典型零件的數(shù)控加工畢業(yè)論文

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1、 畢業(yè)設(shè)計 題 目 典型零件的數(shù)控加工 專 業(yè) 數(shù)控技術(shù) 年 級 五班 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 2012年 4 月 24 日 摘要： 數(shù)控（英文名字：Numerical Control 簡稱:NC）技術(shù)是指用數(shù)

2、字、文字和符號組成的數(shù)字指令來實現(xiàn)一臺或多臺機械設(shè)備動作控制的技術(shù)。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)體零件。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、鉸孔等工作。 數(shù)控車床種類較多，但主體結(jié)構(gòu)都是由：車床主體、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)三大部分組成。 NC編程就是將加工零件的加工順序、刀具運動軌跡的尺寸數(shù)據(jù)、工藝參數(shù)（主運動和進給運動速度、切削深度）以及輔助操作（換刀、主軸正反轉(zhuǎn)、冷卻液開關(guān)、刀具夾緊、松開等）加工信息，用規(guī)定的文字、數(shù)字、符號組成的代碼，按一定格式編寫成加工程序

3、。 數(shù)控機床程序編制過程主要包括：分析零件圖紙、工藝處理、數(shù)學(xué)處理、編寫零件程序、程序校驗。 機床夾具的種類很多，按使用機床類型分類，可分為車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、加工中心夾具和其他夾具等。按驅(qū)動夾具工作的動力源分類，可分為手動夾具、氣動夾具、液壓夾具、電動夾具、磁力夾具和自夾緊夾具等。 關(guān)鍵詞：數(shù)控，車床，編程，加工 目錄 第一章 前 言......................................4 第二章 工藝方案分析...............................4 2.1零件圖........

4、.....................................4 2.2零件圖分析.........................................5 2.3定位基準(zhǔn)的選擇.....................................6 2.4數(shù)控加工工藝分析...................................7 2.5確定加工方案.......................................8 第三章 數(shù)控機床夾具...............................9 3.1機床夾具的分類....

5、.................................9 3.2工件在數(shù)控車床上的裝夾：...........................9 第四章 數(shù)控刀具的選用.............................10 4.1數(shù)控機床的刀具特點................................10 4.2刀具材料..........................................10 4.3數(shù)控刀具的選......................................11 4.4切屑用量的選擇.............

6、.......................12 4.5設(shè)置起刀點和換刀點................................12 4.6試切法對刀........................................13 第五章 機床數(shù)控編程...............................13 5.1數(shù)控編程方法......................................13 5.2零件程序編寫......................................15 結(jié)論........................

7、..................19 參考文獻......................................21 致謝..........................................20 第一章 前 言 數(shù)控機床即使采用了數(shù)控技術(shù)的機床，或者說裝備了數(shù)控系統(tǒng)的機床。從應(yīng)用來說，數(shù)控機床就是將加工過程所需的各種操作（如主軸變速、松加工件、進刀與退刀、開車與停車、選擇刀具、供給切削液等）和步驟，以及刀具與工件之間的相對位移量都用數(shù)字化的代碼來表示，通過控制介質(zhì)將數(shù)字信息送入專用的或通用的計算機，計算機對輸入的信息進行處理與運算，發(fā)出各種指令來控制機

8、床的伺服系統(tǒng)或其他執(zhí)行元件，是機床自動加工出所需要的零件。 在機械加工工藝教學(xué)中，機械制造專業(yè)學(xué)生及數(shù)控技術(shù)專業(yè)學(xué)生都要學(xué)習(xí)數(shù)控車床操作技術(shù)。讓學(xué)生了解相關(guān)工種的先進技術(shù)，同時培養(yǎng)工作崗位的前瞻性；在講授數(shù)控知識的同時，必須要求學(xué)生掌握基本的機械加工工藝，增強系統(tǒng)意識，理解手動操作與自動操作之間的聯(lián)系，真正把學(xué)生培養(yǎng)成為適應(yīng)各種工作環(huán)境和崗位的多面手。數(shù)控車工基礎(chǔ)工藝?yán)碚摷凹寄苡袡C融合，包括夾具的使用、量具的識讀和使用、刃具的刃磨及使用、基準(zhǔn)定位等，分類敘述了車床操作、數(shù)控車床自動編程仿真操作、數(shù)控車床編程與操作的初、中級內(nèi)容。以機械加工中車工工藝學(xué)與數(shù)控車床技能訓(xùn)練密切結(jié)合為主線，常用量具

