(精品论文)毕业论文 数控车削加工

毕业设计说明书题 目 数控车削加工 目 录一、 绪论 3二、 毕业设计任务 . 9三、 二维图. 15四、 三维图. 16五、 零件的工艺分析 17六、 选择设备21七、 切削用量的确定 24八、 刀具选择 26九、 数控加工工艺卡30十、 零件粗精加工手工编程 31十一、 刀具轨迹路径 32十二、 数控仿真报告 33十三、 设计小结 35十四、 参考文献.36一、绪论一般了解：数控机床的组成、数控机床的优缺点、数控机床的发展趋势一、 数字控制：用数字化信号对机床的运动及其加工过程进行控制的一种控制方法。数控机床：国际信息处理联盟（IFIP）第五技术委员会，对数控机床作了如下定义：一种装了程序控制系统的机床。该系统能逻辑的处理具有使用号码或其他符号编码指令规定的程序。二、 数控机床的产生与发展：1.产生：1、传统的生产方法已满足不了生产需求（1) 单件小批量生产占70%，一般用试切法，技术水平要求高，劳动强度大，精度不高，无法实现自动化。如：普通车、铣、刨、磨床等（2) 工艺流水作业调整法加工，生产率提高，精度提高，成本低，品种多，采用组合机床，多机床配合，环节出现问题，生产停滞。（3) 自动机床：用凸轮控制，适于生产简单工件，且改型困难 2、社会的需求（1) 品种多样化（2) 零件精度和形状复杂程度不断提高（3) 生产品种的频繁换型 3、技术上的可行性（1) 电子计算机的发明（2) 电子技术的发展a、 现代控制理论的发展b、 各种功能优越件的产生c、 大规模集成电路的出现（3) 新颖机械结构的出现a、 滚珠丝杠代替普通丝杠，动作更灵活，间隙更小，精度提高b、 滚动导轨代替滑动导轨，移动灵活，克服爬行和前冲现象（4) 机床动态特性的研究成果使机床的刚度更好，主轴转速更高，抗振性提高由于生产的发展要求出现新的生产工具，而在技术上又已具备了条件，于是在1948年，美国帕森斯公司提出应用计算机控制机床加工的设想，并与麻省理工学院合作进行研制工作。1952年试制成功第一台三坐标立式数控铣床。1958年我国开始研制数控机床。2.发展： 19521959年，电子管制成数控机床控制系统 19591965年，晶体管制成数控机床控制系统 19651970年，小规模集成电路 19701974年，大规模集成电路 1974 ，微型计算机三、 数控机床的组成：数字控制计算机PC控制部分伺服系统液压、气动系统机械部分数字控制计算机：处理加工程序，输出各种信号，控制机床完成各种运动。 PC控制部分：介于控制计算机和机械、液压部件之间的控制系统，接受计算机输出的指令信号，经过编译、逻辑判断、功率放大后，直接驱动相应的电器、液压、气动和机械部件，完成相应的动作。 以上两部分加上输入输出设备、驱动装置等可以和称为计算机数控系统（Computerized NumericalControl System）也可简为CNC系统。目前通常所说的数控系统，一般均指计算机数控系统。 液压、气动系统：辅助装置，用来实现润滑、冷却、夹紧、转位、排屑等能。 机械部分：包括主运动部件（主轴）、进给运动执行部分（工作台、拖板、床身等） 伺服系统：根据CNC发来的速度和位移指令，控制执行部件的进给速度、方向、位移。四、 数控机床的加工运动：主运动（控制主运动可以得到合理的切削速度）一般指主轴转速。 数控机床需要无级变速，一般采用变频器控制变频电机来实现无级变速。如：XKA714采用日本安川变频器，河北变频电机。进给运动（控制进给运动可以得到不同的加工表面）用伺服电机或步进电机来控制丝杠的转动，从而带动工作台或刀具在二维、三维空间内进行移动，加工出各种曲面。五、 数控机床的优缺点：优点：1.精度高，质量稳定 传动精度高（滚珠丝杠），摩擦阻力小（滚动导轨），设有检测元件（矫正误差）程序自动加工，避免认为误差。 2.生产率高，采用高硬度的硬质合金刀具，因而切削速度提高，可实现自动换刀，空行程速度快：15m/min240m/min，因而缩短了辅助时间。 3.功能多，一次装夹可完成多种加工，消除因重复定位而带来的误差。如：数空镗铣床、纵切机床。 4.适应不同零件的自动加工，要换零件品种，只需改变程序。 5.能完成复杂形面的加工，如：螺旋桨面 6.减低劳动强度，有较高经济效益。缺点：1.价格昂贵，一次性投资大 2.维修和操作较复杂数控机床的结构特点：1.增加机床的刚度 2.注重散热和排屑 3.