数控机床分类及轴类零件加工论文

目 录 第一章 轴类零件加工工艺分析 型轴类零件的加工工艺 1 控 车 床概述 3 孔工艺 4 纹加工工艺 4 析加工对象 5 具的选择与类型 6 第二章 零件工艺过程卡设计 控加工工艺内容的选择 8 艺过程 8 工工序的划分 9 制工艺过程卡 10 削用量的确定 11 制加工工序卡 12 第三 章 数控车削编程 具加工进给路线的确定 17 制刀具加工路线图 18 零件加工所用刀具 18 程基础 19 附录一 23 结束语 27 致谢 28 参考文献 29 摘 要 此次论文针 对 典型零件的 工艺分析 与加工 及数控的发展 。 数控技术及数控机床在当今机械制造业中的重要地位和巨大效益，显示了其在国家基础工业现代化中的战略性作用，并已成为传统机械制造工业提升改造和实现自动化、柔性化、集成化生产的重要手段和标志。数控技术及数控机床的广泛应用，给机械制造业的产业结构、产品种类和档次以及生产方式带来了革命性的变化。 数控机床是现代加工车间最重要的装备。它的发展是信息技术 (1T)与制造技术 (合发展的结果。 现代的 捷制造和智能制造技术，都是建立在数控技术之上的。 掌握现代数控技术知识是现代机电类专业学生必不可少的。 在 数控加工 中，从零件的设计图纸到零件成品合格交付，不仅要考虑到数控程序的编制，还要考虑到诸如零件加工工艺路线的安排、加工机床的选择、切削刀具的选择、零件加工中的定位装夹等一系列因素的影响，在开始编程前，必须要对零件设计图纸和技术要求进行详细的数控加工工艺分析，以最终确定哪些是零件的技术关键，哪些是数控加工的难点，以及数控程序编制的难易程度。 零件的数控加工工艺分析是编制数控程序中最重要而又 极其复杂的环节，也是数控加工工艺方案设计的核心工作，必须在数控加工方案制定前完成。一个合格的编程人员对数控机床及其控制系统的功能及特点，以及影响数控加工的每个环节都要有一个清晰、全面的了解，这样才能避免由于工艺方案考虑不周而可能出现的产品质量问题，造成无谓的人力、物力等资源的浪费。 全面合理的数控加工工艺分析是提高数控编程质量的重要保障。 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、盘类等回转体零件。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、铰孔等工作。 关键词：切削机床 工艺分析 第一章 轴类零件加工工艺分析 机械加工的目的是将毛坯加工成符合产品要求的零件。通常，毛坯需要经过若干工序才能转化为符合产品要求的零件。一个相同结构相同要求的机器零件，可以采用几种不同的工艺过程完成，但其中总有一种工艺过程在某一特定条件下是最经济、最合理的。 在现有的生产条件下，如何采用经济有效的加工方法，合理地安排加工工艺路线以获得符合产品要求的零件， 最重要的就是要编制出零件的工艺规程。 型轴类零件的加工工艺： 类零件的功用、结构特点 轴类零件是机器中经常遇到的典型零件之一。它在机械中主要用于支承齿轮、带轮、凸轮以及连杆等传动件，以传递扭矩。按结构形式不同，轴可以分为阶梯轴、锥度心轴、光轴、空心轴、曲轴、凸轮轴、偏心轴、各种丝杠等。它主要用来支承传动零部件，传递扭矩和承受载荷。轴类零件是旋转体零件，其长度大于直径，一般由同心轴的外圆柱面、圆锥面、内孔和螺纹及相应的端面所组成。根据结构形状的不同，轴类零件可分为光轴、阶梯轴、空心轴和曲轴等。 轴的长径比小于 5 的称为短轴， 大于 20 的称为细长轴，大多数轴介于两者之间。 本论文所加工的零件 典型轴类零件则属于阶梯轴 。 类零件一般加工要求及方法 ? 轴类零件加工工艺规程注意点 : 轴类零件中工艺规程的制订，直接关系到工件质量、劳动 生产 率和经济效益。一零件可以有几种 不同的加工方法，但 只有某一种较合理，在制订机械加工工艺规程中，须注意以下几点。 1)粗基准选择：有非加工表面，应选非加工表面作为粗基准。对所有表面都需加工的铸件轴，根据加工余量最小表面找正。且选择平整光滑表面，让开浇口处。选牢固可靠表面为粗基准，同时，粗基准不可重复使用。 