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1、 摘 要 数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术,数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造的渗透形成的机电一体化产品,即所谓的数字化装备。 本文详细叙述了如何利用数控车床来加工零件。 大致包含了数控技术特点的阐述、零件的工艺的分析过程、加工中一些问题的解决方法、数控加工过程、数控编程、机床操作与零件自检过程等。 【关键词】数控技术，数控编程，工艺分析 目 录 前 言 . 1 第 1 章 数控机床的简介. 2 1.1 机床本身技术参数 . 2 1.1.1 作台工. 2 1.1.2 T 形槽. 2 1.1.3 主轴 . 2 1.1.4 进给范围. 2 1.1.5
2、主轴的旋转 . 2 1.2 数控系统 . 3 1.2.1 分辨率. 3 1.2.2 控制轴数与机床配合 . 3 1.2.3 标准功能要求 . 3 第 2 章 数控加工的概念. 4 第 3 章 数控机床的特点. 5 3.1 具有高度柔性. 5 3.2 加工精度高 . 5 3.3 加工质量稳定、可靠 . 5 3.4 生产率高 . 5 3.5 改善劳动条件. 5 3.6 利于生产管理现代化 . 5 第 4 章 数控车削加工. 7 4.1 数控车床的分类. 7 4.2 数控车削加工的主要对象 . 7 4.3 数控车削中的加工工艺分析 . 7 第 5 章 数控车床的加工程序编制 . 8 5.1 数控程序
3、编制的基本方法 . 8 5.2 数控程序编制的方法 . 8 5.3 车床的工艺装备. 8 5.4 控车床刀具的选刀过程 . 8 第 6 章 数控车床的组成和基本原理 . 9 6.1 车床主体 . 9 6.2 数控装置和伺服系统 . 9 6.2.1 数控装置. 9 6.2.2 伺服系统. 9 第 7 章 数控车床安全操作规程 . 10 第 8 章 数控车床坐标系的确定 . 11 8.1 机床坐标系 . 11 8.2 机床参考点 . 11 8.3 工件坐标系 . 11 8.3.1 工件坐标系原点 . 11 8.3.2 对刀 . 11 8.3.3 换刀. 11 8.4 运动方向的规定. 12 第 9
4、 章 轴类零件的数控编程与加工 . 13 9.1 零件分析 . 13 9.1.1 毛坯的选择 . 13 9.1.2 机床的选择 . 13 9.1.3 零件的用途和作用 . 14 9.2 零件图加工工艺分析 . 14 9.2.1 零件的热处理技术 . 14 9.2.2 粗精基准的选择原则 . 14 9.2.2 定位基准的选择 . 14 9.3 零件的装夹 . 15 9.4 加工刀具的选择. 15 9.5 加工顺序及进给路线的确定 . 16 9.5.1 零件加工必须遵守的安排原则 . 16 9.5.2 进给路线. 16 9.6 切削用量的选择. 16 9.7 主轴转速的选择. 17 9.8 进给速
5、度的选择. 17 第 10 章 零件加工工艺设计. 18 10.1 工序和工步的划分 . 18 10.1.1 按工序划分 . 18 10.1.2 工歩的划分 . 18 10.2 工艺设计 . 18 10.2.1 经上面的分析，我可以采用以下几点工艺措施 . 18 10.2.2 工艺卡片 . 19 第 11 章 零件图加工程序编写 . 21 11.1 程序的编制. 21 11.2 模拟运行 . 23 11.3 零件加工 . 23 11.4 精度检验 . 23 结 论 . 24 参考文献 . 25 致 谢 . 26 沧州职业技术学院毕业设计 1 前 言 数控技术是数字程序控制数控机械实现自动工作的