采用滚珠丝杠和滚动导轨，或塑料贴面导轨 4采取了传动消除间隙机构，提高了传动精度六、 分类：数控机床的分类1 按加工工艺方法分类 1.金属切削类数控机床 与传统的车、铣、钻、磨、齿轮加工相对应的数控机床有数控车床、数控铣床、数控钻床、数控磨床、数控齿轮加工机床等。尽管这些数控机床在加工工艺方法上存在很大差别，具体的控制方式也各不相同，但机床的动作和运动都是数字化控制的，具有较高的生产率和自动化程度。 在普通数控机床加装一个刀库和换刀装置就成为数控加工中心机床。加工中心机床进一步提高了普通数控机床的自动化程度和生产效率。例如铣、镗、钻加工中心，它是在数控铣床基础上增加了一个容量较大的刀库和自动换刀装置形成的，工件一次装夹后，可以对箱体零件的四面甚至五面大部分加工工序进行铣、镗、钻、扩、铰以及攻螺纹等多工序加工，特别适合箱体类零件的加工。加工中心机床可以有效地避免由于工件多次安装造成的定位误差，减少了机床的台数和占地面积，缩短了辅助时间，大大提高了生产效率和加工质量。 2.特种加工类数控机床 除了切削加工数控机床以外，数控技术也大量用于数控电火花线切割机床、数控电火花成型机床、数控等离子弧切割机床、数控火焰切割机床以及数控激光加工机床等。 3.板材加工类数控机床 常见的应用于金属板材加工的数控机床有数控压力机、数控剪板机和数控折弯机等。 近年来，其它机械设备中也大量采用了数控技术，如数控多坐标测量机、自动绘图机及工业机器人等。 2 按控制运动轨迹分类 1.点位控制数控机床 位置的精确定位，在移动和定位过程中不进行任何加工。机床数控系统只控制行程终点的坐标值，不控制点与点之间的运动轨迹，因此几个坐标轴之间的运动无任何联系。可以几个坐标同时向目标点运动，也可以各个坐标单独依次运动。 这类数控机床主要有数控坐标镗床、数控钻床、数控冲床、数控点焊机等。点位控制数控机床的数控装置称为点位数控装置。 2.直线控制数控机床 直线控制数控机床可控制刀具或工作台以适当的进给速度，沿着平行于坐标轴的方向进行直线移动和切削加工，进给速度根据切削条件可在一定范围内变化。 直线控制的简易数控车床，只有两个坐标轴，可加工阶梯轴。直线控制的数控铣床，有三个坐标轴，可用于平面的铣削加工。现代组合机床采用数控进给伺服系统，驱动动力头带有多轴箱的轴向进给进行钻镗加工，它也可算是一种直线控制数控机床。 数控镗铣床、加工中心等机床，它的各个坐标方向的进给运动的速度能在一定范围内进行调整，兼有点位和直线控制加工的功能，这类机床应该称为点位/直线控制的数控机床。 3.轮廓控制数控机床 轮廓控制数控机床能够对两个或两个以上运动的位移及速度进行连续相关的控制，使合成的平面或空间的运动轨迹能满足零件轮廓的要求。它不仅能控制机床移动部件的起点与终点坐标，而且能控制整个加工轮廓每一点的速度和位移，将工件加工成要求的轮廓形状。 常用的数控车床、数控铣床、数控磨床就是典型的轮廓控制数控机床。数控火焰切割机、电火花加工机床以及数控绘图机等也采用了轮廓控制系统。轮廓控制系统的结构要比点位/直线控系统更为复杂，在加工过程中需要不断进行插补运算，然后进行相应的速度与位移控制。 现在计算机数控装置的控制功能均由软件实现，增加轮廓控制功能不会带来成本的增加。因此，除少数专用控制系统外，现代计算机数控装置都具有轮廓控制功能。 3 按驱动装置的特点分类1.开环控制数控机床 这类控制的数控机床是其控制系统没有位置检测元件，伺服驱动部件通常为反应式步进电动机或混合式伺服步进电动机。数控系统每发出一个进给指令，经驱动电路功率放大后，驱动步进电机旋转一个角度，再经过齿轮减速装置带动丝杠旋转，通过丝杠螺母机构转换为移动部件的直线位移。移动部件的移动速度与位移量是由输入脉冲的频率与脉冲数所决定的。此类数控机床的信息流是单向的，即进给脉冲发出去后，实际移动值不再反馈回来，所以称为开环控制数控机床。 开环控制系统的数控机床结构简单，成本较低。但是，系统对移动部件的实际位移量不进行监测，也不能进行误差校正。因此，步进电动机的失步、步距角误差、齿轮与丝杠等传动误差都将影响被加工零件的精度。开环控制系统仅适用于加工精度要求不很高的中小型数控机床，特别是简易经济型数控机床。 2.闭环控制数控机床 接对工作台的实际位移进行检测，将测量的实际位移值反馈到数控装置中，与输入的指令位移值进行比较，用差值对机床进行控制，使移动部件按照实际需要的位移量运动，最终实现移动部件的精确运动和定位。从理论上讲，闭环系统的运动精度主要取决于检测装置的检测精度，也与传动链的误差无关，因此其控制精度高。