數(shù)控工藝編程綜合設(shè)計數(shù)控畢業(yè)論文

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1、數(shù)控工藝編程綜合設(shè)計 摘 要 數(shù)控車削加工是機械制造業(yè)中最廣泛、最重要的一種工藝方法，它直接影響生產(chǎn)效率、成本、能源消耗和環(huán)境污染。為了進行科學(xué)的管理，在生產(chǎn)過程中，常把合理的工藝過程中的各項內(nèi)容，編寫成文件來指導(dǎo)生產(chǎn)。這類規(guī)定產(chǎn)品或零部件制造工藝過程和操作方法等的工藝文件叫工藝規(guī)程。一個零件可以用幾種不同的加工方法制造，但在一定條件下只有某一種方法是較合理的。一般主軸類零件的加工工藝路線為：下料—〉鍛造—〉退火（正火）—〉粗加工—〉調(diào)質(zhì)—〉半精加工—〉淬火—〉粗磨—〉低溫時效—〉精磨。但是，要想充分發(fā)揮數(shù)控車床的作用，關(guān)鍵是編程，即根據(jù)不同的零件的特點和精度要求，編制合理、高效的加

2、工程序。 這份說明書是對整個設(shè)計過程的描述，包容了零件圖樣的分析、刀具夾具的選用、工藝路線的擬定以及手工編程的全部內(nèi)容。在零件的加工過程中工藝分析是尤其重要的，而數(shù)控加工工藝分析與處理是數(shù)控編程的前提和依據(jù)，沒有符合實際的數(shù)控加工工藝，就不可能有真正可行的數(shù)控加工程序，所以這次設(shè)計的重點就在數(shù)控加工工藝上，結(jié)合數(shù)控加工工藝要求和零件的使用要求對軸的數(shù)控加工工藝流程作了較詳盡的分析。 但是由于設(shè)計者的知識不全面,在設(shè)計中出現(xiàn)許多考慮不周的地方，希望指導(dǎo)老師能予諒解和給予幫助。 關(guān)鍵詞 數(shù)控機床 工藝 編程 目 錄 1．?dāng)?shù)控加工工藝與編制………

3、……………………………………………...1 1．1零件結(jié)構(gòu)工藝分析……………………………………………………....1 1．2擬定加工工藝路線……………………………………………………....4 1．3確定加工余量…………………………………………………………....7 2．?dāng)?shù)控編程………………………………………………………………...…7 2．1數(shù)控編程基礎(chǔ)知識……………………………………………………….8 2．2數(shù)控車床的基本編程指令……………………………………………….9 2．3數(shù)控編程應(yīng)用…………………………………………………………....9 3．附件：數(shù)控機床故障排除方法及

4、其注意事項................. ..................13 4．設(shè)計總結(jié)……………………………………………………………..…..15 5.致謝…………………………………………………………….…….........16 6.參考文獻(xiàn).......……………………………………………………….….....17 1: 數(shù)控加工工藝與編制 1.1 零件結(jié)構(gòu)工藝分析 1.1.1 零件圖分析 1、識圖的方法與步驟 讀零件圖是通過對零件圖進行分析和綜合的過程，為了研究零件圖的設(shè)計合理性、分析加工工藝性、提高和改進產(chǎn)品質(zhì)量打下基礎(chǔ)。讀圖步驟如下：

5、 （1）概括了解 首先看標(biāo)題欄，了解零件圖的名稱、材料、比例，并瀏覽全圖，對零件有一個全面的認(rèn)識，根據(jù)有關(guān)的專業(yè)知識，可以分析零件的用途及結(jié)構(gòu)特點。 （2）分析視圖 根據(jù)視圖布局，首先找出主視圖，圍繞主視圖，分析其他視圖的配備情況，重點看清各種視圖、刨面圖，包括刨切方法、刨切位置、刨切目的幾彼此之間的投影關(guān)系。 （3）形體分析 利用形體分析法將零件圖按功能分解為幾個較大部分，如工作部分、連接部分、安裝部分、加強和支撐部分。在此基礎(chǔ)上，仔細(xì)分析每個結(jié)構(gòu)的局部細(xì)小結(jié)構(gòu)、形狀。最后，想象出零件的完整結(jié)構(gòu)形狀。 （4）尺寸分析 根據(jù)零件圖類別及整體結(jié)構(gòu)，分析長、寬、高各方向上的尺寸基準(zhǔn)，搞清哪

