數(shù)控畢業(yè)設(shè)計(jì)---變速器軸零件數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)及程序編制

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</b></p><p>　　標(biāo) 題： 變速器一軸零件數(shù)控加 </p><p>　　工工藝設(shè)計(jì)及程序編制</p><p>　　學(xué)生姓名： </p><p>　　系 部： 機(jī)械工程系 </p><p&

2、gt;　　專 業(yè)： 模具設(shè)計(jì)與制造 </p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)審表</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書</p><p>　　任務(wù)書下達(dá)時(shí)間： 年 月 日</p><p>　　注：1、本表由指導(dǎo)教師填寫或打印，一式二份，其中1份發(fā)給學(xué)生（附在論文前），1份交專業(yè)教研室。</p&

3、gt;<p>　　2、任務(wù)書從網(wǎng)上下載后，用A4紙打印。</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告</p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　制造業(yè)是所有與制造有關(guān)的行業(yè)的總稱，是一個(gè)國(guó)家國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)。它一方面為全社會(huì)日用消費(fèi)品生產(chǎn)創(chuàng)造價(jià)值，另一方面也為國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門提供生產(chǎn)資料和裝備。據(jù)估計(jì)，工業(yè)

4、化國(guó)家70%~80%的物質(zhì)財(cái)富來(lái)自制造業(yè)，約有1/4的人口從事各種形式的制造活動(dòng)?？梢姡圃鞓I(yè)對(duì)一個(gè)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)地位和政治地位具有至關(guān)重要的影響，在21世紀(jì)的工業(yè)生產(chǎn)中具有決定性的地位與作用。 由于現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)日新月異的發(fā)展，機(jī)電產(chǎn)品日趨精密和復(fù)雜，且更新?lián)Q代速度加快，改型頻繁，用戶的需求也日趨多樣化和個(gè)性化，中小批量的零件生產(chǎn)越來(lái)越多。這對(duì)制造業(yè)的高精度、高效率和高柔性提出了更高的要求，希望市場(chǎng)能提供滿足不同加工需求、迅速高

5、效、低成本地構(gòu)筑面向用戶的生產(chǎn)制造系統(tǒng)，并大幅度地降低維護(hù)和使用的成本。同時(shí)還要求新一代制造系統(tǒng)具有方便的網(wǎng)絡(luò)功能，以適應(yīng)未來(lái)車間面向任務(wù)和定單的生產(chǎn)組織和管理模式。</p><p>　　隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)制造業(yè)的要求不斷提高，以及科學(xué)技術(shù)特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，傳統(tǒng)的制造業(yè)已發(fā)生了根本性的變革，以數(shù)控技術(shù)為主的現(xiàn)代制造技術(shù)占據(jù)了重要地位。數(shù)控技術(shù)集微電子、計(jì)算機(jī)、信息處理、自動(dòng)檢測(cè)及自動(dòng)控制等高新技術(shù)于一體

6、，是制造業(yè)實(shí)現(xiàn)柔性化、自動(dòng)化、集成化及智能化的重要基礎(chǔ)。這個(gè)基礎(chǔ)是否牢固， 直接影響到一個(gè)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和綜合國(guó)力，也關(guān)系到一個(gè)國(guó)家的戰(zhàn)略地位。因此，世界各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家均采取重大措施來(lái)發(fā)展自己的數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)。在我國(guó)，數(shù)控技術(shù)與裝備的發(fā)展亦得到了高度重視，近年來(lái)取得了相當(dāng)大的進(jìn)步，特別是在通用微機(jī)數(shù)控領(lǐng)域，基于PC平臺(tái)的國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)，已經(jīng)走在了世界前列。</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)是在修完所有課程之后，我們走

7、向社會(huì)之前的一次綜合性設(shè)計(jì)。主要用到所學(xué)的數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)等方面的知識(shí)。著重說(shuō)明一軸的數(shù)控加工方法,即零件圖樣的分析、數(shù)控加工的工藝分析、工藝路線的制定、數(shù)控程序的編制。通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我更加了解數(shù)控加工的含義，以及懂得如何查閱相關(guān)資料和怎樣解決在實(shí)際工作中遇到的實(shí)際問題，這為我以后從事這項(xiàng)職業(yè)打下了良好的基礎(chǔ)。</p><p><b>　　目 錄</b></p>

8、<p>　　前言?。?</p><p>　　摘要　．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．</p><p>　　關(guān)鍵詞?。?/p>

9、．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．</p><p>　　零件圖樣分析...................................</p><p>　　結(jié)構(gòu)分析................................................</p><p>　　選材分析...............................

10、.................</p><p>　　工件的裝夾…………………………………………………</p><p>　　技術(shù)要求分析.............................................</p><p>　　數(shù)控車床夾具.............................................</p&g

11、t;<p>　　通用夾具．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．</p><p>　　兩頂尖裝夾的方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．</p><p>　　工件的找正．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

12、．．．．</p><p>　　數(shù)控刀具的選擇．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．</p><p>　　數(shù)控刀具的要求與特點(diǎn)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．</p><p>　　數(shù)控刀具的材料．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．<

13、;/p><p>　　(三)可轉(zhuǎn)位車刀．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．</p><p>　　數(shù)控車削加工的對(duì)刀．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．</p><p>　　(一)對(duì)刀的概念．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．</p><p>　　

14、(二)確定對(duì)刀點(diǎn)或?qū)Φ痘鶞?zhǔn)點(diǎn)的一般原則．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．</p><p>　　(三)對(duì)刀的方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．</p><p>　　程序的編制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．</p><p>　　編

15、程方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．</p><p>　　確定加工路線．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．</p><p>　　裝夾方法和對(duì)刀點(diǎn)的選擇．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．</p>

16、<p>　　選擇刀具．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．</p><p>　　確定切削用量．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．</p><p>　　程序編制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

17、．．．．．．．．．．．</p><p>　　數(shù)控銑床的操作與加工．．．．．．．．．．．．．．．．．</p><p>　　數(shù)控銑床概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．</p><p>　　走刀路線的確定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．</p><p>　　花鍵加工．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

18、．．</p><p>　　齒輪加工．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．</p><p>　　總結(jié)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．</p><p>　　后記．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

19、．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．</p><p>　　參考文獻(xiàn)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本零件在設(shè)計(jì)加工過(guò)程中分析了軸的特點(diǎn)及作用，介紹了

20、軸的數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)與程序編制。要體現(xiàn)在對(duì)材料的選擇、刀具的選擇、工裝夾具、定位元件、基準(zhǔn)的選擇、定位方式、對(duì)刀、工藝路線擬定、程序的編制、數(shù)控車、數(shù)控銑等。</p><p>　　著重說(shuō)明了數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 、數(shù)控加工工藝與普通加工工藝的區(qū)別及特點(diǎn) 、控刀具的要求與特點(diǎn) 、數(shù)控刀具的材料 、選擇數(shù)控刀具時(shí)應(yīng)考慮的因素、工件的安裝 、定位誤差的概念和產(chǎn)生的原因 、數(shù)控車床的主要加工對(duì)象、數(shù)控車床的坐標(biāo)系、

21、零件圖形的數(shù)學(xué)處理及編程尺寸設(shè)定值的確定 、工步順序的安排 、切削參數(shù)選擇 、數(shù)控銑床的主要加工對(duì)象等。全面審核投入生產(chǎn)制造中。其中軸的數(shù)控加工工藝分析、裝夾、基準(zhǔn)的選擇、工藝路線的擬定、程序的編制既是重點(diǎn)又是難點(diǎn)。</p><p><b>　　關(guān)鍵詞</b></p><p>　　軸、工件裝夾、基準(zhǔn)、刀具、車削、銑削</p><p><b

22、>　　零件圖樣分析</b></p><p><b>　　如圖所示：?</b></p><p><b>　　結(jié)構(gòu)分析</b></p><p>　　該軸為一階梯軸，工作時(shí)受彎曲和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力作用，但承受的應(yīng)力和沖擊力不大，運(yùn)轉(zhuǎn)較平穩(wěn)，工作條件較好。大端內(nèi)孔工作時(shí)需經(jīng)常與頂尖、卡盤有相對(duì)摩擦；花鍵部位與齒輪會(huì)有相對(duì)

