指导螺纹轴的数控加工工艺设计论文

1、河南XXXX职业学院毕业设计（论 文）题 目螺纹轴的数控加工工艺设计系另I机电工程系专业班级学生姓名XXX学 号020430XXXXX指导教师2010年12月10日定稿日期河南XXXX职业学院毕业设计（论文）任务书专业 班级姓名XXX学号 020430XXXXX 指导教帅设计（论文）题目螺纹轴的数控加工工艺设计主要 研究 内容需理解零件结构特点、精度、材质、热处理等技术要求，且要研究产 品装配图，部件装配图及验收标准。主要 技术 指标 或研 究目 标渗碳件加工工艺路线一般为：下料一锻造一正火一粗加工-半精加 工f渗碳f去碳加工（对不需提高硬度部分）淬火车螺纹、钻孔或 铣槽一粗磨一低温时效一半精

2、磨一低温时效一精磨。基本 要求1粗基准选择：有非加工表面，应选非加工表面作为粗基准。对所 有表面都需加工的铸件轴，根据加工余量最小表面找正。且选择平整光 滑表面，让开浇口处。选牢固可靠表面为粗基准，同时，粗基准不可重 复使用。2.精基准选择：要符合基准重合原则，尽可能选设计基准或装配基 准作为定位基准。符合基准统一原则。主要4 -IV. 参考 资料 及文献周虹.数控车床编程与操作实训教程，清华大学出版社周虹机械基础数控编程毕业设计（论文）内容与要求：螺纹轴零件中工艺规程的制订，直接关系到工件质量、劳动生产率和经济效益。一 零件可以有几种不同的加工方法，但只有某一种较合理，在制订机械加工工艺规程

3、中， 须注意以下几点。1. 零件图工艺分析中，需理解零件结构特点、精度、材质、热处理等技术要求，且 要研究产品装配图，部件装配图及验收标准。2. 渗碳件加工工艺路线一般为：下料f锻造f正火f粗加工f半精加工f渗碳f去 碳加工（对不需提高硬度部分）淬火一车螺纹、钻孔或铣槽一粗磨一低温时效一半精 磨f低温时效f精磨。3. 粗基准选择：有非加工表面，应选非加工表面作为粗基准。对所有表面都需加工 的铸件轴，根据加工余量最小表面找正。且选择平整光滑表面，让开浇口处。选牢固可 靠表面为粗基准，同时，粗基准不可重复使用。4. 精基准选择： 要符合基准重合原则， 尽可能选设计基准或装配基准作为定位基准 符合基

4、准统一原则。尽可能在多数工序中用同一个定位基准。尽可能使定位基准与测量 基准重合。选择精度高、安装稳定可靠表面为精基准。数控车削加工方案的拟订是制订车削工艺规程的重要内容之一，本设计是根据数控车削加工的工艺方法，安排工序的先后顺序，确定刀具的选择和切削用量的选择等设计 的。根据设计思想总结了数控车削加工工艺的一些综合性的工艺原则，结合螺纹轴的设 计加工，提出设计方案，并对比分析。数控加工中经常遇到螺纹轴的加工，在对某螺纹轴零件进行加工工艺分析的基础 上，编写了数控加工程序，检验数控编程及各种工艺的正确性，为该类零件的数控加工 提供了很有意义的参考。关键词数控车床 数控车削加工工艺螺纹加工 零件

5、图的工艺分析AbstarctThe numerical control turning processing scheme shall formulate turning procedure is one of the important contents of the design, according to the numerical control turning processing technique, the arrangement of the process, determine the sequence of tool selection and design of cutt

6、ing parameter selection. According to the design thought summarizes some of the numerical control turning processing technology, combined with the principles of comprehensive designing and machining of threaded axis, design and analysis.CNC screw shaft frequently encountered in the process of a thre

7、ad, axial parts processing, on the basis of the analysis of nc machining process, compiling and various process inspection CNC programming, the correctness of such parts for CNC processing provides very meaningful reference.Key words ： CNC lathe The numerical control turning processing Threaded proc

