毕业设计（论文）-零件的数控车削加工与编程.doc

学号：0902010447*学院毕业论文题目：零件的数控车削加工与编程属院系：机电工程学院 所学专业：机电一体化技术所在班级：09机电四班学生姓名：*指导老师：完成时间：2012年4月宋体，三号，加粗仿宋_GB2312小二目 录一、 摘要2二、 绪论4三、 简单的轴类零件的编程与加工.11 四、 轴类零件二维图 .12五、 轴类零件仿真操作注意事项 .14六、 简单的套类零件的编程与加工 15 七、 套类零件二维图 .16八、 套类零件的实施.18九、 套类零件仿真操作注意事项.22十、 简单的盘类零件的编程与加工.23十一、 盘类零件二维图 .23十二、 盘类零件的实施 .25十三、 盘类零件仿真操作注意事项31十四、 设计小结31十五、 参考文献32十六、致谢32 摘 要在车床上，利用工件的旋转运动和刀具的直线运动或曲线运动来改变毛坯的形状和尺寸，把它加工成符合图纸的要求。 车削加工是在车床上利用工件相对于刀具旋转对工件进行切削加工的方法。车削加工的切削能主要由工件而不是刀具提供。车削适于加工回转表面，大部分具有回转表面的工件都可以用车削方法加工，如内外圆柱面、内外圆锥面、端面、沟槽、螺纹和回转成形面等，所用刀具主要是车刀。为了子数控机床上加工出合格的零件，首先需根据零件图纸的精度和计算要意具体的数控系统或机床，应该严格按机床编程手册中的规定进行程序编制。但从求等，分析确定零件的工艺过程、工艺参数等内容，用规定的数控编程代码和格式编制出合适的数控加工程序。编程必须注数控加工内容的本质上讲，各数控系统的各项指令都是应实际加工工艺要求而设定的。关键词： 车削加工，刀具，零件的工艺过程，工艺参数，程序编制 ABSTRASTIn the lathe, the use of the workpiece and the tool rotation curve of linear motion or motion to change the rough shape and size, processing it into line with the requirements of the drawings. Turning the workpiece in a lathe using tool rotation relative to the workpiece cutting method. Turning to the main cutting tool by the workpiece and not available. Turning for processing rotary surface, most of the surface of the workpiece with a rotating turning method of processing can be used, such as the external cylindrical surface, internal and external conical surface, face, groove, thread and turn shaped surface so the tool is mainly used for turning tools. CNC machine tools for processing sub-qualified parts, the first part to be based on the accuracy of drawings and calculation requirements, analysis identified components of the process, process parameters etc., using prescribed format for the preparation of numerical control programming code and the NC machining program suitable . CNC programming is important to note the specific system or machine tools, machine tool programming should be in strict accordance with the provisions of the manual