23、滑動(dòng)或碰撞。</p><p><b>　　選材分析</b></p><p>　　由于該軸是用作變速器上的傳動(dòng)軸，對(duì)性能方面要求都較高，而且該主軸結(jié)構(gòu)形狀較簡(jiǎn)單，工作最大應(yīng)力處于表層，應(yīng)選用合金調(diào)質(zhì)鋼，本設(shè)計(jì)選用40cr作軸的材料。</p><p><b>　　40cr</b></p><p>　　成

24、分：碳0.37～0.45％，硅0.17～0.37％，錳0.5～0.8，鉻0.8～1.1％ 退火硬度：小于207HBS 正火硬度：小于250HBS 調(diào)質(zhì)處理：試樣直徑：25mm，850度淬火加熱油淬，520度回火后：抗拉1000兆帕，屈服800兆帕，延伸9％，斷面收縮45％，沖擊韌性588.3千焦/平方米</p><p>　　40cr：抗拉強(qiáng)度比相應(yīng)的碳素鋼約高20%，具有良好的淬透性，截面在50mm以下時(shí)，

25、油淬后有較高的疲勞強(qiáng)度，切削加工性能良好，但焊接性能較差。40cr進(jìn)行不同的熱處理，具有不同的用途。例如：T235熱處理工藝后：用于承受中等負(fù)荷，高速度及沖擊的零件，如軸、套等；c52熱處理工藝后：用于承受重負(fù)荷，低沖擊及要求耐磨的零件，如：軸、套、環(huán)、蝸桿等。D500熱處理工藝后：用于表面耐磨、要求熱處理變形小的零件，如傘齒輪、螺旋齒輪、花鍵套等</p><p>　　45鋼也是軸類零件的常用材料，它價(jià)格便宜，

26、經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)（或正火）后，可得到較好的切削性能，而且能獲得較高的強(qiáng)度和韌性等綜合機(jī)械性能，淬火后表面硬度可達(dá)45～52HRC。</p><p>　　合金結(jié)構(gòu)鋼適用于中等精度而轉(zhuǎn)速較高的軸類零件，這類鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)和淬火后，具有較好的綜合機(jī)械性能。軸承鋼GCr15和彈簧鋼65Mn，經(jīng)調(diào)質(zhì)和表面高頻淬火后，表面硬度可達(dá)50～58HRC，并具有較高的耐疲勞性能和較好的耐磨性能，可制造較高精度的軸。精密機(jī)床的主軸（例如磨床砂輪軸、

27、坐標(biāo)鏜床主軸）可選用38CrMoAIA氮化鋼。這種鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)和表面氮化后，不僅能獲得很高的表面硬度，而且能保持較軟的芯部，因此耐沖擊韌性好。與滲碳淬火鋼比較，它有熱處理變形很小，硬度更高的特性。</p><p><b>　　結(jié)論？</b></p><p><b>　　工件的裝夾</b></p><p><b>　　

28、技術(shù)要求分析</b></p><p>　　由零件簡(jiǎn)圖可知，該主軸呈階梯狀，其上有安裝支承軸承、傳動(dòng)件的圓柱、圓錐面，安裝滑動(dòng)齒輪的花鍵等。下面分別介紹該軸各主要部分的作用及技術(shù)要求：</p><p>　?、?支承軸頸  該軸左端￠17.4與￠36.4徑向跳動(dòng)公差為0.04mm；表面粗糙度Ra為1.6mm；支承軸頸尺寸精度為IT6-IT7。因?yàn)樵撦S支承軸頸是用

29、來(lái)安裝支承軸承，是軸上部件的裝配基準(zhǔn)面，所以它的制造精度直接影響到主軸部件的回轉(zhuǎn)精度。</p><p>　?、?空套齒輪軸頸  空套齒輪軸頸兩端面對(duì)兩端中心孔的徑向圓跳動(dòng)公差為0.02 mm。由于該軸頸是與齒輪孔相配合的表面，對(duì)支承軸頸應(yīng)有一定的同軸度要求，否則引起主軸傳動(dòng)嚙合不良，當(dāng)軸的轉(zhuǎn)速很高時(shí)，還會(huì)影響齒輪傳動(dòng)平穩(wěn)性并產(chǎn)生噪聲。</p><p>　?、瞧渌糠诌_(dá)到

30、尺寸要求即可。</p><p>　　加工的主要問題是如何保證該軸支承軸頸的尺寸、形狀、位置精度和表面粗糙度，更值得注意的是怎樣保證軸上兩軸頸及齒輪兩端面處的圓跳動(dòng)要求 ？考慮到該軸是以兩端面做為該軸的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，所以采用兩頂尖裝夾的方法加工該軸。</p><p><b>　　數(shù)控車床夾具</b></p><p>　　1.數(shù)控車床夾具的定義和分類&

31、lt;/p><p>　　在數(shù)控車床上用于裝夾工件的裝置稱為車床夾具。</p><p>　　車床夾具可分為通用夾具和專用夾具兩大類。通用夾具是指能夠裝夾兩種或兩種以上工件的夾具，例如車床上的三爪卡盤、四爪卡盤、彈簧卡套和通用心軸等；專用夾具是專門為加工某一特定工件的某一工序而設(shè)計(jì)的夾具。</p><p><b>　　2.夾具作用</b></p&

32、gt;<p>　　在數(shù)控車削加工過(guò)程中，夾具是用來(lái)裝夾被加工工件的，因此必須保證被加工工件的定位精度，并盡可能做到裝卸方便、快捷。</p><p>　　選擇夾具時(shí)應(yīng)優(yōu)先考慮通用夾具。</p><p>　　使用通用夾具無(wú)法裝夾、或者不能保證被加工工件與加工工序的定位精度時(shí)，才采用專用夾具。專用夾具的定位精度較高，成本也較高。專用夾具的作用為：</p><p&

33、gt;<b>　　（1）保證產(chǎn)品質(zhì)量</b></p><p><b>　?。?）提高加工效率</b></p><p>　?。?）解決車床加工中的特殊裝夾問題</p><p>　?。?）擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍</p><p>　　使用專用夾具可以完成非軸套、非輪盤類零件的孔、軸、槽和螺紋等的加工，可擴(kuò)大機(jī)

34、床的使用范圍。</p><p>　　在數(shù)控車削加工中，較短軸類零件的定位方式通常采用一端外圓固定，即用三爪卡盤、四爪卡盤或彈簧套固定工件的外圓表面，此定位方式對(duì)工件的懸伸長(zhǎng)度有一定限制，工件懸伸過(guò)長(zhǎng)會(huì)在切削過(guò)程中產(chǎn)生變形，工件懸伸過(guò)長(zhǎng)還會(huì)增大加工誤差甚至掉活。</p><p>　　對(duì)于切削長(zhǎng)度較長(zhǎng)的軸類零件可以采用一夾一頂，或采用兩頂尖定位。在裝夾方式允許的條件下，零件的軸向定位面盡量選擇

35、幾何精度較高的表面。</p><p><b>　　通用夾具</b></p><p><b>　　1.圓周定位夾具</b></p><p>　　在數(shù)控車削加工中，粗加工、半精加工的精度要求不高時(shí)，可利用工件或毛坯的外圓表面定位。</p><p><b>　?。?）三爪卡盤</b>

36、</p><p>　　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(diǎn)是可以自動(dòng)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(shí)的二次裝夾。</p><p>　　三爪卡盤常見的有機(jī)械式和液壓式兩種。液壓卡盤裝夾迅速、方便，但夾持范圍小，尺寸變化大時(shí)需重新調(diào)整卡爪位置。數(shù)控車床經(jīng)常采用液壓卡盤，液壓卡盤特別適用于批量加工。</p><p&g

37、t;<b>　　（2）軟爪</b></p><p>　　由于三爪卡盤定心精度不高，當(dāng)加工同軸度要求較高的工件、或者進(jìn)行工件的二次裝夾時(shí)，常使用軟爪。通常三爪卡盤的卡爪要進(jìn)行熱過(guò)處理，硬度較高，很難用常用刀具切削。軟爪是改變上述不足而設(shè)計(jì)制造的一種具有切削性能的夾爪。</p><p>　　加工軟爪時(shí)要注意以下幾方面的問題：</p><p>　　1

