毕业设计（论文）-数控零件的加工.doc

毕 业 设 计（论文）（说 明 书）题 目： 姓 名： 编 号： 平顶山工业职业技术学院 年 月 日平顶山工业职业技术学院毕 业 设 计 （论文） 任 务 书姓名 专业 任 务 下 达 日 期 年 月 日设计（论文）开始日期 年 月 日设计（论文）完成日期 年 月 日设计（论文）题目： A编制设计 B设计专题（毕业论文） 指 导 教 师 系（部）主 任 年 月 日平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）答辩委员会记录 系 专业，学生 于 年 月 日进行了毕业设计（论文）答辩。设计题目： 专题（论文）题目： 指导老师： 答辩委员会根据学生提交的毕业设计（论文）材料，根据学生答辩情况，经答辩委员会讨论评定，给予学生 毕业设计（论文）成绩为 。答辩委员会 人，出席 人答辩委员会主任（签字）： 答辩委员会副主任（签字）： 答辩委员会委员： ， ， ， ， ， ， 平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）评语第 页共 页学生姓名： 专业 年级 毕业设计（论文）题目： 评 阅 人： 指导教师： （签字） 年 月 日成 绩： 系（科）主任： （签字） 年 月 日毕业设计（论文）及答辩评语： 平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书（论文）摘要大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国家加速经济发展，提高综合国力和国家地位的重要途径。数控加工工艺设计的主要任务是制订加工工艺规程，也是数控机床加工前的准备工作。工艺规程是规定零件、走刀路线、刀具尺寸以及机床的运动过程。因此，是编程人员对数控机床的性能、制造工艺过程和操作方法具有指导性的工艺文件。数控机床加工的程序是数控机床的指令性文件。数控机床加工程序不仅要包括零件的工艺过程，而且还要包括切削用量的选择、运动方式、刀具系统、切削规范以及工件的装夹方法。工艺规程定得合理与否，对程序编制、机床的加工效率和零件的加工精度都有重要影响。因此，应遵循一般的工艺原则并结合数控机床的特点认真而详细地制订数控加工工艺。本设计结合一具体零件进行了零件图分析，加工设备、刀具、工装的选择，切削速度、进给量、背吃刀量等参数的选择，制订了零件的数控加工工艺；根据所选择机床的指令系统编写了零件的加工程序。关键词：数控铣床，刀具，夹具，加工工艺，To develop numerical control technology as the core of advanced manufacturing technology has become the worlds developed countries to accelerate economic development, enhance overall national strength and an important way to statehoodNC machining process design the main task is to develop process planning, CNC machining is also pre-preparation. Process planning is to provide spare parts, take a knife line, size, and machine tool motion process. Therefore, the programmer of the performance of CNC machine tools, manufacturing processes and operating methods guiding the process file. CNC Machining CNC machine tool program is mandatory documents. CNC