programming. But in essence the content of CNC machining, the NC system of the instructions are actually processing the request should be set.Keywords: turning, tool, part of the process, process parameters, programming显示对应的拉丁字符的拼音字典 - 查看字典详细内容绪论 机械加工工艺是实现产品设计，保证产品质量，节约能源，降低消耗的重要手段，是企业进行生产准备，计划调度，加工操作，安全生产，技术检测和健全劳动组织的重要依据，也是企业上品种、上质量、上水平，加速产品更新，提高经济效益的技术保证。 工艺规程的编制是直接指导产品或零件制造的工艺过程和操作方法的工艺文件，他直接对企业的产品质量、效益、竞争能力起着重要的作用。 机械工业是国民经济各部门的装备部，国民经济各部门的生产技术水平和经济效益，在很大程度上取决与机械工业所能提供装备的技术性能、质量和可靠性，因此，机械工业的技术水平和规模是衡量一个国家科技水平和经济实力的重要标志。 近年来，世界各国都把提高产业竞争力和发展技术、抢占未来经济制高点作为科技发展提出更高的要求，特别是制造技术更加得到了重视。所以，我们要振兴机械工业，使之成为国民经济的支柱产业。从而确定机械工业在国民经济中的重要地位，同时也向机械工业提出更高的要求。第一章 概述一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： 1、机床本身技术参数：数控机床主要的技术参数有下面几个：（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。（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。（3）主轴：主轴形式，主轴孔形式等，（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（5）主轴的旋转：主轴的转速，主轴的功率，伺服电机的转矩等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）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（2）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（3）标准（基本）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。二 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： (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。 三 数控机床的特点 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。 2、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、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。 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，数控机床目前正进入高速加工时代，数控机床移动部件的快速移动和定位及高速切削加工，减少了半成品的工序间周转时间，提高了生产效率。 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。 6、利于生产管理现代化 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（CAD/CAM）有机地结合起来，是现代集成制造技术的基础。 四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。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。 （一）、确定工件的加工部位和具体内容 确定被加工工件需在本机床上完成的工序内容及其与前后工序的联系。 