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C5 零件 数控 车削 加工 工艺 编程 仿真 综合 设计

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内容简介：

轴零件的数控加工工艺与编程设计任务书设计目标本文研究的是设计带抛物线的轴零件的工艺编制及编程，所用的图纸是老师分发的毕业设计用图，设计零件的生产类型为单件生产，加工设备的一般是以通用的数控车床为主，普通机床为辅。论文首先分析设计零件的零件图，再介绍设计零件进行工艺编制时要注意的地方，然后确定毛坯形式，再对零件加工的工艺进行拟定、分析并对零件加工中的主要工序的卡盘加紧力进行计算，对刀具的选择，切削用量的确定进行详细说明，最后再对零件的加工进行编程。由于设计零件是轴类零件，椭圆和抛物线的宏程序编制时较难，加工难度大，它的精度要求又比较高。因此在安排工序的时候，需要注意各个工序的加工顺序及各工序加工时基准的选择。设计任务描述与要求1、设计方法1）分析零件图纸，绘制零件图；2）分析零件工艺特性；3）确定零件加工工艺路线、加工余量、切削用量、选择机床，制定工艺流程；4）零件加工数控编程。2、设计步骤1）分析图纸，绘制零件图；2）确定加工工艺路线；3）零件加工数控编程；4）撰写设计说明书。3、进度要求第一周：收集资料；绘制电子版零件图；第二周：确定加工工艺路线；编制加工工艺；第三周：零件加工数控编程；第四周：零件仿真；第五周：整理资料；撰写论文；第六周：准备PPT和准备答辩。设计参考资料1 周晓宏.数控铣床操作技能考核培训教程M.北京:中国劳动社会保障出版社,20082 晏初宏.数控加工工艺与编程M.北京:化学工业出版社,20043 吴明友.数控车床(FANUC)考工实训教程M.北京:化学工业出版社,20064 汪红,李荣兵.数控铣床/加工中心操作工技能鉴定培训教程M.北京:化学工业出版社,20095 陈海舟.数控车削加工宏程序及应用实例第二版M.北京:机械工业出版社,20086 徐冬元,朱和军.数控加工工艺与编程实例M.北京：电子工业出版社，20077 徐冬元.数控机床操作与维护技术基础M.北京：高等教育出版社，2012成果表现形式完成指导老师意见 签字： 年 月 日 专业教学指导委员会意见 签字： 年 月 日轴零件的数控加工工艺与编程设计摘 要本文研究的是设计带抛物线的轴零件的工艺编制及编程，所用的图纸是老师分发的毕业设计用图，设计零件的生产类型为单件生产，加工设备的一般是以通用的数控车床为主，普通机床为辅。论文首先分析设计零件的零件图，再介绍设计零件进行工艺编制时要注意的地方，然后确定毛坯形式，再对零件加工的工艺进行拟定、分析并对零件加工中的主要工序的卡盘加紧力进行计算，对刀具的选择，切削用量的确定进行详细说明，最后再对零件的加工进行编程。由于设计零件是轴类零件，椭圆和抛物线的宏程序编制时较难，加工难度大，它的精度要求又比较高。因此在安排工序的时候，需要注意各个工序的加工顺序及各工序加工时基准的选择。关键词：工艺设计、编程、精度要求、数控车床I目 录摘 要I前 言11 零件分析21.1零件图分析21.2 零件图的技术分析21.2.1 零件的技术要求分析21.2.2 主要加工难点特点分析：31.2.3 形状精度的分析：31.2.4表面粗糙度的分析：31.3 毛坯的选择31.3.1毛坯的类型31.3.2毛坯的形状31.3.3 本零件采用数控加工的依据32 工艺规程设计52.1 数控车床加工顺序安排原则52.2 工序顺序的安排52.3 确定基准的意义62.3.1粗基准的选择62.3.2精基准的选择62.4 