原片输送机毕业设计

1、无锡科技职业学院毕业设计模具设计与制造毕业设计（论文）报告题 目 圆片输送线中导柱 零件的加工 系 别 中德机电学院 专 业 模具设计与制造 班 级 模具1003 姓 名 祁雪梅 学 号 100100858 指导教师 何永华 2013 年 4月摘 要圆片输送线是博世10级学徒中期考的题目，该课题主要考察了学徒运用各设备的熟练程度以及独立动手操作的能力，如：数控车床、铣床、CNC、磨床以及最基本的钳工等。该工件主要有通过输送线实现分拣零件的功能。 本次毕业设计课题就是根据给定的零件图，了解其结构特点和技术要求，对零件进行结构分析。 关键词： 数控车床 加工工艺 程序编程Abstract This

2、 is Bosch 10 level apprentice in the topic of final examination, this topic mainly inspects the apprentices ability for using various equipment proficiency and independent practice, such as: CNC lathe, milling machine, CNC, milling, grinding machine and the most basic of the bench. This work mainly

3、through the conveyor line realize sorting the function of the part. The graduation design topic is according to a given part drawing, understand their structure features and technical requirements of parts structure analysis. Keyword: CNC lathe processing programming目 录前言5第一章 轴类零件一般加工要求及方法6 1.1 圆片分拣

4、机构的作用及关键零件作用的介绍61.2 轴类零件加工工艺规程注意点61.3 导柱的特征71.4 导柱的加工工艺路线8第二章数控车床概述92.1 数控车床的介绍92.2 数控车床的分类92.3 数控车床的特点11第三章 零件的分析123.1 导柱的技术要求分析123.2 导柱的工艺结构分析123.3 导柱的工艺卡片12第四章 导柱车削工艺分析144.1 选择夹具144.2 工步设计144.3 刀具的介绍及选择14第五章 切削用量235.1 切削用量235.2 主轴转速的确定23第六章 数控车床的对刀246.1 对刀原理及方法246.2 待加工毛坯的对刀266.3 对刀值的测定26第七章 数控编程

5、28第八章 数控机床的正确清洁与维护31致辞34参考文献35前 言 机械是伴随着人类社会的不断进步逐渐发展与完善的。从原始社会早起人们使用的诸如石斧、石刀等最简单的工具，到杠杆、人力脚踏水车、兽力汲水车等简单的工具，发展到较复杂的水力驱动、风力驱动的水碾和风力等较为复杂的机械。18世纪英国的工业革命以后，以蒸汽机、内燃机、电动机作为动力源的机械促进了制造业、运输业的快速发展，人类开始进入现代的文明社会。 进入新世纪以来，科技发展迅猛，知识更新加快。越来越多的机器出现在了人们的生活当中，既提高了生产效率也在很大程度上解放了人类的劳动力。随着我国科学技术的普及、国民经济建设的快速发展以及人民法制意

6、识的增强，工程问题特别是工程质量纠纷日益增多。有关产品、产品质量，工程、工程质量的隐患及其危害事故不断提升，其发生原因大都涉及到产品质量和工程质量。该项目在教学过程中具有一定独特的作用。具有培养学生对工业设计与制造全局的了解，培养学生的专业意识，锻炼学生独立分析问题、解决问题的能力以及独立动手操作的能力。机械制造离不开金属切削机床。就圆片分拣装置来说，它的加工涉及到了车床、铣床、磨床、CNC以及中最基本的钳工。可以非常全面地考察到各个学生在这些领域的掌控能力。加工期间，引进德国博世企业严格的“5S”要求，也可以在很大程度上提高学生的素质，体验外国教育的模式，“取其精华，去其糟粕”，从而减少事故

7、的发生。 它的加工工艺以及加工过成，极大程度上锻炼了学生的思维能力以及动手操作的能力，可以帮助学会更好地运作机床，让他们亲身体会到机械的生产过程以及装配过程。第一章 轴类零件一般加工要求及方法1.1 圆片分拣机构的作用及关键零件的介绍图1-1 圆片分拣机构示意图 上图为圆片分拣机构的装配图，通过推动线杆，带动装载着圆片的滑板向前移动，将圆片依次推送出来，从而实现分拣的作用，其中：零件7就是毕业设计主要要分析与加工的零件。零件7是一个导柱，它是用来装载圆片，当第一个圆片被推出去后，第二个圆片则通过该导柱顺势下滑，达到件5的凹槽内，以此类推当第二个圆片被推送出去后，第三个.1.2 轴类零件加工工艺

