毕业设计（论文）-铣典型零件工艺分析与编程.doc

毕业设计（论文）毕业设计（论文） 题题 目：目： 院院 ( (系系) )： 专专 业：业： 姓姓 名：名： 学学 号：号： 指导教师：指导教师： 二年二月日 毕业设计（论文）任务书 学生姓名学号 7 专 业 院（系） 毕业设计（论文）题目 任务与要求 完成时间段 年 月 日 至 年 月 日 共 周 指导教师单位职称 院（系）审核意见 毕业设计(论文)进度计划表 日 期工 作 内 容执 行 情 况 指导教师 签 字 教师对进 度计划 实施情况 总评 签名 年 月 日 本表作评定学生平时成绩的依据之一 毕业设计(论文)中期检查记录表 毕业设计(论文)题目: 学生姓名: 学号： 专业： 学生填写 指导教师姓名:职称: 毕业设计(论文)题目工作量饱满 一般 不够 毕业设计(论文)题目难度大 适中 不够 毕业设计(论文)题目涉及知识点丰富 比较丰 富 较少 毕业设计(论文)题目价值 很有价 值 一般 价值不大 学生是否按计划进度独立完成工作 任务 学生毕业设计(论文)工作进度填写情况 指导次数 学生工作态度 认真 一般 较差 其他检查内容： 存在问题及采取措施: 检查 教师填写 检查教师签字: 年 月 日 院（系）意见(加盖公章): 年 月 日 摘 要 大家都知道，数控加工是目前一门新的专业，热门专业，正在高速发展，数控 加工程序是有多道复杂的程序组成的，这就为我们学习带来不便，为了使学习更方 便，使用更加有条理，我编写了这份数控铣典型机械零件的数控工艺设计与编程加 工。 我的这份毕业设计包括摘要、目录、设计说明书、铣典型零件加工的工件取其 中的铣典型零件进行系统的编程与操作设计，从数控加工前应做的准备开始到数控 加工工艺分析、数控刀具及其选择、程序编制中的数值计算、数控加工程序的编制、 数控车削加、设计小结等多个部分。设计的主要是内容是对我们机械类加工日常加 工中常见工、数控铣削加工、数控加工中心编程及自动编程技术等内容等数控加工 时应注意的问题做了一一的说明。由于水平有限，自己对设计的完成还不是很完善， 有不足之处，希望老师斧正。 关键词：数控铣 典型零件 工艺设计 编程加工 Abstract As we all know, NC machining is a new professional, popular profession, is developing in high speed, numerical control processing program is more complex consisting of procedures, this is for us to learn inconvenience, in order to make learning more convenient, more organized, I prepared the CNC milling of typical mechanical parts of CNC technology design and programming processing. My graduation design includes abstract, catalogue, design specification, milling and typical machining workpiece with the milling of typical parts were system programming and operation design, from the NC processing should be done before the start to the analysis of NC machining, CNC tool and its selection, programming of numerical calculation, the NC machining program preparation, CNC turning, design and other parts. Design of the main content of our processing machinery daily processing in the common engineering, CNC milling, CNC machining center programming and automatic programming for NC machining technology, problems should be paid attention to when doing one one description. Due to the limited level, to the finished design is not