夹具选择与装夹方案的确定62.5 加工工艺制定72.6 机床选择102.7 加工刀具的选择102.8 量具的选择112.9切削用量的选择方法122.10 选择切削用量122.10.1背吃刀量的确定122.10.2主轴转速的确定122.10.3进给速度的确定133 加工程序的编制144 零件仿真19致 谢25参考文献26II前 言数控程序（数控加工程序）是数控机床加工中不可缺少的一部分，数控机床之所以能加工出各种形状、不同尺寸和精度的零件，就是因为编程人员为它编制了不同的加工程序。编写数控加工程序的过程就是将加工零件的工艺过程、工艺参数（进给速度、主轴转速和背吃刀量等）、位移数据（几何数据和几何尺寸等）及开关命令（换刀、切削液开/关和工件装卸等）等信息用数控系统规定的功能代码和格式按加工顺序编写成加工程序单，并记录在信息载体上，再通过信息载体将数控加工程序输入机床数控装置，从而指挥数控机床按数控程序的内容加工出合格的零件。数控程序编写的如何，直接影响零件加工质量。数控编程分手工编程和自动编程。手工编程是由人工完成刀具轨迹计算及加工程序的编制工作。当零件形状不十分复杂或加工程序不太长时，采用手工编程方便、经济。自动编程是利用计算机通过自动编程软件完成对刀具运动轨迹的计算、加工程序的生成及刀具加工轨迹的动态显示等。对于加工零件形状复杂，特别是涉及三维立体形状或刀具运动轨迹计算繁琐时，常采用自动编程。在数控编程中，工艺分析和工艺设计是至关重要的，无论是手工编程还是自动编程，在加工前都要对所加工零件进行工艺分析，拟定加工方案，选择加工设备、刀具、夹具，确定切削用量，安排加工顺序，制定走刀路线等。在编程过程中，还要对一些工艺问题（如对刀点，换刀点，刀具补偿等）做相应处理。因此程序编制中的工艺分析和工艺设计是一项十分重要的工作。这次论文是在我们学完数控专业大部分课程后，为毕业答辩而准备的。这次论文将我们将所学的知识与实际加工联系起来，让我更加深入的理解了之前所学的知识。本次设计的是设计零件，包含了设计零件的工艺编制与编程。我希望通过这次论文对自己将来从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后打下一个良好的基础。 1 零件分析1.1零件图分析图1.1设计零件零件示意图1.2 零件图的技术分析零件图的分析如下：该零件为轴类工件，零件左右不对称，外圆、内孔粗糙度为1.6um，此工件整体轮廓较为复杂，左右两端都有宏程序的抛物线，并且中间也有椭圆，对零件加工工艺要求比较高，外形及内孔的尺寸都必须在公差范围内，尤其内孔的表面粗糙度要求更高，从此零件图可以看出，该零件对于同轴度、圆跳度都有所要求，加工该零件不是难在编程，而是难在工艺性分析和加工的尺寸精度的要求。对于数控加工的特点，该零件很适合使用数控加工。1.2.1 零件的技术要求分析 1. 必须采用三爪卡盘加工； 2. 外圆要与内孔同心； 3. 表面粗糙度要求Ra1.6； 4. 内外圆同心度要保证； 5. 调头装夹时要做动平衡实验； 1.2.2 主要加工难点特点分析：其中左端内孔一段抛物线X=t*t/（18）和右端抛物线X=t*t/（-20）以及按中间的椭圆1=X/15+Y/10，同轴度要求是该工件最主要的加工难点。该工件表面热处理后加工，因工件小，长度短。因装夹困难，表面质量，圆跳动均难以保证；且存在切削时刀具易崩刃、磨损等现象。为保证该工件内孔、外圆的同轴度，以及减小其表面热处理后的变形量，该工件在粗加工为精加工预留了余量。这些加工难点的存在，使得加工过程中刀具选择、加工工艺路线安排、工艺装甲方式确定等成为该工件是否合格的关键。