图1-3所示的为闭环控制数控机床的系统框图。图中A为速度传感器、C为直线位移传感器。当位移指令值发送到位置比较电路时，若工作台没有移动，则没有反馈量，指令值使得伺服电动机转动，通过A将速度反馈信号送到速度控制电路，通过C将工作台实际位移量反馈回去，在位置比较电路中与位移指令值相比较，用比较后得到的差值进行位置控制，直至差值为零时为止。这类控制的数控机床，因把机床工作台纳入了控制环节，故称为闭环控制数控机床。 闭环控制数控机床的定位精度高，但调试和维修都较困难，系统复杂，成本高。 3.半闭环控制数控机床 半闭环控制数控机床是在伺服电动机的轴或数控机床的传动丝杠上装有角位移电流检测装置（如光电编码器等），通过检测丝杠的转角间接地检测移动部件的实际位移，然后反馈到数控装置中去，并对误差进行修正。通过测速元件A和光电编码盘B可间接检测出伺服电动机的转速，从而推算出工作台的实际位移量，将此值与指令值进行比较，用差值来实现控制。由于工作台没有包括在控制回路中，因而称为半闭环控制数控机床。 半闭环控制数控系统的调试比较方便，并且具有很好的稳定性。目前大多将角度检测装置和伺服电动机设计成一体，这样，使结构更加紧凑。 4.混合控制数控机床 将以上三类数控机床的特点结合起来，就形成了混合控制数控机床。混合控制数控机床特别适用于大型或重型数控机床，因为大型或重型数控机床需要较高的进给速度与相当高的精度，其传动链惯量与力矩大，如果只采用全闭环控制，机床传动链和工作台全部置于控制闭环中，闭环调试比较复杂。混合控制系统又分为两种形式： 1、开环补偿型。它的基本控制选用步进电动机的开环伺服机构，另外附加一个校正电路。用装在工作台的直线位移测量元件的反馈信号校正机械系统的误差。 2、半闭环补偿型。它是用半闭环控制方式取得高精度控制，再用装在工作台上的直线位移测量元件实现全闭环高速度与高精度的统一。其中A是速度测量元件（如测速发电机），B是角度测量元件，C是直线修正，以获得位移测量元件。 。七、 数控机床的发展趋势：1.先进的自检能力：提高机床的综合性能 2.向高速、高精度发展：分辨率可达0.01微米，进给速度可达400800mm/min 3.更高的生产率，利用率：自动换刀 4.单元模块化：控制单元、伺服单元、机械部件已模块化生产，需要时组装，如：XKA714机械部分北京一机床，CNC西门子生产 5.更强的通讯、图象编程、显示功能：计算机编程八、 九、数控机床加工特点数控机床是新型的自动化机床，它具有广泛通用性和很高的自动化程度。数控机床是实现自动化最重要的环节，是发展柔性生产的基础。数控机床在加工下面一些零件中更能显示优越性：1.批量小（200件以下）而又多次生产的零件2.几何形状复杂的零件3.在加工过程中必须进行多种加工的零件4.切削余量大的零件5.必须严格控制公差（即公差带范围小）的零件6.工艺设计经常变化的零件7.加工过程中的错误会造成严重浪费的贵重零件8.需要全部检验的零件，等二 毕业设计任务一、目的与要求：1培养学生综合运用所学职业基础知识、职业专业知识和职业技能，提高解决实际问题的能力，从而达到巩固、深化所学的知识与技能的目的。2培养学生建立正确的科学思想、认真负责、实事求是的科学态度和严谨求实作风。3培养学生调查研究、收集资料，熟悉有关技术文件，运用国家标准、手册、等资料进行机械零件设计或加工（如设计计算，数据处理，工程制图等）、编写技术文件等独立工作能力。二、选题：1自主选题根据学生本人实践实习所在单位的具体情况，尽可能结合生产实际，学生可自主选题，自主选题必须通过指导教师审查认可。2根椐给定课题进行选题（1）凸轮板数控加工及编程（2）左、右胎模头数控加工及编程（3）星型联轴节零件数控加工及编程（4）零件的数控车削加工工艺及编程（5）零件的数控铣削加工工艺及编程（6）球头及内外螺纹零件数控车削加工工序及编程（工艺参数不同）（7）支承套零件的数控铣削加工及编程（8）零件的数控车削加工工艺及编程（9）孔轴配合及套筒类零件数控加工工艺及编程（10）轴的数控加工工艺设计与编程（11）配合件的加工工艺及数控编程（数控车、数控铣）（12）球体螺纹阶梯轴数控编程与加工（13）锥体锥孔阶梯轴数控编程与加工（14）机械零件的数控加工工艺设计（15）台柱零件数控加工与数控编程（16）特形轴的数控加工与编程（17）零件的数控车削加工与编程3选题要求（1）课题要具有真实性，学生应在教师指导下，独立完成一项自选或给定的数控加工等方面的设计任务，编写出合乎要求的设计说明、正确编制数控加工程序、绘制二维和三维零件图。