8、规程注意点 轴类零件中工艺规程的制定，直接关系到工件质量、劳动生产率和生产效益。一个零件可以有几中不同的加工方法，但只有某一种较合理，在制定机械加工工艺规程中，必须注意以下几点： 1）粗基准选择：有非加工表面，应选非加工表面作为粗基准。对所有表面都需要加工的铸件轴，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。选牢固可靠表面做粗基准，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做定位基准，符合基准统一原则。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。轴类零件加工的技术要求：尺

9、寸精度轴类零件的主要表面常为：一类是与轴承内圈配合的外圆轴颈，即支撑轴颈，用于确定轴的位置并支撑轴，尺寸精度较高，通常为IT5IT7另一类为与各类传动件配合的轴颈，即配合轴颈，其精度稍低，通常为IT6IT9.1.3 导柱零件的分析一、导柱的材料 该零件是一回转体零件（单位：mm），以11Mn30+C的毛坯，毛坯尺寸28×100mm。二、导柱的特点 从图纸中我们可以看出该零件轮廓由直线、圆弧共同构成一个较简单的成型曲线回转轴。加工部分包括外圆，倒角，等。三、数值计算 生活中，我们对几何信息的认知有多种方法，常用的有数形结合法（解析法）。但有时面对复杂的图形，解析法会带来繁重的数学计算。

10、AUTO CAD作为一套专业的绘图软件，它强大的信息处理功能为图形中繁杂点的计算带来了可能。我们在操作界面中绘制图形后就可以打开状态栏中的捕捉、对象捕捉按钮，在绘图区捕捉相关的点。同时，在状态栏中就可以看到这些点的坐标。图1-2 导柱零件示意图 在加工该轴类零件时，需采用粗车与精车结合的方法，在粗加工零件表面轮廓时，必须保证0.5mm的精加工余量，必要时需使用刀偏表，对刀具进给时进行误差的控制，有效地减小误差，方能确定该零件在加工精度方面的各种要求。1.4 导柱的加工工艺路线 外圆加工的方法很多，基本加工路线可归纳为四条： 1. 粗车半精车精车对于一般常用材料，这是外圆表面加工采用的最主要的工

11、艺路线。 2. 粗车半精车粗磨精磨对于黑色金属材料，精度要求高和表面粗糙度值要求较小，零件需要淬硬时，其后续工序只能用磨削而采用的加工路线。 3. 粗车半精车精车金刚石车对于有色金属，用磨削加工通常不易得到所要求的表面粗糙度，因为有色金属一般比较软，容易堵塞沙粒间的空隙，因此其最终工序多用精车和金刚石车。 4. 粗车半精粗磨精磨光整加工对于黑色金属材料的淬火零件，精度要求高和表面粗糙度值很小，常用此加工路线。对于所加工的典型轴类零件，将采用“粗车精车”的车削方式，即分别对本零件的两个端面、外圆、倒角进行粗加工和精加工。 第二章 数控车床概述2.1 数控车床的介绍1. 数控从车床的用途数控车床与

12、普通车床一样，主要用于加工零件的回转表面。其加工工艺类型主要包括车外圆、车端面、车锥面、车成型面、钻孔、镗孔、铰孔、切槽、车螺纹、滚花等。2. 数控车床的主要加工对象数控车床具有加工精度高、有直线和圆弧插补功能以及加工过程中能自动变速等特点，因此其加工范围比普通车床宽的多。数控车床比较适合车削具有以下要求和特点的回转体零件：（1） 精度要求高的零件 零件的精度要求主要指尺寸、形状、位置和表面等精度要求，其中的表面精度主要指表面粗糙度。由于数控车床刚性好，制造和对刀精度高，并能方便、精确地进行人工补偿和自动补偿，所以能加工精度较高的零件，有些场合能达到以车代磨的效果。一般数控车床的加工精度可达0

