數(shù)控軸類零件加工工藝設(shè)計(jì)畢業(yè)論文2

1、<p>　　題目 數(shù)控軸類零件加工工藝設(shè)計(jì)</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　摘要……………………………………………………3</p><p>　　關(guān)鍵字…………………………………………………3</p><p>　　前言……………………………………………………3</p&g

2、t;<p>　　第2章 工藝方案分析</p><p><b>　　2.1 零件圖</b></p><p><b>　　2.2 零件圖分析</b></p><p>　　2.3 確定加工方法</p><p>　　2.4 確定加工方案</p><p>　　2.5確定加

3、工路線的原則 </p><p>　　2.6軸類零件加工的工藝路線</p><p>　　2.7 編制工藝過程卡</p><p><b>　　第3章 工件的裝夾</b></p><p>　　3.1 定位基準(zhǔn)的選擇</p><p>　　3.2　定位基準(zhǔn)選擇的原則

4、 3.3 確定零件的定位基準(zhǔn) </p><p>　　3.4　裝夾方式的選擇</p><p>　　3.5　數(shù)控車床常用的裝夾方式</p><p>　　3.6 確定合理的裝夾方式</p><p>　　第4章 刀具及切削

5、用量</p><p>　　4.1 選擇數(shù)控刀具的原則</p><p>　　4.2 選擇數(shù)控車削用刀具</p><p>　　4.3 設(shè)置刀點(diǎn)和換刀點(diǎn)</p><p>　　4.4 確定切削用量 </p><p>　　第5章 典型軸類零件的加工 </p><p>

6、　　5.1 軸類零件加工工藝分析</p><p>　　5.2 典型軸類零件加工工藝</p><p>　　5.3 加工坐標(biāo)系設(shè)置</p><p>　　5.4直徑編程和半徑編程</p><p>　　5.5 數(shù)控機(jī)床常用編程指令（功能字）</p><p><b>　　附錄一 </b></p>

7、;<p><b>　　零件加工程序</b></p><p><b>　　第6章 結(jié)束語</b></p><p><b>　　第7章 致謝詞</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)

8、域的擴(kuò)大，數(shù)控加工技術(shù)對(duì)國計(jì)民生的一些重要行業(yè)（IT、汽車、輕工、醫(yī)療等）的發(fā)展起著越來越重要的作用，因?yàn)樾?、質(zhì)量是先進(jìn)制造技術(shù)的主體。高速、高精加工技術(shù)可極大地提高效率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，縮短生產(chǎn)周期和提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。而對(duì)于數(shù)控加工,無論是手工編程還是自動(dòng)編程，在編程前都要對(duì)所加工的零件進(jìn)行工藝分析，擬定加工方案，選擇合適的刀具，確定切削用量，對(duì)一些工藝問題(如對(duì)刀點(diǎn)、加工路線等)也需做一些處理。并在加工過程掌握控制精度的方法

9、,才能加工出合格的產(chǎn)品。</p><p>　　本文根據(jù)數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)，針對(duì)具體的零件，進(jìn)行了工藝方案的分析，工裝方案的確定，刀具和切削用量的選擇，確定加工順序和加工路線，數(shù)控加工程序編制。通過整個(gè)工藝的過程的制定，充分體現(xiàn)了數(shù)控設(shè)備在保證加工精度，加工效率，簡(jiǎn)化工序等方面的優(yōu)勢(shì)。</p><p><b>　　關(guān)鍵詞</b></p><p>　　

10、工藝分析　加工方案　進(jìn)給路線　控制尺寸</p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　機(jī)械加工的目的是將毛坯加工成符合產(chǎn)品要求的零件。通常，毛坯需要經(jīng)過若干工序才能轉(zhuǎn)化為符合產(chǎn)品要求的零件。一個(gè)相同結(jié)構(gòu)相同要求的機(jī)器零件，可以采用幾種不同的工藝過程完成，但其中總有一種工藝過程在某一特定條件下是最經(jīng)濟(jì)、最合理的。</p><p>

11、;　　在現(xiàn)有的生產(chǎn)條件下，如何采用經(jīng)濟(jì)有效的加工方法，合理地安排加工工藝路線以獲得符合產(chǎn)品要求的零件，最重要的就是要編制出零件的工藝規(guī)程。</p><p>　　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(diǎn)，分別進(jìn)行工藝方案分析，機(jī)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(gè)工藝過程的設(shè)計(jì)過程中，要通過分析，確定最佳的工藝方案，使得零件的

12、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(shí)際生產(chǎn)。</p><p>　　第2章 工藝方案分析</p><p><b>　　2.1 零件圖</b></p><p><b>　　技術(shù)

13、要求</b></p><p>　　1 去除毛刺 尖角倒鈍</p><p>　　2 未注倒角均為45</p><p>　　3 無熱處理和硬度要求 </p><p>　　圖1-2 典型軸類零件圖

14、 </p><p><b>　　2.2 零件圖分析</b></p><p>　　該零件表面由圓柱、順圓弧、逆圓弧、圓錐、槽、螺紋

15、等表面組成。尺寸標(biāo)注完整，選用毛坯為45#鋼，Φ50mm×100mm，無熱處理和硬度要求。</p><p>　　2.3 確定加工方法</p><p>　　加工方法的選擇原則是保證加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求。由于獲得同一級(jí)精度及表面粗糙度的加工方法一般有許多，因而在實(shí)際選擇時(shí)，要結(jié)合零件的形狀、尺寸大小和形位公差要求等全面考慮。</p><p>　

16、　圖上幾個(gè)精度要求較高的尺寸，因其公差值較小，所以編程時(shí)沒有取平均值，而取其基本尺寸。</p><p>　　通過以上數(shù)據(jù)分析，考慮加工的效率和加工的經(jīng)濟(jì)性，最理想的加工方式為車削，考慮該零件為大批量加工，故加工設(shè)備采用數(shù)控車床。</p><p>　　根據(jù)加工零件的外形和材料等條件，選用CJK6032數(shù)控機(jī)床。</p><p>　?、偌庸ぢ肪€應(yīng)保證被加工工件的精度和表

