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1、 典型数控车削零件加工工艺与编程综合设计第30页摘 要世界制造业转移，中国正逐步成为世界加工厂。美国、德国、韩国等国家已经进入发展的高技术密集时代与微电子时代，钢铁、机械、化工等重化工业发展中期。由于数控机床综合应用了电子计算机、自动控制、伺服系统、精密检测与新型机械结构等方面的技术成果，具有高的高柔性、高精度与高度自动化的特点，因此，采用数控加工手段，解决了机械制造中常规加工技术难以解决甚至无法解决的单件、小批量，特别是复杂型面零件的加工，应用数控加工技术是机械制造业的一次技术革命，使机械制造的发展进入了一个新的阶段，提高了机械制造业的制造水平，为社会提供高质量，多品种及高可靠性的机械产品。
2、数控车床又称为CNC（computernumericalcontrol）车床，即用计算机数字控制的车床，是国内使用量最大、覆盖面最广的一种数控机床。CNC车床能加工各种形状不同的轴类、盘类即其它回转体零件。本文根据数控机床的特点，针对具体的零件，进行了工艺方案的分析，工装方案的确定，刀具和切削用量的选择，确定加工顺序和加工路线，加工效率，简化工序等方面的优势。关键词：刀具；零件的工艺过程；工艺参数；程序编制目录摘 要0第一章 数控车削概述11.1数控车削规程11.2智能化新一代FANUC 0i数控系统3第二章 数控车削工艺的制定42.1 零件车削工艺42.1.1零件图分析42.1.2确定加工方
3、案52.2 工件的装夹52.2.1定位基准选择的原则52.2.2确定零件定位基准的选择62.2.3装夹方式的选择62.3 刀具及切削用量72.3.1选择数控刀具的原则72.3.2选择数控车削用刀具72.3.3设置刀点和换刀点82.3.4确定切削用量82.4 零件编程与加工92.4.1 轴类零件加工的工艺分析92.4.2编制数控加工程序 10第三章 轴类零件的编程与加工143.1零件图工艺分析 143.2零件的定位基准和装夹方式143.3 选择设备153.4 确定加工顺序及进给路线153.5刀具的选择153.6 编写程序.183.7 加工与仿真过程.19总结与展望28致 谢29参考文献30第一章
4、 数控车削概述1.1 数控操作规程数控车床是一种自动化程度高、结构复杂且昂贵的先进加工设备，它与普通车床相比具有加工精度高、加工灵活、通用性强、生产效率高、质量稳定等优点，特别适合加工多品种、小批量且形状复杂的零件，在企业生产中具有至关重要的地位。数控车床操作者除了要掌握好数控车床的性能，精心操作外，还要管好、用好和维护好数控车床，养成文明生产的良好工作习惯和严谨的工作作风，具备良好的职业素质、责任心，做到安全文明生产，严格遵守以下数控车床安全操作规程：一.开机前：1穿戴好劳保用品，严禁穿宽松的衣服、戴手套、未戴帽子的长发操作机床。2每天工作前先查看交接班记录，再检查有无异常现象。3观察机床的
5、自动润滑油箱油液是否充足。4确认各操作门及两侧门均已关毕，检查安全护罩是否完整。5确认电器箱门已关闭。6用机床厂家配带的专用给油器对油压夹头添加黄油。7打雷时不要开启机床。二开机检查：1 送电、按按纽前，要注意观察机床周围是否有人在修理机床或电器设备，防止误伤他人2如果电源方面出现故障时，应当立即切断主电源。3在接入电源时，应当先接通机床主电源，再接通CNC电源；但切断电源时按相反顺序操作。4确认没有任何马达或其它部位产生异声。5开机后，先检查主轴夹头软、硬爪螺丝是否已锁紧，并将各轴作原点复归。6检查各油压表之压力值是否在正常范围之内以及各系统运行是否正常。7检查数控装置中各个风扇是否正常运转
