數(shù)控軸類(lèi)零件加工工藝設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

1、<p><b>　　畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)</b></p><p>　　題目：數(shù)控軸類(lèi)零件加工工藝設(shè)計(jì)</p><p>　　2012年5月25日</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)域的擴(kuò)大，數(shù)控加工技術(shù)對(duì)國(guó)計(jì)民生的一些重要行業(yè)（IT、汽

2、車(chē)、輕工、醫(yī)療等）的發(fā)展起著越來(lái)越重要的作用，因?yàn)樾省①|(zhì)量和檔次，縮短生產(chǎn)周期和提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。對(duì)于數(shù)控加工，無(wú)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(wèn)題（如對(duì)刀點(diǎn)、加工路線等）也需要做一些處理。并在加工過(guò)程掌控精度的方法，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

3、，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。</p><p>　　關(guān)鍵詞：工工藝分析 加工方案 進(jìn)給路線 控制尺寸</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第1章 前言…………………………………………………………………1</p><p>　　第2章

4、 工藝方案分析………………………………………………………2</p><p>　　2.1 零件圖................................................2</p><p>　　2.2 零件圖分析…………………………………………………………3</p><p>　　2.3 確定加工方法……………………………………………………

5、…3</p><p>　　2.4 確定加工方案………………………………………………………3</p><p>　　第3章 工件的裝夾…………………………………………………………5</p><p>　　3.1 定位基準(zhǔn)的選擇……………………………………………………5</p><p>　　3.2 定位基準(zhǔn)選擇的原則…………………………………

6、……………5</p><p>　　3.3 確定零件的定位基準(zhǔn)………………………………………………5</p><p>　　3.4 裝夾方式的選擇……………………………………………………5</p><p>　　3.5 數(shù)控車(chē)床常用的裝夾方式…………………………………………5</p><p>　　3.6 確定合理的裝夾方式………………………

7、………………………5</p><p>　　第4章 刀具及切削用量……………………………………………………6</p><p>　　4.1 選擇數(shù)控道具的原則………………………………………………6</p><p>　　4.2 選擇數(shù)控車(chē)削用刀具………………………………………………6</p><p>　　4.3 設(shè)置到點(diǎn)和換刀點(diǎn)…………………

8、………………………………7</p><p>　　4.4 確定切削用量………………………………………………………7</p><p>　　第5章 典型軸類(lèi)零件加工…………………………………………………8</p><p>　　5.1 軸類(lèi)零件加工工藝分析……………………………………………8</p><p>　　5.2 典型軸類(lèi)零件加工工藝……

9、………………………………………10</p><p>　　5.3 加工坐標(biāo)系設(shè)置……………………………………………………12</p><p>　　5.4 手工編程……………………………………………………………13</p><p>　　第六章 結(jié)束語(yǔ)………………………………………………………………16</p><p>　　第七章 致謝詞………

10、………………………………………………………17</p><p>　　參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………18</p><p><b>　　第1章 前言 </b></p><p>　　在機(jī)械加工工藝教學(xué)中，機(jī)械制造專(zhuān)業(yè)學(xué)生技術(shù)控專(zhuān)業(yè)學(xué)生都要學(xué)習(xí)數(shù)控機(jī)床的操作技術(shù)。讓學(xué)生了解相關(guān)工種的先進(jìn)技術(shù)，同時(shí)培養(yǎng)工作崗位的前沿性。<

11、;/p><p>　　數(shù)控機(jī)場(chǎng)是現(xiàn)代機(jī)械制造工業(yè)的重要技術(shù)裝備，也是先進(jìn)制導(dǎo)技術(shù)裝備。數(shù)控機(jī)床睡著微電子技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)，自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展為得到飛躍的發(fā)展。目前，幾乎所有傳統(tǒng)機(jī)床都進(jìn)行了數(shù)字化改造，有了相應(yīng)的數(shù)控品種。數(shù)控技術(shù)極大地推動(dòng)了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，計(jì)算機(jī)輔助制造，柔性制造系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)、虛擬制造系統(tǒng)和敏捷制造系統(tǒng)的發(fā)展，并未實(shí)現(xiàn)綠色加工打下了基礎(chǔ)。數(shù)控機(jī)場(chǎng)逐漸成為機(jī)械工業(yè)技術(shù)改造的首選設(shè)備。隨著數(shù)控技

12、術(shù)的廣泛應(yīng)用，數(shù)控機(jī)床的保有量正在逐年上升，操作員需求量將增大。因此，為企業(yè)培養(yǎng)數(shù)控機(jī)床的操作員、維護(hù)員就成了當(dāng)務(wù)之急。</p><p>　　第2章 擬定加工工藝路線、制定工序卡片</p><p><b>　　2.1工序的劃分</b></p><p>　　數(shù)控機(jī)床與普通機(jī)床加工相比較，加工工序更加集中，根據(jù)數(shù)控機(jī)床的加工特點(diǎn)，加工工序的劃分有

13、以下幾種方式：</p><p>　?。?）根據(jù)裝夾定位劃分工序</p><p>　　這種方法一般適應(yīng)于加工內(nèi)容不多的工件，主要是將加工部位分為幾個(gè)部分，每道工序加工其中一部分。如加工外形時(shí)，以內(nèi)腔夾緊；加工內(nèi)腔時(shí)，以外形夾緊。</p><p>　?。?）按所用刀具劃分工序</p><p>　　為了減少換刀次數(shù)和空程時(shí)間，可以采用刀具集中的原則

