毕业设计（论文）-基于数控车中级工新题库的典型零件的工艺设计与加工.doc

基于数控车中级工新题库的典型零件的工艺设计与加工系 （院）： 精密制造工程系 学生姓名： 专业班级： 数控11c6班 学 号： 111021629 指导教师： 2014年3月31日声明本人所呈交的 基于数控车中级工新题库的典型零件项目化工艺设计与加工（1） 论文，是我在指导教师的指导和查阅相关著作下独立进行分析研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。作者签名： 日期： 2012 年 10 月 25日 【摘要】此次在数车中级新题库中抽取了三类典型的零件，通过对它们的图纸分析，程序编写到成品加工完成等步骤，使得我们对于数车零件程序的编制得到更深刻的理解，对于操作数控车床的熟练程度能够得到更进一步的提高。典型零件的加工过程经常出现的例如：外圆、圆弧、沟槽、内孔、螺纹等等，对于它们的分析、加工时采用的程序、选用的刀具都可以在我们上大学以来拿到的教科书上找到。譬如图纸的分析就可以以机械基础这门课上学到的知识来解决，零件的加工则要归功与车间实训了。理论同实践的结合使我在数控车床加工方面有了更多的心得，相信这些心得在将来的就业选择中会带给我不少的帮助。【关键词】：数车中级新题库零件，零件分析，程序编写目录引言1一、背景介绍2二、数控知识的简介2（一）数控系统2（二）cnc装置的主要功能3（三）数控机床概述4三、数控车中级工典型零件的工艺设计6（一）数控车中级工典型零件一项目化工艺设计6（二）数控车中级工典型零件二项目化工艺设计14四、零件模拟加工软件及ug建模介绍23（一）仿真机床选用23（二）ug nx6.0软件的使用24总结30参考文献31谢辞32引言作为一名数控班的学生，经历过数控车床的实训，对于数控车床的相关操作都熟悉，对于一些相对不是太复杂的零件的程序能够快速并且合理的编写出来，工艺的分析也能够大致的有印象。那么，以下的数控车中级新题库中抽取的三个典型零件的加工以及工艺分析等操作就是对我的小小考验，考验我是否在实训中将所学的数控方面的知识合理的应用，融会贯通。下面就由我向大家展示我的成果。一、背景介绍以前的模具加工需要工人师傅们使用手工操作，利用车床，铣床，磨床等等机械设备来完成。这种加工出来的模具无法大规模的量产，因为太耗时耗力，而且机械设备的操作，以及模具精确度的把握都是需要至少工作过几时年的老师傅才能完成的。但是师傅们无法靠双手车铣出空间曲面，这样的难题困扰了人们许多年，直到计算机的出现以及普及化，人们就想到了将当时出现的电子计算机与之前提到的那些机械设备完美的结合起来，于是就产生了如今普遍化的数控类机械设备。起初的设想在军工业上得到了实现，美国空军所属同提出了设想的帕森斯公司以及麻省理工学院伺服机构研究所三方合作于1952年研制除了世界第一台数控机床-三坐标立式铣床。数控技术经过无数人的改进与完善，渐渐走向成熟化，趋向于完美。由于实训时在数控车间不像其他同学那样喜欢吵吵闹闹，所以大部分时间都花在了数控车床的操作以及程序的编写上面，尤其喜欢同当时带我们的老师聊一些程序上面的问题，所以当看到毕业论文的设计时，我就想到了将实训时学到的专业知识和一些操作方法同毕业论文结合在一起，于是就有了这个“基于数控车中级新题库典型零件工艺设计与加工”课题的产生。二、数控知识的简介（一）数控装置（核心）平时我们说的数控装置根据类型差异分成硬件和软件：第一种是nc（numerical control）装置，即所谓的专用硬件装置，它的构成采用的都是硬件逻辑电路；另一种是cnc（computer numerical control)装置，它是属于计算机数控装置，由计算机系统和应用软件以及硬件两部分组成。nc装置作为早期数控技术发展的产物，带有一定的局限性和不适应性，随着时代的脚步的前进，nc装置渐渐走向下坡，而新时代的宠儿cnc装置则发展迅猛。通常完成加工任务由软硬两件在系统操作下一同完成，图1-1展示的就是cnc装置系统的大概组成部分。现代的数控装置可以利用读取类似存储在usb等读卡器的程序来获取加工程序，也可以通过手动输入编写的程序，高级一点的数控装置自带的计算机设计辅助和自动编程系统更加可以轻松便捷的获取加工程序。 图1-1 数控系统的基本组成（二）cnc装置的主要功能（控制、准备、插补、主轴、进给、刀具、辅助）(1) 对轴的控制以及联动控制时的数量的差异代表了cnc装置控制功能的好与差。