perfect, there are inadequacies, hope the teacher to make corrections. KeyKey words:words: numerical control milling process design programming of typical parts processing 目录目录 第一章 概 述.1 第一节 国内外数控发展概况.1 第二节 数控技术发展趋势.2 第二章 设计说明书.5 第一节 绪论.5 第二节 工艺分析与选择.6 第三节 主要加工程序.10 第四节 主要操作步骤.16 第三章 典型轴类零件加工.19 第一节 轴类零件加工的工艺分析.19 第二节 铣典型轴类零件加工工艺.21 第三节 手工编程.24 结 论.28 致 谢.29 参考文献.30 1 第一章第一章 概概 述述 第一节第一节 国内外数控发展概况国内外数控发展概况 随着计算机技术的高速发展，传统的制造业开始了根本性变革，各工业发达国 家投入巨资，对现代制造技术进行研究开发，提出了全新的制造模式。在现代制造 系统中，数控技术是关键技术，它集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动 控制等高新技术于一体，具有高精度、高效率、柔性自动化等特点，对制造业实现 柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。各工业发数控技术正在发生根 本性变革，由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式 发展。在集成化基础上，数控系统实现了超薄型、超小型化；在智能化基础上，综 合了计算机、多媒体、模糊控制、神经网络等多学科技术，数控系统实现了高速、 高精、高效控制，加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数，实现了在线诊 断和智能化故障处理；在网络化基础上，CAD/CAM 与数控系统集成为一体，机床联 网，实现了中央集中控制的群控加工。 长期以来，我国的数控系统为传统的封闭式体系结构，CNC 只能作为非智能的 机床运动控制器。加工过程变量根据经验以固定参数形式事先设定，加工程序在实 际加工前用手工方式或通过 CAD/CAM 及自动编程系统进行编制。CAD/CAM 和 CNC 之 间没有反馈控制环节，整个制造过程中 CNC 只是一个封闭式的开环执行机构。在复 杂环境以及多变条件下，加工过程中的刀具组合、工件材料、主轴转速、进给速率、 刀具轨迹、切削深度、步长、加工余量等加工参数，无法在现场环境下根据外部干 扰和随机因素实时动态调整，更无法通过反馈控制环节随机修正 CAD/CAM 中的设定 量，因而影响 CNC 的工作效率和产品加工质量。由此可见，传统 CNC 系统的这种固 定程序控制模式和封闭式体系结构，限制了 CNC 向多变量智能化控制发展，已不适 应日益复杂的制造过程，因此，对数控技术实行变革势在必行。 2 第二节第二节 数控技术发展趋势数控技术发展趋势 性能发展方向 （1）高速高精高效化 速度、精度和效率是机械制造技术的关键性能指标。由 于采用了高速 CPU 芯片、RISC 芯片、多 CPU 控制系统以及带高分辨率绝对式检测元 件的交流数字伺服系统，同时采取了改善机床动态、静态特性等有效措施，机床的 高速高精高效化已大大提高。 （2）柔性化 包含两方面：数控系统本身的柔性，数控系统采用模块化设计， 功能覆盖面大，可裁剪性强，便于满足不同用户的需求；群控系统的柔性，同一群 控系统能依据不同生产流程的要求，使物料流和信息流自动进行动态调整，从而最 大限度地发挥群控系统的效能。 （3）工艺复合性和多轴化 以减少工序、辅助时间为主要目的的复合加工，正 朝着多轴、多系列控制功能方向发展。数控机床的工艺复合化是指工件在一台机床 上一次装夹后，通过自动换刀、旋转主轴头或转台等各种措施，完成多工序、多表 面的复合加工。数控技术轴，西门子 880 系统控制轴数可达 24 轴。 （4）实时智能化 早期的实时系统通常针对相对简单的理想环境，其作用是如 何调度任务，以确保任务在规定期限内完成。而人工智能则试图用计算模型实现人 类的各种智能行为。科学技术发展到今天，实时系统和人工智能相互结合，人工智 能正向着具有实时响应的、更现实的领域发展，而实时系统也朝着具有智能行为的、 更加复杂的应用发展，由此产生了实时智能控制这一新的领域。在数控技术领域， 实时智能控制的研究和应用正沿着几个主要分支发展：自适应控制、模糊控制、神 经网络控制、专家控制、学习控制、前馈控制等。例如在数控系统中配备编程专家 系统、故障诊断专家系统、参数自动设定和刀具自动管理及补偿等自适应调节系统， 在高速加工时的综合运动控制中引入提前预测和预算功能、动态前馈功能，在压力、 温度、位置、速度控制等方面采用模糊控制，使数控系统的控制性能大大提高，从 而达到最佳控制的目的。 