6、些是主要基準(zhǔn)和主要尺寸，以及尺寸標(biāo)注的形式，找出各簡單的定形尺寸和定位尺寸。 （5）分析技術(shù)要求 根據(jù)標(biāo)注的尺寸公差、形位公差、表面粗糙度及其他技術(shù)要求，明確主要加工尺寸和加工表面，以便采用合理的工藝方法予以保證。 圖（1） 1.1.2 工件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 數(shù)控車床主要是加工回轉(zhuǎn)體零件，典型的加工表面不外乎外圓柱、外圓錐、螺紋、圓弧面、切槽等。例如，要加工形狀如圖（1）所示的零件，采用手工編程方法比較合適。由于不同的數(shù)控系統(tǒng)其編程指令代碼有所不同，因此應(yīng)根據(jù)設(shè)備類型進行編程。由于我所在的工廠數(shù)控設(shè)備都是西門子品牌，所以我會以西門子802S數(shù)控系統(tǒng)為例進

7、行操作。當(dāng)然此工件的基準(zhǔn)點設(shè)置在右端，有圓弧、螺紋、切槽和錐體等，因此本圖的難易程度不大，由于本圖需要切削螺紋，因此必須要增加退刀槽，退刀槽寬度不小于1.2倍螺距，深度超過絲底尺寸,其作用：1、便于車削螺紋退刀,不傷及工件其他尺寸；2、使螺紋上滿扣。此工件槽寬為4mm大于螺紋導(dǎo)程1.22mm；退刀槽的深度2mm大于螺紋牙高；加工過程中用同一車刀加工所有圓角，減少了換刀次數(shù)。因此此軸的加工工藝性較好。 1.1.3 確定毛坯 1、鋼的牌號 工件的材料為45鋼，為中碳鋼含碳量為0.45%，此含碳量0.45%的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)剛具有較好的強度、韌性和硬度。經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理可以獲得較高的強度和韌性等綜合

8、力學(xué)性能，經(jīng)過淬火后再回火，表面硬度可達(dá)45~52HRC。 2、毛坯的確定 確定毛坯包括選擇毛坯類型及制造方法、確定毛坯精度。機加工的工序數(shù)量、材料消耗和勞動量，很大程度上與毛坯有關(guān)。毛坯的形狀越接近成品零件，即毛坯的精度越高，則零件的機械加工勞動量越少，材料消耗越少，機械加工的生產(chǎn)率可提高。但是毛坯的制造費用提高了。因此確定毛坯要從機械加工和毛坯制造兩個方面來考慮，以求得最佳效果。 毛坯類型有鑄、鍛、壓制、沖壓、焊接、型材和板材等。需考慮因素：零件的力學(xué)性能、形狀和尺寸、生產(chǎn)類型、具體生產(chǎn)條件、充分考慮新工藝、新技術(shù)、新材料的可能性。 1.1.4 基準(zhǔn)的定義與選擇 1、基準(zhǔn)的定義

9、 基準(zhǔn)就是依據(jù),是用來確定生產(chǎn)對象上幾何要素間的幾何關(guān)系所依據(jù)的那些點、線、面在設(shè)計、加工、檢驗、裝配機器零件和部件時，必須選擇一些點、線、面，根據(jù)它們來確定其它點、線、面的尺寸和位置，那些作為依據(jù)的點、線、面就叫做基準(zhǔn)。 基準(zhǔn)根據(jù)起其功用不同，分為兩大類： （1）設(shè)計基準(zhǔn) 設(shè)計基準(zhǔn)是在設(shè)計圖樣上所采用的基準(zhǔn)。 設(shè)計基準(zhǔn)又可細(xì)分為： 尺寸設(shè)計基準(zhǔn)與位置精度設(shè)計基準(zhǔn)。 （2）工藝基準(zhǔn) 工藝基準(zhǔn)是在工藝過程中所采用的基準(zhǔn)。按其在工藝過程中用途的不同，工藝基準(zhǔn)又可分為四類： 1)工序基準(zhǔn) 指的是在工序圖上用來確定本工序所加工后的尺寸、形狀、位置的基準(zhǔn)。相應(yīng)地，用來確定被加工表面位置的

10、尺寸稱為工序尺寸。 2)定位基準(zhǔn) 在加工中用作定位的基準(zhǔn)。 定位基準(zhǔn)按使用情況可分為兩種： 定位粗基準(zhǔn)：用未加工的表面作定位基準(zhǔn)。 定位精基準(zhǔn)：用已加工表面作為定位基準(zhǔn)。 定位精基準(zhǔn)按使用情況又可分為兩種： 基本精基準(zhǔn)：加工時是定位基準(zhǔn)，裝配時又是裝配基準(zhǔn)。如，齒輪的內(nèi)孔。 輔助精基準(zhǔn)：當(dāng)零件上沒有合適的表面作定位基準(zhǔn)時，為便于安裝和易于獲得所需的加工精度，在工件上特意做出專門供定位用的表面。僅在加工中起作用，在裝配中不起作用。 如，軸類零件加工中的中心孔就是輔助精基準(zhǔn)。 (3)測（度）量基準(zhǔn) 即測量時所采用的基準(zhǔn)。 (4)裝配基準(zhǔn)：即裝配時用來確定零、部件在產(chǎn)品中的相對