17、面粗糙度。</p><p>　?、谠O(shè)計(jì)加工路線要減少空行程時(shí)間，提高加工效率。</p><p>　?、酆?jiǎn)化數(shù)值計(jì)算和減少程序段，降低編程工作量。</p><p>　?、軗?jù)工件的外形、剛度、加工余量、機(jī)床系統(tǒng)的剛度等情況，確定循環(huán)加工次數(shù)。</p><p>　?、莺侠碓O(shè)計(jì)刀具的切入與切出的方向。采用單向趨近定位方法，避免傳動(dòng)系統(tǒng)反向間隙而產(chǎn)生的

18、定位誤差。</p><p>　　◆2.4 確定加工方案</p><p>　　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(dá)到的。對(duì)這些表面僅僅根據(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。</p><p>　　加工順序的安排應(yīng)根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)和毛坯狀況，選擇工件定位和安裝方式，重點(diǎn)保證工件的剛度不被破壞，盡量

19、減少變形，因此加工順序的安排應(yīng)遵循以下原則：</p><p>　　（1）上道工序的加工不能影響下道工序的定位與夾緊</p><p>　?。?）先加工工件的內(nèi)腔后加工工件的外輪廓</p><p>　?。?）盡量減少重復(fù)定位與換刀次數(shù)</p><p>　?。?）在一次安裝加工多道工序中，先安排對(duì)工件剛性破壞較小的工序。

20、 毛坯先夾持左端平端面保證長度76mm，加工外圓Φ20 mm. Φ28 mm.Φ38mm.再調(diào)頭，車外圓Φ28 mm.用螺紋刀加工螺紋，</p><p>　　①加工路線應(yīng)保證被加工工件的精度和表面粗糙度。</p><p>　?、谠O(shè)計(jì)加工路線要減少空行程時(shí)間，提高加工效率。</p><p>　?、酆?jiǎn)化數(shù)值計(jì)算和減少程序段，降低編程工作量。</p>

21、<p>　?、軗?jù)工件的外形、剛度、加工余量、機(jī)床系統(tǒng)的剛度等情況，確定循環(huán)加工次數(shù)。</p><p>　?、莺侠碓O(shè)計(jì)刀具的切入與切出的方向。采用單向趨近定位方法，避免傳動(dòng)系統(tǒng)反向間隙而產(chǎn)生的定位誤差。</p><p>　　該典型軸加工順序?yàn)椋?lt;/p><p>　　預(yù)備加工---車端面---粗車右端輪廓---精車右端輪廓---切退刀槽 ---工件調(diào)頭 -

22、--車端面---粗車左端輪廓---精車左端輪廓-- ---粗車螺紋---精螺紋。 </p><p>　　2.5確定加工路線的原則 </p><p>　　軸類零件加工工藝規(guī)程注

23、意點(diǎn):</p><p>　　軸類零件中工藝規(guī)程的制訂，直接關(guān)系到工件質(zhì)量、勞動(dòng)生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)效益。一零件可以有幾種不同的加工方法，但只有某一種較合理，在制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程中，須注意以下幾點(diǎn)。</p><p>　　1)粗基準(zhǔn)選擇：有非加工表面，應(yīng)選非加工表面作為粗基準(zhǔn)。對(duì)所有表面都需加工的鑄件軸，根據(jù)加工余量最小表面找正。且選擇平整光滑表面，讓開澆口處。選牢固可靠表面為粗基準(zhǔn)，同時(shí)，粗基準(zhǔn)不

24、可重復(fù)使用。</p><p>　　2)精基準(zhǔn)選擇：要符合基準(zhǔn)重合原則，盡可能選設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或裝配基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)。符合基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。盡可能在多數(shù)工序中用同一個(gè)定位基準(zhǔn)。盡可能使定位基準(zhǔn)與測(cè)量基準(zhǔn)重合。選擇精度高、安裝穩(wěn)定可靠表面為精基準(zhǔn)。</p><p>　　軸類零件加工的技術(shù)要求:</p><p>　　尺寸精度軸類零件的主要表面常為兩類，一類是與軸承的內(nèi)圈配合的外圓軸

25、頸，即支承軸頸，用于確定軸的位置并支承軸，尺寸精度要求較高，通常為IT5～I(xiàn)T7；另一類為與各類傳動(dòng)件配合的軸頸，即配合軸頸，其精度稍低，通常為IT6~IT9。</p><p>　　相互位置精度包括內(nèi)、外表面，重要軸面的同軸度、圓的徑向跳動(dòng)、重要端面對(duì)軸心線的垂直度、端面間的平行度等。該典型軸類零件外圓相互位置精度為0.02～0.04之間，圓的徑向跳動(dòng)為0.02，端面與軸心線保持垂直，兩端端面要保持平行?？椎谋砻?/p>

26、與外表面也應(yīng)保持平行。</p><p><b>　　表面粗糙度: </b></p><p>　　軸的加工表面都有粗糙度的要求，一般根據(jù)加工的可能性和經(jīng)濟(jì)性來確定。該典型軸類零件的直徑為50mm的外圓、外圓錐度及孔的內(nèi)表面的粗糙度均為1.6，其它位置的粗糙度為3.2。</p><p>　　在加工該軸類零件時(shí)，需采用粗車與精車結(jié)合的方法，在粗加工零

27、件表面輪廓時(shí)，必須保證0.5mm的精加工余量，必要時(shí)需使用刀偏表，對(duì)刀具進(jìn)給時(shí)進(jìn)行誤差的控制，有效地減小誤差，方能確定該零件在加工精度方面的各種要求。</p><p>　　2.6軸類零件加工的工藝路線</p><p>　　外圓加工的方法很多，基本加工路線可歸納為四條。</p><p>　?、?粗車—半精車—精車</p><p>　　對(duì)于一般常