2.2 功能发展方向 （1）用户界面图形化 用户界面是数控系统与使用者之间的对话接口。由于不 3 同用户对界面的要求不同，因而开发用户界面的工作量极大，用户界面成为计算机 软件研制中最困难的部分之一。当前 INTERNET、虚拟现实、科学计算可视化及多媒 体等技术也对用户界面提出了更高要求。图形用户界面极大地方便了非专业用户的 使用，人们可以通过窗口和菜单进行操作，便于蓝图编程和快速编程、三维彩色立 体动态图形显示、图形模拟、图形动态跟踪和仿真、不同方向的视图和局部显示比 例缩放功能的实现。 （2）科学计算可视化 科学计算可视化可用于高效处理数据和解释数据，使信 息交流不再局限于用文字和语言表达，而可以直接使用图形、图像、动画等可视信 息。可视化技术与虚拟环境技术相结合，进一步拓宽了应用领域，如无图纸设计、 虚拟样机技术等，这对缩短产品设计周期、提高产品质量、降低产品成本具有重要 意义。在数控技术领域，可视化技术可用于 CAD/CAM，如自动编程设计、参数自动 设定、刀具补偿和刀具管理数据的动态处理和显示以及加工过程的可视化仿真演示 等。 （3）插补和补偿方式多样化 多种插补方式如直线插补、圆弧插补、圆柱插补、 空间椭圆曲面插补、螺纹插补、极坐标插补、2D+2 螺旋插补、NANO 插补、NURBS 插 补（非均匀有理 B 样条插补）、样条插补（A、B、C 样条）、多项式插补等。多种 补偿功能如间隙补偿、垂直度补偿、象限误差补偿、螺距和测量系统误差补偿、与 速度相关的前馈补偿、温度补偿、带平滑接近和退出以及相反点计算的刀具半径补 偿等。 （4）内装高性能 PLC 数控系统内装高性能 PLC 控制模块，可直接用梯形图或 高级语言编程，具有直观的在线调试和在线帮助功能。编程工具中包含用于车床铣 床的标准 PLC 用户程序实例，用户可在标准 PLC 用户程序基础上进行编辑修改，从 而方便地建立自己的应用程序。 （5）多媒体技术应用 多媒体技术集计算机、声像和通信技术于一体，使计算 机具有综合处理声音、文字、图像和视频信息的能力。在数控技术领域，应用多媒 体技术可以做到信息处理综合化、智能化，在实时监控系统和生产现场设备的故障 诊断、生产过程参数监测等方面有着重大的应用价值。 2.3 体系结构的发展 4 （1）集成化 采用高度集成化 CPU、RISC 芯片和大规模可编程集成电路 FPGA、EPLD、CPLD 以及专用集成电路 ASIC 芯片，可提高数控系统的集成度和软硬 件运行速度。应用 FPD 平板显示技术，可提高显示器性能。平板显示器具有科技含 量高、重量轻、体积小、功耗低、便于携带等优点，可实现超大尺寸显示，成为和 CRT 抗衡的新兴显示技术，是 21 世纪显示技术的主流。应用先进封装和互连技术， 将半导体和表面安装技术融为一体。通过提高集成电路密度、减少互连长度和数量 来降低产品价格，改进性能，减小组件尺寸，提高系统的可靠性。 （2）模块化 硬件模块化易于实现数控系统的集成化和标准化。根据不同的功 能需求，将基本模块，如 CPU、存储器、位置伺服、PLC、输入输出接口、通讯等模 块，作成标准的系列化产品，通过积木方式进行功能裁剪和模块数量的增减，构成 不同档次的数控系统。 （3）网络化 机床联网可进行远程控制和无人化操作。通过机床联网，可在任 何一台机床上对其它机床进行编程、设定、操作、运行，不同机床的画面可同时显 示在每一台机床的屏幕上。 （4）通用型开放式闭环控制模式 采用通用计算机组成总线式、模块化、开放 式、嵌入式体系结构，便于裁剪、扩展和升级，可组成不同档次、不同类型、不同 集成程度的数控系统。闭环控制模式是针对传统的数控系统仅有的专用型单机封闭 式开环控制模式提出的。由于制造过程是一个具有多变量控制和加工工艺综合作用 的复杂过程，包含诸如加工尺寸、形状、振动、噪声、温度和热变形等各种变化因 素，因此，要实现加工过程的多目标优化，必须采用多变量的闭环控制，在实时加 工过程中动态调整加工过程变量。加工过程中采用开放式通用型实时动态全闭环控 制模式，易于将计算机实时智能技术、网络技术、多媒体技术、CAD/CAM、伺服控制、 自适应控制、动态数据管理及动态刀具补偿、动态仿真等高新技术融于一体，构成 严密的制造过程闭环控制体系，从而实现集成化、智能化、网络化。 3.智能化新一代 PCNC 数控系统 当前开发研究适应于复杂制造过程的、具有闭环控制体系结构的、智能化新一 代 PCNC 数控系统已成为可能。智能化新一代 PCNC 数控系统将计算机智能技术、网 络技术、CAD/CAM、伺服控制、自适应控制、动态数据管理及动态刀具补偿、动态仿 5 真等高新技术融于一体，形成严密的制造过程闭环控制体系。 6 第二章第二章 设计说明书设计说明书 第一节第一节 绪论绪论 1.