11、位置所采用的基準(zhǔn)。 2、工件基準(zhǔn)的分析 此工件的徑向尺寸設(shè)計基準(zhǔn)為中心線，軸向尺寸設(shè)計基準(zhǔn)為右端面。采用三爪自定位卡盤裝夾，定位基面為外圓，可認(rèn)為定位基準(zhǔn)為中心線，滿足基準(zhǔn)重合原則。 1.2 擬定加工工藝路線 按先主后次，先精后粗的加工原則確定加工路線，采用固定循環(huán)指令對外輪廓進行粗加工，再精加工，然后車退刀槽，最后加工螺紋。 1.2.1 加工方法的選擇 機械零件的結(jié)構(gòu)形狀是多種多樣的，但他們都是由平面、外圓柱面、內(nèi)圓柱面或曲面等基本表面所組成。每一種表面都有多種加工方法，具體選擇時應(yīng)根據(jù)；零件的加工精度、表面粗糙度、材料結(jié)構(gòu)形狀尺寸及生產(chǎn)類型等，選用相應(yīng)的加工方法和加工方案。

12、1、外圓表面加工方法的選擇 外圓表面加工方法主要是車削和磨削。當(dāng)表面粗糙度較小時，還要經(jīng)光整加工。 表1-1外圓加工工序安排 序號 加工方法 經(jīng)濟精度 （公差等級表示） 經(jīng)濟粗糙度值 Ra/ 適用范圍 1 粗車 IT11-13 12.5-50 適用于淬火鋼以外的各種金屬 2 粗車-半精車 IT8-10 3.2-6.3 3 粗車-半精車-精車 IT7-8 1.6-3.2 4 粗車-半精車-精車-滾壓（或拋光） IT7-8 0.25-0.2 5 粗車-半精車-精車-細(xì)車 IT6-7 0.2-0.63 6 粗車-半精車-磨削 I

13、T7-8 0.4-0.8 主要用于淬火鋼，也可用于為淬火鋼，但不宜加工有色金屬。 7 粗車-半精車-粗磨-精磨 IT6-7 0.1-0.4 8 粗車-半精車-粗磨-精磨-超精加工 IT15 0.012-0.1 9 粗車-半精車-精車-精細(xì)車 IT6-7 0.025-0.4 主要用于要求較高的有色金屬。 10 粗車-半精車-粗磨-精磨-超精磨 IT5以上 0.006-0..25 極高精度的外圓加工 11 粗車-半精車-精車-粗磨-精磨-研磨 IT5以上 0.006-0.1 （1）最終工序為車削的加工方案，適用于除淬火鋼以外的各種金屬。 （2

14、）最終工序為磨車削的加工方案，適用于淬火鋼、未淬火鋼和鑄鐵，不適于有色金屬，因韌性大，磨削時易堵砂輪。另淬火鋼和鑄鐵硬度高，車削加工困難，不能采用車削。 該工件加工方法的確定 該工件公差等級為IT8級，表面粗糙度為沒有要求，所以在加工時候沒有考慮的太多，從表1-1中可以查出此工件的加工方法為：粗加工、半精加工和精加工。 1.2.2 確定裝夾方案 1、夾具的選擇原則： 由于夾具確定了零件在機床坐標(biāo)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(biāo)系中的正確方向，同時協(xié)調(diào)零件與機床坐標(biāo)系的尺寸。因此在裝夾時采用三爪自定心卡盤自定心夾緊，對刀點選在工件的右端面與回轉(zhuǎn)軸線的交

15、點，以從右至左加工。 2、選擇三爪卡盤的優(yōu)點 三爪卡盤是最常用的車床也是數(shù)控車床的通用卡具.三爪卡盤最大的優(yōu)點是可以自動定心.它的夾持范圍大,但定心精度不高,不適合于零件同軸度要求高時的二次裝夾。三爪卡盤常見的有機械式和液壓式兩種：液壓卡盤裝夾迅速,方便,但夾持范圍小,對于這種軸類的零件完全可以用液壓式的三爪卡盤裝夾，在批量生產(chǎn)的情況下，可以很容易的保證生產(chǎn)產(chǎn)量， 1.2.3 數(shù)控機床的選擇 1、數(shù)控機床的種類 （1）按控制系統(tǒng)運動方式分類 　　按控制方式分，最常用的數(shù)控機床可分為以下三類： 1）開環(huán)數(shù)控機床 　這類數(shù)控機床采用開環(huán)進給伺服系統(tǒng)。 2）閉環(huán)數(shù)控機床 　　