9、識讀及工件測量、刀具及安裝、工件定位與安裝、金屬切削過程及精加工，較清晰地展示了數(shù)控車工必須掌握的知識和技能的訓(xùn)練途徑。對涉及與數(shù)控專業(yè)相關(guān)的基礎(chǔ)知識、專業(yè)計算，都進行了有針對性的論述，目的在于塑造理論充實、技能扎實的專業(yè)技能型人才。 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(zhǔn)、剛性好，合理選用刀具和切削參數(shù)，使得零件

10、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)。 第二章 工藝方案分析 2.1零件圖 技術(shù)要求 1 銳角倒鈍C0.3 2 未注尺寸公差按IT12加工。 3 未標(biāo)注倒角C1。 4 材料為；45#剛。 5 坯料尺寸Φ75mm85mm。 2.2零件圖分析 在設(shè)計零件的加工工藝規(guī)程時，首先要對加工對象進行深入分析。對于數(shù)控車削加工應(yīng)考慮以下幾方面： 2.2.1構(gòu)成零件輪廓的幾何條件 在車削加工中手工編程時，要計算每個節(jié)點坐標(biāo)；在自動編程時，要對構(gòu)成零件輪廓所有幾何元

11、素進行定義。因此在分析零件圖時應(yīng)注意： 1.零件圖上是否漏掉某尺寸，使其幾何條件不充分，影響到零件輪廓的構(gòu)成； 2.零件圖上的圖線位置是否模糊或尺寸標(biāo)注不清，使編程無法下手； 3.零件圖上給定的幾何條件是否不合理，造成數(shù)學(xué)處理困難。 4.零件圖上尺寸標(biāo)注方法應(yīng)適應(yīng)數(shù)控車床加工的特點，應(yīng)以同一基準(zhǔn)標(biāo)注尺寸或直接給出坐標(biāo)尺寸。 2.2.2尺寸精度要求 分析零件圖樣尺寸精度的要求，以判斷能否利用車削工藝達到，并確定控制尺寸精度的工藝方法。 在該項分析過程中，還可以同時進行一些尺寸的換算，如增量尺寸與絕對尺寸及尺寸鏈計算等。在利用數(shù)控車床車削零件時，常常對零件要求的尺寸取最大和最小極限尺

12、寸的平均值作為編程的尺寸依據(jù)。 2.2.3形狀和位置精度的要求 零件圖樣上給定的形狀和位置公差是保證零件精度的重要依據(jù)。加工時，要按照其要求確定零件的定位基準(zhǔn)和測量基準(zhǔn)，還可以根據(jù)數(shù)控車床的特殊需要進行一些技術(shù)性處理，以便有效的控制零件的形狀和位置精度。 2.2.4表面粗糙度要求 表面粗糙度是保證零件表面微觀精度的重要要求，也是合理選擇數(shù)控車床、刀具及確定切削用量的依據(jù)。 該零件表面由圓柱、順圓弧、逆圓弧、中心孔、槽、等表面和內(nèi)孔組成。尺寸標(biāo)注完整，選用毛坯為45#鋼，Φ75mm85mm，無熱處理和硬度要求,表面粗糙度也標(biāo)注完整 定位基準(zhǔn)包括粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)。 2.3定位基準(zhǔn)的選擇