1、工件在本工序加工之前的情况。例如铸件、锻件或棒料、形状、尺寸、加工余量等。 2、前道工序已加工部位的形状、尺寸或本工序需要前道工序加工出的基准面、基准孔等。 3、本工序要加工的部位和具体内容。 4、为了便于编制工艺及程序，应绘制出本工序加工前毛坯图及本工序加工图。 （二）、确定工件的装夹方式与设计夹具 根据已确定的工件加工部位、定位基准和夹紧要求，选用或设计夹具。数控车床多采用三爪自定心卡盘夹持工件；轴类工件还可采用尾座顶尖支持工件。由于数控车床主轴转速极高，为便于工件夹紧，多采用液压高速动力卡盘，因它在生产厂已通过了严格的平衡，具有高转速(极限转速可达40006000rmin)、高夹紧力(最大推拉力为20008000N)、高精度、调爪方便、通孔、使用寿命长等优点。为减少细长轴加工时受力变形，提高加工精度，以及在加工带孔轴类工件内孔时，可采用液压自动定心中心架，定心精度可达0.03mm。 （三）、确定加工方案 1、确定加工方案的原则 制定加工方案的一般原则为：先粗后精，先近后远，先内后外，程序段最少，走刀路线 最短以及特殊情况特殊处理。这些原则并不是一成不变的，对于某些特殊情况，则需要采取灵活可变的方案。如有的工件就必须先精加工后粗加工，才能保证其加工精度与质量。 2、加工路线与加工余量的关系 在数控车床还未达到普及使用的条件下，一般应把毛坯件上过多的余量，特别是含有锻、铸硬皮层的余量安排在普通车床上加工。如必须用数控车床加工时，则要注意程序的灵活安排。安排一些子程序对余量过多的部位先作一定的切削加工。 （四）、确定切削用量与进给量 在编程时，编程人员必须确定每道工序的切削用量。选择切削用量时，一定要充分考虑影响切削的各种因素，正确的选择切削条件，合理地确定切削用量，可有效地提高机械加工质量和产量。影响切削条件的因素有：机床、工具、刀具及工件的刚性；切削速度、切削深度、切削进给率；工件精度及表面粗糙度；刀具预期寿命及最大生产率；切削液的种类、冷却方式；工件材料的硬度及热处理状况；工件数量；机床的寿命。 进给量f(mmr)或进给速度F(mmmin)要根据零件的加工精度、表面粗糙度、刀具和工件材料来选。最大进给速度受机床刚度和进给驱动及数控系统的限制。 制定加工工艺是数控车削加工的前期准备工作，工艺制定的合理与否，对程序的编制、机床的加工效率和零件的加工精度都有重要的影响。数控车削加工工艺的内容是：分析零件图样、确定工件在车床上的装夹方式、各表面的加工顺序何刀具进给路线以及切削用量的选择等。五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。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2、 数控程序编制的方法：手工编程; 计算机自动编程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。4、 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：快速走刀。第二章 简单轴类零件的编程与加工根据下图所示的待车削零件，材料为45号钢，其中85圆柱面不加工。在数控车床上需要进行的工序为：切削80mm 和62mm 外圆；R70mm 弧面、锥面、退刀槽、螺纹及倒角。要求分析工艺过程与工艺路线，编写加工程序。 图1-1 轴类零件图第三章 轴类零件分析一零件图工艺分析 该零件表面由圆柱、圆锥、顺圆弧、逆圆弧及双线螺纹等表面组成。其中多个直径尺寸有较严格的尺寸精度何表面粗糙度等要求；球面S50的尺寸公差还兼有控制该球面形状（线轮廓）误差的作用。尺寸标注完整，轮廓描述清楚。零件材料为45钢，无热处理和硬度要求。通过上述分析，可采用以下几点工艺措施。 对图样上给定的几个精度要求较高的尺寸，因其公差数值较小。故编程时不必取平均值，而全部取其基本尺寸。 在轮廓曲线上，有三处为过象限圆弧，其中两处为既过象限又改变进给方向的轮廓曲线，因此在加工时应进行机械间隙补偿，以保证轮廓曲线的准确性。 为便于装夹，坯件左端应预先车出夹持部分（双点画线部分），右端面也应先粗车出并钻好中心孔。毛坯选60棒料。二零件的定位基准和装夹方式确定坯件轴线和左端大端面（设计基准）为定位基准。左端采用三爪自定心卡盘定心夹紧，右端采用活动顶尖支承的装夹方式。三选择设备 根据加工零件的外形和材料等条件，选用TND360数控车床。四确定加工顺序及进给路线加工顺序按由粗到精由远到近（由右到左）的原则确定。