8、essing The analysis of the technology目录引 言 11. 螺纹简述和工艺分析与设计 21.1 螺纹的简述 21.2 数控加工工艺分析与设计 22. 螺纹轴车削加工工艺及编程 42.1 螺纹加工概念及加工工艺 42.2 G32螺纹切削指令应用 82.3 螺纹切削单一固定循环 G92 112.4 螺纹切削复合循环 G76 122.5 内螺纹切削编程示例 153. 典型轴类零件（螺纹轴）的数控加工工艺分析 163.1 零件图工艺分析 163.2 选择设备 173.3 确定零件的定位基准和装夹方式 173.4 刀具选择 173.5 确定加工顺序及进给路线 183.6

9、 切削用量选择 184. 轴类零件（螺纹轴）加工过程中几点说明 20结 论 21致 谢 22参考文献 23科学技术日新月异，工业生产不断进步，市场对产品的质量和生产效率提出了越来 越高的要求。根据数控车削加工的工艺方法，安排工序的先后顺序，确定刀具的选择和 切削用量的选择等设计。一般生产加工中，螺纹的加工方式多采用攻丝这种传统工艺， 随着数控技术的发展、软件的创新、控制精度的提高、三轴联动或多轴联动数控系统的 产生及其在生产领域的广泛应用，相应的先进加工工艺一一螺纹铳削逐渐得以实现，其 加工精度、光洁度以及柔性是攻丝无法比拟的，另外其经济性在某种情况下也更优于传 统工艺。良好的结构工艺性，可以

10、使零件加工容易，节省工时和材料。而较差的零件零 件工艺性，会使加工困难，浪费工时和材料，有时甚至无法加工。因此，零件各加工部 位的结构工艺性应符合数控加工的特点。1. 螺纹简述和工艺分析与设计1.1 螺纹的简述在圆柱或圆锥母体表面上制出的螺旋线形的、具有特定截面的连续凸起部分。螺纹按其母体形状分为圆柱螺纹和圆锥螺纹；按其在母体所处位置分为外螺纹、 内螺纹，按其截面形状（牙型）分为三角形螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿形 螺纹及其他特殊形状螺纹，三角形螺纹主要用于联接，矩形、梯形和锯齿形螺纹 主要用于传动；按螺旋线方向分为左旋螺纹和右旋螺纹，一般用右旋螺纹；按螺 旋线的数量分为单线螺纹、双线螺纹及

11、多线螺纹；联接用的多为单线，传动用的 采用双线或多线；按牙的大小分为粗牙螺纹和细牙螺纹等，按使用场合和功能不 同，可分为紧固螺纹、管螺纹、传动螺纹、专用螺纹等。1.2 数控加工工艺分析与设计零件结构工艺性是指所设计的零件在能满足使用要求的前提下， 制造的可行性和经 济性。良好的结构工艺性，可以使零件加工容易，节省工时和材料。而较差的零件零件 工艺性，会使加工困难，浪费工时和材料，有时甚至无法加工。因此，零件各加工部位 的结构工艺性应符合数控加工的特点。分析零件，技术要求包括 5 个方面：（1）加工表面的尺寸精度，该零件图的表面尺寸精度要求较高；（2）主要加工表面的形状精度，该零件主要加工的形状

12、为外圆弧表面；（3）主要加工表面的相互位置精度；（4）加工表面的粗糙度和机械物理性能；（5）热处理及其它要求。 该零件有端面、外圆、倒角、圆弧、螺纹、退刀槽等，故为典型轴零件，最适合数 控车床加工，选择 FANUNC 的 Oi 系列机床。（1）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联系。 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 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。 本工序要加工的部位和具体内容。（ 2）确定工件的装夹方式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

13、夹具。数控车床多 采用三爪自定心卡盘夹持工件；轴类工件还可以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 40006000 r/min ）、高夹紧力（最大推拉力为 20008000 N ）、高精度、调爪方便、通孔、使用寿命长等优点。还可使用软爪夹持工 件，软爪弧面由操作者随机配制，可获得理想的夹持精度。通过调整油缸压力，可改变 卡盘夹紧力，以满足夹紧各种薄壁和易变形工件的特殊需要。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

