机电一体化专业毕业设计论文-艺术塔模型配合件数控加工.doc

宜宾职业技术学院宜宾职业技术学院 毕业论文（设计） 艺术塔模型配合件数控加工 系系 部部 五粮液技术学院 专专 业业 名名 称称 机电一体化技术 班班 级级 机电 11203 班 姓姓 名名 杨 XX 学学 号号 201210028 指指 导导 教教 师师 管 XX 20142014 年年 6 6 月月 1 1 日日 目录目录 摘要摘要 . 1 前言前言 . 3 第一章第一章 任务分析任务分析 1.1 图样分析 . 4 1.2 选用刀具的分析 . 5 1.3 工件的装夹与定位的分析 . 6 第第 2 2 章章 加工准备加工准备 2.1 机床与夹具准备 . 7 2.2 毛坯与刀具准备 . 8 2.3 量具与切削液准备 . 10 第三章第三章 工艺准备工艺准备 3.1 定位基准的选择 . 12 3.2 切削量的选择 . 12 3.3 工件加工工艺编排 . 13 第四章第四章 坐标计算与程序编制坐标计算与程序编制 4.1 坐标计算 . 17 4.2 程序编制 . 18 第第 5 5 章章 零件加工及检测零件加工及检测 5.1 零件加工 . 23 5.2 零件检测 . 24 参考文献参考文献 . 25 附录附录 . 26 总结总结 . 38 致谢致谢 . 39 0 摘要摘要 此次的毕业设计主要解决的问题是零件的装夹、刀具的对刀、工艺路线的 制订、工序与工步的划分、刀具的选择、切削用量的确定、车削加工程序的编 写、机床的熟练操作。主要困难的是加工内螺纹的精确度、切削用量的参数设 定、对刀的精度、工艺路线的制订以及程序的正确编写。 运用数控原理、数控工艺、数控编程、专业软件等专业知识和数控机床实 际操作的一次综合练习，能让我感触当代科学的前沿，体验数控魅力，为人们 的生活带来方便，进一步认识数控技术，熟练数控机床的操作，掌握数控，开 发数控内在潜力。 关键词关键词：数控、数控技术、车削技术、毕业设计 1 Abstract The graduation design is the main problem of the clamping, cutting tool, the formulation process route, process and steps of the division, tool selection, cutting, machining program, machine tool operation. The main difficulty is the two clamping horizontal length is difficult to guarantee, cutting parameters are set, the accuracy of the knife, the formulation process route. A comprehensive practice using principle of NC, NC machining process, NC programming, professional software and other professional knowledge and practical operation of CNC machine tools, can let me feel the experience of Contemporary Science Frontiers, NC charm, bring convenience for peoples life, further understanding of NC technology, skilled operation of CNC machine tool, CNC CNC internal potential master, development. Keywords: graduation design of NC, NC technology. 2 前言前言 本次毕业设计是学院为了提高学生的数控技术及相关技能等综合运用能 力，通过毕业设计和完成毕业论也是学院对毕业生生毕业资格的审核条件， 同时也为我们以后的工作打下理论基础，本次设计是由指导老师管老师精心 指导下完成的。 数控技术是数字程序控制数控机械实现自动工作的技术。它广泛用于机 械制造和自动化领域，较好地解决多品种、小批量和复杂零件加工以及生产 过程自动化问题。随着科技的迅猛发展，自动控制技术已广泛地应用于数控 机床、机器人以及各类机电一体化设备上。