（2）课题原则上一人一题，允许大课题下分若干小课题，但必须说明每人所承担的部分，多人合写一份论文应为不合格；（3）毕业设计课题一经确认，不得更改。三、毕业设计进程安排序号周次内 容备 注11选定毕业设计题目，填写“毕业设计开题报告”。可从本学期就着手进行各项工作。22分析零件图，确认加工顺序，选择加工刀具，切削用量。33拟定数控加工工序卡片，手工编写数控加工程序。44绘制二维图，创建零件的三维模型，并对模型进行模拟加工，自动生成数控加工代码。557整理编写设计说明书68毕业答辩1、2009年5月1日后进行顶岗实习学生，离校前必须与指导教师联系，完成毕业设计相关准备工作。2、2010年5月31日下午4:00之前上交设计说明书等资料的都为按时,不按时者扣分。3、每星期，学生要主动和指导教师联系一次。提前离校上岗的同学，请注意时间安排，要按时回校参加答辩。四、毕业（实习）设计指导教师每位学生在实习单位还应有一个以上的校外指导教师。每位同学必须给指导老师留下联系方式：电话、QQ、E-mail等。五、学生须上交的资料项目序号资 料 名 称份数备 注1毕业设计(实践)任务书1指导教师完成2毕业设计(实践)开题报告1学生完成3毕业设计(实践)说明书（论文）电子版1学生完成4毕业设计(实践)说明书（电子版和纸质各一份）1学生完成5毕业设计(实践)成绩鉴定表、毕业实习考核表1学生、教师完成说明：1按统一的格式填写开题报告；2毕业设计写作要求格式统一按照下发的格式排版。3毕业实习考核栏要有实习单位出具的鉴定材料，对学生实习期间的表现做一个真实的评价，实习鉴定材料必须加盖实习单位公章。六、毕业设计成绩评定标准1、全面完成毕业设计的任务，能灵活、正确、综合运用本专业的基础理论，分析问题和解决问题的能力强，在方案设计或数据处理，计算等某些方面有一定见解或独创。2、图纸，说明书质量高，考虑问题全面论据充分，文理通顺。3、方案正确，数据（或程序）可靠，动手能力强。4、毕业设计的有关资料必须齐全。6、毕业设计不及格（1）未能按质按量完成毕业设计任务。（2）图纸、说明书有严重错误或实验技能差。（3）答辩中基本概念糊涂，主要问题回答错误，经启发仍不能较正确地回答问题，达不到最低要求。七、其它注意事项1凡是弄虚作假、严重抄袭者，毕业设计、(毕业实践)一律不计成绩，作不及格处理。2在规定的时间内未完成毕业设计说明书，逾期不交者，作不及格处理。黑体、一号13附件1： 数控技术专业毕业设计课题课题一： 日 期签 字 编 号C001制图审核项 目数控车削加工标准单 位比例1材料:45钢安徽国防科技职业学院数量1重量学号3107032029图号三 二维图该二维图采用CAD绘制。三 维图该三维图采用CAD绘制。五 零件图的工艺分析分析研究产品的零件图样和装配图样出其主要技术要求和技术关键，以便拟订工艺规程时采用适当的措施加在编制零件机械加工工艺规程前，首先应研究零件的工作图样和产品装配图样，熟悉该产品的用途、性能及工作条件，明确该零件在产品中的位置和作用；了解并研究各项技术条件制订的依据，找以保证。工艺分析的目的： 一是审查零件的结构形状及尺寸精度、相互位置精度、表面粗糙度、材料及热处理等的技术要求是否合理，是否便于加工和装配；二是通过工艺分析，对零件的工艺要求有进一步的了解，以便制订出合理的工艺规程。1 零件的组成：该零件是由：一段M12*1.5的螺纹特征、170.05的外圆、大端280.05的外圆、C1倒角特征、R16.99的圆弧面与一段小端是17大端22的圆台所组成。要求零件尺寸标注完整，符合数控加工尺寸标注的要求，外轮廓要清晰完整，材料为45钢，毛坯30*150mm。2 零件的尺寸要求： 该零件的尺寸要求如下：M12*1.5、 170.05的外圆、280.05的外圆R16.99的圆弧面与一段小端是17大端22的圆台与C1倒角的表面粗糙度的值1.6，其余未注表面粗糙度的均为Ra3.2m。基准定位的选择在数控车床上，零件的装夹方式与普通车床一样，要合理选择定位基准和装夹方案。3定位基准选择的原则：1.基准重合原则为避免基准不重合误差，方便编程，应选用工序基准（设计基准）作为定位基准，并使工序基准、定位基准、编程原点三者统一。2.基准统一原则在多任务序或多次安装中，选用相同的定位基准，这对数控加工保证零件的位置精度非常主要。