棒哥设计 ??? ? ? ? ? ? 辽宁机电职业技术学院 毕业综合实训报告 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 专 业：现代机械制造 姓 名：王儒兴 指导教师：姜晶 ? ? 机械工程系 2007 年 6 月 摘要 数控技术是我们当今社会生产的主流。正以雄厚的实力向世人展示它 的未来。 机床是机械工业的基本生产设备，机械产品的零件通常都是用机床加工出来的，机床的品种、质量和加工效率直接影响着其他机械产品的生产技术水平，因此，机床工业的现代化水平和规模，是一个国家工业发达程度的重要标志之一。在公元前二千多年出现的树木车床可以说是机床最早的雏形了。公元十二世纪和十三世纪后半期，出现了装有绳索擒纵机构的原始钟和天平式钟。表明时钟齿轮系统有了进一步的发展。这个时期曲柄连杆机构原理已经用于机械。加工机械方面出现了手动车床。十五世纪由于钟表制造的发展，推动了机械技术的发展，出现了钟表匠用的螺纹车床和齿轮加工机床。十八世纪的工业革命带来了机械工业的大发展，此后各种自动化的机床开始发展起来并且朝着精密化的方向迈进。 本论文主要介绍数控机床的加工基础、加工工艺分析，加工路线的确定，刀具的种类，刀具的选择及刀具半径补偿量的指定,数控铣床对刀的方法.本文例子资料引导（数控课本）图例引子 <>等。 Abstract The numerical control technology is we now the social product mainstream. Is demonstrating it by the abundant strength to the common people Future. The engine bed is the mechanical industry basic production equipment, the mechanical product components usually all are process with the engine bed, the engine bed variety, the quality and the processing efficiency directly are affecting other mechanical products production technical levels, therefore, the machine tool industry modernized level and the scale, are one of national industry developed degree important symbols. The trees lathe appears which in the B.C.E. more than 2,000 years mayday was the engine bed earliest embryonic form. A.D. 12 centuries and13 centuries latter half issue, appeared was loaded with the rope escapement mechanism the primitive clock and the balance type clock. Indicated the clock gear system had the further development. This time crank link motion gear principle already used in the machinery. The processing mechanical aspect appeared the manual lathe. 15 centuries because the clock and watch makes the development, impelled the mechanical technical development, appeared the thread cutting lathe and the gear finishing lathe which the clockmaker uses. 18th century Industrial Revolution have brought the mechanical industry big development, hereafter each kind of automated engine bed starts to develop and faces the precise direction to make great strides forward. The present paper main introduction numerical control engine bed processing foundation, the processing craft analysis, processes the route the determination, the cutting tool type, the cutting tool choice and the cutting tool radius compensates the quantity assigning, the numerical control milling machine to the knife method This article example material guidance (numerical control textbook) chart of symbols actor's opening words and so on. 