38、）軟爪要在與使用時(shí)相同的夾緊狀態(tài)下進(jìn)行車削，以免在加工過(guò)程中松動(dòng)和由于反向間隙而引起定心誤差。車削軟爪內(nèi)定位表而時(shí)，要在軟爪尾部夾一適當(dāng)?shù)膱A盤，以消除卡盤端面螺紋的間隙。</p><p>　　2）當(dāng)被加工件以外圓定位時(shí)，軟爪夾持直徑應(yīng)比工件外圓直徑略小。其目的是增加軟爪與工件的接觸面積。軟爪內(nèi)徑大于工件外徑時(shí)，會(huì)造成軟爪與工件形成三點(diǎn)接觸,此種情況下夾緊牢固度較差，所以應(yīng)盡量避免。當(dāng)軟爪內(nèi)徑過(guò)小時(shí)，會(huì)形成軟爪與工

39、件的六點(diǎn)接觸，不僅會(huì)在被加工表面留下壓痕，而且軟爪接觸面也會(huì)變形。這在實(shí)際使用中都應(yīng)該盡量避免。</p><p>　　軟爪有機(jī)械式和液壓式兩種。軟爪常用于加工同軸度要求較高的工件的二次裝夾。</p><p><b>　?。?）卡盤加頂尖</b></p><p>　　在車削質(zhì)量較大的工件時(shí)，一般工件的一端用卡盤夾持，另一端用后頂尖支撐。為了防止工

40、件由于切削力的作用而產(chǎn)生的軸向位移，必須在卡盤內(nèi)裝一限位支撐，或者利用工件的臺(tái)階面進(jìn)行限位。此種裝夾方法比較安全可靠，能夠承受較大的軸向切削力，安裝剛性好，軸向定位準(zhǔn)確，所以在數(shù)控車削加工中應(yīng)用較多。</p><p>　?。?）芯軸和彈簧芯軸</p><p>　　當(dāng)工件用已加工過(guò)的孔作為定位基準(zhǔn)時(shí)，可采用芯軸裝夾。這種裝夾方法可以保證工件內(nèi)外表面的同軸度，適用于批量生產(chǎn)。芯軸的種類很多。常

41、見的芯軸有圓柱芯軸、小錐度芯軸，這類芯軸的定心精度不高。彈簧芯軸（又稱漲心芯軸），既能定心，又能夾緊，是一種定心夾緊裝置。</p><p><b>　?。?）彈簧夾套</b></p><p>　　彈簧夾套定心精度高，裝夾工件快捷方便，常用于精加工的外圓表面定位。它特別適用于尺寸精度較高、表面質(zhì)量較好的冷拔圓棒料的夾持。它夾持工件的內(nèi)孔是規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)系列，并非任意直徑的工

42、件都可以進(jìn)行夾持。</p><p><b>　　（6）四爪卡盤</b></p><p>　　加工精度要求不高、偏心距較小、零件長(zhǎng)度較短的工件時(shí)，可以采用四爪卡盤進(jìn)行裝夾，如圖3-12所示。四爪卡盤的四個(gè)卡爪是各自獨(dú)立移動(dòng)的，通過(guò)調(diào)整工件夾持部位在車床主軸上的位置，使工件加工表面的回轉(zhuǎn)中心與車床主軸的回轉(zhuǎn)中心重合。但是，四爪卡盤的找正煩瑣費(fèi)時(shí)，一般用于單件小批生產(chǎn)。四爪

43、卡盤的卡爪有正爪和反爪兩種形式。</p><p><b>　　兩頂尖裝夾的方法</b></p><p>　　兩頂尖裝夾工件時(shí)的安裝為：先使用對(duì)分夾頭或雞心夾頭夾緊工件一端的圓周，再將撥桿旋入三爪卡盤，并使撥桿伸向?qū)Ψ謯A頭或雞心夾頭的端面。車床主軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)三爪卡盤轉(zhuǎn)動(dòng)，隨之帶動(dòng)撥桿同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，由撥桿撥動(dòng)對(duì)分夾頭或雞心夾頭，撥動(dòng)工件隨三爪卡盤的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)。兩頂尖只對(duì)工件

44、有定心和支撐作用，必須通過(guò)對(duì)分夾頭或雞心夾頭的撥桿帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)。</p><p>　　兩頂尖定位的優(yōu)點(diǎn)是定心正確可靠，安裝方便。頂尖作用是進(jìn)行工件的定心，并承受工件的重量和切削力。</p><p>　　使用兩頂尖裝夾工件時(shí)的注意事項(xiàng)：</p><p>　　1）前后頂尖的連線應(yīng)該與車床主軸中心線同軸，否則會(huì)產(chǎn)生不應(yīng)有的錐度誤差。</p><p>

45、;　　2）尾座套筒在不與車刀干涉的前提下，應(yīng)盡量伸出短些，以增加剛性和減小振動(dòng)。</p><p>　　3）中心孔的形狀應(yīng)正確，表面粗糙度應(yīng)較好。</p><p>　　4）兩頂尖中心孔的配合應(yīng)該松緊適當(dāng)。</p><p><b>　　工件的找正</b></p><p><b>　　找正裝夾</b>&l

46、t;/p><p>　　數(shù)控車床進(jìn)行工件的裝夾時(shí)，必須將工件表面的回轉(zhuǎn)中心軸線，即工件坐標(biāo)系的Z軸，找正到與數(shù)控車床的主軸中心軸線重合。</p><p><b>　　2.　找正方法</b></p><p>　　同于普通車床找正工件的的找正方法。用打表找正。通過(guò)調(diào)整卡爪，使得工件坐標(biāo)系的Z軸與數(shù)控車床的主軸回轉(zhuǎn)中心軸線重合。使用三爪自動(dòng)定心卡盤裝夾較長(zhǎng)

47、的工件時(shí)，由于工件較長(zhǎng)，工件遠(yuǎn)離三爪自動(dòng)定心卡盤夾持部分的旋轉(zhuǎn)中心與車床主軸的旋轉(zhuǎn)中心不重合，此時(shí)必須進(jìn)行工件的安裝找正。在三爪自動(dòng)定心卡盤的精度不高時(shí)，安裝工件時(shí)也需要進(jìn)行工件的裝夾找正。</p><p><b>　　數(shù)控刀具的選擇</b></p><p>　　數(shù)控刀具的要求與特點(diǎn)</p><p><b>　　要有高的切削效率<

48、;/b></p><p>　　要有高的精度和重復(fù)定位精度 </p><p>　　要有高的可靠性和耐用度 </p><p>　　實(shí)現(xiàn)刀具尺寸的預(yù)調(diào)和快速換刀</p><p>　　具有完善的模塊式工具系統(tǒng)</p><p>　　建立完備的刀具管理系統(tǒng) </p><p>　　要有在線監(jiān)控及尺寸補(bǔ)償

49、系統(tǒng) </p><p>　　數(shù)控車床能兼作粗精車削，因此粗車時(shí)，要遷強(qiáng)度高、耐用度好的刀具，以便滿足粗車時(shí)大背吃刀量、大進(jìn)給量的要求。精車時(shí)，要選精度高、耐用度好的刀具，以保證加工精度的要求。</p><p>　　此外，為減少換刀時(shí)間和方便對(duì)刀，應(yīng)盡可能采用機(jī)夾刀和機(jī)夾刀片。夾緊刀片的方式要選擇得比較合理，刀片最好選擇涂層硬質(zhì)合金刀片。目前，數(shù)控車床用得最普遍的是硬質(zhì)合金刀具和高速鋼刀具兩

50、種。 </p><p><b>　　數(shù)控刀具的材料 </b></p><p>　　刀具的選擇是根據(jù)零件、硬度、以及加工表面粗糙度要求和加工余量的已知條件來(lái)決定刀片的幾何結(jié)構(gòu)（如刀尖圓角）、進(jìn)給量、切削速度和刀片牌號(hào)。 </p><p>　　焊接式車刀和可轉(zhuǎn)位車刀</p><p><b>　　硬質(zhì)合金焊接式車刀&