13、.001mm，表面粗糙度可达Ra0.16um（精密数控车床可达Ra0.02um)。（2） 表面轮廓形状复杂的零件 由于数控车床具有直线和圆弧插补的功能（部分数控车床还有某些非圆弧曲线插补功能），所以它可以车削由任意直线和各类平面曲线组成的形状复杂的回转体零件，包括通过拟合计算处理后的、不能用方程式描述的列表曲线。（3） 带一些特殊类型螺纹的零件 数控车床不但能车削任何等导程的直、锥螺纹和端面螺纹，而且能车削增导程、减导程以及要求等导程与变导程之间平滑过渡的螺纹，以及高精度的模数螺旋零件（如圆柱、圆弧蜗杆）和端面（盘形）螺旋零件等。2.2 数控车床的分类（1） 按车床主轴位置分类，1）立式数控车

14、床：其主轴轴线垂直处于水平面，主要用于加工径向尺寸大、轴向尺寸相对较小的大型复杂零件。2） 卧式数控车床：其主轴轴线处于水平位置，它的床身和导轨有多种布局形式，是目前应用最广泛的数控车床。（2） 按车床功能分类1） 简易数控车床：简易数控车床一般由单板机或单片机进行控制，机床主体部分由普通车床略做改进而成。这类数控车床结构简单，价格低廉，但功能较低、无刀尖圆弧半径自动补偿功能。2） 经济型数控车床：经济型数控车床一般采用开环或半闭环控制系统，如图1-1所示。它的主电动机仍采用普通的三相异步电动机。这类数控车床的显著特点是无恒线速切削功能。3） 全功能型数控车床：全功能型数控车床一般采用半闭环或

15、闭环控制系统，如图1-2所示。它具有高刚度、高精度和高加工速度等特点。这类数控车床具备恒线速切削和刀尖圆弧半径自动补偿功能。4） 车削中心：车削中心以全功能数控车床为主体，并配置刀库和换刀机械手，这类数控车床的功能更全面。 图2-1 经济型数控车床 图2-2 全功能型数控车床2.3 数控车床的特点 数控车床与其他类型的车床相比有如下特点：1） 通用性强，生产率高，加工精度高且稳定，操作者劳动强度低;2） 适合于复杂零件的加工；3） 换批调整方便，适合于多种小批柔性自动化生产；4） 便于实现信息流自动化，在数控车床基础上，可实现CIMS（计算机集成制造系统）。根据零件图要求，工作人员进行数控编程

16、，输入到数控车床数控系统，将零件原料按规定要求放置在预定位置上。等数控车床自动生产出产品后，使用测量检测仪器，对有精度误差的产品进行误差补偿，日常的车床维护和保养和常用故障排除。第三章 零件的工艺分析3.1 导柱的技术要求分析 零件的技术要求主要是指尺寸精度、形状精度、位置精度、表面粗糙度及热处理等。这些条件在保证零件使用性能的前提下应经济合理。过高的精度和表面粗糙度要求会使工艺过程复杂，加工困难且成本提高。本设计中的要求，尺寸要求控在正负0.1（详细见图纸）3.2 导柱的结构工艺性分析零件的结构工艺性是指设计的零件在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得零件加工容

17、易，节省工时和材料。而较差的零件结构工艺性会使加工困难，浪费工时和材料，有时甚至无法加工。本设计属于一般精度加工，主要工艺步骤，锻造、普车毛坯、倒角。3.3 导柱加工工序表3-1 导柱零件加工工序表工序号程序编号夹具名称夹具型号材料使用设备1机用虎钳QH12545钢数控车床或加工中心工步号工步内容道具号刀具规格/mm主轴转速/（r/mm）进给量/(mm/r)背吃刀量/mm备注1车端面T01外圆刀12000.2 0.52粗车外圆T02粗车刀12000.21.53精车外圆T01精车刀15000.20.54倒角T02外圆刀6005切断T03切槽刀6000.16反向装夹7车端面T01外圆刀12000.