14、劃分工序，在一次裝夾中用一把刀完成可以加工的全部加工部位，然后再換第二把刀，加工其他部位。在專(zhuān)用數(shù)控機(jī)床或加工中心上大多采用這種方法。</p><p>　?。?）以粗、精加工劃分工序</p><p>　　對(duì)易產(chǎn)生加工變形的零件，考慮到工件的加工精度，變形等因素，可按粗、精加工分開(kāi)的原則來(lái)劃分工序，即先粗后精。</p><p>　　在工序的劃分中，要根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)要求

15、、工件的安裝方式、工件的加工工藝性、數(shù)控機(jī)床的性能以及工廠生產(chǎn)組織與治理等因素靈活把握，力求合理。</p><p>　　2.2加工順序的安排</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，盡量減少變形，因此加工順序的安排應(yīng)遵循以下原則：</p><p>　?。?）上道工序的加工不能影響下道工序的定位

16、與夾緊</p><p>　　（2）先加工工件的內(nèi)腔后加工工件的外輪廓</p><p>　　（3）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。</p><p>　　2.3控機(jī)床加工工序和加工路線的設(shè)計(jì)</p><p>　　數(shù)控機(jī)床加工工序設(shè)計(jì)的主要任務(wù)：

17、確定工序的具體加工內(nèi)容、切削用量、工藝裝備、定位安裝方式及刀具運(yùn)動(dòng)軌跡，為編制程序作好預(yù)備。其中加工路線的設(shè)定是很重要的環(huán)節(jié)，加工路線是刀具在切削加工過(guò)程中刀位點(diǎn)相對(duì)于工件的運(yùn)動(dòng)軌跡，它不僅包括加工工序的內(nèi)容，也反映加工順序的安排，因而加工路線是編寫(xiě)加工程序的重要依據(jù)。</p><p><b>　　確定加工路線的原則</b></p><p>　?、偌庸ぢ肪€應(yīng)保證被加工

18、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><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

19、向間隙而產(chǎn)生的定位誤差。</p><p><b>　　2.4刀具的選擇</b></p><p>　　刀具的選擇是在數(shù)控編程的人機(jī)交互狀態(tài)下進(jìn)行的。應(yīng)根據(jù)機(jī)床的加工能力、工件材科的性能、加工工序切削用量以及其它相關(guān)因素正確選用刀具及刀柄。刀具選擇總的原則是：安裝調(diào)整方便、剛性好、耐用度和精度高。在滿足加工要求的前提下，盡量選擇較短的刀柄，以提高刀具加工的剛性。</

20、p><p>　?。?）選取刀具時(shí)，要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸相適應(yīng)。生產(chǎn)中，平面零件周邊輪廓的加工，常采用立銑刀；銑削平面時(shí)，應(yīng)選硬質(zhì)合金刀片銑刀，加工凸臺(tái)、凹槽時(shí)，選高速鋼立銑刀；加工毛坯表面或粗加工孔時(shí)，可選取鑲硬質(zhì)合金刀片的玉米銑刀；對(duì)一些立體型面和變斜角輪廓外形的加工，常采用球頭銑刀、環(huán)形銑刀、錐形銑刀和盤(pán)形銑刀。</p><p>　?。?）在進(jìn)行自由曲面（模具）加工時(shí)，由于

21、球頭刀具的端部切削速度為零，因此，為保證加工精度，切削行距一般采用頂端密距，故球頭常用于曲面的精加工。而平頭刀具在表面加工質(zhì)量和切削效率方面都優(yōu)于球頭刀，因此，只要在保證不過(guò)切的前提下，無(wú)論是曲面的粗加工還是精加工，都應(yīng)優(yōu)先選擇平頭刀。另外，刀具的耐用度和精度與刀具價(jià)格關(guān)系極大，必須引起注意的是，在大多數(shù)情況下，選擇好的刀具雖然增加了刀具成本，但由此帶來(lái)的加工質(zhì)量和加工效率的提高，則可以使整個(gè)加工成本大大降低。</p>&

22、lt;p>　　（3）在加工中心上，各種刀具分別裝在刀庫(kù)上，按程序規(guī)定隨時(shí)進(jìn)行選刀和按刀動(dòng)作。因此必須采用標(biāo)準(zhǔn)刀柄，以便使鉆、鏜、擴(kuò)、銑削等工序用的標(biāo)準(zhǔn)刀具迅速、準(zhǔn)確地裝到機(jī)床主軸或刀庫(kù)上去。編程人員應(yīng)了解機(jī)床上所用刀柄的結(jié)構(gòu)尺寸、調(diào)整方法以及調(diào)整范圍，以便在編程時(shí)確定刀具的徑向和軸向尺寸。目前我國(guó)的加工中心采用TSG工具系統(tǒng)，其刀柄有直柄（3種規(guī)格）和錐柄（4種規(guī)格）2種，共包括16種不同用途的刀柄。</p><