cnc装置功能越强，代表它控制轴数量越多，程序的编制方面也更加复杂。(2) 用来控制机床动作方式的g代码，具有准备功能。快速定位、直线插补、顺，逆时针圆弧插补、定时暂停、进给加速等等都会使用到g代码。国际标准化组织规定了100种g代码，分别是g00到g99.但如今很多数控系统已经使用到超过g99以外的代码。(3) 通常程序中使用的圆弧插补，直线插补。它们的原理是将某段曲线无限分割，在某段中曲线也就渐渐形成类似直线的状态。这样做便于曲面加工。实际是采用的数学上的微积分的原理。由于涉及微积分计算，对于计算机的计算功能格外严格。(4) 主轴功能。由字母s和24位数字构成，代表了主轴转速的功能。主轴转速有两种运转方式，分别是表面恒线速(mm/min)和恒转速(r/min)。通常我们使用的大多是恒定线速度，因为它能有效保证机床加工工件端面或锥面的质量。(5) 进给功能。我们通常指的是机床刀具进给速度，一般用f表示。(6) 刀具功能。刀具的表示方式和主轴转速的设置方法类似，也是采用字母与数字的结合。刀具的是采用t和24数字来表示，例如1号刀就是t0101。刀具功能中的刀具选择需要满足刚性好，互换性好，易调整，规格化等特点，这也是区别于普通机床的一个方面；刀具的自动换刀方式以及刀具的编码方式也是刀具的主要常用功能。(7) 辅助功能。辅助功能是通过m代码控制机床上面的一些辅助装置来更好的加工工件或者便于技术人员测量，观察。比如说冷却液，照明灯，润滑剂，换刀的刀塔等等都是数控加工过程中必不可少的。因此辅助功能在数控加工中占据了相当大的地位。 （三）数控机床概述1. 数控机床工作原理图1-2图1-2 数控机床工作原理2.数控机床坐标系1）右手直角坐标系，如图1-3。图2-3 右手直角笛卡尔坐标系2）机床坐标系图1-4是几台常见机床的坐标系。a）卧式车床 b）立式升降台铣床 c）卧式铣床图1-4 常见的数控机床的坐标系三、数控车中级工典型零件的工艺设计（一）数控车中级工典型零件一的工艺设计1.项目要求此次我们加工的第一类零件是轴套类零件，它是属于中等难度类型的零件。我们可以通过学生对外圆柱、外圆弧、外沟槽、内螺纹与内孔类等形状的加工，图样的分析状况，加工方案的合理性，加工之前刀具及测量器材的准备完成度，刀具及工件安装熟练度，加工程序编写的合理及完善程度，以及最终产品的检测方式和状况来了解他们是否对此类零件有足够的掌握。2. 考场提前为考生提供加工材料及设备。a.材料准备见表1。表1名称规格数量要求铝棒50mmx100mm1件/考生考场准备b.设备准备见表2。表2名称规格数量要求三爪卡盘对应工件1副/台三爪卡盘扳手对应机床1副/台四工位立式刀架对应机床1副/台3.考生准备考生需要根据下表自备相关器具。表4 序号名称型号数量要求1外圆轮廓粗、精车刀90外圆偏刀1考生自备2车内孔轮廓粗、精刀内孔粗车刀13内螺纹刀60内螺纹刀14外切槽刀高速钢材质，宽3mm外切槽刀15内切槽刀高速钢材质，宽3mm内切槽刀16切断刀高速钢材质，宽4mm切断刀17中心钻a318麻花钻14mm19螺纹塞规m24x1.51套考场提供10游标卡尺0.02mm/0150mm111百分表分度值为0.01mm112对刀角度样板螺纹刀对刀样板113毛刷若干14铁屑钩1自定15其它自定4. 图纸分析1） 主要加工内容：半圆、外圆柱、t型沟槽、外圆弧、内孔、内螺纹（如零件图3-1、零件实体图3-2所示）图3-1 图3-2 （1）图样分析分析零件图可知，由半圆、外圆柱、t型沟槽、外圆弧及部分倒角组成了零件的外轮廓，内轮廓由内孔、退刀沟槽、内螺纹、内倒角等轮廓组成。零件总长820.05mm，左端由外圆弧、梯形槽、外圆柱组成，外圆弧半径r40mm，呈40的梯形槽；右端由内孔、圆弧、内螺纹、内沟槽组成，内孔的直径为30mm，轴向长度20mm，右端有c1倒角1mm，内螺纹规格为m24x1.5mm，长度为10mm，4x30的内沟槽，外部为圆弧1-2半径为r30mm、圆弧2-3半径为r5mm，总长39mm，内螺纹右端有一处倒角c2。零件46及38的外圆表面粗糙度要求ra1.6um。由于材料选用的是铝棒，在数控车床加工时不需要做热处理，但是精加工时需要准备切削液冷却包，不仅可以吸收切削产生的热能，还可以保护刀具。（2）难点分析该零件包括了外圆弧面、内外沟槽、内螺纹等复杂的内外型，所以加工时有一定的难度。