数控加工就是将加工数据和工艺参数输入到机床，机床的控制系统对输入信 息进行运算与控制，并不断地向直接指挥机床运动的电动机功能部件机床的伺 服机构发送脉冲信号，伺服机构对脉冲信号进行交换和放大处理，然后由传动机构 驱动数控机床，从而加工零件，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。 2.数控编程及其发展 数控机床和普通机床不同，整个加工过程中不需要人的操作，而由程序来进行 控制。在机床上加工零件时，首先要分析零件图样的要求、确定合理的加工路线及 工艺参数、计算刀具中心运动轨迹及其位置数据；然后把全部工艺过程以及其他辅 助功能（主轴的正转与反转、切削液的开与关、变速、换刀等）按运动顺序，用规 定的指令代码及程序格式编制成数控加工程序，经过调试后记录在控制介质上；最 后输入到书空机床的数控装置中，以此控制数控机床完成工件的全部加工过程。因 此，把从零件图样开始到获得正确的程序载体为止的全过程称为零件加工程序的编 制。 数控编程一般分为手工编程和自动编程两种。 （1）手工编程。手工编程是指程序编制的整个过程步骤几乎全部是由日人工来 完成的。对于几何形状不太复杂的零件，所需要的加工程序不长，计算也比较简单， 出错的机会较少，这时用手工编程即及时又经济，因而手工编程仍被广泛地应用于 形状简单的点位加工及平面轮廓加工中。但是工件复杂，特别是加工非圆弧曲线、 曲面等表面，或工件加工程序比较长的，使用手工编程将十分烦琐、费时，而且容 易出现错误，常会出现手工编程工作跟不上数控机床加工的情况。影响数控机床的 开动率。此时必须用自动编程的方法编制程序。 （2）自动变成。自动编程有两种：APT 软件编程和 CAM 软件编程。APT 软件是 7 利用计算机和相应的处理程序后置处理程序进行处理，以得到加工程序的编程方法。 在具体的编程过程中，除拟定工艺方案仍主要依靠人工方案外，（有些自动编程系 统能自动确定 最佳的加工工艺参数），其余的工作，包括数值计算、编写程序 单、制作控制介质、程序检验等各项工作均由计算机自动完成。编写人员只需根据 图样的要求，使用数控语言编写出零件加工的源程序，送入计算机，由计算机自动 地进行数值计算、后置处理，编写出零件加工程序单，宾噶在屏幕模拟显示加工过 程，及时修改，直至自动穿出数据加工纸带，或将加工程序通过直接通信的方式送 入数控机床，指挥机床工作。 CAM 软件是将加工零件以图形形式输入计算机，由计算机自动进行数值计算前 置处理，在屏幕上形成加工轨迹，及时修改，再通过后置处理形式加工程序输入数 控机床进行加工。自动编程的出现使得一些计算烦琐、手工编写横困难的。或手工 无法编出的程序都能实现。 本设计根据零件的具体加工位置和零件的工艺特点，可以选择手工编程、也可 以利用计算机进行自动编程的方式。 第二节第二节 工艺分析与选择工艺分析与选择 2.1 零件图工艺分析 该零件图主要由平面、孔系及外轮廓组成，内孔表面的加工方法有钻孔、扩孔、 铰孔、镗孔、拉孔、磨孔及光加工方法选择原则，中间40 孔的尺寸公差为 H7，表 面粗糙度要求较高，可采用钻粗镗精镗方案，。两端 13mm 和20mm 孔处没有尺寸公差要求，可采用自由尺寸公差 IT11-IT12 处理， 表面粗糙度要求不高，可采用钻13mm扩孔20mm 的方案；平面轮廓常采用的加 工方法有数控铣、线切割及磨削等。在本设计中，平面与外轮廓表面粗糙度要求 Ra6.3mm,可采用粗铣精铣方案。选择以上方法完全可以保证尺寸、形状精度和 表面粗糙度要求。 2.2 确定装夹方案 由于夹具确定了零件在数控机床坐标系中的位置，因而根据要求夹具能保证零 图-装夹方式 1-开口垫圈 2-压紧螺母 3-带螺纹圆柱销 4-带螺纹削边销 5-辅助压紧螺母 6-垫圈 8 件在机床坐标系的正确坐标方向，同时协调零件与机床坐标系的尺寸根据零件的结 构特点，加工上表面，60mm 外圆及其台阶面和孔系时可选用一面两孔定位方式， 即以底面、4H7 和一个13mm 孔定位，如图 2-5 示，选择上述装夹方式结构相对简 单，能保证加工要求，便于实施。 2.3 确定加工顺序 加工顺序的选择直接影响到零件的加工质量、生产效率和加工成本。按照基面 先行、先面后孔、先主后次、先粗后精的原则确定加工顺序，即粗加工定位基准面 （底面）粗、精加工上表面60mm 外圆及其台阶面外轮廓铣削精 加工底面并保证尺寸 40mm. 2.4 刀具选择 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，选择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。 与传统的加工方法相比，数控加工对刀具的要求更高，不仅要求精度高、刚度 高、耐用度高，而且要求尺寸稳定、安装调整方便。