23、;p>　?。?）在經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床的加工過(guò)程中，由于刀具的刃磨、測(cè)量和更換多為人工手動(dòng)進(jìn)行，占用輔助時(shí)間較長(zhǎng)，因此，必須合理安排刀具的排列順序。一般應(yīng)遵循以下原則：①盡量減少刀具數(shù)量；②一把刀具裝夾后，應(yīng)完成其所能進(jìn)行的所有加工步驟；粗精加工的刀具應(yīng)分開(kāi)使用，即使是相同尺寸規(guī)格的刀具；④先銑后鉆；⑤先進(jìn)行曲面精加工，后進(jìn)行二維輪廓精加工；⑥在可能的情況下，應(yīng)盡可能利用數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)換刀功能，以提高生產(chǎn)效率等。</p>

24、<p><b>　　2.5確定切削用量</b></p><p><b>　　1、確定主軸轉(zhuǎn)速</b></p><p>　　主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)根據(jù)允許的切削速度和工件（或刀具）直徑來(lái)選擇。其計(jì)算公式為:n=1000v/71D式中:v——切削速度，單位為m/m動(dòng)，由刀具的耐用度決定;</p><p>　　N——主軸轉(zhuǎn)速，單位

25、為r/min, D—工件直徑或刀具直徑，單位為mm。計(jì)算的主軸轉(zhuǎn)速n，最后要選取機(jī)床有的或較接近的轉(zhuǎn)速。</p><p><b>　　2、確定進(jìn)給速度</b></p><p>　　進(jìn)給速度是數(shù)控機(jī)床切削用量中的重要參數(shù)，主要根據(jù)零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性質(zhì)選取。最大進(jìn)給速度受機(jī)床剛度和進(jìn)給系統(tǒng)的性能限制。確定進(jìn)給速度的原則:當(dāng)工件的質(zhì)量要求能

26、夠得到保證時(shí)，為提高生產(chǎn)效率，可選擇較高的進(jìn)給速度。一般在100一200mm/min范圍內(nèi)選取;在切斷、加工深孔或用高速鋼刀具加工時(shí)，宜選擇較低的進(jìn)給速度，一般在20一50mm/min范圍內(nèi)選取;當(dāng)加工精度，表面粗糙度要求高時(shí)，進(jìn)給速度應(yīng)選小些，一般在20--50mm/min范圍內(nèi)選取;刀具空行程時(shí)，特別是遠(yuǎn)距離“回零”時(shí)，可以設(shè)定該機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)設(shè)定的最高進(jìn)給速度。</p><p><b>　　3、確定

27、背吃刀量</b></p><p>　　背吃刀量根據(jù)機(jī)床、工件和刀具的剛度來(lái)決定，在剛度允許的條件下，應(yīng)盡可能使背吃刀量等于工件的加工余量，這樣可以減少走刀次數(shù)，提高生產(chǎn)效率。為了保證加工表面質(zhì)量，可留少量精加工余量，一般0.2——0.5mm,總之，切削用量的具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機(jī)床性能、相關(guān)的手冊(cè)并結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)用類(lèi)比方法確定。同時(shí)，使主軸轉(zhuǎn)速、切削深度及進(jìn)給速度三者能相互適應(yīng)，以形成最佳切削用量。</

28、p><p>　　切削用量不僅是在機(jī)床調(diào)整前必須確定的重要參數(shù)，而且其數(shù)值合理與否對(duì)加工質(zhì)量、加工效率、生產(chǎn)成本等有著非常重要的影響。所謂“合理的”切削用量是指充分利用刀具切削性能和機(jī)床動(dòng)力性能（功率、扭矩），在保證質(zhì)量的前提下，獲得高的生產(chǎn)率和低的加工成本的切削用量。</p><p>　　第三章 確定加工余量、工序尺寸和公差以及工藝尺寸鏈計(jì)算</p><p>　　3.1

29、加工余量的確定</p><p>　　確定加工余量的方法有3種：分析計(jì)算法、經(jīng)驗(yàn)估算法和查表修正法。</p><p><b>　?。?）分析計(jì)算法</b></p><p>　　本方法是根據(jù)有關(guān)加工余量計(jì)算公式和一定的試驗(yàn)資料，對(duì)影響加工余量的各項(xiàng)因素進(jìn)行分析和綜合計(jì)算來(lái)確定加工余量。用這種方法確定加工余量比較經(jīng)濟(jì)合理，但必須有比較全面和可靠的試驗(yàn)

30、資料。目前，只在材料十分貴重，以及軍工生產(chǎn)或少數(shù)大量生產(chǎn)的工廠中采用。</p><p><b>　?。?）經(jīng)驗(yàn)估算法</b></p><p>　　本方法是根據(jù)工廠的生產(chǎn)技術(shù)水平，依靠實(shí)際經(jīng)驗(yàn)確定加工余量。為防止因余量過(guò)小而產(chǎn)生廢品，經(jīng)驗(yàn)估計(jì)的數(shù)值總是偏大，這種方法常用于單件小批量生產(chǎn)。</p><p><b>　?。?）查表修正法 &

31、lt;/b></p><p>　　此法是根據(jù)各工廠長(zhǎng)期的生產(chǎn)實(shí)踐與試驗(yàn)研究所積累的有關(guān)加工余量數(shù)據(jù)，制成各種表格并匯編成手冊(cè)，確定加工余量時(shí)，查閱有關(guān)手冊(cè)，再結(jié)合本廠的實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)修正后確定，目前此法應(yīng)用較為普遍。</p><p>　　3.2確定工序尺寸及其公差</p><p>　　機(jī)械加工過(guò)程中，工件的尺寸在不斷地變化，由毛坯尺寸到工序尺寸，最后達(dá)到設(shè)計(jì)