18、21.58粗车外圆T01粗车刀12000.21.59精车外圆T02精车刀15000.10.5第四章 导柱车削工艺分析 4.1 选择夹具 对于回转体零件，一般选择三爪自定心卡盘。本零件选择三爪自定心卡盘作夹具。 4.2 工步设计 该零件从棒料开始加工，要进行粗加工、精加工、倒角以及切断加工等工步：1） 粗车外圆。2） 精车循环。3） 倒角。4） 切断。5） 反向装夹。6） 粗车外圆。7） 精车循环。8） 倒角。4.3 刀具介绍及选择4.3.1 车刀的种类图41 车刀的种类按用途可分为 外圆车  如图示41a 、b  主偏角一般取75°和90°，用于车削外圆

19、表面和台阶； 端面车刀   如图示41c，主偏角一般取45°，用于车削端面和倒角，也可用来车外圆； 切断、切槽刀 如图示41d  用于切断工件或车沟槽。 镗孔刀   如图示41e用于车削工件的内圆表面，如圆柱孔、圆锥孔等； 成形刀   如图示41f 有凹、凸之分。用于车削圆角和圆槽或者各种特形面； 内、外螺纹车刀    用于车削外圆表面的螺纹和内圆表面的螺纹。图41g为外螺纹车刀。按结构可分为 整体式车刀 刀头部分和刀杆部分均为同一种材料。用作整体式车刀的刀具材料一般是整体高速钢,如图41f所示

20、。 焊接式车刀 刀头部分和刀杆部分分属两种材料。即刀杆上镶焊硬质合金刀片，而后经刃磨所形成的车刀。图41所示a、b、c、d、e、g均为焊接式车刀。 机械夹固式车刀   刀头部分和刀杆部分分属两种材料。它是将硬质合金刀片用机械夹固的方法固定在刀杆上的,如图41h所示。它又分为机夹重磨式和机夹不重磨式两种车刀。图42所示即是机夹重磨式车刀。图43即是机夹不重磨车刀。两者区别在于：后者刀片形状为多边形，即多条切削刃，多个刀尖，用钝后只需将刀片转位即可使新的刀尖和刀刃进行切削而不须重新刃磨；前者刀片则只有一个刀尖和一个刀刃，用钝后就必须的刃磨。 图42 机夹重磨式车刀图43 机夹不重磨式车刀

21、  目前，机械夹固式车刀应用比较广泛。尤其以数控车床应用更为广泛。用于车削外圆、端面、切断、镗孔、内、外螺纹等。4.3.2 常用车刀的用途如图44所示外圆车刀  （90°偏刀、75°偏刀、  60°偏刀）车外圆和台阶；端面车刀  （45°弯头刀） 车端面；切刀  切槽和切断；螺纹车刀  车内外螺纹；镗孔刀    车内孔；滚花刀    滚网纹和直纹；圆头刀    车特形面。图44  车刀用

22、途示意图4.3.3 车刀的组成  图45b所示为车刀组成示意图。它是由刀头和刀杆两部分组成。刀头用于切削，又称切削部分；刀杆用于把车刀装夹在刀架上，又称夹持部分。  车刀刀头在切削时直接接触工件，它具有一定的几何形状。如图35a、b、c中所示是三种刀头为不同几何形状的车刀。图45  车刀组成示意图图35中车刀刀具各部分结构，它组要由以下各部分组成：1前刀面  它是刀具上切屑流过的表面。2主后刀面  同工件上加工表面相互作用或相对应的表面。3副后刀面  同工件上已加工表面相互作用或相对应的表面。4主切削刃 

23、 它是前刀面与主后刀面相交的交线部位。5副切削刃  它是前刀面与副后刀面相交的交线部位。6刀尖  主、副切削刃相交的交点部位。为了提高刀尖的强度和耐用度往往把刀尖刃磨成圆弧形和直线形的过渡刃。7修光刃  副切削刃近刀尖处一小段平直的切削刃。与进给方向平行且长度大于工件每转一转车刀沿进给方向的移动量，才能起到修光作用。以上即是俗称的车刀切削部分的“三面两刃一尖”。其组成如下： 4.3.4 车刀材料应具备的性能  车刀切削部分在工作时要承受较大的切削力和较高的切削温度以及摩擦、冲击和振动。因此车刀材料应具备以下性能：1. 硬度  是刀具材