6、技术。它广泛用于机械制造和自动化领域，较好地解决多品种、小批量和复杂零件加工以及生产过程自动化问题。随着科技的迅猛发展，自动控制技术已广泛地应用于数控机床、机器人以及各类机电一体化设备上。同时，社会经济的飞速发展，对数控装置和数控机械要求在理论和应用方面有迅速的发展和提高。数控加工和编程是我们学习数控加工技术专业知识及专业技能的重要组成部分，所以我们要学会对相关的基本理论，基本知识进行综合运用，对其有较完整的、系统的知识，以便在以后的工作中能够独立的加工生产零件。 沧州职业技术学院毕业设计 2 第 1 章 数控机床的简介 数控机床是一种用电子计算机和专用电子计算装置控制的高效自动化机床。 主要
7、分为立式和卧式两种。立式机床装夹零件方便，但切屑排除较慢；卧式装夹零件不是非常方便，但排屑性能好，散热很高。数控铣床分三坐标和多坐标两种。三坐标机床（X、 Y、 Z） 任意两轴都可以联动， 主要用于加工平面曲线的轮廓和开敞曲面的行切。多坐标机床是在三坐标机床的基础上，通过增加数控分度头或者回转工作台，成为 4坐标或者 5 坐标机床（甚至多坐标机床）。多坐标机床主要用于曲面轮廓或者由于零件需要必须摆角加工的零件，如法向钻孔，摆角行切等。摆角形式 4 坐标的主要为 A或 B；5 坐标机床主要为 AB，AC，BC，可根据零件要求选用。摆角大小由加工的零件决定。数控机床从组成来看，主要分为以下两方面
8、1.1 机床本身技术参数 1.1.1 作台工 零件加工工作平台，尺寸大小应根据加工零件的大小进行选用。 1.1.2 T 形槽 工作台上的 T 形槽主要用于零件的装夹，其中T 形槽的槽数、槽宽、相互间距，需要根据加工工件的特点进行规定。 1.1.3 主轴 主轴形式，主轴孔形式等， 1.1.4 进给范围 机床 X Y Z 三个方向的可移动距离（行程），移动速度的大小；摆角（A B C）的摆动范围，摆动的速度 1.1.5 主轴的旋转 主轴的转速，主轴的功率，伺服电机的转矩等 沧州职业技术学院毕业设计 3 1.2 数控系统 数控系统是数控机床的核心。现代数控系统通常是一台带有专门系统软件的专用微型计算
9、机。它由输入装置、控制运算器和输出装置等构成，它接受控制介质上的数字化信息，通过控制软件和逻辑电路进行编译、运算和逻辑处理后，输出各种信号和指令控制机床的各个部分，进行规定、有序的动作。 作为用户，在考虑数控系统的时候，最关心的是系统的可靠性、可能和优越的性价比，因此应该考虑以下几个方面： 1.2.1 分辨率 分辨率越高，可以清楚的进行控制，适合工业环境使用。 1.2.2 控制轴数与机床配合 控制轴数和联动轴数应和购买的机床相配合，符合购买的机床情况。 1.2.3 标准功能要求 标准功能项目功能越全越好，结合机床使用而定，特别是一些自动补偿、自适应技术模块等先进的检测、监控系统：红外线、温度测
10、量、功率测量、激光检测等先进手段的采用，将在一定程度上大大提高机床的综合性能，保证机床更加可靠精确地自动工作 沧州职业技术学院毕业设计 4 第 2 章 数控加工的概念 数控机床工作原理就是将加工过程所需的各种操作 （如主轴变速、 工件的松开与夹紧、进刀与退刀、开车与停车、自动关停冷却液）和步骤以及工件的形状尺寸用数字化的代码表示，通过控制介质（如穿孔纸带或磁盘等）将数字信息送入数控装置，数控装置对输入的信息进行处理与运算，发出各种控制信号，控制机床的伺服系统或其他驱动元件，使机床自动加工出所需要的工件。所以，数控加工的关键是加工数据和工艺参数的获取，即数控编程。数控加工一般包括以下几个内容：
11、(1)对图纸进行分析，确定需要数控加工的部分； (2)利用图形软件（PRO/E UG）对需要数控加工的部分造型； (3)根据加工条件，选择合适的加工参数，生成加工轨迹（包括粗加工、半精加工、精加工轨迹）； (4)轨迹的仿真检验； (5)生成 G 代码； (6)传给机床加工。 沧州职业技术学院毕业设计 5 第 3 章 数控机床的特点 3.1 具有高度柔性 在保证工件表面精度，主要取决于加工程序，它与普通机床不同，不必制造、更换许多工具、夹具，不需要经常调整机床。因此，数控机床适用于零件频繁更换的场合。也就是适合单件、小批生产及新产品的开发，缩短了生产准备周期，节省了大量工艺设备的费用。 3.2