即先从右到左进行粗车（留.精车余量），然后从右到左进行精车，最后车削螺纹。TND360数控车床具有粗车循环和车螺纹循环功能，只要正确使用编程指令，机床数控系统就会自动确定进给路线，因此，该零件的粗车循环和车螺纹循环不需要人为确定其进给路线（但精车的进给路线需要人为确定）。该零件从右到左沿零件表面轮廓精车进给，如图所示：对刀点 图1-1-1 精车轮廓进给路线五刀具的选择选用中心钻钻削中心孔。粗车及平端面选用硬质合金右偏刀，为防止副后刀面与工件轮廓干涉（可用作图法检验），副偏角不宜太小，选k r=35。 精车选用90硬质合金右偏刀，车螺纹选用硬质合金60外螺纹车刀，刀尖圆弧半径应小于轮廓最小圆角半径，取r=0.150.2。 将所选定的刀具参数填入数控加工刀具卡片中（见表1-1），以便编程和操作管理表1-1 数控加工刀具卡片产品名称或代号 XXX零件名称 典型轴零件图号 XXX序号刀具号 刀具规格名称数量 加工表面刀尖半径 备注 1 T01 F5中心钻 1 钻F5中心孔 2 T02 硬质合金90外圆车刀 1车端面及粗车轮廓右偏刀 3 T03硬质合金60外螺纹车刀 1精车轮廓及螺纹 0.15 编制XXX 审核 XXX 批准 XXX 共 页 第 页六切削用量的选择 背吃刀量的选择：轮廓粗车循环时选ap=3，精车ap=0.25；螺纹粗车循环时选ap=0.4，精车ap=0.1。 主轴转速的选择：车直径和圆弧时，查表选粗车切削速度vc=90m/min 精车切削速度vc=120m/min然后利用公式vc=dn/1000技术主轴转速n（粗车直径D=60，精车工件直径取平均值）；粗车500r/min 精车1200r/min。车螺纹时，参照式计算主轴转速n=320r/min 进给速度的选择 查表选择粗车、精车每转进给量，再根据加工的实际情况确定粗车每转进给量为0.4/r ，精车每转进给量为0.15/r，最后根据公式Vf =nf计算粗车、进给速度分别为200 m/min和180 m/min。、 综合前面分析的各项内容，并将其填入表1-2所示的数控加工工艺卡片。此表是编制加工程序的主要依据和操作人员配合数控程序进行数控加工的指导性文件。主要内容包括：工步顺序、工步内容、各工步所用的刀具及切削用量等。表1-2 数控加工工艺卡片单位名称 XXX 产品名称或代号 零件名称 零件图号 XXX 典型轴 XXX 工序号 程序编号 夹具名称 使用设备 车间 001 XXX三爪卡盘和活动顶尖 XXX 数控中心 工步号 工步内容刀具号刀具规格主轴转速r/mm进给速度mm/min背吃刀量mm备注 1 平端面T022525 500 手动 2 钻中心孔T01F5 950 手动 3 粗车轮廓T022525 500 200 3自动 4 精车轮廓T032525 1200 180 0.25自动 5 粗车螺纹T032525 320 960 0.4自动 6 精车螺纹T032525 320 960 0.1自动 编制XXX审核 XXX批准XXX年 月 日共 页第 页第四章 简单套类零件的编程与加工用数控车床加工如图所示的简单套类零件，工件长度为44，外圆两个阶台尺寸分别为45，65，两端同轴度要求为0.04，并有一个C1倒角。内孔两个阶台尺寸分别为30 ，52，内孔中两阶台端面垂直度要求为0.02，有一个C5倒角和一个42的内槽。图2-1 套类零件图第五章 套类零件分析套类零件的分析: 图中所示为简单套类零件，该零件表面由两个阶台组成，其中多个直径尺寸与轴向尺寸有较高的尺寸精度和表面粗糙度要求，零件尺寸标注完整，符合数控加工尺寸标注要求；轮廓描述清楚完整；零件材料为45号钢，加工切削性能较好，无热处理和硬度要求。套类零件是机械加工中常见的一种加工形式，套类零件哟哀求除尺寸、形状精度外，内孔一般作为配合和装配基准，孔的直径尺寸公差等级一般为IT7，精密轴套可取IT6，孔的形状精度应控制在孔径公差以内。对于长度较长的轴套零件，除了圆度要求以外，还应注意内孔面的圆柱度，端面内孔轴线的圆跳动和垂直度，以及两端面的平行度等项要求。一、 套类零件的装夹方案 套类零件的内外圆、端面与基准轴线都有一定的形位精度要求，套类零件精基准可以选择外圆，但常以中心线及一个端面为精加工基准。对不同结构的套类零件，不可能用一种工艺方案就可以保证其形位精度要求。 根据套类零件的结构特点，数控车加工中可采用三爪卡盘、四爪卡盘或花盘装夹，由于三爪卡盘四年定心精度存在误差，不适于同轴度要求高的工件的二次装夹。