3.便于装夹原则所选择在数控机床上加工零件时，定位安装的基本原则与普通机床相同，也要合理选择定位基准和夹紧方案。为了提高数控机床效率，确定定位基准与夹紧方案时应注意下列三点：1、 力求设计、工艺与编程计算的基准统一。2、 减少装夹次数，尽量能在一次定位装夹后，加工出全部待加工表面。3、 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。数控加工对夹具有两方面要求：一是要保证夹具的坐标方向与机床的坐标方向相对固定；二是要协调零件和机床坐标系的尺寸关系。此外尚需考虑以下几点：（1） 夹具结构应力求简单。当零件加工批量不大时，应尽量采用组合夹具、可调式夹具、及其它普通夹具，以缩短生产准备时间、节省生产费用；成批生产时，考虑采用专用夹具。（2） 零件的装卸要迅速、方便、可靠，以缩短机床的停顿时间。（3） 夹具要敞开，其定位、夹紧机构或其它组件不得影响加工中的走刀。（4） 夹具在机床上的安装及工件在夹具上的安装要准确可靠，以保证工件在正确的位置上按程序加工。此外，为了提高数控加工的效率，在成批生产中还可以采用多位、多件夹具。常见的装夹方式有以下几种：（1）在三爪自定心卡盘上装夹三爪自定心卡盘的三个卡爪是同步运动的，能自动定心，一般不需要找正。三爪自定心卡盘装夹工件方便、省时、自动定心好，但夹紧力较小，所以适用于装夹外形规则的中、小型工件。三爪自定心卡盘可装成正爪或反爪，反爪用来用来装夹直径较大的工件。用三爪自定心卡盘装夹精加工过的表面时，被夹住的工件表面应包一层铜皮，以免夹伤工件表面。（2）在两顶尖之间装夹对于长度尺寸较大或加工工序较多的轴类工件，为保证每次装夹时的装夹精度，可用两顶尖装夹。两顶尖装夹工件方便，不需找正，装夹精度高，但必须先在工件的两端钻出中心孔。该装夹方式适用于多工序加工或精加工。（3）用卡盘和顶尖装夹两顶尖装夹工件虽然精度高，但刚性较差。因此，车削质量较大工件时，要一端用卡盘夹住，另一端用后顶尖支撑。为了防止工件由于切削力的作用而产生轴向位移，必须在卡盘内装一限位支撑，或利用工件的台阶限制。这种方法比较安全，能承受较大的切削力，安装刚性好，轴向定位准确，应用较广泛。（4）用双三爪自定心卡盘装夹对于精度要求高、变形要求小的细长轴类零件可采用双主轴驱动式车床加工，机床两主轴轴线同轴、转动同步，零件两端同时分别由三爪自定心卡盘装夹并带动旋转，这样可以减小切削加工时力矩引起的工件扭转变形。由零件实际情况考虑，决定采用三爪自动定心卡盘进行装夹定位，加工。的定位基准应能保证定位准确、可靠，定位夹紧机构简单、易操作，敞开性好，能加工尽量多的表面。便于对刀原则批量加工时，在工件坐标系已确定的情况下，采用不同的定位基准、为对刀基准建立工件坐标系，会使对刀的方便性不同，这时就要分析此种定位方案是否能满足对刀操作的要求，否则原设工件坐标系需要重新设定。由于此零件为轴类零件，为了保证精度，所以选择外圆作为粗基准面。首先选用三爪卡盘自动找正原理，夹紧。以外圆为粗基准面，加工外圆、端面。4 技术分析要求 1.加工表面的形状精度（包括形状尺寸精度和形状公差）； 2.主要加工表面之间的相互位置精度（包括距离尺寸精度和位置公差）； 3.加工表面的粗糙度及其它方面的表面质量要求； 4.热处理及其它要求。通过对零件技术要求的分析，就可以区分主要表面和次要表面。上述四个方面均要求较高的表面，即为主要表面，要采用各种工艺措施予以重点保证。在对零件的结构工艺性和技术要求分析后，对零件的加工工艺路线及加工方法就形成一个初步的轮廓，从而为下一步制订工艺规程作好准备。 若在工艺分析时发现零件的结构工艺性不好，技术要求不合理或存在其它问题时，就可对零件设计提出修改意见，并经设计人员同意和履行规定的批准手续后，由设计人员进行修改。5夹具的选择的 在数控机床上加工零件时，定位安装的基本原则与普通机床相同，也要合理选择定位基准和夹紧方案。为了提高数控机床效率，确定定位基准与夹紧方案时应注意下列三点：1.力求设计、工艺与编程计算的基准统一。 2.减少装夹次数，尽量能在一次定位装夹后，加工出全部待加工表面。3.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。数控加工对夹具有两方面要求：一是要保证夹具的坐标方向与机床的坐标方向相对固定；二是要协调零件和机床坐标系的尺寸关系。此外尚需考虑以下几点：4.夹具结构应力求简单。