6、。8刀具位置是否适当。 9每日开工前暖机十分钟，冬天时间应延长（主轴转速600800rpm，各导轨以50%的最高速率运转）。 三校刀试车：1 安装刀具前，确认所有刀具安装面都已清洗干净。2装内孔刀时，刀具末端不能伸出太长，以免旋转时碰到刀塔本体。3换刀时应注意刀具不要撞到工件、卡盘、夹具、板金。4校刀时应注意刀具是否互相干涉。5工件是否锁紧？主轴转动时，工物是否会飞出？6刀具是否锁紧？四操作前：1核对程序是否正确？特别注意X、Z轴之正负符号及小数点是否正确。2程序所设之加工条件是否正确安全。3检查刀具补正值是否正确。4机械锁定按键是否在OFF位置。5加工前，程序先预演一次，核对程序是否正确？并
7、手动检查每把刀具的位置是否正确。6试切削前先检查G00之速率是否放在F0之位置。7试切削后，修改程序时要确实核对小数点、正负符号，并用单节操作，G00之速度放在F0之位置，以免错误而产生撞机，等正常后缓慢调整至正常位置。8加工棒料伸出主轴后端时，须设立警示标记或防护栏，以免对人员的伤害。五操作中：1刀具补正值修正时，应注意正负符号及小数点，以免修正错误而产生撞机。2中途停机再开始执行时，注意其位置是否回到机械原点。3欲开始执行时，应检查浮标是否回到程序起头之正确位置。4机床运转过程中，不要清除切屑，要避免用手接触机床运动部件。5清除切屑时，要使用专用工具，应当注意不要被切屑划破手脚。6要测量工
8、件时，必须在机床停止状态下进行。7机床在通电状态时，千万不要打开和接触机床上示有闪电符号的、装有强电装置的部位，以防被电击伤。8机床运行中，操作人员不得擅自离开，使设备处于无人值守的状态。六异常处理：1当机床因报警而停机时，应先清除报警信息，将刀具安全移出加工位置，确定排除警报故障后，恢复加工。2遇到紧急状况时，应迅速压下“紧急停止开关”。3在维护电气装置时，必须首先切断电源，并挂维护标识。七工作结束后，应当遵守以下操作规程：1如实填写好交接班记录，发现问题要及时反映。 2要打扫干净工作场地，擦拭干净机床，应注意保持机床及控制设备的清洁。3不可用压缩空气来清理机器或其它组件。（防止灰尘及金属屑
9、可能吹入轴承或滑道内）。4切断系统电源，关好门窗后才能离开。1.2智能化新一代FANUC 0i数控系统当前开发研究适应于复杂制造过程的、具有闭环控制体系结构的、智能化新一代FANUC数控系统已成为可能。智能化新一代FANUC数控系统将计算机智能技术、网络技术、UG/CAM、伺服控制、自适应控制、动态数据管理及动态刀具补偿、动态仿真等高新技术融于一体，形成严密的制造过程闭环控制体系。二、FANUC数控系统的特点如下：（1）结构上长期采用大板结构，但在新的产品中已采用模块化结构。（2）采用专用LSI，以提高集成度、可靠性，减小体积和降低成本。（3） 产品应用范围广。每一CNC装置上可配多种上控制软
10、件，适用于多种机床。（4）不断采用新工艺、新技术。如表面安装技术SMT、多层印制电路板、光导纤维电缆等。（5）CNC装置体积减小，采用面板装配式、内装式PMC（可编程机床控制器）。（6）在插补、加减速成、补偿、自动编程、图形显示、通信、控制和诊断方面不断增加新的功能：插补功能：除直线、圆弧、螺旋线插补外，还有假想轴插补、极其坐标插补、圆锥面插补、指数函数插补、样条插补等。切削进给的自动加减速功能：除插补后直线加减速，还插补前加减速。补偿功能：除螺距误差补偿、丝杠反向间隙补偿之外，还有坡度补偿线性度补偿以及各新的刀具补偿功能。故障诊断功能：采用人工智能，系统具有推理软件，以知识库为根据查找故障原