对于能一次加工完成内外圆端面、倒角、切断的套类零件，可采用三爪卡盘装夹；较大零件经常采用四爪啦盘或花盘装夹；对于精加工零件一般可采用软卡爪装夹，也可以采用心轴上装夹；对于较复杂的套类零件有时也采用专用夹具来装夹。二、刀具的选择加工套类零件外圆柱面的刀具选择与轴类零件相同。加工内孔是套类零件的特征之一，根据内孔工艺要求，加工方法较多，常用的有钻孔、扩孔、镗孔、磨孔、拉孔、研磨孔等。 套类零件一般包括内外圆、锥面、圆弧、槽、孔、螺纹等结构。根据加工需要，常用的刀具还有粗车镗孔车刀、精车镗孔车刀、内槽车刀、内螺纹车刀以及特殊形状的成型车刀等。三、切削用量的选择根据被加工表面质量要求、刀具材料和工件材料，参考切削用量手册或有关资料选取切削速度与每转进给量，然后计算主轴转速与进给速度（计算过程略），并将结果填入工序卡中。背吃刀量的选择因粗、精加工而有所不同。粗加工时，在工艺系统刚性和机床功率允许的情况下，尽可能取较大的背吃刀量，以减少进给次数；精加工时，为保证零件表面粗糙度哟哀求，背吃刀量一般取0.10.4较合适。四、切削液的选择套类零件在数控车加工比轴类零件有更大的难度，由于套类零件的特性使的切削液不易达到切削区域，切削区的温度较高，切削车刀的磨损也比较严重。为了使工件减少加工变形，提高加工精度，应根据不同的工件材料，选择适合的切削液浇注位置。第六章 套类零件的实施一、确定工件的装夹方案此零件需经二次装夹才能完成加工，第一次夹右端车左端，完成钻通孔、F45外圆的加工工件；第二次以F45精车外圆为定位基准，采用软爪夹装，先进行F65外圆的加工工作，然后完成粗、精车内孔及倒角及车槽的工作。二、确定加工路线1. 平端面、钻毛坯孔F28。2. 粗、精车F45外圆。3. 工件调头，软爪夹F45外圆。4. 粗、精车F65外圆。5. 粗、精镗F30、F52内孔及倒角C5。三、填写加工刀具和工序卡 图所示简单套类零件的加工刀具和工艺卡 零件图号 2-1-1 数控车床加工工序卡 机床型号 CKA6150 零件名称简单套类零件机床编号 刀具表量具表刀具号 刀补号 刀具名称 刀具参数 量具名称 规格（mm/min） T01 0193外圆车刀 D型刀片 游标卡尺 千分尺 01500.02 50750.01 T02 0291镗孔车刀 T型刀片 内径百分表 25500.01 T08 08 钻头28 游标卡尺 01500.02 工序工艺内容 切削用量加工性质S(r/min)F(mm/r)ap(mm) 1车端面确定基准 8000.20.3 2 自动2 钻孔 3000.20.3 4 手动3 车45外圆 12000.10.20.52 自动4调头软爪夹45外圆，车端面确定基准 10000.050.10.51.5 自动5 车65外圆 12000.10.20.52自动6 镗孔至尺寸 10000.050.10.33自动四、编写加工程序根据图2-1所示零件，分析了工件内外圆及内槽的加工路线，并且确定了加工时的装夹方案，以及采用的刀具和切削用量，根据工艺过程按工序内容划分三个部分，并随影编程三个程序以完成加工。1、机床钻孔、车45外圆的程序O0001；N1；G99 M03 S800 T0101；G00 X200.0 Z150.0；G00 X68.0 Z2.0；M08；G71 U1.5 R0.5； G71 P10 Q20 U0.5 W0.05 F0.15；N10 G00 X0；G01 Z-16.0；N20 G00 X68.0；G99 M03 S1200 T0101；G00 X200.0 Z150.0；M08；G70 P10 Q20；G00 X200.0 Z150.0；M05；M30；2、机床车65外圆的程序00002；N1； G99 M03 S800 T0101；G00 X200.0 Z150.0；G00 X68.0 Z2.0；M08；G71 U1.5 R0.5；G71 P10 Q20 U0.5 W0.05 F0.15；N10 G00 X65.0；G01 Z-28.0；N20 G00 G40 X68.0；G00 X200.0 Z150.0；M09；M00；N2；G99 M03 S1200 T0101；G00 X200.0 Z150.0； M08；G70 P10 Q20；G00 X200.0 Z150.0；M05；M30；3、机床镗孔的程序00002；N1；G99 M03 S800 T0202；G00 X200.0 Z150.0；G00 X26.0 Z2.0； M08；G71 U1.5 R0.5；G71 P10 Q20 U-0.3 W0.05 F0.15；N10 G00 X52.0；G01 Z-20.0 F0.1；X40.0；X30.0 Z-25.0；N20 G00 X26.0；G00 Z150 M09；M05； M00；N2；G99 M03 S1200 T0202；M08；G00 X26.0 Z2.0；G70 P10 Q20；G00 X200.0 Z150.0；M09；M05；M30；五、加工过程1、装刀的过程根据刀具工艺卡片，准备好要用的刀具，机夹式刀具要认真检查到排尿与刀体的接触和安装是否正确无误，螺钉是否已经拧牢固。