同时，社会经济的飞速发展，对 数控装置和数控机械要求在理论和应用方面有迅速的发展和提高。 数控加工和编程毕业设计是数控专业教学体系中构成数控加工技术专业 知识及专业技能的重要组成部分，通过毕业设计使我们学会了对相关学科中 的基本理论、基本知识进行综合运用，同时使对本专业有较完整的、系统的 认识，从而达到巩固、扩大、深化所学知识的目的，培养和提高了综合分析 问题和解决问题的能力，以及培养了科学的研究和创造能力。 数控技术不断的发展，数控技术很快会普极中国工业基地，成为工业发 展的标志，数控技术的成熟也是当代科技发展的标志，所以数控技术也是国 家经济的体现，中国经济正加快向新兴工业化道路发展，制造业已成为国民 经济的支柱产业。 数控技术的广泛使用，导致数控应用型人才严重短缺、作为当代的数控 技术的学者我感到无比的荣幸，又感到无比的艰巨。 本毕业设计内容主要是详细叙述利用数控车床来加工零件。大致包含了 数控技术特点的阐述、零件的工艺的分析过程、加工中一些问题的解决方法、 数控加工过程、 、数控编程、机床操作与零件自检过程等，另外还有设计说明 书、参考文献、毕业设计小结、致谢、附录等部分。 设计者以严谨务实的认真态度进行了此次设计，但由于知识水平与实际 经验有限，时间又较为紧迫。在设计中难免会出现一些错误、缺点和疏漏， 诚请各位评审老师给于批评和指正。 3 第一章第一章 1.11.1 图样分析图样分析 图 1-1 如图 1-1 所示，该模型实质为一个由多处圆弧、外圆、直线、槽以及内外 螺纹等特征组成的配合零件，圆弧多是其最大的特点，该零件精度要求主要体 现在零件轮廓线连接上。 经过对图样的测量分析，底座的最大直径为 97.99mm，最小直径为 16mm，底座总长 72mm。塔身的最小直径为右端的 14.28mm，最大直径为 70.45mm，总长为 151mm。为保证零件的外观，获得较好的光泽度，选用材料 为 45 钢，底座毛坯尺寸选为 100mm90mm，塔身毛坯尺寸选为 72mm180mm。 在 39、48、53 这三处直线与圆弧的交接处是该零件外轮廓线较为重 要的几点。由图纸可以看出这几处加工出来后是几个点，在走刀的时候，若精 度不够加工出来的质量较差，轮廓线粗糙，美观要求达不到。因此，要求在加 工的时候刀具的刀尖一定要完好，以免加工出来的表面不光滑。工件的装夹和 刀具的装夹要求一定要达到紧度要求，以免加工的时候出现两者之间中心线的 偏移。 在引出点 C、D、E、F 处，采用了半径分别为 0.63mm、1.59mm 的小圆弧作 为过渡。为了保证设计本身的要求，以及工件的美观性，这两处圆弧加工精度 要求非常高。在与相邻部分衔接是否流畅是一个问题。因此，在加工时对刀具 的选用、主轴的转速、切削量等要进行严格的分析。 由图样可以看出，该零件是由底座和塔身两部分通过内外螺纹连接组成一 4 个整体的。在加工塔身部分的退刀槽时,因为其退刀槽在内孔里面，应先挖出其 内孔，而内孔的尺寸要严格按照图纸要求选择，以免影响加工的进程。在加工 内螺纹的时候，选刀时应考虑到螺纹孔径尺寸的限制，一般内螺纹车刀的刀头 径向长度应比孔径小 3-5mm。否则退刀时会碰伤牙顶，甚至不能车削。刀杆的 大小在保证正常排屑的前提下，要粗壮些。 1.21.2 选用刀具的分析选用刀具的分析 数控车床加工时，能根据程序指令实现自动换刀。为了缩短数控车床的准 备时间，适应柔性加工需要，数控车削对刀具提出了更高的要求。因此，在数 控加工时对刀具的选择尤为重要。 数控车削常用的车刀在结构上可分为整体式车刀、焊接式车刀、和机械夹 固式车刀三大类。我们据具体情况选择使用。 经过对加工零件的形状和尺寸的分析可知，如图 1-2 所示 1、2、3、4 四处 是刀具容易发生干涉的地方。为避免刀具在加工过程终与零件发生干涉，在加 工如图所示部分选用主偏角 Kr 大于 80，副偏角 Kr 大于 95的外圆仿形车刀。 图 1-2 整体零件还有内外螺纹以及退刀槽需要加工，根据零件的形状以及尺寸分 析，内孔粗、精车选用夹固式 95内孔车刀，内螺纹加工选择夹固式 60内螺 纹车刀。另外还需要准备一支中心钻、一支直柄的麻花钻、一支锥柄的麻花钻， 要求材料均为高速钢。外螺纹选用夹固式 60外螺纹车刀。以及一柄刀片宽为 3mm 的切槽刀和一柄内径切槽刀。 1.31.3 工件的装夹与定位的分析工件的装夹与定位的分析 在使用车床过程中要充分发挥数控车床的加工效能，工件的装夹必须快速， 定位必须准确，数控车床对工件的装夹要求。首先，应具有可靠的夹紧力，以 5 防止在加工过程中工件松动。