这就要求采用新型优质材料制 造数控加工刀具，并优选刀具参数。 图为一面 选取刀具时，要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸和形状相适应。生产中， 平面零件周边轮廓的加工，常采用立铣刀，铣削平面时应选硬质合金刀片铣刀；加 图2 -加工底面 夹具为台虎钳 9 工凸台、凹槽时，选高速钢立铣刀，对一些主体型面和斜角轮廓形的加工，常采用 球头铣刀、环形铣刀、鼓形刀、锥形刀和盘形刀。曲面加工常采用球头铣刀，但加 工曲面较低平坦部位时，刀具以球头顶端刃切削，切削条件较差，因而采用环形铣 刀。 表 2-1 本设计中刀具的选择 序号刀具编号刀具规格名称数量加工表面 刀尖半径 /mm 备注 1T01 125mm 硬质合金端面铣 刀 1 铣削上下表 面 0.5 2T02 63 硬质合金立铣刀 1 铣削60 外圆 极其台阶面 3T03 38 钻头 1 钻40 底孔 4T04 40 镗铣刀 1 镗40 内孔表 面 0.225*25 5T05 13 钻头 1 钻 2*22 螺 孔 0.2 7T07 25 硬质合金立铣刀 1 铣削外轮廓 0.2 2.5 切削用量选择 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。切削用量的大小对切削力、切削速率、刀具磨损、加工质量和加工成本均有显 著影响。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：粗加工时，一般以提高生产率为主，但也考虑经 济性和加工成本；半精加工或精加工时，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效 率、经济性和加工成本。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。 孔系加工切削用量见表 2。该零件材料切削性能较好，铣削平面、60mm 外圆及 其台阶面和外轮廓面时，留 0.5mm 精加工余量，其次一刀完成粗铣。 确定主轴转速时，先查切削用量手册，硬质合金铣刀加工加工铸铁（190- 260HB）时的切削速度为 45-90m/min，取 v=70m/min,然后根据铣刀直径计算主轴转 速，并填入工序卡中（若机床为有级调速，应选择与计算结果接近的转速）。 N=1000v/3.14D 确定进给率时，根据铣刀赤数、主轴转速和切削用量手册中给的每齿进给量， 10 计算进给速度并填入工序卡片中。 Vf=Fn=Fn* Zn 背吃刀量的选择应根据加工余量确定。粗加工时，一次进给应尽可能切除全部 余量。在中等功率的机床上，背吃刀量可达 8-10mm。半精加工时，背吃刀量取为 0.5-2mm。精加工时 背吃刀量取为 0.2-0.4mm. 表 2-2 孔系加工刀具与切削用量参数 刀具编号加工内容刀具参数 主轴转速 S /（r/min） 进给量 f /(mm/min) 背吃刀量 Ap /mm 01 38 钻孔38 钻头 2004019 40H7 粗镗镗铣刀 600400.8 02 40H7 精镗镗铣刀 500300.2 03 2mm*13 钻 孔 13 钻头 500306.5 2.6 拟定数控切削加工工序卡 把零件加工顺序、所采用的刀具和切削用量等参数编入表 3 所示的加工工序卡 中以指导编程和加工操作 表 2-3 数控加工工序卡 产品名称代号零件名称零件图号 单位名称 数控技术毕业设计端盖 工序号程序编号夹具名称使用设备车间 平口虎钳和一面两销 XK714D 数控中心 工步号工步内容 刀具 号 /mm 刀具 规格 /mm 主轴 转速 /mm 进给 速度 /mm 背吃 刀量 /mm 备注 01 粗铣定位基准面（底面） T01125180404 手动 11 02 粗铣上表面 T01125180404 手动 03 精铣上表面 T01125180250.5 手动 04 粗铣60 外极其台阶面 T0263360405 手动 05 精铣60 外极其台阶面 T0263360250.5 手动 06 钻40H7 底孔 T03382004019 手动 07 粗镗40H7 内孔表面 T0425*25600400.8 手动 08 精镗40H7 内孔表面 T0425*25500300.2 手动 09 粗铣外轮廓 T07259004011 手动 10 精铣外轮廓 T07259002522 手动 第三节第三节 主要加工程序主要加工程序 3.1 确定编程原点 铣床上编程坐标原点的位置是任意的，他是编程人员在编制程序时根据零件的 特点来选定的，为了变成方便，一般要根据工件形状和标注尺寸的基准以及计算最 方便的原则来确定的工件上某一点为坐标原点，具体选择注意如下几点： (1) 编程坐标原点应选在零件图的尺寸基准上，这样便于坐标值的计算，并 减少计算错误。 (2) 编程坐标原点应尽量选在精度较高的精度表面，以提高被加工零件的加 工精度。 (3) 对称的零件，编程坐标原点应设在对称中心上；不对称的零件，编程坐 标原点应设在外轮廓的某一角上。 (4) Z 轴方向的零点一般设在工件表面。 本设计选择40 圆的圆心处为工件编程 X、Y 轴原点坐标，Z 轴原点坐标在工件 上表面。 3.2 按工序编制各部分加工程序:注（用西门子系统） （1）选一个 200X150X50 的毛坯 （2）粗铣定位基准面（底面），采用平口钳装夹，如图 3：在 MDI 方式下，用 125mm 平面端铣刀，主轴转速为 180r/min，可以用 LCYC75 指令铣基准面，主要确定 12 几个 R 参数： R101=5 R102=3 R103=0 R104=2 R116=0 R117=0 R118=200 R119=150 R120=0 R121=4 R122=100 R123=100 R124=1 R125=1 R126=2 R127=1 (3)粗铣上表面，将初铣的底面反过来，（注意上表面应露出超过 25mm）进行 粗铣上表面，进给速度为 100mm/min 其余与步骤 1 相同。 (4)精铣上表面，进给速度为 25mm/min，其余同步骤 1 (5)粗铣60 外圆及其台阶面，在手动方式下，用63 平面端铣刀，主轴转速为 360r/min，粗铣时的横向进给率为 100mm/min，纵向进给率为 50mm/min，先铣一个 62 的圆（注意刀具补偿）每刀进 4 mm，再依次将圆扩大，重复进行，直到把毛坯上 多余的部分都铣掉，再进 4 mm，直到把铣到 20 mm 处为止，形成如图 3 的形状； （6）精铣60 的外圆及其台阶，将粗铣时留下的余量铣到，进给率应适当降低 一些 （7）钻4 循环40H7 的底孔，在 MDI 方式下，用38 的钻头，主轴转速为 200 r/min 可以用深孔钻削 LCYC 83， 其中主要 R 参数： R101=5 R102=3 R103=0 R104=40 R105=1 R107=50 R108=80 R109=2 R110=3 R111=1 R127=1 （8）粗镗40H7 内孔表面，使用镗刀，刀杆尺寸为 25X25 mm，主轴转速为 600 r/min 使用 LCYC85 循环，其主要参数： R101=5 R102=3 R103= 0 R104=40 R105=1 R107=60 R108=100 （9）精镗40H7 内孔表面，主轴转速为 600 r/min （10）钻 2 mmX13mm 螺孔，在 MDI 方式下，用40H7 的钻头，主轴转速为 600 r/min。 （11）粗铣外轮廓，装夹方式如图 4，在手动方式下，用25mm 平面立铣刀， 主轴转速为 900 r/min ， 主轴转速为 360r/min，粗铣时的横向进给率为 100mm/min，纵向进给率为 50mm/min，先铣一个深 4 mm 的外轮廓（注意刀具补偿） 每刀进 4 mm，再依次将圆扩大，重复进行，直到把毛坯上多余的部分都铣掉 13 （12）精铣刀外轮廓，在手动的方式下进行用25mm 平面立铣刀，主轴转速为 900 r/min ，在 Z 轴方向不分层，一次铣到位。 具体编程如下 铣底面，用125 应质合金端面铣刀 LI001 N10 G94 G90 G54 G17 G71 N20 S1000 M03 N30 GOO XO YO N40 Z5 R101=5 R102=3 R103=0 R104=5 R116=0 R117=0 R118=170 R119=110 R121=4 R122=100 R123=50 R124=1 R125=1 R126=2 R127=1 N50 LCYC75 N60 G00 Z40 N70 M30 用125 应质合金端面铣刀 LI002 N10 G94 G90 G54 G17 G71 N20 S1000 M03 N30 GOO XO YO N40 Z5 R101=5 R102=3 R103=0 R104=5 R116=0 R117=0 R118=170 R119=110 R121=4 R122=100 R123=50 R124=1 R125=1 R126=2 R127=1 N50 LCYC75 N51 M30 换刀，用63 应质合金立铣刀，对刀 14 N10 G94 G90 G54 G17 G71 N20 S1000 M03 N55 G00 Z20 T2D2 N60 G00 X30 Y30 G41 N70 G01 Z-9 N80 G02 X30 Y30 CR=30 N90 G01 Z-13 N100 G02 X30 Y30 CR=30 N105 G01 Z-17 N110 G02 X30 Y30 CR=30 N120 G01 Z-18.5 N130 G02 X30 Y30 N140 G01 Z-19 N150 G02 X30 Y30 CR=30 N160 