32、要求的尺寸。在這個(gè)變化過(guò)程中，加工表面本身的尺寸及各表面之間的尺寸都在不斷地變化，這種變化無(wú)論是在一個(gè)工序內(nèi)部，還是在各個(gè)工序之間都有一定的內(nèi)在聯(lián)系。應(yīng)用尺寸鏈理論去揭示它們之間的內(nèi)在關(guān)系，掌握它們的變化規(guī)律是合理確定工序尺寸及其公差和計(jì)算各種工藝尺寸的基礎(chǔ)，尺寸鏈的計(jì)算方法有兩種：極值法與概率法。</p><p>　　極值法是從最壞情況出發(fā)來(lái)考慮問(wèn)題的，即當(dāng)所有增環(huán)都為最大極限尺寸而減環(huán)恰好都為最小極限尺寸，或

33、所有增環(huán)都為最小極限尺寸而減環(huán)恰好都為最大極限尺寸，來(lái)計(jì)算封閉環(huán)的極限尺寸和公差。事實(shí)上，一批零件的實(shí)際尺寸是在公差帶范圍內(nèi)變化的。在尺寸鏈中，所有增環(huán)不一定同時(shí)出現(xiàn)最大或最小極限尺寸，即使出現(xiàn)，此時(shí)所有減環(huán)也不一定同時(shí)出現(xiàn)最小或最大極限尺寸。概率法解尺寸鏈，主要用于裝配尺寸鏈。</p><p>　　1、極值法解工藝尺寸鏈的基本計(jì)算公式。</p><p>　　尺寸鏈的計(jì)算方法有兩種：極值法

34、與概率法。極值法是從最壞情況出發(fā)來(lái)考慮問(wèn)題的，即當(dāng)所有增環(huán)都為最大極限尺寸而減環(huán)恰好都為最小極限尺寸，或所有增環(huán)都為最小極限尺寸而減環(huán)恰好都為最大極限尺寸，來(lái)計(jì)算封閉環(huán)的極限尺寸和公差。事實(shí)上，一批零件的實(shí)際尺寸是在公差帶范圍內(nèi)變化的。在尺寸鏈中，所有增環(huán)不一定同時(shí)出現(xiàn)最大或最小極限尺寸，即使出現(xiàn)，此時(shí)所有減環(huán)也不一定同時(shí)出現(xiàn)最小或最大極限尺寸。概率法解尺寸鏈，主要用于裝配尺寸鏈，其計(jì)算方法在裝配中講授。這里只介紹極值法解工藝尺寸鏈的基

35、本計(jì)算公式。</p><p>　?。?）封閉環(huán)的基本尺寸</p><p>　　式中K為增環(huán)的環(huán)數(shù)，m為組成環(huán)的環(huán)數(shù)（下同）。</p><p>　　（2）封閉環(huán)的極限尺寸</p><p><b>　　= </b></p><p><b>　　= </b></p>

36、<p>　?。?）封閉環(huán)的極限偏差</p><p><b>　　ES ＝ </b></p><p>　?。?）封閉環(huán)的公差T</p><p><b>　　T＝ES－EI＝ </b></p><p>　?。?）封閉環(huán)的平均尺寸L </p><p><b>　

37、　L = </b></p><p>　　式中——增環(huán)的平均尺寸</p><p>　　——減環(huán)的平均尺寸。 </p><p><b>　　組成環(huán)的平均尺寸 </b></p><p>　　2、工序尺寸及其公差的確定 </p><p>　?。?）基準(zhǔn)重合時(shí)工序尺寸及公差的確定</p&

38、gt;<p>　　當(dāng)零件定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)（工序基準(zhǔn)）重合時(shí)，零件工序尺寸及其公差的確定方法是：先根據(jù)零件的具體要求確定其加工工藝路線，再通過(guò)查表確定各道工序的加工余量及其公差，然后計(jì)算出各工序尺寸及公差；計(jì)算順序是：先確定各工序余量的基本尺寸，再由后往前逐個(gè)工序推算，即由工件上的設(shè)計(jì)尺寸開(kāi)始，由最后一道工序向前工序推算直到毛坯尺寸。</p><p>　?。?）測(cè)量基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合時(shí)工序尺寸及其

39、公差的計(jì)算</p><p>　　在加工中，有時(shí)會(huì)遇到某些加工表面的設(shè)計(jì)尺寸不便測(cè)量，甚至無(wú)法測(cè)量的情況，為此需要在工件上另選一個(gè)容易測(cè)量的測(cè)量基準(zhǔn)，通過(guò)對(duì)該測(cè)量尺寸的控制來(lái)間接保證原設(shè)計(jì)尺寸的精度。這就產(chǎn)生了測(cè)量基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合時(shí)，測(cè)量尺寸及公差的計(jì)算問(wèn)題。</p><p>　?。?）定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合時(shí)工序尺寸計(jì)算</p><p>　　在零件加工過(guò)程中有

40、時(shí)為方便定位或加工，選用不是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的幾何要素作定位基準(zhǔn)，在這種定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合的情況下，需要通過(guò)尺寸換算，改注有關(guān)工序尺寸及公差，并按換算后的工序尺寸及公差加工。以保證零件的原設(shè)計(jì)要求。</p><p>　?。?）中間工序的工序尺寸及其公差的求解計(jì)算</p><p>　　在工件加工過(guò)程中，有時(shí)一個(gè)基面的加工會(huì)同時(shí)影響兩個(gè)設(shè)計(jì)尺寸的數(shù)值。這時(shí)，需要直接保證其中公差要求較嚴(yán)的一個(gè)設(shè)計(jì)