按照刀具卡的刀号分别将相应的刀具安装在刀盘中。装刀时要一把一把地装，通过试切工件的端面，不断地调整垫片的高度，保证刀具的切削刃与工件的中心在同一高度的位置，然后将刀具压紧。注意，刀架中的刀具与刀号的关系一定要与刀具卡一致。如果相应的刀具错误，将会发生碰撞危险，造成工件报废，机床受损，甚至造成人身伤害。2、对刀过程数控车床的对刀一般采用试切法，用所选的刀具试切零件的外圆和端面，经过测量和计算得到零件端面中心点的坐标值。这种方法，首先要知道进行程序编制坐标系原点在工件的位置；然后通过试切，找到所选刀具与坐标系原点的相对位置，将相应的偏置输入刀具补偿的寄存器中。常用的方法的对每一把刀具分别对刀，将刀具偏移量分别输入寄存器。对刀的步骤如下： 选择一把刀具 试切端面，保持Z方向不动，沿X方向退出刀具 进入刀具偏置寄存器的形状补偿，在相应的刀补号中输入Z0 按面板的“测量”键，就将Z向的偏移量输入刀补中了； 试切外径，保持X方向不动，沿Z向退刀刀具，并记录直径值； 进入刀具偏置寄存器的形状补偿，在相应的刀补号中输入直径值； 按面板的“测量”键，就将X向的偏移量输入刀补中了。接着调用下一把刀具，重复以上操作将相应的偏置值输入刀具补偿中，直到完成所有刀具偏移值的输入。内孔车刀的对刀的方法是试切内孔测量孔径，将偏移值输入到寄存器中相应的形状补偿；长度方向的补偿值与外圆刀测量方法一样。另外，还可以用手动脉冲的方法，在已经加工的工件面上进行对刀，这种方法对刀时，一定要注意在靠近工件后，应该采用小于0.01的倍率来移动刀具，直到接触工件为止，注意不要切削过大而造成工件报废。3、程序模拟仿真为了使加工得到安全保证，在加工之前先要对程序进行模拟验证，检查程序的正确性。程序的模拟仿真对于初学者来讲是非常好的一种检查车学正确与否的办法。4、机床操作先将“快速进给”和“进给速率调整”开关的倍率拨到“零”上，启动程序，慢慢地调整“快速进给”和“进给速率调整”旋钮，直到刀具切削到工件。这一步的目的是检验车床的各种设置是否正确，如果不正确有可能发生碰撞现象，可以迅速地停止车床的运动。 当切到工件后，通过调整“进给速率调整”和“主轴转速”调整旋钮，使得切削三要素进行配合，就可以持续地进行加工了，直到程序运行完毕。 在加工中，要适时地检查刀具的磨损情况，工件的表面加工质量，保证加工过程的正确，避免事故的发生。每运行完一个程序后，应检查程序的运行效果，对有明显过切或表面粗糙度达不到要求的，应立即进行必要调整。第七章 简单盘类零件的编程与加工 加工如图3-1所示的盘类零件，分析盘类零件图样上的技术要求，确定加工方法，加工工艺以及常用的刀具，编写数控程序加工。要求加工后符合精度和公差要求。该工件材料为45号钢，F15555盘料。 图3-1 盘类零件图第九章 盘类零件分析盘类零件的分析:盘类是机械加工中常见的一种零件，端盖、齿轮、法兰盘等都是盘类零件。 盘类零件的加工从它的切削方式看，既可纵向切削也可横向切削，但要根据工件毛坯的形状、材料以及产品精度要求等确定切削方式，同时选取相应的刀具、切削用量、编程方法，以达到对产品精度的保障。一、 盘类工件的装夹根据盘类零件的结构特点，数控车加工对于中、小型零件经常采用三爪卡盘装夹；较大零件经常采用四爪卡盘或花盘装夹；对于精加工零件一般可采用软卡爪装夹，也可以采用心轴装夹；对于较复杂的盘类零件有时也采用专用夹具装夹。确定工件装夹方案的基本原则:1） 保证工件装夹的稳定性和牢固可靠。2） 装夹能符合工件基准的设定，并保证工件的加工精度。3） 对于工件的装、卸较方便，能缩短工件加工的辅助时间。二、刀具的选择盘类零件一般由高速钢和硬质合金车刀加工，对于一些特殊材料工件可采用立方氮化硼、聚晶金刚石等刀具材料来进行加工，使刀具的加工性能和范围更加广泛。刀具类型按结构类分，有整体式、焊接式和机械夹固式三种。