目 录 一．数控加工基础。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。6 二．零件加工工艺性的分析。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。9 三．加工路线的确定。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。11 四．刀具的种类及结构。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。14 五．刀具的选择与半径补偿量的指定。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。17 六．数控铣床的对刀方法。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。22 七．实习感言。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。27 参考文献。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。28 附录。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。29 引 言 数控机床是一种高效的自动化加工设备，它严格按照加工程序，自动的对被加 工工件进行加工。我们把从数控系统外部输入的直接用于加工的程序称为数控加工程序，简称为数控程序，它是机床数控系统的应用软件。与数控系统应用软件相对应的是数控系统内部的系统软件，系统软件是用于数控系统工作控制的。 对于现代制造业，数控机床非常适合那些形状复杂、精密和批量小的零件。而一般的普通机床根本无法满足这个要求。就连仿形机床和组合机床也解决不了高精度与小批量这个矛盾。因此数控加工非常适合航空、航天、电力、交通和电子等制造业的零件加工技术。 现代的数控机床其突出的优点是可以进行高精度加工和多样化加工，完全可以取代其他的加工方法。由于数控机床是按照预定的程序自动加工，加工过程不需要人工干预，加工精度还可以通过软件进行校正及补偿，因此可以提高零件的加工精度，稳定产品的质量。特别对于多品种、少批量的零件更是如此。 当前，我国数控系统正处在由研究开发阶段向推广应用阶段过渡的关键时期，也是由封闭型系统向开放型系统过渡的时期。从生产规模上看，已有像航天数控集 华中数控系统有限公司、北京机床研究所等可实现批量生产的产业化基地。 我要针对数控机床的零件加工，工艺，刀具的选择,以及数控铣床对刀的 行讲述。 一.数控加工基础： 1.1 数控程序编制的概念 在编制数控加工程序前，应首先了解：数控程序编制的主要工作内容，程序编制的工作步骤，每一步应遵循的工作原则等，最终才能获得满足要求的数控程序 1.1.1 数控程序编制的定义 编制数控加工程序是使用数控机床的一项重要技术工作，理想的数控程序不仅应该保证加工出符合零件图样要求的合格零件，还应该使数控机床的功能得到合理的应用与充分的发挥，使数控机床能安全、可靠、高效的工作。 1、数控程序编制的内容及步骤 数控编程是指从零件图纸到获得数控加工程序的全部工作过程。如图1.2所示，编程工作主要包括： ? ? ? ? 图1.2 数控程序编制的内容及步骤 （1）分析零件图样和制定工艺方案 这项工作的内容包括：对零件图样进行分析，明确加工的内容和要求；确定加工方案；选择适合的数控机床；选择或设计刀具和夹具；确定合理的走刀路线及选择合理的切削用量等。这一工作要求编程人员能够对零件图样的技术特性、几何形状、尺寸及工艺要求进行分析，并结合数控机床使用的基础知识，如数控机床的规格、性能、数控系统的功能等，确定加工方法和加工路线。 （2）数学处理 在确定了工艺方案后，就需要根据零件的几何尺寸、加工路线等，计算刀具中心运动轨迹，以获得刀位数据。数控系统一般均具有直线插补与圆弧插补功能，对于加工由圆弧和直线组成的较简单的平面零件，只需要计算出零件轮廓上相邻几何元素交点或切点的坐标值，得出各几何元素的起点、终点、圆弧的圆心坐标值等，就能满足编程要求。当零件的几何形状与控制系统的插补功能不一致时，就需要进行较复杂的数值计算，一般需要使用计算机辅助计算，否则难以完成。 （3）编写零件加工程序 在完成上述工艺处理及数值计算工作后，即可编写零件加工程序。程序编制人员使用数控系统的程序指令，按照规定的程序格式，逐段编写加工程序。程序编制人员应对数控机床的功能、程序指令及代码十分熟悉，才能编写出正确的加工程序。 （4）程序检验 将编写好的加工程序输入数控系统，就可控制数控机床的加工工作。一般在正式加工之前，要对程序进行检验。通常可采用机床空运转的方式，来检查机床动作和运动轨迹的正确性，以检验程序。在具有图形模拟显示功能的数控机床上，可通过显示走刀轨迹或模拟刀具对工件的切削过程，对程序进行检查。对于形状复杂和要求高的零件，也可采用铝件、塑料或石蜡等易切材料进行试切来检验程序。通过检查试件，不仅可确认程序是否正确，还可知道加工精度是否符合要求。若能采用与被加工零件材料相同的材料进行试切，则更能反映实际加工效果，当发现加工的零件不符合加工技术要求时，可修改程序或采取尺寸补偿等措施。 2、数控程序编制的方法 数控加工程序的编制方法主要有两种：手工编制程序和自动编制程序。 （1）手工编程 手工编程指主要由人工来完成数控编程中各个阶段的工作。