數(shù)控車床零件加工及工藝設計畢業(yè)論文1

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1、 數(shù)控車床零件加工及工藝設計 目 錄 摘要…………………………………………………….……...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)………………….………….

2、.………….…6 八、 數(shù)控車床坐標的確定 ………………………..….……..….……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 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

3、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)構特性

4、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

5、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，

6、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?！　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　?/p>

7、　 （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成，它接受控制介質(zhì)上的數(shù)字化信

8、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、自適應技術模塊等先進的檢測、監(jiān)控

9、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 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：

10、 (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。 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

11、費用。 2．加工精度高 數(shù)控機床的加工精度，一般可達到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

12、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，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

13、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）有機地結(jié)合起來，是現(xiàn)代集成制造技術的基礎。 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

14、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

15、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

16、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：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

17、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

18、種信息，并經(jīng)處理和調(diào)配后，向驅(qū)動機構發(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?，F(xiàn)象。 3. 程序輸入后，應仔細核對

19、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

20、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

21、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

22、，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 1）、工藝規(guī)程制定 （1）、零件圖工

23、藝分析。該零件表面由圓柱、圓錐、順圓弧、你圓弧等表面組成。其中有的直徑尺寸有較嚴格的精度要求，因其公差方向不同。故此編程時中間值φ19±0.03取，φ19，26φ0/-0.0025取φ25.988 （2）、確定加工順序及進給路線。加工順序按由粗到精、由左到右的原則確定。即先從右到左進行粗車（留0.5mm精車余量），然后從右到左，沿零件表面輪廓進行精車。 進給路線為A→B→C→D→E→F→G→H→I→J (3)、確定工件原點Op，精車起點A及加工起點的工件原點設在工件右端Op處；精車起點A（-3,1）；加工起點（41.5,1） （4）、計算刀尖軌跡坐標值 絕對坐標：A（-3,1） 增

24、量坐標： B(22,-11),C(0,-9),D(6.988,-10),E(0,-12).F3.326,0),G(4.091,-7),H(2.595,0),I(0,-8),J(4,0) 2）、程序編輯 用PA8000NT系統(tǒng)加工 程序 說明 P33 程序號 N10 G54 設定工件坐標 N20 G91 直徑編程設定 N30 G90 絕對值編程 N40 P1=41500，P2=0 給P1賦值41.5，P2賦值0 N50 S1000 M03 主軸正轉(zhuǎn) N60 G00 X50 M08 切削液啟動 N70 Z1 刀具快速接近工件（50,1）

25、N80 G00 X=P1 X隨P1D 變化而變化 N90 G01 F100 N100 G91 增量值編程 N110 G14 X22.2 Z-11 K11 車A→B G120 G01 Z-9 B→C G130 X6.988 Z-10 C→D N140 Z-12 D→E N150 X3.326 E→F N160 G12 X4.091 Z-7.K13 F→G N170 G01 X2.595 G→H N180 Z-8 H→I N190 X4 I→J N200 G90 絕對值編程 N210 G00 X50 刀具快速返回(50,1)點 N220 Z

26、1 N230 P1=P1-2000 參數(shù)P1減去2mm，設每次進刀2mm N240 IF P2=1 GO370 如果P2=1，則指針跳到N370程序段 N250 IF P1>-3000 GO80 如果P1>-3mm，則指針回到N80程序段 N260 M09 切削液停 N270 M05 主軸停 N280 M01 程序有條件暫停 N290 G54 重新設定工件坐標系，修正加工誤差 N300 S1500 M03 主軸高速旋轉(zhuǎn) N310 G191 直徑指定 N320 G09 絕對值編程 N330 G00 Z1.M08 切削液啟動 N340 G00 X-

27、3 刀具快速至精車起點 N350 G01 F50 N360 P2=1 給P2賦值為任意不為零的數(shù)，給P2=1 N370 GO100 跳轉(zhuǎn)到N100 N380 M09 切削液停 N390 M05 主軸停 N400 M30 程序結(jié)束 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

28、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

29、 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

30、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。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

31、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

32、表 量具表 刀具號 刀補號 刀具名稱 刀具參數(shù) 量具名稱 規(guī)格（mm/min） T01 01 93o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 91o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

33、 2 自動 2 鉆孔 300 0.2～0.3 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

34、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。 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；

35、 G99 M03 S1200 T0101； G00 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.

