畢業(yè)論文典型零件的加工工藝.doc

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三門峽職業(yè)技術學院 畢業(yè)設計（論文） 題 目 數(shù)控零件加工工藝分析及精度檢測 　　　　　　　　　 指導教師　　　　　　　　　　　　　 系　　部 　　　　　　　　　 專 業(yè)　 　 　　　　　 姓 名　　　　　　　　　　　 學　　號　　　　　　　　　　　 　2013年　　月　　　日 目錄 第一章 數(shù)控加工的概念 1.1、高速、高效、高精度、高可靠性 ……………………………1 1）高速、高效 …………………………………………………………1 2）高精度 ………………………………………………………………2 3）高可靠性……………………………………………………………2 第二章 數(shù)控機床 2.1數(shù)控車床的組成…………………………………………………3 2．2數(shù)控車床的特點…………………………………………………4 2．3、數(shù)控車床的適用范圍及工作原理……………………………5 第三章 典型零件的工藝分析 3.1裝配圖 CB-03-00……………………………………………7 3.1.1裝配圖 CB-03-00的工藝分析（圖3-1-1）………7 3.2零件一 CB-03-01……………………………………………9 3.2.1零件CB-03-01工藝分析(圖3-2-1) ………………9 3.2.2零件CB-03-01的加工難點和解決措施………………9 3.2.3零件一CB-03-01工藝卡片………………………………11 3.3零件一CB-03-02……………………………………………13 3.3.1零件CB-0 3-02工藝分析（圖3-3-1）………………13 3.3.2零件二CB-03-02工藝卡卡片 3．4零件CB-03-03…………………………………………………16 3.4.1零件CB-03-03的工藝分析（圖3-4-1）……………17 3.4.2零件三CB-03-03工藝卡卡片…………………………19 3.5數(shù)控加工刀具及附件卡片………………………………21 3.6量具清單………………………………………………………22 第四章 數(shù)控加工程序 4.1零件一 CB-03-01的加工程序………………………………24 4.1.1零件一 CB-03-01的加工程序第一工序…………………26 4.1.2零件一 CB-03-01的加工程序第二工序…………………28 4.3零件三CB-03-03加工程序…………………………………30 4.3.1零件三CB-03-03加工程序第一工序……………………32 4.3.2零件三CB-03-03加工程序第二工序……………………33 摘 要 隨著社會的進步，制造業(yè)的發(fā)展越來越迅速，數(shù)控技術和數(shù)控裝備是制造工業(yè)現(xiàn)代化的重要基礎。這個基礎是否牢固直接影響到一個國家的經(jīng)濟發(fā)展和綜合國力，關系到一個國家的戰(zhàn)略地位。因此，世界上各工業(yè)發(fā)達國家均采取重大措施來發(fā)展自己的數(shù)控技術及其產(chǎn)業(yè)。在我國，數(shù)控技術與裝備的發(fā)展亦得到了高度重視，近年來取得了相當大的進步。生產(chǎn)實際中，零件的結構千差萬別，但其基本幾何構成不外是外圓、內孔、平面、螺紋、齒面、曲面等。很少有零件是由單一典型表面所構成，往往是由一些典型表面復合而成，其加工方法較單一典型表面加工復雜，是典型表面加工方法的綜合應用。我設計的是典型零件的加工其中涉及了刀具、量具、毛坯、定位基準等的選擇。配合件裝配圖1張，各個配合的零件圖各1張。 關鍵詞：數(shù)控加工工藝、數(shù)控編程、定位基準、工藝編程。 第一章 數(shù)控加工的概念 數(shù)控加工就是泛指在數(shù)控機床上進行零件加工的工藝過程。數(shù)控機床是一種用計算機來控制的機床，用來控制機床的計算機不管是專用計算機，還是通用計算機都統(tǒng)稱為數(shù)控系統(tǒng)。數(shù)控機床的運動和輔助動作均受控于數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出的指令。在數(shù)控機床上加工零件與在普通機床上加工零件，其加工方法并無多大差異，但是在機床的運動控制上卻有很大的區(qū)別。在普通機床加工時，機床的運動受控于操作工人。如機床的開啟、主軸轉速的變換、走刀路徑、運動部件的位移量，以及機床的停止等都是依靠操作工人來控制的。在數(shù)控機床上加工零件時，機床的運動和輔助動作的實現(xiàn)均受控于數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出的指令。而數(shù)控系統(tǒng)的指令是由程序員根據(jù)工件的材質、加工要求、機床的特性和系統(tǒng)所規(guī)定的指令格式編制的。編寫加工指令的過程就稱為編程。所謂編程，就是把加工零件的工藝過程、工參數(shù)、運動要求用數(shù)字指令形式記錄在介質上，并輸入數(shù)控系統(tǒng)。數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)程序指令向伺服裝置和其它功能部件發(fā)出運動或終斷信息來控制機床的各種運動。當零件的加工程序結束時，機床便會自動停止。任何一種數(shù)控機床，在其數(shù)控系統(tǒng)中若沒有輸入程序指令，數(shù)控機床不能工作。 1.1、高速、高效、高精度、高可靠性 要提高加工效率，首先必須提高切削和進給速度，同時，還要縮短加工時間；要確保加工質量，必須提高機床部件運動軌跡的精度，而可靠性則是上述目標的基本保證。為此，必須要有高性能的數(shù)控裝置作保證。 