16、這類機床的位置檢測裝置安裝在進給系統(tǒng)末段端的執(zhí)行部件上，該位置檢測裝置可實測進給系統(tǒng)的位移量或位置。 3）半閉環(huán)數(shù)控機床 　　這類機床的檢測元件裝在驅(qū)動電機或傳動絲杠的端部，可間接測量執(zhí)行部件的實際位置或位移。 （2）按控制系統(tǒng)功能水平分 　　按控制系統(tǒng)的功能水平，可以把數(shù)控機床分為經(jīng)濟型、普及型、高級型三類，主要由技術(shù)參數(shù)、功能指標(biāo)、關(guān)鍵部件的功能水平來決定。這些指標(biāo)具體包括CPU性能、分辨率、進給速度、伺服性能、通信功能、聯(lián)動軸數(shù)等。 　 （3）按數(shù)控機床的運動軌跡分類 按照能夠控制的刀具與工件間相對運動的軌跡，可將數(shù)控機床分為點位控制數(shù)控機床、點位直線控制數(shù)控機床、輪廓控制

17、數(shù)控機床等?，F(xiàn)分述如下： 1） 點位控制數(shù)控機床。 2） 點位直線控制數(shù)控機床。 3） 輪廓控制數(shù)控機床。 因此在加工時我會選擇半閉環(huán)、點位直線控制的數(shù)控機床，機床的價格不是很高，完全可以保證它的加工工藝性能。 1.2.4 刀具的選擇 數(shù)控加工刀具必須適應(yīng)數(shù)控機床高速、高效和自動化程度高的特點，一般應(yīng)包括通用刀具、通用連接刀柄及少量專用刀柄。刀柄要聯(lián)接刀具并裝在機床動力頭上，因此已逐漸標(biāo)準(zhǔn)化和系列化。 根據(jù)加工要求，我會選用四把刀，1號為粗加工外圓車刀，對毛坯料進行基本成型粗加工，2號為精加工外圓車刀，3號為切槽刀，4號為車螺紋刀。采用試切法對刀，對刀的同時把端面加工出來，以確

18、定對刀點或者工件的基準(zhǔn)點。 車刀的種類有很多種，在1號刀粗加工時我用的是焊接式900硬質(zhì)合金車刀，加工零件的外輪廓，用另外一把車刀也是焊接式900硬質(zhì)合金車刀進行精加工，對于切槽刀的選擇有兩個方面：一是切槽刀的寬度要適宜，小于等于槽寬；二是切削刃長度L要大于槽深。最后一把螺紋刀，確定為中心角度為600，加工右邊的三角螺紋。 1.2.5 切削用量 車外圓，粗車主軸轉(zhuǎn)速為500r/min，既每分鐘主軸的轉(zhuǎn)數(shù)。進給速度為0.3mm/r，即在單位時間內(nèi)，刀具相對于工件在進給方向上的位移量；精車主軸轉(zhuǎn)速為800r/min，既每分鐘主軸的轉(zhuǎn)數(shù)；進給速度為0.08mm/r，切槽和車螺紋時，主軸轉(zhuǎn)速為3

19、00r/min；進給速度為0.1mm/r，刀具不能一次吃刀就能切掉工件上的金屬層，還需在一次進給后再沿半徑方向完成吃刀運動，習(xí)慣上稱每次吃刀的數(shù)量為背吃刀量，以ap表示，單位為mm；此時它是間歇進行的，故可不看成是運動。但當(dāng)由機床進刀機構(gòu)自動完成吃刀運動時，就應(yīng)看成是一種輔助運動了。 切削用量的選擇如表 1.3 確定加工余量 加工余量是指加工過程中，所切去的金屬層的厚度。余量有工序余量和加工總余量之分。工序余量是相鄰兩工序尺寸之差；加工總余量是毛坯尺寸與零件圖的設(shè)計尺寸之差，它等于各工序余量之和。 1.3.1 基準(zhǔn)重合時工序尺寸的確定 每道工序的工序尺寸都不相同，它們是

20、逐步向設(shè)計尺寸接近的。為了保證零件的設(shè)計要求，需要規(guī)定各工序的工序尺寸及其公差。工序余量確定后，就可以計算工序尺寸，工序尺寸公差的確定，則要依據(jù)工序基準(zhǔn)或定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)是否重合，采用不同的設(shè)計方法。 這里指工序基準(zhǔn)或定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)重合，表面多次加工時，工序尺寸及其公差的計算。計算順序為： 1）確定毛坯總余量和工序余量； 2）確定工序公差；最后一道工序尺寸公差等于零件圖上設(shè)計尺寸公差，其余工序尺寸公差都按各各工序的經(jīng)濟精度確定。 3）計算工序余量的基本尺寸：從工件的設(shè)計尺寸開始向前推算，直到毛坯尺寸。最終工序尺寸等于零件圖上的基本尺寸，其余工序基本尺寸等于后道工序基本尺寸加上或減