12、加工精度高 数控机床的加工精度，一般可达到 0.0050.1mm，数控机床是按数字信号形式控制的，数控装置每输出一个脉冲信号，则机床移动部件移动一个脉冲当量（一般为0.001mm），而且机床进给传动链的反向间隙与丝杠螺距平均误差可由数控装置进行补偿，因此，数控机床定位精度比较高。 3.3 加工质量稳定、可靠 加工同一批零件，在同一机床，在相同加工条件下，使用相同刀具和加工程序，刀具的走刀轨迹完全相同，零件的一致性好，质量稳定。 3.4 生产率高 数控机床可有效地减少零件的加工时间和辅助时间，数控机床的主轴转速和进给量的范围大，允许机床进行大切削量的强力切削，数控机床移动部件的快速移动和定位及高
13、速切削加工，减少了半成品的工序间周转时间，提高了生产效率。 3.5 改善劳动条件 数控机床加工前经调整好后，输入程序并启动，机床就能自动连续的进行加工，直至加工结束。操作者主要是程序的输入、编辑、装卸零件、刀具准备、加工状态的观测，零件的检验等工作，劳动强度极大降低，机床操作者的劳动趋于智力型工作。另外，机床一般是封闭式加工，即清洁，又安全。 3.6 利于生产管理现代化 沧州职业技术学院毕业设计 6 数控机床的加工， 可预先精确估计加工时间， 所使用的刀具、 夹具可进行规范化、现代化管理。 数控机床使用数字信号与标准代码为控制信息， 易于实现加工信息的标准化，目前已与计算机辅助设计与制造（CA
14、D/CAM）有机地结合起来，是现代集成制造技术的基础。 沧州职业技术学院毕业设计 7 第 4 章 数控车削加工 车削加工是切削加工中最基本的一种加工方法， 它是在车床上利用工件的旋转运动和刀具的移动来加工工件的，因此车削加工是机械加工中运用最广泛的加工方法，车床占切削加工机床总数的40左右。 4.1 数控车床的分类 . 按数控系统的功能分： 全功能型数控车床； 经济型数控车床 按主轴的配置形式分： 卧室数控车床； 立式数控车床 按数控系统控制的轴数分： 两轴控制的数控车床；四轴控制的数控车床 4.2 数控车削加工的主要对象 数控车床主要用于加工轴类、盘状类等回转体零件，通过执行数控程序，可以自
15、动完成外圆柱面、成形表面、螺纹、端面等工序的切削加工，并能进行车操、钻孔、扩孔、铰孔等工作。 根据数控加工的特点，数控车床最适合切削具有以下要求和特点的回转体零件 . 精度要求高的回转体零件 表面形状复杂或难以控制尺寸的回转体零件 表面粗糙度要求好的回转体零件 带特殊螺纹的回转体零件 4.3 数控车削中的加工工艺分析 数控加工以数控机床加工中的工艺问题为主要研究对象， 以机械制造中的工艺理论为基础，结合数控机床的加工特点，综合运用多方面的知识来解决数控加工中的工艺问题。工艺制定的合理与否，对程序编制、机床的加工效率、零件的加工精度都有极为重要的影响。 沧州职业技术学院毕业设计 8 第 5 章
16、数控车床的加工程序编制 数控车床是目前使用最广泛的数控机床之一。 数控车床主要用于加工轴类、 盘类等回转类零件。通过数控加工程序的运行，可自动完成内外圆柱面、圆锥面、成形表面 、螺纹和端面等工序的切削加工，并能进行车槽、钻孔、扩孔以及铰孔等工作。车削中心可在一次装夹中完成更多的加工工序， 提高加工精度和生产效率， 特别适合于复杂形状回转类零件的加工。 5.1 数控程序编制的基本方法 分析零件图样和制定工艺方案；数学处理；编写零件加工程序；程序检验。 5.2 数控程序编制的方法 手工编程; 计算机自动编程 5.3 车床的工艺装备 由于数控车床的加工对象多为回转体，一般使用三爪卡盘夹具。 5.4
17、控车床刀具的选刀过程 第一条路线为：零件图样、机床影响因素、选择刀杆、刀片夹紧系统和选择刀片形状，主要考虑机床和刀具的情况；第二条路线为：工件影响因素、选择工件材料代码、确定刀片的断屑槽形代码，这条路线主要考虑工件的情况。 数控车床的编程特点： 加工坐标系：机床坐标系是以机床原点为坐标系原点建立起来的、轴直角坐标系，成为机床坐标系。车床的机床原点为主轴旋转中心与卡盘后端面之交点。 机床坐标系是制造和调整机床的基础， 也是设置工件坐标系的基础，一般不允许随意变动。加工坐标系与机床坐标系方向一致； 直径编程方式：在车削加工的数控程序中， X 轴的坐标值为零件图样上的直径值； 进刀与退刀方式：快速走