14、达 0.03 mm。由于螺纹轴是一个普通轴类零件，所以采用三爪卡盘进行定位装夹。加工时以右端 面为定位基准，取工件的左端面中心为工件坐标系的原点。（ 3）走刀路线的确定标准 走刀路线就是刀具在整个加工工序中的运动轨迹，它不但包括了工步的内容，也反 映出工步顺序。走刀路线是编写程序的依据之一。确定走刀路线时应注意以下几点： 寻求最短加工路线； 最终轮廓一次走刀完成； 选择切入切出方向；2. 螺纹轴车削加工工艺及编程2.1螺纹加工概念及加工工艺螺纹加工是在圆柱上加工出特殊形状螺旋槽的过程，螺纹的常见的用途是连接紧固、传递运动等。螺纹常见的加工方法有：滚丝或螺纹成型、攻丝、铣削螺纹、车削螺 纹等。C

15、NC车床可加工出高质量的螺纹，本章主要用 CNC车床车削螺纹的工艺编程方法。车削螺纹加工是在车床上，控制进给运动与主轴旋转同步，加工特殊形状螺旋槽的 过程。螺纹形状主要由切削刀具的形状和安装位置决定。螺纹导程由刀具进给量决定。如图2.1所示的螺纹车削加工。图2.1车削螺纹加工CNC编程加工最多的是普通螺纹，螺纹牙形为三角形，牙型角为60,普通螺纹分粗牙普通螺纹和细牙普通螺纹。 粗牙普通螺纹的螺距是标准螺距， 其代号用字母“M ” 及公称直径表示，如M16、M12等。细牙普通螺纹代号用字母“ M ”及公称直径X螺距表示，如 M24 X 1.5、M27 X 2 等。普通螺纹加工刀具刀尖角通常为 6

16、0,螺纹车刀片的形状跟螺纹牙型一样，螺纹刀 切削不仅用于切削，而且使螺纹成型。机夹式螺纹车刀如图2.2所示，分为外螺纹车刀和内螺纹车刀两种。可转位螺纹车 刀是弱支撑，刚度与强度均较差图2.2车削螺纹加工装夹外螺纹车刀时，刀尖应与主轴线等高（可根据尾座顶尖高度检查）。车刀刀尖 角的对称中心线必须与工件轴线垂直，装刀时可用样板来对刀。一个螺纹的车削需要多次切削加工而成，每次切削逐渐增加螺纹深度，否则，刀具 寿命也比预期的短得多。为实现多次切削的目的，机床主轴必需恒定转速旋转，且必须 与进给运动保持同步，保证每次刀具切削开始位置相同，保证每次切削深度都在螺纹圆 柱的同一位置上，最后一次走刀加工出适当

17、的螺纹尺寸、形状、表面质量和公差，并得 到合格的螺纹。图2. 3螺纹加工路线如图2.3，编程中，每次螺纹加工走刀至少有 4次基本运动（直螺纹）。运动：将刀具从起始位置 X向快速（G00方式）移动至螺纹计划切削深度处。运动：加工螺纹一一轴向螺纹加工（进给率等于螺距）。运动：刀具X向快速（G00方式）退刀至螺纹加工区域外的 X向位置。运动：快速（GOO方式）返回至起始位置。（1）螺纹切削起始位置螺纹切削起始位置，既是螺纹加工的起点，又是最终返回点，必须定义在工件外， 但又必须靠近它。X轴方向每侧比较合适的最小间隙大约为 2.5mm粗牙螺纹的间隙更 大一些。Z轴方向的间隙需要一些特殊考虑。在螺纹刀接

18、触材料之前，其速度必须达到100% 编程进给率。由于螺纹加工的进给量等于螺纹导程，所以需要一定的时间达到编程进给 率。如同汽车在达到正常行驶速度以前需要时间来加速一样，螺纹刀在接触材料前也必 须达到指定的进给率，确定前端安全间隙量时必须考虑加速的影响，故必须设置合理的 导入距离。导入距离一般为螺纹导程长度的 34倍。同理，螺纹切削结束前，存在减 速问题，故必须合理设置的导出距离。在某些情况下，由于没有足够空间而必须减小 Z轴间隙，惟一的补救办法就是降低 主轴转速（r/min）不要降低进给率。（2）从螺纹退刀螺纹起点21为了避免损坏螺纹，刀具沿Z轴运动到螺纹末端时，必须立即离开工件，退刀运动 有