其次，应具有较高的定位精度，并便于迅速和方 便地装、折工件。 我们使用的数控车床主要是用三爪卡盘装夹工件，其定位方式主要采用心 轴、顶尖、缺牙爪等方式，与普通车床的装夹定位方式基本相同，同时，液压、 气动夹具也已广泛运用于生产中。 工件的装夹方式可根据加工对象的不同灵活选用，除此之外，数控车床加 工还有许多相应的夹具，主要分为轴类和盘类夹具两大类：用于轴类工件的夹 具有自动夹紧拔动卡盘、拔齿顶尖、三爪拔动卡盘等。用于盘类工件的主要有 可调卡爪式卡盘和快速可调卡盘。该零件属于轴类零件，所以我们采用现有的 三爪卡盘装夹工件，在装夹的时候应使其夹紧工件，以防止其在加工过程中脱 落造成意外事故.同时，在进行装夹方式的试计时，也要考虑零件的形状、弹性 变形、数量等方面的因素。 在定位方面我们需要考虑到装夹余量和加工余量。由图可知，我们在把毛 坯零件需要的加工量留够之后，被三爪卡盘夹紧的部分应大于 20mm，以防止工 件在加工过程中出现甩动，造成意外事故。 6 第二章第二章 2.12.1 机床与夹具的准备机床与夹具的准备 （1）机床准备 加工该零件选用 CK6132A 型数控车床和 Fanuc oi mate-TC 数控系统,该设 备电压为三相 380V，电源频率为 50HZ，机床主要参数如表 2-1 所示。 表 2-1CK6132A 型数控车床主要参数表 性能单位参数 工件最大回转直径毫米 400 床鞍上最大回转直径毫米 200 主轴转速级数有级调速 主轴转速范围转/分 33-2000/80-2000 主轴电动机额定功率千瓦 5.5 加工螺纹导程范围毫米 0.25-12 冷却泵功率瓦 100 刀架电动机功率瓦 90 在开机加工前应该注意以下事项： 1）检查车床的外表是否正常(如后面电控柜的门是否关上、车床内部是否 有其他异物)。 2）打开位于车床后面电控柜上的主电源开关,应听到电控柜风扇和主轴电 动机风扇开始工作的声音。 3)按操作面板上的“POWERON”按钮接通电源,几秒钟后 CRT 显示屏上出现 画面,之后才能操作数控系统上的按钮,否则容易损坏机床。 4)顺时针方向松开“EMERGENCY”急停按钮。 5)绿灯亮后,机床液压泵已起动,机床进入准备状态.开机几秒钟后 CRT 显示 屏工作。 6)如果在进行以上操作后,机床没有进入准备状态,检查是否有某一坐标轴 超程等情况,进行处理后再按“POWERON”按钮。 （2）夹具准备 7 夹具在整个加工过程中扮演着极其重要的角色，它被用来固定我们加工的 零件，所以夹具应具备以下要求： 1）要求有极其可靠的夹紧力，以防止在加工过程中松动甚至脱落； 2）夹具应具有能快速、方便安装工件的特点； 3）夹具应具有很好的同轴度和定位精度，使工件夹紧时不会偏移。 对于我们此次加工的轴类零件，是以轴心线作为工艺基准。同时，根据上 述对夹具能力的要求以及我们前面的分析，我选择现有的三爪卡盘作为夹紧工 具（如图 2-6） ，通过两次装夹完成粗精加工。 图 2-6 三爪卡盘 2.22.2 毛坯与刀具准备毛坯与刀具准备 （1）毛坯准备 因为毛坯选择正确与否会对加工出来的零件在质量、外观、材料损耗以及 刀具的磨损等方面有着很大的影响，所以毛坯的选择尤为重要。 毛坯的尺寸越接近成品零件，那么机械加工量就会越少，相对应材料的损 耗就越少。材料硬度在满足其自身条件之余适当选择，对刀具的磨损也会越小。 所以根据实际需要来选择毛坯的尺寸以及材料，这样就能将消耗降低到最低， 获得所需要的产品。 一般零件加工中碳素钢材和合金钢使用比较多。其中 45 钢应用更为广泛， 该零件选用 45 钢作为加工毛坯材料，要求其毛坯形状为圆柱形，根据图纸可知， 该零件由底座和塔身两部分通过螺纹连接组成一个整体，底座部分最大直径为 97.99mm,总长度为 72mm，考虑到装夹余量以及加工余量，所以毛坯大小选为 100mm90mm。塔身部分最大直径为 70.45mm，总长度为 151mm，考虑到装 夹余量以及加工余量，所以毛坯大小选为 72mm180mm。 （2）刀具准备 由上图 1-1 可以看出，该零件是由众多圆弧、直线以及内外螺纹和退刀槽 8 构成。 由于数控机床对刀具的要求较高，所以在选择刀具时应考虑其耐磨性、可 靠性、韧性、耐热冲击性和断屑排屑等性能。如表 2-2 所示。 表 2-2 刀具性能参数 加工该零件需要一把尖型外圆车刀、刀片宽为 3mm 的切槽刀一把、用作内 孔粗、精车的内孔车刀一把、内径切槽刀一把、内孔螺纹车刀一把、外螺纹车 刀一把，另外需配备一支中心钻、一支直柄的麻花钻、一支锥柄的麻花钻。 