18、刀。 沧州职业技术学院毕业设计 9 第 6 章 数控车床的组成和基本原理 虽然数控车床种类较多， 但一般均由车床主体、 数控装置和伺服系统三大部分组成。 6.1 车床主体 车床主体是实现加工过程的实际机械部件，主要包括主运动部件（如卡盘、主轴等）、进给运动部件（如工作台、刀架等）、支承部件（如床身、立柱等），以及冷却、润滑、转位部件和夹紧、换刀机械手等辅助装置。 6.2 数控装置和伺服系统 6.2.1 数控装置 它的核心是计算机及运行在其上的软件，它在数控车床中起“指挥”作用。数控庄子接收由加工程序送来的各种信息， 并经处理和调配后， 向驱动机构发现执行命令。在执行过程中，其驱动、检测等机构同
19、时将有关信息反馈给数控装置，以便经处理后发出新的执行命令。 6.2.2 伺服系统 它通过驱动电路和执行文件（如伺服电机）。准确地执行数控装置发出的命令，成数控装置所要求的各种位移。 数控车床的进给传动系统常用进给伺服系统代替， 因此也常称为进给伺服系统。 沧州职业技术学院毕业设计 10 第 7 章 数控车床安全操作规程 1. 开机前应对数控机床进行全面细致的检查，内容包括操作面板、导轨面、卡爪、尾座、刀架、刀具等，认无误后方可操作。 2. 数控机床通电后，检查各开关、按钮和按键是否正常、灵活、机床有无异常现象。 3. 程序输入后，应仔细核对代码、地址、数值、正负号、小数点进行认真的核对。 4.
20、 正确测量和计算工件坐标系。并对所得结果进行检查 5. 输入工件坐标系，并对坐标。坐标值、正负号、小数点进行认真的核对。 6. 未装工件前，空运行一次程序，看程序能否顺利进行，刀具和夹具安装是否合理，有无“超 7. 试切削时快速倍率开关必须打到最低挡位。 8. 试切削进刀时，在刀具运行至工件 3050 处，必须在进给保持下，验证Z 轴和 X 轴坐标剩余值与加工程序是否一致。 9. 试切削和加工中，刃磨刀具和更换刀具后，要重新测量刀具位置并修改刀补值和刀补号。 10. 程序修改后，要对修改部分仔细核对。 11. 必须在确认工件夹紧后才能启动机床，严禁工件转动时测量、触摸工件。 12. 操作中出现
21、工件跳动、打抖、异常声音、夹具松动等异常情况时必须停车处理。 13. 紧急停车后，应重新进行机床“回零”操作，才能再次运行程序。 沧州职业技术学院毕业设计 11 第 8 章 数控车床坐标系的确定 8.1 机床坐标系 数控机床上的坐标系采用右手笛卡尔直角坐标系。 8.2 机床参考点 参考点也是机床上的一个固定点， 它是用机械挡块或电气装置来限制刀架移动的极限位置。它的主要作用是用来给机床坐标系一个定位。 8.3 工件坐标系 工件坐标系是编程人员在编程时设定的坐标系，也称为编程坐标系。 8.3.1 工件坐标系原点 在进行数控编程时， 首先要根据被加工零件的形状特点和尺寸， 将零件图上的某一点设定为
22、编程坐标原点，该点称编程原点。从理论上将，工件坐标系的原点选在工件上任何一点都可以，但这可能代理啊繁琐的计算问题，增添编程困难。为了计算方便，简化编程，通常是把工件坐标系的原点选在工件的回转中心上， 具体位置可考虑设置在工件的左端面（或右端面）上，尽量使编程基准与设计基准、定位基准重合。 8.3.2 对刀 机床坐标系是机床唯一的基准， 所以必须要弄清楚程序原点在机床坐标系中的位置， 通过对刀完成。 对刀的实质是确定工件坐标系的原点在机床坐标系中唯一的位置。对刀是数控加工中的主要操作和重要技能。 对到的准确性决定了零件的加工精度， 同时，对刀效率还直接影响数控加工效率。 8.3.3 换刀 当数控
23、机床加工过程中需要换刀时， 在编程时就应考虑选择合适的换刀点。 所谓换刀点是指刀架转位换刀的位置， 当数控车床确定了工件坐标系后， 换刀点可以是某一固定点，也可以是相对工件原点任意的一点。 换刀点应设在工件或夹具的外部， 以刀架转位换刀时不碰工件及其他部位谓准。 沧州职业技术学院毕业设计 12 8.4 运动方向的规定 Z 与主轴轴线重合，即 Z 轴远离工件像尾座移动的方向为正方向（即增大工件和刀具之间距离），向卡盘移动为负。X 轴垂直于 Z 轴，X 坐标的正方向是刀具离开旋转中心线的方向。 沧州职业技术学院毕业设计 13 第 9 章 轴类零件的数控编程与加工 9.1 零件分析 9.1.1 毛坯