2)精基准选择：要符合基准重合原则，尽可能选 设计 基准或装配基准作为 定位 基准。符合基准统一原则。尽可能在多数工序中用同一个定位基准。尽可能使定位基准与测量基准重合。选择精度高、安装稳定可靠表面为精基准。 工艺规程制订得是否合理，直接影响工件的质量、劳动生产率和经济效益。一个零件可以用几种不同的加工方法制造，但在一定的条件下，只有某一种方法是较合理的。 轴类零件加工的技术要求 : 尺寸精度轴类零件的主要表面常为两类，一类是与轴承的内圈配合的外圆轴颈，即支承轴颈，用于确定轴的位置并支承轴，尺寸精度要求较高，通常为 一类为与各类传动件配合的轴颈，即配合轴颈，其精度稍低，通常为 几何形状精度主要指轴颈表面、外圆锥面、锥孔等重要表面的圆度、圆柱度。其误差一般应限制在尺寸公差范围内，对于精密轴，需在零件图上另行规定其几何形状精度。 该典型轴类零件长度为 145纹大径为 30度为 25圆锥面的锥度为 20o、长度为 29弧总长为 57径分别有 24镗的孔直径为 28度为 26 相互位置精度包括内、外表面，重要轴面的同轴度、圆的径向跳动、重要端面对轴心线的垂直度、端面间的平行度等。 该典型轴类零件外圆相互位置精度为 间，圆的径向跳动为 面与轴心线保持垂直，两端端面要保持平行。孔的表面与外表面也应保持平行。 表面粗糙度 : 轴的加工表面都有粗糙度的要求，一般根据加工的可能性和经济性来确定。 该典型轴类零件的直径为 52外圆、外圆锥度及孔的内表面的 粗糙度均为 它位置的粗糙度为 在加工该轴类零件时，需采用粗车与精车结合的方法，在粗加工零件表面轮廓时，必须保证 要时需使用刀偏表，对刀具进给时进行误差的控制，有效地减小误差，方能确定该零件在加工精度方面的各种要求。 类零件加工的工艺路线 外圆加工的方法很多，基本加工路线可归纳为四条。 粗车 半精车 精车 对于一般常用材料，这是外圆表面加工采用的最主要的工艺路线。 粗车 半精车 粗磨 精磨 对于黑色金属材料，精度要求高和表面粗糙度值要求较小、 零件需要淬硬时，其后续工序只能用磨削而采用的加工路线。 粗车 半精车 精车 金刚石车 对于有色金属，用磨削加工通常不易得到所要求的表面粗糙度，因为有色金属一般比较软，容易堵塞沙粒间的空隙，因此其最终工序多用精车和金刚石车。 粗车 半精 粗磨 精磨 光整加工 对于黑色金属材料的淬硬零件，精度要求高和表面粗糙度值要求很小，常用此加工路线。 对于本文所加工的典型轴类零件，将采用“粗车 精车”的车削方式，即分别对本零件的两个端面、外圆、螺纹、外圆锥度、切槽、圆弧、镗孔七个步骤进行粗加工和精加工。 控车床概述 控车床特点 数控车床与其他类型的车床相比有下列特点： 1） 通用性强，生产率高，加工精度高且稳定，操作者劳动强度低。 2） 适合于复杂零件的加工。 3） 换批调整方便，适合于多种中小批柔性自动化生产。 4） 便于实现信息流自动化，在数控车床基础上，可实现 算机集成制造系统）。 作内容 根据零件图要求，工作人员进行数控编程，输入到数控车床数控系统；将零件原料按规定要求放置在预定位置上；等数控车床自动生产出产品后，使用测量检测仪器，对有精度误差的产品进行误差补偿 ；日常的车床维护和保养及常用故障排除。 零件的加工所用机床型号、特点及数控系 车 床可以实现轴类、盘类的内外表面，锥面、圆弧、螺纹、镗孔、铰孔加工，也可以实现非圆曲线加工。 本零件将采用 统进行加工： 主要特点 司的数控系统具有高质量、高性能、全功能，适用于各种机床和生产机械的特点 。 孔工艺： 根据工件的加工要求，可选择三种镗削方案。 在一根镗杆上安排粗、精切 镗刀 来分担余量的切除，镗孔后再倒角。 为了不影响生产节拍，两把粗、精切镗刀需同时工作。由于是在镗杆上钻孔及攻丝，进一步削弱了镗杆的刚性及强度。而镗削余量的不均匀分布使得切削力很大，两把镗刀同时工作使机床功率不足，因此不可避免地要引起切削振动，无法满足工件加工精度和表面粗糙度要求。 在同一根镗杆上安排粗、精切镗刀来分担余量的去除：其中任何两把刀都不得同时工作。