1.2.3 形状精度的分析：工件的形状精度误差一般是由于机床、工件货刀具刚性不好引起的，设计零件的形状精度误差包含在尺寸里面。1.2.4表面粗糙度的分析： 设计零件在加工前需要进行调质处理，在进行车床的车削后便可得到要求的粗糙度。1.3 毛坯的选择1.3.1毛坯的类型为了保证其制造质量，常采用能承受较大载荷和剧烈磨擦的高强度结构钢材料，因此选择45号钢来加工设计零件，这样可以保证设计零件工作的可靠性。1.3.2毛坯的形状因为设计零件是轴类件，所以结合实际生产，毛坯可采用钢板下料, 毛坯的形状为外圆直径为65mm，长为95mm的中碳钢棒。1.3.3 本零件采用数控加工的依据数控加工柔性好，自动化程度高，特别适宜加工轮廓形状复杂曲线，曲线零件，以及具有孔、槽加工复杂零件，多品种、小批量生产情况下，使用数控机床加工能获较高经济效益。利用数控加工技术可以完成很多以前不能完成的抛物线零件的加工，而且加工的准确性和精度都可以得到很好的保证。总体上说，和传统的机械加工手段相比数控加工技术具有以下优点： （1）加工效率高。 利用数字化的控制手段可以加工复杂的曲面。而加工过程是由计算机控制，所以零件的互换性强，加工的速度快。 （2）加工精度高。 同传统的加工设备相比，数控系统优化了传动装置,提高分辨率,减少了人为误差，因此加工的效率可以得到很大的提高。 （3）劳动强度低。 由于采用了自动控制方式，也就是说加工的全部过程是由数控系统完成，不象传统加工手段那样烦琐，操作者在数控机床工作时，只需要监视设备的运行状态。所以劳动强度很低。 (4）适应能力强。 数控加工系统就象计算机一样，可以通过调整部分参数达到修改或改变其运作方式，因此加工的范围可以得到很大的扩展。 而就本零件来说，此零件整体轮廓不是太难，但是本零件加工工艺要求比较高，外形及内孔的尺寸都必须在公差范围内，尤其内孔的表面粗糙度要求更高，从此零件图可以看出吧，该零件对于同轴度、圆跳度等都有所要求，加工该零件不是难在编程而是难在工艺性分析和加工的尺寸精度的要求。对于数控加工的特点，本零件很适合使用数控加工。2 工艺规程设计2.1 数控车床加工顺序安排原则（1）先粗后精的原则 一个零件的加工过程，总是先进行粗加工，再进行半精加工，最后是精加工和光整加工。这样做有利于加工误差和表面缺陷层的不断减小，从而逐步提高零件的加工精度与表面质量。 （2）先主后次的原则 零件的主要工作表面一般指加工精度和表面质量要求高的表面和装配基面，在加工中应首先加工出来。而键槽、螺孔等次要表面对加工过程的影响很小，位置有和主要表面相关，因此应在主要表面加工到一定程度之后，最终精加工之前完成。（3）基准先行的原则 应先加工基准表面后加工其他表面。基准表面应该在工艺过程一开始就进行加工，以便为后工序提供精基准。如轴类零件的加工一般均先以外圆为粗基准数控车床孔，然后再以中心孔为基准加工其他表面。（4）先面后孔的原则 对于有内孔的轴类零件，应先加工平面，后加工平面上的孔，先加工平面方便孔加工时刀具的切入、零件的测量和尺寸调整等工作。对于轮廓尺寸大的片面，先加工出来可作为定位基准，使零件可靠的定位。（5）先内后外的原则 对于精密套筒，起外圆与孔的同轴度要求较高，一般采用“先孔后圆”的原则，即先以外圆定位加工孔，再以精度高的孔定位加工完圆，这样可以保证高的同轴度要求，并且是所用的夹具简单。总之，上道工序的加工不能影响下道工序的定位与夹紧，中间穿插有通用机床加工工序的也要综合考虑；先进行内形内腔加工工序，后进行外形加工工序；以相同定位、夹紧方式或同一把刀具加工的工序，最好接连进行，以减少重复定位次数、换刀次数与挪动压板次数；在同一次安装中进行的多道工序，应先安排对工件刚性破坏较小的工序。