当零件加工批量不大时，应尽量采用组合夹具、可调式夹具、及其它普通夹具，以缩短生产准备时间、节省生产费用；成批生产时，考虑采用专用夹具。5.零件的装卸要迅速、方便、可靠，以缩短机床的停顿时间。6.夹具要敞开，其定位、夹紧机构或其它组件不得影响加工中的走刀。7.夹具在机床上的安装及工件在夹具上的安装要准确可靠，以保证工件在正确的位置上按程序加工。此外，为了提高数控加工的效率，在成批生产中还可以采用多位、多件夹具。常见的装夹方式有以下几种：1.在三爪自定心卡盘上装夹三爪自定心卡盘的三个卡爪是同步运动的，能自动定心，一般不需要找正。三爪自定心卡盘装夹工件方便、省时、自动定心好，但夹紧力较小，所以适用于装夹外形规则的中、小型工件。三爪自定心卡盘可装成正爪或反爪，反爪用来用来装夹直径较大的工件。用三爪自定心卡盘装夹精加工过的表面时，被夹住的工件表面应包一层铜皮，以免夹伤工件表面。2.在两顶尖之间装夹对于长度尺寸较大或加工工序较多的轴类工件，为保证每次装夹时的装夹精度，可用两顶尖装夹。两顶尖装夹工件方便，不需找正，装夹精度高，但必须先在工件的两端钻出中心孔。该装夹方式适用于多工序加工或精加工。3.用卡盘和顶尖装夹两顶尖装夹工件虽然精度高，但刚性较差。因此，车削质量较大工件时，要一端用卡盘夹住，另一端用后顶尖支撑。为了防止工件由于切削力的作用而产生轴向位移，必须在卡盘内装一限位支撑，或利用工件的台阶限制。这种方法比较安全，能承受较大的切削力，安装刚性好，轴向定位准确，应用较广泛。4.用双三爪自定心卡盘装夹对于精度要求高、变形要求小的细长轴类零件可采用双主轴驱动式车床加工，机床两主轴轴线同轴、转动同步，零件两端同时分别由三爪自定心卡盘装夹并带动旋转，这样可以减小切削加工时力矩引起的工件扭转变形。根据该零件的实际情况，应该才用三角卡盘对该零件进行定位、加工。该夹具如下图所示： 三角卡盘（a） 三角卡盘的夹具（b）六 加工设备的选择GSK 980TDa车床数控系统的特点1.X、Y、Z三轴控制、X、Z两轴联动,0.001mm插补精度，最高速度30000mm/min，支持直线、圆弧、椭圆、抛物线插补 2.最小指令单位 0.001mm ，指令电子齿轮比（132767）/（132767） 3.具有螺距误差补偿、反向间隙补偿、刀具长度补偿、刀具磨损补偿、刀尖半径补偿功能 4.内置式 PLC ，梯形图在 PC 机上编辑后下载至 CNC ，支持 PLC 警告功能 5.采用 S 型、指数型加减速控制，适应高速、高精加工具有攻丝功能，可车削公英制单头/多头直 、螺纹、锥螺纹、端面螺纹，变螺距螺纹，螺纹退尾长度、角度和速度特性可设定，高速退尾处理 6.支持公制 / 英制编程，具有自动对刀、自动倒角、刀具寿命管理功能 7.支持语句式宏指令编程，支持带参数的宏程序调用 8.支持中文、英文、西班牙文显示，由参数选择 9.零件程序全屏幕编辑，可存储 6144KB 、 384 个零件程序 10.提供系统时钟，日期、时间掉电保持 11.提供多级操作权限管理功能 12.支持 CNC 与 CNC 、 PC 双向通讯， CNC 软件、 PLC 程序可通讯升级安装尺寸、电气接口、指令与 GSK980TD 完全兼容 指令表G代码表代码 功 能 代码 功 能 G00 快速定位 G40 取消刀尖半径补偿 G01 直线插补 G41 刀尖半径左补偿 G02 顺时针圆弧插补 G42 刀尖半径右补偿 G03 逆时针圆弧插补 G50 设置工件坐标系 G04 暂停、准停 G65 宏代码 G05 三点圆弧插补 G66 宏程序模态调用 G6.2 顺时针椭圆插补 G67 取消宏程序模态调用 G6.3 逆时针椭圆插补 G70 精加工循环 G7.2 顺时针抛物线插补 G71 轴向粗车循环 G7.3 逆时针抛物线插补 G72 径向粗车循环 G10 数据输入方式有效 G73 封闭切削循环 G11 取消数据输入方式 G74 轴向切槽循环 G20 英制单位选择 G75 径向切槽循环 G21 公制单位选择 G76 多重螺纹切削循环 G28 自动返回机械零点 G90 轴向切削循环 G30 回机床第2、3、4参考点 G92 螺纹切削循环 G31 跳转插补 G94 径向切削循环 G32 等螺距螺纹切削 G96 恒线速控制 G33 Z 轴攻丝循环 G97 取消恒线速控制 G34 变螺距螺纹切削 G98 每分进给 G36 自动刀具补偿测量 X G99 每转进给 G37 自动刀具补偿测量 Z PLC指令表 指令 功能 