24、料应具备的基本特征。刀具材料的硬度要高于被加工材料的硬度，一般地说常温硬度须在HRC60以上；2. 耐磨性  即材料抵抗磨损的能力，是刀具材料的机械性能、组织结构和化学性能的综合反映。一般说来硬度愈高，耐磨性就愈好。3. 耐热性  指在高温下能保持材料硬度、耐磨性、强度和韧性不变而不失切削性能。可用高温硬度表示，也可用红硬性（维持刀具材料切削性能的最高温度限度）表示。高温硬度愈高，则刀具切削性能愈好，允许的切削速度就愈高。它是衡量刀具材料性能的主要标志。同时，在高温下还应具有抗氧化、抗粘结、抗扩散的能力，即具有良好的化学稳定性；4. 强度和韧性  为了承受冲击力、

25、切削力和振动，刀具材料应具有足够的强度和韧性。强度用抗弯强度表示；韧性用冲击值表示。5. 工艺性  为了便于刀具的制造,要求刀具材料具有良好的锻造、焊接、热处理、高温塑性变形和磨削加工等性能。 此外,还应考虑到刀具材料的经济性。4.3.5 常用的车刀材料一般用作刀杆部分的材料为优质碳素结构钢，常采用45#钢。一般用作切削部分的材料有：1 合金工具钢 含铬、钨、硅、锰等合金元素的低合金工具钢加入合金元素后使硬度及耐磨性得到提高，淬透性较好，这类钢可制造刃形较复杂的低速刀具，如铰刀、拉刀、丝锥等。常用的牌号有CrWMn 、9SiCr、GCr15、Cr12MoV等。2. 高速工具钢简称高速

26、钢，又称白钢和风钢。含有大量的钨、铬、钼、钒等合金元素，形成大量的高硬度碳化物相，淬火后的硬度可达HRC63-70。不但淬火后硬度高，而且耐磨性、淬透性和回火稳定性显著提高；并有足够的韧性；当切削温度高达600时能保持切削加工所要求的硬度。除高钒高速钢的磨削加工性能较差外, 高速钢的工艺性也较好。所以在各种刀具材料中高速钢的性能最为理想。用高速钢制造刀具其显著的特点是制造工艺简单、韧性好、易刃磨成锋利的刃口，所以常常用高速钢制造各种复杂精密的刀具。如车刀、铣刀、铰刀和齿轮刀具等。高速钢是综合性能较好，可以加工从有色金属到高温合金等各种材料。是应用范围最广的一种刀具材料。其常用的种类和牌号有以下

27、几种： 通用性高速钢   用于加工碳结钢、合结钢和普通铸铁等。常用牌号有W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2、W14Cr4VMnRe等。其中W18Cr4V应用最广； 钴高速钢 用于加工高硬合金、不锈钢等难加工材料。常用牌号有W2Mo9Cr4Vco8,其特点是具有良好的综合性能、硬度高（接近于HRC70），但价格较高，一般用于制造各种高精度复杂刀具； 超硬高速钢   用于加工调质钢材、高温合金等高难加工材料。常用牌号有W6Mo5Cr4V2AI、 W10Mo4CrV3AI两种。这是我国研制成的两种不含稀有金属钴而含廉价铝的新型超硬高速钢。价格比含钴高速钢低的

28、多，可用来制造要求耐用度高、精度高的刀具，如拉刀、滚刀等； 粉末冶金高速钢   这是用粉末冶金法生产的高速钢。即用高压氩气或纯氮气雾化熔融的高速钢钢水直接得到细小的高速钢粉末，经高温、高压制成刀具形状或毛坯。因此碳化物晶粒细小、分布均匀、热处理后变形小、硬度、耐磨性、耐热性显著提高且磨削加工性能好，不足之处是成本较高。因此主要用于制造断续切削刀具和精密刀具。如齿轮滚刀、拉刀和成型铣刀等。3硬质合金  硬质合金是由难熔金属碳化物（如WC、TiC、TaC等）和金属粘合剂(Co、Ni等)经过粉末冶金的方法制成。其特点是硬度很高，可达HRC74-82;耐磨性和耐