其中最大的两大难点，首先是加工内螺纹时无法在第一次就保证能与塞规吻合。其次在于内外轮廓的精度保证。（3）工艺分析第一个难点的处理方式就是在在编制螺纹加工程序时，将内螺纹的起刀点坐标和终点坐标根据公式（作为螺纹2内螺纹，小径d=大径d-1.1螺距p）准确计算出来，另外刀具装夹要垂直于主轴，刀尖略微高于主轴轴线为宜。第二个难点的处理方式不是注重于计算，而是采用分步走的原则。粗加工和精加工分为两步走，具体操作如下：（1） 以工件右端面的毛坯面（未切削）作为基准装夹固定工件，车削端面，手动对刀。（2） 选取匹配规格的钻头钻孔，孔深略微高出要求的尺寸3-5mm。 （3）外圆的加工过程中，保证外圆的尺寸以及要求的公差，譬如圆弧半径r40mm、r30mm、r5mm，外圆38、32、46，内孔30mm及长度82mm等等。（4） 内孔轮廓车削时，如内圆柱孔、内沟槽、内螺纹，保证各尺寸精度和 内孔表面粗糙度要求。（5）加工内螺纹，内螺纹牙顶尺寸比理论值大0.2mm，避免螺纹加工中因挤压后变 小而影响测量螺纹质量和尺寸。（6） 手动车削对刀，切下工件，同时保证工件总长。1）刀具使用列表表5。表5 刀具号刀具规格刀尖半径（mm）加工内容主轴转速(r/min)进给速度(mm/r)数量备注t01外圆偏刀0.2粗车外圆 精车外圆60012000.150.051t023mm高速钢外切槽刀0.2切梯形槽5000.051t03宽4mm高速钢割断刀0切断4000.051t04中心钻0钻中心孔3000.11t05麻花钻0钻孔400/1t0693内孔镗刀0.2粗镗内孔精镗内孔5006000.151.051t0760内螺纹刀0.2车内螺纹2001.51t083mm高速钢内切槽刀0.2切内沟槽4000.0512）数控加工工艺列表见表6。表6 工步号工步内容刀具号选用刀具主轴转速（r/min）进给速度(r/mm)背吃刀量（mm）1装夹毛坯，伸出55mm，端面车平1外圆刀10000.10.52粗精加工38、46外圆1外圆刀600/12000.15/0.051.5/0.253切梯形槽2外切槽刀5000.05/4掉头，垫铜皮装夹38外圆，车端面，保证总长1外圆刀10000.10.55钻孔5钻头400/6粗精加工右侧外形1外圆刀600/12000.15/0.051.5/0.257粗精加工内形6镗刀500/6000.15/0.051/0.258切槽8内切槽刀4000.05/9车内螺纹7内螺纹刀2001.5/5. 程序编制（1）加工零件右端外轮廓和内孔程序1）设置工件坐标系以外圆定位，用三爪卡盘固定50外圆的铝棒，毛坯伸出55mm粗精车削外轮廓并加工内孔。如零件图所示，工件坐标系设置在在工件端面中心轴线上。2）三基点的坐标见下表7。表7 基点坐标abcx4633.77632z0-29.315-31.8293）加工程序编写程序见表8。表8手动编写的程序加工解释n10 t0101加工左侧外形n20 m03 s600设置正转，主轴转速600r/minn30 goo x52 z2点定位至坐标点（52,2）n40 g71 u1 r1粗加工开始，退刀量及切削深度均为1mmn50 g71 p60 q110 u0.5 f0.15精加工开始，保留0.5mm作为余量n60 g01 x0 刀具进给至（0,2）n70 z0刀具进给至端面（0,0)n80 g03 x38 z-5 r40精加工r40的圆弧n90 g01 z-25精加工长20，38的外圆n100 x46精加工46的外圆n110 z-44（车长1mm）n120 g00 x100 z100退刀至安全位置（100,100）n130 m0程序暂停（进行粗加工结束后的外圆尺寸测量）n140 t0101选外圆精车刀n150 m03 s1200主轴正转，转速1200r/minn160 g00 x52 z2刀具快速点定位至循环起点（52,2）n170 g70 p60 q110 f0.05精加工循环n180 g00 x100 z100退刀至安全位置（100,100）n190 m0程序暂停（进行精加工结束后的外圆尺寸测量）n200 t0202切外槽n210 m03 s500设置500r/min的正转转速n220 g00 x48 z-34刀具快速点定位至循环起点（48,-34）n230 g01 x37 f0.05切槽n240 x48x向退刀至x48处n250 