一般盘类零件由外圆、锥面、圆弧槽、孔、螺纹等构成，所以刀具也从基本常见的外圆车刀、端面车刀、纵向槽刀、横向槽刀、镗孔车刀、螺纹车刀以及特殊形状的成型车刀中选择。三、 切削用量的选择盘类零件的切削用量要根据工件材料、刀具强度、机床性能等因素来确定。盘类零件的结构特点是最大外径较大，长度较短，被加工工件各部分直径落差较大。根据数控机床的加工特点和数控系统编程特点，大多可采用径向加工，但对于外形及内孔加工基本还是以轴向工件较多。对于盘类零件加工时，由于它在径向加工时受机床夹紧力的限制，切削深度不宜过大。若盘的直径较大，所选的转速也不能过高。为了使被加工零件的表面粗糙度能够保持一致，在转速的选择上可以采用数控系统所具有的恒线速指令。对于盘类零件加工时的进给速度，可根据工件图样上的技术要求来确定。四、切削液的选择盘类零件在数控加工时比普通机床加工时会产生更多的热量，因为数控加工相对普通机床加工的切削速度要快，切削区的温度较高，切削车刀的磨损也比较严重。同时，为了使工件减少加工变形，提高加工精度，要根据不同的工件的材料，选择适合的切削液。第十章 盘类零件的实施一、图样的分析图3-1所示零件材料为45号钢，毛坯形状为圆盘状，其尺寸径向有5mm余料，轴向也有5mm余料。零件图形的外形轮廓由外圆、锥面、圆弧面、倒角等组成，零件图形的内形轮廓由内孔、内锥及倒角等组成。外圆部分有两处公差要求在0.02mm以内，内孔部分有一处公差要求在0.02mm以内，长度方面也有公差要求，圆弧要符合圆度的要求，同时在加工中还要保证较高的表面粗糙度的要求。二、确定工件的装夹方案被加工零件如果是小批量生产时，第一步可采取先用三爪卡盘反爪夹毛坯表面，粗车一个工艺台并钻孔。第二步仍然采用三爪卡盘，把工件调头夹工艺台，完成内锥孔、内孔、端面、外圆、倒角的加工。第三步可采用软卡爪装夹已加工的外圆，再把其余部分加工到尺寸。此种装夹方案是盘类零件经常采用的一种装夹方法，简便实用，并能保证被加工工件的加工精度。对于批量生产加工时，每一步的加工至少要完成一组工件的加工，可减少改变装夹带来的一系列刀具及程序的调整，大大缩短了加工零件的周期。三、确定加工路线根据工件毛坯情况及图样上的技术要求，考虑工件路线首先要保证加工精度的前提，符合加工工艺的原则，以最短的加工路径完成零件的加工，该零件可先粗加工车削工艺台，即粗车外圆、车端面、钻孔，调头车端面并作为基准，车削外圆150及倒角至尺寸，镗锥孔及镗孔F40至精度要求。最后，再调头车外轮廓的外锥、外圆弧、外圆及倒角。四、 填写加工刀具卡和工艺卡加工工件的刀具和工艺卡零件图号 3-1 数控车床加工工艺卡 机床型号 CKA6150零件名称 盘 机床编号 刀具表 量具表刀具号刀补号 刀具名称 刀具参数量具名称 规格（mm/mm） T01 0193外圆端面车刀 C型刀片游标卡尺千分尺0200/0.02150175/0.01 T02 0293外圆精车刀 D型刀片 千分尺 150175/0.01 5075/0.01 T04 0491镗孔车刀 T型刀片 内径表 0.01 T08 08 钻头35 游标卡尺 0150/0.02 工序 工艺内容 切削用量加工性质S（r/min）F(mm/r)ap(mm)数控车 车外圆、端面完成工艺台 800 0.20.3 2 自动 钻孔 3000.20.3 17.5 自动数控车 调头车端面确定基准 10000.050.10.51.5 自动 车外圆、倒角 12000.050.1 0.58 自动 镗锥孔、镗孔至尺 12000.050.1 0.30.5 自动数控车 调头软爪夹F150外圆，车端面 10000.10.2 0.51.5 自动 车外轮廓倒角符合技术要求1200 0.10.20.52 自动五、编写加工程序根据3-1所示零件，分析了工件的加工路线，并且确定了加工时的装夹方案，以及采用的刀具和切削用量，根据工艺过程按工序内容划分三个部分，并对应编制三个程序以完成加工。1、车削工件工艺台和钻孔的程序：00001N1G99 M03 S800 T0101G00 X200.0 Z156.0G00 X156.0 Z2.0M08G90 X153.0 Z-10.0 F0.2 X151.0 G94 X0.0 Z-2.0 F0.2 G00 X200.0 Z150.0M05M00N2G99 M03 S300 T0808G00 X0.0 Z150.0G00 Z5.0G01 Z-60.0 F0.2G00 Z200.0M09M05M302、车削工件外圆、端面、镗孔的程序：O0002N1G50 S1500G99 G96 S500 M03 T0