如图1.3所示。 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 图1.3 手工编程 ? 一般对几何形状不太复杂的零件，所需的加工程序不长，计算比较简单，用手工编程比较合适。 手工编程的特点：耗费时间较长，容易出现错误，无法胜任复杂形状零件的编程。据国外资料统计，当采用手工编程时，一段程序的编写时间与其在机床上运行加工的实际时间之比，平均约为30：1，而数控机床不能开动的原因中有20%~30%是由于加工程序编制困难，编程时间较长。 （2）计算机自动编程 自动编程是指在编程过程中，除了分析零件图样和制定工艺方案由人工进行外，其余工作均由计算机辅助完成。 采用计算机自动编程时，数学处理、编写程序、检验程序等工作是由计算机自动完成的，由于计算机可自动绘制出刀具中心运动轨迹，使编程人员可及时检查程序是否正确，需要时可及时修改，以获得正确的程序。又由于计算机自动编程代替程序编制人员完成了繁琐的数值计算，可提高编程效率几十倍乃至上百倍，因此解决了手工编程无法解决的许多复杂零件的编程难题。因而，自动编程的特点就在于编程工作效率高，可解决复杂形状零件的编程难题。 根据输入方式的不同，可将自动编程分为图形数控自动编程、语言数控自动编程和语音数控自动编程等。图形数控自动编程是指将零件的图形信息直接输入计算机，通过自动编程软件的处理，得到数控加工程序。目前，图形数控自动编程是使用最为广泛的自动编程方式。语言数控自动编程指将加工零件的几何尺寸、工艺要求、切削参数及辅助信息等用数控语言编写成源程序后，输入到计算机中，再由计算机进一步处理得到零件加工程序。语音数控自动编程是采用语音识别器，将编程人员发出的加工指令声音转变为加工程序。 二.加工零件工艺性的分析 对数控加工零件的工艺性分析，主要包括产品的零件图样分析和结构工艺性分析两部分。 2.1零件图样分析 ①零件图上尺寸标注方法应适应数控加工的特点，如图4-30(a)所示，在数控加工零件图上，应以同一基准标注尺寸或直接给出坐标尺寸。这种标注方法既便于编程，也便于尺寸之间的相互协调，又有利于设计基准、工艺基准、测量基准和编程原点的统一。零件设计人员在尺寸标注时，一般总是较多地考虑装配等使用特性，因而常采用如图4-30(b)所示的局部分散的标注方法，这样就给工序安排和数控加工带来诸多不便。由于数控加工精度和重复定位精度都很高，不会因产生较大的累积误差而破坏零件的使用特性，因此，可将局部的分散标注法改为同一基准标注或直接标注坐标尺寸。 (a)??????????????????????(b) 图2-1 零件尺寸标注分析 ?(a) 同基准标注?? ??(b) 分散标注 ②分析被加工零件的设计图纸，根据标注的尺寸公差和形位公差等相关信息，将加工表面区分为重要表面和次要表面，并找出其设计基准，进而遵循基准选择的原则，确定加工零件的定位基准，分析零件的毛坯是否便于定位和装夹，夹紧方式和夹紧点的选取是否会有碍刀具的运动，夹紧变形是否对加工质量有影响等。为工件定位、安装和夹具设计提供依据。 ③构成零件轮廓的几何元素(点、线、面)的条件(如相切、相交、垂直和平行等)，是数控编程的重要依据。手工编程时，要依据这些条件计算每一个节点的坐标；自动编程时，则要根据这些条件对构成零件的所有几何元素进行定义，无论哪一个条件不明确，都会导致编程无法进行。因此，在分析零件图样时，务必要分析几何元素的给定条件是否充分，发现问题及时与设计人员协商解决。 (2) 零件的结构工艺性分析 ①零件的内腔与外形应尽量采用统一的几何类型和尺寸，这样可以减少刀具规格和换刀次数，方便编程，提高生产效益。 ②内槽圆角的大小决定着刀具直径的大小，所以内槽圆角半径不应太小。对于图4-31所示零件，其结构工艺性的好坏与被加工轮廓的高低、转角圆弧半径的大小等因素有关。图(b)与(a)相比，转角圆弧半径R大，可以采用直径较大的立铣刀来加工；加工平面时，进给次数也相应减少，表面加工质量也会好一些，因而工艺性较好。反之，工艺性较差。通常R＜0.2H(H为被加工工件轮廓面的最大高度)时，可以判定零件该部位的工艺性不好。??? ③零件铣槽底平面时，槽底圆角半径r不要过大。如图4-32所示，铣刀端面刃与铣削平面的最大接触直径d＝D-2r(D为铣刀直径)，当D一定时，r越大，铣刀端面刃铣削平面的面积越小，加工平面的能力就越差，效率越低，工艺性也越差。当r大到一定程度时，甚至必须用球头铣刀加工，这是应该尽量避免的。 (a)???????????????(b)? ?????图2-2? 内槽结构工艺性?????????图2-3? 零件底面圆弧半径对工艺性的影响 ④应尽可能在一次装夹中完成所有能加工表面的加工，为此要选择便于各个表面都能加工的定位方式；若需要二次装夹，应采用统一的基准定位。在数控加工中若没有统一的定位基准，会因工件重新安装产生定位误差，从而使加工后的两个面上的轮廓位置及尺寸不协调，因此，为保证二次装夹加工后其相对位置的准确性，应采用统一的定位基准。 三.加工路线的确定 ? 加工路线是指数控加工中刀具相对于工件的运动轨迹。确定加工路线应在保证零件加工精度和表面粗糙度前提下，充分发挥数控机床的效能。 3.1．点位加工路线 ?点位控制数控机床，其定位精度取决于数控系统自身的精度。应尽可能缩短走刀路线，减少空行程的时间，提高生产效率。 ?平行于坐标轴的矩阵孔：如图2－4所示，可采用单轴分别移动的方法。如图2-5所示．对于排列不规则的孔一般先以两个坐标轴同时移动，当一个坐标轴到达其终点时先停下来，而另一个坐标轴则继续运动直到也到达其终点，即已到达规定位置。 ???? 两个圆上均匀分布的8个孔：一般采用图2—6(b)所示的路线，这样可节省近一半的定位时间。 