28、用材料，這是外圓表面加工采用的最主要的工藝路線。</p><p>　?、?粗車—半精車—粗磨—精磨</p><p>　　對(duì)于黑色金屬材料，精度要求高和表面粗糙度值要求較小、零件需要淬硬時(shí)，其后續(xù)工序只能用磨削而采用的加工路線。</p><p>　?、?粗車—半精車—精車—金剛石車 </p><p>　　對(duì)于有色金屬，用磨削加工通常不易得到所要

29、求的表面粗糙度，因?yàn)橛猩饘僖话惚容^軟，容易堵塞沙粒間的空隙，因此其最終工序多用精車和金剛石車。</p><p>　?、?粗車—半精—粗磨—精磨—光整加工</p><p>　　◆對(duì)于黑色金屬材料的淬硬零件，精度要求高和表面粗糙度值要求很小，常用此加工路線。</p><p>　　◆對(duì)于本文所加工的典型軸類零件，將采用“粗車—精車”的車削方式，即分別對(duì)本零件的兩個(gè)端面、

30、外圓、螺紋、外圓錐度、切槽、圓弧、鏜孔七個(gè)步驟進(jìn)行粗加工和精加工。</p><p>　　2.7 編制工藝過程卡</p><p><b>　　第3章 工件的裝夾</b></p><p>　　3.1 定位基準(zhǔn)的選擇</p><p>　　在制定零件加工的工藝規(guī)程時(shí)，正確地選擇工件的定位基準(zhǔn)有著十分重要的意義。定位基準(zhǔn)選擇的好

31、壞，不僅影響零件加工的位置精度，而且對(duì)零件各表面的加工順序也有很大的影響。合理選擇定位基準(zhǔn)是保證零件加工精度的前提，還能簡(jiǎn)化加工工序，提高加工效率。</p><p>　　3.2　定位基準(zhǔn)選擇的原則</p><p>　　1）基準(zhǔn)重合原則。為了避免基準(zhǔn)不重合誤差，方便編程，應(yīng)選用工序基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，盡量使工序基準(zhǔn)、定位基準(zhǔn)、編程原點(diǎn)三者統(tǒng)一。</p><p>　　2

32、）便于裝夾的原則。所選擇的定位基準(zhǔn)應(yīng)能保證定位準(zhǔn)確、可靠，定位、夾緊機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單、易操作，敞開性好，能夠加工盡可能多的表面。</p><p>　　3）便于對(duì)刀的原則。批量加工時(shí)在工件坐標(biāo)系已經(jīng)確定的情況下，保證對(duì)刀的可能性和方便性。</p><p>　　3.3　確定零件的定位基準(zhǔn)</p><p>　　以左右端大端面為定位基準(zhǔn)。</p><p>　

33、　3.4　裝夾方式的選擇</p><p>　　為了工件不致于在切削力的作用下發(fā)生位移，使其在加工過程始終保持正確的位置，需將工件壓緊夾牢。合理的選擇夾緊方式十分重要，工件的裝夾不僅影響加工質(zhì)量，而且對(duì)生產(chǎn)率，加工成本及操作安全都有直接影響。</p><p>　　3.5　數(shù)控車床常用的裝夾方式</p><p>　　1）在三爪自定心卡盤上裝夾。三爪自定心卡盤的三個(gè)卡爪是

34、同步運(yùn)動(dòng)的，能自動(dòng)定心，一般不需要找正。該卡盤裝夾工件方便、省時(shí)，但夾緊力小，適用于裝夾外形規(guī)則的中、小型工件。</p><p>　　2）在兩頂尖之間裝夾。對(duì)于尺寸較大或加工工序較多的軸類工件，為了保證每次裝夾時(shí)的裝夾精度，可用兩頂尖裝夾。該裝夾方式適用于多序加工或精加工。</p><p>　　3）用卡盤和頂尖裝夾。當(dāng)車削質(zhì)量較大的工件時(shí)要一段用卡盤夾住，另一段用后頂尖支撐。這種方式比較安

35、全，能承受較大的切削力，安裝剛性好，軸向定位準(zhǔn)確，應(yīng)用較廣泛。</p><p>　　4）用心軸裝夾。當(dāng)裝夾面為螺紋時(shí)再做個(gè)與之配合的螺紋進(jìn)行裝夾，叫心軸裝夾。這種方式比較安全，能承受較大的切削力，安裝剛性好，軸向定位準(zhǔn)確。</p><p>　　3.6 確定合理的裝夾方式</p><p>　　裝夾方法：先用三爪自定心卡盤毛坯左端，加工右端達(dá)到工件精度要求；再工件調(diào)頭，

36、用三爪自定心卡盤毛坯右端Φ50，再加工左端達(dá)到工件精度要求。</p><p>　　第4章 刀具及切削用量</p><p>　　4.1 選擇數(shù)控刀具的原則</p><p>　　刀具壽命與切削用量有密切關(guān)系。在制定切削用量時(shí)，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(shí)最少的目標(biāo)確定，

37、后者根據(jù)工序成本最低的目標(biāo)確定。 </p><p>　　選擇刀具壽命時(shí)可考慮如下幾點(diǎn)根據(jù)刀具復(fù)雜程度、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(duì)于機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具，由于換刀時(shí)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(duì)于裝刀、換刀和調(diào)刀比較復(fù)雜的多刀機(jī)床、組合機(jī)床與自動(dòng)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