41、尺寸，而另一設(shè)計(jì)尺寸需由該工序前面的某一中間工序的合理工序尺寸間接保證。為此，需要對(duì)中間工序尺寸進(jìn)行計(jì)算。 </p><p>　?。?）保證應(yīng)有滲碳或滲氮層深度時(shí)工藝尺寸及其公差的計(jì)算</p><p>　　a）滲碳 b）磨外圓 c）尺寸鏈 </p><p>　　零件滲碳或滲氮后，表面一般要經(jīng)磨削保證尺寸精度，同時(shí)要求磨后保留有規(guī)定的滲層深度。這就要求進(jìn)行滲碳或滲氮熱

42、處理時(shí)按一定滲層深度及公差進(jìn)行（用控制熱處理時(shí)間保證），并對(duì)這一合理滲層深度及公差進(jìn)行計(jì)算。</p><p><b>　　第4章 數(shù)控編程</b></p><p>　　4.1數(shù)控車(chē)床的編程特點(diǎn)</p><p>　　數(shù)控車(chē)床是目前使用最廣泛的數(shù)控機(jī)床之一。數(shù)控車(chē)床主要用于加工軸類(lèi)、盤(pán)類(lèi)等回轉(zhuǎn)體零件。通過(guò)數(shù)控加工程序的運(yùn)行，可自動(dòng)完成內(nèi)外圓柱面、

43、圓錐面、成形表面、螺紋和端面等工序的切削加工，并能進(jìn)行車(chē)槽、鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔等工作。車(chē)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(fù)雜形狀回轉(zhuǎn)類(lèi)零件的加工。 由于這些零件的徑向尺寸，無(wú)論是測(cè)量尺寸還是圖紙尺寸，都是以直徑值來(lái)表示的，所以數(shù)控車(chē)床采用直徑編程方式，即規(guī)定用絕對(duì)值編程時(shí)，X為直徑值；用相對(duì)值編程時(shí)，則以刀具徑向?qū)嶋H位移量的二倍值為編程值。對(duì)于不同的數(shù)控車(chē)床、不同的數(shù)控系統(tǒng)，其編程基本上是相同的，

44、個(gè)別有差異的地方，要參照具體機(jī)床的用戶手冊(cè)或編程手冊(cè)。 下面為一數(shù)控車(chē)床照片:數(shù)控車(chē)床是目前使用最廣泛的數(shù)控機(jī)床之一。數(shù)控車(chē)床主要用于加工軸類(lèi)、盤(pán)類(lèi)等回轉(zhuǎn)體零件。通過(guò)數(shù)控加工程序的運(yùn)行，可自動(dòng)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(jìn)行車(chē)槽、鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔等工作。車(chē)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(fù)雜形狀回轉(zhuǎn)類(lèi)零件的加工。 由于這些零件的徑向尺寸，無(wú)論是測(cè)量</

45、p><p><b>　　圖4-1</b></p><p>　　4.2數(shù)控車(chē)床的編程指令</p><p><b>　　G00 快速移動(dòng)</b></p><p><b>　　G01 直線插補(bǔ)</b></p><p>　　G02 順時(shí)針圓弧插補(bǔ)</p>

46、<p>　　G03 逆時(shí)針圓弧插補(bǔ)</p><p>　　G04 暫停，精確停止</p><p>　　G17 選擇XY平面</p><p>　　G18 選擇ZX平面</p><p>　　G19 選擇YZ平面</p><p><b>　　G20 英制</b></p><

47、;p><b>　　G21 公制</b></p><p><b>　　G28 返回參考點(diǎn)</b></p><p>　　G40 取消刀具半徑補(bǔ)償</p><p>　　G41 刀具半徑左補(bǔ)償</p><p>　　G42 刀具半徑右補(bǔ)償</p><p>　　G43 刀具長(zhǎng)度正向

48、補(bǔ)償</p><p>　　G44 刀具長(zhǎng)度負(fù)向補(bǔ)償</p><p>　　G49 取消刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償</p><p>　　G54---G59 工件坐標(biāo)系</p><p>　　G73 深孔轉(zhuǎn)削固定循環(huán)</p><p>　　G74 反螺紋攻絲固定循環(huán)</p><p>　　G76 精鏜固定循環(huán)</p

49、><p>　　G80 取消固定循環(huán)</p><p>　　G81 鉆削固定循環(huán)</p><p>　　G82 鉆削固定循環(huán)</p><p>　　G83 深孔鉆削固定循環(huán)</p><p>　　G84 攻絲固定循環(huán)</p><p>　　G85 鏜削固定循環(huán)</p><p>　　G86

50、 鏜削固定循環(huán)</p><p>　　G87 反鏜固定循環(huán)</p><p>　　G88 鏜削固定循環(huán)</p><p>　　G89 鏜削固定循環(huán)</p><p>　　G90 絕對(duì)指令編程</p><p>　　G91 增量指令編程</p><p>　　G98 固定循環(huán)返回初始點(diǎn)</p>