采用该方案虽然可降低切削力，但镗杆长 度增加了两倍，造成镗杆刚性不足；同时单件加工工时也增加了一倍，保证不了生产节拍。 安排两台机床，即增加一台半精镗床来分担余量的精加工。该方案虽可解决问题，但工件加工成本太高。 对于本零件中的孔，将采用镗刀对其进行加工，并安排粗、精镗来分担余量的切除，镗孔后再倒角。 纹加工工艺 通螺纹的尺寸分析 数控车床对普通螺纹的加工需要一系列尺寸，普通螺纹加工所需的尺寸计算分析主要包括以下两个方面： 螺纹加工前工件直径 考虑螺纹加工牙型的膨胀量，螺纹加工前工件直径 D/d 螺纹大 径减 距，一般根据材料变形能力小取比螺纹大径小 螺纹加工进刀量 螺纹加进刀量可以参考螺纹底径，即螺纹刀最终进刀位置。 螺纹小径为：大径倍牙高；牙高 =P 为螺距） 螺纹加工的进刀量应不断减少，具体进刀量根据刀具及工作材料进行选择。 通螺纹的编程加工 在目前的数控车床中，螺纹切削一般有三种加工方法： 进式切削方法、 进式切削方法和 进式切削方法 ，由于切削方法的不同，编程方法不同，造成加工误差也不同。我们在操作使 用上要仔细分析，争取加工出精度高 的零件。 进式切削方法，由于两侧刃同时工作，切削力较大，而且排削困难，因此在切削时，两切削刃容易磨损。在切削螺距较大的螺纹时，由于切削深度较大，刀刃磨损较快，从而造成螺纹中径产生误差；但是其加工的牙形精度较高，因此一般多用于小螺距螺纹加工。由于其刀具移动切削均靠编程来完成，所以加工程序较长；由于刀刃容易磨损，因此加工中要做到勤测量。 进式切削方法，由于为单侧刃加工，加工刀刃容易损伤和磨损，使加工的螺纹面不直，刀尖角发生变化，而造成牙形精度较差。但由于其为单侧刃工作，刀具负载较小，排屑容易 ，并且切削深度为递减式。因此，此加工方法一般适用于大螺距螺纹加工。由于此加工方法排屑容易，刀刃加工工况较好，在螺纹精度要求不高的情况下，此加工方法更为方便。在加工较高精度螺纹时，可采用两刀加工完成，既先用 工方法进行粗车，然后用 工方法精车。但要注意刀具起始点要准确，不然容易乱扣，造成零件报废。 进式切削方法，螺纹切削循环同 纹切削一样，在进给保持状态下，该循环在完成全部动作之后再停止动作。 螺纹加工完成后可以通过观察螺纹牙型判断螺纹质量及时采取措施，当螺纹牙顶未尖时，增加刀的切 入量反而会使螺纹大径增大，增大量视材料塑性而定，当牙顶已被削尖时增加刀的切入量则大径成比例减小，根据这一特点要正确对待螺纹的切入量，防止报废。 本零件中螺纹的切削加工就采用 螺纹切削循环加工的方法，并且使用粗车与精车结合切削方式（精加工余量为 须先倒角后车螺纹。 析加工对象（零件图样） 在设计零件的加工工艺规程时，首先要对加工对象进行深入分析。对于数控车削加工应考虑以下几方面： 成零件轮廓的几何条件 在车削加工中手工编程时，要计算每个节点坐标；在自动编程时，要对构成 零件轮廓所有几何元素进行定义。因此在分析零件图时应注意： 零件图上是否漏掉某尺寸，使其几何条件不充分，影响到零件轮廓的构成； 零件图上的图线位置是否模糊或尺寸标注不清，使编程无法下手； 零件图上给定的几何条件是否不合理，造成数学处理困难。 零件图上尺寸标注方法应适应数控车床加工的特点，应以同一基准标注尺寸或直接给出坐标尺寸。 寸精度要求 分析零件图样尺寸精度的要求，以判断能否利用车削工艺达到，并确定控制尺寸精度的工艺方法。 在该项分析过程中，还可以同时进行一些尺寸的换算，如增量尺寸 与绝对尺寸及尺寸链计算等。在利用数控车床车削零件时，常常对零件要求的尺寸取最大和最小极限尺寸的平均值作为编程的尺寸依据。 状和位置精度的要求 零件图样上给定的形状和位置公差是保证零件精度的重要依据。加工时，要按照其要求确定零件的定位基准和测量基准，还可以根据数控车床的特殊需要进行一些技术性处理，以便有效的控制零件的形状和位置精度。 面粗糙度要求 表面粗糙度是保证零件表面微观精度的重要要求，也是合理选择数控车床、刀具及确定切削用量的依据。 料与热处理要求 零件图样上给 定的材料与热处理要求，是选择刀具、数控车床型号、确定切削用量的依据。 具的选择与类型 具的选择 数控加工对夹具主要有两大要求：一是夹具应具有足够的精度和刚度；二是夹具应有可靠的定位基准。