13、 粗基準(zhǔn)：用未加工過的毛坯表面做基準(zhǔn)。 精基準(zhǔn)：用已加工過的表面做基準(zhǔn)。 2.3.1粗基準(zhǔn)的選擇原則： 粗基準(zhǔn)影響：位置精度、各加工表面的余量大小（均勻？足夠？）。 重點考慮：如何保證各加工表面有足夠余量，使不加工表面和加工表面間的尺寸、位置符合零件圖要求。 1.合理分配加工余量的原則 應(yīng)保證各加工表面都有足夠的加工余量：如外圓加工以軸線為基準(zhǔn)； b.以加工余量小而均勻的重要表面為粗基準(zhǔn)，以保證該表面加工余量分布均勻、表面質(zhì)量高；如床身加工，先加工床腿再加工導(dǎo)軌面； 保證零件加工表面相對于不加工表面具有一定位置精度的原則 一般應(yīng)以非加工面做為粗基準(zhǔn)，這樣可以保證不加工表面相

14、對于加工表面具有較為精確的相對位置。當(dāng)零件上有幾個不加工表面時，應(yīng)選擇與加工面相對位置精度要求較高的不加工表面作粗基準(zhǔn)。 2.3.2精基準(zhǔn)的選擇原則： 1.基準(zhǔn)重合的原則：定為基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)重合 2.基準(zhǔn)統(tǒng)一原則: 盡量選用一組精基準(zhǔn)定位，以此加工工件的大多數(shù)表面的工藝原則! 3.互為基準(zhǔn)原則 當(dāng)某些表面位置精度要求很高時，采用互為基準(zhǔn)反復(fù)加工的一種原則 4.自為基準(zhǔn)原則 當(dāng)加工面的表面質(zhì)量要求很高時，為保證加工面有很小的且均勻的余量，常用加工面本身作為基準(zhǔn)進行加工的一種工藝原則! 5.便于裝夾的原則 2.4數(shù)控加工工藝分析 2.4.1數(shù)控加工工藝概念 數(shù)控加工工藝是采

15、用數(shù)控機床加工零件時所運用各種方法和技術(shù)手段的總和，應(yīng)用于整個數(shù)控加工工藝過程中。數(shù)控加工工藝是伴隨著數(shù)控機床的產(chǎn)生、發(fā)展而逐步完善起來的一種應(yīng)用技術(shù)，它是人們大量數(shù)控加工實踐的經(jīng)驗總結(jié)。 數(shù)控加工工藝過程，是利用切削工具在數(shù)控機床上直接改變加工對象的形狀、尺寸、表面位置、表面狀態(tài)等，使其成為成品或半成品的過程。 2.4.2數(shù)控加工工藝內(nèi)容 1.選擇并確定進行數(shù)控加工的內(nèi)容。 2.對零件圖樣進行數(shù)控加工工藝分析。 3.零件圖形的數(shù)學(xué)處理及編程尺寸設(shè)定值的確定。 4.數(shù)控加工工藝方案的制定。 5.工步、進給路線的確定。 6.選擇數(shù)控機床的類型。 7.刀具、夾具、量具的選擇和設(shè)計

16、。 8.切削參數(shù)的確定。 9.加工程序的編寫、校驗與修改。 10.首件試切加工與現(xiàn)場問題處理。 2.4.3工序與工布的劃分 工序的劃分：在數(shù)控機床上加工零件，工序可以比較集中，在一次裝夾中盡可能完成大部分或全部工序。首先應(yīng)根據(jù)圖樣，考慮是否可以在一臺機床上完成整個零件的加工工作。若不能，則應(yīng)決定其中那一部分在數(shù)控機床上加工，那一部分在其他機床上完成。一般工序劃分有以下幾種方式： 1.按零件裝卡定位方式劃分工序 由于每個零件結(jié)構(gòu)形狀不同，各加工表面的技術(shù)要求也有所不同，故加工時，其定位方式則各有差異。一般加工外形時，以內(nèi)形定位；加工內(nèi)形時又以外形定位。因而可根據(jù)定位方式的不同

17、來劃分工序。 2.按粗、精加工劃分工序 根據(jù)零件的加工精度、剛度和變形等因素來劃分工序時，可按粗、精加工分開的原則來劃分工序，即先粗加工再精加工。此時可用不同的機床或不同的刀具進行加工。通常在一次安裝中，不允許將零件某一部分表面加工完畢后，再加工零件的其他表面。 3.按所用刀具劃分工序 為了減少換刀次數(shù)，壓縮空程時間，減少不必要的定位誤差，可按刀具集中工序的方法加工零件，即在一次裝夾中，盡可能用同一把刀具加工出可能加工的所有部位，然后再換另一把刀加工其他部位。在專用數(shù)控機床和加工中心中常采用這種方法。 工步的劃分：主要從加工精度和效率兩方面考慮。在一個工序內(nèi)往往需要采用不同的