z-37z向进给至z-37n260 x37x方向进给至x37n270 x48x向退刀至x48处n280 z-32z向进给至z-32n290 x46x向退刀至x46处n300 x36 z-33.82切槽刀进给至（36，-33.82）n310 z-37.18z向进给至z-37.18n320 x48 z-39.36切槽刀退刀至（48，-39.36）n330 g00 x100 z100退刀至安全位置（100,100）n340 m0程序暂停n350 t0101加工右侧外形n360 m03 s600主轴正转，转速600r/minn370 goo x52 z2刀具快速点定位至循环起点（52,2）n380 g73 u10 r8粗加工切削深度10mm，退刀量8mmn390 g73 p400 q440 u0.5 f0.15精加工余量0.5mmn400 g01 x26 z0外圆刀进给至（26,0）n410 g03 x33.776 z-29.315 r30加工r30的1-2圆弧n420 g02 x32 z-31.829 r5加工r5的2-3圆弧n430 g01 x32 z-39精加工32的外圆n440 x48 x像退刀至x48n450 g00 x100 z100退刀至安全位置（100,100）n460 m0程序暂停（进行粗加工结束后的外圆尺寸测量）n470 t0101n480 m03 s1200主轴正转，转速1200r/minn490 g00 x52 z2刀具快速点定位至循环起点（52,2）n500 g70 p400 q440 f0.05精加工循环n510 g00 x100 z100退刀至安全位置（100,100）n520 m0程序暂停（进行精加工结束后的外圆尺寸测量）n530 t0606加工内形n540 m03 s500主轴正转，转速500r/minn550 g00 x17 z2刀具快速点定位至循环起点（17,2）n560 g71 u1 r1粗加工切削深度1mm，退刀量1mmn570 g71 p260 q300 u-0.5 f0.15精加工余量：0.5mmn580 g01 x32镗孔刀进给至（32,2）n590 z0刀具进给至端面（32,0)n600 x30 z-1 精加工c1倒角n610 z-5精加工30的内孔n620 x25.5x像退刀至x25.5处n630 x22.5 z-6.5精加工c2倒角n640 z-22精加工22.5的轮廓，车长2mmn650 g00 x100 z100退刀至安全位置（100,100）n660 m0程序暂停（进行粗加工结束后的内孔尺寸测量）n670 t0606n680 m03 s600主轴正转，转速600r/minn690 goo x17 z2刀具快速点定位至循环起点（17,2）n700 g70 p260 q300 f0.05精加工循环n710 goo x100 z100退刀至安全位置（100,100）n720 m0程序暂停（进行精加工结束后的内孔尺寸测量）n730 t0202切内槽n740 m03 s400主轴正转，转速400r/minn750 g00 x21 z2刀具快速点定位至循环起点（21,2）n760 g00 z-18z向快速点定位至z-18n770 g01 x26 f0.05切槽刀直线进给至x26n780 z-20z向进给至z-20n790 x21x向退刀至x21处n800 g00 z5刀具快速点定位至点（21,5）n810 g00 x100 z100退刀至安全位置（100,100）n820 m0程序暂停（主轴停转，进行槽尺寸测量）n830 t0707车内螺纹n840 m03 s200主轴正转，转速200r/minn850 g00 x21 z2刀具快速点定位至循环起点（21,2）n860 g92 x23 z-17 f1.5车削螺纹第1刀，螺距1.5n870 x23.4车削螺纹第2刀n880 x23.7车削螺纹第3刀n890 x23.9车削螺纹第4刀n900 x24车削螺纹至螺纹大径n910 g00 x100 z100退刀至安全位置（100,100）n920 m30程序结束（使用螺纹塞规检验合格与否）6. 工件加工理论知识（1）加工准备1）查看准备好的毛抷的尺寸。2）开机完成后让刀塔退回安全位置。3）将编写完成并确认无误的程序手动输入系统，通过控制面板上空运行的按键空刀轨走一遍程序，确认完全没有问题才可以装夹工件正式加工。