2.2 工序顺序的安排制订零件顺空车削加工工序顺序一般应遵循以下原则：（1）先加工定位面，上道工序的加工能为后面的工序提供精神基准和合适的夹紧表面。制订零件的整个工艺路线就是从最后一道工序开始往前推，按照前工序为共工序提供基准的原则先大致安排的。（2）先加工平面，后加工孔；先加工简单的几何形状，再加工复杂的集合形状。（3）对精度要求高、粗精加工需分开进行，先粗加工后精加工。（4）以相同定位和夹紧方式安装的工序，最好接连进行，以减少重复定位次数和夹紧次数。（5）中间穿插有通用机床加工工序的，要综合考虑，合理安排其加工顺序。2.3 确定基准的意义无法进行生产。根据设计零件零件图分析，加工设计零件需要选择粗、精基准，具体选择如下：2.3.1粗基准的选择按照粗基准的选择原则，加工设计零件的端面时，取右端外圆作为粗基准。2.3.2精基准的选择 择原则，加工外圆和内孔时，取端面为精基准。2.4 夹具选择与装夹方案的确定由于夹具确定了零件在机床坐标系中的位置，即加工原点的位置，因而首先要求夹具能保证零件在机床坐标系中的正确坐标方向，同时协调零件与机床坐标系的尺寸。除此之外，主要考虑下列几点：1.小批量或成批生产时才考虑采用专用夹具，但应力求结构简单；2.夹具要开敞，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）；3.装卸零件要方便可靠，以缩短准备时间，有条件时，批量较大的零件应采用气动或液压夹具、多工位夹具。综合设计零件的加工特点，在加工过程中由于工件过短，导致加工过程中可能导致横向切削力过大导致工件原心偏离，故与软卡爪或日常普通卡爪配合装夹，该方式大大改善了装夹状况，防止了工件因状夹务不均而产生变形。图2.1 三爪卡盘2.5 加工工艺制定2.5.1工艺卡的指定机械加工工艺卡是以工序为单位来简单明确的说明工件的加工工艺路线，主要用来表示工件的加工流向，共安排生产计划、组织生产调度用；而机械加工工序卡是在工艺卡的基础上，按照每道工序所编制的一种工艺文件，主要是用于指导工人完成某一工序所使用的卡片。本次设计的工艺卡见如下。写出零件加工的工艺路线1.使用带锯机下料55*95长毛坯；2.毛坯正火处理。3.三爪卡盘夹持毛坯伸出40mm，平端面见光即可。4.粗车外圆38、42、50，留余量0.5mm。5.精车外圆38、42、50到尺寸。6.粗车内孔15、20，留余量0.5mm。7.精车内孔15、20到尺寸。8.切外圆槽2-44mm至尺寸。9.掉头装夹38外圆，并校正，平端面至尺寸。10.粗车M30大径外圆，外圆20、24、40留余量0.5mm。11.精车M30大径外圆，外圆20、24、40至尺寸。12.切槽42mm至尺寸。13.车螺纹M302，并用螺纹通止规检查。14.检验并去毛刺，涂防锈油入库。b）填写数控加工工序卡片数控加工工序卡1零件名称数控车零件程序号O1夹具名称三爪卡盘设备名称及型号材料名称及牌号45钢零件图号J1-1工序名称数控车工序号工序简图（按装夹位置）工步号工步内容切削用量刀具名称及规格量具VC（米/分钟）n（转/分钟）f（mm/转）ap（mm）名称刀尖圆弧半径刀号名称及规格1车平端面946000.2195度外圆车刀0.4010150mm游标卡尺2粗车38、42、50外圆946000.2195度外圆车刀0.4012550mm千分尺3精车38、42、50外圆15710000.10.2595度外圆车刀0.4012550mm千分尺4粗车15、20内孔946000.2195度内孔车刀0.4041835mm内径量表5精车15、20内孔15710000.10.2595度内孔车刀0.4041835mm内径量表6切槽676000.11切槽刀0.4020150mm游标卡尺数控加工工序卡2零件名称数控车零件程序号O2夹具名称三爪卡盘设备名称及型号材料名称及牌号45钢零件图号J1-1工序名称数控车工序号工序简图（按装夹位置）工步号工步内容切削用量刀具名称及规格量具VC（米/分钟）n（转/分钟）f（mm/转）ap（mm）名称刀尖圆弧半径刀号名称及规格1平端面至总长946000.2195度外圆车刀0.4010150mm游标卡尺2粗车M30大径外圆，外圆20、24、40946000.2195度外圆车刀0.4012550mm千分尺3精车M30大径外圆，外圆20、24、4015710000.10.2595度外圆车刀0.4012550mm千分尺4切槽676000.11切槽刀0.4020150mm游标卡尺5车螺纹6760020.25螺纹刀0.103M30螺纹通止规6检验2.6 机床选择加工轴类短轴件，对机床的刚度要求比较高，此图纸的尺寸精度，形位公差要求中等，根据被加工零件的外形、材料与加工精度等条件，宜选用CKA6140机床。表2-2 CKA6140机床参数表机床型号单位CK6140数控车床床身最大回转直径mm500拖板最大回转直径mm200最大切削直径mm500最大加工长度mm1000X/Z轴最大行程mm280/1000X/Z轴最小位移单位mm0.001主轴通孔直径mm83主轴内孔锥度1：20主轴级数手动三档主轴极限转速rpm150-2200工件夹紧方式mm液压卡盘主电机功率（变频）kW7.5变频器kW11X/Z轴N.m6/6X/Z轴快移速度M/min5/8刀架型式4工位电动刀架刀杆尺寸mm2525刀架重复定位精度mm0.004尾座型式有尾座套筒直径mm60尾座套筒行程mm100尾座顶尖锥孔莫氏3#机床净重kg1560机床外型尺寸（LWH）mm223012801640电力需求（功率/电流）kW/A10/20重量kg16502.7 加工刀具的选择刀具材料：1）外圆刀具：结合零件生产实际和加工质量，图纸有个角度135，所以外圆刀杆25X25，型号为MDJNR,采用瑞士山特维克公司生产的刀杆，配PCBN（聚晶立方氮化硼）刀片进行加工。2）镗孔刀具：结合零件生产实际，设计零件选用的镗孔刀具是刀杆25的日本京瓷的硬质合金镗刀。3）钻孔刀具：结合零件生产实际，本次论文设计的设计零件选用的麻花钻是标准型的高速钢麻花钻。.精车薄壁套的内孔时，刀具的修光刃过长，刀具的刃口不锋利，冷却润滑不足，均会导致加工表面会出现波纹，车削时产生振动。因此对刀具选择要特别讲究。刀具的几何角度因素：解决方法：精车薄壁套时，要注意刀具的磨损情况，特别是在车削高茺材料的薄壁零件时，常常出现由于刀具逐渐磨损而使工件内孔呈现锥度，因此，刀具几何角度选用十分关键，选用情况如下：设计课题高级工零件名称轴零件零件图号1-1、1-2序号刀号刀具名称刀尖半径R刀尖位置T数量加工表面备注1中心钻1端面手动214钻头1钻孔手动3T010160外圆右偏车刀0.431粗、精车外轮廓左刀尖4T02023mm切断刀B=3mm01切外槽左刀尖5T030360外螺纹刀0.101车削外螺纹6T040495内孔镗刀0.121镗孔2.8 量具的选择因为设计零件属于成批生产，所以采用通用量具来进行测量。1.加工外圆所用的量具的选择 设计零件的外圆经过粗车及精车两三次加工。粗车时均为IT10；半精车为IT8；精车时为IT7，所以按设计零件的零件规格可以选用分度值为0.01mm，测量范围在1055mm的外径千分尺来进行测量。2.加工孔所用的量具的选择 设计零件的孔是通过粗镗及精镗加工完成。公差等级分别为IT12、IT8,所以按设计零件的零件规格可以选择测量范围在0-30mm的内径千分来进行测量。