1）高速、高效 機床向高速化方向發(fā)展，可充分發(fā)揮現(xiàn)代刀具材料的性能，不但可大幅度提高加工效率、降低加工成本，而且還可提高零件的表面加工質量和精度。超高速加工技術對制造業(yè)實現(xiàn)高效、優(yōu)質、低成本生產(chǎn)有廣泛的適用性。 新一代數(shù)控機床（含加工中心）只有通過高速化大幅度縮短切削工時才可能進一步提高其生產(chǎn)率。超高速加工特別是超高速銑削與新一代高速數(shù)控機床特別是高速加工中心的開發(fā)應用緊密相關。90年代以來，歐、美、日各國爭相開發(fā)應用新一代高速數(shù)控機床，加快機床高速化發(fā)展步伐。高速主軸單元（電主軸，轉速15000－100000r/min）、高速且高加/減速度的進給運動部件（快移速度60~120m/min，切削進給速度高達60m/min）、高性能數(shù)控和伺服系統(tǒng)以及數(shù)控工具系統(tǒng)都出現(xiàn)了新的突破，達到了新的技術水平。隨著超高速切削機理、超硬耐磨長壽命刀具材料和磨料磨具，大功率高速電主軸、高加/減速度直線電機驅動進給部件以及高性能控制系統(tǒng)（含監(jiān)控系統(tǒng)）和防護裝置等一系列技術領域中關鍵技術的解決，應不失時機地開發(fā)應用新一代高速數(shù)控機床。 依靠快速、準確的數(shù)字量傳遞技術對高性能的機床執(zhí)行部件進行高精密度、高響應速度的實時處理，由于采用了新型刀具，車削和銑削的切削速度已達到5000米—8000米/分以上；主軸轉數(shù)在30000轉/分(有的高達10萬轉/分)以上；工作臺的移動速度：（進給速度），在分辨率為1微米時，在100米/分（有的到200米/分）以上，在分辨率為0.1微米時，在24米/分以上；自動換刀速度在1秒以內；小線段插補進給速度達到12米/分。根據(jù)高效率、大批量生產(chǎn)需求和電子驅動技術的飛速發(fā)展，高速直線電機的推廣應用，開發(fā)出一批高速、高效的高速響應的數(shù)控機床以滿足汽車、農機等行業(yè)的需求。還由于新產(chǎn)品更新?lián)Q代周期加快，模具、航空、軍事等工業(yè)的加工零件不但復雜而且品種增多。 我們學校的數(shù)控加工中心引進的先進數(shù)控加工中心設備就是高速的切削，在我國這樣轉速的加工中心很少，因此，大力發(fā)展高速的數(shù)控機床是未來的發(fā)展方向。 2）高精度 從精密加工發(fā)展到超精密加工（特高精度加工），是世界各工業(yè)強國致力發(fā)展的方向。其精度從微米級到亞微米級，乃至納米級（<10nm），其應用范圍日趨廣泛。超精密加工主要包括超精密切削（車、銑）、超精密磨削、超精密研磨拋光以及超精密特種加工（三束加工及微細電火花加工、微細電解加工和各種復合加工等）。隨著現(xiàn)代科學技術的發(fā)展，對超精密加工技術不斷提出了新的要求.003微米等。 精密化是為了適應高新技術發(fā)展的需要，也是為了提高普通機電產(chǎn)品的性能、質量和可靠性，減少其裝配時的工作量從而提高裝配效率的需要。隨著高新技術的發(fā)展。新材料及新零件的出現(xiàn)，更高精度要求的提出等都需要超精密加工工藝，發(fā)展新型超精密加工機床，完善現(xiàn)代超精密加工技術，以適應現(xiàn)代科技的發(fā)展。 　當前，機械加工高精度的要求如下：普通的加工精度提高了一倍，達到5微米；精密加工精度提高了兩個數(shù)量級，超精密加工精度進入納米級（0.001微米），主軸回轉精度要求達到0.01-0.05微米，加工圓度為0.1微米，加工表面粗糙度Ra=0和對機電產(chǎn)品性能與質量要求的提高，機床用戶對機床加工精度的要求也越來越高。為了滿足用戶的需要，近10多年來，普通級數(shù)控機床的加工精度已由10μm提高到5μm，精密級加工中心的加工精度則從3-5μm，提高到1-1.5μm。 3）高可靠性 是指數(shù)控系統(tǒng)的可靠性要高于被控設備的可靠性在一個數(shù)量級以上，但也不是可靠性越高越好，仍然是適度可靠，因為是商品，受性能價格比的約束。對于每天工作兩班的無人工廠而言，如果要求在16小時內連續(xù)正常工作，無故障率P(t)＝99%以上的話，則數(shù)控機床的平均無故障運行時間MTBF就必須大于3000小時。MTBF大于3000小時，對于由不同數(shù)量的數(shù)控機床構成的無人化工廠差別就大多了，我們只對一臺數(shù)控機床而言，如主機與數(shù)控系統(tǒng)的失效率之比為10：1的話（數(shù)控的可靠比主機高一個數(shù)量級）。此時數(shù)控系統(tǒng)的MTBF就要大于33333.3小時，而其中的數(shù)控裝置、主軸及驅動等的MTBF就必須大于10萬小時。 當前國外數(shù)控裝置的MTBF值已達6000小時以上，驅動裝置達30000小時以上。 第二章 數(shù)控機床 2.1數(shù)控車床的組成 數(shù)控車床由程序編制及程序載體、輸入裝置、數(shù)控裝置(CNC)、伺服驅動及位置檢測裝置、輔助控制裝置、車床本體等幾部分組成。 1、程序編制及程序載體 數(shù)控程序是數(shù)控車床自動加工零件的工作指令。在對加工零件進行工藝分析的基礎上，確定零件坐標系在車床坐標系上的相對位置，即零件在車床上的安裝位置，刀具與零件相對運動的尺寸參數(shù)，零件加工的工藝路線、切削加工的工藝參數(shù)以及輔助裝置的動作等。得到零件的所有運動、尺寸、工藝參數(shù)等加工信息后，用由文字、數(shù)字和符號組成的標準數(shù)控代碼，按規(guī)定的方法和格式，編制零件加工的數(shù)據(jù)程序單。編制程序的工作可由人工進行；對于形狀復雜的零件，則要在專用的編程機或通用計算機上進行自動編程（APT）或利用CAD/CAM系統(tǒng)產(chǎn)生程序。 