2、铣削轮廓的加工路线 ?铣削轮廓：一般采用图2—7所示的三种方式进行。图(a)为z字形双方向走刀方式；图(b)为单方向走刀方式；图(c)为环形走刀方式。 ? 铣削平面和外轮廓：一般选用端铣刀的端刃或立铣刀的侧刃进行加工。 ?铣平面时，不要在垂直于工件的表面方向上下抬刀，以免划伤零件表面；而铣削零件外轮廓时，应尽量避免法向切人和切出，尽可能沿零件轮廓线的延长线或切向切人和切出。 ?如图2—8(a)所示，如刀具径向切入，则转向轮廓加工时运动方向要改变，此时切削力的大小和方向也将改变，在工件表面有短暂的停留时间，因工艺系统的弹性变形，在工件表面会产生刀痕；如改为图2—8(b)所示的切向方向切人和切出，则表面较径向切入时要光洁。 ? ? ? ? ? ? ? ? 铣削封闭的凹轮廓:刀具的切人、切出不允许外延，最好选在两面的交界处；否则，会产生刀痕。为保证表面质量，最好选图2-9中的(L)和(c)所示的走刀路线。 3．旋转体类零件的加工 ?? 用数控车床或数控磨床加工。零件毛坯多为棒料或锻件，加工余量大且不均匀，因此合理地制定粗加工时的加工路线是编程的关键所在。 ? ????????? ? ????? 图2—10所示为手柄部分的轮廓，它由三段圆弧组成，因加工余量大且又不均匀，当批量生产时，比较合理的方案为先用直线和斜线程序车去图中虚线所示的加工余量，再用圆弧程序精加工成形。 ?如图2-11所示的零件在加工时余量不均匀，其表面形状复杂，毛坯为棒料。粗加工路线按图中1～4依次分段加工后，再用精加工刀一次成形，最后用螺纹车刀粗、精车螺纹。图中的粗加工走刀次数仅为示意，具体的走刀次数，应视每次的切削深度而定。 ?陀罗转子(示意图):如图2—12所示，其全部表面均用数控机床加工，先加工左半部分，再调头加工右半部分(喇叭口部分)。 ?喇叭口部分由锥面及三个圆弧组成，既深又窄(深度为19．m，端部圆弧R0.4mm)，常用“小角刀”加工，刀头半径为.3左右，刀具强度差。对喇叭口的粗加工，如用图(a)所示的矩形走刀路线，当处在轴向进刀时成为不自由切削，切削力陡增，排屑又不畅，极易引起崩刃。图(b)为斜线走刀路线，切削截面由小逐渐增大，排屑较畅，所以切削条件大为改善；由于取消了轴向进刀，程序段数可减少一半。实践证明，图(b)方案是行之有效的加工路线。 ? 影响数控车削加工路线的因素较多，必须根据具体情况确定合理的工艺方案，才能收到预期的效果。 四.刀具的种类及结构 我所实习的工种是数控加工,在加工过程中,刀具起到了至关重要的作用.它就像上战场上打仗的枪一样.没有了它一切都会停产.准备刀具-加工-换刀-卸刀-刀具库.这是加工的必经之路.所以有必要介绍一下: 近年来，数控刀具的科技成果主要体现在研发一刀多切削功能、提高其刀刃切削性能方面，适应高速(超高速)、硬质(含耐热、难加工)、干式、精细(超精)切削及高效率数控机加工切削技术要求。随着零件毛坯制造技术进步，零件毛坯几何尺寸及切削余量控制较为精确，数控刀具新结构、新品种的研发主要集中在轻、中负荷切削范围内，并以专用孔加工、拉削、滚(挤、碾压)压、铣削及车削等五类刀具的变革较为活跃，配套研发其相应刀片断屑槽形。 4.1在刀具门类中，孔加工刀具是一大家族，其小改小革层出不穷，在此就其主要突出的新结构、新品种简要分述如下： ● 数控钻头： 整体式钻头：钻尖切削刃由对称直线型改进为对称圆弧型(r＝1／2D)，以增长切削刃、提高钻尖寿命；钻芯加厚，提高其钻体刚度，用"S"型横刃(或螺旋中心刃)替代传统横刃，减小轴向钻削阻力，提高横刃寿命；采用不同顶角阶梯钻尖及负倒刃，提高分屑、断屑、钻孔性能和孔的加工精度；镶嵌模块式硬质(超硬)材料齿冠；油孔内冷却及大螺旋升角(≤40°)结构等。最近研制出整体式细颗粒陶瓷(Si3N4)、Ｔi基类金属陶瓷材料钻头。 机夹式钻头：钻尖采用长方异形专用对称切削刃、钻削力径向自成平衡的可转位刀片替代其它几何形状、钻削力径向总体合成平衡的可转位刀片，以减小钻削振动，提高钻尖自定心性能、寿命和孔的加工精度。 ● 复合(组合)孔加工数控刀具： 集合了钻头、铰刀、扩(锪)孔刀及挤压刀具的新结构、新技术，整体式、机夹式、专用复合(组合)孔加工数控刀具研发速度很快。总体而言：采用镶嵌模块式硬质(超硬)材料切削刃(含齿冠)及油孔内冷却、大螺旋槽等结构是其目前发展趋势。 ● 数控铰刀： 大螺旋升角(≤45°)切削刃、无刃挤压铰削及油孔内冷却的结构是其总体发展方向，最大铰削孔径己达φ≤400ｍｍ。 ● 镗刀： 单刃微调精密镗刀正被多刃扩(锪)孔刀、铰刀及复合(组合)孔加工专用数控刀具替代。国外研制出采用工具系统内部推拉杆轴向运动或高速离心力带平衡滑块移动，一次走刀完成镗削球面(曲面)、斜面及反向走刀切削加工零件背面的数控智能精密镗刀，代表了镗刀发展方向。 ● 丝锥： 研发出大螺旋升角(≤45°)丝锥，其切削锥视被加工零件材料软、硬状况，设计专用刃倾角、前角等。 ● 扩(锪)孔刀： 多刃、配置各种数控工具柄及模块式可调微型刀夹的结构形式是目前扩(锪)孔刀具发展方向。2、数控铣刀类： 整体式立铣刀：硬质合金立铣刀侧刃采用大螺旋升角(≤62°)结构，立铣刀头部的过中心端刃往往呈弧线(或螺旋中心刃)形、负刃倾角，增加切削刃长度，提高了切削平稳性、工件表精度及刀具寿命。适应数控高速、平稳三维空间铣削加工技术的要求。 机夹式立铣刀：由各类机夹立铣刀的由可转位刀片(往往设有三维断屑槽形)组合而成的侧齿、端齿与过中心刃端齿(均为短切削刃)，可满足数控高速、平稳三维空间铣削加工技术要求。 数控铣刀均已采计算机辅助设计、切削摸拟仿真及数控加工技术成形制造。 