machining programs should not only include the parts of the technological process, but also including the choice of cutting parameters, sports mode, tool systems, cutting norms, and the workpiece clamping method. Process Specification set at a reasonable or not, the right programming, machine tools, processing efficiency and processing precision parts have a significant impact. Therefore, the process should follow the general principles of CNC machine tools in conjunction with the characteristics of careful and detailed development of CNC machining technology. The design combines a specific parts with the parts diagram analysis, processing equipment, tools, tooling selection, cutting speed, feed rate, back to eat the choice of other parameters such as knives, developed parts of the NC machining process; according to the selected machine tool instruction system for preparation of the parts processing.Keywords: CNC milling machine, cutting tools, fixtures, machining proce目录第一章 数控铣床的简介1.1数控铣床的机械结构组成（）1.2编程的基本原理（）第二章 数控加工工序的设计2.1 确定定位基准与加紧方案（）2.2夹具的选择（）2.3刀具材料的选择（）2.4切削用量的选择（）第三章 零件编程与加工3.1数控编程任务书（）3.2零件的数控加工工艺分析（）3.3数控加工工艺过程（）3.4选择合理的走刀路线（）3.5数控加工工序过程（）3.6刀具的选择（）3.7工件的安装和零点设置（）3.8零件程序的编制（）第四章 结论（）参考文献.（）致谢（）第一章 数控铣床的简介 1.1 数控铣床的机械结构组成数控铣床是机械和电子技术相结合的产物，它的机械结构随着电子控制技术在铣床的普及应用，以及对铣床性能提出的技术要求，而逐步发展变化。从数控铣床发展史看，早期的数控铣床是对普通铣床的进给系统进行革新、改造，而后发展成一种全新的加工设备。1952年，美国研制的世界第一台三坐标数控铣床，其特点是用三个数控伺服系统代替了传统的机械进给系统。早期的数控铣床同普通铣床相比，除进给系统是数控伺服系统外，外型和结构基本相同。我国现生产的经济型数控铣床，就属于这种类型，因为这些产品是在普通铣床的在总体结构基础上经局部改进而发展来的。 数控铣床的机械结构，除铣床基础部件外，由下列个部分组成：主传动系统；进给系统；实现工件回转、定位装置和附件；实现某些部件动作和辅助功能的系统和装置，如液压、气动、润滑、冷却等系统和排屑、防护等装置；刀架或自动换刀装置；自动托盘交换装置；特殊功能装置；为完成自动化控制功能的各种反馈信号装置及元件。可以通过程序控制机床的运行。即使是一些加工前的设定调整操作，也可以通过操作面板上各类相应的按钮、开关方便的进行。数控铣床主轴从结构上讲，可以实现铣、钻、镗等各类不同工艺内容的加工，因此行业内几乎以数控铣床涵盖了数控数控钻床和数控镗床。