24、的选择 毛坯的的选择应以生产批量的大小、 零件的复杂程度、 加工表面及非加工表面的技术要求等几个方面综合考虑。 正确选择毛坯的制造方式， 可以使整个工艺过程更加经济合理，故应慎重对待。在通常情况下，主要应以生产类型来决定。 本次设计的零件材料为：45 号钢，调制处理 HRC2636，零件如下图： 图 1 图 1 零件图 注释：以小批量生产条件编程。 未注倒角 0.545。 未注公差尺寸按 GB1804-M。 根据零件图的尺寸大小，毛坯选择 30120mm。 9.1.2 机床的选择 根据该零件的外形是轴类零件， 比较适合在车床上加工， 由于零件上既有切槽尺寸精度又有圆弧数值精度,在普通车床上是难
25、以保证其技术要求。所以要想保证技术要求,只有在数控车床上加工才能保证其加工的尺寸精度和表面质量。由于资源的限沧州职业技术学院毕业设计 14 制，就用本校的数控车床，利用现有资源。 9.1.3 零件的用途和作用 该零件外形是一个轴类零件，是由螺纹、圆柱、圆锥、圆弧、槽等表面组成，可以用来支撑传动零件，承受一定的载荷，传递扭矩等等。 9.2 零件图加工工艺分析 9.2.1 零件的热处理技术 零件的材料是机械加工行业的重要物质基础， 众多的工程材料之所以获得广泛的应用，是因为它们具备许多优异的性能。这些性能分为两类：一类为使用性能，反映材料在使用中所表现出来的特征如力学性能、物理性能和化学性能等；另
26、一类为工艺性能，反映材料在加工中所表现出来的特征、如铸造性，锻造性，焊接性，切削加工性和热处理性等。 45 号钢为最常用的碳调制钢，综合力学性能好，淬透性低，水淬时易生裂纹。小型件宜采用调质处理，大型件宜采用正火处理，该工件为45 号钢。 零件的加工都是按一定的工艺路线进行的。 合理安排热处理的工序位置、 改善切削加工性能具有重要意义。 根据热处理的目的和工序位置的不同， 热处理可分为预先热处理和最终热处理两大类。 9.2.2 粗精基准的选择原则 9.2.2.1 粗基准选择原则 （1）为了保证不加工表面与加工表面之间的位置要求，应选不加工表面作粗基准。 （2）合理分配各加工表面的余量，应选择毛
27、坯外圆作粗基准。 （3）粗基准应避免重复使用。 （4）选择粗基准的表面应平整，没有浇口、冒口或飞边等缺陷。以便定位可靠。 9.2.2.2 精基准选择原则 （1）基准重合原则：选择加工表面的设计基准为定位基准； （2）基准统一原则，自为基准原则，互为基准原则。 9.2.2 定位基准的选择 沧州职业技术学院毕业设计 15 综合上述，粗、精基准选择原则，由于是轴类零件，在车床上只需用三抓卡盘装夹定位，定位基准应选在零件的轴线上，以毛坯 30mm 的棒料的轴线和右端面作为定位基准。 9.3 零件的装夹 数控机床与普通机床一样也要全里选择定位基准和夹紧应力求设计、 工艺与编程计算的基准统一， 减少装夹次
28、数， 尽可能在一次定位装夹后， 加工出全部待加工表面，避免采用占机人工调整式加工方案，以充分发挥数控机床的效能。装夹应尽可能一次装夹加工出全部或最多的加工表面。由零件图可分析，应先装夹毛坯 30mm 的棒料的一端，夹紧其 40mm 的长度加工螺纹。一直加工到零件右端的 22mm，然后将棒料卸下。装夹 28mm 的圆柱表面，加工另一端的圆弧。这样两次装夹即可完成零件的所有加工表面，且能保证其加工要求。 9.4 加工刀具的选择 刀具的选择是数控加工中重要的工艺内容之一，它不仅影响机床的加工效率，而且直接影响加工质量。编程时，选刀具通常要考虑机床的加工能力、工序内容、工件材料等因素。 与传统的加工方
29、法相经，数控加工对刀具的要求更高。不仅要求精度高、刚度高、红硬性好、耐用度高，而且要求尺寸稳定、安装调整方便，能适应高速和大切削用量切削。选刀具时，要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸和形状相适应。接合零件轮廓相对还是较复杂，所以具体选刀如下表： 表 1 数控车加工刀具卡片 产品名称 或代号 毕业设计 零件名称 轴类零件 零件图号 1 序号 刀具号 刀具规 格名称 数量 加工表面 备注 1 T01 90硬质合金外圆车刀 1 平端面、粗车轮廓 右偏刀 2 T02 右端面外圆车刀 1 精车轮廓 右偏刀 3 T03 高速钢切槽刀 1 切槽 4 T04 60高速钢外螺纹车刀 1 车削螺纹 编制 边建州