机夹式数控面铣刀：刀体趋向于用轻质高强度铝、镁合金制造，切削刃采用大前角、负刃倾角，可转位刀片(几何形状多种)带有三维断屑槽形。 数控铣刀、专用复合孔加工刀具均应用了高速回转体动平衡及安全夹固技术，一些高速回转刀体上还应用空气动力学原理，利用旋风冷切削刃，在干式切削加工时降低切削刃的温度，提高刀具寿命。 3、车刀、切槽、切断类型 车刀发展了集车端面、外园、仿形、切槽、切断、倒角加工的一刀多功能车削刀具，刀片夹紧方式采用镶嵌式弹性刀体、切削力自位固定的结构，十分适用和新颖。 4、拉削刀具类： 在现代数控加工技术的支持下，研发出各种专用外轮廓精密成形、组合拉刀及车-拉组合成形拉削刀具，配以专用数控机床。使汽车部分工件批产效率成几十倍提高，而且产品质量、精度十分稳定。 5、其它刀具： 汽车、摩托车专用的小模数渐开线外齿轮、花键轴零部件批产工艺采用滚压、搓挤无屑加工工艺技术，研发出专用刀具及特种数控机床，使特定的工件批产效率提高几十倍，而且质量、精度十分稳定。 拉削、滚压、搓挤刀具和复合(组合)孔加工数控刀具的创新成果往往会引起机加工观念上的巨大变革，再集成刀具材料及特种数控机床领域的创新科技成果，所产生的社会效益和经济效益也是巨大的。 4.2.数控加工常用刀具的种类及特点 数控加工刀具必须适应数控机床高速、高效和自动化程度高的特点，一般应包括通用刀具、通用连接刀柄及少量专用刀柄。刀柄要联接刀具并装在机床动力头上，因此已逐渐标准化和系列化。数控刀具的分类有多种方法。根据刀具结构可分为：①整体式；②镶嵌式，采用焊接或机夹式连接，机夹式又可分为不转位和可转位两种；③特殊型式，如复合式刀具，减震式刀具等。根据制造刀具所用的材料可分为：①高速钢刀具；②硬质合金刀具；③金刚石刀具；④其他材料刀具，如立方氮化硼刀具，陶瓷刀具等。从切削工艺上可分为：①车削刀具，分外圆、内孔、螺纹、切割刀具等多种；②钻削刀具，包括钻头、铰刀、丝锥等；③镗削刀具；④铣削刀具等。为了适应数控机床对刀具耐用、稳定、易调、可换等的要求，近几年机夹式可转位刀具得到广泛的应用，在数量上达到整个数控刀具的30%～40%，金属切除量占总数的80%～90%。 数控刀具与普通机床上所用的刀具相比，有许多不同的要求，主要有以下特点： ⑴刚性好（尤其是粗加工刀具），精度高，抗振及热变形小； ⑵互换性好，便于快速换刀； ⑶寿命高，切削性能稳定、可靠； ⑷刀具的尺寸便于调整，以减少换刀调整时间； ⑸刀具应能可靠地断屑或卷屑，以利于切屑的排除； ⑹系列化，标准化，以利于编程和刀具管理。 五.刀具的选择与半径补偿量的指定 5.1数控加工刀具的选择 刀具的选择是在数控编程的人机交互状态下进行的。应根据机床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相关因素正确选用刀具及刀柄。刀具选择总的原则是：安装调整方便，刚性好，耐用度和精度高。在满足加工要求的前提下，尽量选择较短的刀柄，以提高刀具加工的刚性。 ?数控机床上的刀具选择比较严格，有些刀具是专用的。?要求：工件材质，加工轮廓类型，机床允许的切削用量以及刚性和耐用度等。编程时，要规定刀具的结构尺寸和调整尺寸。对自动换刀的数控机床，在刀具装到机床上以前，要在机外预调装置(如对刀仪对刀)中，根据编程确定的参数，调整到规定的尺寸或测出精确的尺寸。在加工前，将刀具有关尺寸输入到数控装置。 选取刀具时，要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸相适应。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；加工凸台、凹槽时，选高速钢立铣刀；加工毛坯表面或粗加工孔时，可选取镶硬质合金刀片的玉米铣刀；对一些立体型面和变斜角轮廓外形的加工，常采用球头铣刀、环形铣刀、锥 形铣刀和盘形铣刀。 在进行自由曲面加工时，由于球头刀具的端部切削速度为零，因此，为保证加工精度，切削行距一般取得很能密，故球头常用于曲面的精加工。而平头刀具在表面加工质量和切削效率方面都优于球头刀，因此，只要在保证不过切的前提下，无论是曲面的粗加工还是精加工，都应优先选择平头刀。另外，刀具的耐用度和精度与刀具价格关系极大，必须引起注意的是，在大多数情况下，选择好的刀具虽然增加了刀具成本，但由此带来的加工质量和加工效率的提高，则可以使整个加工成本大大降低。 在加工中心上，各种刀具分别装在刀库上，按程序规定随时进行选刀和换刀动作。因此必须采用标准刀柄，以便使钻、镗、扩、铣削等工序用的标准刀具，迅速、准确地装到机床主轴或刀库上去。编程人员应了解机床上所用刀柄的结构尺寸、调整方法以及调整范围，以便在编程时确定刀具的径向和轴向尺寸。目前我国的加工中心采用TSG工具系统，其刀柄有直柄（三种规格）和锥柄（四种规格）两种，共包括16种不同用途的刀柄。 在经济型数控加工中，由于刀具的刃磨、测量和更换多为人工手动进行，占用辅助时间较长，因此，必须合理安排刀具的排列顺序。一般应遵循以下原则：①尽量减少刀具数量；②一把刀具装夹后，应完成其所能进行的所有加工部位；③粗精加工的刀具应分开使用，即使是相同尺寸规格的刀具；④先铣后钻；⑤先进行曲面精加工，后进行二维轮廓精加工；⑥在可能的情况下，应尽可能利用数控机床的自动换刀功能，以提高生产效率等。 5.2. 刀具半径补偿量的指定 数控系统的刀具半径补偿就是将计算刀具中心轨迹的过程交由数控系统执行，编程员假设刀具的半径为零，直接根据零件的轮廓形状进行编程。因此，这种编程方法也称为对零件的编程，而实际的刀具半径则存放在一个可编程刀具半径偏置寄存器中。在加工过程中，数控系统根据零件程序和刀具半径自动计算刀具中心轨迹，完成对零件的加工。