选用夹具时，通常考虑以下几点： （ 1）尽量选用可调整夹具、组合夹具及其它通用夹具，避免采用专用夹具，以缩短生产准备时间。 （ 2）在成批生产时才考虑采用专用夹具，并力求结构简单。 （ 3）装卸工件要迅速方便，以减少机床的停机时间。 （ 4）夹具在机床上安装要准确可靠，以保证工件在正确的位置上加工。 本次设计采 用普通的三爪自动定心卡盘，其工作效率高，使用方便、准确度高。由图 1视。 具的类型 数控车床上的夹具主要有两类：一类用于盘类或短轴类零件，工件毛坯装夹在带可调卡爪的卡盘（三爪、四爪）中，由卡盘传动旋转；另一类用于轴类零件，毛坯装在主轴顶尖和尾架顶尖间，工件由主轴上的拨动卡盘传动旋转 件的安装 数控机床上零件的安装方法与普通机床一样，要合理选择定位基准和夹紧方案，注意以下两点： （ 1）力求设计、工艺与编程计算的基准统一，这样有利于编程时数值计算的简便性和精确性。 （ 2）尽量减少 装夹次数，尽可能在一次定位装夹后，加工出全部待加工表面。 由于本次设计的零件属于短轴类零件，故采用三爪自定心卡盘装夹。其安装方便、安装精度较高，图1视。 图 1二章 零件工艺过程卡设计 控加工工艺内容的选择 在选择时，一般可按下列顺序考虑： （ 1）通用机床无法加工的内容应作为优先选择的内容； （ 2）通用机床难加工，质量也难保证的内容应作为重点选择的内容； （ 3）通用机床加工效率低、工人手工操作劳动强度大的内容，可在数控机床尚存在富裕加工能力时选择。 工艺规程是指导施工的技术文 件。一般包括以下内容：零件加工的工艺路线，各工序的具体加工 内容，切削用量、工时定额以及所采用的设备和工艺装备等。 工艺规程的主要内容 1)产品特征，质量标准。 2)原材料、辅助原料特征及用于生产应符合的质量标准。 3)生产工艺流程。 4)主要工艺技术条件、半成品质量标准。 5)生产工艺主要工作要点。 6)主要技术经济指标和成品质量指标的检查项目及次数。 7)工艺技术指标的检查项目及次数 。 8)专用器材特征及质量标准。 艺过程 在生产过程中，那些与有原材料转变为产品直接相关的过程称为工艺过程。它包 括毛坯制造、零件加工、热处理、质量检验和机器装配等。而为保证工艺过程正常进行所需要的刀具、夹具制造，机床调整维修等则属于辅助过程。在工艺过程中，以机械加工方法按一定顺序逐步地改变毛坯形状、尺寸、相对位置和性能等，直至成为合格零件的那部分过程称为机械加工工艺过程。 为了便于工艺规程的编制、执行和生产组织管理，需要把工艺过程划分为不同层次的单元。它们是工序、安装、工位、工步和走刀。其中工序是工艺过程中的基本单元。零件的机械加工工艺过程由若干个工序组成。在一个工序中可能包含有一个或几个安装，每一个安装可能包含一个 或几个工位，每一个工位可能包含一个或几个工步，每一个工步可能包括一个或几个走刀。 工序 一个或一组工人，在一个工作地或一台机床上对一个或同时对几个工件连续完成的那一部分工艺过程称为工序。划分工序的依据是工作地点是否变化和工作过程是否连续。例如，在车床上加工一批轴，既可以对每一根轴连续地进行粗加工和精加工，也可以先对整批轴进行粗加工，然后再依次对它们进行精加工。在第一种情形下，加工只包括一个工序；而在第二种情形下，由于加工过程的连续性中断，虽然加工是在同一台机床上进行的，但却成为两个工序。工序是组成工艺过程 的基本单元，也是生产计划的基本单元。 本论文中所加工的典型轴类零件将分五个工序来完成整个加工过程。 安装 在机械加工工序中，使工件在机床上或在夹具中占据某一正确位置并被夹紧的过程，称为装夹。有时，工件在机床上需经过多次装夹才能完成一个工序的工作内容。 在数控车床上加工本零件将采用卡盘进行装夹，在加工必要时将采用钻头进行辅助加工。 工位 采用转位（或移位）夹具、回转工作台或在多轴机床上加工时，工件在机床上一次装夹后， 要经过若干个位置依次进行加工，工件在机床上所占据的每一个位置上所完成的那一部分工序就称为工位。 简单来说，工件相对于机床或刀具每占据一个加工位置所完成的那部分工序内容，称为工位。