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1、机床数控技术课程设计参考资料3.3.1 轴类零件的数控车削加工工艺及编程下面以图3-52所示零件为例，介绍其数控车削加工工艺。所用机床为MJ460数控车床。图3-52 轴类零件1零件图工艺分析该零件表面有圆柱、圆锥、顺圆弧、逆圆弧及螺纹等表面组成。其中多个直径尺寸有较严格的尺寸精度和表面粗糙度等要求；球面S50mm的尺寸公差还兼有控制该球面形状（线轮廓）误差的作用。尺寸标注完整，轮廓描述清楚。零件材料为45号钢，无热处理和硬度要求。通过上述分析，采取以下几点工艺措施。1）对图样上给定的几个精度（IT7IT8）要求较高的尺寸，因其公差数值较小，故编程时不必取平均值，而全部取其基本尺寸即可。2）在
2、轮廓曲线上，有三处为过象限圆弧，其中两处为既过象限又改变进给方向的轮廓曲线，因此在加工时应进行机械间隙补偿，以保证轮廓曲线的准确性。3）为便于装夹，毛坯件左端应预先车出夹持部分（双点划线部分），右端面也应先车出并钻好中心孔。毛坯选60mm棒料。2确定装夹方案确定毛坯件轴线和左端大端面（设计基准）为定位基准。左端采用三爪自定心卡盘定心夹紧、右端采用活动顶尖支承的装夹方式。3确定加工顺序加工顺序按由粗到精的原则确定。即先从右到左进行粗车（留0.20mm精车余量），然后从右到左进行精车，最后车削螺纹。MJ460数控车床具有粗车循环和车螺纹循环功能，只要正确使用编程指令，机床数控系统就会自行确定其加工
3、路线，因此，该零件的粗车循环和车螺纹循环不需要人为确定其加工路线。但精车的加工路线需要人为确定，该零件是从右到左沿零件表面轮廓进给加工。4数值计算为方便编程，可利用AutoCAD画出零件图形，然后取出必要的基点坐标值；利用公式对螺纹大经、小经进行计算。（1）基点计算 以图3-52上O点为工件坐标原点，则A、B、C三点坐标（mm）分别为： XA=40mm（直径量）、ZA=69 mm；XB=38.76 mm（直径量）、ZB=-99 mm；XC=56 mm（直径量）、ZC=154.09 mm。（2）螺纹大经、小经计算d大= d 0.2165p=300.21652=29.567 mm；d小= d大1.
4、299p=29.5671.2992=26.969mm。5选择刀具1）粗车、精车均选用35菱形涂层硬质合金外圆车刀，副偏角48，刀尖半径0.4mm，为防与工件轮廓发生干涉，必要时应用AutoCAD作图检验。2）车螺纹选用硬质合金60外螺纹车刀，取刀尖圆弧半径0.2mm。6选择切削用量（1）背吃刀量 粗车循环时，确定其背吃刀量ap=2mm；精车时，确定其背吃刀量ap=0.2mm。（2）主轴转速1）车直线和圆弧轮廓时的主轴转速：查表取粗车时的切削速度v=90m/min ,精车时的切削速度v=120m/min，根据坯件直径（精车时取平均直径），利用式n=1000v/d计算，并结合机床说明书选取：粗车时
5、，主轴转速n=500r/min；精车时，主轴转速n=1200r/min。2）车螺纹时的主轴转速：按公式np1200（n为主轴转速，p为螺距）。取主轴转速n=320r/min。（3）进给速度 粗车时，选取进给量f = 0.3 mm/r，精车时选取f = 0.05 mm / r。车螺纹的进给量等于螺纹导程，即f = 2mm/r。7数控加工工艺文件的制定1）按加工顺序将各工步的加工内容、所用刀具及其切削用量等填入表3-8数控加工工序卡片中。2）将选定的各工步所用刀具的型号、刀片型号、刀片牌号及刀尖圆弧半径等填入表3-9数控加工刀具卡片中。表3-8 数控加工工序卡片（工厂）数控加工工序卡产品名称或代号
6、零件名称材 料零件图号轴45工序号程序编号夹具名称夹具编号使用设备车 间三爪自定心卡盘MJ460工步号工 步 内 容加工面刀具号刀具规格主轴转速（rmin-1）进给量（mmr-1）背吃刀量（mm）备注1粗车轴外表面，留精车余量0.2mmT010135菱形5000.322精车轴外表面至尺寸T020235菱形12000.050.23车螺纹M302T0303603202见注编 制审 核批 准共 1 页第 1 页注：M30螺纹共分5次车削，但每次背吃刀量不同，查表3-7确定为（直径量）：0.9、0.6、0.6、0.4、0.1（mm）。 表3-9 数控加工刀具卡片产品名称零件名称轴零件图号程序编号工 步