图 2-3 外圆车刀 加工塔身部分的外圆车刀我们选用主偏角为 95外圆车刀（如图 2-3） 。外 圆车刀简称偏刀，按进给方向不同分为左偏刀和右偏刀两种，一般常用右偏刀。 右偏刀，由右向左进给。用来车削工件的外圆、端面和右台阶。它主便角 较大，车削外圆时作用于工件的径向力小，不易出现将工件顶弯的现象。一般 用于半精加工。 左偏刀，由左向右进给。用于车削工件外圆和左台阶，也用于车削外径较 大而长度短的零件（盘类零件）的端面。 具备的性能使用时的性能希望具备的性能使用时的性能 高硬度耐磨性化学稳定性良好耐氧化性耐扩散性 高韧性耐崩刀破损性低亲和性耐熔点、凝点、粘力性 高耐热性耐塑性变形性磨削成型性良好刀具制造的高生产率 热传导能力好耐热冲击性锋刃性良好刃口锋利表面质量好 9 塔身部分加工退刀槽我们选用直柄刀片宽度为 3mm 的内径切槽刀（如图 2- 4） 。 图 2-4 内径切槽刀 塔身部分的内螺纹我们选用夹固式 60内螺纹车刀，如图 2-5 所示。 图 2-5 内螺纹车刀 2.32.3 量具与切削液准备量具与切削液准备 （1）量具准备 在工件加工出来之后，都要使用量具进行测量，以检测是否符合设计图纸 上的要求。主要的有测量有长度测量、直径测量、角度测量、形位公差测量、 孔径测量等。 本次毕业设计需要的量具有： 10 1）钢直尺：测量工件的长度； 2）游标卡尺：测量工件的直径、高度、外径、内径以及孔深； 3）千分尺：测量直径、长度、厚度、等； 4）螺纹塞规：用于检测内螺纹。 （2）切削液的准备 在加工过程中，由于工件高速旋转，刀具在与工件切削的过程中会产生大 量的热甚至火星。在这种情况下加工的零件的精度得不到保证，也容易造成事 故的发生，同时对刀具的损耗也很大，尤其容易使刀尖钝化，刀片容易因高温 炸裂等。所以，切削液在加工过程中就显得很重要了。 切削液由多种超强功能助剂经化学反应科学配方而成，除了具备传统切削 液(皂基乳化液)的冷却、润滑、清洗、排屑的功能外，还具备良好的防锈、防 腐、易稀释、无毒、低异味、无腐蚀、无污染等特点。切削液一般采用浇注法 进行冷却。 11 第三章第三章 3.13.1 定位基准的选择定位基准的选择 在加工时，用作确定工件在机床上或夹具中正确位置所采用的基准，称之 为定位基准。定位基准的选择对于零件的加工尤为重要，加工时加工工序的选 择、加工进度是否畅通，加工出来零件的质量的好坏、精度的高低等一系列都 与定位基准的选择有关。 定位粗基准：用未加工的表面作为定位基准。这要求每个加工表面都留有 足够的加工余量。同时，也要让加工表面和不加工表面位置满足图样的要求。 定位精基准：用以加工表表面作为定位基准。精基准是从零件的加工精度 出发，在满足加工时零件的定位可靠和加紧可靠，还需要满足“基准重合”的 原则。 底座在加工时只需要一次装夹，其装夹方案如图 3-1 所示： 图 3-1 底座装夹示意图 3.23.2 切削量的选择切削量的选择 数控车削的切削量包括切削速度 Uc、进给量 f（或进给速度 F）和背吃刀量 ap。 背吃刀量 ap 的选择。切削深度要根据加工余量来确定。粗加工时，除留下 精加工余量以外，要尽可能的切除全部余量。当加工余量、工艺系统刚度较低、 机床功率不足、刀具强度不够或断续切削的冲击振动较大时，可分多次走刀。 本次加工在中等功率机床上，底座部分粗加工的切削深度设定为 2.2mm； 精加时，切削深度设定为 0.2mm。 塔身部分粗加工的切削深度设定为 2mm；半精加工的切削深度设定为 12 0.7mm；精加工的切削深度设定为 0.16mm。 进给量的选择。粗加工时由于作用在工件上的切削力较大，进给量的选取 受机床刀具工件系统的刚度、机床进给机构的强度、机床有效功率与转矩 等因素的限制。 根据本次工件的直径而言，进给量选定为 0.8mm/r。 切削速度的选择。在背吃刀量和进给量选定以后，可在保证刀具合理耐用 度的条件下，来确定切削速度的值。在确定切削速度的值时，一般应遵循以下 原则： 1）粗车时，切削深度和进给量都较大时，应选择较低的切削速度。 2）刀具材料和工件材料都会影响切削速度，材料好时可选择较高的切削速 度，反之，应选用较低的切削速度。 具体的切削速度应视实际情况而定。本次加工从工件、刀具的材料等多方 面因素考虑，决定选用的切削速度为 120m/mm。 以上陈诉为本次加工时，加工外圆所采用的参数，具体加工类别的详细参 数见附录程序卡。 3.33.3 工件加工工艺编排工件加工工艺编排 （1）内外螺纹的加工工艺 车螺纹时，刀具沿螺纹方向的进给应与工件主轴旋转保持严格的速比关系。 