19、两种形式一一沿一根轴方向直线离开（通常沿X轴），或沿两根轴方向斜线离开（沿XZ 轴同时运动），如图2.4所示。.螺纹起点3冷2（a）直线退出（b）斜线退出图2.4螺纹退刀通常如果刀具在比较开阔的地方结束加工，例如退刀槽或凹槽，那么可以使用直线退出，车螺纹Z向终点位置一般选在退刀槽的中点，使用快速运动G00指令编写直线退出动作，如：N63 G32 Z-20 F2 （螺纹加工程序）N64 G00 X50如果刀具结束加工的地方并不开阔，那么最好选择斜线退出，斜线退出运动可以加工出更高质量的螺纹，也能延长螺纹刀片的使用寿命。斜线退出时，螺纹加工G代码和进给率必须有效。退出的长度通常为导程，推荐使用的角

20、度为45，退出程序如下：N63 G32 Z-20 F2 ；（螺纹加工程序）N64 U4 W2 （斜线退出，螺纹加工状态）N65 G00 X50;（ 快速退出）（3）螺纹加工直径和深度由于螺纹不能一次切削加工出所需深度，所以总深度必须分成一系列可操控的深 度，每次的深度取值，不仅要考虑螺纹直径，还要考虑加工条件：刀具类型、材料以及 安装的总体刚度。螺纹加工中随着切削深度的增加，刀片上的切削载荷越来越大。对螺纹、刀具或两 者的损坏可以通过保持刀片上的恒定切削载荷来避免。要保持恒定切削载荷，一种方法 是逐渐减少螺纹加工深度。每次切削深度的计算并不需要复杂的公式，但需要一些常识和经验。螺纹加工循环 在

21、控制系统中建立了自动计算切削深度的算法，手动计算的逻辑是一样的。有关螺纹加 工的一些数值可由下面列出经验计算方法得到：外螺纹小径二外圆直径一2X牙高；螺纹牙高=0.61343P0.6P走刀次数=2.8P+4;最大切深牙咼,走刀次数最小切深最大切深,走刀次数式中：P为螺纹导程，单线螺纹导程与螺距相同车三角形外螺纹时，由于受车刀挤压会使螺纹大径尺寸胀大，所以车螺纹前大径一般应车得比基本尺寸小约0.1Po车削三角形内螺纹时，内孔直径会缩小，所以车削内螺 纹前的孔径要比内螺纹小径略大些，可采用下列近似公式计算：车外螺纹前外圆直径=公称直径D 0.1P ;车削塑性金属的内螺纹底孔直径公称直径d P车削脆

22、性金属的内螺纹底孔直径公称直径 d 一 1.05P(4) 主轴转速以及进给率螺纹加工时将以特定的进给量切削，进给量与螺纹导程相同，CNC在螺纹加工模式下控制主轴转速与螺纹加工进给同步运行。螺纹加工是典型高进给率加工，比如加工导 程为3 mm的螺纹，进给量则是3mm7r。螺纹加工的主轴转速直接使用恒定转速( r/min )编程，而绝不是恒线速度 (CSS)， 这就意味着准备功能G97必须与地址字S一起使用来指定每分钟旋转次数，例如“ G97 S500 M03,表示主轴转速为500r /min。那么如果加工导程为3mm的螺纹，其进给速度 计算如下：F= 700r / mi nx 3mrp/ r =

23、 2100m叶 min为保证正确加工螺纹 , 在螺纹切削过程中， 主轴速度倍率功能失效 , 进给速度倍率无 效。2.2 G32 螺纹切削指令应用G32是Fanuc控制系统中最简单的螺纹加工代码，该螺纹加工运动期间，控制系统 自动使进给率倍率无效。2.2.1 G32 螺纹切削指令指令格式：G32 X(U)Z(W)FQ；(等螺距螺纹切削指令)X(U) Z(W) 为直线螺纹的终点坐标；F为直线螺纹的导程，如果是单线螺纹，则为直线螺纹的螺距；Q 为螺纹起始角，该值为不带小数点的非模态值，其单位为0.001 ，如果是单 线螺纹，则该值不用指定，这时该值为 0；2.2.2 G32 螺纹切削编程实例试用G3