为了减少因多次装夹而带来的装夹误差和时间损失，常采用各种回转工作台、回转夹具或移动夹具，使工件在一次装夹中，先后处于几个不同的位置进行加工。 工步 在加工表面不变，加工工具不变的条件下，所连续完成的那一部分工序内容称为工步。生产中也常称为 “进给 ”。整个工艺过程由若干个工序组成。每一个工序可包括一个工步或几个工步。每一个工步通常包括一个工作行程，也可包括几个工作行程。为了提高生产率，用几把刀具同时加工几个加工表面的工步，称为复 合工步，也可以看作一个工步，例如，组合钻床加工多孔箱体孔。 走刀 加工刀具在加工表面上加工一次所完成的工步部分称为走刀。例如轴类零件如果要切去的金属层很厚，则需分几次切削，这时每切削一次就称为一次走刀。因此在切削速度和进给量不变的前提下刀具完成一次进给运动称为一次走刀。 工工序的划分 数控 加工 工序 的划分一般可按下列方法进行。 （ 1）刀具集中分序法 就是按所用刀具划分工序，用同一把刀具加工完零件上所有可以完成的部位。在用第二把刀、第三把完成它们可以完成的其它部位。这样可减少换刀次数 ,压缩空程时间，减少不必要的定位误差。 （ 2）以加工部位分序法 对于加工内容很多的零件，可按其结构特点将加工部分分成几个部分，如内形、外形、曲面或平面等。一般先加工平面、定位面，后加工孔；先加工简单的几何形状，再加工复杂的几何形状；先加工精度较低的部位，再加工精度要求较高的部位。 （ 3）以粗、精加工分序法 对于易发生加 工变形的零件，由于粗加工后可能发生的变形而需要进行校形，故一般来说凡要进行粗、精加工的都要将工序分开。 综上所述，在划分工序时，一定要视零件的结构与工艺性，机床的功能，零件数控加工内容的多少，安装次数及本单位生产组织状况灵活掌握。另建议采用工序集中的原则还是采用工序分散的原则，要根据实际情况来确定，但一定力求合理。而本文中的零件则需采用第二种方法，即“以加工部位分序法”，该零件由螺纹、圆锥、槽、圆弧、镗孔五部分组成，分别用不同的加工刀具，所以用这种分序法最为合适。运用编制加工工艺过程卡与工序卡的方式来叙述本 零件的加工，显得简易明了，通俗易懂，是数控加工本零件的必然要求。 制工艺过程卡 现代制造技术系 机械加工 工艺卡 产品 名称 图号 零件名称 典型轴类零件 共 1 页 第 1 页 毛坯种类 圆钢 材料牌号 45 号钢 毛坯尺寸 5550号 工种 工步 工艺内容 备注 工具 夹具 刀具 量具 1 下料 55卡盘 游标卡尺、千分尺 2 车 床 车端面、外圆、倒角 粗车一端面、外圆、倒角 中 心 钻 卡 盘 外圆刀 3 精车一端面 、外圆、倒角 4 车圆锥 粗车圆锥 外 圆 车刀 5 精车圆锥 6 车螺纹 粗车螺纹 螺纹刀 7 精车螺纹 8 车槽 粗车车槽 切槽刀 9 精车车槽 10 圆弧插补 粗车圆弧 尖刀 11 精车圆弧 12 镗孔 镗孔（粗车） 镗刀 13 镗孔（精车） 削用量的确定 吃刀量 在工艺系统刚度和机床功率允许的情况下，尽可能选取较大的背吃刀量，以 减少进给 次 数。当零件精度要求较高时，则应考虑留出精车余量，其所留的精车余量一般比普通车削时所留余量小，。本零件属于典型轴类零件，其中包含了螺纹、圆锥、切槽、圆弧、镗孔等工艺内容，其背吃刀量分别为：粗加工表面为 加工表面为 工圆锥、切槽及圆弧的背吃刀量与加工表面时一样，粗镗孔为 镗孔为 纹则为：粗车 车 给量 f（有些数控机床用进给速度 进给量 f 的选取应该与背吃刀量和主轴转速相适应。在保证工件加工质量的前提下，可以选择较高的进给 速度（ 2000 /下）。在切断、车削深孔或精车时，应选择较低的进给速度。当刀具空行程特别是远距离“回零”时，可以设定尽量高的进给速度。 粗车时，一般取 f= /r，精车时常取 f= /r，切断时 f= /r。 本论文中加工该典型轴类零件采用的进给量为：粗加工表面（圆锥、圆弧、切槽等）为 加工表面为 镗孔为 镗孔为 纹粗车为 纹精车为 轴转速的确定 （ 1）光车外圆时主轴转速 光车外圆时主轴转速应根据零件上被加工部位的直径，并按零件和刀具材料以及加工性质等条件所允许的切削速度来确定。加工本零件时的主轴转速为：粗加工时 500、精加工时 800。 （ 2）车螺纹时主轴的转速 在车削螺纹时，车床的主轴转速将受到螺纹的螺距 P（或导程）大小、驱动电机的升降频特性，以及螺纹插补运算速度等多种因素影响，故对于不同的数控系统，推荐不同的主轴转速选择范围。大多数经济型数控车床推荐车螺纹时的主轴转速 n(r/： n （ 1200/P） k (5式中 P 被加工螺纹螺距，； k 保险系数，一般取为 80。 加工该典型轴类零件时的主轴转速为：粗车时 500、精车时 800。 制加工工序卡 数控加工工序卡 1 零件名称 典型轴类 零件图号 图 1 夹具名称 卡盘 设备名称及型号 数控车床 料名称及牌号 45 号钢 硬度 序名称 加工螺纹 工序号 1 工步号 工步内容 切削用量 刀具 量具 n f 号 名称 名称 1 粗车端面 500 0 14 1 5 1 标卡尺 2 精车端面 800 0 04 0 1 1 分尺 3 粗车外圆 500 0 14 1 5 1 标卡尺 4 精车外圆 800 0 04 0 1 1 分尺 5 倒角 500 0 14 1 5 1 6 粗车螺纹 500 0 08 1 25 2 标卡尺 7 精车螺纹 800 0 03 0 1 2 分尺 数控加工工序卡 2 零件名称 典型轴类 零件图号 图 2 夹具名称 卡盘 设备名称及型号 数控车床 料名称及牌号 45 号钢 硬度 序名称 加工圆锥 工序号 2 工步号 工步内容 切削用量 刀具 量具 n f 号 名称 名称 1 粗车外圆 500 0 14 1 5 圆车刀 游标卡尺 2 精车外圆 800 0 04 0 1 圆车刀 千分尺 3 倒角 500 0 14 1 5 圆车刀 4 粗车圆锥 500 0 14 1 5 圆车刀 游标卡尺 5 精车圆锥 800 0 04 0 1 圆车刀 千分尺 数控加工工序卡 3 零件名称 典型轴类 零件图号 图 3 夹具名称 卡盘 设备名称及型号 数控车床 料名称及牌号 45 号钢 硬度 序名称 切槽 工序号 3 ? 工步号 工步内容 切削用量 刀具 量具 n f 号 名称 名称 1 车槽（粗车） 500 0 14 1 5 槽刀 游标卡尺 2 车槽（精车） 800 0 04 0 01 槽刀 千分尺 数控加工工序卡 4 零件名称 典型轴类 零件图号 图 4 夹具名称 卡盘 设备名称及型号 数控车床 料名称及牌号 45 号钢 硬度 序名称 车圆弧 工序号 4 ? 工步号 工步内容 切削用量 刀具 量具 n f 号 名称 名 称 1 粗车端面 500 0 14 1 5 圆车刀 游标卡尺 2 精车端面 800 0 04 0 01 圆车刀 千分尺 3 粗车外圆 500 0 14 1 5 圆车刀 游标卡尺 4 精车外圆 800 0 04 0 01 圆车刀 千分尺 5 粗车圆弧 500 0 14 1 5 刀 游标卡尺 6 精车圆弧 800 0 04 0 01 刀 千分尺 数控加工工序卡 5 零件名称 典型轴类 零件图号 图 5 夹具名称 卡盘 设备名称及型号 数控车床 料名称及牌45 号钢 硬度 序名称 镗孔 工序号 5 ? 号 工步号 工步内容 切削用量 刀具 量具 n f 号 名称 名称 1 镗孔（粗车） 500 0 09 1 25 刀 游标卡尺 2 镗孔（精车） 800 0 04 0 25 刀 千分尺 第三章 数控车削编程 具加工进给路线的确定： (1)合理安排“回零”路线 在手工编制较复杂轮廓的加工程序时，为使其计算过程尽量简化，既不易出错，又便于校核，编程者有时将每一刀加工完后的刀 具终点通过执行“回零”（即返回对刀点）指令，使其全都返回到对刀点位置，然后再进行后续程序。这样会增加走刀路线的距离，从而大大降低生? 产效率。因此，在合理安排“回零”路线时，应使其前一刀终点与后一刀起点间的距离尽量减短，或者为零，即可满足走刀路线为最短的要求。 (2)切削进给路线短，可有效地提高生产效率，降低刀具损耗等。在安排粗加工或半精加工的切削进给路线时，应同时兼顾到被加工零件的刚性及加工的工艺性 等要求，不要顾此失彼 (3)图 3粗车工件时几种不同切削进给路线的安排示例。