考虑到刀具从停止状态到达指定的进给速度或从指定的进给速度降至零，驱动 系统必有一个过渡过程，沿轴向进给的加工路线长度，除保证加工螺纹长度外， 还应增加 1（2mm-5mm）的刀具引入距离和 2（1mm-2mm）的刀具切出距离， 如图 3-5 所示。这样来保证切削螺纹时，在升速完成后使刀具接触工件，刀具 离开工件后再降速。 13 图 3-5 切削螺纹时引入、引出距离 1) 加工内螺纹，如图 3-6 所示。 图 3-6 塔身部分内螺纹加工示意图 首先，用中心钻打内螺纹加工用的中心孔，主轴转速设定为 1000r/min 以 上。打完中心孔以后用 10 麻花钻钻孔至深 28，主轴转速设定为 600r/min 左 右。 然后，用 16 的麻花钻扩孔至深 28，主轴转速设定为 400r/min 左右。扩 孔完成以后用内孔车刀采用 G71 径向分层切削零件内孔表面。 用刀宽为 3mm 的内径切槽刀完成内螺纹退刀槽，退刀槽采用直进切削法， 一次完成加工。再用内孔车刀完成除车螺纹外的零件内孔表面的精加工。 最后，用 60内螺纹车刀完成内螺纹的加工。车内螺纹时，安排切入空刀 量为 4mm，首刀切深 0.4，最小切深 0.1，精修余量 0.05，精修一刀。 2）加工外螺纹，如图 3-7 所示。 14 图 3-7 底座部分外螺纹加工示意图 此螺纹位于底座部分，在加工底座时已经将外轮廓和退刀槽加工成型。这 里就螺纹加工进行工艺编排。 将刀具定位在图中 A 点处，主轴转速设定为 600r/min，用 60外螺纹车刀，采 用直进法分五刀完成该外螺纹的粗、精加工。螺纹前四刀的切削量分别为 0.8mm、0.6mm、0.4mm、0.16mm，第五刀在最后一刀的轨迹上再走刀一次，以去 除残留的铁屑。 （2）底座和塔身的加工工艺。 1）底座的加工分为粗加工和精加工其走刀路线按照图 3-2 箭头标示走刀。 刀具定位在 A 点，刀具随着箭头的方向依次走刀，进行分层切削。 粗加工时，主轴转速定位 800r/min，进给量设定为 0.8mm/r，背吃刀量设 定为 1-2mm,X 向余量留 0.5mm，Z 向余量留 0.2mm。 图 3-2 底座粗精车路线图 精加工时，走刀路线任然按照箭头指示的顺序走刀，刀具定位在 A 点。主 轴转速定位 1000r/min，进给量设定为 0.1mm/r，X、Z 向余量为 0。 图中处为退刀槽，加工此处时用刀片宽为 3mm 切槽刀。刀具定位在 A 处， 刀具向 X 轴进给的同时向 Z 轴进给到槽的正上方，再向下进给到要求尺寸，然 后再按原来的轨迹退回原点。切槽我们采用直进车削法，一次车削成型。 此时主轴转速设定为 400r/min,进给量设定为 0.06mm/r。 2）塔身加工也分为粗加工和精加工，加工顺序如图 2-9 所示。 塔身的粗加工和精加工路线按照图 3-3 箭头标示走刀。刀具定位在 A 点， 刀具随着箭头的方向依次走刀，进行分层切削。 15 图 3-3 塔身粗精车走刀路线 粗加工时，主轴转速定位 800r/min，进给量设定为 0.8mm/r，背吃刀量设 定为 1-2mm,X 向余量留 0.80mm，Z 向余量留 0.2mm。 精加工时，走刀路线任然按照箭头指示的顺序走刀，刀具定位在 A 点。主 轴转速定位 1000r/min，进给量设定为 0.4mm/r，X、Z 向余量为 0。 3）如图 3-4 所示，塔身的最左端在塔身加工之后需要切断，在这里我选用 刀宽为 3mm 的切断刀，刀具定位在图中 A 点。 图 3-4 塔身切断走刀路线图 此时，主轴转速设定为 500r/min，进给量设定为 0.2mm/r。待切断之后， 刀具沿原走刀路线返回原点即可。要求将切断所形成的零件尾部边上的毛刺去 除干净，直至表面光滑。 16 第四章第四章 4.14.1 坐标计算坐标计算 （1）塔型底座部分坐标计算 1)底座尾部坐标计算。如图 4-1 所示，为了方便计算与编程，编程坐标系原 点定于工作右端面中心，以下图示均如此。 图 4-1 底座尾部示意图 经计算，图中各点坐标为：A(X50，ZO) B(X60，Z-5) C(X60，Z-25)。 图 4-2 底座前部示意图 经计算，图中各点坐标为：A(X28，ZO) B(X20，Z-2) C(X20，Z-22) D(X78，Z-22) E(X78，Z-42) F(X70，Z-42) G(X60，Z-47)。 