18、刀具和切削用量，對不同的表面進行加工。為了便于分析和描述較復(fù)雜的工序，在工序內(nèi)又細分為工步。 1.同一表面按粗加工、半精加工、精加工依次完成，或全部加工表面按先粗后精加工分開進行。 2.對于既有銑面又有鏜孔的零件，可先銑面后鏜孔，使其有一段時間恢復(fù)，可減少由變形引起的對孔的精度的影響。 3.按刀具劃分工步。某些機床工作臺回轉(zhuǎn)時間比換刀時間短，可采用按刀具劃分工步，以減少換刀次數(shù)，提高加工生產(chǎn)率?？傊ば蚺c工步的劃分要根據(jù)具體零件的結(jié)構(gòu)特點、技術(shù)要求等情況綜合考慮。 2.5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

19、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加工方案。 毛坯先夾持右端35mm左右，車左端輪廓Φ55 mm5mm處，再加工Φ6040mm、然后車半徑為1mm的逆圓弧，再調(diào)頭裝夾加工倒角為1.5mm，再加工Φ50mm15mm，再加工順圓弧為5mm，然后用8號刀鉆中心控，用4mm的車切曹刀 切 該典型軸加工順序為： 預(yù)備加工---車端面---粗車左端輪廓---精車左端輪廓---車中心孔---切退刀槽---粗車螺紋---精車螺紋---工件調(diào)頭 ---車端面---粗車右端輪廓---精車右端輪廓。 第三章 數(shù)控機床夾具 3.1機床夾具的分類

20、 機床夾具的種類很多，按使用機床類型分類，可分為車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、加工中心夾具和其他夾具等。按驅(qū)動夾具工作的動力源分類，可分為手動夾具、氣動夾具、液壓夾具、電動夾具、磁力夾具和自夾緊夾具等。按專門化程度可分為以下幾種類型的夾具： 通用夾具是指已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化、無需調(diào)整或稍加調(diào)整就可以用來裝夾不同工件的夾具。如三爪卡盤、四爪卡盤、平口虎鉗和萬能分度頭等。這類夾具主要用于單件小批生產(chǎn)。 專用夾具是指專為某一工件的某一加工工序而設(shè)計制造的夾具。結(jié)構(gòu)緊湊，操作方便，主要用于固定產(chǎn)品的大量生產(chǎn)。 組合夾具是指按一定的工藝要求，由一套預(yù)先制造好的通用標(biāo)準(zhǔn)元件和部件組裝而成的夾具。使

21、用完畢后，可方便地拆散成元件或部件，待需要時重新組合成其他加工過程的夾具。適用于數(shù)控加工、新產(chǎn)品的試制和中、小批量的生產(chǎn)。 可調(diào)夾具包括通用可調(diào)夾具和成組夾具，它們都是通過調(diào)整或更換少量元件就能加工一定范圍內(nèi)的工件，兼有通用夾具和專用夾具的優(yōu)點。通用可調(diào)夾具適用范圍較寬，加工對象并不十分明確；成組夾具是根據(jù)成組工藝要求，針對一組形狀及尺寸相似、加工工藝相近的工件加工而設(shè)計的，其加工對象和范圍很明確，又稱為專用可調(diào)夾具。 數(shù)控機床夾具常用通用可調(diào)夾具、組合夾具。 3.2工件在數(shù)控車床上的裝夾： 3.2.1常用裝夾方式： 三爪自定心卡盤裝夾；兩頂尖之間裝夾；卡盤和頂尖裝夾；雙三爪定心卡盤

