，在編程時就應(yīng)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(yīng)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。 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。 畢業(yè)設(shè)計任務(wù)一.設(shè)計的任務(wù)：1. 課題：數(shù)控車削加工工藝與編程2.設(shè)計課題的來源：學校的畢業(yè)設(shè)計任務(wù)課題3. 課題零件圖：軸類零件圖4. 課題要做的零件要求：（1）合金鋼：具有較高的機械強度，熱處理性能好，淬火性好，在傳遞大功率，要求結(jié)緊湊，耐磨性好，采用合金鋼。（2）毛壞是鑄件（了解鑄件的相關(guān)內(nèi)容）。（3）數(shù)控加工后形位加工公差尺寸表面粗糙度都要滿足圖紙要求。（4）數(shù)控工藝設(shè)計的每個參數(shù)都要有據(jù)可查，并寫清出處。二.設(shè)計的要求及任務(wù)：1. 課題分析，繪制零件的AutoCAD二維圖，分析圖樣，工件的裝夾，選擇加工刀具，切削用量的選擇，確定加工路線。2. 詳細數(shù)控加工工藝分析，擬定數(shù)控加工工序卡片，數(shù)控加工刀具卡。3. 手工編寫零件粗精加工的數(shù)控加工程序。4. 設(shè)計小結(jié)。三.目的1. 熟悉各個零件的數(shù)控車削的加工工藝流程；2. 熟悉AutoCAD軟件操作并進行繪制零件圖：用CAD對所要加工的零件進行繪圖；3. 熟悉數(shù)控系統(tǒng)：指令系統(tǒng)、數(shù)控系統(tǒng)的特點、精度與以前所學的區(qū)別。掌握簡單零件的數(shù)控編程技巧；4. 會選擇各個零件在數(shù)控車削加工過程中常用的刀具；5. 熟悉數(shù)控機床車削零件的加工過程。四.畢業(yè)設(shè)計的關(guān)鍵問題1. 毛壞的設(shè)定和材料的選擇。2. 夾具的設(shè)計（怎樣定位所加工的零件，設(shè)計出合理、簡單的夾具）3. 刀具的選擇（加工零件過程中要用到的刀，如外圓刀、鏜刀、以及刀具的參數(shù)、結(jié)構(gòu)、國際）4. 切削用量的選擇（車成型面主軸的轉(zhuǎn)速，鏜空主軸的轉(zhuǎn)速，切削主軸轉(zhuǎn)速，進給速度的確定，背吃刀量包括粗精加工，要根據(jù)機床的自身情況決定）。5. 零件加工的順序，先加工孔，再加工外圓面，加工零件的走刀路線。6. 零件粗精加工的手工編程。7. 零件數(shù)控機床車削零件的加工過程。8. 操作的注意事項。 簡單軸類零件的編程與加工 工件的定位與裝夾1、加工精度要求 加工圖紙如上圖，零件加工部分包括R15、R20、R26、R18的圓弧，內(nèi)孔的加工，零件的主體長度為85mm,最大的位置直徑58.2、 定位基準的選則 （1）基準重合原則 （2）基準統(tǒng)一原則 （3）便于安裝原則 （4）便于對刀原則 根據(jù)定為基準選擇原則，避免不重合誤差，便于編程，以工序的設(shè)計基準作為定位基準。零件加工是，先以58外圓的軸線作為軸向定為基準，加工零件。然后以零件軸線作為軸向定為基準，以軸臺的端面的中心作為該軸件剩余工序的軸向定位基準，并且把編程遠點選在設(shè)計基準上，掉頭裝夾時一樣。3、 裝夾方式 夾具的作用是保證工件在機床上的正確位置和牢固的 安裝，即定位和裝夾，從而是數(shù)控加工順序進行，保證工件的位置精度，同時也保證工件坐標系能夠建立在正確的位置上。車削加工的工件一般是回轉(zhuǎn)體，對于回轉(zhuǎn)體零件，一般選擇三爪自定心卡盤，本零件選擇 三爪自定心卡盤作夾具。4、 工藝過程制定 由于每個零件結(jié)構(gòu)形狀不同，各表面的技術(shù)要求也有所不同，故加工時，其定位方式各有差異。