机械加工中，较少有单一的应用于钻削或镗削的数控钻床或数控镗床。 铣床基础件称为铣床大件，通常是指床身、底座、立柱、横梁、滑座、工作台等。它是整台铣床的基础和框架。铣床的其他零部件，或者固定在基础件上，或者工作时在它的导轨上运动，其他机械结构的组成则按铣床的功能需要选 1.2编程的基本原理坐标系根据标准坐标系的规定，机床使用右手顺时针直角坐标系，机床中的运动是指刀具和工件间的相对运动。1. 机床坐标系数控铣床类机床中，坐标系如何建立取决于机床的类型。坐标系原点即为机床零点，也是所有坐标轴坐标基准。机床零点可通过在各坐标轴移动范围内设置的参考点来确定。参考点与机床零点可以重合，也可以不重合，这一般由机床生产厂家设定。2. 工件坐标系为了便于在编程时对工件的几何要素位置进行描述，编程人员必须在零件图上选择建立一个过渡坐标系，即工件坐标系，也称为编程坐标系。该坐标系原点即工件原点或编程原点。数控铣床加工工件坐标系可以有编程人员自由选择，原则上应尽量使编程简单、尺寸换算少、引起的加工误差小等。一般情况下，尺寸集中标注或坐标标注的零件，编程原点应尽可能选在尺寸标注基准上；对称或同心零件编程原点应尽可能选在对称中心线或圆心上；Z向原点位置一般置于工件上表面。3. 工件装夹加工工件时，工件必须定位并夹紧在机床上，保证工件坐标系坐标轴平行于机床坐标系坐标轴，由此在每个坐标轴上产生机床原点与工件原点的坐标偏移量。该值作为可设定零点偏移量输入到给定的区域，即偏值寄存器（如G54）中。当NC程序运行时，此值可以用一个对应的编程指令（如G54）进行选择调用，从而确定工件在机床上的装夹位置。4.当前工件坐标系在对一些复杂零件进行几何描述时，如其中的某些结构要素如果选择一个新的原点编程比使用原工件原点更方便，则可以利用可编程零点偏置进行坐标转换，重新确定一个新的零点。新的零点以原工件零点为基准进行偏置。使用可编程零点偏置后形成的一个新的实际工件坐标系即为当前工件坐标系，工件坐标系也可通过旋转进行转换形成新的当前工件坐标系。5. 程序结构（1）.程序名为了识别、调用程序和便于组织管理，每个程序必须有一个标识符号，即程序名。在编制程序时可以按以下规则确定程序名。第一：开始的两个符号必须是字母。第二：其后的符号可以是字母、数字或下划线。第三：最多为8个字符。第四：不得使用分隔符。另外，在确定程序名时，尽可能使其与加工对象及其特征相联系，以便通过程序名直接与加工对象对号，便于程序管理。如在满足上述规则前提下，可以用零件图号、零件名称的英文或汉语拼音等命名程序，例如XLX1。（2） 程序内容NC程序由若干个程序段组成，现代数控系统一般采用带地址符的可变程序段格式。每个程序段一般执行一个加工步骤，每个程序段由若干个程序字组成，最后一个程序段包含程序结束符M02或M30。第二章 数控加工工序的设计2.1 确定定位基准与加紧方案基准的概念及其分类1. 基准用来确定生产对象(工件)上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面叫做基准;2. 基准分为：设计基准、工艺基准 设计基准：设计图样上所采用的基准 尺寸基准：(长宽高)形状位置基准 3.工艺基准：检验和装配过程中所采零件在加工、用的基准，称为工艺基准工序基准(工序图标注尺寸)，在工艺文件上用以确定本工序被加工表面加工后的尺寸、形状和位置的基准。定位基准： 加工时，使工件在机床或夹具中占据正确位置所用的基准。(加工中用作定位)测量基准(测量时采用) 检验零件时，用以测量加工表面的尺寸、形状、位置等误差所依据的基准。装配基准(装配时用) 装配时用以确定零件、组件和部件相对于其他零件、组件和部件的位置所采用的基准。基准重合：在实际生产中，应尽量使以上各种基准重合，以消除基准不重合误差4.基准的分析 a.基准是依据的意思，必然都是客观存在的。b.基准要确切。定位基准的选择 在实际生产中，应尽量使以上各种基准重合，以消除基准不重合误差。 1）设计零件时应尽量以装配基准作为设计基准，以便保证装配技术要求； 2）在制定加工工艺路线时，应尽量以设计基准作工序基准，以保证零件加工精度； 3）在加工和测量零件时，要尽量使定位基准、测量基准和工序基准重合，以减少加工误差和测量误差。