21、去后道工序余量。 4）標(biāo)注工序尺寸公差：最終工序公差按零件圖上設(shè)計尺寸標(biāo)注，中間工序尺寸公差按“入體原則”標(biāo)注，毛坯尺寸公差按對稱公差標(biāo)注。 2 數(shù)控編程 2.1數(shù)控編程基礎(chǔ)知識 2.1.1 機床坐標(biāo)系的建立 １、機床坐標(biāo)系的確定原則 （1）刀具相對于靜止工件運動的原則 　　在機床上，我們始終認(rèn)為工件靜止，而刀具是運動的。這樣編程人員在不考慮機床上工件與刀具具體運動的情況下，就可以依據(jù)零件圖樣，確定機床的加工過程。 （2）標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系的規(guī)定 在數(shù)控機床上，機床的動作是由數(shù)控裝置來控制的，為了確定數(shù)控機床上的成形運動和輔助運動，必須先確定機床上運動的位移和運動的方向，這就需要

22、通過坐標(biāo)系來實現(xiàn)，這個坐標(biāo)系被稱之為機床坐標(biāo)系。 標(biāo)準(zhǔn)機床坐標(biāo)系中X、Y、Z坐標(biāo)軸的相互關(guān)系用右手笛卡爾直角坐標(biāo)系決定。根據(jù)右手螺旋法則，我們可以很方便的確定A、B、C三個旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)的方向。 （3）運動方向的規(guī)定 增大刀具與工件距離的方向為各坐標(biāo)軸的正方向。 2.1.2 坐標(biāo)軸方向的確定 （1）Z坐標(biāo) Z坐標(biāo)的運動方向是由傳遞切削動力的主軸所決定的，即平行于主軸軸線的坐標(biāo)軸即為Z坐標(biāo)，Z坐標(biāo)的正向為刀具離開工件的方向。 如果機床上有幾個主軸，則選一個垂直于工件裝夾平面的主軸方向為Z坐標(biāo)方向；如果主軸能夠擺動，則選垂直于工件裝夾平面的方向為Z坐標(biāo)方向；如果機床無主軸

23、，則選垂直于工件裝夾平面的方向為Z坐標(biāo)方向。 （2）X坐標(biāo) X坐標(biāo)平行于工件的裝夾平面，一般在水平面內(nèi)。確定X軸的方向時，要考慮兩種情況： ①如果工件做旋轉(zhuǎn)運動，X坐標(biāo)的方向是在工件的徑向上，且平行于橫向滑板，以刀具離開工件的方向為X坐標(biāo)的正方向。 ②如果刀具做旋轉(zhuǎn)運動，則分為兩種情況： Z坐標(biāo)水平時，觀察者沿刀具主軸向工件看時，+X運動方向指向右方；Z坐標(biāo)垂直時，觀察者面對刀具主軸向立柱看時，+X運動方向指向右方。 （3）Y坐標(biāo) 在確定X、Z坐標(biāo)的正方向后，可以用根據(jù)X和Z坐標(biāo)的方向，按照右手直角坐標(biāo)系來確定Y坐標(biāo)的方向。 如：加工程序的一般格式舉例： 　% // 開始符

24、　O1000 // 程序名 　N10 G00 G54 X50 Y30 M03 S3000 N20 G01 X88.1 Y30.2 F500 T02 M08 // 程序主體 N30 X90 …… N300 M30 // 結(jié)束符 % 2.2 數(shù)控車床的基本編程指令 G00 快速直線運動 F F功能指令用于控制切削進給量。 G01 直線進給指令 S S功能指令用于控制主軸轉(zhuǎn)速。 G02 順圓弧差補 T T功能指令用于選擇加工所用刀具。 G03 逆圓弧差補 M 輔助功能 G04 暫停 G 準(zhǔn)備功能 2.3 數(shù)控

25、編程應(yīng)用 數(shù)控編程是數(shù)控加工準(zhǔn)備階段的主要內(nèi)容之一，通常包括分析零件圖樣，確定加工工藝過程；計算走刀軌跡，得出刀位數(shù)據(jù)；編寫數(shù)控加工程序；制作控制介質(zhì)；校對程序及首件試切。有手工編程和自動編程兩種方法?？傊?它是從零件圖紙到獲得數(shù)控加工程序的全過程。 2.3.1 選擇刀具程序起始點 ①刀具在起始點換刀時，不能與工件或夾具產(chǎn)生干涉碰撞； ②刀具退回到起始點時，應(yīng)能方便地安裝工件或能測量加工中的工件； ③起始點可以選在工件上的某一基準(zhǔn)點，也可以選在工件外的某一點，該點必須與工件的定位基準(zhǔn)保持一定精度的坐標(biāo)關(guān)系，在數(shù)控銑床上，起始點應(yīng)盡可能選在工件設(shè)計基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)上。若以孔定位的工件，起