編好的數(shù)控程序，存放在便于輸入到數(shù)控裝置的一種存儲載體上，它可以是穿孔紙帶、磁帶、磁盤、閃存卡等。閃存卡由于存儲容量大、數(shù)據(jù)交流迅速和記錄可靠，在開放式數(shù)控系統(tǒng)的新型數(shù)控機床上開始使用。 2、輸入裝置　　輸入裝置的作用是將程序載體（信息載體）上的數(shù)控代碼傳遞并存入數(shù)控系統(tǒng)內。根據(jù)存儲介質的不同，輸入裝置可以是光電閱讀機、磁帶機或軟盤驅動器等。數(shù)控車床加工程序也可通過鍵盤用手工方式直接輸入數(shù)控系統(tǒng)；數(shù)控加工程序還可由編程計算機用RS232C或采用網(wǎng)絡通信方式傳送到數(shù)控系統(tǒng)中。 零件加工程序輸入過程有兩種不同的方式：一種是邊讀入邊加工（數(shù)控系統(tǒng)內存較小時）；另一種是一次將零件加工程序全部讀入數(shù)控裝置內部的存儲器，加工時再從內部存儲器中逐段調出進行加工。 3、數(shù)控裝置　　數(shù)控裝置是數(shù)控車床的核心。數(shù)控裝置從內部存儲器中取出或接受輸入裝置送來的一段或幾段數(shù)控加工程序，經(jīng)過數(shù)控裝置的邏輯電路或系統(tǒng)軟件進行編譯、運算和邏輯處理后，輸出各種控制信息和指令，控制車床各部分的工作，使其進行規(guī)定的有序運動和動作。 零件的輪廓圖形往往由直線、圓弧或其他非圓弧曲線組成，刀具在加工過程中必須按零件形狀和尺寸的要求進行運動，即按圖形軌跡移動。但輸入的零件加工程序只能是各線段軌跡的起點和終點坐標值等數(shù)據(jù)，不能滿足要求，因此要進行軌跡插補，也就是在線段的起點和終點坐標值之間進行“數(shù)據(jù)點的密化”，求出一系列中間點的坐標值，并向相應坐標輸出脈沖信號，控制各坐標軸（即進給運動的個執(zhí)行元件）的進給速度、進給方向和進給位移量等。 4、驅動裝置及位置檢測裝置　　驅動裝置接受來自數(shù)控裝置的指令信息，經(jīng)功率放大后，嚴格按照指令信息的要求驅動車床移動部件，以加工出符合圖樣要求的零件。因此，它的伺服精度和動態(tài)響應性能是影響數(shù)控車床加工精度、表面質量和生產(chǎn)率的重要因素之一。驅動裝置包括控制器（含功率放大器）和執(zhí)行機構兩大部件。目前大都采用直流或交流伺服電動機作為執(zhí)行機構。 位置檢測裝置將數(shù)控車床個坐標軸的實際位移檢測出來，經(jīng)反饋系統(tǒng)輸入到車床的數(shù)控裝置之后，數(shù)控裝置將反饋回來的實際位移量值與設定值進行比較，控制驅動裝置按照指令設定值運動。 5、輔助控制裝置 輔助控制裝置的主要作用是接受數(shù)控裝置輸出的開關量指令信號，經(jīng)過編譯、邏輯判別和運算，再經(jīng)功率放大后驅動相應的電器，帶動車床的機械、液壓、氣動等輔助裝置完成指令規(guī)定的開關量動作。這些控制包括主軸運動部件的變速、換向和啟停指令，刀具的選擇和交換指令，冷卻、潤滑裝置的啟動停止，工件和機床部件的松開、夾緊等輔助動作。 由于可編程控制器（PLC）具有響應快、性能可靠、使用方便、編程和調試程序容易等特點，并可直接驅動部件機床電器，因此，被廣泛用作數(shù)控車床的輔助控制裝置。目前，大多數(shù)數(shù)控系統(tǒng)都帶有內部PLC，用于處理數(shù)控機床的輔助指令，從而簡化了機床的輔助控制裝置。 6、車床本體 車床本體與傳統(tǒng)車床相似，由主軸傳動裝置、進給傳動裝置、床身、工作臺以及運動裝置、液壓氣動系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、冷卻裝置等組成。但數(shù)控車床特別是車削中心在整體布局、外觀造型、傳動系統(tǒng)、刀具系統(tǒng)的結構以及操作機構等方面都已發(fā)生了較大的變化。這種變化的目的是為了滿足數(shù)控車床的要求和充分發(fā)揮數(shù)控車床的特點。歸納起來包括以下幾個方面的變化。 （1）采用高性能主傳動及主軸部件、具有傳遞功率大、剛度高、抗振性好及熱變形小等優(yōu)點。 （2）進給傳動采用高效傳動件、具有傳動鏈短、結構簡單、傳動精度高等特點，一般采用滾珠絲杠副、直線滾動導軌副等。 （3）具有完善的刀具自動變換和管理系統(tǒng)。 （4）車床本身具有很高的動、靜剛度。 （5）采用全封閉罩殼。由于數(shù)控車床是自動完成加工，為了操作安全等，一般采用移動門結構的全封閉罩殼，對車床的加工部件進行全封閉。 2．2數(shù)控車床的特點 1、數(shù)控車床的優(yōu)點 （1）加工對象改型的適應性強 由于在數(shù)控車床上改革加工零件時，只需要重新編制程序就能實現(xiàn)對零件的加工，它不同于傳統(tǒng)的車床，不需要改造、更新許多工夾具和檢具，更不需要重新新調整車床。因此，數(shù)控車床可以快速地從加工一種零件轉變?yōu)榧庸ち硪环N零件，這就為單件、小批以及試制新產(chǎn)品提供了極大的便利。它不僅縮短了生產(chǎn)準備周期，而且節(jié)省了大量工藝裝備費用。 （2）加工精度高 數(shù)控車床是以數(shù)字形式給出的指令進行加工的，由于目前數(shù)控裝置的脈沖當量（即每輸出一個脈沖后數(shù)控機床移動部件相應的移動量）一般達到了0.001mm，而且進給傳動鏈的反向間隙與絲杠螺距誤差等均可由數(shù)控裝置進行補償，因此，數(shù)控車床能達到比較高的加工精度和質量穩(wěn)定性。這是由數(shù)控車床結構設計采用了必要的措施，以及機電結合的特點決定的，首先是結構上引入了滾珠絲杠螺母機構、各種消除間隙結構等，使機械傳動的誤差盡可能??；其次是采用了軟件精度補償技術，使機械誤差進一步減少；第三是用程序控制加工，減少了人為因素對加工精度的影響。這些措施不僅保證了較高的加工精度，同時還保證了較高的質量穩(wěn)定性。 （3）生產(chǎn)效率高 零件加工所需要的時間包括機動時間與輔助時間兩部分。數(shù)控車床能夠有效地減少這兩部分時間，因而加工生產(chǎn)率比一般車床高得多。數(shù)控車床主軸轉速和進給量的范圍比普通車床的范圍大，每一道工序都能選用最有利的切削用量，良好的結構剛性允許數(shù)控車床進行大切削用量的強力切削，有效地節(jié)省了機動時間。數(shù)控車床移動部件的快速移動和定位采用了加速與減速措施，因而選用了很高的空行程運動速度，消耗在快進、快退和定位的時間要比一般車床少的多。 數(shù)控車床的加工精度比較穩(wěn)定，一般只做首件檢驗或工序間關鍵尺寸的抽樣檢驗，因而可以減少停機檢驗的時間。在使用帶有刀庫和自動換刀裝置的數(shù)控車削中心機床時，在一臺機床上實現(xiàn)了多道工序的連續(xù)加工，減少了半成品的周轉時間，生產(chǎn)效率的提高就更為明顯。 （4）自動化程度高 數(shù)控車床對零件的加工是按事先編好的程序自動完成的，操作者除了操作面板、裝卸零件、關鍵工序的中間測量以及觀察機床的運行之外，其他的機床動作直至加工完畢，都是自動連續(xù)完成，不需要進行繁重的重復性手工操作，勞動強度與緊張程度均大為減少，勞動條件也得到相應的改善。 （5）良好的經(jīng)濟效益 使用失控車床加工零件時，分攤在每個零件上的設備費用是比較昂貴的。但在單件、小批量生產(chǎn)情況下，可以節(jié)省工藝裝備費用、輔助生產(chǎn)工時、生產(chǎn)管理費用及降低廢品率等，因此能夠獲得良好的經(jīng)濟效益。 （6）有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化 用數(shù)控車床加工零件，能準確地計算零件的加工工時，并有效地簡化了檢驗和工夾具、半成品的管理工作。這些特點都有利于使生產(chǎn)管理現(xiàn)代化。 數(shù)控車床在應用中也有不利的一面，如提高了起始階段的投資，對設置維護的要求較高，對操作人員的技術水平要求較高等。 2．3、數(shù)控車床的適用范圍及工作原理 1、數(shù)控車床的適用范圍 數(shù)控車床與臥式車床一樣，也是用來加工軸類或盤類的回轉體零件。但是由于數(shù)控車床是自動完成內外圓柱面、圓錐面、圓弧面、端面、螺紋等工序的切削加工，所以數(shù)控車床特別適合加工形式復雜的軸類或盤類零件。 數(shù)控車床具有加工靈活、通用性強、能適應產(chǎn)品的品種和規(guī)格頻繁變化的特點，能夠滿足新產(chǎn)品的開發(fā)和多品種、小批量、生產(chǎn)自動化的要求，因此被廣泛應用于機械制造業(yè)。 數(shù)控車床確實存在一般車床所不具備的許多優(yōu)點，但是這些優(yōu)點都是以一定條件為前提的。數(shù)控車床的應用范圍正在不斷擴大，但它并不能完全代替其他類型的機床，也還不能以最經(jīng)濟的方式解決機械加工中的所有問題。數(shù)控車床通常最適合加工具有以下特點的零件。 1）多品種小批量生產(chǎn)的零件 從通用車床、專用車床、數(shù)控車床的零件加工批量數(shù)與綜合費用的關系來看，零件加工批量增大對于選用數(shù)控車床是不利的。原因在于數(shù)控車床設備費用昂貴，以及與大批量生產(chǎn)采用的專用機床相比其效率還不夠高。通常，采用數(shù)控車床加工的合理生產(chǎn)批量在10~200件之間。目前有向中批量發(fā)展的趨勢。 2）結構比較復雜的零件 從通用車床、專用車床、數(shù)控車床的被加工零件復雜程度與批量數(shù)的關系來看。通常數(shù)控車床適宜于加工結構比較復雜，在非數(shù)控車床上加工時需要有昂貴的工藝裝備的零件。 3）需要頻繁改型的零件 它節(jié)省了大量的工藝裝備費用，使綜合費用下降。 4）價格昂貴、不允許報廢的關鍵零件。 5）需要最短生產(chǎn)周期的急需零件。 數(shù)控車床的初始投資相對較大，由于系統(tǒng)的復雜性，又增加了維修費用。如果缺少完善的售后服務，往往不能及時排除設備故障，將會在一定程度上影響機床的利用率，這些都會增加綜合生產(chǎn)費用。 考慮到以上所述的種種原因，在決定選用數(shù)控車床加工時，需要進行反復對比和仔細的經(jīng)濟分析，使數(shù)控車床發(fā)揮它的最佳經(jīng)濟效益。 2、數(shù)控車床的工作原理 在傳統(tǒng)的金屬切削機床上，加工零件是操作者根據(jù)圖樣的要求，通過不斷改變刀具的運動軌跡、運動速度等參數(shù)，使刀具對工件進行切削加工，最終加工出合格零件。 數(shù)控車床的加工，其實質是應用了“微分”原理。其工作原理與過程可簡述如下。 1）數(shù)控裝置根據(jù)加工程序要求的刀具軌跡，將軌跡按車床對應的坐標軸，以最小移動量（脈沖當量）進行微分，并計算出各軸需要移動的脈沖數(shù)。 2）通過數(shù)控裝置的插補軟件或插補運算器，把要求的軌跡用量小移動單位的等效折線進行擬合，并找出最接近理論軌跡的擬合折線。 3）數(shù)控裝置根據(jù)擬合折線的軌跡，給相應的坐標軸連續(xù)不斷地分配進給脈沖，并通過伺服驅動使車床坐標軸按分配的脈沖運動。 由上可見：1、只要數(shù)控車床的最小移動量（脈沖當量）足夠小，所用的擬合折線就完全可以等效代替理論曲線；2、只要改變坐標軸的脈沖分配方式，即可以改變擬合折線的形狀，從而達到改變加工軌跡的目的；3、只要改變分配脈沖的頻率，即可改變坐標軸（刀具）的運動速度。這樣就實現(xiàn)了數(shù)控車床控制刀具移動軌跡的根本目的。 以上根據(jù)給定的數(shù)學函數(shù)，在理想軌跡（輪廓）的已知點之間，通過數(shù)據(jù)點的密化，確定一些中間點的方法，稱為補插。能同時參與插補的坐標軸數(shù)。顯然，當數(shù)控機床的聯(lián)動軸越多，機床加工輪廓的性能就越強。