一般加工外形時，以內(nèi)行定位，加工內(nèi)行時又以外形定位。因而可根據(jù)定位方式的不同來劃分工序?？紤]到零件的形狀不易裝夾，故先加工零件的左邊的部分，然后以左面的零件軸線為定位基準加工右面的部分。并且考慮到加工原則的先近后遠先粗后精制定加工工藝如下：為減少換刀，對刀次數(shù)及減少輔助時間，選用90度外圓車刀進行粗加工和精加工、用切斷刀進行切斷。掉頭用三爪卡盤固定中間最大的直徑58，加工右端，先粗后精，最后進行內(nèi)孔的加工。 車削工藝分析1、 選擇夾具 對于回轉(zhuǎn)體連接，一般選擇三爪自定心卡盤。本零件選擇三爪自定心卡盤作夾具。2、 工序設(shè)計 該零件從棒料開始加工，要進行粗加工、精加工、切斷然后掉頭，先加工外圓再進行內(nèi)孔的加工，還是一樣的先粗后精。（1）粗車外圓 （2）精車循環(huán)（3）切斷 （4）掉頭裝夾（5）粗車外圓 （6）精車循環(huán) （7）內(nèi)孔加工，先粗后精3、 刀具選擇 為適應(yīng)數(shù)控機床加工精度高、加工效率、加工工序集中及零件裝夾次數(shù)少的要求，數(shù)控刀具具有很高的切削效率、高精度、高重復定位精度，可靠度和耐用度。選擇刀具通常要考慮 （1）被加工工件的材料及性能（2）切削工藝的類別（3）被加工工件的幾何形狀，零件精度，加工余量（4）被吃刀量，進給速度，切削速度考慮到以上因素，故粗車時，要選擇強度高、耐用度的刀具以滿足粗車是大吃刀量，大進給量的要求。精車時要選擇精度高、耐用度好的刀具以保證加工精度要求。 （1）粗車-90外圓車刀-T01 （2）精車-90外圓車刀-T02 (3) 切斷-T03 （4）車內(nèi)孔刀數(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 90外圓車刀 1粗車外圓及內(nèi)孔圓 2 T02 90外圓車刀 1精車外圓及內(nèi)孔圓 3 T03 切斷刀 1 刀寬5mm 4 T04 車內(nèi)孔刀 1 編制XXX 審核 XXX 批準 XXX 共 頁 第 頁4、切削用量的選擇 背吃刀量的選擇：輪廓粗車循環(huán)時選ap=2，精車ap=0.25。 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=dn/1000技術(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。 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用量等。單位名稱 XXX 產(chǎn)品名稱或代號 零件名稱 零件圖號 XXX 典型軸 XXX 工序號 程序編號 夾具名稱 使用設(shè)備 車間 001 XXX三爪卡盤和活動頂尖 XXX 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T012525 500 手動 2 粗車輪廓T012525 500 200 2自動 3 精車輪廓T022525 1200 180 0.25自動 4 粗車內(nèi)孔輪廓T04 500 200 2自動 5 精車內(nèi)孔輪廓T04 1200 180 0.25 編制XXX審核 XXX批準XXX年 月 日共 頁第 頁表1-2 數(shù)控加工工藝卡片 軸類零件粗精加工手工編程一、根據(jù)零件圖樣的要求、毛坯情況，確定工藝方案及加工路線 對細長軸類零件，軸心線為工藝基準，用三爪自定心卡盤夾持58mm外圓一頭，使工件伸出卡盤175mm，用頂尖持另一頭，一次裝夾完成粗精加工（注：切斷時將頂尖退出）。 工步順序 粗車外圓?；静捎秒A梯切削路線，粗車22mm、30mm、42mm、58mm，留1mm的余量。掉頭依次是從減到增，內(nèi)孔是從增到減。 