30、 审核 批准 共 1 页 第 1 页 沧州职业技术学院毕业设计 16 9.5 加工顺序及进给路线的确定 9.5.1 零件加工必须遵守的安排原则 （1）基面先行 先加工基准面为后面的加工提供经基准面，所以我应线平右 端面作为基准面。 （2）先主后次 由于所加工的表面均为重要表面，所以应按照顺序从右到左 依次加工 201.5mm， 28mm， 22mm 螺纹调头后一次加工 R5mm， 18mm， 22mm等。 （3） 先粗后精 先车削去大部分的金属余量， 再进行成形切削保证零件的尺 寸要求和质量要求。 （4）先面后孔 由于该零件没有孔，所以在该处不做考虑。 9.5.2 进给路线 在数控加工中，刀具
31、好刀位点相对于工件运动轨迹称为加工路线。编程时，加工路线的确定原则主要有以下几点： （1）加工路线应保证被加工零件的精度和表面粗糙度，且效率高； （2）使数值计算简单，以减少编程工作量； （3）应使加工路线最短，这样既可减少程序段，又可减少空行程时间。 （4）确定加路线时，还要考虑工件的加工余量和机床、刀具的刚度等情况，确定一次走刀， 还是多次走刀来完成所有加工表面， 具体综合上面进给线的特点再根据具体零件具体分析， 我确定该零件的进给路线有两步。 第一步: 车削带有的螺纹的一端，从右到左先粗车外形 20mm、28mm、22mm 到槽 50.04mm 的左端面处后，精车外形路线统粗车一样，再换
32、刀切削 51.5mm 的槽，最后再换刀切削螺纹。第二步: 车削带有圆弧的一端，从右到左先粗车外形 R5mm、R16mm、18mm 到 22mm 后2mm 后精车外形路线同粗车一样。最后切削 50.04mm 的槽。 9.6 切削用量的选择 切削用量包括主轴转速（切削速度）、切削深度或宽度、进给速度（进给量）等。对于不同的加工方法，需选择不同的切削用量，并应编入程序单内。 合理选择切削用量的原则是：粗加工是，一般以提高生产率为主，但也考虑经济性和加工成本；精加工进，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性加工成本。具体数值应根据机床说明书、切削用量手册，并结合经验而定。 沧州职业技术学院毕业
33、设计 17 零件轮廓粗车循环时选 ap=2mm， 精加工时选 ap=0.2mm， 螺纹粗车时选 ap=0.4mm，逐渐减少粗车 4 次后，精选时选 ap=0.1mm。 9.7 主轴转速的选择 粗车直线和圆弧时 n=800r/min，精车时 n=1500r/min，切槽时 n=600r/min，切螺纹时 n=300r/min，精车时选 n=300r/min。 9.8 进给速度的选择 粗车直线、圆弧时选 F=150mm/min， 精车时选 F=50mm/min， 切槽时选 F=8mm/min，粗车螺纹时选 F=100mm/min，精车时选 F=50mm/min 沧州职业技术学院毕业设计 18 第
34、10 章 零件加工工艺设计 10.1 工序和工步的划分 10.1.1 按工序划分 工序划分有三种方法 按零件的装夹定位方式划分 按粗、精加工划分工序 按所用的刀具划分工序。 由于零件需要调头加工， 如果按粗、 精加工划分工序。 在调头加工前后各有一次粗加工和精加工，显得比较繁琐，所以不可取；如果按所用的刀具划分工序，刀具有四把， 虽然不多， 但是在调头加工前后至少要重复使用三把刀，而同一把刀的两次粗、精加工分别在调头加工前后，加工内容不连续，所以也不合理，不易划分工序；只有按零件的装夹定位方式划分工序比较符合该零件的加工工序，且能保证两次装夹的位置精度，每一次装夹为一道工序。该零件只需调头前、