38、制了整個(gè)車間的生產(chǎn)率的提高時(shí)，該工序的刀具壽命要選得低些當(dāng)某工序單位時(shí)間內(nèi)所分擔(dān)到的全廠開支M較大時(shí)，刀具壽命也應(yīng)選得低些。大件精加工時(shí)，為保證至少完成一次走刀，避免切削時(shí)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(jī)床加工方法相比，數(shù)控加工對(duì)刀具提出了更高的要求，不僅需要岡牲好、精度高，而且要求尺寸穩(wěn)定，耐用度高，斷和排性能壇同時(shí)要求安裝調(diào)整方便，這樣來滿足數(shù)控機(jī)床高效率的要求。數(shù)控機(jī)床上所選用的刀具常采用適應(yīng)高速切削的刀

39、具材料(如高速鋼、超細(xì)粒度硬質(zhì)合金)并使用可轉(zhuǎn)位刀片。</p><p>　　4.2 選擇數(shù)控車削用刀具</p><p>　　數(shù)控車削車刀常用的一般分成型車刀、尖形車刀、圓弧形車刀以及三類。成型車刀也稱樣板車刀，其加工零件的輪廓形狀完全由車刀刀刃的形伏和尺寸決定。數(shù)控車削加工中，常見的成型車刀有小半徑圓弧車刀、非矩形車槽刀和螺紋刀等。在數(shù)控加工中，應(yīng)盡量少用或不用成型車刀。尖形車刀是以直線形

40、切削刃為特征的車刀。這類車刀的刀尖由直線形的主副切削刃構(gòu)成，如90°內(nèi)外圓車刀、左右端面車刀、切槽(切斷)車刀及刀尖倒棱很小的各種外圓和內(nèi)孔車刀。尖形車刀幾何參數(shù)(主要是幾何角度)的選擇方法與普通車削時(shí)基本相同，但應(yīng)結(jié)合數(shù)控加工的特點(diǎn)(如加工路線、加工干涉等)進(jìn)行全面的考慮，并應(yīng)兼顧刀尖本身的強(qiáng)度。</p><p>　　二是圓弧形車刀。圓弧形車刀是以一圓度或線輪廓度誤差很小的圓弧形切削刃為特征的車刀。該

41、車刀圓弧刃每一點(diǎn)都是圓弧形車刀的刀尖，應(yīng)此，刀位點(diǎn)不在圓弧上，而在該圓弧的圓心上。圓弧形車刀可以用于車削內(nèi)外表面，特別適合于車削各種光滑連接(凹形)的成型面。選擇車刀圓弧半徑時(shí)應(yīng)考慮兩點(diǎn)車刀切削刃的圓弧半徑應(yīng)小于或等于零件凹形輪廓上的最小曲率半徑，以免發(fā)生加工干淺該半徑不宜選擇太小，否則不但制造困難，還會(huì)因刀尖強(qiáng)度太弱或刀體散熱能力差而導(dǎo)致車刀損壞。</p><p>　　4.3 設(shè)置刀點(diǎn)和換刀點(diǎn)</p>

42、;<p>　　刀具究竟從什么位置開始移動(dòng)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(yùn)動(dòng)的位置，這一位置即為程序執(zhí)行時(shí)刀具相對(duì)于工件運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)，所以稱程序起始點(diǎn)或起刀點(diǎn)。此起始點(diǎn)一般通過對(duì)刀來確定，所以，該點(diǎn)又稱對(duì)刀點(diǎn)。在編制程序時(shí)，要正確選擇對(duì)刀點(diǎn)的位置。對(duì)刀點(diǎn)設(shè)置原則是:便于數(shù)值處理和簡(jiǎn)化程序編制。易于找正并在加工過程中便于檢查，引起的加工誤差小。對(duì)刀點(diǎn)可以設(shè)置在加工零件上，也可以設(shè)置在夾具上

43、或機(jī)床上，為了提高零件的加工精度，對(duì)刀點(diǎn)應(yīng)盡量設(shè)置在零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或工藝基誰上。實(shí)際操作機(jī)床時(shí)，可通過手工對(duì)刀操作把刀具的刀位點(diǎn)放到對(duì)刀點(diǎn)上，即“刀位點(diǎn)”與“對(duì)刀點(diǎn)”的重合。所謂“刀位點(diǎn)”是指刀具的定位基準(zhǔn)點(diǎn)，車刀的刀位點(diǎn)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(diǎn)。球頭銑刀是球頭的球心，鉆頭是鉆尖等。用手動(dòng)對(duì)刀操作，對(duì)刀精度較低，且效率低。而有些工廠采用光學(xué)對(duì)刀鏡、對(duì)刀儀、自動(dòng)對(duì)刀裝置等，以減少對(duì)刀時(shí)間，提高對(duì)刀精度。加

44、工過程中需要換刀時(shí)，應(yīng)規(guī)定換刀點(diǎn)。所謂“換刀點(diǎn)”是指刀架轉(zhuǎn)動(dòng)換刀時(shí)的位置，換刀點(diǎn)應(yīng)設(shè)在工件或夾具的外部，以換刀時(shí)不碰工件及其它部件為準(zhǔn)。 </p><p>　　4.4 確定切削用量 </p><p>　　數(shù)控編程時(shí)，編程人員必須確定每道工序的切削用量，并以指令的形式寫人程序中。切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速、背吃刀量及進(jìn)給速度等。對(duì)于不同的加工方法，需要選用不同的切削用量。切削用量的選擇原則是:保證

45、零件加工精度和表面粗糙度，充分發(fā)揮刀具切削性能，保證合理的刀具耐用度，并充分發(fā)揮機(jī)床的性能，最大限度提高生產(chǎn)率，降低成本。</p><p>　　第5章 典型軸類零件的加工</p><p>　　5.1 軸類零件加工工藝分析</p><p>　?。?） 技術(shù)要求 軸類零件的技術(shù)要求主要是支承軸頸和配合軸頸的徑向尺寸精度和形位精度，軸向一般要求不高。軸頸的直徑公差等級(jí)通