51、lt;/b></p><p>　　硬質(zhì)合金焊接式車刀是由硬質(zhì)合金刀片和普通結(jié)構(gòu)鋼刀桿通過(guò)焊接而成。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、刀具剛性好、使用靈活，故應(yīng)用較為廣泛。圖 6-13 所示為焊接式車刀。</p><p>　　1 ．刀片型號(hào)及其選擇</p><p>　　硬質(zhì)合金刀片（ carbide tip ）除正確選用材料和牌號(hào)外，還應(yīng)合理選擇其型號(hào)。表 6-1 為

52、硬質(zhì)合金焊接式刀片示例。焊接式車刀刀片分為 A 、 B 、 C 、 D 、E 五類。刀片型號(hào)由一個(gè)字母和一個(gè)或二個(gè)數(shù)字組成。字母表示刀片形狀、數(shù)字代表刀片主要尺寸。</p><p>　　刀片尺寸中的 l要根據(jù)背吃刀量和主偏角確定。外圓車刀一般應(yīng)使參加工作的切削刃長(zhǎng)度不超過(guò)刀片長(zhǎng)度的 60 ～ 70 ％。對(duì)于切斷刀、車槽刀用的 l 應(yīng)該根據(jù)槽寬或切斷刀的寬度選取，切斷刀可按 l = 0.6d 0.5 估計(jì)（式中 d

53、 為工件直徑）。刀片尺寸中的 t 的大小要考慮重磨次數(shù)和刀頭結(jié)構(gòu)尺寸的大小。刀片尺寸中的 s 要根據(jù)切削力的大小等因素確定。</p><p>　　2 ．刀槽的形狀和尺寸</p><p>　　圖 6 — 14 為所用的刀槽形式。</p><p>　　開口式 制造簡(jiǎn)單，焊接面積小，適用于C 型和 D 型刀片。半封閉式 焊接后刀片較牢固，但刀槽加工不便，適用于 A ， B

54、 型刀片。封閉式 能增加焊接面積，但制造困難，適用于 E 型刀片。切口式 用于車槽，切斷刀?？墒沟镀附永喂?，但制造復(fù)雜，適用于 E 型刀片。槽尺寸 hg , bg , Lg 應(yīng)與刀片尺寸相適應(yīng)。為便于刃磨，一般要使刀片露出刀槽 0.5 ～ 1mm ，刀槽后角 α 0g 要比刀具后角 α 0 大 2 °～ 4 ° 。如圖 6 –15 所示</p><p>　　3 ．刀桿及刀頭的形狀和尺寸<

55、;/p><p>　　刀桿的截面尺寸一般可按機(jī)床中心高確定。</p><p>　　刀桿上支承部分高度 H 1 與刀片厚度 S 應(yīng)有一定的比例，如圖 6 — 16 所示： H 1/s ＞ 3 時(shí)焊接后刀片表面引起的拉應(yīng)力不顯著，不易產(chǎn)生裂紋； H 1/s ＜ 3 時(shí)，刀片表面層的拉應(yīng)力較大，易出現(xiàn)裂紋。</p><p>　　刀桿長(zhǎng)度可按刀桿高度 H 的 6 倍估計(jì)，并選用標(biāo)

56、準(zhǔn)尺寸系列，如 100 、 125 、 150 、 175 、……等。</p><p>　　刀頭形狀一般有直頭和彎頭兩種。直頭制造容易，彎頭通用性好。刀頭尺寸主要有刀頭有效長(zhǎng)度 L 及刀尖偏距 m ，如圖 6 — 17 所示。可按下式計(jì)算：</p><p>　　直頭車刀 m ＞ lcos κ r 或（ B–m ）＞ tcos κ / r ;</p><p>　　45

57、 ° 彎頭車刀 m ＞ tcos45 0 ；</p><p>　　90 ° 外圓車刀 m ≈ B/4 ； L = 1.2L</p><p>　　切斷刀 m ≈ L/3, L ＞ R （工件半徑）。</p><p><b>　　可轉(zhuǎn)位車刀</b></p><p>　　可轉(zhuǎn)位車刀是用機(jī)械夾固的方式將可轉(zhuǎn)位

58、刀片固定在刀槽中而組成的車刀，當(dāng)?shù)镀弦粭l切削刃磨鈍后，松開夾緊機(jī)構(gòu)，將刀片轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度，調(diào)換一個(gè)新的刀刃，夾緊后即可繼續(xù)進(jìn)行切削。和焊接式車刀相比，它有如下特點(diǎn)：</p><p>　?。?1 ）刀片未經(jīng)焊接，無(wú)熱應(yīng)力，可充分發(fā)揮刀具材料性能，耐用度高；</p><p>　　（ 2 ）刀片更換迅速，方便，節(jié)省輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)率；</p><p>　?。?3 ）刀桿

59、多次使用，降低刀具費(fèi)用；</p><p>　　（ 4 ）能使用涂層刀片、陶瓷刀片、立方氮化硼和金剛石復(fù)合刀片；</p><p>　?。?5 ）結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工要求高；一次性投資費(fèi)用較大；</p><p>　?。?6 ）不能由使用者隨意刃磨，使用不靈活。</p><p><b>　　2 ．可轉(zhuǎn)位刀片</b></p>

60、;<p>　　圖 6–18 所示為可轉(zhuǎn)位刀片標(biāo)注示例。</p><p>　　它有 10 個(gè)代號(hào)表示。任何一個(gè)型號(hào)必須用前七位代號(hào)。不管是否有第 8 或第 9 位代號(hào)，第 10 位代號(hào)必須用短劃線“—”與前面代號(hào)隔開，如T N U M 16 04 08 — A 2</p><p>　　刀片代號(hào)中，號(hào)位 1 表示刀片形狀。其中正三角形刀片（ T ）和正方形刀片（ S ）為最常用，

61、而棱形刀片（ V 、 D ）適用于仿形和數(shù)控加工。</p><p>　　號(hào)位 2 表示刀片后角。后角 0 ° （ N ）使用最廣。</p><p>　　號(hào)位 3 表示刀片精度。刀片精度共分 11 級(jí)，其中 U 為普通級(jí)， M 為中等級(jí)，使用較多。</p><p>　　號(hào)位 4 表示刀片結(jié)構(gòu)。常見的有帶孔和不帶孔的，主要與采用的夾緊機(jī)構(gòu)有關(guān)。</p&g

62、t;<p>　　號(hào)位 5 、 6 、 7 表示切削刃長(zhǎng)度、刀片厚度、刀尖圓弧半徑。</p><p>　　號(hào)位 8 表示刃口形式。如 F 表示銳刃等，無(wú)特殊要求可省略。</p><p>　　號(hào)位 9 表示切削方向。 R 表示右切刀片， L 表示左切刀片， N 表示左右均可。</p><p>　　號(hào)位 10 表示斷屑槽寬。表 6 — 2 為常用可轉(zhuǎn)位車刀刀

63、片斷屑槽槽型特點(diǎn)及適用場(chǎng)合。</p><p><b>　　數(shù)控車削加工的對(duì)刀</b></p><p><b>　　(一)對(duì)刀的概念</b></p><p>　　數(shù)控車削加工一個(gè)零件時(shí)，往往需要幾把不同的刀具，而每把刀具在安裝時(shí)是根據(jù)數(shù)控車床裝刀要求安放的，當(dāng)它們轉(zhuǎn)至切削位置時(shí)，其刀尖所處的位置各不相同。但是數(shù)控系統(tǒng)要求在加

64、工一個(gè)零件時(shí)，無(wú)論使用哪一把刀具，其刀尖位置在切削前均應(yīng)處于同一點(diǎn)，否則，零件加工程序就缺少一個(gè)共同的基準(zhǔn)點(diǎn)。為使零件加工程序不受刀具安裝位置而給切削帶來(lái)影響，必須在加工程序執(zhí)行前，調(diào)整每把刀的刀尖位置，使刀架轉(zhuǎn)位后，每把刀的刀尖位置都重合在同一點(diǎn)，這一過(guò)程稱為數(shù)控車床的對(duì)刀。</p><p><b>　?。?）刀位點(diǎn)</b></p><p>　　刀位點(diǎn)，是刀具的基準(zhǔn)