定位：加工前，使工件在机床上或夹具上占有正确的加工位置的过程，称为定位。5. 精基准的选择选择精基准时，应能保证加工精度和装夹的可靠方便，可按下列原则： 1）基准重合原则 2）基准统一 3）自为基准原则 4）互为基准原则 5）保证工件定位准确、加紧可靠、操作方便的原则 6. 粗基准的选择 粗基准选择的要求应能保证加工面与非加工面之间的位置要求及合理分配各加工面的余量，同时为后续工序提供精基准面。具体按以下原则选择： 1)为了保证加工面和非加工面的位置要求，应选非加工面为粗基准。2)合理分配各加工面的余量3)粗基准要避免重复使用。4)粗基准的表面应平整光洁。5)余量均匀原则 7. 夹紧用施加外力的形式，把工件已确定的定位位置固定下来的过程，称为夹紧。这个定位、夹紧的过程，称为装夹或安装。装夹或安装：工件定位、夹紧的全过程，称为装夹或安装。 在确定定位和夹紧方案时应注意以下几个问题： （1）尽可能做到设计基准、工艺基准与编程计算基准的统一； （2）尽量将工序集中，减少装夹次数，尽可能在一次装夹后能加工出全部待加工表面； （3）避免采用占机人工调整时间长的装夹方案； （4）夹紧力的作用点应落在工件刚性较好的部位。2.2夹具的选择数控加工零件的装卡方法与夹具的选择夹具的选择原则数控加工的特点对夹具提出了两个基本要求，一是保证夹具的坐标方向与机床的坐标方向相对固定；二是要能协调零件与机床坐标系的尺寸。除此之外，重点考虑以下几点。1.单件小批量生产时，优先选用组合夹具、可调夹具和其他通用夹具，以缩短生产准备时间和节省生产费用。2.在成批生产时，才考虑采用专用夹具，并力求结构简单。3.零件的装卸要快速、方便、可靠，以缩短机床的停顿时间。4.夹具上各零部件应不妨碍机床对零件各表面的加工，即夹具要敞开，其定位、夹紧机构元件不能影响加工中的走刀（如产生碰撞等）。5.为提高数控加工的效率，批量较大的零件加工可以采用多工位、气动或液压夹具。 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。例如在数控铣床或立式加工中心的工作台上，可以安装组合夹具2.3刀具材料的选择 刀具材料的发展对切削技术的进步起着决定性的作用。本文介绍了切削中所使用的金刚石、聚晶立方氮化硼、陶瓷、硬质合金、高速钢等刀具材料的性能及适用范围。刀具损坏机理是刀具材料合理选用的理论基础，刀具材料与工件材料的性能匹配合理是切削刀具材料选择的关键依据，要根据刀具材料与工件材料的力学、物理和化学性能选择刀具材料，才能获得良好的切削效果。就活塞在切削加工时的刀具材料选用作了阐述。 高速钢：活塞加工中铣浇冒口、铣横槽及铣膨胀槽用铣刀，钻油孔用钻头等都为高速钢材料。 硬质合金：YG、YD系列硬质合金刀具被广泛应用于铝活塞加工的各个工序中，特别是活塞粗加工和半精加工工序。 立方氮化硼：立方氮化硼刀具被用于镶铸铁环活塞的车削铸铁环槽工序中。同时也应用于活塞立体靠模的加工中。 金刚石：金刚石刀具可利用金刚石材料的高硬度、高耐磨性、高导热性及低摩擦系数实现有色金属及耐磨非金属材料的高精度、高效率、高稳定性和高表面光洁度加工。在切削铝合金时，PCD刀具的寿命是硬质合金刀具的几十倍甚至几百倍ZAOCHE168.com，是目前铝活塞精密加工的理想刀具，已经应用于精车活塞环槽、精镗活塞销孔、精车活塞外圆、精车活塞顶面及精车活塞燃烧室等精加工工序中。 刀具材料性能的优劣是影响加工表面质量、切削加工效率、刀具寿命的基本因素。切削加工时，直接担负切削工作的是刀具的切削部分。刀具切削性能的好坏大多取决于构成刀具切削部分的材料、切削部分的几何参数及刀具结构的选择和设计是否合理。切削加工生产率和刀具耐用度的高低、刀具消耗和加工成本的多少、加工精度和表面质量的优劣等等，在很大程度上都取决于刀具材料的合理选择。正确选择刀具材料是设计和选用刀具的重要内容之一。 每一品种刀具材料都有其特定的加工范围，只能适用于一定的工件材料和切削速度范围。