当刀具半径发生变化时，不需要修改零件程序，只需修改放在刀具半径偏置寄存器中的刀具半径值或者选用存放在另一个刀具半径偏置寄存器中的刀具半径所对应的刀具即可。 现代数控系统一般都设置有若干个可编程刀具半径偏置寄存器，并对其进行编号，专供刀具补偿之用，可将刀具补偿参数（刀具长度、刀具半径等）存入这些寄存器中。在进行数控编程时，只需调用所需刀具半径补偿参数所对应的寄存器编号即可。实际加工时，数控系统将该编号对应的刀具半径偏置寄存器中存放的刀具半径取出，对刀具中心轨迹进行补偿计算，生成实际的刀具中心运动轨迹。 在进行数控加工前，必须预先设置好刀具半径补偿量。刀具半径经补偿量的指定，通常由有关代码指定刀具补偿号，并在代码补偿号中输入刀具半径补偿量，刀具补偿号必须与刀具编号相对应。在加工中，如果没有更换刀具，则该刀具号的补偿量一直有效。 对于刀具半径补偿量的确定，如果是标准刀具第一次使用，可以采用刀具厂家提供的有关参数来确定，如果是已使用过或重磨过的刀具，则应根据实测数据来确定。 2. 刀具半径补偿的建立与撤消 数控铣削加工刀具半径补偿分为刀具半径左补偿和刀具半径右补偿，分别用G41和G42定义。根据ISO标准，沿刀具前进方向当刀具中心轨迹位于零件轮廓右边时，称为刀具半径右补偿。反之称为刀具半径左补偿。当不需要进行刀具半径补偿时，则用G40取消刀具半径补偿。 (1)刀具半径补偿的建立 刀具半径补偿的建立就是在刀具从起刀点(起刀点位于零件轮廓之外，距离加工零件轮廓切入点较近)以进给速度接近工件时，刀具中心轨迹从与编程轨迹重合过渡到与编程轨迹偏离一个刀具半径值的过程。刀具半径补偿偏置方向由G41(左补偿)或G42(右补偿)确定。 建立刀具半径左补偿的有关指令如下： N10 G90 G92 X-10. Y-10. Z0；定义程序原点，起刀点坐标为(-10，-10，0)。 N20 S900 M03；启动主轴。 N30 G17 G01 G41 X0 Y0 D01；建立刀具半径左补偿，刀具半径偏置寄存号D01。 N40 Y50. ；定义首段零件轮廓。 其中，D01为调用D01号刀具半径偏置寄存器中存放的刀具半径值。 建立刀具半径右补偿的有关指令如下： N30 G17 G01 G42 X0 Y0 D01；建立刀具半径右补偿。 (2)刀具半径补偿的取消 与建立刀具半径补偿过程类似，在零件最后一段刀具半径补偿轨迹加工完成后，刀具撤离工件，回到退刀点，在这个过程中应取消刀具半径补偿，其指令用G40。退刀点也应位于零件轮廓之外，距离加工零件轮廓退出点较近，可以与起刀点相同，也可以不相同。在图3中假如退刀点与起刀点相同的话，其刀具半径补偿取消过程的命令如下： N100G01X0Y0；加工到工件原点。 N110G01G40X-10Y-10；取消刀具半径补偿，退回到退刀点。 (3)注意事项 ☆G41、G42为模态指令； ☆G41(或G42)必须与G40成对使用； ☆编入G41(或G42)、G40程序段，用G01(G40程序段亦可用G00，但一般用G01)功能及对应坐标参数； ☆G41(或G42)与G40之间的程序段不得出现任何转移加工，如镜像、子程序加工等。 3.刀具半径补偿量的变化 在刀具半径补偿代码中输入的刀具半径补偿量是一个标量数值，而数控系统内部认定的补偿量是一个补偿矢量，补偿矢量由数控系统自行计算。补偿矢量的大小与刀具补偿代码指定的补偿量相等，其方向在每个程序段中随刀具的移动不断变化。 刀具半径补偿量的变化一般在换刀时出现。对连续的程序段，当刀具半径补偿量变化时，某一程序段终点的矢量（同时也是下一程序段起点的矢量）要用该程序段指定的刀具补偿量进行计算。 六.数控铣床对刀的方法 根据现有条件和加工精度要求选择对刀方法，常采用刀具、寻边器、百分表、标准芯棒、塞尺和量块等工具进行对刀。对刀点可选在工件上或装夹定位元件上，但对刀点与工件坐标点必须有准确、合理、简单的位置对应关系，方便计算工件坐标点在机床上的位置（工件坐标点的机床坐标）。对刀点最好能与工件坐标点重合。 在对刀之前应首先掌握什么是对刀点以及换刀点. 对刀点 ：确定刀具与工件相对位置的点（起刀点）。 ?对刀点选定后，便确定了机床坐标系和零件坐标系之间的相互位置关系。 ? 刀具在机床上的位置是由“刀位点”的位置来表示的。不同的刀具，刀位点不同。 ??? ?原则:主要是考虑对刀点在机床上校正方便，编程时便于数学处理和有利于简化编程。?对刀点可选在零件或夹具上。最好选在零件的设计基准或工艺基准上。如以孔定位的零件，则以孔中心为对刀点较为适宜。所选择的对刀点，必须与零件的定位基准有一定的坐标尺寸关系。 在实际加工中，零件定位后压紧。这时，对刀点可选在零件的中心 孔上或两个定位基准面的交点o上；也可设在零件外，如图中的中心点上。该点的坐标与零件的定位基准应有一定的相互关系。 ??对数控车床、镗铣床、加工中心等多刀加工数控机床，因加工过程中要进行换刀，故编程时应考虑不同工序间的换刀位置。为避免换刀时刀具与工件及夹具发生干涉，换刀点应设在零件的外部。 二、选择合适的零件安装方式 ?数控机床加工时，应尽量使零件能够一次安装，完成零件所有待加工面的加工。?合理选择定位基准和夹紧方式，以减少误差环节。应尽量采用通用夹具或组合夹具，必要时才设计专用夹具。夹具设计要求其结构简单，便于装卸，操作灵活。 （一）试切对刀法 1、X、Y向对刀 （1）将工件通过夹具装在工作台上，装夹时，工件的四个侧面都应留出对刀的位置。 （2）量出刀具直径，启动主轴中速旋转，快速移动工作台和主轴，让刀具移动到近工件的左侧； （3）改用微调操作，让刀具慢慢接近工件左侧，使工件上出现一极微小的切痕，即刀具正好碰到工件侧面，记下此时机床坐标系中的X坐标值， 如 -310. 