指令 功能 指令 功能LD 读常开触点 SET 置位 SPE 子程序结束 LDI 读常闭触点 RST 复位 ADDB 二进制数据相加 OUT 输出线圈 CMP 比较置位 SUBB 二进制数据相减 AND 常开触点串联 CTRC 计数器 ALT 交替输出 ANI 常闭触点串联 TMRB 定时器 DIFU 上升沿置位 OR 常开触点并联 CODB 二进制转换 DIFD 下降沿置位 ORI 常闭触点并联 ROTB 二进制旋转控制 MOVE 逻辑与 ORB 串联电路块的并联 MOVN 数据复制 PARI 奇偶校验 ANB 并联电路块的串联 DECB 二进制译码 LBL 程序跳转标号 END1 第一级程序结束 JMPB 程序跳转 CALL 子程序调用 END2 第二级程序结束 SP 子程序标号 GSK980TDa使用与GSK980TD相同的配置软件GSKCC和通讯软件TDComm，GSKCC和TDComm都运行在WIN98/2000/XP环境下，GSKCC供机床厂家在PC机上编辑梯形图、零件程序、参数、螺距误差补偿数据、刀具补偿数据，完成PC机与GSK980TDa间文件和数据的上传和下载。TDComm供最终用户完成PC机与CNC之间的零件程序、参数、螺距误差补偿数据、刀具补偿数据的双向传送。配置软件 GSKCC 界面通讯软件 TDComm 界面七 切削用量的选择及确定对于高效率的金属切削加工来说，被加工材料、切削工具、切削条件是三大要素。这些决定着加工时间、刀具寿命和加工质量。经济有效的加工方式必然是合理的选择了切削条件。切削条件的三要素：切削速度、进给量和切深直接引起刀具的损伤。伴随着切削速度的提高，刀尖温度会上升，会产生机械的、化学的、热的磨损。切削速度提高20%，刀具寿命会减少1/2。进给条件与刀具后面磨损关系在极小的范围内产生。但进给量大，切削温度上升，后面磨损大。它比切削速度对刀具的影响小。切深对刀具的影响虽然没有切削速度和进给量大，但在微小切深切削时，被切削材料产生硬化层，同样会影响刀具的寿命。用户要根据被加工的材料、硬度、切削状态、材料种类、进给量、切深等选择使用的切削速度。最适合的加工条件的选定是在这些因素的基础上选定的。有规则的、稳定的磨损达到寿命才是理想的条件。然而，在实际作业中，刀具寿命的选择与刀具磨损、被加工尺寸变化、表面质量、切削噪声、加工热量等有关。在确定加工条件时，需要根据实际情况进行研究。对于不锈钢和耐热合金等难加工材料来说，可以采用冷却剂或选用刚性好的刀刃。数控机床加工的切削用量包括切削速度Vc(或主轴转速n)、切削深度ap和进给量f，其选用原则与普通机床基本相似，合理选择切削用量的原则是：粗加工时，以提高劳动生产率为主，选用较大的切削量；半精加工和精加工时，选用较小的切削量，保证工件的加工质量。1数控车床切削用量1.切削深度ap在工艺系统刚性和机床功率允许的条件下，尽可能选取较大的切削深度，以减少进给次数。当工件的精度要求较高时，则应考虑留有精加工余量，一般为0.10.5mm。切削深度ap计算公式：ap=式中：dw待加工表面外圆直径，单位mmdm已加工表面外圆直径，单位mm.2.切削速度Vc1、车削光轴切削速度Vc光车切削速度由工件材料、刀具的材料及加工性质等因素所确定，表1为硬质合金外圆车刀切削速度参考表。切削速度Vc计算公式：Vc=式中：d工件或刀尖的回转直径，单位mmn工件或刀具的转速，单位r/min2、车削螺纹主轴转速n切削螺纹时，车床的主轴转速受加工工件的螺距（或导程）大小、驱动电动机升降特性及螺纹插补运算速度等多种因素影响，因此对于不同的数控系统，选择车削螺纹主轴转速n存在一定的差异。下列为一般数控车床车螺纹时主轴转速计算公式：nk式中：p工件螺纹的螺距或导程,单位mm。k保险系数，一般为80。3、进给速度进给速度是指单位时间内，刀具沿进给方向移动的距离，单位为mm/min，也可表示为主轴旋转一周刀具的进给量，单位为mm/r。确定进给速度的原则当工件的加工质量能得到保证时，为提高生产率可选择较高的进给速度。切断、车削深孔或精车时，选择较低的进给速度。刀具空行程尽量选用高的进给速度。进给速度应与主轴转速和切削深度相适应。进给速度Vf的计算Vf=nf式中：n车床主轴的转速，单位r/min。f刀具的进给量，单位mm/r。八 刀具的选择1.选择数控刀具的原则刀具寿命与切削用量有密切关系。在制定切削用量时，应首先选择合理的刀具寿命，而合理的刀具寿命则应根据优化的目标而定。