46、常為IT6-IT8，幾何形狀精度主要是圓度和圓柱度，一般要求限制在直徑公差范圍之內(nèi)。相互位置精度主要是同軸度和圓跳動(dòng)；保證配合軸頸對(duì)于支承軸頸的同軸度，是軸類零件位置精度的普遍要求之一。圖為特殊零件，徑向和軸向公差和表面精度要求較高。</p><p>　　（2）毛坯選擇 軸類零件除光滑軸和直徑相差不大的階梯軸采用熱軋或冷拉圓棒料外，一般采用鍛件；發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸等一類軸件采用球墨鑄鐵鑄件比較多。如圖典型軸類直徑相差不

47、大，采用直徑為60mm，材料45#鋼，在鋸床上按150mm長度下料。</p><p>　　（3）定位基準(zhǔn)選擇 軸類零件外圓表面、內(nèi)孔、螺紋等表面的同軸度，以及端面對(duì)軸中心線的垂直度是其相互位置精度的主要項(xiàng)目，而這些表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)一般都是軸中心線。用兩中心孔定位符合基準(zhǔn)重合原則，并且能夠最大限度地在一次裝夾中加工出多格外圓表面和端面，因此常用中心孔作為軸加工的定位基準(zhǔn)。</p><p>　

48、　當(dāng)不能采用中心孔時(shí)或粗加工是為了提高工作裝夾剛性，可采用軸的外圓表面作定位基準(zhǔn)，或是以外圓表面和中心孔共同作為定位基準(zhǔn)，能承受較大的切削力，但重復(fù)定位精度并不太高。</p><p>　　數(shù)控車削時(shí)，為了能用同一程序重復(fù)加工和工件調(diào)頭加工軸向尺寸的準(zhǔn)確性，或?yàn)榱硕嗣嬗嗔烤鶆?，工件軸向需要定位。采用中心孔定位時(shí)，中心孔尺寸及兩端中心孔間的距離要保持一致。以外圓定位時(shí)，則應(yīng)采用三爪自定心卡盤反爪裝夾或采用限未支承，以

49、工件端面或臺(tái)階兒面作為軸向定位基準(zhǔn)。</p><p>　?。?）軸類零件的預(yù)備加工 車削之前常需要根據(jù)情況安排預(yù)備加工，內(nèi)容通常有:直--毛坯出廠時(shí)或在運(yùn)輸、保管過程中，或熱處理時(shí)常會(huì)發(fā)生彎曲變形。過量彎曲變形會(huì)造成加工余量不足及裝夾不可靠。因此在車削前需增加校直工序。</p><p>　　切斷---用棒料切得所需長度的坯料。切斷可在弓形鋸床、圓盤鋸床和帶鋸上進(jìn)行，也可以在普通車床切斷

50、或在沖床上用沖模沖切。</p><p>　　車端面和鉆中心孔—對(duì)數(shù)控車削而言，通常將他們作為預(yù)備加工工序安排。</p><p>　?。?） 熱處理工序 鑄、鍛件毛坯在粗車前應(yīng)根據(jù)材質(zhì)和技術(shù)要求安排正火火退火處理，以消除應(yīng)力，改善組織和切削性能。性能要求較高的毛坯在粗加工后、精加工前應(yīng)安排調(diào)質(zhì)處理，以提高零件的綜合機(jī)械性能；對(duì)于硬度和耐磨性要求不高的零件，調(diào)質(zhì)也常作為最終熱處理。相對(duì)運(yùn)動(dòng)的

51、表面需在精加工前或后進(jìn)行表面淬火處理或進(jìn)行化學(xué)熱處理，以提高其耐磨性。</p><p>　?。?） 加工工序的劃分一般可按下列方法進(jìn)行：</p><p>　　①刀具集中分序法 就是按所用刀具劃分工序，用同一把刀具加工完零件上所有可以完成的部位。再用第二把刀、第三把完成它們可以完成的其它部位。這樣可減少換刀次數(shù),壓縮空程時(shí)間，減少不必要的定位誤差。</p><p>

52、;　?、谝约庸げ课环中蚍?對(duì)于加工內(nèi)容很多的零件，可按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)將加工部分分成幾個(gè)部分，如內(nèi)形、外形、曲面或平面等。一般先加工平面、定位面，后加工孔；先加工簡(jiǎn)單的幾何形狀，再加工復(fù)雜的幾何形狀；先加工精度較低的部位，再加工精度要求較高的部位。</p><p>　?、垡源?、精加工分序法 對(duì)于易發(fā)生加工變形的零件，由于粗加工后可能發(fā)生的變形而需要進(jìn)行校形，故一般來說凡要進(jìn)行粗、精加工的都要將工序分開。<

53、/p><p>　　綜上所述，在劃分工序時(shí)，一定要視零件的結(jié)構(gòu)與工藝性，機(jī)床的功能，零件數(shù)控加工內(nèi)容的多少，安裝次數(shù)及本單位生產(chǎn)組織狀況靈活掌握。另建議采用工序集中的原則還是采用工序分散的原則，要根據(jù)實(shí)際情況來確定，但一定力求合理。</p><p>　?。?）工時(shí)在加,加工順序的安排應(yīng)根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)和毛坯狀況，以及定位夾緊的需要來考慮，重點(diǎn)是工件的剛性不被破壞。順序一般應(yīng)按下列原則進(jìn)行：<

54、/p><p>　?、偕系拦ば虻募庸げ荒苡绊懴碌拦ば虻亩ㄎ慌c夾緊，中間穿插有通用機(jī)床加工工序的也要綜合考慮。</p><p>　?、谙冗M(jìn)行內(nèi)形內(nèi)腔加工序，后進(jìn)行外形加工工序。</p><p>　　③以相同定位、夾緊方式或同一把刀加工的工序最好連接進(jìn)行，以減少重復(fù)定位次數(shù)，換刀次數(shù)與挪動(dòng)壓板次數(shù)。</p><p>　?、茉谕淮伟惭b中進(jìn)行的多道工序，