29、热性亦好，它所允许的工作温度可达800-1000，甚至更高。所以允许的切削速度比高速钢高几倍到几十倍。可用于高速强力切削和难加工材料的切削加工。其缺点是抗弯强度较低、冲击韧性也较差、工艺性也较高速钢差的多。因此，多用于制造简单的高速切削刀具。用粉末冶金工艺制成一定规格的刀片镶嵌在或者焊接在刀体上进行使用。其常用的种类和牌号有： 常用硬质合金   按化学成分分有钨钴类(YG)、钨钴钛类(YT)、钨钛钽（或鈮）类(YW)和碳化钛基硬质合金(YN)四类。常用牌号有YG3、YG6、YG8、YT5、YT15、YT30、YW1、YW2、YN10。其中的；钨钴类  主要适用于加

30、工脆性材料如铸铁和有色金属及非金属材料等；其中含钴量多，韧性较好，适用粗加工；相反则适宜精加工；钨钴钛类  适用于高速切削塑性材料及好钢等。之中含碳化钛量少而含钴量多适宜粗加工；相反则适宜精加工；钨钛钽（或鈮）类  主要适用于加工难切削材料和连续表面；碳化钛基类  主要适用于加工合金钢、工具钢、淬硬钢等连续精加工。 钢结硬质合金    由TiC、WC作硬质相、以高速钢作粘合剂组成的一种新型刀具材料，其性能介于高速钢和常用硬质合金之间。钢结硬质合金烧结体经退火后可进行切削加工，经淬火后具有常用硬质合金的高硬度（HRC69-73）和好的耐

31、磨性，可进行锻造和焊接。可用于制造拉刀、铣刀、钻头等形状复杂、耐用度高的刀具。 超细晶粒硬质合金    碳化物(WC)晶粒尺寸在1m以下，Co粘合剂可做到0.2-0.4m，所以硬度高，韧性好。可用以加工高温合金或高强度合金等难加工材料。 涂层硬质合金    在韧性好的硬质合金基体上用气相沉积法等涂覆一层几微米厚且硬度高、耐磨性好的金属化合物(TiC、TiN、ZrC、陶瓷等)而制成的材料称为涂层硬质合金。此制成的刀片（粒）适用于无冲击的半精加工和粗加工。4其它新型刀具材料 随着科学技术的发展在不断研制出新型刀具材料。如陶瓷、金属陶瓷、聚

32、晶金刚石、立方氮化硼等超硬材料，用这些材料制成的刀片（粒），用于精加工、半精加工或对特殊材料进行加工，其生产效率和加工质量都很高。4.3.6 刀具的介绍及选择 为适应数控机床加工精度高、加工效率、加工工序集中及零件装夹次数少的要求，数控刀具具有很高的切削效率.高精度.高重复定位精度.可靠度和耐用度 。选择刀具通常要考虑（1）被加工工件的材料及性能（2）切削工艺的类别（3）被加工工件的几何形状，零件精度，加工余量（4）被吃刀量，进给速度，切削速度考虑到以上因素故粗车时，要选用强度高，耐用度高的刀具以满足粗车时大吃刀量，大进给量的要求.精车时要选用精度高,耐用度好的刀具以保证加工精度的要求. 1）

33、粗车90°外圆车刀T0101。2）精车90°外圆车刀T0202。3）切槽切断刀（刀宽3mm）T0303。刀具列表如下表4-1 刀具特性分析表生产企业无锡科技职业学院材料牌号45#钢工序号三爪自定心卡盘车间数控实训基地工序名称数控加工工序卡片共 2 页第 1页FANUC-OT工步号工步内容加工部位刀具名称刀具图号刀具规格主轴转速进给速度切削深度备注1粗车90°外圆车刀110002自动换刀8精车90°外圆车刀21200自动换刀9切槽切断刀33mm300自动换刀工艺员时间修订 第五章 切削用量5.1 切削用量 切削用量包括切削速度,背吃刀量和进给量.对于不同的