因此，聯(lián)動軸的數(shù)量是衡量數(shù)控機床性能的重要技術指標之一。 第三章 典型零件的工藝分析 3.1裝配圖 CB-03-00 3.1.1裝配圖 CB-03-00的工藝分析（圖3-1-1） 圖3-1-1 在裝配圖中共有4項技術要求，這些技術要求反應了零件與零件之間的尺寸關系。同時也說明每一種零件在加工中的尺寸精度，形為精度零件的輪廓精度對裝配技術要求的影響。 ①零件-01與-03裝配尺寸要求（，影響這一技術要求的因素有圖CB-03-01圖中尺寸（910.02）㎜，和圖CB-03-03尺寸（），（），。對于如何保證上述這些主要尺寸，將在單加工中論述。 ②三種零件裝配后要求CB-03-02圖E處，CB-03-01的F處，CB-03-03的H處，對基準A-B的跳動不大于0.08。 這些技術要求主要注意在加工中對零件的找正精度應滿足條件的同軸度的要求。同時也在檢驗3個零件的形為公差精度（同軸、垂直、跳動0，另一方面也指定了最終檢測時所用的基準， 說明中心孔和60倒角的重要性。 ③CB-03-02圖中E曲線輪廓與CB-03-01在曲線輪廓相拼后，間隙≤0.04。 影響這些技術要求的因素主要有刀尖圓弧半徑補償值的設定，對刀的精度，對球體的測量方法，兩個零件的圓弧的公差方向，圓弧的中心位置尺寸。如CB-03-01圖中尺寸（910.02），（160.02），（93.480.02），（460.02）,（），61.48等。對CB-03-02圖中影響的尺寸有（230.02），（390.02），（），48，（760.02）。雖然影響的尺寸較多，它們中間有許多是連貫尺寸，同時又是一把刀加工形成的，只要在加工過程中合理選擇對刀基準，提高對刀精度，掌握測量方法，許多加工尺寸可以直接保證。 ④CB-03-02零件的外形輪廓與CB-03-02和CB-03-01零件拼裝后形成的外行輪廓的配合間隙不大于0.06。影響這一技術要求的因素主要在加工3個零件時的刀尖半徑補償值，對刀精度，對球體的測量方法、圓弧中心位置、錐體的制造誤差，以及在加工每個零件曲線時對基準的選擇。 3.2零件一 CB-03-01 3.2.1零件CB-03-01工藝分析(圖3-2-1) 圖3-2-1 ①該零件屬于軸類零件，在結構上主要有圓柱體，錐體，橢圓形，內孔，內螺紋組成，零件的加工工藝性較好。 ②零件的尺寸精度要求高，多處尺寸精度為IT7，行為精度要求比較高，一般在0.01～0.03之間，多處加工面精度為Ra1.6。加工現(xiàn)場提供的機床精度，控制系統(tǒng)功能，刀具的品種數(shù)量、夾盤、輔具都能滿足零件加工的要求。 ③零件在加工需要兩次裝夾找正，特別是在第二次找正時，找正的精度為0.01以內，這樣才能保證零件的形為精度的要求。如同軸度0.02，圓跳動0.015，垂直度0.01。在第一工序的加工零件左端的尺寸同時也為下一道工序加工出找正的基準如圖3-14是CB-03-01第一工序的加工簡圖。在圖中為下一道工序加工出了找正的外圓98，找正的端面H面因為用四爪找正時不但要找正圓拄的跳動、而且還要找正端面的跳動。 在加工時（4.5）槽不能先加工出來，如果在第一道工序加工出來，第二道工序加工另異端時，尺寸（160.02）㎜，（460.02）㎜，（910.02）㎜就很難保證。如（圖1-2-2）： 3.2.2零件CB-03-01的加工難點和解決措施 當調頭夾持84㎜外圓加工另一端的尺寸時，確定對刀基準面，保證高精度尺寸的加工是該零件的難點，比較難加工的尺寸有91040.02）㎜，（460.02）㎜，（910.02）㎜以及圓弧中心距（460.02）㎜。下面圖3-15來說明如何確定時對刀基準面。 在加工外形前，用30的外徑車刀（用手動方式）將總長（150）㎜尺寸加工好，用千分尺測量（150）㎜實際尺寸。這時30外徑車刀的長度方向的刀補絕對值要減去一個△Z值，才是真正要設定的刀補值。外徑切槽刀同樣在A面對刀（對刀時用在側刃）而長度方向的刀補絕對值要減去一個△Z值，才是真正的刀補值，△Z值是實測值（實測值小于理論值）與理論值的差值。在編制加工程序時所用的尺寸都是理論尺寸，所以在對刀時也采用理想基準面，這樣在基準轉換后，不需要提高（150）㎜尺寸的加工精度，用這種修正刀補值方法有利于保證秒個度年個精度。對于直徑方向的刀補的設定，可預車一個圓經(jīng)過實測后，確定刀補值。 CB-03-01零件的尺寸精度要求精度高，所使用的數(shù)控車床的定位精度為0。008㎜，重復定位精度為0.004㎜，正反方向間隙為0.0015～0.002㎜之間，因此當?shù)毒叩难a償值設定后，一般情況下對加工精度影響不大，能滿足加工需要。 對圖紙中要求的同軸度、圓跳動、垂直度等要求，在加工中由工藝保證，因此二次找正精度小于0.01㎜夾緊方法是一夾一頂可靠合理。 對于輪廓曲線和502′的加工精度也可以保證，因為所使用的刀具刀尖圓弧半徑的制造精度為0.005㎜，對加工外形輪廓精度影響很小。由于對刀具徑向和軸向的補償值采用了試切對刀法，所以設置的刀具補償值是比較精確的。 另外，關于加工效率的高低，影響的因素很多以此題而論，提高效率的幾種方法。 ①在裝夾可靠的情況下切削量和走刀速度可以大一些； ②因為是四爪夾盤，盡量提高找正速度； ③在單件加工時，用試切法比較多，對簡單形狀，可利用機床的手動方式試切，在用程序加工時在使用自動運轉方式。對簡單的臺階軸直徑相差較大，孔的預制、粗鏜和車端面可用MDI-B方式和手動方式來完成。這樣可以簡化程序的編制如CB-03-02圖在加工右端時，粗鉆孔和粗車直徑時都可以手動操作，注意要留適當?shù)挠嗔吭诰庸r完成。CB-03-01圖、CB-03-03圖中都有類似的情況。另外槽槽也可以用手動操作加工。 ④ 合理的安排刀位，減少對刀次數(shù)，減少裝刀次數(shù)； ⑤加工時簡單程序和復合2加工程序結合； ⑥合理安排加工工步； ⑦盡量采用組合加工，減少裝夾次數(shù)，減少編制程序，減少對刀、減少測量次數(shù)、減少輔助時間。 (a) 3.2.3零件一CB-03-01工藝卡片 單位 名稱 零件名稱 零件圖號 零件材料 產(chǎn)品名稱 材料 45# 工序號 工序名稱 夾具 刀具 主軸轉速 Mm/min 進給量 Mm/r 切削速度 Mm/min 1 加工右端面 工步號 1 車端面和臺階外圓 四爪+頂尖 90外圓車刀 800 0.15 100 2 車橢圓 四爪+頂尖 30外圓車刀 700 0.15 100 3 鉆中心孔 四爪+頂尖 中心鉆 600 0.15 80 4 鉆Φ18的孔 四爪+頂尖 麻花鉆 500 0.2 60 5 擴Φ25孔 四爪+頂尖 麻花鉆 500 0.2 60 6 鏜孔 四爪+頂尖 內孔鏜刀 600 0.15 150 7 車內孔槽 四爪+頂尖 內孔切槽刀 600 0.15 100 8 車內螺紋 四爪+頂尖 內螺紋車刀 400 1.5 60 工序號 工序名稱 夾具 刀具 主軸轉速 Mm/min 進給量 Mm/r 切削速度 Mm/min 2 左端面 工步號 1 鉆中心孔 四爪+頂尖 中心鉆 800 80 2 車外圓 四爪+頂尖 90外圓車刀 600 0.2 60 3 切槽 四爪+頂尖 外徑切刀 500 0.15 150 (b) 3.3零件一CB-03-02 3.3.1零件CB-0 3-02工藝分析（圖3-3-1） 圖3-3-1 第一加工零件右端部分尺寸，要加工的尺寸見圖3-18，第二加工零件左端部分尺寸，見圖3-18。此件結構有面體、圓柱體、內孔外螺紋組成，加工的工藝性比較好，測量的工藝性較差，加工時分兩次裝夾，當先加工零件右端時，需要基準轉換；圖中左端的外形輪廓尺寸R16㎜，R14㎜，（230.02）㎜，（390.02）㎜，（4.5）㎜，與其他兩個件有配合技術要求（見CB-03-00圖技術要求第3、4條）。所以R16㎜，R14㎜加工時不能按自由公差加工，它的大小要根據(jù)加工CB-03-01零件圓弧時所用的尖圓弧半徑補償值作適當?shù)男薷暮髞泶_定此件的形位公差精度直接影響裝配圖技術要求第2條。影響形位公差的兩種：一種是調頭加工對零件的找正精度，另一種是因夾持部件部位可靠性差，因為夾持52㎜的外圓，M561.5螺紋端面較小，不能靠的太緊，在車削外形輪廓時，吃刀量比較大時回使零件松動，影響形位公差的精度。最好的方法是在加工前復查一次30㎜孔的跳動。 對于（4.5）㎜尺寸在實際加工中是間接形成的，加工時先加工零件的右端，再加工零件的左端，間接保證（4.5）㎜，這樣就需要用計算尺寸鏈來確定第一共組的加工赤忱3.5的公差。 計算尺寸；鏈見圖3-19，計算過程如下： 封閉環(huán)上、下偏差計算公式如下： ES—封閉環(huán)的上偏差，EI—封閉環(huán)的下偏差； —各增環(huán)的上偏差，—各增環(huán)的下偏差； —各減環(huán)的上偏差，—各減環(huán)的下偏差； 解得：＝－－ ＝－－＝ 0－（-0.02）－（+0.04）＝ -0.02 ＝－－ ＝－－＝ -0.1－（+0.02）－（-0.2）＝ +0.08 ＝（23.5）㎜ 裝夾方式：在加工零件的右端時，夾持毛坯要外伸35～40㎜。在調頭加工零件的左端面時夾持（52）㎜外圓，長度只有12㎜，夾持較短，所以盡量使用四爪端面貼緊M561.5-6g螺紋的端面，提高加緊的可靠性。找正（30）㎜孔的跳動在0.01㎜之內。 (c) 3.3.2零件二CB-03-02工藝卡卡片 單位名稱 零件名稱 零件圖號 零件材料 產(chǎn)品名稱 工序號 工序名稱 夾具 刀具 主軸轉速 Mm/min 進給量 Mm/r 切削速度 Mm/min 1 左斷面 工步號 1 車端面和臺階外圓 四爪 90外圓車刀 800 0.15 100 2 切退刀槽 四爪 外圓切槽刀 500 3 車外螺紋 四爪 外徑螺紋刀 400 1.3 4 鏜孔 四爪 內孔鏜刀 500 0.2 150 單位名稱 零件名稱 零件圖號 零件材料 產(chǎn)品名稱 工序號 工序名稱 夾具 刀具 主軸轉速 Mm/min 進給量 Mm/r 切削速度 Mm/min 2 右端面 工步號 1 車斷面 車外形 四爪和頂尖 30外圓車刀 800 2 100 2 鏜內孔 內空鏜刀 600 2 60 3．4零件CB-03-03 3.4.1零件CB-03-03的工藝分析（圖3-4-1） 圖3-4-1 此零件同樣為兩工序加工，第一零件右端部分尺寸，需要加工尺寸見圖3-20（a），第二工序加工零件的左端的部分尺寸見圖3-20（B）。零件由曲面、錐面、圓拄面，組成零件圖右端尺寸（72）㎜，孔（46）㎜，（51）㎜都是為加工零件左端時準備的裝夾和找正基礎。零件左端的尺寸是次件的加工核心，如尺寸（15.50.02）㎜，（60）㎜，502′，（4.5）㎜，R（140.02）㎜，這些尺寸是否合格，都影響裝配圖地1、2、4條的技術要求。此件在加工時要注意兩個難點。一是因加工（51）㎜尺寸是四爪端面靠緊，臺階端面無法測量。這就要在加工右尺寸15時（66-51=15㎜）就要進行尺寸鏈計算，確定15的偏差(已計算（15）㎜)。這樣在加工左端面時，保證尺寸（66）㎜；二是502′的加工和測量問題。 下面對502′的加工錐度粗略討論一下。如果將502′的角度偏差換成線性尺寸偏差時，在徑相的偏差為0.015㎜，在軸向的偏差為0.03㎜。鏜（60）㎜孔和車錐度502′時要用一把刀。 另外在沒有專用量具的情況下，零件要求精度又高，只能一次裝夾完成。可借助機床和千分表間接測量錐度，見圖3-21，具體方法是用表接觸a1點，將顯示屏X軸，Z軸坐標值清零，移動機床到a2點，看一下a2點的X、Z軸坐標值，用正函數(shù)計算一下角度值（注意測量時表接觸頭不能動，表針在a1和a2點都要在零位）。 對于槽的加工，待切刀的寬度與千分尺測量好后，記住測量值，在端面上（基準面）把刀對好后，設定刀補值，對（180.02）㎜的尺寸靠機床的精度來保證。 確定裝夾方式：兩次裝夾加工與前邊CB-03-02零件的裝夾方式一樣這里就不在重復了。 