55、應(yīng)先安排對(duì)工件剛性破壞小的工序。</p><p>　　在數(shù)控車床上粗車、半精車分別用一個(gè)加工程序控制。工件調(diào)頭裝夾由程序中的M00或M01指令控制程序暫停，裝夾后按“循環(huán)啟動(dòng)”繼續(xù)加工。</p><p>　?。?）走刀路線和對(duì)刀點(diǎn)選擇 走刀路線包括切削加工軌跡，刀具運(yùn)動(dòng)到切削起始點(diǎn)、刀具切入、切出并返回切削起始點(diǎn)或?qū)Φ饵c(diǎn)等非切削空行程軌跡。由于半精加工和精加工的走刀路線是沿其零件輪廓順序

56、進(jìn)行的，所以確定走刀路線主要在于規(guī)劃好粗加工及空行程的走刀路線。合理確定對(duì)刀點(diǎn),對(duì)刀點(diǎn)可以設(shè)在被加工零件上，但注意對(duì)刀點(diǎn)必須是基準(zhǔn)位或已精加工過的部位，有時(shí)在第一道工序后對(duì)刀點(diǎn)被加工毀壞，會(huì)導(dǎo)致第二道工序和之后的對(duì)刀點(diǎn)無從查找，因此在第一道工序?qū)Φ稌r(shí)注意要在與定位基準(zhǔn)有相對(duì)固定尺寸關(guān)系的地方設(shè)立一個(gè)相對(duì)對(duì)刀位置，這樣可以根據(jù)它們之間的相對(duì)位置關(guān)系找回原對(duì)刀點(diǎn)。這個(gè)相對(duì)對(duì)對(duì)刀位置通常設(shè)在機(jī)床工作臺(tái)或夾具上。</p><

57、p>　　5.2 典型軸類零件加工工藝</p><p>　?。?）確定加工順序及進(jìn)給路線</p><p>　　加工順序按粗到精、由近到遠(yuǎn)（由右到左）的原則確定。工件右端加工：既先從右到左進(jìn)行外輪廓粗車（留0.5mm余量精車），然后從右到左進(jìn)行外輪廓精車，最后切槽；上道工序的加工不能影響下道工序的定位與夾緊</p><p>　　工件調(diào)頭，工件左端加工：粗加工外輪廓

58、、精加工外輪廓盡量減少重復(fù)定位與換刀次數(shù)，切退刀槽，最后螺紋粗加工、螺紋精加工。</p><p><b>　?。?）選擇刀具</b></p><p>　　1）車端面：選用硬質(zhì)合金45度車刀，粗、精車用一把刀完成。</p><p>　　2) 粗、精車外圓：（因?yàn)槌绦蜻x用 G71循環(huán)所以粗、精車選用同一把刀）硬質(zhì)合金90度放型車刀，Kr=90度,K

59、r＇=60度;E=30度,（因?yàn)橛袌A弧輪廓）以防與工件輪廓發(fā)生干涉,如果有必要就用圖形來檢驗(yàn).</p><p>　　3)車槽: 選用硬質(zhì)合金車槽刀（刀長12mm，刀寬3mm）</p><p>　　4)車螺紋:選用60度硬質(zhì)合金外螺紋車刀.</p><p><b>　?。?）選擇切削用量</b></p><p>　　表3-

60、5切削用量選擇</p><p><b>　　數(shù)控加工刀具卡片</b></p><p><b>　　表3-1 刀具卡片</b></p><p>　　用以上數(shù)據(jù)編制工藝卡如下：</p><p>　　表3-2 數(shù)控加工工藝卡 </p><p>　　5.3 加工坐標(biāo)系設(shè)置

61、 （1）建立工件坐標(biāo)系</p><p><b>　?。?）試切法對(duì)刀</b></p><p>　　在數(shù)控加工中，工件坐標(biāo)系確定后，還要確定刀尖點(diǎn)在工件坐標(biāo)系中的位置，即通常所說的對(duì)刀問題。在數(shù)控車床上，目前常用的對(duì)刀方法為試切對(duì)刀法。</p><p>　　將工件安裝

62、好之后，先用MDI方式操作機(jī)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(diǎn)時(shí)，對(duì)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(dòng)，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。其他各刀都需要進(jìn)行以上操作，從而確定每把刀具在工件坐標(biāo)系中的位置。</p&

63、gt;<p>　?。?）選擇切削用量 </p><p>　　表3-5切削用量選擇</p><p>　　為了螺紋容易配合，螺紋M25×1.5在車削大徑時(shí)，加工到直徑Φ24.7mm，總背吃刀量去0.65P=（0.65×1.5）mm=0.975mm. 4.2 編程基礎(chǔ)</p><p>　　5.4直徑編程和半徑編程</p>&

64、lt;p>　　數(shù)控車床加：工的是回轉(zhuǎn)體類零件，其橫截面為圓形，所以尺寸有直徑指定和半徑指定兩種方法。當(dāng)用直徑值編程時(shí)，稱為直徑編程法：用半徑值編程時(shí)，稱為半徑編程法。用半徑、直徑編程法編輯其程序如下： </p><p>　　半徑編程：G90G01 X**Z** （絕對(duì)指令編程）</p><p>　　G91 G01 X**Z** （增量指令編程）</p><p>

65、;　　直徑編程：G90G01X**Z** （絕對(duì)指令編程） </p><p>　　G91G01X**Z**（增量指令編程）</p><p>　　數(shù)控車床出廠時(shí)一般設(shè)定為直徑編程。如需用半徑編程，要改變系統(tǒng)中相關(guān)參數(shù)，使系統(tǒng)處于半徑編程狀態(tài)；本章以后，若非特殊說明，各例均為直徑編程。</p><p>　　注：當(dāng)用半徑或直徑編程法時(shí)，系統(tǒng)參數(shù)中（機(jī)床參數(shù)）“直徑編程／半