G00 Z5 N165 M30 换刀，换38 的钻头，对刀 N10 G94 G90 G54 G17 G71 N20 S1000 M03 N170 G00 X0 Y0 G40 T3D1 R101=5 R102=3 R103=0 R104=40 R105=1 R107=50 R108=80 R109=2 R110=3 R111=1 R127=1 N180 LCYC83 N185 M30 换刀，换40H7 镗孔刀，对刀 N10 G94 G90 G54 G17 G71 N20 S1000 M03 15 N30 GOO XO YO N190 G00 Z10 T4D1 R101=5 R102=3 R103= 0 R104=40 R105=1 R107=60 R108=100 N200 LCYC85 N205 M30 换刀，换13 的钻头.对刀 N10 G94 G90 G54 G17 G71 N20 S1000 M03 N210 G00 X80 Y0 R101=5 R102=3 R103=0 R104=22 R105=1 107=50 R108=80 R109=2 R110=3 R111=1 R127=1 N220 LCYC83 N230 G00 X-80 Y0 N240 LCYC83 N250 G00 Z20 N260 G00 X91 Y0 G42 N270 G01 Z-23 N280 G02 X91 Y0 CR=11 N290 G01 Z-27 N300 G02 X91 Y0 CR=11 N310 G01 Z-31 N320 G02 X91 Y0 CR=11 N330 G00 Z5 N340 X-91 Y0 N350 G01 Z-23 N360 G02 X91 Y0 CR=11 N370 G01 Z-27 16 N380 G02 X91 Y0 CR=11 N390 G01 Z-31 N400 G02 X91 Y0 CR=11 N410 G00 Z5 M30 换刀，换25 硬质合金立铣刀，换图 5 装夹方式，对刀 N10 G94 G90 G54 G17 G71 N20 S1000 M03 N30 GOO X0 Y0 N420 G00 X69.24 Y-17.11 G42 N430 G01 Z-10 N440 G03 X69.24 Y17.11 CR=20 N450 G01 X13.87 Y46.6 N460 G03 X-13.87 Y46.6 CR=30 N470 G01 X-69.24 Y17.11 N480 G03 X-69.24 Y-17.11 CR=20 N490 G01 X-13.87 Y-46.6 CR=30 N500 G03 X13.87 Y-46.6 CR=30 N510 G01 X69.24 Y-17.11 N520 G01 Z-15 N530 G03 X69.24 Y17.11 CR=20 N540 G01 X13.87 Y46.6 N550 G03 X-13.87 Y46.6 CR=30 N560 G01 X-69.24 Y17.11 N570 G03 X-69.24 Y-17.11 CR=20 N580 G01 X-13.87 Y-46.6 CR=30 N590 G03 X13.87 Y-46.6 CR=30 17 N600 G01 X69.24 Y-17.11 N610 G01 Z-20 N620 G03 X69.24 Y17.11 CR=20 N630 G01 X13.87 Y46.6 N640 G03 X-13.87 Y46.6 CR=30 N650 G01 X-69.24 Y17.11 N660 G03 X-69.24 Y-17.11 CR=20 N670 G01 X-13.87 Y-46.6 CR=30 N680 G03 X13.87 Y-46.6 CR=30 N690 G01 X69.24 Y-17.11 N700 G01 Z-25 N710 G03 X69.24 Y17.11 CR=20 N720 G01 X13.87 Y46.6 N730 G03 X-13.87 Y46.6 CR=30 N740 G01 X-69.24 Y17.11 N750 G03 X-69.24 Y-17.11 CR=20 N760 G01 X-13.87 Y-46.6 CR=30 N770 G03 X13.87 Y-46.6 CR=30 N780 G01 X69.24 Y-17.11 N790 G01 Z-28 N800 G03 X69.24 Y17.11 CR=20 N810 G01 X13.87 Y46.6 N820 G03 X-13.87 Y46.6 CR=30 N830 G01 X-69.24 Y17.11 N840 G03 X-69.24 Y-17.11 CR=20 N850 G01 X-13.87 Y-46.6 CR=30 N860 G03 X13.87 Y-46.6 CR=30 N870 G01 X69.24 Y-17.11 18 N880 G00 Z20 M30 第四节第四节 主要操作步骤主要操作步骤 1.