34、加工方法需要 选择不同的切削用量。粗加工时一般以加工效率为主通常选择较大的背吃刀 量和进给量,采用较小的切削速度 .精加工时通常选择较小的背吃刀量和进 给量采用较高的切削速度，对于原材料45#，粗加工时ap取3 ，Vf取 800m/min ，f取0.4mm/r;精加工时ap取0.25 ， Vf取1000m/min ，f 取0.2/r。 所以:粗车S800,F0.3； 精车S1200,F0.15； 切槽S300,F0.05；5.2 主轴转速的确定 主轴的转速是由切削刃上选定点相对于工件的主运动的线速度主运动速度 n=1000Vc/d 单位为r/min 第六章 数控车床的对刀6.1 对刀原理及方法

35、注意：运行程序前要先将基准刀移到设定的位置。1、在用G50设置刀具的起点时，一般要将该刀的刀偏值设为零。此方式的缺点是起刀点位置要在加工程序中设置，且操作较为复杂。但它提供了用手工精确调整起刀点的操作方式，有的人对此比较喜欢。2、用G54G59设置程序原点试切和测量步骤同前述一样。 按“OFSET SET”键，进人“坐标系”设置，移动光标到相应位置，输入程序原点的坐标值，按“测量”或“输入”键进行设置。如图4所示。 在加工程序里调用，例如：G55 X100 Z5.。G54为默认调用。 注意：若设置和使用了刀偏补偿，最好将G54G59的各个参数设为0，以免重复出错。对于多刀加工，可将基准刀的偏移

36、值设置在G54G59的其中之一，将基准刀的刀偏补偿设为零，而将其它刀的刀偏补偿设为其相对于基准刀的偏移量。 这种方式适用于批量生产且工件在卡盘上有固定装夹位置的加工。铣削加工用得较多。 执行G54G59指令相当于将机床原点移到程序原点。 3、用“工件移”设置程序原点 通过试切工件外圆、端面，测量直径，根据公式（1)计算出程序原点（工件原点）的X坐标，记录显示屏显示的原点Z坐标。 按“OFSET SET”键，进入“工件移”设置，将光标移到对应位置，分别输入得到的X. Z坐标值，按机床MDI键盘上“INPUT”键进行设置。如图5所示。 使X、Z轴回机床原点（参考点），建立程序原点坐标。 “工件移”

37、设置亦相当于将机床原点移到程序原点（工件原点）。对于单刀加工，如果设置了“工件移”，最好将其刀偏补偿设为0，以防重复出错；对于多刀加工，“工件移”中的数值为基准刀的偏移值，将其它刀具相对于基准刀的偏移值设置在相应的刀偏补偿中。4 多刀对刀 FANUC数控系统多刀对刀的组合设置方式有：绝对对刀；基准刀G50相对刀偏；基准刀“工件移”相对刀偏；基准刀G54G59相对刀偏。 (1）绝对对刀所谓绝对对刀即是用每把刀在加工余量范围内进行试切对刀，将得到的偏移值设置在相应刀号的偏置补偿中。这种方式思路清晰，操作简单，各个偏移值不互相关联，因而调整起来也相对简单，所以在实际加工中得到广泛应用。 (2）相对对

38、刀所谓相对对刀即是选定一把基准刀，用基准刀进行试切对刀，将基准刀的偏移用G50,“工件移”或G54G59来设置，将基准刀的刀偏补偿设为零，而将其它刀具相对于基准刀的偏移值设置在各自的刀偏补偿中。 下面以图2所示为例，介绍如何获得其它刀相对基准刀的刀偏值。 当用基准刀试切完外圆，沿Z轴退到a点时，按显示器下方的“相对”软键，使显示屏显示机床运动的相对坐标。 选择“MDI”方式，按"SHIFT"换档键，按"XU"选择U，这时U坐标在闪烁，按“ORIGIN”置零，如图6所示。同样将w坐标置零。 换其它刀，将刀尖对准a点，显示屏上的U坐标、W坐标即为该刀相对于基