65、點(diǎn)，一般是刀具上的一點(diǎn)。尖形車刀的刀位點(diǎn)為假想刀尖點(diǎn)，圓形車刀的刀位點(diǎn)為圓弧中心，鉆頭的刀位點(diǎn)為鉆尖，平底立銑刀的刀位點(diǎn)為端面中心，球頭銑刀的刀位點(diǎn)為球心。數(shù)控系統(tǒng)控制刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡，就是控制刀位點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡。刀具的軌跡是由一系列有序的的刀位點(diǎn)位置和連接這些位置點(diǎn)的直線或圓弧組成的。</p><p><b>　?。?）起刀點(diǎn)</b></p><p>　　起刀點(diǎn)是刀具相

66、對(duì)工件運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)，即加工程序開始時(shí)刀具刀尖點(diǎn)的起始位置，經(jīng)常也將它做為加工程序運(yùn)行的終點(diǎn)。</p><p><b>　?。?）對(duì)刀點(diǎn)與對(duì)刀</b></p><p>　　對(duì)刀點(diǎn)是用來(lái)確定刀具與工件的相對(duì)位置關(guān)系的點(diǎn)，是確定工件坐標(biāo)系與機(jī)床坐標(biāo)系的關(guān)系的點(diǎn)。對(duì)刀就是將刀具的刀位點(diǎn)置于對(duì)刀點(diǎn)上，以建立工件坐標(biāo)系。</p><p><b>　

67、?。?）對(duì)刀基準(zhǔn)點(diǎn)</b></p><p>　　對(duì)刀時(shí)確定對(duì)刀點(diǎn)的位置所依據(jù)的基準(zhǔn)。該基準(zhǔn)可以是點(diǎn)、線或面。對(duì)刀基準(zhǔn)點(diǎn)一般設(shè)置在工件上（定位基準(zhǔn)或測(cè)量基準(zhǔn)）或夾具上（夾具元件設(shè)置的起始點(diǎn)）或機(jī)床上。</p><p><b>　?。?）對(duì)刀參考點(diǎn)</b></p><p>　　是代表刀架、刀臺(tái)或刀盤在機(jī)床坐標(biāo)系內(nèi)位置的參考點(diǎn)，即CRT顯

68、示的機(jī)床坐標(biāo)系中坐標(biāo)值的點(diǎn)，也叫做刀架中心或刀具參考點(diǎn)。可以利用此坐標(biāo)值進(jìn)行對(duì)刀操作。數(shù)控加工中回參考點(diǎn)時(shí)應(yīng)該使刀架中心與機(jī)床參考點(diǎn)重合。</p><p><b>　?。?）換刀點(diǎn)</b></p><p>　　數(shù)控加工程序中指定用于換刀的位置點(diǎn)。在數(shù)控加工中，需要經(jīng)常換刀，所以在加工程序中要設(shè)置換刀點(diǎn)。換刀點(diǎn)的位置應(yīng)該避免與工件、夾具和機(jī)床發(fā)生干涉。普通數(shù)控車床的換刀

69、點(diǎn)由編程指定，通常將其與對(duì)刀點(diǎn)重合。車削中心的換刀點(diǎn)一般為一固定點(diǎn)。不能將換刀點(diǎn)與對(duì)刀點(diǎn)混為一談。</p><p>　　(二)確定對(duì)刀點(diǎn)或?qū)Φ痘鶞?zhǔn)點(diǎn)的一般原則</p><p>　　對(duì)刀點(diǎn)或?qū)Φ痘鶞?zhǔn)點(diǎn)可以設(shè)置在被加工工件上，也可以設(shè)置在與零件定位基準(zhǔn)有關(guān)聯(lián)尺寸的夾具的某一位置上，也可以設(shè)置在機(jī)床三爪卡盤的前端面上。選擇原則如下：</p><p>　?。?）對(duì)刀點(diǎn)的位置

70、容易確定；</p><p>　　（2）能夠方便換刀，以便與換刀點(diǎn)重合；</p><p>　　（3）對(duì)刀點(diǎn)應(yīng)與工件坐標(biāo)系原點(diǎn)重合；</p><p>　?。?）批量加工時(shí)，為使得一次對(duì)刀可以加工一批工件，對(duì)刀點(diǎn)應(yīng)該選取在定位元件的起始基準(zhǔn)上，并將編程原點(diǎn)與定位基準(zhǔn)重合，以便直接按照定位基準(zhǔn)對(duì)刀。</p><p><b>　　(三)對(duì)刀的

71、方法</b></p><p>　　對(duì)刀的方法因?qū)嶋H情況而異，有多種多樣。</p><p>　?。?）采用G50（FUNAC數(shù)控系統(tǒng)）設(shè)定工件坐標(biāo)系時(shí)的對(duì)刀方法</p><p>　　毛坯為￠70mm的棒料，欲加工最大直徑為￠66mm 、總長(zhǎng)為275mm的零件。編程時(shí)采用程序段G50 X200.0 Z200.0 。設(shè)定工件坐標(biāo)系，將工件坐標(biāo)系原點(diǎn)O設(shè)置在

72、離左端面36mm與軸心線的相交處。</p><p>　　數(shù)控加工采用的1號(hào)刀具為主偏角Kr=90°硬質(zhì)合金機(jī)夾偏車刀作為基準(zhǔn)刀具?；鶞?zhǔn)刀具刀尖點(diǎn)的起始點(diǎn)為P0</p><p>　　1) 基準(zhǔn)刀具的對(duì)刀方法</p><p>　　基準(zhǔn)刀具（1號(hào)刀）的對(duì)刀操作，就是設(shè)定基準(zhǔn)刀具刀尖點(diǎn)的起始點(diǎn)位置，即建立工作坐標(biāo)系。其操作步驟如下：</p><

73、p>　?、佘囅髅魍鈭A。設(shè)置“方式選擇”旋鈕到HX或HZ位置，按“主軸正轉(zhuǎn)”鍵，搖動(dòng)脈沖發(fā)生器手輪，車削毛坯外圓約10mm長(zhǎng)，沿z軸正方向退刀。</p><p>　　② 使CRT屏幕上的W坐標(biāo)值清零；按軟鍵操作區(qū)的對(duì)應(yīng)軟鍵，在地址/ 數(shù)字鍵區(qū)按W鍵，再按“取消”鍵。</p><p>　?、圮囅髅鞫嗣?。設(shè)置“方式選擇”旋鈕到HX或HZ位置，搖脈沖發(fā)生器手輪車削毛坯端面，沿X軸正方向退

74、刀。</p><p>　　④使GRT屏幕上的U坐標(biāo)值清零。按軟鍵操作區(qū)的對(duì)應(yīng)軟鍵，在地址 / 數(shù)字健區(qū)按U鍵，再按“取消”鍵。</p><p>　?、轀y(cè)量尺寸。按“主軸停止”鍵，測(cè)量車削后的外圓直徑假如為￠37.9mm。</p><p>　　⑥計(jì)算基準(zhǔn)刀具移動(dòng)的增量尺寸。X軸正向移動(dòng)的增量尺寸：U=200-37.9=162.1mm。Z軸正方向移動(dòng)的增量尺寸：W=43

75、1-231-0.4=199.6mm，其中0.4mm為零件端面精加工余量。</p><p>　　⑦確定基準(zhǔn)刀具的起始點(diǎn)位置。設(shè)置“方式選擇”旋鈕到HX位置，搖動(dòng)脈沖發(fā)生器手輪使基準(zhǔn)刀具沿X軸移動(dòng)，直到屏幕上顯示的數(shù)據(jù)U=162.1mm為止。再設(shè)置“方式選擇”旋鈕到HZ位置，手搖脈沖發(fā)生器手輪，使基準(zhǔn)刀具沿z軸移動(dòng)，直到CRT屏幕上顯示的數(shù)據(jù)W=199.6mm為止。</p><p>　　以上操