500 ； （4）沿Z正方向退刀，至工件表面之上，快速移动工作台和主轴，让刀具移止工件右侧； （5）改用微调操作，让刀具慢慢接近工件右侧，使工件上出现一极微小的切痕，即刀具正好碰到工件侧面，记下此时机械坐标系中的X坐标值，如 -200. 500 ； （6）若刀具直径为10mm，则工件长度为 -200.500 -（-310. 500）-10=100，据此可得工件坐标系原点在机床坐标系中 X坐标值为 -310.500+100/2+5= -255. 500 ； （7）同理可测得工件坐标系原点W 在机械坐标系中的 Y 坐标值。 2、Z向对刀 （1）将刀具快速移至工件上方； （2）启动主轴中速旋转，快速移动主轴，让刀具端面靠近工件； （3）改用微调操作，让刀具端面慢慢接近工件表面，使工件上出现一极微小的切痕，即刀具正好碰到工件侧面，记下此时机床坐标系中的Z值，如 -150.800，则工件坐标系原点W在机械坐标系中的Z坐标值为 -150.800。 3、将测得的X、Y、Z 值输入到机床工件坐标系存储地址中（一般使用G54 - G59 代码存储对刀参数）。 （二）塞尺对刀法 1、X、Y向对刀 （1）将工件通过夹具装在机床工作台上，装夹时，工件的四个侧面都应留出对刀的位置。 （2）量出刀具直径，快速移动工作台和主轴，让刀具移动到近工件的左侧； （3）改用微调操作，让刀具慢慢接近工件左侧，拿一把0. 05mm塞尺放在工件和刀具中间，不停地抽动塞尺，直到塞尺不能自由抽动为止，记下此时机床坐标系中的X坐标值， 如 -310. 550 ； （4）沿Z方向退刀，至工件上表面之上，快速移动工作台和主轴，让刀具靠近工件右侧； （5）改用微调操作，让刀具慢慢接近工件右侧，直到刀具碰到工件，记下此时机械坐标系中的X坐标值，如 -200. 550 ； （6）若刀具直径为10mm，则工件长度为 -200.550 -（-310. 550） - 10=100，据此可得工件坐标系原点在机床坐标系中 X坐标值为 -310.550 + 100/2 + 5 + 0.05 = -255. 500 ； （7）同理可测得工件坐标系原点W 在机械坐标系中的 Y 坐标值。 2、Z向对刀 （1）将刀具快速移至工件上方； （2）快速移动主轴，让刀具端面靠近工件； （3）改用微调操作，让刀具端面慢慢接近工件表面，拿一把0. 05mm塞尺放在工件和刀具中间，不停地抽动塞尺，直到塞尺不能自由抽动为止，记下此时机床坐标系中的Z值，如 -150.850； （4）塞尺厚度为0.05mm，则工件坐标系原点W在机械坐标系中的Z坐标值为 -150.850 - 0.05 = -150.900。 3、将测得的X、Y、Z值输入到机床工件坐标系存储地址中（一般使用G54 - G59 代码存储对刀参数）。 （三）顶尖对刀法 1、X、Y向对刀 （1）将工件通过夹具装在机床工作台上，换上顶尖； （2）快速移动工作台和主轴，让顶尖移动到近工件的上方，寻找工件画线的中心点； （3）改用微调操作，让顶尖慢慢接近工件画线的中心点，直到顶尖尖点对准工件画线的中心点，记下此时机床坐标系中的X、Y坐标值； 2、卸下顶尖，装上铣刀，用上述试切对刀法设定Z轴的坐标值。 3、将测得的X、Y、Z值输入到机床工件坐标系存储地址中（一般使用G54 - G59 代码存储对刀参数）。 （四）圆形工件的对刀操作 如果工件为圆形，以圆柱或圆柱孔的中心作为工件坐标系X、Y轴为圆点，一般使用百分表或寻边器进行对刀。如图2所示，通过杠杆百分表（或千分表）对刀，设定工件坐标系原点。 1、安装工件，并用手动用手动方式回机床参考点。 2、对X、Y轴的原点。将百分表的安装杆装在刀柄上，或将百分表的磁性座吸在主轴套筒上，移动工作台使主轴中心线（即刀具中心）大约移到工件中心，调节磁性座上伸缩杆的长度和角度，使百分表的触头接触工件的圆周面，用手慢慢转动主轴，使百分表的触头沿着工件的圆周面转动，观察百分表指针的便移情况，慢慢移动工作台的X轴和Y轴，多次反复后，待转动主轴时百分表的指针基本在同一位置，这时主轴的中心就是X轴和Y轴的原点。 3、卸下百分表，装上铣刀，用上述方法设定Z轴的坐标值。 （五）采用寻边器、标准芯棒和块规对刀法 采用寻边器、标准芯棒和块规对刀时，其操作步骤与采用刀具对刀相似，只是将刀具换成寻边器和标准芯棒，计算的半径是寻边器触头和标准芯棒的半径，在此不做详细的介绍。 三、确定对刀点的原则和对刀操作过程中需注意事项 1、确定对刀点的原则 对刀点可选在工件上或装夹定位元件上，但对刀点与工件坐标点必须有准确、合理、简单的位置对应关系，方便计算工件坐标点在机床上的位置（工件坐标点的机床坐标）。对刀点最好能与工件坐标点重合。 2、在对刀操作过程中需注意以下问题： （1）根据加工要求采用正确的对刀工具，控制对刀误差； （2）在对刀过程中，可通过改变微调进给量来提高对刀精度； （3）对刀时需小心谨慎操作，尤其要注意移动方向，避免发生碰撞危险； （4）对刀数据一定要存入与程序对应的存储地址，防止因调用错误而产生严重后果。 在铣床上铣削扁榫和直槽时，大部分夹具均采用V形块夹紧装置，但对一些形状、尺寸比较特殊的零件，如图1,若采用V形块夹紧，则会给铣削加工带来困难。 2.2多件铣夹具的技术要求 (1)保证各定位块在一条直线上。 (2)保证各定位块均可在槽内灵活移动。 (3)定位块中心孔与零件外圆18选取18H/j56的过渡配合。 (4)各定位块中心孔整体加工后需沿中心孔中心纵向切开。 2.3多件铣夹具的定位与夹紧方法 将一组待加工的零件定位于各定位块间中心孔内，由于各定位块在槽内可自由移动，定位后扭紧夹紧螺钉，使各定位块产生挤压，从而实现夹紧的目的。 同时还要根据图纸(三视图)\加工工艺\加工路线单三者缺一不可的情况下才能加工.