下面主要是講述加工180對稱偏心圓的裝夾和找正方法，如何作輔助線，加工兩個偏心的裝夾方法見圖3-22。當?shù)谝粋€偏心圓找正好，用表找到偏心圓的最高點，用72㎜外圓來確定（機床主軸在低速檔的位置）這是用外徑車刀刀尖輕輕在圓端面劃一條直線，就可以加工第一個偏心圓。當加工第二個偏心圓時，首先用大頭針找水平輔助線，再找1㎜偏心，這樣通過一條輔助線就確定了兩個偏心圓的方向。通過著兩種簡單作輔助線的方法，說明在沒專用夾具時，用四爪夾持零件，通過做輔助線的方法，可以加工許多不同的零件。 (d) 3.4.2零件三CB-03-03工藝卡卡片 單位 名稱 零件名稱 零件圖號 零件材料 產(chǎn)品名稱 材料 45# 工序號 工序名稱 夾具 刀具 主軸轉速 Mm/min 進給量 Mm/r 切削速度 Mm/min 1 左端面 工步號 1 鉆中心孔 四爪+頂尖 中心鉆 600 80 2 鉆Φ18的孔 四爪+頂尖 麻花鉆 500 0.2 60 3 擴Φ25孔 四爪+頂尖 麻花鉆 500 0.2 60 4 車外圓 四爪+頂尖 90外圓車刀 800 0.15 100 5 鏜孔 四爪+頂尖 內孔鏜刀 600 0.15 150 工序2 右斷面 工步號 1 車斷面 車外形 四爪和頂尖 30外圓車刀 800 2 100 2 車錐度 鏜內孔 四爪和頂尖 內孔車刀 700 2 80 3 切內槽 四爪和頂尖 內徑車刀 500 2 60 4 切內槽 四爪和頂尖 外徑車刀 500 2 60 (e) 3.5數(shù)控加工刀具及附件卡片 刀具序號 刀具/刀體 刀體 刃口 刀尖植/mm 備注 1 外徑車刀 PCLNR2525M16 CNMG160612-PR 4025 4刃口 R1.2 2 外徑車刀 PDJNR2525M15 DNMG150608-PR 4025 DNMG150604-PR 4015 4刃口 4刃口 R0.8,R0.4 3 外徑車刀 SVJBR2525M16 VBMT160408-PR 4025 VBMT160404-PR 4015 2刃口 2刃口 R0.8,R0.4 4 外徑切槽刀 RF123G20-2525B N123G2-6300-0003-GM4125 2刃口 R0.2 5 外徑螺紋刀 R166.4FG-2525-16 R166.0G-16MM01-150 1020. 3刃口 6 內徑車刀 S32UPCLNR12 CNMG120408-PR 4025 CNMG120404-PR 4015 4刃口 4刃口 R0.8,R0.4 7 內徑車刀 S16R-SCLCR09-M CCMT09T304-PM 4025 2刃口 R0.4 8 內螺紋刀 R166.KF-25-16 R166.0G-16MM01-150 1020 3刃口 9 內徑切槽刀 RAG151.52-25R-25 N151,3-300-25-7G 4125 單刃口 R0.2 附件序號 名稱 規(guī)格 說明 數(shù)量 實收 01 中心鉆 A3 1 02 麻花鉆 18mm 1 03 麻花鉆 25mm 1 04 鉆夾頭 帶扁尾莫氏柄 1 05 變徑套 5/2 1 06 變徑套 5/3 1 07 變徑套 5/4 1 3.6量具清單 序號 量具名稱 規(guī)格 數(shù)量 實收 01 杠桿百分表 0.01mm 1 02 游標卡尺 200mm 1 03 外徑千分尺 0-25mm 1 04 外徑千分尺 25-50mm 1 05 外徑千分尺 50-75mm 1 06 外徑千分尺 75-100mm 1 07 外徑千分尺 100-125mm 1 08 外徑千分尺 125-150mm 1 09 深度千分尺 0-100mm 1 12 螺紋環(huán)規(guī) M56*1.5—6g 1 13 M56*1.5—6H 1 14 塊規(guī) 4—2級 1 15 塊規(guī) 6—2級 1 16 塊規(guī) 8—2級 1 17 塊規(guī) 10—2級 1 18 塊規(guī) 12—2級 1 19 鋼板尺 300mm 1 第四章 數(shù)控加工程序 4.1零件一 CB-03-01的加工程序 4.1.1零件一 CB-03-01的加工程序第一工序 程序 注釋 O0001 N1 G50 X200.0 Z350.0; N2 T0101 S700 M03; N3 G00 X102.0 Z5.0 M08; N4 G71 U2.0 R1.0; N5 G71 P6 Q13 U1.0 W0.5 F0.12; N6 G00 X24.0; N7 G01 Z0 F0.1; N8 X84.0; N9 Z-58.0; N10 X97.0; N11 X80.0; N12 X102.0; N13 G00 Z5.0; N14 G70 P6 Q13; N15 G50 G00 X200.0 Z350.0 M09; N16 M05; N17 T0303; N18 S600 M03; N19 G00 X24.0 Z5.0 M08; N20 G71 U2.0R1.0; N21 G71 P22 Q28 U-1.0W0.5 F0.12; N22 G01 X54.5 F0.1; N23 Z-15.0; N24 X52.0; N25 Z-30.0; N26 X52.0; N27 X24.0; N28 Z5.0; N29 G70 P22 Q28; N30 G00 X100.0 M09; N31 G50 X200.0 Z35 .0 M05; N32 T0404； N33 S600 M03； N34 G00 X40.0 Z5.0 M08； N35 G01 Z-15.0 F0.1； N36 X60.0； N37 X50.0； N38 Z-14.5； N39 X60.0； N40 X50.0； N41 G00 Z5.0 M09； N42 G50 X200.0 Z350.0 M05； N43 T0505； N44 S500 M03； N45 X53.0 Z5.0 M08； N46 G92 X55.5 Z17.5 