76、作步驟完成了基準(zhǔn)刀具的對(duì)刀。此時(shí)，若執(zhí)行程序段G50 X200.0 Z200.0后，CRT屏幕上的絕對(duì)坐標(biāo)值處顯示基準(zhǔn)刀具刀尖在工件坐標(biāo)的位置(X200；Z200)，即數(shù)控系統(tǒng)用新建立的工作坐標(biāo)系取代了原的機(jī)床坐標(biāo)系。</p><p>　　2) 刀具安裝位置偏差補(bǔ)償?shù)姆椒?lt;/p><p>　　在基準(zhǔn)刀具對(duì)刀操作基礎(chǔ)上，使2號(hào)刀具與基準(zhǔn)刀具的刀尖在切削前處于同一起點(diǎn)P0位置。對(duì)2號(hào)刀具安

77、裝位置偏差進(jìn)行補(bǔ)償?shù)牟僮鞑襟E如下：</p><p>　?、?調(diào)2號(hào)刀具。設(shè)置“方式選擇”旋鈕到MDI位置，按“程序”鍵，分別按T、0、2鍵，按“輸入”鍵，按“啟動(dòng)輸出”鍵，2號(hào)刀具繞B點(diǎn)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)到切削位置。</p><p>　　② 沿x軸方向?qū)Φ?。設(shè)置“方式選擇”旋鈕到HX位置，按“位置”鍵，按“主軸正轉(zhuǎn)”鍵，手搖發(fā)生器手輪，將2號(hào)刀具左刀尖輕輕靠上零件外圓，此時(shí)，CRT屏幕上U坐標(biāo)位置

78、處的數(shù)值，即是2號(hào)刀與基準(zhǔn)刀具刀尖在X軸方向的安裝位置偏差。</p><p>　　③ 輸入X軸方向的安裝位置偏差。按“光標(biāo)移動(dòng)”鍵，把光標(biāo)移動(dòng)到T02處，按X鍵及數(shù)值鍵（CRT屏幕上目前位置相對(duì)坐標(biāo)U處的數(shù)字和符號(hào)），按“輸入鍵”，將X軸方向的安裝位置偏差輸入到系統(tǒng)存儲(chǔ)器中的偏置號(hào)T02處。</p><p>　?、?沿Z軸方向?qū)Φ丁ＴO(shè)置“方式選擇”旋鈕到HX位置，按“位置”鍵，搖脈沖發(fā)生器

79、手輪，將2號(hào)刀具左刀尖輕輕靠上零件端面，此時(shí)，CRT屏幕上W坐標(biāo)位置處的數(shù)值，即2號(hào)刀與基準(zhǔn)刀具刀尖在Z軸方向的安裝位置偏差。</p><p>　　⑤ 輸入Z軸方向的安裝位置偏差。按“偏置量”鍵，按“光標(biāo)移動(dòng)”鍵，把光標(biāo)移動(dòng)到T02處，按Z鍵及數(shù)值鍵(CRT屏幕上目前位置相對(duì)坐標(biāo)W處的數(shù)字和符號(hào))，按“輸入”鍵，將Z軸方向的安裝位置偏差輸入到系統(tǒng)存儲(chǔ)器中的偏置號(hào)T02處。</p><p>

80、　　以上操作完成了2號(hào)刀具安裝位置偏差補(bǔ)償。如若加工中使用更多的刀具，多次重復(fù)操作以上步驟，即可完成所有刀具的安裝位置偏差補(bǔ)償。應(yīng)再次確定基準(zhǔn)刀具的起始點(diǎn)位置。為數(shù)控機(jī)床執(zhí)行自動(dòng)加工作好了準(zhǔn)備。</p><p>　　（2） 采用G54～G59（FANUC數(shù)控系統(tǒng)）設(shè)定工件坐標(biāo)系時(shí)的對(duì)刀方法</p><p>　　采用G50設(shè)定工件坐標(biāo)系時(shí)，每加工一個(gè)零件前都要重復(fù)基準(zhǔn)刀具的對(duì)刀操作，因此影響

81、了生產(chǎn)效率。生產(chǎn)實(shí)踐中常用G54～G59設(shè)定工件坐標(biāo)系來(lái)解決此問題。如圖3-24所示的加工實(shí)例中，編程時(shí)若采用程序段“G54 X200.0 Z200.0 ”來(lái)設(shè)定工件坐標(biāo)系，當(dāng)完成首次對(duì)刀操作后，每次開機(jī)后只需操作車床返回機(jī)床零點(diǎn)一次，則所有零件加工前都不必重復(fù)基準(zhǔn)刀具的對(duì)刀操作，即可進(jìn)行自動(dòng)加工。</p><p><b>　　程序的編制</b></p><p>

82、　　數(shù)控機(jī)床是一種技術(shù)密集度及自動(dòng)化程度很高的機(jī)電一體化加工設(shè)備，是綜合應(yīng)用計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、自動(dòng)檢測(cè)及精密機(jī)械等高新技術(shù)的產(chǎn)物。隨著數(shù)控機(jī)床的發(fā)展與普及，現(xiàn)代化企業(yè)對(duì)于懂得數(shù)控加工技術(shù)、能進(jìn)行數(shù)控加工編程的技術(shù)人才的需求量必將不斷增加。數(shù)控車床是目前使用最廣泛的數(shù)控機(jī)床之一。本文就數(shù)控車床零件加工中的程序編制問題進(jìn)行探討。</p><p>　　編程方法    數(shù)控編程方

83、法有手工編程和自動(dòng)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(jì)算、編寫程序單、輸入程序到程序校驗(yàn)等各步驟主要有人工完成的編程過(guò)程。它適用于點(diǎn)位加工或幾何形狀不太復(fù)雜的零件的加工，以及計(jì)算較簡(jiǎn)單，程序段不多，編程易于實(shí)現(xiàn)的場(chǎng)合等。但對(duì)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(shí)計(jì)算數(shù)值的工作相當(dāng)繁瑣，工作量大，容易出錯(cuò)，程序校驗(yàn)也較困難，用手工編程難以完成，因此要采用自動(dòng)

84、編程。所謂自動(dòng)編程即程序編制工作的大部分或全部有計(jì)算機(jī)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(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。同時(shí)，也要看到手工編程是自動(dòng)編程的基礎(chǔ)，自動(dòng)編程中許多核心經(jīng)驗(yàn)都來(lái)源于手工編程，二者相輔相成。</p><p>　　拿到一張零件圖紙后，首先應(yīng)對(duì)零件圖紙分析，確定加工工藝過(guò)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(jìn)給路線、對(duì)刀點(diǎn)、換刀點(diǎn)等）及工藝參數(shù)（如進(jìn)給速度

85、、主軸轉(zhuǎn)速、切削速度和切削深度等）。其次應(yīng)進(jìn)行數(shù)值計(jì)算。絕大部分?jǐn)?shù)控系統(tǒng)都帶有刀補(bǔ)功能，只需計(jì)算輪廓相鄰幾何元素的交點(diǎn)（或切點(diǎn)）的坐標(biāo)值，得出各幾何元素的起點(diǎn)終點(diǎn)和圓弧的圓心坐標(biāo)值即可。最后，根據(jù)計(jì)算出的刀具運(yùn)動(dòng)軌跡坐標(biāo)值和已確定的加工參數(shù)及輔助動(dòng)作，結(jié)合數(shù)控系統(tǒng)規(guī)定使用的坐標(biāo)指令代碼和程序段格式，逐段編寫零件加工程序單，并輸入CNC裝置的存儲(chǔ)器中。</p><p>　　數(shù)控車床主要是加工回轉(zhuǎn)體零件，典型的加工表

86、面不外乎外圓柱、外圓錐、螺紋、圓弧面、切槽等。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(jìn)行編程。以FANUC數(shù)控系統(tǒng)為例，應(yīng)進(jìn)行如下操作：</p><p><b>　　確定加工路線</b></p><p>　　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(duì)外輪廓進(jìn)行粗加工，再精加工，然后車退刀槽，最后加工內(nèi)孔及內(nèi)孔槽。</p&

87、gt;<p>　　裝夾方法和對(duì)刀點(diǎn)的選擇</p><p>　　該軸最大外徑為￠66所以選用毛坯為￠70的圓棒料．采用兩頂尖裝夾的方法加工該軸。對(duì)刀點(diǎn)選在工件的右端面與回轉(zhuǎn)軸線的交點(diǎn)。</p><p>　　選擇刀具    根據(jù)加工要求，選用７把刀，1號(hào)為粗加工外圓車刀，2號(hào)為精加工外圓車刀，3號(hào)為切槽刀，4號(hào)為小鉆頭，５號(hào)為大鉆頭，６號(hào)