24、2指令,编写图2.5所示工件的螺纹加工程序。图2.5 螺纹加工工件2-C2(1)相关工艺设计螺纹切削导入距离6mm刀具退出的方式为45斜线，长度为导程1.5mm女口图2.6 (a)所示也30购3 85!322, 01最终底找终点2-25 Z-21逑车騒門图2.6示例工件螺纹加工相关设计Z6ZO* 36ow訓肉第/第第.第第0勿侈纟勿纟.if.-023.85R23.21-o22. 76：i22.40-022.1022.01车外螺纹前外圆直径二公称直径 D 0.1P = 24- 0.1 X 1.5 = 23.85 ;螺纹牙高=0.61343P 0.61343 X 1.5 0.92 ;外螺纹小径二外

25、圆直径一2X牙高=23.85 2X 0.92= 22.01;设计螺纹分五次切削加工出所需深度，第一刀切深0.32mm然后，每刀逐渐减少螺纹加工深度，最后精加工切深 0.045mm。分层切削染余量分配如图2.6 (b)所示。拟定主轴转速使用恒定转速500r/mi n,进给量则是导程1.5mm/ r(2) 螺纹加工程序编写螺纹加工程序02001如下：02001G21 G99T0404 （ 调用第 4号外螺纹刀具 ）G97S500 M03N20 G00 X30 Z6 M08 ；（起始点, 导人距离 5 mm）N21 G00X23.21 ; （刀具从起始位置X向快速移动至螺纹计划切削深度处）N22 G

26、32 Z-21 F1.5 ； （轴向螺纹加工，进给率等于螺距 ）。N23 U4 W-2 ； （刀具退出的方式为 45斜线，保持螺纹切削状态）N24 G00X30 ；（刀具X向快速退刀至螺纹加工区域外的 X30位置）N25 Z6 ；（快速G00方式返回至起始位置）。（N21N25完成螺纹的第一刀切削）N26 G00 X22.76 ；N27 G32 Z-21 F1.5；N28 U4 W-2 ；N29 G00 X30 ；N30 Z6（N26N30完成螺纹的第二刀切削）N40 G00 X22.01N41 G32 Z-21 F1.5 ；N42 U4 W-2；N43 G00 X30；N44 Z6（N40N

27、44完成螺纹的最后切削）G00 X100 Z100 M09M05N41 M30 （程序结束 ）2.3 螺纹切削单一固定循环 G92(1)单一循环螺纹加工指令G92简介由程序02001可见，用G32编写螺纹多次分层切削程序是比较繁琐，每一层切削要五个程序段，多次分层切削程序中包含大量重复的信息。FANUC系统可用G92指令的一个程序段代替每一层螺纹切削的五个程序段，可避免重复信息的书写，方便编程。G92指令称单一循环加工螺纹指令，如图2.7, G92螺纹加工程序段在加工过程中,刀具运动轨迹为:螺纹切削终点nG92起点 丄螺纹切削起点图2.7 G92 螺纹切削路线首先：刀具沿X轴进刀至螺纹计划切削

28、深度 X坐标；第二步：沿Z轴切削螺纹； 第三步：启动45倒角螺纹(斜线切出)；第四步：刀具沿X轴退刀至X初始坐标；第 四步沿Z轴退刀至Z初始坐标。在G92程序段里，须给出每一层切削动作相关参数，必须确定螺纹刀的循环起点位置，螺纹切削的终止点位置。(2)单一循环螺纹加工指令G92格式指令格式：G92 X(U)Z(W)FR;格式说明： X(u)、Z(w)为螺纹切削终点处的坐标； F为螺纹导程的大小，如果是单线螺纹，则为螺距的大小； 45斜线螺纹切出距离在0.1 L至12.7 L之间指定，指定单位为0.1 L，可通过系统参数进行修改。(L为导程)R为圆锥螺纹切削参数。R值为零时，可省略不写，螺纹为圆

29、柱螺纹。(3) G92编程示例螺纹加工程序02001用G92编程可改写成程序02002O2002G21 G99T0404 （调用第 4号外螺纹刀具 ）G97 S500 M03N20 G00 X30 Z6 M08 ； （ 外螺纹刀具到达切削起始点 , 导入距离 6 mm）G92 X23.21 Z-23 F1.5 （ 完成第一层螺纹切削 ）X22.76；（ 完成第二层螺纹切削 ）X22.40；（ 完成第三层螺纹切削 ）X22.10；（ 完成第四层螺纹切削 ）X22.01 ；（ 完成螺纹的最后切削 ）G00 X100 Z100 M09M05N41 M30 （程序结束 ）显然用G92编程的程序0200