先开机床 接同通 CNC 和机床电源，系统启动后进入“加工”操作区 JOG 运行方式 检查机床 开启后发现机床会出现报警信号，这时，需按下 K1，使机床加上驱动力。这时 才能正常操作机床。 2.回参考点 回参考点只能在 JOG 的方式下运行。用机床控制面板上“回参考点键”启动回 参考点。在“回参考点”窗口中显示该坐标轴是否必须回参考点：如出现“”， 则说明未回参考点，如出现，则说明已回参考点，按下坐标方向键（正方向键）， 把每坐标都回参考点，通过选择另一方式如 MDA AUTO 或 JOG 来结束回参考点。 3. 参数设定 在 CNC 进行工作前，必须对一些参数进行设定，对机床和刀具进行调整： 1输入刀具参数及刀具补偿参数 2输入/修改零点偏置 3输入设定数值 刀具参数包括刀具几何参数，磨损量参数、刀具量参数和刀具型号参数等。有 些参数如 R 参数则一般不需修改 4. 装夹工件 按照前面指定的装夹方式装夹工件 5.对刀 把每一把刀具都调到自己设定的编程零点，把编程零点所在机床坐标值输入机 床中 6. 输入程序 19 把自己编的程序输入机床定一个名字，对程序进行检查，确保程序本身没有错 误以及也没有输入错误。 7. 模拟仿真 按下 MDA 键，按扩展键，再按编程仿真进入仿真系统，对程序进行仿真，检查 仿真出的工件图形与要加工的工件有多大出入，并不断对程序进行修改，直到仿真 的工件完全正确为止。 8. 实际加工 退出仿真系统，先按复位键，刚开始时可进行单步加工，按下步加工键。这时 要一手按启动键，一手按停止键，如发现异常情况应立即停止。直到确定程序无误 后方可按自动加工键，加工完成后，最后取下工件。 20 第三章第三章 典型轴类零件加工典型轴类零件加工 第一节第一节 轴类零件加工的工艺分析轴类零件加工的工艺分析 （1）技术要求 轴类零件的技术要求主要是支承轴颈的径向尺寸精度和形位 精度，轴向一般要求不高。轴颈的直径公差的等级通常为 IT6-IT8，几何形状精度 主要是圆度和圆柱度，一般要求是限制在直径公差范围之内。相互位置精度主要是 同轴度和圆跳动；保证配合轴颈对于支承轴颈的同轴度，是轴类零件位置精度的普 遍要求之一。图为特殊零件，径向和轴向公差和表面粗糙度要求较高。 （2） 毛坯选择 轴类零件除光滑轴和直径相差不大的阶梯轴热轧或冷拉圆棒 料外，一般采用锻件；发动机曲轴等一类轴件采用球墨铸铁铸件比较多。如图典型 轴类直径相差不大，采用直径为 65mm，材料为 45 钢在锯床上按 130mm 长度下料。 （3） 定位基准的选择 轴类零件外圆表面、内孔、螺纹等表面的同轴度，以 及端面对轴中心线的垂直度是其相互位置精度的主要项目，而这些表面的设计的设 计基准一般都是轴中心线。用两中心孔定位符合基准重合原则，并且能够最大限度 的在一次装夹中加工出多个外圆表面和端面，因此常用中心孔作为轴加工的定位基 准。 当不能采用中心孔时或粗加工是为了工作装夹刚性，可采用轴的外圆表面作定 位基准，或是以外圆表面和中心孔共同作为定位基准，能承受较大的切削力，但重 复定位精度并不太高。 数控车削时，为了能用同一程序重复加工和工件调头加工轴向尺寸的精确性， 或为了端面余量均匀，工件轴向需要定位。采用中心孔定位时，中心孔尺寸及两端 中心孔间的距离要保持一致。以外圆定位时，则应采用三爪自定心卡盘反爪装夹或 采用限未支承，以工件端面或台阶面或台阶面儿作为轴向定位基准。 （4） 轴类零件预备加工 车削之前常需要根据情况安排预备加工，内容通常 有：直毛坯出厂时或在运输、保管过程中，或热处理时常会发生弯曲变形。过量 21 弯曲变形会造成加工余量不足或装夹不可靠。因此在车削前需增加校直工序。 切断用棒料切得所需长度的坯料。切断可在弓形锯床、圆盘锯床和带锯上进 行，也可以在普通车床上切断或在冲床上涌冲模冲切。 （5） 热处理工序 铸、锻件毛坯在粗车前应根据材质和技术要求正火或退火 处理，以消除应力，改善组织和切削性能。性能要求较高的毛坯在粗加工后、精加 工前应安排调质处理，一提高零件的综合机械性能；对于硬度和耐磨性要求不高的 零件，调质也常作为最终热处理。相对运动的表面需在精加工前或后进行表面淬火 处理或进行化学热处理，以提高耐磨性。 （6） 加工工序划分一般可按下类方法进行： 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 有可以完成部位。再用第二把刀、第三把完成他们可以完成的其他部位。这样可以 减少换刀次数，压缩空程时间，减少不必要的定位误差。 以加工部位分序法 对于加工类容很多的零件，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