51、<p>　　G99 固定循環(huán)返回R點(diǎn)</p><p><b>　　M00 程序停止</b></p><p><b>　　M01 有條件停止</b></p><p><b>　　M02 程序結(jié)束</b></p><p><b>　　M03 主軸正轉(zhuǎn)</b

52、></p><p><b>　　M04 主軸反轉(zhuǎn)</b></p><p><b>　　M05 主軸停止</b></p><p><b>　　M06 換刀</b></p><p><b>　　M08 冷卻液開(kāi)</b></p><p&

53、gt;<b>　　M09 冷卻液關(guān)</b></p><p>　　M30 程序結(jié)束并返回程序頭</p><p><b>　　M98 調(diào)用子程序</b></p><p>　　M99 子程序結(jié)束返回／重復(fù)執(zhí)行</p><p>　　4.3加工路線的確定</p><p>　　加工路線的

54、確定首先必須保持被加工零件的尺寸精度和表面質(zhì)量，其次考慮數(shù)值計(jì)算簡(jiǎn)單、走刀路線盡量短、效率較高等。因精加工的進(jìn)給路線基本上都是沿其零件輪廓順序進(jìn)行的，因此確定進(jìn)給路線的工作重點(diǎn)是確定粗加工及空行程的進(jìn)給路線。下面將具體分析：</p><p>　?。?）加工路線與加工余量的關(guān)系</p><p>　　在數(shù)控車(chē)床還未達(dá)到普及使用的條件下，一般應(yīng)把毛坯件上過(guò)多的余量，特別是含有鍛、鑄硬皮層的余量安

55、排在普通車(chē)床上加工。如必須用數(shù)控車(chē)床加工時(shí)，則要注意程序的靈活安排。安排一些子程序?qū)τ嗔窟^(guò)多的部位先作一定的切削加工。</p><p>　?、賹?duì)大余量毛坯進(jìn)行階梯切削時(shí)的加工路線</p><p>　　圖4-2所示為車(chē)削大余量工件的兩種加工路線，圖（a）是錯(cuò)誤的階梯切削路線，圖（b）按1→5的順序切削，每次切削所留余量相等，是正確的階梯切削路線。因?yàn)樵谕瑯颖吵缘读康臈l件下，按圖（a）方式加工

56、所剩的余量過(guò)多。</p><p><b>　　圖4-2</b></p><p>　　根據(jù)數(shù)控加工的特點(diǎn)，還可以放棄常用的階梯車(chē)削法，改用依次從軸向和徑向進(jìn)刀、順工件毛坯輪廓走刀的路線（如圖4-3所示）</p><p><b>　　圖4-3</b></p><p>　?、诜謱忧邢鲿r(shí)刀具的終止位置<

57、;/p><p>　　當(dāng)某表面的余量較多需分層多次走刀切削時(shí)，從第二刀開(kāi)始就要注意防止走刀到終點(diǎn)時(shí)切削深度的猛增。如圖4-4所示，設(shè)以90°主偏角刀分層車(chē)削外圓，合理的安排應(yīng)是每一刀的切削終點(diǎn)依次提前一小段距離e（例如可取e=0.05㎜）。如果e=0，則每一刀都終止在同一軸向位置上，主切削刃就可能受到瞬時(shí)的重負(fù)荷沖擊。當(dāng)?shù)毒叩闹髌谴笥?0°，但仍然接近90°時(shí)，也宜作出層層遞退的安排，經(jīng)

58、驗(yàn)表明，這對(duì)延長(zhǎng)粗加工刀具的壽命是有利的。</p><p><b>　　圖4-4</b></p><p>　　（2）刀具的切入、切出</p><p>　　在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行加工時(shí)，要安排好刀具的切入、切出路線，盡量使刀具沿輪廓的切線方向切入、切出。</p><p>　　尤其是車(chē)螺紋時(shí)，必須設(shè)置升速段δ1和降速段δ2（如圖4

59、-5），這樣可避免因車(chē)刀升降而影響螺距的穩(wěn)定。</p><p><b>　　圖4-5</b></p><p>　?。?）確定最短的空行程路線</p><p>　　確定最短的走刀路線，除了依靠大量的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)外，還應(yīng)善于分析，必要時(shí)輔以一些簡(jiǎn)單計(jì)算。現(xiàn)將實(shí)踐中的部分設(shè)計(jì)方法或思路介紹如下。</p><p>　?、偾捎脤?duì)刀點(diǎn)

60、圖4-6（a）為采用矩形循環(huán)方式進(jìn)行粗車(chē)的一般情況示例。其起刀點(diǎn)A的設(shè)定是考慮到精車(chē)等加工過(guò)程中需方便地?fù)Q刀，故設(shè)置在離坯料較遠(yuǎn)的位置處，同時(shí)將起刀點(diǎn)與其對(duì)刀點(diǎn)重合在一起，按三刀粗車(chē)的走刀路線安排如下： </p><p>　　第一刀為 A→B→C→D→A </p><p>　　第二刀為 A→E→F→G→A </p><p>　　第三刀為 A→H→I→J→A <

61、/p><p>　　圖4-6（b）則是巧將起刀點(diǎn)與對(duì)刀點(diǎn)分離，并設(shè)于圖示B點(diǎn)位置，仍按相同的切削用量進(jìn)行三刀粗車(chē)，其走刀路線安排如下：起刀點(diǎn)與對(duì)刀點(diǎn)分離的空行程為A→B </p><p>　　第一刀為 B→C→D→E→B </p><p>　　第二刀為 B→F→G→H→B </p><p>　　第三刀為 B→I→J→K→B </p>