不同的刀具材料和同种刀具加工不同的工件材料时刀具寿命往往存在很大的差别，例如：加工铝活塞时，金刚石刀具的寿命是YG类硬质合金刀具寿命的几倍到几十倍；YG类硬质合金刀具加工含硅量高、中、低的铝合金时其寿命也有很大的差别。所以，合理选用刀具是成功进行切削加工的关键。每一种刀具材料都有其最佳的加工对象，即存在切削刀具与加工对象的合理匹配问题。 2.4 刀具材料应具备的性能 1.高的硬度和耐磨性 硬度是刀具材料应具备的基本特性。刀具要从工件上切下切屑，其硬度必须比工件材料的硬度大。切削金属所用刀具的切削刃硬度，一般都在60HRC以上。耐磨性是材料抵抗磨损的能力。一般来说，刀具材料的硬度越高，其耐磨性就越好。组织中的硬质点(碳化物、氮化物等)的硬度越高，数量越多，颗粒越小，分布越均匀，则耐磨性越好。耐磨性还与材料的化学成分、强度、显微组织及摩擦区的温度有关。可用公式表示材料的耐磨性WR：WR=KIC0.5E-0.8H1.43式中：H材料硬度(GPa)。硬度愈高，耐磨性愈好。 KIC材料的断裂韧性(MPam?)。KIC愈大，则材料受应力引起的断裂愈小，耐磨性愈好。 E材料的弹性模量(GPa)。E很小时，由于磨粒引起的显微应变，有助于产生较低的应力，耐磨性提高。 2.足够的强度和韧性 要使刀具在承受很大压力，以及在切削过程经常出现的冲击和振动条件下工作，而不产生崩刃和折断，刀具材料就必须具有足够的强度和韧性。 3.高的耐热性(热稳定性) 耐热性是衡量刀具材料切削性能的主要标志。它是指刀具材料在高温条件下保持一定的硬度、耐磨性、强度和韧性的性能。 刀具材料还应具有在高温下抗氧化的能力以及良好的抗粘结和抗扩散的能力，即刀具材料应具有良好的化学稳定性。 4.良好的热物理性能和耐热冲击性能 刀具材料的导热性愈好，切削热愈容易从切削区散走，有利于降低切削温度。 刀具在断续切削或使用切削液时，常常受到很大的热冲击(温度变化剧烈)，因而刀具内部会产生裂纹而导致断裂。刀具材料抵抗热冲击的能力可用耐热冲击系数R表示，R的定义是为： R=b(1-)/E 式中：导热系数； b抗拉强度； 泊松比； E弹性模量； 热膨胀系数。 导热系数大，使热量容易散走，降低刀具表面的温度梯度；热膨胀系数小，可减少热变形；弹性模量小，可以降低因热变形而产生的交变应力的幅度；有利于材料耐热冲击性能的提高。 耐热冲击性能好的刀具材料，在切削加工时可以使用切削液。 5.良好的工艺性能 为了便于刀具的制造，要求刀具材料具有良好的工艺性能，如锻造性能、热处理性能、高温塑性变形性能、磨削加工性能等。 6.经济性 经济性是刀具材料的重要指标之一，优质刀具材料虽然单件刀具成本很高，但因其使用寿命长，分摊到每个零件的成本则不一定很高。因此在选用刀具材料时要综合考虑其经济效果。 2.5 刀具材料 1.高速钢 高速钢是一种加入了较多的钨、钼、铬、钒等合金元素的高合金工具钢。高速钢具有较高的强度和韧性，并且具有一定的硬度和耐磨性。适合各类刀具的要求。高速钢刀具制造工艺简单，容易磨成锋利切削刃，因此尽管各种新型刀具材料不断出现，高速钢刀具在金属切削中仍占较大的比例。可以加工有色金属和高温合金。由于高速钢具有以上性能，活塞加工中的铣浇冒口、铣横槽及铣膨胀槽用铣刀、钻油孔用钻头等刀具都为高速钢材料。 2.硬质合金 硬质合金是由难熔金属碳化物(如WC、TiC、TaC、NbC等)和金属粘结剂(如Co、Ni等)粉末经粉末冶金的方法制成。 由于硬质合金中都含有大量的金属碳化物，这些碳化物都有熔点高、硬度高、化学稳定好、热稳定性好等特点，因此，硬质合金材料的硬度、耐磨性、耐热性都很高。常用硬质合金的硬度为8993HRA，比高速钢的硬度(8386.6HRA)高，在8001000时尚能进行切削。在540时，硬质合金的硬度为8287HRA，在760时，硬度仍能保持7785HRA。因此，硬质合金的切削性能比高速钢高得多，刀具耐用度可提高几倍到几十倍，在耐用度相同时，切削速度可提高410倍。 3.金刚石 金刚石是目前已知矿物材料中硬度最高、热传导性最好的物质，与各种金属、非金属材料配对摩擦的磨损量仅为硬质合金的1/501/800，是制作切削刀具最理想的材料。然而，天然单晶金刚石仅用于制作首饰及某些有色金属的超精密加工。