88、為粗鏜刀，７號(hào)為精鏜刀。采用試切法對(duì)刀．</p><p>　　確定切削用量    車外圓，粗車主軸轉(zhuǎn)速為600r/min，進(jìn)給速度為0.3mm/r，精車主軸轉(zhuǎn)速為1000r/min，進(jìn)給速度為0.08mm/r，切槽時(shí)，主軸轉(zhuǎn)速為300r/min，進(jìn)給速度為0.1mm/r。</p><p><b>　　程序編制</b></

89、p><p>　　零件的加工程序如下：</p><p>　　數(shù)控銑床的操作與加工</p><p><b>　　數(shù)控銑床概述</b></p><p>　　數(shù)控銑床是一類很重要的數(shù)控機(jī)床，在數(shù)控機(jī)床中所占的比例最大，在航空航天、汽車制造、一般機(jī)械加工和模具制造業(yè)中應(yīng)用非常廣泛。數(shù)控銑床一般指規(guī)格較小的升降臺(tái)數(shù)控銑床，其工作臺(tái)寬度多

90、在630mm以下，規(guī)格較大的數(shù)控銑床(例如工作臺(tái)寬度在500mm以上的)多屬于床身式布局或龍門式布局。數(shù)控銑床可進(jìn)行鉆孔、鏜孔、攻螺紋、外形輪廓銑削、平面銑削、平面型腔銑削及三維復(fù)雜形面的銑削加工。加工中心、柔性加工單元是在數(shù)控銑床的基礎(chǔ)上產(chǎn)生和發(fā)展的，其主要加工也是銑削加工。</p><p>　　1. 數(shù)控銑床的組成</p><p>　　如圖5.1所示，數(shù)控銑床一般由數(shù)控系統(tǒng)、主傳動(dòng)系統(tǒng)

91、、進(jìn)給伺服系統(tǒng)和冷卻潤(rùn)滑系統(tǒng)等幾大部分組成：</p><p><b>　　1) 主軸箱</b></p><p>　　包括主軸箱體和主軸傳動(dòng)系統(tǒng)，用于裝夾刀具并帶動(dòng)刀具旋轉(zhuǎn)，主軸轉(zhuǎn)速范圍和輸出扭矩對(duì)加工有直接的影響。 </p><p><b>　　2) 進(jìn)給伺服系統(tǒng)</b></p><p>　　由進(jìn)給

92、電動(dòng)機(jī)和進(jìn)給執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成，按照程序設(shè)定的進(jìn)給速度實(shí)現(xiàn)刀具和工件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，包括直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 </p><p><b>　　3) 控制系統(tǒng)</b></p><p>　　數(shù)控銑床運(yùn)動(dòng)控制的中心，執(zhí)行數(shù)控加工程序控制機(jī)床進(jìn)行加工。 </p><p><b>　　4) 輔助裝置</b></p><

93、;p>　　如液壓、氣動(dòng)、潤(rùn)滑、冷卻系統(tǒng)和排屑、防護(hù)等裝置。 </p><p><b>　　5) 機(jī)床基礎(chǔ)件</b></p><p>　　通常是指底座、立柱、橫梁等，是整個(gè)機(jī)床的基礎(chǔ)和框架。</p><p>　　2. 數(shù)控銑削加工的主要對(duì)象</p><p>　　數(shù)控銑床進(jìn)行銑削加工主要是以零件的平面、曲面為主，還能加

94、工孔、內(nèi)圓柱面和螺紋面。它可以使各個(gè)加工表面的形狀及位置獲得很高的精度。 </p><p><b>　　1) 平面類零件</b></p><p>　　如圖5.4所示，零件的被加工表面平行、垂直于水平面或被加工面與水平面的夾角為定角的零件稱為平面類零件。零件的被加工表面是平面 [圖5.4(b)零件上的P面]或可以展開成平面 [如圖5.4(a)零件上的M面和圖5.4(c)

95、零件上的N面。</p><p>　　對(duì)于平面垂直于坐標(biāo)軸的面，其加工方法與普通銑床的加工方法一樣。對(duì)斜面的加工方法可采用：</p><p>　　(1) 將斜面墊平加工，這是在零件不大或所用夾具容易實(shí)現(xiàn)零件加工的情況下進(jìn)行的。</p><p>　　(2) 用行切法加工，如圖5.5所示，這樣會(huì)留有行與行之間的殘留余量，最后要由鉗工修銼平整，飛機(jī)上的整體壁板零件經(jīng)常用這個(gè)

96、方法加工。</p><p>　　(3) 用五坐標(biāo)數(shù)控銑床的主軸擺角加工，不留殘留余量，效果最好，如圖5.6所示。對(duì)于斜面是正面臺(tái)和斜肋板的表面，可采用成形銑刀加工，也可用五坐標(biāo)數(shù)控銑床加工，但不經(jīng)濟(jì)。</p><p><b>　　走刀路線的確定</b></p><p>　　進(jìn)給路線的確定是工藝分析中一項(xiàng)極為重要的工作，它是編制程序的依據(jù)，是刀具

97、相對(duì)于工件的運(yùn)動(dòng)軌跡及方向。因此，要合理確定進(jìn)給路線，最好在工序簡(jiǎn)圖上將進(jìn)給路線畫出來(lái)，便于編制程序。在確定進(jìn)給路線時(shí)，要考慮零件的被加工表面的精度、表面質(zhì)量、表面形狀；零件材料的剛度、切削余量；機(jī)床的類型、剛度、精度以及刀具的剛度等。要考慮被加工表面與夾具的空間關(guān)系，以防碰撞。合理的進(jìn)給路線應(yīng)能保證零件的加工精度、表面質(zhì)量的要求。確定數(shù)值計(jì)算簡(jiǎn)單、程序段少、編程量小、進(jìn)給路線短、空行程少的高效率路線。 </p><

98、p>　　1. 鉆孔加工的進(jìn)給路線</p><p>　　鉆孔加工的進(jìn)給路線，包括鉆、擴(kuò)、鉸、攻螺紋、鏜孔等孔的加工方法。這種進(jìn)給路線包括兩個(gè)方面：x、y方向和z方向。如圖5.14所示，鉆孔加工的進(jìn)給路線，則是參照普通鉆床鉆孔的動(dòng)作設(shè)計(jì)的，按G81固定循環(huán)動(dòng)作。 </p><p>　　(1) 鉆頭(鉸刀、鏜刀、螺紋刀具)沿x、y方向快速移動(dòng)至孔的中心位置。</p><

99、p>　　(2) 鉆頭快速下刀至工件表面上方3～5mm的距離。</p><p>　　(3) 鉆頭工作進(jìn)給至指定深度。</p><p>　　(4) 鉆頭快速返回初始平面。</p><p>　　(5) 若加工多個(gè)孔則要考慮x、y方向的最短加工路線。</p><p>　　2. 銑削平面輪廓的進(jìn)給路線</p><p>　　

100、1) 銑削外輪廓零件</p><p>　　銑削外輪廓零件的路線分為z方向和x、y方向，要一一確定。按x、y方向的確定，如圖5.15所示。圖5.15 銑削外輪廓零件的進(jìn)給路線</p><p>　　在開始切削段和結(jié)束切削段要有切入、切出的路線，以避免產(chǎn)生刀痕，保證被加工表面的光滑。(2) 應(yīng)建立徑向刀具補(bǔ)償段和取消徑向刀具補(bǔ)償段，這一點(diǎn)非常重要。它的目的是為了編程簡(jiǎn)單，可靈活使用不同直徑的刀

101、具，并利用刀具補(bǔ)償值有效地控制尺寸精度。</p><p>　　(3) 在實(shí)際切削段，只要沿著實(shí)際輪廓編制程序段就行了。在進(jìn)給方向上一般用順銑，這是因?yàn)閿?shù)控銑床的絲杠是滾珠絲杠，間隙極小，甚至為零，不存在普通銑床上順銑易損壞刀具的情況。順銑加工的表面質(zhì)量比逆銑要高，切削狀態(tài)也好。 </p><p>　　2) 銑削內(nèi)輪廓零件</p><p>　　銑削內(nèi)輪廓零件的路線也同