66、徑編程”，要設(shè)為“ 1 " 或“0”了。</p><p>　　5.5 數(shù)控機(jī)床常用編程指令（功能字）</p><p><b>　　◆F功能</b></p><p>　　F功能指令用于控制切削進(jìn)給量。在程序中表示每分鐘進(jìn)給量</p><p>　　編程格式G94 F~</p><p>　　F

67、后面的數(shù)字表示的是每分鐘進(jìn)給量，單位為 mm/min。</p><p>　　例：G94 F100 表示進(jìn)給量為100mm/min。</p><p><b>　　◆S功能</b></p><p>　　S功能指令用于控制主軸轉(zhuǎn)速。</p><p><b>　　編程格式 S～</b></p>

68、<p>　　S后面的數(shù)字表示主軸轉(zhuǎn)速，單位為r/min。在具有恒線速功能的機(jī)床上，S功能指令還有如下作用。</p><p><b>　　1)最高轉(zhuǎn)速限制</b></p><p>　　編程格式 G50 S～</p><p>　　S后面的數(shù)字表示的是最高轉(zhuǎn)速：r/min。</p><p>　　例：G50 S300

69、0 表示最高轉(zhuǎn)速限制為3000r/min。</p><p><b>　　2)恒線速取消</b></p><p>　　編程格式 G97 S～</p><p>　　S后面的數(shù)字表示恒線速度控制取消后的主軸轉(zhuǎn)速，如S未指定，將保留G96的最終值。</p><p>　　例：G97 S3000 表示恒線速控制取消后主軸轉(zhuǎn)速3000

70、 r/min。</p><p><b>　　◆T功能</b></p><p>　　T功能指令用于選擇加工所用刀具。</p><p><b>　　編程格式 T～</b></p><p>　　T后面通常有兩位數(shù)表示所選擇的刀具號(hào)碼。但也有T后面用四位數(shù)字，前兩位是刀具號(hào)，后兩位是刀具長度補(bǔ)償號(hào)，又是刀尖

71、圓弧半徑補(bǔ)償號(hào)。</p><p>　　例：T0303 表示選用3號(hào)刀及3號(hào)刀具長度補(bǔ)償值和刀尖圓弧半徑補(bǔ)償值。</p><p>　　T0300 表示取消刀具補(bǔ)償。</p><p><b>　　◆ M功能</b></p><p>　　M00： 程序暫停，可用NC啟動(dòng)命令（CYCLE START）使程序繼續(xù)運(yùn)行；</p

72、><p>　　M03：主軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)；</p><p>　　M05：主軸旋轉(zhuǎn)停止；</p><p><b>　　M08：冷卻液開；</b></p><p>　　M30：程序停止，程序復(fù)位到起始位置。</p><p><b>　　◆G指令</b></p><p&

73、gt;　　1）快速定位指令G00</p><p>　　G00指令命令機(jī)床以最快速度運(yùn)動(dòng)到下一個(gè)目標(biāo)位置，運(yùn)動(dòng)過程中有加速和減速，該指令對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡沒有要求。其指令格式：</p><p>　　G00 X(U)____ Z(W)____；</p><p>　　當(dāng)用絕對(duì)值編程時(shí)，X、Z后面的數(shù)值是目標(biāo)位置在工件坐標(biāo)系的坐標(biāo)。當(dāng)用相對(duì)值編程時(shí)，U、W后面的數(shù)值則是現(xiàn)在點(diǎn)與目標(biāo)

74、點(diǎn)之間的距離與方向。</p><p>　　2）直線插補(bǔ)指令G01</p><p>　　G01指令命令機(jī)床刀具以一定的進(jìn)給速度從當(dāng)前所在位置沿直線移動(dòng)到指令給出的目標(biāo)位置。</p><p>　　指令格式：G01 X(U)____Z(W)____F ；</p><p>　　其中F是切削進(jìn)給率或進(jìn)給速度，單位為mm/r或mm/min，取決于該指令前

75、面程序段的設(shè)置。使用G01指令時(shí)可以采用絕對(duì)坐標(biāo)編程，也可采用相對(duì)坐標(biāo)編程。當(dāng)采用絕對(duì)坐編程時(shí)，數(shù)控系統(tǒng)在接受G01指令后，刀具將移至坐標(biāo)值為X、Z的點(diǎn)上；當(dāng)采用相對(duì)坐編程時(shí)，刀具移至距當(dāng)前點(diǎn)的距離為U、W值的點(diǎn)上。</p><p>　　3）圓弧插補(bǔ)指令G02、G03 </p><p>　　圓弧插補(bǔ)指令命令刀具在指定平面內(nèi)按給定的F進(jìn)給速度作圓弧插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)，</p><p

76、>　　用于加工圓弧輪廓。圓弧插補(bǔ)命令分為順時(shí)針圓弧插補(bǔ)指令G02和逆時(shí)針圓弧插補(bǔ)指令G03兩種。其指令格式如下：</p><p>　　順時(shí)針圓弧插補(bǔ)的指令格式：</p><p>　　G02 X(U)____Z(W)____I____K____F____；</p><p>　　G02 X(U)____Z(W)___R___ F____；</p>&

77、lt;p>　　逆時(shí)針圓弧插補(bǔ)的指令格式：</p><p>　　G03 X(U)____Z(W)____ I____K____F____；；</p><p>　　G03 X(U)____Z(W)___R___ F____；</p><p>　　使用圓弧插補(bǔ)指令，可以用絕對(duì)坐標(biāo)編程，也可以用相對(duì)坐標(biāo)編程。絕對(duì)坐標(biāo)編程時(shí)，X、Z是圓弧終點(diǎn)坐標(biāo)值；增量編程時(shí)，U、W是