其中，图 3a)表示利用数控系统具有的封闭式复合循环功能而控制车刀“沿着工件轮廓”进行走刀的路线；图 3-1(b)为利用其程序循环功能安排的“三角形”走刀路线；图 3c)为利用其矩形循环功能而安排的“矩形”走刀路线。 (a)沿工件轮廓走刀 (b)“ 三角形 ” 走刀 (c)“ 矩形 ” 走刀 图 3走刀路线示例 本文零件的加工刀具进给路线为“沿工件轮廓走刀 ”，因为本零件属于典型轴类零件，结合了螺纹、圆锥、槽、圆弧和孔五个工艺，如果采用“矩形”走刀或“三角形”走刀，不论是走刀路线或是工艺编程将会非常麻烦，而采用“沿工件轮廓走刀”就会避免这样的问题，使整个加工过程变得简单易操作。 制刀具加工路线图 ： 刀具加工路线图 零件加工所用刀具： 外圆车刀（ 切槽刀（ 尖刀（ 螺纹刀（ 镗刀（ 车刀按用途分为外圆车刀、端面车刀、内孔车刀、切断刀、切槽刀等多种形式。外 圆 车刀用于加工外圆柱面和外圆锥面，它分为直头和弯头两种。弯头车刀通用性较好，可以车削外圆、端面和倒棱。外圆车刀又可分为粗车刀、精车刀和宽刃光刀，精车刀刀尖圆弧半径较 大，可获得较小的残留面积，以减小表面粗糙度；宽刃光刀用于低速精车；当外圆车刀的主偏角为 90 度时，可用于车削阶梯轴、凸肩。端面及刚度较低的细长轴。外圆车刀按进给方向又分为左偏刀和右偏刀 。 车刀在结构上可分为整体车刀、焊接车刀和机械夹固式车刀。整体车刀主要是整体高速钢车刀，截面为正方形或矩形，使用时可根据不同用途进行刃磨；整体车刀耗用刀具材料较多，一般只用作切槽。切断刀使用。焊接车刀是将硬质合金刀片用焊接的方法固定在普通碳钢刀体上。它的优点是结构简单、紧凑、刚性好、使用灵活、制造方便，缺点是由于焊接产生的应力会 降低硬质合金刀片的使用性能，有的甚至会产生裂纹。机械夹固车刀简称机夹车刀，根据使用情况不同又分为机夹重磨车刀和机夹可转位车刀。 序号 名称 刀具号 1 外圆车刀 螺纹刀 切槽刀 尖刀 镗刀 程基础 径编程和半径编程 数控车床加：工的是回转体类零件，其横截面为圆形，所以尺寸有直径指定和半径指定两种方法。当用直径值编程时，称为直径编程法：用半径值编程时，称为半径编程法。用半径、直径编程法编辑其程序如 下： 半径编程： *Z* （绝对指令编程） *Z* （增量指令编程） 直径编程： Z* （绝对指令编程） Z*（增量指令编程） 数控车床出厂时一般设定为直径编程。如需用半径编程，要改变系统中相关参数，使系统处于半径编程状态；本章以后，若非特 殊说明，各例均为直径编程。 注：当用半径或直径编程法时，系统参数中（机床参数）“直径编程半径编程”，要设为“ 1 或“ 0”了。 控机床常用编程指令（功能字） F 功能 F 功 能指令用于控制切削进给量。在程序中表示每分钟进给量 编程格式 F 后面的数字表示的是每分钟进给量，单位为 mm/ 例： 100 表示进给量为 100mm/ S 功能 S 功能指令用于控制主轴转速。 编程格式 S S 后面的数字表示主轴转速，单位为 r/具有恒线速功能的机床上， S 功能指令还有如下作用。 1)最高转速限制 编程格式 S 后面的数字表示的是最高转速： r/ 例： 3000 表示最高转速限制为 3000r/ 2)恒线速取消 编程格 式 S 后面的数字表示恒线速度控制取消后的主轴转速，如 S 未指定，将保留 最终值。 例： 3000 表示恒线速控制取消后主轴转速 3000 r/ T 功能 T 功能指令用于选择加工所用刀具。 编程格式 T T 后面通常有两位数表示所选择的刀具号码。但也有 T 后面用四位数字，前两位是刀具号，后两位是刀具长度补偿号，又是刀尖圆弧半径补偿号。 例： 示选用 3 号刀及 3 号刀具长度补偿值和刀尖圆弧半径补偿值。 示取消刀具补偿。 M 功能 程序暂停，可用 动命令（ 程序继续运行； 轴顺时针旋转； 轴旋转停止； 却液开； 序停止，程序复位到起始位置。 G 指令 1）快速定位指令 00 指令命令机床以最快速度运动到下一个目标位置，运动过程中有加速和减速，该指令对运动轨迹没有要求。其指令格式： (U)_ Z(W)_； 当用绝对值编程时， X、 Z 后面的数值是目标位置在工件坐标系的坐标。