自右向左精車各外圓面，再掉頭精車外圓面和內(nèi)孔面。 車螺紋 自右向左粗車R15mm圓弧面，掉頭后的R18內(nèi)孔內(nèi)的圓弧面。 自右向左精車R15mm圓弧面，掉頭后的R18內(nèi)孔內(nèi)的圓弧面。 切斷二、選擇機床設(shè)備根據(jù)零件圖樣要求，選用經(jīng)濟型數(shù)控車床即可到達要求。故選用CK6140型數(shù)控臥式車床。三、選擇刀具根據(jù)加工要求，選用三把刀具，T01為粗加工刀，選90外圓車刀，T02為精加工刀，選90外圓車刀，T03為切斷刀。 同時把三把刀在自動換刀刀架上安裝好，且都對好刀，把它們的刀偏值輸入相應(yīng)的刀具參數(shù)中。四、確定切削用量 切削用量的具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)該機床性能、相關(guān)的手冊并結(jié)合實際經(jīng)驗確定，詳見加工程序。五、確定工件坐標系、對刀點和換刀點確定以工件左端面與軸心線的交點O為工件原點，建立XOZ工件坐標系。采用手動試切對刀方法（操作與上面數(shù)控車床的對刀方法相同）把點O作為對刀點。 刀點設(shè)置在工件坐標系下100、Z100處。六、編寫程序（該程序用于CK6140車床） 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寫成程序清單。該工件的加工程序如下：先夾右端車削左端，棒料伸出105mm，頂端用活動頂尖頂住，保證棒料不要跳動，最后切斷的時候去掉活動頂尖。如下圖；JD08201.MPFN10 G90 G95 (絕對尺寸，進給率，每轉(zhuǎn)進給）N20 M03 S500 (主軸轉(zhuǎn)速為500)N30 G00 X100 Z100 （刀具走到安全點，用于轉(zhuǎn)換刀具）N40 T01 (換車圓外刀)N50 G00 X62 Z2 （刀具走到臨近點，準備循環(huán)走到）循環(huán)走刀N60 -CNAME="JD08202" (循環(huán)方式） R105=1 （加工方式） R106=0.25（精加工余量） R108=2 （粗加工余量） R109=0（切入角） R110=2 （退刀量） R111=0.3(粗加工進給速度） R112=0（精加工進給速度） N70 LCYC95N80 G00 X100 （快速退刀到X100處）N90 Z100 （快速退刀到Z100處） N100 T02 (換2號刀） N110 S1200 M03 F0.1 （精加工的主軸轉(zhuǎn)速，進給量為0.1）N120 JD08202 （調(diào)用子程序）N130 G00 X100 （快速退刀到X100處）N140 Z100 （快速退刀到Z100處）N150 T03 （換切槽刀）N160 S450 M03 F0.04 （主軸轉(zhuǎn)速）N170 GOO X60 Z-90 （快速移動到指定坐標X60,Z-90處）N180 G01 X0 （切斷，直線插補，刀具切到X0處）N190 G00 X100 （快速退刀以X方向，防止撞刀）N200 Z100 （快速退刀安全點）N210 M30 （程序停止） 子程序 JD08202.SPF N10 G01 X20 Z0 （直線插補，刀具移到X20 Z0) N20 X22 Z-1 (切倒角，刀具移到X22 Z-1) N30 Z-10 （刀具直線走到Z-10） N40 X28 （刀具一X軸走到28） N50 X30 Z-11 （切倒角，刀具移到X30 Z-11） N60 Z-18 （刀具直線走到-18） N70 G02 X42 Z-28 CR=27.6（走順圓弧，以X42 Z-28為終點，半徑為27.6） N80 G01 X42 Z-33 (直線插補，以Z軸走到-33) X58 （X軸走到58） Z-49 （Z軸走到-49） X60 （X走到60） N90 M17 （子程序結(jié)束）掉頭裝夾 