4）将毛坯用卡盘固定完全，可以在毛坯上敲打敲打确定无松动。毛坯伸出长度大约55cm，这样就可以车削工件左端的轮廓了。5）根据需要，外圆车刀对应t01刀位装夹好，内孔刀、割断刀、内螺纹刀分别对应t06、t03、t07号刀位。6）对应刀具装夹完成，可以将各把刀的刀具补偿输入到系统中，刀具补偿涉及到位置及刀尖圆弧半径等参数，每次装夹完刀具记得对刀，设刀补。7. 操作注意事项1）刀具在装夹过程中，要最大程度的使得刀具刀尖同主轴的中心线齐平，镗刀比起外圆刀在装夹时可以多垫一些贴片，使得它稍稍比主轴中心线高一点。内螺纹刀只需和外圆车刀一样的装夹要求即可。2）加工时要考虑存在刀尖圆弧半径的刀具，也就是需要设刀补，如果没有设刀具半径补偿，加工的内外圆弧会出现一定的误差。3)选择切断刀要考虑刃长是否符合切断要求。4）在车削时，多使用试切、试测来保证尺寸精度。5)加工程序中的合适的换刀点可根据选择的刀具类型和机床自身状况重新设置。（二）数控车中级工零件二项目化工艺设计1. 项目要求此次我们加工的第二类零件是外螺纹内孔类零件，它也是属于中等难度类型的零件。我们可以通过学生对外圆、圆弧、外螺纹、槽与内孔等形状的加工，图样的分析状况，加工方案的合理性，加工之前刀具及测量器材的准备完成度，刀具及工件安装熟练度，加工程序编写的合理及完善程度，以及最终产品的检测方式和操作熟练状况来了解他们是否对此类零件有足够的掌握。2. 考场提前为考生提供加工材料及设备。a.材料准备见表9。表9名称规格数量要求铝棒50mmx100mm1件/考生考场准备b.设备准备见表10。表10 名称规格数量要求三爪卡盘对应工件1副/台三爪卡盘扳手对应机床1副/台四工位立式刀架对应机床1副/台3.考生准备考生需根据下表自备相关器具。表11 序号名称型号数量要求1外圆轮廓粗、精车刀90外圆偏刀1考生自备2内孔轮廓粗、精车刀内孔镗刀13精车内孔刀内孔精车刀14外切槽刀高速钢材质，宽3mm切槽刀15外螺纹刀60螺纹车刀16切断刀切断刀17中心钻a318麻花钻14mm19螺纹环规m30x1.51套10游标卡尺0.02mm/0150mm111百分表分度值为0.01mm112对刀角度样板螺纹刀对刀样板113毛刷114铁屑钩115其它自备4. 图纸分析1）加工名称：外圆、外槽、内孔、外螺纹（如零件图3-3、实体图3-4）图3-3图3-4 （1）图样分析分析零件图可知，该零件主要由外圆、圆弧、外沟槽、内孔、外螺纹等轮廓组成。零件总轴长80mm，左端由内孔、圆弧、外沟槽组成，内孔的直径为26mm、20mm，圆弧半径为r3mm、r2mm、r30mm，外沟槽呈60的t型槽。右端有两处倒角c1c1.5,规格为m30x1.5的外螺纹，零件45、35、20的外圆柱以及圆弧r30的表面粗糙度值要求均为ra1.6um，其他表面粗糙度值要求为ra3.2。由于材料选用的是铝棒，在数控车床加工时不需要做热处理，但是精加工时需要准备切削液冷却包，不仅可以吸收切削产生的热能，还可以保护刀具。（2）难点分析该零件相对比较复杂，需要加工外轮廓、外螺纹、内孔、外圆弧、外沟槽等。其中最大的两大难点，首先是加工外螺纹时无法在第一次就保证能与螺纹环规吻合。其次在于内外轮廓的精度尺寸保证。（3）工艺分析第一个难点的处理方式就是在在编制外螺纹加工程序时，将外螺纹的起刀点坐标和终点坐标根据公式（作为螺纹2外螺纹，小径d=大径d-1.3螺距p）准确计算出来，另外刀具装夹要垂直于主轴，刀尖略微高于主轴轴线为宜。第二个难点的处理方式不是注重于计算，而是采用分步走的原则。粗加工和精加工分为两步走，具体操作如下：1） 以工件右端面的毛坯面（未切削）作为基准装夹固定工件，车削端面，手动对刀。2） 选取匹配规格的钻头钻孔，比要求的尺寸多出3-5mm。3） 外圆的加工过程中，保证外圆的尺寸以及要求的公差，譬如外圆35mm、45mm，内孔20mm、26mm，圆弧r3mm，及长度80mm。4)换刀后加工内孔，保证孔的各项加工精度。5）手动车削对刀，同时保证工件总长。6）粗、精车右端外圆轮廓，保证外圆弧r30mm，倒角c1，c1.5的尺寸要求，螺纹大径比理论值小0.2mm，避免螺纹加工经挤压后变大。1）刀具使用列表12。