22、裝夾。 3.2.2采用找正的方法： 找正裝夾時必須將工件的加工表面回轉(zhuǎn)軸線（同時也是工件坐標(biāo)系Z軸）找正到與車床主軸回轉(zhuǎn)中心重合。一般為打表找正。通過調(diào)整卡爪，使工件坐標(biāo)系Z軸與車床主軸的回轉(zhuǎn)中心重合。 3.2.3薄壁零件的裝夾： 薄壁零件容易變形，普通三爪卡盤受力點少，采用開縫套筒或扇形軟卡爪，可使工件均勻受力，減小變形。也可以改變夾緊力的作用點，采用軸向夾緊的方式。 第四章 數(shù)控刀具的選用 4.1數(shù)控機床的刀具特點 數(shù)控加工對刀具的要求不僅精度高、強度大、剛度好、壽命長。而且要求尺寸穩(wěn)定、安裝調(diào)整方便。切削刀具由傳統(tǒng)的機械工具實現(xiàn)了向高科技產(chǎn)品的飛躍，刀具的切削性能有顯著

23、的提高。切削技術(shù)由傳統(tǒng)的切削工藝向創(chuàng)新制造工藝的飛躍，大大提高了切削加工的效率。刀具工業(yè)由脫離使用、脫離用戶的低級階段向面向用戶、面向使用的高級階段的飛躍，成為用戶可利用的專業(yè)化的社會資源和合作伙伴。切削刀具從低值易耗品過渡到全面進入“三高一專（高效率、高精度、高可靠性和專用化）”的數(shù)控刀具時代，實現(xiàn)了向高科技產(chǎn)品的飛躍。成為現(xiàn)代數(shù)控加工技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)。與現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)展緊密相連，是應(yīng)用材料科學(xué)、制造科學(xué)、信息科學(xué)等領(lǐng)域的高科技成果的結(jié)晶。 4.2刀具材料 數(shù)控車床使用的刀具材料一般為高速鋼、硬質(zhì)合金、涂層硬質(zhì)合金和陶瓷。在數(shù)控切削加工時，數(shù)控刀具切削部分與切屑、工件相互接觸的表面上承受很大

24、的壓力和摩擦，數(shù)控刀具在高溫下進行切削的同時，還承受切削力、沖擊和振動，因此數(shù)控刀具材料應(yīng)滿足以下基本條件： 1硬度 刀具材料必須具有高于工件材料的硬度，常溫硬度應(yīng)在62HRC以上，并要求保持較高的高溫硬度。 2耐磨性 耐磨性表示刀具抵抗磨損的能力，它是刀具材料力學(xué)性能、組織結(jié)構(gòu)和化學(xué)性能的綜合反映。 3強度和韌性 一種好的刀具材料，應(yīng)根據(jù)它的使用要求，兼顧硬度和耐磨性兩方面的性能，有所側(cè)重。滿足高切削力、沖擊和振動的條件。 4耐熱性 數(shù)控刀具材料應(yīng)在高溫下保持較高的硬度、耐磨性、強度和韌性，并有良好的抗擴散、抗氧化能力。 5導(dǎo)熱性和膨脹系數(shù) 在其他條件相同的

25、情況下，刀具材料的熱導(dǎo)率越大，則由刀具傳出的熱量越多，有利于降低切削溫度和提高刀具使用壽命。線膨脹系數(shù)小，則可減少刀具的熱變形。 6工藝性 為了便于制造，要求數(shù)控刀具材料有較好的可加工性，包括鍛、軋、焊、切削加工和可耐磨性、熱處理特性。材料的高溫特性對熱軋刀具十分重要。 4.3數(shù)控刀具的選擇 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壽命，而合理的刀具壽命則應(yīng)根據(jù)優(yōu)化的目標(biāo)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(biāo)確定，后者根據(jù)工序成本最低的目標(biāo)確定。 選擇刀具壽命時可考慮如下幾點根據(jù)刀具復(fù)雜

26、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(dāng)某工序單位時間內(nèi)所分擔(dān)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