36、5 W0.05 F0.15； N10 G00 X65.0； 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； G

37、00 X200.0 Z150.0； G00 X26.0 Z2.0； 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

38、.0； G70 P10 Q20； G00 X200.0 Z150.0； M09； M05； M30； 十二.簡單盤類零件的分析與編程 1.典型零件加工分析 1.1 零件結(jié)構工藝性分析 零件由兩部分組成，零件的加工特點是由平面加工、孔加工、腔槽加工、輪廓加工、型面加工。同時也有配和加工。 零件1(圖1)的結(jié)構分析： （1）4個異型輪廓的尺寸公差為mm； （2）未標尺寸公差均為±0.10mm。件1是主件，主要加工部件上部,平面加工中要保證尺寸（41）mm，孔加工中有￠36mm和4-￠16mm孔，￠36mm孔是零件的基準孔，4-￠16mm孔對基準孔

39、￠36mm對稱0.02mm,孔間距為(141.42±0.02)mm，孔的尺寸精度都是比較高的，梅花形外輪廓￠120 mm壁厚1.57mm，尺寸40mm對基準對稱0.02mm，四方異形搭子除要保證外輪廓尺寸外，還要保證2-164mm尺寸。 圖1 零件1 零件2(圖2)的結(jié)構分析： （1）四個異形槽輪廓的尺寸公差為mm （2）未注尺寸公差均為±0.10mm。 件2是件1的配合件，該件主要保存

40、的尺寸有：平面加工主要保證厚度尺寸17mm，孔類加工有￠12mm和4-￠（16）mm 孔，￠12mm 孔是零件的基準孔，4-￠（16）mm孔對基準孔￠12mm對稱0.02mm，孔間距為（141.42±0.02）mm，孔的尺寸精度和位置精度都是比較高的，梅花形內(nèi)輪廓保證尺寸￠120mm，四個長方形槽保證尺寸4-(41)mm和2-(147)mm對基準孔￠12mm對稱0.03mm，4方形槽除要保證外輪廓尺寸外2-(164)mm且對稱于￠12mm基準孔0.02mm。 零件的配合要求： （1）曲面和4個異型配合的同時，4-￠16H7的圓柱銷也同時能插入件1與件2相對應的銷孔內(nèi)。 （2）在旋轉(zhuǎn)90、

41、180、270度時，均能達到上述要求。 圖2 零件2 1.2 基準的選擇 機械加工中基準的選擇，工件的找正和定位對于工件最終加工質(zhì)量影響很大。毛坯最好選擇規(guī)范，加工部位對外形沒有尺寸和形位公差要求，較為簡單。由于是平口鉗夾緊，在粗加工外形時，工件容易產(chǎn)生微量移動，為了保證銷孔和型面間位置精度，首先進行型面粗精加工，最后精加工銷孔。如果不采用這種做法，型面精度可能保證，但銷孔配合可能不好，原因是銷孔相對于型面位置精度有誤差。零件加工過程中，各工序定位基準的選擇，首先應根據(jù)工件定位時要限制的自由度個數(shù)來確定定位基面的個數(shù)，然后根據(jù)基準選擇的規(guī)律正確地選擇每個定位基面。粗基準應保證

42、各加工表面都有足夠的加工余量。精基準的選擇應該便于工件的安裝和加工，最好選擇加工表面的設計基準為定位基準，即“基準重合”原則，另外盡可能在多數(shù)工序中采用此同一組精基準定位，這就是“基準統(tǒng)一”原則。 1.3刀具的選擇 選擇合適的刀具和加工參數(shù)，對于金屬切屑加工，能取到事半功倍的效果。該加工材料45鋼，調(diào)質(zhì)硬度在200HRB左右，外形尺寸180mm*180mm,平口鉗夾緊，刀柄夾緊形式有側(cè)固，彈簧夾頭夾柄，分為強力和普通ER刀柄 ，￠32機夾立銑刀切屑參數(shù)推薦如下：端銑刀V=150～200/min,單齒輪進給量0.1～0.15mm/r?！闄C夾端銑刀V=150～200m/min單齒進給量0.10

43、mm/r。，￠12整體合金立銑刀為精加工用刀具，盡量不要用于粗加工。 1.4 確定工藝路線 擬訂工藝路線時首先要確定各個表面的加工方法和加工方案。表面加工方法的和方案的選擇，應同時滿足加工質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟性等方面的要求。其次是機械加工工序的安排，安排原則是先加工基準面，劃分加工階段，次要表面穿插在各階段間進行加工、先粗后精。根據(jù)以上原則零件1和零件2的工藝路線可采用以下方案： 零件1的加工路線 (1)首先用￠32mm的立銑刀粗銑，切深不得超過5mm，薄壁內(nèi)可粗銑10mm深，注意各凸臺之間及各凸臺與薄壁之間由于空間的原因只能用￠20mm的立銑刀加工，所以在各凸臺銑 至相應的深度時，換用