78、終點(diǎn)相對(duì)始點(diǎn)的距離。圓心位置的指定可以用R，也可以用I、K，R為圓弧半徑值；I、K為圓心在X軸和Z軸上相對(duì)于圓弧起點(diǎn)的坐標(biāo)增量; F為沿圓弧切線方向的進(jìn)給率或進(jìn)給速度。</p><p>　　當(dāng)用半徑R來指定圓心位置時(shí)，由于在同一半徑R的情況下，從圓弧的起點(diǎn)到終點(diǎn)有兩種圓弧的可能性，大于180°和小于180°兩個(gè)圓弧。為區(qū)分起見，特規(guī)定圓心角α≤180°時(shí)，用“+R”表示；α>1

79、80°時(shí)，用“-R”。注意：R編程只適于非整圓的圓弧插補(bǔ)的情況，不適于整圓加工。</p><p>　　4）外圓粗車固定循環(huán)G71</p><p>　　1. 格式 G71U(△d)R(e)G71P(ns)Q(nf)U(△u)W(△w)F(f)S(s)T(t)N(ns)…………….F__從序號(hào)ns至nf的程序段,指定A及B間的移動(dòng)指令。.S__.T__N(nf)……△d:切削深度(半

80、徑指定)不指定正負(fù)符號(hào)。切削方向依照AA’的方向決定，在另一個(gè)值指定前不會(huì)改變。FANUC系統(tǒng)參數(shù)（NO.0717）指定。e:退刀行程本指定是狀態(tài)指定，在另一個(gè)值指定前不會(huì)改變。FANUC系統(tǒng)參數(shù)（NO.0718）指定。ns:精加工形狀程序的第一個(gè)段號(hào)。nf:精加工形狀程序的最后一個(gè)段號(hào)。△u：X方向精加工預(yù)留量的距離及方向。（直徑/半徑）△w: Z方向精加工預(yù)留量的距離及方向。</p><p>　　5）螺紋切削

81、循環(huán)G82指令</p><p><b>　　直螺紋切削循環(huán)</b></p><p>　　G82 X__Z__R__E__C__P__F__;</p><p><b>　　其中</b></p><p>　　X、Z： 在絕對(duì)指令時(shí)為螺紋終點(diǎn) C 的坐標(biāo)位：增量指令時(shí)為螺紋終點(diǎn) C 相對(duì)循環(huán)起點(diǎn) A 的移

82、動(dòng)距離。R、E：螺紋收尾長度在Z、X軸方向上的回退量，其為增量。省略時(shí)，表示不收尾。C：   螺紋頭數(shù)，取0.1或省略時(shí)，為單頭螺紋。P：   單頭螺紋時(shí)，為主軸基脈沖處距離切削起點(diǎn)的主軸轉(zhuǎn)角（缺省值為 0 ) ;  多頭螺紋時(shí)為相鄰螺紋頭的切削起改之間對(duì)應(yīng)的主軸轉(zhuǎn)角。F：為螺紋導(dǎo)程. </p><p><b>　　第6章 結(jié)束語</b&

83、gt;</p><p>　　在數(shù)控車削加工中經(jīng)常遇到的軸類零件,本設(shè)計(jì)論文中采用含螺紋零件進(jìn)行編程設(shè)計(jì),在螺紋車削編程中要注意,數(shù)控車床主軸上必須安裝有脈沖編碼器測(cè)定主軸實(shí)際轉(zhuǎn)速,從而實(shí)現(xiàn)主軸轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)刀具進(jìn)給一個(gè)螺紋導(dǎo)程的同步運(yùn)動(dòng),從螺紋粗車到精車,主軸的轉(zhuǎn)速必須保持不變. 該特殊軸零件結(jié)構(gòu)，有螺紋、倒角、圓弧、槽等。該編程螺紋車削采用螺紋加工循環(huán)指令G76,用該指令編程可以不用寫那么多步程序，省去了很多編程時(shí)間。

84、數(shù)控加工的基本編程方法是用點(diǎn)定位指令編寫接近或離開工件等空行程軌跡，要用插補(bǔ)指令編寫工件輪廓的切削進(jìn)給軌跡。</p><p>　　寫畢業(yè)論文作畢業(yè)設(shè)計(jì)的每一步，對(duì)我們來說都是新的嘗試和挑戰(zhàn)，它使我這幾年所學(xué)的知識(shí)得以總結(jié)和鞏固在做這次畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中也讓我學(xué)到很多，我感到無論做什么事情都要真真正正用心去做，才會(huì)使自己更快的成長。我相信，通過這次的實(shí)踐，我對(duì)數(shù)控的加工能進(jìn)一步了解，并能使我在以后的加工過程中，有能力加

85、工出更復(fù)雜的零件，精度更高的產(chǎn)品。</p><p><b>　　第7章 致謝詞</b></p><p>　　本論文在xx老師的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下已完成。在學(xué)習(xí)和生活期間，也始終感受著老師的精心指導(dǎo)和無私的關(guān)懷，我受益匪淺。在此向老師表示深深的感謝和崇高的敬意。不積跬步何以至千里，本設(shè)計(jì)能夠順利的完成，也歸功于老師的認(rèn)真負(fù)責(zé)，使我能夠很好的掌握和運(yùn)用專業(yè)知識(shí)，并在設(shè)計(jì)

86、中得以體現(xiàn)。同時(shí)我在網(wǎng)上也搜集了不少相關(guān)資料，才使我的畢業(yè)論文工作順利完成.在此我要向?qū)W校的全體老師表示由衷的謝意。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]劉立，數(shù)控編程.北京：理工大學(xué)大學(xué)出版社,2008年</p><p>　　[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</

87、p><p>　　[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</p><p>　　[7]黃衛(wèi).數(shù)控技術(shù)與數(shù)控編程[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2004年</p><p>　　[3]眭潤舟.數(shù)控編程與加工技術(shù)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2006年第一版</p><p>　　[4]詹華西.數(shù)控加工技術(shù)實(shí)訓(xùn)教程[M]

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