27、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。 2一般外圓車削; 常用80凸三角形、四方形和80菱形刀片；仿形加工用55、35 菱形和圓形刀片；在機床剛性、功率允許的條件下，大余量、粗加工應(yīng)選擇刀尖角較大的刀片，反之選擇刀尖角較小的刀片。 3前角的作用。 大負前角用于：切削硬材料；需切削刃強度大，以適應(yīng)斷續(xù)切削、切削含黑皮表面層的加工條件。 大正前角用于：切削軟質(zhì)材料易切削材料被加工材料及機床剛性差時。 4后角的作用：

28、 小后角用于：切削硬材料；需切削刃強度高時。大后角用于：切削軟材料；切削易加工硬化的材料。 5主偏角的作用： 大主偏角用于：切深小的精加工；切削細而長的工件；機床剛性差時。小主偏角用于：工件硬度高，切削溫度大時；大直徑零件的粗加工；機床剛性高時。 副偏角具有減少已加工表面與刀具摩擦的功能。一般為5～15。 6刃傾角是前刀面傾斜的角度。 重切削時，切削開始點的刀尖上要承受很大的沖擊力，為防止刀尖受此力而發(fā)生脆性損傷，故需有刃傾角。推薦車削時為3～5。 4.4切屑用量的選擇 數(shù)控加工時對同一加工過程選用不同的切削用量，會產(chǎn)生不同的切削效果。合理的切削用量應(yīng)能保證工件的質(zhì)量要求（如加

29、工精度和表面粗糙度），在切削系統(tǒng)強度、剛性允許的條件下充分利用機床功率，最大限度地發(fā)揮刀具的切削性能，并保證刀具具有一定的使用壽命。 4.4.1粗車時切削用量的選擇： 粗車時一般以提高效率為主，兼顧經(jīng)濟性和加工成本。提高切削速度、加大進給量和切削深度都能提高生產(chǎn)率。其中切削速度對刀具壽命的影響最大，切削深度對刀具壽命的影響最小，所以考慮粗加工切削用量時首先應(yīng)選擇一個盡可能大的切削深度，以減少進給次數(shù)，其次選擇較大的進給速度，最后在刀具使用壽命和機床功率允許的條件下選擇一個合理的切削速度。 4.4.2精車、半精車時切削用量的選擇： 精車和半精車的切削深度是根據(jù)零件加工精度和表面粗糙度要求

30、及粗車后留下的加工余量決定的，一般情況是一次去除余量。當(dāng)零件精度要求較高時，通常留 0.2 ~ 0.4 mm （直徑值）的精車余量。精車和半精車的切削深度較小，產(chǎn)生的切削力也較小，所以可在保證表面粗糙度的情況下適當(dāng)加大進給量。 4.5設(shè)置起刀點和換刀點 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(biāo)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程中便于

31、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(zhǔn)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(zhǔn)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)設(shè)在工件

32、或夾具的外部，以換刀時不碰工件及其它部件為準(zhǔn)。 4.6試切法對刀 在數(shù)控加工中，工件坐標(biāo)系確定后，還要確定刀尖點在工件坐標(biāo)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(dāng)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(biāo)系中的位置。其他各刀都需

33、要進行以上操作，從而確定每把刀具在工件坐標(biāo)系中的位置。 x軸對刀 z軸方向?qū)Φ? 第五章機床數(shù)控編程 5.1數(shù)控編程方法 5.1.1數(shù)控編程的基本概念 編程就是將加工零件的加工順序、刀具運動軌跡的尺寸數(shù)據(jù)、工藝參數(shù)（主運動和進給運動速度、切削深度）以及輔助操作（換刀、主軸正反轉(zhuǎn)、冷卻液開關(guān)、刀具夾緊、松開等）加工信息，用規(guī)定的文字、數(shù)字、符號組成的代碼，按一定格式編寫成加工程序。數(shù)控機床程序編制過程主要包括：分析零件圖紙、工藝處理、數(shù)學(xué)處理、編寫零件程序、程序校驗。 5.1.2數(shù)控編程