44、￠20mm的立銑刀繼續(xù)粗加工去量，然后用該刀精加工所有面，半精加工四周凸臺的輪廓部分及薄壁的內(nèi)外面。在這里除了要合理選擇在加工不同刀具的切屑用量，更主要的是能靈活運用數(shù)控系統(tǒng)中的旋轉(zhuǎn)功能。 (2)用￠8mm球頭銑刀對所有孔點窩。 (3)用￠11的轉(zhuǎn)頭鉆周邊4-￠11mm孔，鉆中心￠12mm孔至￠11mm。 (4)用￠20mm的立銑刀擴銑中心￠（36）mm孔至￠20mm,再用￠32mm的立銑刀擴銑至￠32mm.然后再用￠20mm的立銑刀圓弧插補周銑至￠35.8mm。 (5)用￠12mm的涂層整體合金立銑刀精銑薄壁的內(nèi)外面，對于該工件的閉合薄壁為了克服加工過成中讓刀現(xiàn)象，所以先精銑其外面，

45、然后用該刀精銑四周凸臺的輪廓部分；擴中心孔￠12mm孔至尺寸要求；擴銑周邊4-（16）mm深20mm孔至￠15.95mm。在加工中除了要靈活運用數(shù)控系統(tǒng)中的旋轉(zhuǎn)功能外，還要用半徑補嘗功能來保證2-（141.42±0.02）mm,2-(164)mm以及2-(40)mm,3-(91.8)mm等尺寸。 (6)用￠25mm單刃粗鏜刀，精鏜中心￠（36）mm孔至尺寸。 (7)用￠8mm球頭銑刀加工四周凸臺的R3圓弧倒角；加工中心的球面。 (8)用立銑刀加工出15度的斜面。 (9)用￠（16H7）mm的鉸刀周邊4-￠（16）mm深20mm孔至尺寸要求。 零件2的加工路線 （1）首先用￠32

46、mm立銑刀粗銑去量，切深不得超 5 mm梅花槽及4個長方行槽粗銑至10.5mm深，4個異形槽粗銑至3.5mm深，輪廓方向單邊留量0.5mm，換用￠20mm的立銑刀半精加工所有槽及面，槽輪廓方向單邊留量0.1mm.在這里同樣用數(shù)控系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)功能。 （2）用￠8mm球頭銑刀對所有孔點窩。 （3）用￠12mm的涂層整體合金立銑刀精銑所有槽及面，擴銑中心￠12mm孔至尺寸要求；擴銑周邊4-￠（16）mm孔至￠15.95mm。在加工除了 要靈活運用數(shù)控系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)功能外，還要用半徑補償功能來保證2-（141.42±0.02）mm,2-(164)mm以及2-(41)mm,2-(147)mm 和2-（91.

47、8）mm等尺寸。 （4）：用￠（16H7）mm的鉸刀鉸周邊4-￠（16）mm孔至尺寸要求。 2.程序編制 零件1的程序 梅花曲線外輪廓 O04 21 G54 （選擇坐標系） M03 S1500 G01 F500 （主軸正轉(zhuǎn) 轉(zhuǎn)速1500r/min 進給為500mm/min） G01 Z10 (Z軸快速定位) X0 Y0 （X軸Y

48、軸快速定位） G42 X25.9 Y0 D01 （X和Y向進給,并引入刀具半徑補償） G02 X45.9 Y0 R10 (順時針圓弧切削,圓弧半徑為10) G03 X47.67 Y-7.07 R15 (逆時針圓弧切削,圓弧半徑為15) G02 X7.07 Y-47.67R30 G03 X-7.07 R15 G02 X-47.67 Y-7.07R30 G03 X-47.67 Y7.07R15 G02 X-7.07 Y47.67R30 G03 X7.07

49、 Y47.67R15 G02 X47.67 Y7.07R30 G03 X45.9 Y0R15 G02 X25.9 Y0R10 G01 G40 X0 Y0 (取消刀補) M30 (程序結(jié)束) 四方槽 O0430 G00 G90 G54 X-100 Y30 (建立工件坐標系,絕對編程,X軸Y軸定位) G43 H01 Z20 M03 S3000 (Z軸快速定位,調(diào)用刀具1號長度補償) G0