3.螺纹所用的量具的选择 设计零件的螺纹是螺纹刀完成的。公差等级为IT11，所以可以采用相应的螺纹簧规来进行测量。2.9切削用量的选择方法（1）背吃刀量ap的确定在工艺系统刚度和机床功率允许的情况下，尽可能选取较大的背吃刀量，以减少进给次数。半精车余量一般为2mm，当零件精度要求较高时，则应考虑留出精车余量，其所留的精车余量一般比普通车削时所留余量小，常取0.5。（2）进给量f（有些数控机床用进给速度Vf） 进给量f的选取应该与背吃刀量和主轴转速相适应。在保证工件加工质量的前提下，可以选择较高的进给速度（2000/min以下）。在切断、车削深孔或精车时，应选择较低的进给速度。当刀具空行程特别是远距离“回零”时，可以设定尽量高的进给速度。粗车时，一般取f=0.20.8/r，精车时常取f=0.10.3/r因此，结合机床和刀具的选择，和加工工件的特点，确定切削用量：V=150300r/min，f=0.050.20mm/r ap=0.5mm2.10 选择切削用量2.10.1背吃刀量的确定在机床功率容许的情况下，应尽量采选较大的背吃刀量，进给次数才会有所减少。当精度要求较高的零件时，半精车或精车的余量需要被留出，正常半精车的余量是0.5mm左右，精车余量在半精车之后，通常少于普通车削的余量，一般选取0.10.3mm。由于该零件精度要求相对要高，固必须至少有粗加工及精加工两种。综合考虑粗车时背吃刀量选取2mm，留出精车余量为0.5mm，精车时背吃刀量为0.5mm。2.10.2主轴转速的确定主要依据零件的加工部位直径选定主轴的转速，切削速度是通过零件和刀具的材料以及加工性质等条件决定的。纵然切削的速度除计算及查表选择之外，也可凭实践经验选取。依据容许的切削速度Vc(m/min)选择并根据公式n=执行计算。式中Vc为切削速度；D为工件或刀具的直径（mm）现选取工件的中间尺寸为50的直径为例说明其计算过程。D=50mm从理论上讲，的值越大越好，因为这不仅可以提高生产率，而且可以避免生成积屑瘤的临界速度，获得较低的表面粗糙度值。但实际上由于机床、刀具等的限制，综合考虑：粗车时vc=120m/min精车时vc=150m/min代入式中：粗车时n=1000120/（3.1450）=764.3r/min精车时n=1000150/（3.1450）=955.4r/min计算的主轴转速n要根据机床有的或接近的转速选取。粗车时n=750r/min精车时n=1000r/min2.10.3进给速度的确定在加工零件时，进给速度的选取需要依据零件的需要正当选取进给速度。零件被保证要求的前提下，在粗加工时可以选取较高的进给速度，而零件的精加工需选取较低的进给速度，在特定的情况下如零件切断或加工孔等，需选择较低的进给速度，避免零件的加工精度受到影响。综上切削用量的选择，刀具的选择，工件材料的选择都会影响加工零件的进给量。固应选取较大的粗车进给速度，可提升生产效率，选取较小的精车进给速度，以便确保零件的质量。由于本次加工的单位为G95每转进给，所以选取粗加工的进给率为F0.2mm/r；精加工为F0.1mm/r.273 加工程序的编制通过对零件图的分析，车削轴类主要涉直线、圆弧及螺纹。在加工过程中，还有粗加工和精加工两个步骤。因此，在程序编写时，我考虑主要使用法兰克数控系统的这些指令：G21、G40、G97、G71、G70、G00、G01、G02、G03、M00、M03、M05、M30。（1）G21 指定公制编程。即 X （U）、 Z （W）、 R 等坐标尺寸字所描述的单位为 mm。（2）G40 指刀尖半径补偿取消，按照程序指令路径进给。