62、<p>　　顯然，圖4-6（b）所示的走刀路線短。</p><p><b>　　圖4-6</b></p><p><b>　?、谇稍O(shè)換刀點(diǎn)</b></p><p>　　為了考慮換（轉(zhuǎn)）刀的方便和安全，有時(shí)將換（轉(zhuǎn)）刀點(diǎn)也設(shè)置在離坯件較遠(yuǎn)的位置處（如圖4-6中A點(diǎn)），那么，當(dāng)換第二把刀后，進(jìn)行精車(chē)時(shí)的空行程路線必然

63、也較長(zhǎng)；如果將第二把刀的換刀點(diǎn)也設(shè)置在圖4-6（b）中的B點(diǎn)位置上，則可縮短空行程距離。</p><p>　　③合理安排“回零”路線 在手工編制較復(fù)雜輪廓的加工程序時(shí)，為使其計(jì)算過(guò)程盡量簡(jiǎn)化，既不易出錯(cuò)，又便于校核，編程者（特別是初學(xué)者）有時(shí)將每一刀加工完后的刀具終點(diǎn)通過(guò)執(zhí)行“回零”（即返回對(duì)刀點(diǎn)）指令，使其全都返回到對(duì)刀點(diǎn)位置，然后再進(jìn)行后續(xù)程序。這樣會(huì)增加走刀路線的距離，從而大大降低生產(chǎn)效率。因此，在合理安排

64、“回零”路線時(shí)，應(yīng)使其前一刀終點(diǎn)與后一刀起點(diǎn)間的距離盡量減短，或者為零，即可滿足走刀路線為最短的要求。</p><p>　?。?）確定最短的切削進(jìn)給路線 </p><p>　　切削進(jìn)給路線短，可有效地提高生產(chǎn)效率，降低刀具損耗等。在安排粗加工或半精加工的切削進(jìn)給路線時(shí)，應(yīng)同時(shí)兼顧到被加工零件的剛性及加工的工藝性等要求，不要顧此失彼。</p><p>　　圖4-7為粗

65、車(chē)工件時(shí)幾種不同切削進(jìn)給路線的安排示例。其中，圖4-7（a）表示利用數(shù)控系統(tǒng)具有的封閉式復(fù)合循環(huán)功能而控制車(chē)刀沿著工件輪廓進(jìn)行走刀的路線；圖4-7（b）為利用其程序循環(huán)功能安排的“三角形”走刀路線；圖4-7（c）為利用其矩形循環(huán)功能而安排的“矩形”走刀路線。</p><p><b>　　圖4-7</b></p><p>　　對(duì)以上三種切削進(jìn)給路線，經(jīng)分析和判斷后可知矩

66、形循環(huán)進(jìn)給路線的走刀長(zhǎng)度總和為最短。因此，在同等條件下，其切削所需時(shí)間（不含空行程）為最短，刀具的損耗小。另外，矩形循環(huán)加工的程序段格式較簡(jiǎn)單，所以這種進(jìn)給路線的安排，在制定加工方案時(shí)應(yīng)用較多。</p><p>　　4.4零件及加工程序編制</p><p>　　1、機(jī)床和毛坯的選擇</p><p>　　這對(duì)配合件是典型的軸類(lèi)零件，主要加工有內(nèi)外圓柱面、外圓柱面、內(nèi)而

67、外螺紋、半橢圓面和圓弧面的加工，故選擇臥式高效數(shù)控車(chē)床即可完成所有加工面的加工要求。具體說(shuō)，加工零件有粗精車(chē)外形、車(chē)槽、車(chē)螺紋、鏜內(nèi)孔、車(chē)內(nèi)槽、車(chē)內(nèi)螺紋等工序。所需刀具不超過(guò)八把。故選擇國(guó)產(chǎn)CKG6132型臥式數(shù)控車(chē)床即可滿足上述要求。該機(jī)床規(guī)格為直徑460*500mm，X軸行程為225mm，Z軸行程為600mm，尾座體行程380mm，摧力為9000N，主軸轉(zhuǎn)速范圍為30～4000r/min。X/Z定位精度和重復(fù)定位精度分別為0.005

68、mm和0.003mm。刀架容量是4把。數(shù)控系統(tǒng)為FANUC 0i。工件在依次裝夾中即可完成外圓、車(chē)槽、車(chē)螺紋、鏜孔等工步的加工。</p><p>　　毛坯零件尺寸為直徑35mm*100mm, 內(nèi)孔毛坯零件直徑26mm*40mm.</p><p><b>　　圖4-8示例</b></p><p><b>　　圖4-8</b>

69、</p><p>　　表4-1 刀具切削參數(shù)表</p><p>　　表4-2 零件的工藝路線</p><p>　　圖4-9右端各基點(diǎn)的坐標(biāo)值</p><p>　　圖4-10左端各基點(diǎn)的坐標(biāo)值</p><p>　　圖4-11左端各基點(diǎn)的坐標(biāo)值</p><p>　　2、手工編程程序（采用FANU