刀具用人造大颗粒单晶金刚石尽管目前De Beers公司、住友电工等均已工业化生产，但还没有进入大量应用阶段。 金刚石刀具的切削刃非常锋利(这对切下极小断面的切屑是很重要的)，刃部粗糙度很小，摩擦系数又低，切削时不易产生积屑瘤，加工表面质量高。加工有色金属时，表面粗糙度可达到Ra0.012m，加工精度可达到IT5级以上。 金刚石刀具有三种：天然单晶金刚石刀具、整体人造聚晶金刚石刀具、金刚石复合刀具。天然金刚石刀具由于成本较高等原因，在实际生产中应用较少。人造金刚石是通过合金触媒的作用，在高温高压下由石墨转化而成。金刚石复合刀片是在硬质合金基体上经过高温、高压等先进工艺烧结一层约0.51m厚的金刚石，这种材料是以硬质合金做基体，其机械性能、热传导性和膨胀系数都近似于硬质合金，基体上的人造多晶金刚石磨料中的金刚石晶体呈不规则排列，其硬度和耐磨性在各个方向都是均匀的。 聚晶金刚石(简称PCD)是由经过筛选的人造金刚石微晶体在高温高压下烧结而成。在烧结过程中，由于添加剂的加入，使金刚石晶体间形成以TiC、SiC、Fe、Co和Ni等为主要成分的结合桥。金刚石晶体以共价键的结合形成牢固地嵌于结构桥构成的坚强骨架中，使PCD的强度和韧性都大大提高，其硬度约为9000HV，抗弯强度为O.210.48GPa，导热系数为20.9J/cms，热膨胀系数为3.110-6/。现在使用的聚晶金刚石刀具大多是PCD与硬质合金基体烧结形成的复合体，即在硬质合金基体上烧结上一层PCD。PCD的厚度一般为0.5mm和0.8mm，由于底层为硬质合金，焊接方便；又由于PCD结合桥的导电性，使得PCD便于切割加工成各种形状，制成各种刀具，成本远远低于天然金刚石。 聚晶金刚石(PCD)可加工各种有色金属和极耐磨的高性能非金属材料，如铝、铜、镁及其合金，硬质合金，纤维增强塑料，金属基复合材料，木材复合材料等。PCD刀具材料中金刚石晶粒平均尺寸不同，对性能产生的影响也不同，晶粒尺寸越大，其耐磨性越高。在相近的刃口加工量下，晶粒尺寸越小，则刃口质量越好。选用晶粒尺寸为1025m的PCD刀具，可以5001500m/min的高速切削Si含量1218%的硅铝合金，晶粒尺寸89m的PCD加工Si含量小于12%的铝合金。超精密加工，则应选用晶粒尺寸小的PCD刀具。PCD的耐磨性在超过700时会减弱，因其结构中含有金属Co，会促进“逆向反应”即由金刚石向石墨转变。PCD有较好的断裂韧性，可以进行断续切削，可以以2500m/min的高速端铣Si含量10%的铝合金。 可利用金刚石材料的高硬度、高耐磨性、高导热性及低摩擦系数实现有色金属及耐磨非金属材料的高精度、高效率、高稳定性和高表面光洁度加工。在切削加工有色金属时，PCD刀具的寿命是硬质合金刀具的几十倍甚至几百倍，是目前铝活塞精密加工的理想刀具。例如：精车活塞环槽、精镗活塞销孔、精车活塞外圆、精车活塞顶面等工序。 4.立方氮化硼 聚晶立方氮化硼(PCBN)是由CBN微粉与少量粘结相(Co，Ni或TiC、TiN、Al203)在高温高压下加入催化剂烧结而成的。它具有很高的硬度(仅次于金刚石)和耐热性(13001500)，优良的化学稳定性、比金刚石刀具高得多的热稳定性(达1400)和导热性，低的摩擦系数，但其强度较低。与金刚石相比，PCBN的突出优点是热稳定性高得多，可达1200(金刚石为700800)，可承受较高的切削速度；另一个突出优点是化学惰性大，与铁族金属在12001300下也不起化学反应，可用于加工钢铁。因此，PCBN刀具主要用于高效加工黑色难加工材料。 PCBN刀具除了具有以上的特点外，还有以下几项优点：硬度高，特别适合于加工从前只能磨削的HRC50以上的淬硬钢、HRC35以上的耐热合金和HRC30以下而其它刀具很难加工的灰口铸铁。与硬质合金刀具相比，切削速度高，可实现高速高效切削。耐磨性好，刀具耐用度高(为硬质合金刀具的10100倍)，能获得较好的工件表面质量，实现以车代磨。不足之处在于PCBN刀具的抗冲击性能较硬质合金差，因此，使用时应注意提高工艺系统的刚性，尽量避免冲击切削。 PCBN可制成整体的刀片，也可与硬质合金结合制成复合刀片。