表12 刀具号刀具规格刀尖半径（mm）加工内容主轴转速(r/min)进给速度(mm/r)数量备注t0190外圆偏刀0.2粗车外圆精车外圆60012000.150.051t023mm高速钢切槽刀0切槽5000.051t03内镗孔刀0.2粗镗内孔精镗内孔5006000.150.051t044mm高速钢切断刀0切断工件5000.051t0560外螺纹刀0车螺纹2001.51t06中心钻0钻中心孔3000.11t07麻花钻0钻孔3000.212）数控加工工艺列表见表13。表13 数控零件加工工艺列表工步号工步内容刀具号刀具规格主轴转速（r/min）进给速度(r/mm)背吃刀量（mm）1钻中心孔6a3中心钻3000.1/2钻孔7麻花钻400/3装夹毛坯，伸出55mm，车平端面1外圆刀10000.10.54粗精加工左侧外形至35处190外圆刀600/12000.15/0.051.5/0.255切槽2切槽刀5000.05/6粗精加工内形3镗刀500/6000.15/0.051/0.257掉头，垫铜皮装夹45外圆，车端面保证总长4外圆刀10000.10.58粗精加工右侧外形1外圆刀600/12000.15/0.051.5/0.259切螺纹退刀槽2切槽刀5000.05/10车螺纹560外螺纹刀2001.5/5. 程序编制（1）加工零件左、右端外轮廓、内孔、外螺纹程序1）设置工件坐标系以外圆定位，用三爪卡盘固定50外圆的铝棒，粗精车削外轮廓和内孔。如零件图所示，工件坐标系设置在在工件端面中心轴线上。2） 基点的坐标值无。3） 加工程序编写程序见表14。表14 手动编写的程序加工说明n10 t0101粗精加工左侧外形n20 m03 s600设置正转，主轴转速600r/minn30 goo x52 z2点定位至坐标点（52,2）n40 g73 u8 r6粗加工开始，保持进刀量8mm退刀量6mmn50 g73 p60 q120 u0.5 f0.15精加工开始，保证0.5mm的余量n60 g01 x35 z0直线进给至（35,0）n70 z-7精加工35 的外圆n80 x41x向退刀至x41n90 g03 x45 z-9 r2精加工r2的圆弧n100 g01 z-33精加工45的外圆n110 g03 x35 z-47 r30精加工r30的圆弧n120 g01 z-48车长1mmn130 g00 x100 z100退刀至安全位置（100,100）n140 m0程序暂停（进行粗加工结束后的外轮廓尺寸测量）n150 t0101n160 m03 s1200设置1200r/min的正转转速n170 g00 x52 z2刀具快速点定位至循环起点（52,2）n180 g70 p60 q120 f0.05精加工循环n190 g00 x100 z100退刀至安全位置（100,100）n200 m0程序暂停（进行精加工结束后的外圆尺寸测量）n210 t0202切梯形槽n220 m03 s500主轴正转，转速500r/minn230 g00 x48 z-20刀具快速点定位至循环起点（48,-20）n240 g01 x36 f0.05x向进给至x36n250 x48x向退刀至x48n260 z-23z向进给至z-23n270 x36 x向进给至x36n280 x48x向退刀至x48n290 z-17z向退刀至z-17n300 x45x向进给至x45n310 x35 z-19.9俢光外沟槽槽底n320 z-23.1z向进给至z-23n330 x47 z-26.56退刀至安全点n340 g00 x100 z100退刀至安全位置（100,100）n350 m0程序暂停n360 t0303粗精加工内形n370 m03 s500主轴正转，转速500r/minn380 goo x17 z2刀具快速点定位至循环起点（17,2）n390 g71 u1 r1粗加工切削深度1mm，退刀量1mmn400 g71 p410 q450 u-0.5 f0.15精加工余量：0.5mmn410 g01 x26刀具进给至（26,2）n420 z0z向进给2mmn430 z-10精加工26的孔n440 g03 x20 z-13 r3精加工r3的内孔圆弧n450 g01 z-20精加工20的内孔n460 g00 x100 z100退刀至安全位置（100,100）n470 m0程序暂停（进行粗加工结束后的内孔尺寸测量）n480 t0303n490 m03 s1200设置正转，主轴转速1200r/minn500 g00 x52 z2刀具快速点定位至循环起点（52,2）n510 g70 p410 q450 