35、后加工两道工序即可完成所有的加工表面，且能保证各尺寸精度及表面粗糙度。 10.1.2 工歩的划分 因为每一把刀在粗加工的背吃刀量一致， 在精加工中背吃刀量相同， 不易划分工歩；这里选用加工不同的表面来划分工序就比较容易： 车削螺纹端的工歩为:90外圆车刀平端面右端面外圆车刀车削1.545的倒角，2025mm端面 28mm圆柱 28mm30的锥台面2210mm切槽刀切槽 51.5mm外螺纹车刀车削 M201.5mm。 车削圆弧端的工歩为：90外圆车刀平端面右端面外圆车刀圆弧R5mm圆弧 R18mm球 28mm圆弧 R5mm225mm切槽刀切槽51.5mm。 10.2 工艺设计 在编程前我们一定要
36、对零件进行工艺分析，这是必不可少的一步，（如图 1）该零件由螺纹、圆柱、圆锥、圆弧、槽等表面组成，其中由较严格直径尺寸精度要求的如 280.02mm,mm,轴线长度的精度如 50.04mm，27.50.04mm，粗糙度3.2，球面 Smm。可控制球面形状精度、30的锥度等要求。 10.2.1 经上面的分析，我可以采用以下几点工艺措施 沧州职业技术学院毕业设计 19 （1）零件上由精度较高的尺寸数据如圆柱 280.02mm、mm，轴向长度50.04mm、27.50.04mm，球 Smm，在加工时为了保证其尺寸精度应取其中间值分别取值为 28mm、23.005mm 长度 5mm，27.5mm，球
37、S29.015mm 即可。注：上述座标值是以半径值给出的。形式如（X，Z） （2）为便于装夹，为了保证工件的定位准确、稳定，夹紧方面可靠，支撑面积较大，零件的左端是螺纹，中段最大的直径的圆柱 28mm。右端是依次相连的圆弧，显然右端都是圆弧相连不可能装夹，所以应留在最后加工，应先装夹毛坯加工出左端螺纹及圆柱 28mm。调头装夹 28mm 的圆柱加工右端圆弧，毛坯选 30120mm。 （3）确定装夹方案 （4）确定加工顺序及进给路线 10.2.2 工艺卡片 表 2 数控车削加工工艺卡片 单位 名称 沧州职业 技术学院 产品名 称及代号 零件名称 零件图号 毕业论文 轴类零件 1 工序号 程序编号
38、 夹具名称 使用设备 车间 001 三抓卡盘 华中数控 CK6140 数控实训基地 工步号 工步内容 刀具号 刀具规 格/mm 主轴转速/（rmin-1） 进给速度/（mmmin-1） 背吃刀量/mm 备注 1 对刀、 平端面及试切外圆 T01 2525 500 50 手动 2 从右至左 粗车轮廓 T02 2525 800 150 2 自动 3 从右至左 精车轮廓 T02 2525 1000 50 02 自动 4 切槽 T03 2525 800 8 1.5 min/r 自动 5 粗车螺纹 T04 2525 300 自动 沧州职业技术学院毕业设计 20 6 精车螺纹 T04 2525 300 编
39、制 边建州 审核 批准 2011 年 5 月 共 1 页 第1页 沧州职业技术学院毕业设计 21 第 11 章 零件图加工程序编写 11.1 程序的编制 程序段号 程序内容 程序注释 001 0001 程序起始行 N01 T0101 右端面外圆车刀 N02 M03S800 主轴正转 N03 G00X35Z3 循环起点 N04 M08 开切削液 N05 G71U1R2P06Q13X0.2Z0.2F150 粗车轮廓 N06 G00X18Z3S1000 快速定位 N07 G01Z0F50 精车起点 N08 X21Z-1.5 精车倒角 N09 Z-25 精车 21 的外圆 N10 X28 精车 28
40、的端面 N11 Z-38.169 28 的外圆表 N12 X23.05Z-47.5 30的锥面 N13 G01W-10 22 的外圆面 N14 G00X100 退刀快速定位 N15 Z100 退刀快速定位 N16 T0202 换切槽刀 N17 G00X32Z-25 快速定位 N18 G01X18F10 切槽至 18 N20 G04P3 暂停修光 N21 G00X25 快速定位 N22 W1.5 快速定位 N23 G01X21 倒角起点 N24 X18W-1.5 倒角 1.5 N25 G04P3 暂停修光 沧州职业技术学院毕业设计 22 N26 G00X100 退刀快速定位 N27 Z100 退