图 4-3 塔身示意图 17 经计算，图中各点坐标为：A(X14.28，Z-17) B(X25，Z-30) C(X24.45，Z- 46.27) D(X24.44，Z-47.21) E(X24.44，Z-51.8) F(X23.2，Z-53.26) G(X39，Z-81) H(X48，Z-86) I(X53，Z-91) J(X66，Z-101) K(X58，Z-121) L(X58，Z-151)。 4.24.2 程序编制程序编制 （1）塔身部分程序 程序注释 O0301 N1 G21 G40 G97 G98 程序初始化 N2 M03 S500 T0101 F0.1 主轴正转，转速 500/min，选择外 圆车刀，进给量 0.1mm/r N3 G00 X80 Z5 刀具快速定位到加工起点附近 N4 G73 U2.0 R20 粗车循环，X 向退刀量 2mm,分 20 刀 N5 G73 P6 Q21 U0.8 F0.2 X 向加工余量 0.8mm,进给量 0.2mm N6 G00 X0 刀具快速进刀到指点位置 N7 G01 Z0 刀具快速进刀到指点位置 N8 G03 X15.46 Z-16.35 R10 车 R10 的圆弧 N9 G02 X15 Z-17.87 R1.5 车 R1.5 的圆弧 N10 G01 X25 Z-30 车 25 至长 30 处 N11 G03 X25.3 Z-45.93 R10.64 车 R10.64 的圆弧 N12 G02 X25.46 Z-47.48 R1 车 R1 的圆弧 N13 G03 X25.52 Z-51.49 R2.5 车 R2.5 的圆弧 N14 G02 X23.72 Z-54.17 R2.5 车 R2.5 的圆弧 N15 G01 X39 Z-81 车 39 至长 81 处 N16 G02 X48 Z-86 R4.73 车 R4.73 的圆弧 N17 G02 X53 Z-91 R3.71 车 R3.71 的圆弧 N18 G01 X66 Z-101 车 66 至长 101 处 N19 G03 X58 Z-121 R14.97 车 R14.97 的圆弧 N20 G01 W-1; N21 G00 X80 刀具快速进刀到指点位置 N22 G70 P6 Q21 S600 F0.1 转速 600r/min,进给量 0.1mm/r N23 G00 X100 刀具快速进刀到指点位置 N24 Z100 刀具快速进刀到指点位置 N25 M05 主轴停止 18 N26 M30 程序结束 19 O0304 N1 G21 G40 G97 G98 程序初始化 N2 M03 S500 T0101 F0.2 主轴正转，转速 500/min，选择外 圆车刀，进给量 0.2mm/r N3 G00 X75 Z5 刀具快速定位到加工起点附近 N4 G71 U2 R0.5 外径粗车循环，背吃刀量 2mm,退刀 量 0.5mm N5 G71 P6 Q8 U0.8 F0.2 X 向余量 0.8mm,进给量 0.2mm/r N6 G00 X58 车至 58 N7 G01 Z-30 车至长 30 处 N8 G01 X75 车至 75 N9 G70 P6 Q8 S600 F0.1 转速 600r/min,进给量 0.1mm/r N10 G00 X120 刀具快速进刀到指点位置 N11 Z100 刀具快速进刀到指点位置 N12 M03 S500 T0404 F0.2 转速 500r/min,进给量 0.2mm/r N13 G00 X19 Z5 刀具快速进刀到指点位置 N14 G71 U1 R0.5 外径粗车循环，背吃刀量 1mm,退刀 量 0.5mm N15 G71 P16 Q20 U0.8 F0.2 X 向余量 0.8mm,进给量 0.2mm/r N16 G00 X24 刀具快速进刀到指点位置 N17 G01 Z0 刀具快速进刀到指点位置 N18 X22.6 W-1 进刀 N19 G01 Z-27 进刀 N20 X19 进刀 N21 G70 P16 Q20 F0.1 进给量 0.1mm/r N22 G00 X100 刀具快速进刀到指点位置 N23 Z100 刀具快速进刀到指点位置 N24 T0202 换 02 号车刀 N25 M03 S400 F0.2 转速 400r/min，进给量 0.2mm/r N26 G00 X19 Z10 刀具快速进刀到指点位置 N27 G92 X22.5 Z-20 F1.5 进给量 1.5mm/r N28 X22.9 进刀 N29 X23.3 进刀 N30 X23.7 进刀 20 N31 X24 进刀 N32 G00 X100 刀具快速进刀到指点位置 N33 Z100 刀具快速进刀到指点位置 N34 M05 主轴停止 N35 M30 程序结束 （2）底座部分程序 