26、始點應(yīng)放在孔的中心線上，這樣不僅便于測量，而且也能減少誤差，提高加工精度； ④刀具的幾何尺寸(例如刀具的長度、刀具的直徑)也會影響起始點的位置。在數(shù)控機床上使用一把刀具加工工件時，常采用實切法確定程序中刀具的起始點，即用刀具在被加工工件上進行少量實際切削，根據(jù)測量加工出的工件實際尺寸修改加工程序的起始點。采用實切法占用了機床的加工時間，效率很低，不利于自動加工。而且數(shù)控機床上使用的刀具不僅數(shù)量多，而且種類也多，采用實切法把各類型刀具的刀尖或切削部位在換刀后位于同一起始點，實際上這是不可能的。 2.3.2 進刀和退刀方式 　　對于車削加工，進刀時采用快速走刀接近工件切削起點附近的某個點，

27、再改用切削進給，以減少空走刀的時間，提高加工效率。切削起點的確定與工件毛坯余量大小有關(guān)，應(yīng)以刀具快速走到該點時刀尖不與工件發(fā)生碰撞為原則。退刀時，沿輪廓延長線工進退出至工件附近，再快速退刀。一般先退X軸，后退Z軸。根據(jù)刀具加工零件部位的不同，退刀的路線確定方式也不同。數(shù)控系統(tǒng)除按指定的退刀方式退刀外，還可用G0指令編制退刀路線，原則是第一考慮安全性，即在退刀過程中不能與工件發(fā)生碰撞，第二考慮退刀路線最短。相比之下安全是第一位的。 2.3.3 進給路線和加工程序設(shè)定 1、編程方法 數(shù)控編程方法有手工編程和自動編程兩種。手工編程是指從零件圖樣分析工藝處理、數(shù)據(jù)計算、編寫程序單、輸入程序到程序

28、校驗等各步驟主要有人工完成的編程過程。它適用于點位加工或幾何形狀不太復(fù)雜的零件的加工，以及計算較簡單，程序段不多，編程易于實現(xiàn)的場合等。但對于幾何形狀復(fù)雜的零件（尤其是空間曲面組成的零件），以及幾何元素不復(fù)雜但需編制程序量很大的零件，由于編程時計算數(shù)值的工作相當(dāng)繁瑣，工作量大，容易出錯，程序校驗也較困難，用手工編程難以完成，因此要采用自動編程。所謂自動編程即程序編制工作的大部分或全部由計算機完成，可以有效解決復(fù)雜零件的加工問題，也是數(shù)控編程未來的發(fā)展趨勢。同時，也要看到手工編程是自動編程的基礎(chǔ)，自動編程中許多核心經(jīng)驗都來源于手工編程，二者相輔相成。在手工編程時，坐標(biāo)值計算要根據(jù)圖樣尺寸和設(shè)定的

29、編程原點，按確定的加工路線，對刀尖從加工開始到結(jié)束過程中每條運動軌跡的起點或終點坐標(biāo)值進行一個一個點仔細(xì)計算。 2、編程步驟 拿到一張零件圖紙后，首先應(yīng)對零件圖紙分析，確定加工工藝過程，也即確定零件的加工方法（如采用的工夾具、裝夾定位方法等），加工路線（如進給路線、對刀點、換刀點等）及工藝參數(shù)（如進給速度、主軸轉(zhuǎn)速、切削速度和切削深度等）。其次應(yīng)進行數(shù)值計算。絕大部分?jǐn)?shù)控系統(tǒng)都帶有刀補功能，只需計算輪廓相鄰幾何元素的交點（或切點）的坐標(biāo)值，得出各幾何元素的起點終點和圓弧的圓心坐標(biāo)值即可。最后，根據(jù)計算出的刀具運動軌跡坐標(biāo)值和已確定的加工參數(shù)及輔助動作，結(jié)合數(shù)控系統(tǒng)規(guī)定使用的坐標(biāo)指令代碼和程

30、序段格式，逐段編寫零件加工程序單，并輸入CNC裝置的存儲器中。 3、確定加工順序及進給路線 加工順序按照由粗到精、由近到遠(yuǎn)的原則確定。如圖（1）即先從右到左進行粗車（留0.25mm精車余量），然后從右向左的原則進行精車。粗車在較短的時間內(nèi)將工件上的大部分余量切除，提高加工效率，滿足精車余量均勻的要求。先加工離對刀點較近的部位，以便縮短刀具移動距離，減少空程時間，還有利于保持坯件的剛性，改善切削條件。 該工件單件生產(chǎn)，端面為設(shè)計基準(zhǔn)，也是長度方向的測量基準(zhǔn)，選用90度硬質(zhì)合金外圓車刀進行粗、精加工，工件坐標(biāo)原點在右端。加工前從任意位置回參考點，進行換刀動作，建立1號刀工件坐標(biāo)。再回到離工件