PCBN复合刀片是在硬质合金基体上烧结一层0.51.0mm厚的PCBN，其性能兼有较好的韧性和较高的硬度及耐磨性。 PCBN的性能主要与CBN的粒度、CBN的含量及结合剂种类有关，按其组织大致可分为两大类：一类是由CBN晶粒直接结合而成，CBN含量高(70%以上)，硬度高，适用于耐热合金、铸铁和铁系烧结金属的切削加工；另一类是以CBN晶粒为主体，通过陶瓷结合剂(主要有TiN、TiC、TiCN、AlN、Al203等)烧结而成，这类PCBN中CBN含量低(70%以下)，硬度低，适用于切削加工淬硬钢。 5.陶瓷 陶瓷刀具材料的主要优点是： 有很高的硬度与耐磨性，常温硬度达9195HRC； 有很高的耐热性，在1200高温下硬度为80HRC；而且高温条件下抗弯强度、韧性降低极少； 有很高的化学稳定性，陶瓷与金属亲和力小，高温抗氧化性能好，即使在熔化温度下也不与钢相互作用。因而刀具的粘结、扩散、氧化磨损较少； 有较低的摩擦系数，切屑不易粘刀，不易产生积屑瘤。 陶瓷刀的缺点是： 脆性大，强度与韧性低，抗弯强度只有硬质合金的1/21/5，因此使用时必须选择合适的几何参数与切削用量；避免承受冲击负荷，以防崩刃与破损；此外，陶瓷刀导热率低，仅为硬质合金的1/21/5，热膨胀系数却比硬质合金高1030%，抗热冲击性较差。 目前，陶瓷刀具还没有应用于铝活塞加工过程中2.6 切削用量的选择正确地选择切削用量，对提高切削效率，保证必要的刀具耐用度和经济性，保证加工质量，都具有重要意义。 所谓选择切削用量，就是在已经选择好刀具材料和几何参数的基础上，选择切削深度、走刀量和切削速度，以充分发挥机床和刀具的效能。 在切削用量的三个量中，以切削速度对刀具耐用度的影响最大，走刀量次之，切削深度最小，所以选择切削用量的次序应当是选取大的切削深度，再取大的走刀量，最后尽量取大的切削速度。1. 切削深度的选择 粗加工时，因对工件光洁度和精度要求不高，在机床动力、工件和机床刚性许可的情况下，应尽可能取较大的切削深度（车削时一般取2-6mm ) ，以求尽决地切去多余的金属层。精加工时，切削深度应小一些（切削精加工一般选0.10.5mm ) ，这样可使切屑容易变形,减小切削力,有利于降低工件的表面粗糙度和尺寸精度。2. 走刀量的选择粗加工时，走刀量也应尽可能选大些，但要根据加工材料的性质、断屑条件、机床、刀具及工件刚性等具体情况来确定（车削一般取0.3 l.5mm / r ）。精加工时，为保证工件的表面光洁度，走刀量应适当取小一些（车削一般取0.080.3mm / r ）。3. 切削速度的选择当切削深度和走刀量选好以后，为了充分发挥刀具的切削能力和机床的潜力，保证加工表面质量和提高生产率，切削速度应尽量取大些，但是切削速度不是越大越好，必须根据刀具材料及其几何形状、工作材料、冷却液的使用睛况、工件表面粗糙度的要求、切削深度和走刀量，机床动力和刚性等因素来决定。如用硬质合金刀具与高速钢刀具相比，切削速度可以提高几倍。工件材料的强度、硬度较高时切削速度应选低一些，切削深度和走刀量增大时应适当降低切削速度等。一般，对于高速钢车刀，如果切下来的切屑是白色或黄色的，那么所选的切削速度大体上是合适的；对于硬质合金车刀切下来的切屑是蓝色的，则表面切削速度是合适的；如米车削时出现火花，说明切削速度太高了，如果切屑是白色的，说明切削速度还是可以提高。5. 提高切削用量的途径(1) 改善刀具结构，简化装刀和调整手续，可以采用相对比较低的刀具耐用度标准，提高切削用量（主终是提高切削速度）例如采用机夹不重磨车刀。( 2 ）提高刀具刃磨质量，使切削刃更为锋利，刀面粗糙度更低，从而减少切削过程的变形和摩擦，提高刀具的耐用度。也就是说在同等耐用度下，可以提高其切削用量。例如采用金刚石砂轮代替碳化硅砂轮刃磨硬质合金车刀能提高耐用度50100%。( 3 ）采用耐热性和耐磨性更高的新型刀具材料，如新牌号的高速钢，含有添加剂的新型硬质合金等。( 4 ）采用性能优良的新型切削液，改善切削过程中的冷却和润滑条件，从而提高刀具的耐用度和切削用量，如极压乳化液、极压切削油等，都能有效地提高刀具的耐用度或切削用量。 