30、2比02001简洁多了。2.4 螺纹切削复合循环 G76（1）复合循环螺纹加工指令G76简介CNC发展的早期，G92单一螺纹加工循环方便了螺纹编程。随着计算机技术的迅速发展，CNC系统提供了更多重要的新功能，这些新功能进一步简化了程序编写。螺纹复合加工循环G76是螺纹车削循环的新功能，它具有很多功能强大的内部特征。螺纹切削长度倒角量嫦纹深度X坐标螺纹切削终点z坐标螺纹切削起点z坐标Qmax螺纹第-门切深；湎补螟纹最小切深图2.8 G76 螺纹切削路线及有关参数使用G32方法的程序中，每刀螺纹加工需要 4个甚至5个程序段；使用G92循环每 刀螺纹加工需要一个程序段，但是G76循环能在一个程序段或

31、两个程序段中加工任何单 头螺纹。在机床上修改程序也会更快更容易。如图2.8所示，表明G76指令的加工动作。G76螺纹加工循环需要输入初始数据。（2）复合螺纹加工循环指令G76格式G76指令格式：G76 P （m r a ） Q （最小切深）R（精加工余量）;G76 X（U） Z （W P （牙高）Q （最大切深）R （锥螺纹参数）F （导程）;FANUCi复合螺纹加工循环指令G76格式分两个程序段，格式中各参数含义如下表1:表1 G76格式说明第一程序段：G76 P （m r a ） QR(m)精加工重复次数，为 199的两位数(r)倒角量，当螺距为 L，从0.0L到99L设定，单位为0.1L

32、，为199的两位数(a)刀尖角度，选择 80、60、55、30、29、0六种中的一种，由两位数 规定。Q为最小切深（用半径值指定）切深小于此值时，切深钳在此值R精加工余量（微米）第二程序段：G76 X（U） Z （W RPQFx（u）z （ w螺纹最后切削的终端位置的X、Z坐标，X（U）表示牙底深度位置Q第一刀切削深度，半径值，正值，（微米）牙高，半径值，正值（微米）R锥螺纹半径差；圆柱直螺纹切削省略。F螺距正值（3） G76外螺纹切削编程示例螺纹加工程序02001用G76编程可改写成程序0200302003G21 G99T0404 （调用第4号外螺纹刀具）G97S500 M03N20 G00

33、 X30 Z6 M08 ；（外螺纹刀具到达切削起始点,导入距离6 mm）N30 G76 P011060 Q100 R0.1 ；（螺纹参数设定）N40 G76 X22.01 Z-23. P920 Q320 F1.5；G00 X100 Z100 M09M05M30 （程序结束）显然用G76编程的程序02003比02001和02002又简洁多了。G76程序段N30, N40说明：程序段“ N30 G76 P011060 Q100 R0.1;” 中：P011060表示：精加工次数是一次；倒角量为一个导程；刀尖角度60 Q10 0表示：最小切深钳制在半径值100微米R0.1 :表示精加工余量 0.1mm

34、程序段“ N40 G76 X22.01 Z-21. P920 Q320 F1.5; ”中X22.01 Z-23.表示：牙底深度 X值为X22.01 ;螺纹切削Z终点Z-23.P920表示：牙高为半径值920微米Q320表示：第一刀切深为半径值320微米F1.5表示：螺距1.5mm2.5内螺纹切削编程示例试编写图2.9所示工件的内螺纹加工程序。30图2.9 内螺纹示例工件及加工相关设计（单位:mm）螺纹加工前的底孔直径公称直径dP= 30 - 2 = 28;确定工件坐标系如图2.9 ;设计螺纹切削循环G76起点在（X24, Z6）,选择X24不仅保证刀具X向与实体的安全间隙，又避免螺纹刀退出时碰