7、刀具号刀 具名 称刀 具型 号刀 片刀具位置补偿值刀尖半径（mm）刀尖位置备 注型 号牌 号X（mm）Z（mm）1T010135菱形可转位车刀000.432T020235菱形可转位车刀1.2030.7580.433T0303螺纹车刀2.3022.8190.28编 制审 核批 准共 1 页第 1 页例4-5 编写图3-52典型轴类零件的精加工程序，工件右段中心点O为工件坐标原点，2号刀为基准刀，该刀尖的起始位置为（280，130）。精加工程序如下：O3000； 程序名N010 G50 X280 Z130； 建立工件坐标系N020 M04 S1200 T0200； 启动主轴，换2号刀N030 G0
8、0 X26 Z3 M08； 快速接近工件，并打开冷却液N040 G42 G01 Z0 T0202 F0.05； 建立右刀补N050 X29.567 Z-2； 倒角N060 Z-18； 车螺纹外表面29.567N070 X26 Z-20； 倒角N080 W-5； 车26槽N090 U10 W-10； 车锥面N100 W-10； 车36外圆柱面N110 G02 U-6 W-9 R15； 车R15圆弧N120 G02 X40 Z-69 R25； 车R25圆弧N130 G03 X38.76 Z-99 R25； 车S50球面N140 G02 X34 W-9 R15； 车R15圆弧N150 G01 W-5
9、； 车34圆柱面N160 X56 Z-154.05； 车锥面N170 Z-165； 车56圆柱面N180 G40 G00 U10 T0200 M05 M09； 取消刀补并关闭冷却液N190 G28 U2 W2； 返回参考点N200 M04 S320 T0300； 主轴换速，换3号螺纹刀N210 G00 X40 Z3 T0303 M08； 刀具定位并建立位置补偿N220 G92 X28.667 Z-22 F2； 螺纹循环第一刀N230 X28.067； 螺纹循环第二刀N240 X27.467； 螺纹循环第三刀N250 X27.067； 螺纹循环第四刀N260 X26.969； 螺纹循环第五刀N2
10、70 G00 X45 T0300 M09； 取消刀具位置补偿并关冷却液N280 G28 U2 W2； 返回参考点N290 M30； 程序结束以上程序没有考虑粗加工，请同学们自己写出全部程序。3.3.3 盖板零件加工中心的加工工艺（属加工中心，不是数控铣床）盖板是机械加工中常见的零件，加工表面有平面和孔，通常需经过铣平面、钻孔、扩孔、镗孔、铰孔以及攻螺纹等工步才能完成。下面以图3-56所示盖板为例介绍其加工工艺。图3-56 盖板零件简图1分析图样，选择加工内容该盖板的材料为铸铁，故毛坯为铸件。由图3-56可知，盖板的四个侧面为不加工表面，全部加工表面都集中在A、B面上。最高精度为IT7级。从工序
11、集中和便于定位两个方面考虑，选择B面及位于B面上的全部孔在加工中心上加工，将A面作为主要定位基准，并在前道工序中先加工好。2选择加工中心由于B面及位于B面上的全部孔，只需单工位加工即可完成，故选择立式加工中心。加工表面不多，只有粗铣、精铣、粗镗、半精镗、精镗、钻、扩、锪 、铰及攻螺纹等工步，所需刀具不超过20把。选用国产TH5632型立式加工中心即可满足上述要求。该机床工作台工作面尺寸为1000mm320mm，x轴行程为750mm，y轴行程为400mm，z轴行程为470mm，主轴端面至工作台台面距离为180650mm，定位精度和重复定位精度分别为0.012mm和0.006mm，刀库容量为16把
12、，工件在一次装夹后可自动完成铣、钻、镗、铰及攻螺纹等工步的加工。3设计工艺（1）选择加工方法 B平面用铣削方法加工，因其表面粗糙度Ra6.3m，故采用粗铣精铣方案；60H7孔为已铸出毛坯孔，为达到IT7级精度和Ra0.8m的表面粗糙度，需经三次镗削，即采用粗镗半精镗精镗方案；对12H8孔，为防止钻偏和达到IT8级精度，按钻中心孔钻孔扩孔铰孔方案进行；16mm孔在12mm基础上锪至尺寸即可；M16螺纹孔采用先钻底孔后攻螺纹的加工方法，即按钻中心孔钻底孔倒角攻螺纹方案加工。（2）确定加工顺序 按照先面后孔、先粗后精的原则确定。具体加工顺序为粗、精铣B面；粗镗、半精镗、精镗60H7孔；钻各光孔和螺纹孔的中心孔；钻、扩、锪、铰12 H8及16孔；M16螺孔钻底孔、倒角、和攻