再加工完工件之后,并把图纸\加工工艺\加工路线单送回工段办公室,以备下一个操作者用. 七.实 习 感 言 知识让我们在这里起航,是它给我们插上了他腾飞的翅膀,去遨游四方,同时,带给我们的是一技之长,我们满怀信心.充满希望,迎接今日的曙光-社会.踏入的第一步就让我看到了艰难险阻,人间的酸甜苦辣,以及经验的不足.面临着重重的压力,简直透不过气来.觉得与现实严重脱轨,要想理论联系实际,必须积极投身到实践当中去,有句话说的好实践是检验真理的唯一标准.所以,就要求我们每个人在工作中不断提升自己,不断补充自己的不足.从而提高我们的动手能能力.我们的毕业实习才刚刚开始,也可以说是万里长征迈出的一小步.我们都体会到了,实习时既脏又累也苦.也都向往昨天那自由自在.快快乐乐.无忧无虑的美好生活.但那终究不是最后的目标.它只能提供我们一座生活的场所,坚固我们的根基,高楼大厦还需要我们在实践中一点一滴的积累才可以完成的 . 在实习过程中,我们对车间的一切都充满了好奇,都想亲自动手摸一摸,碰一碰.这时,车间的相关领导还是对我们新员工不放心.他强调了安全生产的重要性.车间内涉及到的比较多.例如:地面上有来回穿梭的叉车,运输车.空中有大小的天车,上下,左右,前后运输工件.所以安全不容忽视,时刻在提醒着我们,生命对于我们只有一次,危险往往是一瞬间发生的,让人难以预料.安全生产.重于泰山. 我国数控机床的技术水平、性能和质量与国外还有很大差距，直到目前为止，技术含量较低的简易数控车床仍占主导地位，高档数控机床及功能部件大多数依靠进口。 因此，尽管当前市场活跃、需求旺盛，如果只顾眼前利益，满足于产品有销路，不深入研究国外数控机床的发展趋势，提高自主开发能力，积极培育新产品，那么在投资高潮过去以后，我国的机床工业将更加缺乏竞争力，有可能在家门口就被人家打得一败涂地。 我们正在迈向制造大国，但我们面临一个严峻的挑战：谁来装备中国的制造业？长期依赖国外技术，我们只能是跨国公司的加工车间，而永远不能成为一个制造强国。 我们也看到了我国机床行业虽然取得了阶段性的成果,但仍然面临着严峻的考验,所以我们有责任也有义务为振兴装备制造业付出我们的青春.挥洒我们的热血.让我们共同期待美好的明天吧! 参 考 文 献 @(1)……………………………………….. @(2)………………………………………..机械类论文34 @(3)………………………………………..中国机械网 @(4)………………………………………..机械类丛书 @(5)………………………………………..相关专业书 附 录： 随着现代制造工业朝着高效、高精度和经济性的方向发展，数控机床是加工的起点，已成为零件加工过程中重要的组成环节。数控机床是现代制造业的主流装备，丛生产能力和水平是平衡整个国家综合实力的标志．数控机床已广泛应用于钢铁、机械、汽车、造船、石油、矿山和航空航天等国民经济各个领域。虽然我国机床产量居世界前矛，但高档数控机床仍主要靠进口。 近年来，我国“工作母机。”一直保持较好的增长，我国的柳。床消费则超过488亿元，首次跃居世界第一。我国机床业现状可以分为消费大国、生产大国、进口大国和出口小国来概括。母机的水平还得看数控，在1992年我国生产数控机床大约4200多台。去年大约2.5万台，比上年增长了大约百分之四十%。十年来，我国数控机床产量翻了两番多，数控机床产品开发加快，一批反映当前世界数控机床发展潮流的高档次数控机床问世。和发达国家相比，我国机床数控化率还不高，目前生产产值数控化中还不到40％；消费值数控化率还不到55％，而很多发达国家都在70％左右。日前我国高档次的数控机床及配套部件只能靠进口。 国内专家分析认为我国发展机床、有得天独厚的市场空间。特别是未来几年，汽车、信息和高新技术等产业在我国将会强劲发展。可以说是中国机床行业发展前景十分乐观。 机床业的发展，关键在数控化和高效化。以我国目前高档数控机床和成套成线设备的开发、生产能力，在品种、质量和数量上还不能适应市场需要。拿汽车工业、航空航天工业来说，目前急需的高档数控机床设备有：高速加工中心、多轴联动加工中心、双主轴车削中心和车铣中心、精密磨床和复合磨床、精密电加工机床、精密大型龙头镗铣床和精密落地镗铣床、高效数控专机等，而这些设备国内企业还不能很好满足，产业化水平尚侍提高，整体都需向数控化高效化提升水平。 目前从整体上提高我国机床水平刻不容缓。当前需要特别注意的是，必须在尽快提高数控机床产品自主开发的基础上，加强与国际合作，提高高档数控机床和成套的供货水平。数控技术由计算机软、硬件技术、网络技术和精密测量等技术集成优化而成。目前．数控技术正向着高速、复合、智能、精密、环保的方向发展。同时必须快速提高数控机床产品的自主开发、制造能力。更要建立有效的数控技术开发中心，加强对重点工艺的研究、试验．形成成套开发能力，将通过合作生产、合资经营，实现主流产品生产的高起点、成批量、专业化。要提升机床质量，必须建立新型的机床企业发展模式。业内人土认为，机床企业要精化主业，掌握关键配件、关键工序的核心技术。一般的零件加工可以充分实施国际化采购。同时，要加强企业发展战略联盟，为了更快得到最新技术，企业可直接与国内外科研院所联合研发。对数控机床企业来说，我国功能部件生产企业的发展更显滞后。但功能部件不仅决定着机床的整机性能，还占到整机大部分成本，其发展状况直接关系到机床的竞争力水平。我国机床主机厂家和功能部件生产企业应要理顺企业的体制，更好更快的提高我国数控机床的水平。我相信,再我们共同努力下,机床的明天会更加美好 .我们的国家也会越来越富强。 QQ 29467473 | 
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