102、樣分為z方向和x、y方向，但銑削內(nèi)輪廓零件與銑削外輪廓零件的情況不同，不能從切線方向切入、切出。(1) 開始切削段可用圓弧切入，結(jié)束切削段可用圓弧切出，以保證不留刀痕，如圖5.16所示。若要求不高，也可用斜線切入、切出，如圖5.17所示。圓弧的大小和斜線的長(zhǎng)短視內(nèi)輪廓零件的尺寸大小而定。</p><p>　　圖5.16 銑削內(nèi)輪廓零件的圓弧切入、切出進(jìn)給路線</p><p>　　圖5.1

103、7 銑削內(nèi)輪廓零件的斜線切入、切出進(jìn)給路線</p><p>　　(2) 應(yīng)建立徑向刀具補(bǔ)償段和取消徑向刀具補(bǔ)償段。</p><p>　　(3) 進(jìn)給方向一般用順銑，在確定路線時(shí)，要考慮刀具直徑的大小，每段輪廓的長(zhǎng)度必須大于刀具半徑和刀具半徑補(bǔ)償值之和，否則機(jī)床將報(bào)警，防止過(guò)切，如圖5.18所示。</p><p>　　圖5.18 防止刀具過(guò)切的情況</p&g

104、t;<p>　　3) 內(nèi)、外輪廓零件z方向的確定</p><p>　　如圖5.19所示，銑刀快速進(jìn)給至z'，再工作進(jìn)給至切削長(zhǎng)度z"。這個(gè)z'值的確定很重要，設(shè)定的太大效率低，設(shè)定的太小，則快速下刀距離零件太近，容易出危險(xiǎn)，很容易碰刀。</p><p>　　銑削外輪廓零件時(shí)，落刀點(diǎn)要選在工件外，距離工件一定的距離L(L>r+R，r為刀具半徑，R

105、為余量)；銑削內(nèi)輪廓零件時(shí)，落刀點(diǎn)選在有空間下刀的地方，一般在內(nèi)輪廓零件的中間。若沒有空間的話，應(yīng)先鉆落刀孔。</p><p>　　圖5.19 銑刀下刀路線</p><p><b>　　4) 型腔加工</b></p><p>　　這類零件是要去除中間的余量。如圖5.20所示，在x、y方向從落刀點(diǎn)下刀后有三種情況：平行切法(進(jìn)給路線最短，表面質(zhì)

106、量差)、環(huán)切法(進(jìn)給路線最長(zhǎng)，表面質(zhì)量好)、混合法(先平行切削再環(huán)切，進(jìn)給路線較短，表面質(zhì)量好)。在z方向路線的確定，與加工內(nèi)、外輪廓零件基本相同。</p><p>　　圖5.20 銑型腔的三種加工路線</p><p>　　3. 曲面加工的進(jìn)給路線</p><p>　　曲面加工的進(jìn)給路線對(duì)于三坐標(biāo)數(shù)控銑床來(lái)說(shuō)比較簡(jiǎn)單，用球頭銑刀采用行切法加工。行切法是指刀具與零件

107、表面的切點(diǎn)軌跡是一行一行的，且行距根據(jù)加工精度要求來(lái)確定。若曲面比較復(fù)雜，則要用四坐標(biāo)數(shù)控銑床和五坐標(biāo)數(shù)控銑床加工。</p><p><b>　　花鍵加工</b></p><p><b>　　外花鍵加工設(shè)備選用</b></p><p>　　在充分考慮了經(jīng)濟(jì)成本、加工能力等多方面因素，外花鍵加工采用Y631K花鍵軸銑床進(jìn)行銑

108、齒，采用M8612A花鍵軸磨床作為外花鍵熱處理淬火后的小徑磨削設(shè)備。銑外花鍵時(shí)，采用兩頂尖安裝工 件前，應(yīng)在頂尖之間安裝心軸進(jìn)行同軸度檢驗(yàn)，工件安裝好后，必須使用對(duì)刀塊或啃刀花辦法進(jìn)行試切，以確?；ㄦI滾刀中心通過(guò)兩頂尖中心線。磨削外花鍵小徑時(shí)，先使用設(shè)備上的對(duì)齒器對(duì)零件進(jìn)行 安裝角度定位，然后使用兩頂尖配合雞心夾頭夾緊工件,調(diào)整好自動(dòng)分度機(jī)構(gòu)和工作臺(tái)行程擋塊，即 可對(duì)工件進(jìn)行分度和小徑磨削。</p><p>　　

109、花鍵軸加工主要采用滾切、銑削和磨削等切削加工方法，也可采用冷打。冷軋(見成形軋制)等塑性變形的加工方法。①滾切法　用花鍵滾刀在花鍵軸銑床(見花鍵加工機(jī)床)或滾齒機(jī)上按展成法(見齒輪加工)加工(圖1 滾切花鍵軸 )這種方法生產(chǎn)率和精度均高，適用于批量生產(chǎn)。②銑削法　在萬(wàn)能銑床上用專門的成形銑刀直接銑出齒間輪廓。用分度頭分齒逐齒銑削，若不用成形銑刀，也可用兩把盤銑刀同時(shí)銑削一個(gè)齒的兩側(cè)(圖2 銑削花鍵軸)</p><p&

110、gt;　　逐齒銑好后再用一把盤銑刀對(duì)底徑稍作修整。銑削法的生產(chǎn)率和精度都較低，主要用在單件小批生產(chǎn)中加工以外徑定心的花鍵軸和淬硬前的粗加工。③磨削法　用成形砂輪在花鍵軸磨床上磨削花鍵齒側(cè)和底徑，適用于加工淬硬的花鍵軸或精度要求更高的。特別是以內(nèi)徑定心的花鍵軸。④冷打法　在專門的機(jī)床上進(jìn)行。冷打花鍵軸的工作原理見（圖3 冷打花鍵軸）</p><p>　　對(duì)稱布置在工件圓周外側(cè)的兩個(gè)打頭。隨著工件的分度回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和軸向

111、進(jìn)給作恒定速比的高速旋轉(zhuǎn)，工件每轉(zhuǎn)過(guò)1齒，打頭上的成形打輪對(duì)工件齒槽部錘擊1次，在打輪高速，高能運(yùn)動(dòng)連續(xù)錘擊下，工件表面產(chǎn)生塑性變形而成花鍵。冷打的精度介于銑削和磨削之間，效率比銑削約高5倍左右，冷打還可提高材料利用率。 </p><p><b>　　齒輪加工</b></p><p>　　齒輪的用途很廣，是各種機(jī)械設(shè)備中的重要零件，如機(jī)床、飛機(jī)、輪船及日常生活中用的手

112、表、電扇等都要使用各種齒輪。齒輪的種類很多，有圓柱直齒輪、圓柱斜齒輪、螺旋齒輪、直齒傘齒輪、螺旋傘齒輪、蝸輪等。其中使用較多，亦較簡(jiǎn)單的是圓柱直齒輪，又稱標(biāo)準(zhǔn)圓柱齒輪。</p><p>　　這里主要介紹圓柱直齒輪的加工方法。齒輪齒形的加工方法有兩種。一種是成形法，就是利用與被切齒輪齒槽形狀完全相符的成形銑刀切出齒形的方法，如銑齒；另一種是展成法，它是利用齒輪刀具與被動(dòng)齒輪的相互嚙合運(yùn)動(dòng)而切出齒形的加工方法，如滾齒

113、和插齒（用滾刀和插刀進(jìn)行示范）。下面介紹用銑床加工齒輪的方法。</p><p>　　圓柱直齒輪的銑削加工</p><p>　　圓柱直齒輪可以在臥式銑床上用盤狀銑刀或立式銑床上用指狀銑刀進(jìn)行切削加工?，F(xiàn)以在臥式銑床上加一只z=16(即齒數(shù)為16)，m=2(即模數(shù)為2)的圓柱直齒輪為例，介紹齒輪的銑削加工過(guò)程。</p><p><b>　　1.檢查齒坯尺寸&l