50、1 Z-10.5 F500 G01 G42 X-100 Y20.5 D10 F310 (建立右刀補) X-81 G02 X-74 Y13 R7.5 G01 Y-13 G02 X-81 Y-20.5 R7.5 G01 X-100 G00 Y-100 X-20.5 G01 Y-81 G02 X-13 Y-74R7.5 G01 X13 G02 X20.5 Y-81R7.5 G01 Y-100 G00 X100 Y-20.5 G01 X81 G02 X74 Y-13 R7.5 G01 Y13 G0

51、2 X81 Y20.5 R7.5 G01 X100 G00 Y100 X20.5 G01 Y81 G02 X13 Y74 R7.5 G01 Y100 G01 G40 X0 (取消刀補) M30 (程序結(jié)束) % 四個角的異形槽 % O 0431 G0 0G90 G54 X-110 Y50 G43 H02 Z10 M03 S3000 (Z軸定位,建立2號刀具長度補償,主軸正轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)速3000r/min) G01 Z-3.5

52、 F500 G01 G41 X-90 Y60.634 D11F700 X-77.989 Y53.7 G03 X-59.882 Y56.083R15 G01 X-56.083 Y59.882 G03 X-53.7 Y77.989R15 G01 X-60.634 Y90 Y110 G00 X110 X40 G01 X60.634 Y90 X53.7 Y77.989 G03 X56.083 Y59.882R15 G01 X59.882 Y56.083 G03 X77.989 Y53.7R15 G01 X90 Y60.63

53、4 G00 X110 Y-40 G01 X90 Y-60.634 X77.989 Y-53.7 G03 X59.882 Y-56.083 R15 G01 X56.083 Y-59.882 G03 X53.7 Y-77.989 R15 G01 X60.634 Y-90 G00 Y-110 X-40 G01 X-60.634 Y-90 X-53.7 Y-77.989 G03 X-56.083 Y-59.882R15 G01 X-59.882 Y-56.083 G03 X-77.989 Y-53.7R15 G01 X-

54、90 Y-60.634 G01 G40 X-110 M30 % 零件2加工程序 梅花曲線外輪廓 % O0422 G00 G90 G54 X70 Y10 (建立工件坐標系,絕對編程,X軸Y軸定位) G43 H03 Z10 M03 S3000 G01 G42 X65.9 Y0 D10 F30 G02 X45.9 Y0 R10 G02 X47.67 Y7.07 R15 G03 X7.07 Y47.67 R30 G02 X-7.07 Y47.67 R

55、15 G03 X047.67 Y7.07R30 G02 X-7.07 R15 G03 X-7.07 Y-47.67 R30 G02 X7.07 R15 G03 X47.67 Y-7.07R30 G02 X45.9 Y0R15 G02 X65.9 Y0 R10 G01 G40 Y10 M30 R3mm圓弧倒角R10mm球面宏程序 % O0704 #1=4 (刀具半徑) #2=22.5 (圓半徑) #6=5

56、 (切深值) #4=90 (起始角度) G00 G90 G54 X0 Y0 Z5 G01 Z[-#2-#6] F300 Z0 #4=88 WHILE[#4GE0] D01 #3=[#1+#6]*SIN[#4]-#1 (變化的Z值) #5=#6+#2-[#1+#6]*COS[#4] (變化的圓半徑) G01Z[#3]F300 X#5 G03X#5I-#5 G01X[#2-#1-0.2]F1000 #4=

57、#4-2 END1 #4=#5 WHILE[#4LE#5] D02 #3=[#1+#2]*SIN[#4]-#1-#6 #5=[#2-#1]*COS[#4] G01Z#3F300 X#5 G03X#5I-#5 G01X0F1000 #4=#4+5 END2 X0 G00Z20 M30 結(jié) 束 語 數(shù)控實訓過程可歸納為以下幾步：零件圖分析→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

58、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.天津： 天津大學出版社，1990 4. 浙江大學工程訓練（金工）中心 5. 國家職業(yè)資格鑒定專用教材 6. 李正峰主編.數(shù)控加工工藝.上海.上海交通大學出版社，2004 7. 李正峰主編.數(shù)控加工工藝.上海.上海交通大學出版社，2004機床雜志社組編.第一屆數(shù)控技能大賽決賽試題解析與點評[M]. 北京：中國科學技術出版社，2005. 第 22 頁 共 25 頁