第三章 零件编程与加工3.1数控编程数控编程是数工控加准备阶段的主要内容之一，通常包括分析零件图样，确定加工工艺过程；计算走刀轨迹，得出刀位数据；编写数控加工程序；制作控制介质；校对程序及首件试切。有手工编程和自动编程两种方法。总之,它是从零件图纸到获得数控加工程序的全过程。数控编程分为手工编程和自动编程.手工编程是指编程的各个阶段均由人工完成。对于几何形状复杂的零件需借助计算机使用规定的数控语言编写零件源程序，经过处理后生成加工程序，称为自动编程。随着数控技术的发展，先进的数控系统不仅向用户编程提供了一般的准备功能和辅助功能，而且为编程提供了扩展数控功能的手段。FANUC 6M数控系统的参数编程，应用灵活，形式自由，具备计算机高级语言的表达式、逻辑运算及类似的程序流程，使加工程序简练易懂，实现普通编程难以实现的功能。数控编程同计算机编程一样也有自己的语言,但有一点不同的是,现在电脑发展到了以微软的Windows为绝对优势占领全球市场.数控机床就不同了,它还没发展到那种相互通用的程度,也就是说,它们在硬件上的差距造就了它们的数控系统一时还不能达到相互兼容.所以,当我们要对一个毛坯进行加工时,首先要以我们已经拥有的数控机床的数控系统编程.虽然,每个数控系统的编程语言和指令各不相同,但其间也有很多相通之处.数控编程的定义：具体地说，数控编程是指根据被加工零件的图纸和技术要求、工艺要求，将零件加工的工艺顺序、工序内的工步安排、刀具相对于工件运动的轨迹与方向、工艺参数及辅助动作等，用数控系统所规定的规则、代码和格式编制成文件，并将程序单的信息制作成控制介质的整个过程。1. G代码(准备功能) 机械坐标系与机械座标点的设定数控车床 华中世纪星 FANUC 西门子 广东数控 工件坐标系设定 G50最快速移动 G00 G00 普通加工(直线插补,圆弧插补,车螺纹)数控车床 华中世纪星 FANUC 西门子 广东数控直线插补 G01 G01 圆弧插补 G02/G03 G02/G03车螺纹 G32 G76 固定循环或复合循环数控车床 华中世纪星 FANUC西门子 广东数控外圆车销固定循环 G71端面车销固定循环 G90螺纹车销固定循环 G86调用宏程序数控车床 华中世纪星 FANUC 西门子 广东数控2. M代码(辅助功能)主轴正反转与停止数控车床 华中世纪星 FANUC 西门子 广东数控横轴众轴 主轴正转 M03主轴反转 M04主轴停止 M05冷却液开关数控车床 华中世纪星 FANUC 西门子 广数控 冷却液开 M07 M08冷却液关 M09 调用子程序应用 M98调用子程序M99子程序结束3.2零件的数控加工工艺分析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。 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。 零件工艺性分析也是数控规划的第一步，在此基础上，方可确定零件数控加工所需的数控机床、加工刀具、工艺装备、切削用量、数控加工工艺路线，从而获得最佳的加工工艺方案，最终满足零件工程图纸和有关技术文件的要求。 1数控加工工艺路线制定所需的原始资料（1）零件设计图纸、技术资料，以及产品的装配图纸。 （2）零件的生产批量.（3）零件数控加工所需的相关技术标准如企业标准和工艺文件。（4）产品验收的质量标准。（5）现有的生产条件和资料。工艺装备及专用设备的制造能力、加工设备和工艺装备的规格及性能、工人的技术水平。 2毛坯状态分析大多数零件设计图纸只定义了零件加工时的形状和大小，而没有指定原始毛坯材料的数据，包括毛料的类型、规格、形状、热处理状态以及硬度等。编程时，对毛料的深入了解是一个重要的开始，利用这些原始信息，有利于数控程序规划。 （1）产品的装配图和零件图分析 对于装配图的分析和研究，主要是熟悉产品的性能、用途和工作条件，明确零件在产品中的相互装配位置及作用，了解零件图上各项技术条件制定的依据，找出其主要技术关键问题，为制定正确的加工方案奠定基础。当然普通零件进行工艺分析时，可以不进行装配图的分析研究。 （2）零件图的工艺性分析 对零件图的分析和研究主要是对零件进行工艺审查，如