34、步驟 數(shù)控編程是指從零件圖紙到獲得數(shù)控加工程序的全部工作過程。 1.分析零件圖樣和工藝處理 根據(jù)圖樣對零件的幾何形狀尺寸，技術(shù)要求進行分析，明確加工的內(nèi)容及要求，決定加工方案、確定加工順序、設(shè)計夾具、選擇刀具、確定合理的走刀路線及選擇合理的切削用量等。 同時還應(yīng)發(fā)揮數(shù)控系統(tǒng)的功能和數(shù)控機床本身的能力，正確選擇對刀點，切入方式，盡量減少諸如換刀、轉(zhuǎn)位等輔助時間。 2.數(shù)學(xué)處理 編程前，根據(jù)零件的幾何特征，先建立一個工件坐標(biāo)系，根據(jù)零件圖紙的要求，制定加工路線，在建立的工件坐標(biāo)系上，首先計算出刀具的運動軌跡。對于形狀比較簡單的零件（如直線和圓弧組成的零件），只需計算出幾何元素的起點

35、、終點、圓弧的圓心、兩幾何元素的交點或切點的坐標(biāo)值。 3.編寫零件程序清單 加工路線和工藝參數(shù)確定后，根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)規(guī)定的指定代碼及程序段格式，編寫零件程序清單。 4.程序輸入 5.程序校驗與首件試切 如圖1所示，編程工作主要包括： 圖1 數(shù)控程序編制的內(nèi)容及步驟 5.1.3數(shù)控車床程序的編制 數(shù)控車削加工包括內(nèi)外圓柱面的車削加工、端面車削加工、鉆孔加工、螺紋加工、復(fù)雜外形輪廓回轉(zhuǎn)面的車削加工等。 1、 F功能： F功能指令用于控制切削進給量。在程序中，有兩種使用方法：F后面的數(shù)字表示的是主軸每轉(zhuǎn)進給量，單位為mm/r；F后面的數(shù)字表示的是每分鐘進給量，單位為

36、mm/min。 2、 S功能： S后面的數(shù)字表示主軸轉(zhuǎn)速，單位為r/min。S后面的數(shù)字表示的是最高轉(zhuǎn)速：r/min。S后面的數(shù)字表示的是恒定的線速度：m/min。 3、 T功能： T功能指令用于選擇加工所用刀具。T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。 4、 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； M01：計劃暫停，與M00作用相似，但M01可以用機床“任選停止按鈕”選擇是否有效； M03：主軸順時針旋轉(zhuǎn)；M04：主軸逆時針旋轉(zhuǎn)；M05

37、：主軸旋轉(zhuǎn)停止； M08：冷卻液開；M09：冷卻液關(guān)；M30：程序停止，程序復(fù)位到起始位置。 例如一些常用的編程代碼： G90 絕對值輸入； G31 等導(dǎo)程螺紋切削 G91 相對值輸入； G32 跳步功能 G00 快速點定位； M02、M03 程序結(jié)束 G01 直線插補； M00 程序停機 G02、G03 順圓和逆圓插補； M01 選擇停機 G28 自動返回參考點； M98 調(diào)用子程序 G04 暫停； M99 子程序結(jié)束 5.2零件程序編寫 尺寸圖 5-1 第一步裝夾圖 5-2 表5-1 數(shù)控車床加

38、工刀具卡片 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 備注 1 T01 硬質(zhì)合金端面93度車刀 1 粗、精車端面 2 T02 內(nèi)螺紋切削刀 1 車中心孔螺紋 3 T03 硬質(zhì)合金車槽刀（4mm） 1 切內(nèi)槽 4 T04 Φ30mm麻花鉆 1 車削中心孔 5 T05 硬質(zhì)合金135度車刀 1 車中心孔內(nèi)端面 O1111 程序名 M03 S800 T0101;

39、 主軸啟動 轉(zhuǎn)速800 r/min 一號刀 M08; 切削液開 G00 X78 Z1; 快速點定位 G01 X50 Z1 F5; 直線切削 Z-5; G01 X60 F2; 直線切削 Z-48; G02 X60 Z-49 F1; 順圓切削半徑為1mm G01 X70 F3;

40、 直線切削 G00 X75 Z1; 快速點定位 S350 T0404; 轉(zhuǎn)速350 r/min四號刀 車中心孔 G00 X0 Z5; 快速點定位 G01 Z-76 F3; 直線切削 G00 Z1; 快速點定位 S800 T0505 車中心孔內(nèi)表面 G00