（3）G97 主轴速度控制指令（恒线速度控制） 。格式：G97 S_；其中，S 控制主轴转速，单位为 r/min。（5）G71 指成形粗车循环。该切削方式是每次粗切的轨迹形状都和成品形状相似，只是在位置上由外向内环地向最终形状靠近。格式：G71 U（i）W（k）R（m） P（ns）Q（nf）X（u）Z（w）F（f）S（s）T（t）；其中，k粗切的次数；i、k分别为起始时 X 轴（半径值）和 Z 轴方向上的缓冲距离；u、w分别为 X 轴（直径值）和 Z 轴方向上的精加工余量；ns精加工程序段中开始程序段的段号；nf精加工程序段中结束程序段的段号；F、S、T粗切时的进给速度、主轴转速和刀补设定。此时，这些值将不再按照精加工的设定（6）G70 精加工循环指令。格式：G70 P（ns）Q（nf）；其中，ns精加工轮廓程序段中开始程序段的段号；nf精加工轮廓程序段中结束程序段的段号。（7）G00 快速定位。该指令控制刀具快速从当前位置移动到指定的位置，一般用在空程运行中，如退刀和快速进刀。格式：G00 X（U）_Z（W）_；其中，X（U）_Z（W）_指定移动轨迹终点位置坐标。 （8） G01 直线插补。 该指令控制刀具以某个速度从当前位置移动到指定的位置（只能沿直线方向走）。格式：G01 X（U）_Z（W）_F_；其中，X（U）_Z（W）_指定移动轨迹终点位置坐标；F控制刀具移动的速度，在使用 G98 时，F 的单位是 mm/min。当使用 G99 时，F 的单位是 mm/r。（9）G02/G03 顺时针/逆时针圆弧插补。该指令可以控制刀具沿圆弧移动。格式：G02/G03 X（U）_Z（W）_；其中，X（U）_Z（W）_表示终点坐标，X、Z 表示绝对值，U、W 表示增量值。（10）M00 程序停止指令。（11）M03 主轴正转（CW）指令。（12）M05 主轴停止指令（13）M30 程序结束并返回指令。根据上述各个功能指令的作用和用法，同时结合本文2工艺路线拟定内容，我一共编制了2个程序单来完成零件的加工，详细程序内容见如下。表3-1 程序1程序号备注O0001加工左端T0101M03S600换1号外圆车刀，主轴正转，转速600r/min，冷却液开G00X58Z3快速定位到加工循环起点G71U2R1外圆粗车复合循环加工，背吃刀量2mm，退刀量1mmG71P1Q2U0.5W0.1F0.2X余量0.5Z余量0.1进给量0.2mm/rN1G01X38X向进刀Z-23Z向进刀X42X向进刀Z-27Z向进刀X44.72X向进刀G03X48.69Z-28.79R2逆时针切R2圆弧G01X50Z-35加工锥度Z-42Z向进刀N2X58X向退刀G70P1Q2S1000F0.1精加工G00X100Z100退至安全点T0202M03S400换二号切槽刀，主轴正转，转速400r/min，冷却液开G00X52Z3快速定位到加工循环起点G01Z-8F0.1Z向进刀X30X向进刀X52X向退刀Z-9Z向进刀X30X向进刀X52X向退刀Z-17Z向进刀X30X向进刀X52X向退刀Z-18Z向进刀X30X向进刀X52X向退刀G00X100Z100退至安全点T0404M03S700换4号内孔镗刀，主轴正转，转速700r/min，冷却液开G00X15Z3快速定位到加工循环起点G71U2R1内孔复合循环加工，背吃刀量2mm，退刀量1mmG71P1Q2U-0.5W0.1F0.2X余量0.5Z余量0.1进给量0.2mm/rN1G01X25X向进刀Z0Z向进刀#1=0以Z9作为起点#2=SQRT#1*18X轴的变量方程G01X2*#2Z#1X、Z轴的坐标变量#1=#1-0.1以Z=0.1的增量IF#1LE-10GOTO3判断是否走到Z-10的尺寸N3G01X20Z-10进刀Z-16Z向进刀X15X向进刀Z-30Z向进刀N2X14X向退刀G70P1Q2S1000F0.1精加工G00X100Z100退至安全点M30程序结束表3-2 