f0.05精加工循环n520 g00 x100 z100退刀至安全位置（100,100）n530 m0程序暂停（进行精加工结束后的内孔尺寸测量）n540 t0101粗精加工右侧外形n550 m03 s600主轴正转，转速600r/minn560 g00 x52 z2刀具快速点定位至循环起点（52,2）n570 g73 u15 r10粗加工进刀量15mm退刀量10mmn580 g73 p590 q650 u0.5 f0.15精加工余量0.5mmn590 g01 x18 z0外圆刀进给至（18,0）n600 x20 z-1c1倒角n610 z-15精加工20的外圆n620 x27x向退刀至x27n630 x29.8 z-16.5c1.5倒角n640 z-33z向退刀至z-33n650 x36 x向退刀至x36n660 g00 x100 z100退刀至安全位置（100,100）n670 m0程序暂停（进行粗加工结束后的外圆尺寸测量）n680 t0101n690 m03 s1200设置正转，主轴转速1200r/minn700 goo x52 z2刀具快速点定位至循环起点（52,2）n710 g70 p590 q650 f0.05精加工循环n720 goo x100 z100退刀至安全位置（100,100）n730 m0程序暂停（进行精加工结束后的外圆尺寸测量）n740 t0404切退刀槽，槽宽3mmn750 m03 s500主轴正转，转速500r/minn760 g00 x38 z-33刀具快速点定位至循环起点（38，-33）n770 g01 x26 f0.05切槽刀第一次切槽n780 g01 x40x向退刀至x40n790 g00 x100 z100退刀至安全位置（100,100）n800 m0程序暂停n810 t0505车外螺纹n820 m03 s200主轴正转，转速200r/minn830 g00 x32 z2刀具快速点定位至循环起点（32，2）n840 g92 x29.5 z-31 f1.5车削螺纹第1刀，螺距1.5n850 x29车削螺纹第2刀n860 x28.6车削螺纹第3刀n870 x28.3车削螺纹第4刀n880 x28.1车削螺纹第5刀n890 x28.05车削螺纹第6刀n900 g00 x100 z100退刀至安全位置（100,100）n910 m30程序结束（使用螺纹环规检验合格与否）6. 工件加工理论知识（1）加工准备1）查看准备好的毛抷的尺寸。2）开机完成后让刀塔退回安全位置。3）将编写完成并确认无误的程序手动输入系统，通过控制面板上空运行的按键空刀轨走一遍程序，确认完全没有问题才可以装夹工件正式加工。4）将毛坯用卡盘固定完全，可以在毛坯上敲打敲打确定无松动。毛坯伸出长度大约55cm，这样就可以车削工件左端的轮廓了。5）根据需要，外圆车刀对应t01刀位装夹好，内孔刀、割断刀、内螺纹刀分别对应t03、t02、t05号刀位。6）对应刀具装夹完成，可以将各把刀的刀具补偿输入到系统中，刀具补偿涉及到位置及刀尖圆弧半径等参数，每次装夹完刀具记得对刀，设刀补。7. 操作注意事项1）刀具在装夹过程中，要最大程度的使得刀具刀尖同主轴的中心线齐平，镗刀比起外圆刀在装夹时可以多垫一些贴片，使得它稍稍比主轴中心线高一点。外螺纹刀只需和外圆车刀一样的装夹要求即可。2）加工时要考虑存在刀尖圆弧半径的刀具，也就是需要设刀补，如果没有设刀具半径补偿，加工的内外圆弧会出现一定的误差。3)选择切断刀要考虑刃长是否符合切断要求。4）在车削时，多使用试切、试测来保证尺寸精度。5)加工程序中的合适的换刀点可根据选择的刀具类型和机床自身状况重新设置。（三）数控车中级工零件三项目化工艺设计1.项目要求此次我们加工的第三类零件是外螺纹轴套类零件，它同样也是属于中等难度类型的零件。我们可以通过学生对外圆、外圆弧、外螺纹与内孔等形状的加工，图样的分析状况，加工方案的合理性，加工之前刀具及测量器材的准备完成度，刀具及工件安装熟练度，加工程序编写的合理及完善程度，以及最终产品的检测方式和操作熟练状况来了解他们是否对此类零件有足够的掌握。2.考场提前为考生提供加工材料及设备。a.材料准备见表15。表15名称规格数量要求铝棒50mmx100mm1件/考生考场准备2）设备准备见表16。表16 名称规格数量要求三爪卡盘对应工件1副/台三爪卡盘扳手对应机床1副/台四工位立式刀架对应机床1副/台（2）考生准备考生需根据下表自备相关器具。