41、 X28 Z1; 快速點定位 G01 X36 Z0 F3; 直線切削 X32 Z-2; 倒角 Z-56; G00 X28 Z1; 快速點定位 T0303; G00 X28 Z0; 快速點定位 G01 Z-24 F4; 直線切削 X40; G00 X28;

42、 快速點定位 Z-25; G01 X40; 直線切削 G00 X28 Z1; 快速點定位 S300 T0202; 螺紋切削 G00 X36 Z0; G32 X36 Z-20 F2; 螺紋切削導(dǎo)程為2 G00 X28 Z1; M05 M09; 主軸停止切削液關(guān) M30;

43、程序結(jié)束 工件調(diào)頭 O2222 程序號 M03 S800 T0505; 轉(zhuǎn)速800 r/min 使用五號刀 G00 X30 Z1; 快速點定位 G01 Z-20 F3; 直線切削 X32; X36 Z0; G00 Z1; 快速點定位 T0101; G00 X36 Z0; 快速點定位 G01 X48

44、.5 F5; 直線切削 X50 Z-1.5; Z-15; G02 X50 Z-20 R5; 順圓切削半徑為5 G03 X60 Z-27 R5; 順圓切削半徑為5 G00 X75 Z2; M05 M09; 主軸停止切削液關(guān) M30； 程序結(jié)束 用以上數(shù)據(jù)編制工藝卡如下： 表5-2 數(shù)控加工工藝卡 單位名稱

45、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 T01 93度刀 800 0.1 自動 2 車中心孔 T04 Φ30mm麻花鉆 350 0.1 自動 3 粗車內(nèi)端面 T05 硬質(zhì)合金135度車刀 800 0.1 0.2 自動 4 切槽 T03 切槽刀 350 0.04

46、 自動 5 精車螺紋 T02 內(nèi)螺紋刀 350 1.5 0.1 自動 工件調(diào)頭 002 O2222 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 車內(nèi)端面 T05 135度刀 800 0.1 自 2 粗車外輪廓 T01 93度防型刀 800 0.1 1.5 自動 編制 審核 批準(zhǔn) 年 月 日 共 頁 第頁 結(jié)論 通過以上程序的數(shù)控車削加工，對數(shù)控車削

47、加工的整個過程有了較為全面的了解。 通過本設(shè)計中選擇刀具，對數(shù)控機床工具系統(tǒng)的特點、數(shù)控機床刀具材料和使用范圍有了較深的了解，基本掌握了數(shù)控機床刀具的使用方法；經(jīng)過設(shè)計加工方案，進一步了解了工件定位的基本原理、定位方式與定位元件及數(shù)控機床用夾具的種類與特點，對教材中有關(guān)定位基準(zhǔn)的選擇原則與數(shù)控加工夾具的選擇方法有了更深的了解；經(jīng)過編制零件的加工程序，基本熟悉數(shù)控編程的主要內(nèi)容及步驟、編程的種類、程序結(jié)構(gòu)與格式，對數(shù)控編程前數(shù)學(xué)處理內(nèi)容、基點坐標(biāo)、輔助程序段的數(shù)值計算有了進一步的認(rèn)識。另外，工藝設(shè)計、數(shù)值計算及程序編制的過程比較繁重，設(shè)計過程當(dāng)中自己不斷學(xué)習(xí)和實踐，每解決一個問題，都會感到不盡

48、的喜悅和興奮。 通過本設(shè)計的實踐，真切體會到理論必須和生產(chǎn)實踐結(jié)合。教材中所學(xué)到的許多內(nèi)容在實踐中得到可印證，但在具體操作中也出現(xiàn)了一些意向不到的事情，在工藝方案確定后，加工程序也經(jīng)過多次試調(diào)、修改才最終完成了零件的加工。看到自己加工出合格的零件，對自己所學(xué)的專業(yè)更加充滿信心。 參考文獻 [1]鄒新宇。數(shù)控編程[M].清華大學(xué)出版社,2006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

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