当用相对值编程时， U、 2）直线插补指令 01 指令命令机床刀具以一定的进给速度从当前所在位置沿直线移动到指令给出的目标位置。 指令格式： (U)_Z(W)_F ； 其中 F 是切削进给率或进给速度，单位为 mm/r 或 mm/决于该指令前面程序段的设置。使用令时可以采用绝对坐标编程，也可采用相对坐标编程。当采用绝对坐编程时，数控系统在接受 具将移至坐标值为 X、 Z 的点上；当采用相对坐编程时，刀具移至距当前点的距离为 U、 3）圆弧插补指令 圆弧插补指令命令刀具在指定平面内按给定 的 F 进给速度作圆弧插补运动，用于加工圆弧轮廓。圆弧插补命令分为顺时针圆弧插补指令 逆时针圆弧插补指令 种。其指令格式如下： 顺时针圆弧插补的指令格式： (U)_Z(W)_ (U)_Z(W)_； 逆时针圆弧插补的指令格式： (U)_Z(W)_ (U)_Z(W)_； 使用圆弧插补指令，可以用绝对坐标编程，也可以 用相对坐标编程。绝对坐标编程时， X、 Z 是圆弧终点坐标值；增量编程时， U、 W 是终点相对始点的距离。圆心位置的指定可以用 R，也可以用 I、 K，R 为圆弧半径值； I、 K 为圆心在 X 轴和 Z 轴上相对于圆弧起点的坐标增量 ; F 为沿圆弧切线方向的进给率或进给速度。 当用半径 R 来指定圆心位置时，由于在同一半径 R 的情况下，从圆弧的起点到终点有两种圆弧的可能性，大于 180和小于 180两个圆弧。为区分起见，特规定圆心角 180时，用“ +R”表示； 180时，用“ 注意： R 编程只适于非整圆的圆弧插补的情况，不适于整圆加 工。 4） 外 圆 粗车固定循环 . 格式 d)R(e)( u)W( w)F(f)S(s)T(t)N(序号 程序段 ,指定 A 及 B 间的移动指令。 _N( d:切削深度 (半径指定 )不指定正负符号。切削方向依照 的方向决定，在另一个值指定前不会改变。 统参数（ 定。e:退刀行程本指定是状态指定，在另一个值指定前不会改变。 统参数（ 定。 加工形状程序的第一 个段号。 加工形状程序的最后一个段号。 u： X 方向精加工预留量的距离及方向。（直径 /半径） w: Z 方向精加工预留量的距离及方向。 5） 螺纹切削循环 令 直螺纹切削循环 _其中 X、 Z： 在绝对指令时为螺纹终点 C 的坐标位：增量指令时为螺纹终点 C 相对循环起点 A 的移动距离。 R、 E：螺纹收尾长度在 Z、 X 轴方向上的回退量，其为增量。省略时，表示不收尾。 C： 螺纹头数，取 省略时，为单头螺纹。 P： 单头螺纹时，为主轴基脉冲处距离切削 起点的主轴转角（缺省值为 0 ) ; 多头螺纹时为相邻螺纹头的切削起改之间对应的主轴转角。 F：为螺纹导程 . 附录一 00 500 03; 08; 00 2; 01 50; 00 100; 00 100; 00 100; 05; 00; 00 800 00 0; 01 80; 01 70; 01 100; 70; 70; 100; 70; 00 05; 00; 00 600 03; 08; 00 01 70; 92 2; 00 100; 05; 00; 00 600 03; 08; 00 01 100; 70; 120; 70; 120; 70; 120; 00 05; 00; 00 600 03; 08; 002; 01120; 100; 50; 00 100; 05; 00; 00 600 03; 08; 00 2; 100; 05; 00; 00 600 03; 08; 00 2; 01 2 03 24 02 9 03 8 01 120; 100; 00 05; 00; 00 600 03; 08; 00 2; 80; 00 05; 00; 00 3; 01 01 00 100; 05; 30; 总 结 数字控制机床是用数字代码形式的信息 (程序指令 )，控制刀具按给定的工作程序、运动速度和轨迹进行自动加工的机床，简称数控机床。 对于数控加工 ,无论是手工编程还是自动编程，在 编程前都要对所加工的零件进 行工艺分析，拟定加工方案