31、適當(dāng)位置的程序起點，同時啟動主軸，準(zhǔn)備加工。 粗加工路線的走刀是：先加工端面，建立對刀圓點，再切削外圓，半精加工和精加工路線按照有外向內(nèi)逐步遞增；緊接著切槽，最后再進行螺紋加工。 4、編程路線及其過程 確定軸心線與球頭中心的交點為編程原點，零件的加工程序如下： 主程序 JXCP1.MPF N05 G90 G95 G00 X80 Z100 （換刀點） N10 T1D1 M03 S500 M08 （外圓粗車刀） -CNAME=“L01” R105=1 R106=0.25 R108=1.5 （設(shè)置坯料切削循環(huán)參數(shù)） R109=7 R110=2 R111=0.3 R112=0.

32、08 N15 LCYC95 （調(diào)用坯料切削循環(huán)粗加工） N20 G00 X80 Z100 M05 M09 N25 M00 N30 T2D1 M03 S800 M08 （外圓精車刀） N35 R105=5 （設(shè)置坯料切削循環(huán)參數(shù)） N40 LCYC95 （調(diào)用坯料切削循環(huán)精加工） N45 G00 X80 Z100 M05 M09 N50 M00 N55 T3D1 M03 S300 M08 （切槽車刀，刀寬4mm） N60 G00 X37 Z-23 N65 G01 X26 F0.1 N70 G01 X37 N75 G01 Z-22 N80 G01 X25.8 N85

33、G01 Z-23 N90 G01 X37 N95 G00 X80 Z100 M05 M09 N100 M00 N105 T4D1 M03 S300 M08 （三角形螺紋車刀） 　R100=29.8 R101=-3 R102=29.8 （設(shè)置螺紋切削循環(huán)參數(shù)） R103=-18 R104=2 R105=1 R106=0.1 R109=4 R110=2 R111=1.24 R112=0 R113=5 R114=1 N110 LCYC97 （調(diào)用螺紋切削循環(huán)） N115 G00X80 Z100 M05 M09 N120 M00 N125 T3D1 M03 S300 M0

34、8 （切斷車刀，刀寬4mm） N130 G00 X45 Z-60 N135 G01 X0 F0.1 N140 G00 X80 Z100 M05 M09 N145 M02 子程序 L01.SPF N05 G01X0 Z12 N10 G03 X24 Z0 CR=12 N15 G01 Z-3 N20 G01 X25.8 N25 G01 X29.8 Z－5 N30 G01 Z－23 N35 G01 X33 N40 G01 X35 Z－24 N45 G01 Z－33 N50 G02 X36.725 Z－37.838 CR=14 N55 G01 X42 Z－45 N60

35、 G01 Z－60 N65 G01 X45 N70 M17 附件1：鋼的牌號和分類 碳鋼和鑄鐵是工業(yè)中應(yīng)用范圍最廣的金屬材料，它們都是以鐵和碳為基本組元的合金，通常稱之為鐵碳合金。鐵是鐵碳合金的基本成分，碳是主要影響鐵碳合金性能的成分。一般含碳量0.0218％～2.11﹪的稱為鋼，含碳量大于2.11％為鑄鐵。 　　鋼根據(jù)其成分的不同常分為碳素鋼和合金鋼兩大類。 1．碳素鋼 　　碳素鋼是以鐵和碳為主要組成元素的鐵碳合金。通常將含碳量小于0．25％的鋼稱為低碳鋼；含碳量0．25

36、％～0．60％的鋼稱為中碳鋼；含碳量大于0．60％的鋼稱為高碳鋼。 　　工業(yè)中按用途將碳素鋼分為碳素結(jié)構(gòu)鋼、碳素工具鋼等。 （1）碳素結(jié)構(gòu)鋼 按含磷、硫量的不同分為碳素結(jié)構(gòu)鋼和優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，如表1－1所示。 表1－1 碳素結(jié)構(gòu)鋼分類及用途 名 稱 常 用 鋼 種 牌 號意 義 應(yīng) 用 舉 例 碳素結(jié)構(gòu)鋼 Q195，Q235，Q235AQ255，Q255B 數(shù)字表示最小屈服點。數(shù)字越大，含碳量越高。A、B表示質(zhì)量等級。 螺栓、連桿、法蘭盤、鍵、軸等。 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 08F，08，15，20，35，40，45，50，45Mn，60， 60Mn 數(shù)字表示含碳量萬