70、C 0i系統(tǒng)編程）</p><p><b>　　表4-3程序表單</b></p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　通過(guò)以上程序的數(shù)控車(chē)削加工，對(duì)數(shù)控車(chē)削加工的整個(gè)過(guò)程有了較為全面的了解。</p><p>　　通過(guò)本設(shè)計(jì)中選擇刀具，對(duì)數(shù)控機(jī)床工具系統(tǒng)的特點(diǎn)、數(shù)控機(jī)床刀具材料和

71、使用范圍有了較深的了解，基本掌握了數(shù)控機(jī)床刀具的使用方法；經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)加工方案，進(jìn)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(jī)床用夾具的種類(lèi)與特點(diǎn)，對(duì)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(guò)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(lèi)、程序結(jié)構(gòu)與格式，對(duì)數(shù)控編程前數(shù)學(xué)處理內(nèi)容、基點(diǎn)坐標(biāo)、輔助程序段的數(shù)值計(jì)算有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。另外，工藝設(shè)計(jì)、數(shù)值計(jì)算及程序編制的過(guò)程比較繁重，設(shè)計(jì)

72、過(guò)程當(dāng)中自己不斷學(xué)習(xí)和實(shí)踐，每解決一個(gè)問(wèn)題，都會(huì)感到不盡的喜悅和興奮。</p><p>　　通過(guò)本設(shè)計(jì)的實(shí)踐，真切體會(huì)到理論必須和生產(chǎn)實(shí)踐結(jié)合。教材中所學(xué)到的許多內(nèi)容在實(shí)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(guò)多次試調(diào)、修改才最終完成了零件的加工?？吹阶约杭庸こ龊细竦牧慵?，對(duì)自己所學(xué)的專(zhuān)業(yè)更加充滿信心。</p><p><b>　

73、　致 謝</b></p><p>　　經(jīng)過(guò)一個(gè)月的忙碌和工作，本文在xx老師精心指導(dǎo)和大力支持下完成的。唐老師以其嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)態(tài)度，高度的敬業(yè)精神，兢兢業(yè)業(yè)，孜孜以求的工作作風(fēng)和大膽創(chuàng)新的進(jìn)取精神對(duì)我產(chǎn)生重要影響。他淵博的知識(shí)，開(kāi)闊的視野和敏銳的思維給了我深深的啟迪。同時(shí)，在此次畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，我也學(xué)到了許多關(guān)于機(jī)械方面的知識(shí)，實(shí)踐技能由了很大的提高。</p><p>　　

74、作為一個(gè)專(zhuān)科生的畢業(yè)論文，由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免由許多考慮不周全的地方，如果沒(méi)有導(dǎo)師的督促指導(dǎo)，以及一起工作的同學(xué)們的支持，想要完成這個(gè)設(shè)計(jì)是難以想象的。特別他多次詢問(wèn)寫(xiě)作指導(dǎo)，并為我指點(diǎn)迷津幫助我開(kāi)拓思路，精心點(diǎn)撥，熱忱鼓勵(lì)。他嚴(yán)肅的教學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)深深的感染和激勵(lì)著我，并將積極影響我以后的學(xué)習(xí)和工作正是由于他，我才能在各方面取得顯著的進(jìn)步，在此向他表示我由衷的謝意，并祝唐老師培養(yǎng)出越來(lái)越多的優(yōu)秀人才，桃李滿

75、天下！</p><p>　　此外，我還感謝在大學(xué)三年幫助我的人，感謝數(shù)字制造化學(xué)院各位老師在學(xué)習(xí)上的點(diǎn)撥，同時(shí)我也要感謝在論文寫(xiě)作過(guò)程中，幫助過(guò)我、并且共同奮斗三年的大學(xué)同學(xué)們，能夠順利完成論文，是因?yàn)橛心銈儭?lt;/p><p>　　在論文完成之際，我的心情分外舒暢，從開(kāi)始到結(jié)束，有多少朋友、師長(zhǎng)給了我無(wú)言的幫助。在此，請(qǐng)接受我誠(chéng)摯的謝意。最后我 還要感謝培養(yǎng)我長(zhǎng)大含辛茹苦的父母，謝謝你們！

76、</p><p>　　感謝數(shù)字化制造學(xué)院（數(shù)控應(yīng)用技術(shù)系）和我的母?！骞W(xué)院三年來(lái)對(duì)我的栽培。</p><p><b>　　學(xué)生簽名： </b></p><p><b>　　日 期：</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><

77、p>　　[1]數(shù)控技術(shù)畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo).楊良根.吳青松.何世松主編.北京：北京理工大學(xué)出版社.2009.</p><p>　　[2]數(shù)控加工工藝.龐浩.李文星主編.北京：北京理工大學(xué)出版社.2007.</p><p>　　[3]數(shù)控加工技術(shù)基礎(chǔ).韓志宏、揭曉主編.北京：電子工業(yè)出版社.2007.</p><p>　　[4]模具數(shù)控加工技術(shù).劉志宏主編.大連：理工大

78、學(xué)出版社.2007.</p><p>　　[5]數(shù)控編程.劉立、丁輝主編.北京：北京理工大學(xué)出版社.2007.</p><p>　　[6]機(jī)械CAD/CAM應(yīng)用技術(shù).楊兵主編.北京：冶金工業(yè)出版社.2008.</p><p>　　[7]機(jī)械制造（2008版）.劉謹(jǐn)主編.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.</p><p>　　[8] 數(shù)控技術(shù)原理