35、撞工件。Z6是螺纹切削导入距离6mm如图2.9。设计螺纹最后一刀切削的终点（与起点相对形成矩形切削区域）坐标是（X30, Z-35）。X30为内螺纹的牙底直径。Z-35保证刀具足够切出距离，又不至于让刀具碰撞到 夹具。如图2.9。内螺纹的其它切削参数计算如下：螺纹牙高=0.61343P 0.61343 X 2 1.22（mm）最大切深走刀次数=2.8P+4 9;= 0.4 (mm)最小切深最大切深_ 0.4走刀次数一 、9二 0.13 (mm)拟定主轴转速使用恒定转速 400r/min, 进给量则是导程 2mmr 。设螺纹底孔已经加工完毕，内螺纹加工程序02004如下：O2004；G21 G9

36、9；T0404 （ 调用第 4号外螺纹刀具 ）G97 S400 M03；N20 G00 X24 Z6 M08 ； （ 外螺纹刀具到达切削起始点 , 导入距离 6 mm）N30 G76 P011060 Q130 R 0.1 ；（注意：内螺纹精加工余量取负值）N40 G76 X30 Z-35. P1220 Q400 F2 ；G00 X100 Z100 M09；M05；M30； （ 程序结束 ）3. 典型轴类零件（螺纹轴）的数控加工工艺分析典型轴类零件如图3.1所示，毛坯为 58 mmx 100伽棒材，零件材料为45钢，数 控车削前毛坯已粗车端面、钻好中心孔。无热处理和硬度要求，试对该零件进行数控车

37、 削工艺分析。1门-24 1r材怜45图3.1典型轴类零件3.1零件图工艺分析该零件表面由圆柱、圆锥、顺圆弧、逆圆弧及螺纹等表面组成。其中多个直径尺寸 有较严的尺寸精度和表面粗糙度等要求； 球面S 50伽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即可。 在轮廓曲线上，有三处为圆弧，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。

38、 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伽棒料3.2选择设备根据被加工零件的外形和材料等条件，选用TND360数控车床。3.3确定零件的定位基准和装夹方式 定位基准确定坯料轴线和左端大端面（设计基准）为定位基准。 装夹方法 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。3.4刀具选择 选用 5伽中心钻钻削中心孔。 粗车及平端面选用900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 =350。 精车选用900硬质合金右偏刀，车螺纹选用硬质合金 600外螺纹车刀，刀尖圆弧

39、半径应小于轮廓最小圆角半径，取 r =0.150.2伽。将所选定的刀具参数填入数控加工刀具卡片中（见表2），以便编程和操作管理。表2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备注:1T01 5中心钻1钻 5 mm中心孔2T02硬质合金90 外圆车刀1车端面及粗车轮 廓右偏刀3T03硬质合金90 外圆车刀1精车轮廓右偏刀4T04硬质合金60 外螺纹车刀1车螺纹编制XXX审核XXX批准XXX3.5确定加工顺序及进给路线加工顺序按由粗到精、由近到远（由右到左）的原则确定。即先从右到左进行粗车 （留0.25伽精车余量），然后从右到左进行精车，最

40、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其进给路线，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3.2所示。3.6切削用量选择 背吃刀量的选择轮廓粗车循环时选ap=3 mm，精车 即=0.25mm；螺纹粗车时选ap= 0.4 mm，逐刀减 少，精车ap=0.1 m。 主轴转速的选择车直线和圆弧时，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=n dn/1000计算主轴转速n （粗车直径D

41、=60 m，精车工件直径取平均值）： 粗车500r/min、精车1200 r/min。车螺纹时，计算主轴转速 n =320 r/min. 进给速度的选择选择粗车、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 m/r，精车每转进给量为0.15 m/r，最后根据公式vf = nf计算粗车、精车进给速度分别为 200 m /min 和 180 m/min。表3典型轴类零件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001XXX三爪卡盘和活动顶尖TND360数控车床数控中心r rH. 口、 工步号工步内容刀具号刀具

42、规格/ mm主轴转速/r.mi n-1进给速度/mm.mi-1背吃刀量/ mm备注1平端面T0225X 25500手动2钻中心孔T010 5950手动3粗车轮廓T0225X 25500200综合前面分析的各项内容，并将其填入表 3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。4. 轴类零件（螺纹轴）加工过程中几点说明1采用了二中心孔为定位基准，符合基准重合及基准统一原则。2该零件先以外圆作为粗基准，车端面和钻中心孔，再以二中心孔为定位基准粗 车外圆，又以粗车外圆为定位基准加工锥孔，此即为互