表17序号名称型号数量要求1外圆轮廓粗、精车刀90外圆偏刀1考生自备2内孔轮廓粗、精加工镗刀内孔镗刀13外螺纹刀60螺纹车刀14切槽刀高速钢材质，宽3mm的切槽刀15切断刀高速钢材质，宽4mm的切断刀16中心钻a317麻花钻14mm18游标卡尺0.02mm/0150mm19百分表分度值为0.01mm110螺纹环规m24x1.51套11对刀角度样板螺纹刀对刀样板112毛刷113铁屑钩114其它自定4. 图纸分析1） 加工名称：外圆、内孔、内锥孔、外圆弧、外螺纹（如下零件图3-5、实体图3-6所示）图3-5图3-6 （1）图样分析如图3-5所示，该零件主要由外圆弧、内孔、内锥面、外螺纹等轮廓组成。零件左端由内孔、内锥面、圆弧组成，内孔的直径为20mm，开口处为60的内锥面，以及外圆弧半径为r40，左端有两处倒角c1；右端由外螺纹、退刀槽及外圆组成，外螺纹规格为m24x1.5mm，外圆直径为32,3mm的退刀槽，外圆的粗糙度ra1.6。零件上由精度较高的尺寸数据如圆柱32mm,内孔20mm，轴向长度42mm。由于材料选用的是铝棒，在数控车床加工时不需要做热处理，但是精加工时需要准备切削液冷却包，不仅可以吸收切削产生的热能，还可以保护刀具。（2）难点分析该零件相对比较复杂，需要加工外圆弧面，内圆弧面、圆锥面等。其中最大的两大难点，首先是加工外螺纹时无法在第一次就保证能与螺纹环规吻合。其次在于内外轮廓的精度保证。（3）工艺分析第一个难点的处理方式就是在在编制外螺纹加工程序时，将外螺纹的起刀点坐标和终点坐标根据公式（作为外螺纹2外螺纹，小径d=大径d-1.3螺距p）准确计算出来，另外刀具装夹要垂直于主轴，刀尖略微高于主轴轴线为宜。第二个难点的处理方式不是注重于计算，而是采用分步走的原则。粗加工和精加工分为两步走，具体操作如下：（1）以工件右端面的毛坯面（未切削）作为基准装夹工件，车削端面，手动对刀。（2）外圆的加工过程中，保证外圆的尺寸以及要求的公差，譬如外圆直径为38、47，圆弧半径为r40mm，内孔220mm及长度82mm。（3）手动车削对刀，同时保证工件总长。（4）粗、精车右端外圆轮廓，保证外螺纹规格为m24x1.5mm尺寸精度和表面粗糙度等要求。1）刀具列表18。 表18刀具号刀具规格数量加工内容刀尖半径（mm）主轴转速(r/min)进给速度(mm/r)备注t0190外圆偏刀1粗、精车轮廓0.260012000.150.05t02内孔镗刀1粗、精车内孔0.25006000.150.05t03宽4mm高速钢割断刀1切断04000.05t05宽3mm高速钢切槽刀1切槽05000.05t0660外螺纹刀1车外螺纹0.22001.5t07中心钻1钻中心孔03000.1t08麻花钻1钻孔03000.22）工艺列表见表19。表19 工步 号工步内容刀具号选用刀具主轴转速（r/min）进给速度(r/mm)背吃刀量（mm）1装夹毛坯，伸出60mm，端面车平t01外圆刀10000.10.52钻孔t08钻头400/3粗精加工左侧外形t01外圆刀600/12000.15/0.051.5/0.254粗精加工内形t02 镗刀500/6000.15/0.051/0.255掉头垫铜皮装夹38外圆,车端面保证总长t01外圆刀10000.10.56粗精加工右侧外形t01外圆刀600/12000.15/0.051.5/0.257切槽t05切槽刀5000.05/8车螺纹t06螺纹刀2001.5/5. 程序编制（1）加工零件右端外轮廓和内孔程序1）设置工件坐标系以外圆定位，用三爪卡盘夹持50外圆的铝棒，粗精车削外轮廓并加工内孔。如零件图所示，工件坐标系设置在在工件端面中心轴线上。2）无基点3）手动编写的加工程序编写程序见表20。表20手动编写的程序加工说明n10 t0101加工左侧外形n20 m03 s600设置正转，主轴转速600r/minn30 goo x52 z2点定位至坐标点（52,2）n40 g73 u9 r6粗加工开始，保证进刀量9mm退刀量6mmn50 g73 p60 q130 u0.5 f0.15精加工开始，保证0.5mm的余量n60 g01 x36 z0直线进给至（36,0）n70 x38 z-1精加工38外圆的倒角c1n80 z-20精加工38 的外圆n90 x45x向退刀至x45n100 x47 z-21精加工47外圆的倒角c