F1.5； N47 X55.75； N48 X56.0； N49 G00 Z10.0 M09； N50 G50 Z200.0 Z350.0 M05； N51 M30； N52 T0202 S700 M03； N53 X88.0 Z5.0； N54 G01 X84.05 F0.1； N55 #1=15.5； N56 #2=SQRT[100-（X+24）2]/4-44.63； N57 G01 X[2+#2]Z#1F0.1； N58 #1=#1-0.3； N59 IF[#1LE33] GOTO 57 N60 G01 X120.0； N61 G00 X200.0 Z350.0 M05； N62 M30； （程序代號） （建立工件坐標系） （凋1號刀，并進行刀補，主軸為700r/min,正轉） （快速接近工件，冷卻開） （外圓粗加工循環(huán)G71，參數(shù)設定U2背吃刀量，R1退刀量，P6、Q13為粗加工，路線順序號N6-N13，U1精加工余量，W0.5端面余量，F(xiàn)0.12走刀速度） （N6-N13為加工循環(huán)路線） （車端面 車97mm外圓長80mm） （退回起始入刀點X102.0Z5.0） （G70精加工循環(huán)，路線是N6-N13） （快速退回工件座標，關閉冷卻） 主軸轉速停止 （調3號刀，并進行刀補） （主軸轉速600r/min,正轉） （快速接近2件，冷卻開啟） （外圓加工循環(huán)G71：U2背吃刀量，R1退刀量） （粗加工路線順序號N22-N28，U-1為精加工余量W0.5端面余量，F(xiàn)0.12走刀速度） （X54.5為螺紋底孔直徑54.5mm） (深15 X52為52孔mm，深30mm) （X24，Z5退回起始入刀點） （G70精加工循環(huán)N22-N28） （退回工件坐標系，冷卻關） （調4號刀，并進行刀補） （主軸600r/min,正轉） （快速接近工件） （到切槽深15mm） (切槽直徑60mm) (退刀到50mm) （Z-14.5切刀槽） （切槽直徑60mm） （退刀到50mm） （到離開端面5mm） （回到工件坐標系） （調5號刀，并進行刀補） （主軸500r/min,正轉） (快速接近工件) （G92螺紋加工循環(huán)） （退回工件坐標系，主轉停止） （程序結束） (調2號刀（30外圓車刀）) （快速接近加工表面） （離開已加工面0.05mm） 橢圓輪廓的精車必須用變量和宏程序段，采用簡單的逼近方法—直線擬合法，而且不驗證誤差，程序中變量#1代表刀位點的縱向坐標值，#2代表刀位點的橫向坐標值。N54段給#1賦初值，N55段是在已知刀位點的縱向坐標值后計算該點的橫向坐標值。N56段是切削擬合直線，N57段是用縱向坐標值來向前移，縱向步長取0.3mm，N59是條件轉向語句。 4.1.2零件一 CB-03-01的加工程序第二工序 程序 注釋 O0002 N1 G00 G50 X200.0 Z350.0; N2 T0101 S500 M03; N3 M00； N4 G00 G50 X200.0 Z350.0； N5 T0202 S600 M03; N6 G00 G41 X102.0 Z4.0 M08; N7 G73 U15.0 W2.0 R11.0; N8 G73 P6 Q19 U0.5 W0.5 F0.12; N9 G01 X46.0 F0.1; N10 Z-17.0; N11 X60.0 Z-29.5; N12 Z-46.0; N13 X72.0; N14 G03 X82.022 Z-56.733 R14.0; N15 G02 X82.022 Z-81.267 R16.0; N16 G03 X84.0 Z-103.489 R14.0; N17 G01 Z-109.0; N18 X102.0; N19 Z4.0; N20 G70 P9 Q22; N21 G00 G40 X105.0 Z20.0 M09; N22 G50 X200.0 Z350.0; N23 T0303; N24 G00 X53.0 Z-17.0; N25 G00 X42.0 F0.1; N26 X53.0; N27 Z-16.0; N28 X42.0; N29 G95.0 F0.3; N30 G00 Z-112.5; N31 G01 X72.0 F0.1; N32 X86.0； N33 Z-111； N34 X72.0； N35 G95.0； N36 G00 Z4.0 M09； N37 G50 X200.0 Z350.0 M05； N38 M30； （程序代號） （建立工件坐標系） （凋1號刀，并進行刀補，主軸正轉500r/min） （M00 程序暫行（手動車端面）） （快速退回工件坐標系） （調2號刀并進行刀補，主軸正轉600r/min） （快速接近工件，并進行刀尖半徑左補償） （設固定形狀粗加工循環(huán)參數(shù)U15為X軸退刀跳刀距離，W2為Z軸退刀距離，R11表循環(huán)11次） （P6、Q19表示循環(huán)順序號 N6-N19，U0.5為X軸精加工余量，W0.5為Z軸精加工余量，走刀速度0.12mm/r ） （車直徑46mm） （長17mm（到錐度小端）） （車錐度） （車直徑60mm，到16.5mm） （到a1點直徑72mm處） （車R14mm圓弧，逆時針） （車R16mm圓弧，順時針） （車R14mm圓弧，逆時針） （到Z-109處（過4.5mm槽的位置）） （退刀到直徑102mm處） (退刀到Z4處) （精加工循環(huán)順序號N9-N22） （取消工件坐標系，主軸停） （返回工件坐標系，主軸停） （調3號刀，并進行刀補） （快速到切槽位置） （切槽，直徑42mm，走刀0.1mm/r） （退刀到53mm直徑） （移動1mm到Z-16.0處保證槽寬） (切槽直徑42mm) (退刀到95mm) （快速切槽位置） （切槽直徑72mm） （退刀到直徑86mm） （移動1.5mm，切槽寬4.5mm） （切槽直徑72mm） （退