JD08203.MPF N10 G90 G95 （絕對尺寸，進給率，每轉(zhuǎn)進給）N20 M03 S500 （主軸轉(zhuǎn)速為500r/min）N30 G00 X100 Z100 （快速移到換刀安全點）N40 T01 (換外圓車刀)N50 G00 X62 Z2 （快速定位到X62 Z2）循環(huán)指令N60 -CNAME="JD08204" R105=1（加工方式） R106=0.25（精加工余量） R108=2（粗加工余量） R=109=0（切入角） R110=2 （退刀量） R111=0.3(粗加工進給速度） R112=0（精加工進給速度） N70 LCYC95N80 G00 X100 （快速以X軸退刀）N90 Z100 （以Z軸退刀安全換刀點） N100 T02(換刀） N110 S1200 M03 F0.1 （精加工、轉(zhuǎn)速為1200e/min、進給為0.1）N120 JD08204 （調(diào)用子程序）N130 G00 X100 （快速以X退刀）N140 Z100 （快速以Z退刀）N150 M30 （機床停止）子程序JD08204.SPFN10 G01 X46 ZO （直線插補，刀具走到下刀點X46 Z0）N20 X48 Z-1 （倒角）N30 X49 Z-31 （刀具移動到X58 Z-31)N40 X58 Z-36 (刀具移動到X58 Z-36）N50 X60 （刀具移動到X60）N60 M17 （子程序停止） 車內(nèi)孔 JD08205.MPF N10 G90 G95 （絕對尺寸，進給率，每轉(zhuǎn)進給）N20 M03 S500 （主軸轉(zhuǎn)速為500r/min)N30 G00 X100 Z100 (快速移到換刀具點）N40 T04 （換內(nèi)孔刀）N50 G00 X40 Z2 （快速移到下刀點）N6 -CNAME="JD08206" R105=1 （加工方式） R106=0.25（精加工余量） R108=2（粗加工余量） R109=0（切入角） R110=2 （退刀量） R111=0.3(粗加工進給速度） R112=0（精加工進給速度） N70 LCYC95 N80 S1200 M03 F0.1 （精加工主軸轉(zhuǎn)速為1200r/min,進給為0.1）N90 JD08206 （調(diào)用子程序）N100 G00 Z100 （快速以Z方向退刀）N110 X100 （快速以X方向退刀）N120 M30 （機床停止）子程序JD08206.SPFN10 G01 X38 Z0 （直線插補，刀具進刀到X38 Z0）N20 X36 Z-1 （刀具移到X36 Z-1）N30 Z-5 （刀具移到Z-5）N40 GO3 X22 Z-19 CR=18 （走逆圓弧以X22 Z-19為終點，半徑為18）N50 G01 Z-30 （刀具走到Z-30處）N60 X18 （刀具移動到X18處） N70 M17 （子程序停止）七、 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(yīng)。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。 仿真操作注意事項1 采用頂尖裝夾方式最要注意的是刀具和刀架與尾座頂尖之間的距離。刀伸出長度要適當。2 刀頭寬度及起刀點離Z向距離要適當。3 換刀點只能在工件正上方一適當安全位置，程序里不能用G28回參考點，以免發(fā)生碰撞。 結(jié)論數(shù)控機床作為一種使用廣泛、典型的機電一體化產(chǎn)品，綜合應(yīng)用了微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、自動控制、精密測量和機床結(jié)構(gòu)等方面的最新成就，是一種高效的自動化機床。隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，迄今，國際上又出現(xiàn)了一臺或多臺加工中心、車削中心玩為主體，再配合以工件自動裝卸和監(jiān)控檢查裝置的柔韌性制造系統(tǒng)FMS、計算機集成制造系統(tǒng)CIMS和無人化工廠FA。由于數(shù)控機床極高效率、高精度和高柔韌性于一身，很好的代表了機床的主要發(fā)展方向。時代和社會生產(chǎn)力的不斷發(fā)展，要求數(shù)控系統(tǒng)與數(shù)控機床向更高的水平與層次邁進（高精度化、運動高速化、高柔韌性化、智能化）。近年來，在國外的數(shù)控系統(tǒng)與伺服系統(tǒng)制造技術(shù)突破飛猛進的大背景下，通過大量的技術(shù)引進，我國現(xiàn)代制造工業(yè)在飛猛發(fā)展（數(shù)控技術(shù)得到廣泛的應(yīng)用）。同時，我們還要看清現(xiàn)階段中國數(shù)控業(yè)與世界先進水平的差距，我國只有擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)上的和數(shù)控核心技術(shù)，才能實現(xiàn)真正意義上的“世界工廠”和“制造大國”乃至“工業(yè)強國”，這使國人不得不開始重新思索中國數(shù)控在未來的發(fā)展之路. 參考文獻（1） 趙長明 數(shù)控加工工藝及設(shè)備 北京：高等教育出版社；2003（2） 夏鳳芳 數(shù)控機床 北京：高等教育出版社；2005（3） 袁哲俊 金屬切削刀具 上海：上海科學技術(shù)出版社；1993（4） 蔣建強 數(shù)控編程技術(shù)200例 科學出版社 北京希望電子出版社；2005（5） 徐宏海 數(shù)控加工工藝 化學工業(yè)出版社；2004（6） 王愛玲 數(shù)控機床加工工藝 北京：機械工業(yè)出版社；2006 （7） 杜君文主編.數(shù)控技術(shù).天津： 天津大學出版社，1990 （8） 徐宏海主編.數(shù)控加工工藝.北京：化學工業(yè)出版社，2003 （9） 李正峰主編.數(shù)控加工工藝.上海.上海交通大學出版社，2004 （10）晏初宏主編.數(shù)控加工工藝與編程.北京.化學工業(yè)出版社，2004 （11）張超英，謝福春主編.數(shù)控編程技術(shù).北京.化學工業(yè)出版社，2003設(shè)計小結(jié) 這次畢業(yè)設(shè)計，給我最大的體會就是熟練操作技能來源我們對專業(yè)的熟練程度。讓我們熟悉數(shù)控車加工零件程序的設(shè)計及模擬加工過程，了解零件的分析，并且鞏固Pro/E軟件的應(yīng)用及文檔編輯能力。在整個設(shè)計過程中，我總結(jié)出一個結(jié)論“理論是指導實踐的基礎(chǔ)，只有不斷在實踐中總結(jié)驗，并對先前的理論進行消化和創(chuàng)新，自己的水平會很快地提高”，仿真軟件的運用就是最好的例子。本設(shè)計在老師幫助，和組員的共同努力下，還算順利完成。這次的設(shè)計是我們在學校里最后一次在老師指導，和同學共同完成的工程，在以后的道路上，我們也只能靠著自己，獨立完成設(shè)計工程了。實習中，再次了解了設(shè)計理念以及從何處著手等等，在這我以后的道路上，是一次理論聯(lián)系實際的簡單訓練。總之，在這次實訓中，學到了很多，同時感謝我們的指導老孫健老師和對我們的悉心指導。通過此次設(shè)計使我掌握了科學研究的基本方法和思路，為今后的工作打下了基礎(chǔ)，在以后的日子我將會繼續(xù)保持這分做學問的態(tài)度和熱情。在這次畢業(yè)設(shè)計中也使我們的同學關(guān)系更進一步了，同學之間互相幫助，有什么不懂的大家在一起商量，聽聽不同的看法對我們更好的理解知識，所以在這里非常感謝幫助我的同學。 - 28 -