11、因。（7）CNC装置面向用户开放的功能。以用户特订宏程序、MMC等功能来实现。（8）支持多种语言显示。如日、英、德、汉、意、法、荷、西班牙、瑞典、挪威、丹麦语等。（9） 备有多种外设。如FANUC PPR， FANUC FA Card，FANUC FLOPY CASSETE，FANUC PROGRAM FILE Mate等。（10）已推出MAP（制造自动化协议）接口，使CNC通过该接口实现与上一级计算机通信。第二章 数控车削工艺的制定2.1 零件车削工艺图2-1 零件图2.1.1零件图分析在制定车削工艺之前，必须首先对被加工零件的图样进行分析，分析零件图的结果将直接影响到加工程序的编制及加工效
12、果，它主要包括以下内容。1构成零件轮廓的几何要素由于涉及等各种原因，在图纸上可能出现加工轮廓的数据不充分、尺寸模糊不清及尺寸封闭等缺陷，从而增加编程的难度，有时甚至无法编写程序。2尺寸公差要求在确定控制零件尺寸精度的加工工艺时，必须分析零件图样上的公差要求，从而正确的选择刀具及确定切削用量。在尺寸公差要求的分析过程中，还可以同时进行一些编程尺寸的简单换算，如中值尺寸及尺寸链的解算等。在数控编程时，常常对零件要求的尺寸取其最大和最小极限尺寸的平均值（即“中值”）作为编程尺寸依据。3形状和位置公差要求图样上给定的形状和位置公差是保证零件精度的重要要求。在工艺准备过程中，除了按其要求确定零件定位的定
13、位基准和检测基准，并满足其设计基准的规定外，还可以根据机床的特殊需要进行一些技术性处理，以便有效地控制其形状和位置误差。4表面粗糙度的要求 表面粗糙度是保证零件表面微观精度的重要要求，也是合理选择机床、刀具及确定切削用量的重要依据。该零件表面由圆柱、逆圆弧、槽、螺纹、内孔、内槽、内螺纹等表面组成，尺寸标注完整，选用毛坯为45钢，65mm125mm，无热处理和硬度要求。2.1.2确定加工方案零件上比较精密表面加工，常常是通过粗加工、半精加工和精加工逐步达到的。对这些表面仅仅根据质量要求选择相应的最终加工方法是不够的，还应正确的确定毛坯到最终成形的加工方案。毛坯先夹持右端车右端轮廓95mm处，先用
14、中心钻打中心孔，再用8的钻头钻25mm的孔，再用20的钻头扩孔，再用镗刀镗22.5mm的孔，再用内槽刀镗28的槽，再用内螺纹刀车M241.5的螺纹。然后再车40mm、R6的圆弧、60mm和R45的圆弧。调头加工32mm、R4、R6的圆弧、60mm的外轮廓，在切退刀槽，最后车M320.75的螺纹。该典型轴加工顺序为：预备加工-车端面-钻孔-镗孔-切内螺纹退刀槽-车内螺纹-粗车左端面轮廓-精车左端面轮廓-调头-车端面-粗车轮廓-精车轮廓-退刀槽-粗车螺纹-精车螺纹。轴类零件除光滑轴和直径相差不大的阶梯轴热轧或冷拉圆棒料外，一般采用锻件；发动机曲轴等一类轴件采用球墨铸铁铸件比较多。如图2-1典型轴类直径相差不大，采用直径为65mm，材料为45钢在锯床上按130mm长度下料。2.2 工件的装夹2.2.1定位基准选择的原则1）基准重合原则。为了避免基准不重合误差，方便编程，应选用工序基准作为定位基准，尽量使用工序基准，定位基准、编程原点三者统一。2）便于装夹的原则。所选的定位基准应能保证定位准确、可靠，定位夹紧简单、易操作，敞开性好，能够加工尽可能多的表面。3）便于对刀的