程序2程序号备注O0002加工右端T0101M03S600换1号外圆车刀，主轴正转，转速600r/min，冷却液开G00X58Z3快速定位到加工循环起点G71U2R1外圆粗车复合循环加工，背吃刀量2mm，退刀量1mmG71P1Q2U0.5W0.1F0.2X余量0.5Z余量0.1进给量0.2mm/rN1G01X16X向进刀Z0Z向进刀X20Z-12X向进刀Z-14Z向进刀#1=20以X20作为起点#2=-#1*#1/20Z轴的变量方程G01X#1Z#2-20X、Z轴的坐标变量#1= #1+0.1以Z=0.1的增量IF#1LE24GOTO3; 判断是否走到Z24的尺寸N3G01Z-25精加工X28X向进刀X30Z-26X向进刀Z-36Z向进刀X40X向进刀Z-39Z向进刀#1=0以Z0作为起点WHILE#1LE-12.99判断是否走到Z-12.99的尺寸#2=15*SQRT10*10-#1*#1/10X轴的变量方程G01X60-2*#2Z#3-39X、Z轴的坐标变量#1=#1-0.1以Z=0.1的增量ENDW精加工N2X58X向退刀G70P1Q2S1000F0.1精加工G00X100Z100退至安全点T0202M03S400换二号切槽刀，主轴正转，转速400r/min，冷却液开G00X52Z3快速定位到加工循环起点G01Z-35F0.1Z向进刀X26X向进刀X52X向退刀Z-36Z向进刀X26X向进刀X52X向退刀G00X100Z100退刀T0303M03S450换三号螺纹刀，主轴正转，转速450r/min，冷却液开G00X35Z3快速定位到加工循环起点G92X30Z-34F2螺纹切削循环指令螺距2X29X进刀至X29X28X进刀至X28X27.4X进刀至X27.4X27.4精加工G00Z100Z100退刀安全距离M30程序结束4 零件仿真4.1 程序分析设定毛胚总长95mm，直径55mm，按照工艺编程，运用生面的程序导入软件，生成G代码。4.2 程序的仿真加工打开斯沃数控仿真软件，选择法兰克系统，进入后将看到如图7-1所示操作界面，打开机床，进行急停解除、程序解锁、机床回零等操作。图4.1 法兰克操作界面4.3 程序的导入首先将所编制的程序复制到记事本中，分别取名为O0001-O0002，然后在机床中新建程序O0001，点击“文件”菜单下的“打开”，找到刚才所新建的记事本O0001.TXT，确定，即可完成程序的导入；同理新建O0002，将程序O0002也导入到机床中记录。4.4 设置工件根据该零件的毛坯，在仿真机床中设置其毛坯。4.5 设置刀具根据表3-1刀具卡片中的刀具，在仿真机床中设置好卡片中的刀具，首先打开菜单栏中“机床操作”下的“刀具管理”，在里面加入所需要的刀具。4.6 对刀和输入刀补设置好刀具和毛坯后，接下来的工作就是对刀了，对刀是在数控加工中必不可少的环节，它的准确性直接影响到零件的加工质量，下面来介绍下对刀操作。首先在刀具管理中，将1号刀转到加工位置（一般机床默认1号刀在加工位），然后单击菜单栏中“工件操作”下的“快速定位”，得到如图3-2所示对话框，选择默认对刀点。 图4.2 刀具定位 图4.3 刀补设置界面将刀具移到轴中心后，然后在操作面板中单击“刀补”按钮，将出现如图4.3所示界面，选择MDI（录入）方式，根据现在位置（相对位置）下的坐标值，将其输入至1号刀补中，如：先输入“X55”，再按“测量”键；然后再输入“Z0”，按下“测量”键