41、刀快速定位 N28 T0303 换外螺纹车刀 N29 G00X30Z3S300 车螺纹循环起点 N30 G76C2R2E3A60X19.04Z-22K0.974U0.32V0.16Q0.5F1.5 车螺纹 N31 G00X100Z100 退刀快速定位 N32 M09 关切削液 N33 M05 主轴停转 N34 M30 程序结束并返回 002 0001 N01 T0101 右端面外圆车刀 N02 M03S800 主轴正转 N03 G00X30Z3 循环起点 N04 M08 开切削液 N05 G71UI1R2P06Q12E0.2F200 粗车轮廓 N06 G00X5.844Z3S1000 快速定位
42、 N07 G01Z0F80 精车起点 N08 G03X15.582Z-6.136R5 精车 R5 的圆弧 N09 G02X22.420Z-20791R17 精车 R17 的圆弧 N10 G03X24.542Z-37.739R14.508 精车 29 的圆弧 N11 G02X23.05Z-40.406R5 精车 R5 的圆弧 N12 G01Z-44 22 的外圆面 N13 G000X100 退刀快速定 N14 Z100 退刀快速定位 N15 T0202 换切槽刀 N16 G00X35Z-46.5 快速定位 N17 G01X19F10 切槽至 19 N18 G04P3 暂停修光 N19 G00X3
43、5 退刀 N20 Z-47.5 快速定位 沧州职业技术学院毕业设计 23 N21 G01X19 切槽至 19 N22 G04P3 暂停修光 N23 G00X100 退刀 N24 Z100 退刀 N25 M09 关切削液 N26 M05 主轴停转 N27 M30 程序结束并返回 11.2 模拟运行 数控加工程序编制好后将其输入数控车床，然后对刀，在将机床锁住进行程序校验，仔细观察其模拟加工路线是否有干涉、过切、出错等现象，若有应及时对程序错误处进行修改，修改后保存，再次调出修改后的程序进行校验，直到程序万无一失，没有任何错误的情况下方可进行自动加工。注：这个环节是必不可少的，否则会发生打刀等损坏
44、机床其它部件的情况，直接影响机床的加工精度及寿命，更严重的是存在人身安全隐患。 11.3 零件加工 装夹好毛坯，调出编制好的程序，直接进行自动加工直至程序结束。 11.4 精度检验 将加工好的零件卸下， 用游标卡尺、 千分尺对零件的尺寸精度及粗糙度进行检测。看是否达到零件的技术要求即可。 沧州职业技术学院毕业设计 24 结 论 数控技术是数字程序控制数控机械实现自动工作的技术。 它广泛应用于机械制造和自动化领域，较好的解决多品种、小批量和复杂零件加工及生产过程自动化问题。随着科技的迅猛发展，自动控制技术已广泛应用于数控机床、机器人以及各类机电一体化设备上。用数控车床加工零件不仅能很好的保证零件
45、的精度，还能大大提高生产率，缩短生产周期，节省时间，必定会在以后的机械加工中占到举足轻重的地位。 沧州职业技术学院毕业设计 25 参考文献 1李一民主编 杨仙副主编 数控机床 东南大学出版社 2005 年 2董兆伟编 数控机床编程技术 机械工业出版社 2009 年 3高波编 机械制造基础 大连理工大学出版社 2006 年 4隋秀凛 夏晓峰编 现代制造基础 高等教育出版社 2008 年 5徐茂功编 公差配合与技术测量 机械工业出版社 2008 年 6丁仁亮编 工程材料 机械工业出版社 2006 年 沧州职业技术学院毕业设计 26 致 谢 在这段时间里我要特别感谢我的指导师傅， 他对我毕业设计给予了很多的指导花费了很多的心血，使我最后圆满完成了毕业设计。在师傅心教导的这段间里，他严谨的治学态度，渊博的知识，正直的人格，给我留下了极为深刻的象， 为我今后的工作、生活树立了良好的榜样。 感怀过去、依依眷恋。学生生活马上就要结束，我的生命旅途，即将踏上新的征程。 三年的大学校园生活，将是我一生最珍贵的回忆，校园里每一位老师对我的培育，更是我一生最宝贵的财富。感谢沧州职业技术学院，感谢我所有的老师和朋友们。谢谢你们，你们将会成为我一生的回忆！