O0305 N1 G21 G40 G97 G98 程序初始化 N2 M03 S500 T0101 F0.2 主轴正转，转速 500/min，选择外 圆车刀，进给量 0.2mm/r N3 G00 X100 Z5 刀具快速进刀到指点位置 N4 G71 U2 R0.5 外径粗车循环，背吃刀量 2mm,退刀 量 0.5mm N5 G71 P6 Q14 U0.8 F0.2 X 向余量 0.8mm,进给量 0.2mm/r N6 G00 X50 刀具快速进刀到指点位置 N7 G01 Z0 刀具快速进刀到指点位置 N8 G03 X60 W-5 R5 车 R5 的圆弧 N9 Z-25 进刀 N10 G02 X70 W-5 R5 车 R5 的圆弧 N11 G01 X78 进刀 N12 G03 X98 W-10 R10 车 R5 的圆弧 N13 G01 W-2 进刀 N14 G01 X100 进刀 N15 G70 P6 Q14 S600 F0.1 转速 600r/min，进给量 0.1mm/r N16 G00 X120 进刀 N17 Z100 刀具快速进刀到指点位置 N18 M05 主轴停止 N19 M30 程序结束 O0306 N1 G21 G40 G97 G98 程序初始化 N2 M03 S500 T0101 F0.2 主轴正转，转速 500r/min，选择外 圆车刀，进给量 0.2mm/r 21 N3 G00 X100 Z5 刀具快速进刀到指点位置 N4 G71 U2 R0.5 外径粗车循环，背吃刀量 2mm,退刀 量 0.5mm N5 G71 P6 Q13 U0.8 F0.2 X 向余量 0.8mm,进给量 0.2mm/r N6 G00 X22 刀具快速进刀到指点位置 N7 G01 Z0 刀具快速进刀到指点位置 N8 X23.8 W-1 进刀 N9 Z-22 进刀 N10 G01 X78 进刀 N11 G03 X98 W-10 R10 车 R10 的圆弧 N12 G01 W-2 进刀 N13 G01 X100 进刀 N14 G70 P6 Q13 S600 F0.1 转速 600r/min，进给量 0.1mm/r N15 G00 X120 刀具快速进刀到指点位置 N16 Z100 刀具快速进刀到指点位置 N17 M03 S400 T0202 F0.1 转速 600r/min，选择 02 号车刀， 进 给量 0.1mm/r N18 G00 X26 Z5 刀具快速进刀到指点位置 N19 Z-22 进刀 N20 G01 X20 进刀 N21 G00 X25 进刀 N22 W1 进刀 N23 G01 X20 进刀 N24 G00 X100 刀具快速进刀到指点位置 N25 Z100 刀具快速进刀到指点位置 N26 M03 S400 T0404 F0.2 转速 400r/min，选择 04 号车刀， 进 给量 0.2mm/r N27 G00 X26 Z10 刀具快速进刀到指点位置 N28 G92 X23.6 Z-14 F1.5 螺纹加工，第一次进刀 0.4mm N29 X23.2 螺纹加工，第二次进刀 0.4mm N30 X23 螺纹加工，第三次进刀 0.2mm N31 X22.8 螺纹加工，第四次进刀 0.2mm N32 X22.6 螺纹加工，第五次进刀 0.2mm 22 N33 X22.3 螺纹加工，第六次进刀 0.3mm N34 G00 X100 刀具快速进刀到指点位置 N35 Z100 刀具快速进刀到指点位置 N36 M05 主轴停止 N37 M30 程序结束 23 第五章第五章 5.15.1 零件加工零件加工 （1）底座部分加工 1）刀具装夹。分别将 95外圆车刀、3mm 宽切槽刀和 60螺纹车刀安装 于刀架的 01 号、02 号和 03 号刀位。装夹刀具时应注意调整好刀具角度、高度 和伸出长度。 2）工件装夹。将工件置于三爪卡盘中，夹住 100 外圆，控制工件伸出长 度 85100mm，经找正后夹紧工件。 3）对刀。分别完成 95外圆车刀和 3mm 宽切槽刀的对刀操作。 4）程序的输入与调试。将 O0000 加工程序输入到数控装置中，仔细检查程 序的正确性。 5）自动运行加工程序，完成底座尾部的加工。完成后，需要对精度进行检 查，以便对刀补或程序修正后进行二次精车。 6）拆下工件，调头包铜皮夹住 60 的外圆。 7）用 90外圆车刀车工件底座前部总长。 8）分别完成 95外圆车刀、3mm 宽切槽刀和 60螺纹车刀的对刀操作。 9）程序的输入与调试。将 O0000 加工程序输入数控装置中，仔细检查程序 的正确性。 