37、分之幾。F表示為沸騰鋼。當(dāng)含錳量在0．8%～1．2%時加 Mn表示。 沖壓件、焊接件、軸類件、齒輪類、蝸桿、彈簧等。 （2）碳素工具鋼 碳素工具鋼牌號有 T8、T10、 T10A、T12、T13等，牌號后面的數(shù)字表示含碳量千分之幾， A表示高級優(yōu)質(zhì)鋼。碳素工具鋼主要用于制造硬度高、耐磨的工具、量具和模具，如鋸條、手錘、刮刀、銼刀、絲錐、量規(guī)、冷切邊模等。 2．合金鋼 　　合金鋼是在碳素鋼中加入一種或數(shù)種合金元素的鋼。常用的合金元素有Mn、Si、Cr、Ni、Mo、W、V、Ti等。 合金鋼種類繁多，工業(yè)上常按合金鋼的用途將其分為合金結(jié)構(gòu)鋼、合金工具鋼、特殊性能鋼等。 （1）合金結(jié)構(gòu)

38、鋼 合金結(jié)構(gòu)鋼用來制造各種機械結(jié)構(gòu)零件，如40Cr、40CrNiMoA、45CrNi等可用來制造齒輪、曲軸、連桿、車床主軸等。 （2）合金工具鋼 合金工具鋼用于制造各種刀具、模具、量具，如Cr12、Cr4W2MoV等可用來制造冷作模具；9SiCr、CrWMn可用來制造量具；W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2、W9Mo3Cr4V等可用來制造刀具。 （3）特殊性能鋼 特殊性能鋼是指具有特殊的化學(xué)和物理性能的鋼。如不銹鋼1Cr17Mo可用來制造酸輸送管道；耐熱鋼1Cr13Mo可用來制造散熱器；耐磨鋼ZGMn13-1等可用來制造挖掘機履帶 ?！? 3． 鑄鐵 　　鑄鐵中硅、錳、硫、磷等雜質(zhì)較鋼

39、多，抗拉強度、塑性和韌性不如鋼好，但容易鑄造，減震性好，易切削加工，且價格便宜，所以鑄鐵在工業(yè)中仍然得到廣泛的應(yīng)用。 　　根據(jù)鑄鐵中碳的存在形式不同，鑄鐵可分成以下四種： 1．白口鑄鐵 碳以化合狀態(tài)（Fe3C）存在，斷口呈銀白色，故稱白口鑄鐵。其性能硬而脆，很難切削加工，很少用來鑄造機件。 2．灰口鑄鐵 碳主要以片狀石墨形式存在，斷口呈灰色，故稱灰口鑄鐵。這種鑄鐵的硬度和強度較低，但抗振性能好，易切削，它是鑄造中用得最多的鑄鐵。牌號由“HT”（灰、鐵兩字的漢語拼音字首）和一組數(shù)字組成。如HT200，其中數(shù)字200表示抗拉強度不小于200 MPa?；铱阼T鐵多用于鑄造受力要求一般的零件，如床

40、身、機座等。 3．可鍛鑄鐵 碳以團絮狀石墨存在。這種鑄鐵有較高的強度和塑性，但實際上并不能鍛造，用于鑄造要求強度較高的鑄件。牌號如KTH350－10。 4．球墨鑄鐵 碳以球狀石墨存在。這種鑄鐵的強度較高，塑性和韌性較好，用于制造受力復(fù)雜、載荷大的機件。牌號如 QT600－02。 可鍛鑄鐵和球墨鑄鐵的牌號中，后一組數(shù)字表示伸長率。 　設(shè)計總結(jié) 　在學(xué)校的最后一個學(xué)期，我過得既充實又繁忙.從選題的那天起，我就 開始了我的畢業(yè)設(shè)計。在畢業(yè)設(shè)計的這段時間里，我有很多的感觸，它帶給我的價值是巨大的

41、，這將對我的以后工作產(chǎn)生重要的影響。 　　給我最深的就是：一個人不可能做好一件大事，它必須是所有智慧的融合。讓我最深刻的就是工藝的安排。我的設(shè)計題目是數(shù)控工藝編程綜合設(shè)計。剛開始的時候感覺特迷茫，不知道如何下手，在網(wǎng)上也找過了。后來在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，我終于完成了這項工作。 　　在這次的設(shè)計中，老師“放手”我們?nèi)プ?。在這過程中我學(xué)會了獨立的思考問題和發(fā)現(xiàn)問題。像NC工藝的安排，開始的時候我去了好幾次的計算機房，但是程序怎么也不對，后來我才發(fā)現(xiàn)我選擇的坐標(biāo)不對。經(jīng)過幾次的摸索，我終于找到了問題的答案。 通過這次的設(shè)計，對數(shù)控技術(shù)，還有一些相關(guān)的東西有了更深刻的了解。對我們所學(xué)習(xí)的專業(yè)知識有了更清楚的認(rèn)識，是我不知不覺的喜歡上了我們的專業(yè)?，F(xiàn)在我可以說，我完全可以單獨完成一個簡單產(chǎn)品的設(shè)計加工。在這里我也深刻的知道，我在實踐方面是很不夠的，這將在以后的工作中慢慢去領(lǐng)悟、學(xué)習(xí)。