一般分最高生产率刀具寿命和低成本刀具寿命两种，前者根据单件工作时最少的目标确定，后者根据工序成本最低的目标确定。 选择刀具寿命时可考虑一下几点：根据刀具复杂程度、制造和磨刀成本来选择。复杂和精度高的刀具寿命应选择得比单刃刀具高些。对于机夹可转位刀具，由于换刀时间短，为了充分发挥其切削性能，提高生产效率，刀具寿命可选得低些，一般取15-30min。对于装刀、换刀和调刀比较复杂的多的机床、组合机床与自动化加工刀具，刀具寿命应选择得高些，尤其保证刀具可靠性。车间内某一工序的生产率限制了整个车间的生产率的提高时，该工序的刀具寿命要选择得低些当某工序单位时间内所分担到的全厂开支M交大时，刀具寿命也应选择得低些。大件精加工时，为保证至少完成一次走刀，避免切削时中途换刀，刀具寿命应按零件精度和表面粗糙度来确定，与普通机床加工方法相比，数控加工对刀具提出拉更高的要求，不仅需要钢性好，精度高，而且要求尺寸稳定，耐用度高，断和排性能同时要求安装方便，这样来满足数控机床高效率的要求，数控机床所选用的刀具常采用适应高速切削的刀具材料（如高速钢、超细粒度硬质合金）并使用可转位刀片。2.选择数控车削用刀具数控车削车刀常用的一般分成型车刀、尖形车刀、圆弧形车刀三类。1、影响数控刀具选择的因素 在选择刀具的类型和规格时，主要考虑以下因素的影响：（1）生产性质在这里生产性质指的是零件的批量大小，主要从加工成本上考虑对刀具选择的影响。 例如在大量生产时采用特殊刀具，可能是合算的，而在单件或小批量生产时，选择标准刀具更适合一些。（2）机床类型完成该工序所用的数控机床对选择的刀具类型（钻、车刀或铣刀）的影响。在能够保证工件系统和刀具系统刚性好的条件下，允许采用高生产率的刀具，例如高速切削车刀和大进给量车刀。（3）数控加工方案不同的数控加工方案可以采用不同类型的刀具。例如孔的加工可以用钻及扩孔钻，也可用钻和镗刀来进行加工。（4）工件的尺寸及外形 工件的尺寸及外形也影响刀具类型和规格的选择，例如特型表面要采用特殊的刀具来加工。（5）加工表面粗糙度加工表面粗糙度影响刀具的结构形状和切削用量，例如毛坯粗铣加工时，可采用粗齿铣刀，精铣时最好用细齿铣刀。（6）加工精度加工精度影响精加工刀具的类型和结构形状，例如孔的最后加工依据孔的精度可用钻、扩孔钻、铰刀或镗刀来加工。（7）工件材料工件材料将决定刀具材料和切削部分几何参数的选择，刀具材料与工件的加工精度、材料硬度等有关。2、数控刀具的性能要求由于数控机床具有加工精度高、加工效率高、加工工序集中和零件装夹次数少的特点，对所使用的数控刀具提出了更高的要求。从刀具性能上讲，数控刀具应高于普通机床所使用的刀具。选择数控刀具时，首先要应优先选用标准刀具，必要时才可选用各种高效率的复合刀具及特殊的专用刀具。在选择标准数控刀具时，应结合实际情况，尽可能选用各种先进刀具，如可转位刀具、整体硬质合金刀具、陶瓷刀具等。 在选择数控机床加工刀具时，还应考虑以下几方面的问题：（1）数控刀具的类型、规格和精度等级应能够满足加工要求，刀具材料应与工件材料相适应。 （2）切削性能好。为适应刀具在粗加工或对难加工材料的工件加工时能采用大的背吃刀量和高进给量，刀具应具有能够承受高速切削和强力切削的性能。同时，同一批刀具在切削性能和刀具寿命方面一定要稳定，以便实现按刀具使用寿命换刀或由数控系统对刀具寿命进行管理。（3）精度高。为适应数控加工的高精度和自动换刀等要求，刀具必须具有较高的精度，如有的整体式立铣刀的径向尺寸精度高达0.005mm。（4）可靠性高。要保证数控加工中不会发生刀具意外损伤及潜在缺陷而影响到加工的顺利进行，要求刀具及与之组合的附件必须具有很好的可靠性及较强的适应性。（5）耐用度高。数控加工的刀具，不论在粗加工或精加工中，都应具有比普通机床加工所用刀具更高的耐用度，以尽量减少更换或修磨刀具及对刀的次数，从而提高数控机床的加工效率和保证加工质量。（6）断屑及排屑性能好。数控加工中，断屑和排屑不像普通机床加工那样能及时由人工处理，切屑易缠绕在刀具和工件上，会损坏刀具和划伤工件已加工表面，甚至会发生伤人和设备事故，影响加工质量和机床的安全运行，所以要求刀具具有较好的断屑和排屑性能。3、刀具的选择方法刀具的选择是数控加工工艺中的重要内容之一，不仅影响机床的加工效率，而且直接影响零件的加工质量。由于数控机床的主轴转速及范围远远高于普通机床，而且主轴输出功率较大，因此与传统加工方法相比，对数控加工刀具的提出了更高的要求，包括精度