10）自动运行加工程序，完成底座前部的加工。加工完成后需要锁住机床 对零件精度要求高的地方进行精度检测，特别是螺纹的精度要求。最后停止机 床卸下零件和刀具。 （2）塔身部分的加工 1）刀具装夹。分别将 95内孔车刀、60内螺纹车刀和内径切槽刀安装 于刀架的 01 号、02 号和 03 号刀位。装夹刀具时应注意调整好刀具角度、高度 和伸出长度。分别将中心钻和 12 麻花钻、20 麻花钻安装到相应的钻夹头 中。 2）工件装夹。将工件置于三爪卡盘中，夹住 72 外圆，控制工件伸出长 度 180190mm，经找正后夹紧工件。 3）将安装有中心钻的钻夹头至于尾座套筒内，移动尾座，调整好位置后将 尾座锁紧。 4）开启主轴，开启冷却液，打中心孔。 5）调整转速，换 12 麻花钻，打孔。 6）调整转速，换 20 麻花钻，扩孔。 7）对刀。分别完成 95内孔车刀和 60内螺纹车刀的对刀操作。 24 8）程序的输入与调试。将 O0000 加工程序输入到数控装置中，仔细检查程 序的正确性。 9）自动运行加工程序，完成底座尾部的加工。完成后，需要对精度进行检 查，以便对刀补或程序修正后进行二次精车。 10）停止机床、拆下工件及刀具。调头包铜皮夹住 58 的外圆，同时装上 90外圆车刀和 3mm 宽的切槽刀。 11）对刀。分别完成 95外圆车刀、3mm 切槽刀的对刀操作。 12）程序的输入与调试。将 O0000 加工程序输入数控装置中，仔细检查程 序的正确性。 10）自动运行加工程序，完成塔身外圆面的加工。加工完成后需要锁住机 床对零件精度要求高的地方进行精度检测，特别是螺纹的精度要求。最后停止 机床卸下零件和刀具。 5.25.2 零件检测零件检测 （1）底座部分检测 用游标卡尺检测底座总长。测得总长为 72.025mm。用游标卡尺测各外圆面。 测得结果均在允许误差范围内。外螺纹先用钢直尺进行长度测量，用游标卡尺 测量螺距长度，计算后取平均值均属允许值，用螺纹千分尺测量螺纹中径，测 的数值均属允许值。经分析，超出的 0.025mm 位于 60 外圆面。是由于加工时 对刀误差造成。 （2）塔身部分检测 用游标卡尺检测各个外圆面、总长度，用螺纹塞规检测内螺纹，通端面刚 好旋入，止端不能旋入，螺纹测量合格。 测得塔身总长为 201.022mm。经分析，此误差是由于对刀产生的微小误差， 但在允许范围内。 其他部分测量结果均在图纸要求范围内。通过对底座和塔身的测量，使我 更深刻的明白了对刀操作的重要性，这要求我们在安装刀具的时候一定要将刀 具与主轴中心线保持在一条线上。以及在对刀的时候，一定要按要求做到最好， 仔细出细活。 25 参考文献参考文献 1 戴素江，李银海.2010.机械零件数控车削加工.北京.科学出版 社. 2 胡荆生.2000.公差配合与技术测量基础.北京.中国劳动社会保 障出版社. 3 刘力.2008.机械制图.北京.高等教育出版社. 4 杨好学，蔡霞.2009.公差与技术测量.北京.国防工业出版社. 26 附录 A 数控车削加工刀具卡(一) 单位名称零件名称艺术塔模型加工部分塔身外圆 车间设备名称设备型号设备编号 数控中心数控车床 CK6132A 材料牌号毛坯种类毛坯尺寸工序时间 工件安装定位 简图 铝合金棒料 7218060min 序号刀具号刀具类型刀杆型号刀片型号刀尖半径补偿代号换刀方式 备注 1T01 95外圆 车刀 MCLNR 2020K12 CNMG120404E N 0.41 自动 2 3 编制杨 XX审核管 XX批准日期 共 4 页第 1 页 27 附录 B 数控车削加工刀具卡(二) 单位名称零件名称艺术塔模型加工部分塔身内螺纹 车间设备名称设备型号设备编号 数控中心数控车床 CK6132A 材料牌号毛坯种类毛坯尺寸工序时间 工件安装定位 简图 铝合金棒料 7218060min 序号刀具号刀具类型刀杆型号刀片型号刀尖半径补偿代号换刀方式 备注 1T01 95外圆 车刀 MCLNR 2020K12 CNMG120404E N 0.41 自动 2T04 95内孔 车刀 S16R- SCLCR09 CCMT09T304E N 0.44 自动 3T02 60内螺 纹车刀 SER2020K1 6T 16ERAG60ISO 自动 编制杨 XX审核管 XX批准日期 共 4 页第 2 页 28 附录 C 数控车削加工刀具卡(三) 单位名称零件名称艺术塔模型加工部分底座外形 车间设备名称设备型号设备编号 数控中心数控车床 CK6132A 材料牌号毛坯种类毛坯尺寸工序时间 工件安装定位 简图 铝合金棒料 10090