39、准刀的刀偏值。此外，还可用对刃仪测定相对刀偏值。5 精确对刀 从理论上说，上述通过试切、测量、计算；得到的对刀数据应是准确的，但实际上由于机床的定位精度、重复精度、操作方式等多种因素的影响，使得手动试切对刀的对刃精度是有限的，因此还须精确对刀。 图6-1 机床对刀面板示意图 所谓精确对刀，就是在零件加工余量范围内设计简单的自动试切程序，通过“自动试切测量误差补偿”的思路，反复修调偏移量、或基准刀的程序起点位置和非基准刀的力偏置，使程序加工指令值与实际测量值的误差达到精度要求。由于保证基准刀程序起点处于精确位置是得到准确的非基准刀刀偏置的前提，因此一般修正了前者后再修正后者。 精确对刀偏移量的修

40、正公式为： 记:=理论值（程序指令值）-实际值（测量值），则 xo2=xo1 x（3） Zo2=Zo1-Z 注意：值有正负号。用指令试切该导柱的毛坯料，其直径28、长度为76，如果测得的直径和长度分别为028.25和075.85，则该刀具在X、Z向的偏移坐标分别要加上-0.25和-0.15,当然也可以保持原刀偏值不变，而将误差加到磨损栏。6.2 待加工毛坯的对刀 试切端面 ： 将两端面已经加工好的待加工毛坯装夹到主轴上，在工件的伸出端安装Z 轴向设定器。快移刀具接近到Z 轴向设定器，改用增量方式控制刀具工进，至到指示灯亮时停止动作，保持 Z轴 向不动，取出轴向设定器。然后在机床操作面板上调出刀

41、具补偿菜单栏中刀偏表，在相关的试切长度填空栏中键入有关数值（当前刀具刀位点相对于程序原点的距离）。 试切外圆：快速将刀具刀位点移动刀毛坯端面角附近，然后用增量方式调节 X 、Z 轴向进给至刀位点刚好切到毛坯外表面，再用MDI方式运行进行外圆车削。同时保持X轴轴向坐标不变，退出刀具。用游标卡尺测量出试切外圆直径。然后在刀偏表中键入试切直径。6.3 刀偏值的测定 刀偏值就是各刀具相对于基准刀具的几何补偿。用点动或步进方式操作移动刀具，使基准刀具刀位点对准工件的基准点，然后进行X轴 Z轴坐标清零，退刀。换置刀具，再用点动或步进方式使该刀具刀位点对准工件上的同以一基准点，此时屏幕上显示的坐标既是该刀号

42、刀具的几何偏置 Xj, Zj .同理，可依次测定出其它刀具相对于基准刀具的几何偏置。在相应的刀偏表中依次键入选用刀具刀位点的几何补偿。第七章 编程 附：根据上述工艺分析所编制的加工程序，系统为FANUC-0T。程序车削（FANUC-0T系统）O1003 （前半段外轮廓加工）N1 G28 U0 W0 (机床会原点）N2 G50 S1800 （设定主轴最高转速1800r/min，此指令用于周 数一定制时 如G96)N3 G96 S200 M03 （G96：周数一定制模式，X坐标值越小，转 速越快，必须使用G50限制最高转速）N4 G54 T0101 （换1号粗车刀）N5 G0 X30.0 Z0.1

43、 M08 (刀具定位，开启冷却液）N6 G01 X-1.0 F0.1 （平端面）N7 Z1.0N8 G0 X30.0 Z2.0N9 G71 U1.0 R1.0 （粗加工外轮廓）N10 G71 P11 Q19 U0.2 W0.1 F0.1N11 G42 X0 /nsN12 G0 Z0N13 G01 X9.5 Z-1.0 F0.1 C1.0N14 G01 Z-51N15 G01 X20.5 Z-52 C1.0 (ns-nf描述外轮廓）N16 G01 Z-56N17 G01 X25 Z-56 C0.1N18 G01 Z-67N19 X30 /nfN20 G0 X100.0N21 Z100.0N22

44、G28 U0 W0 （返回机床原点）N23 G50 S2000N24 G96 S150 M03 (恒线速度控制为150m/min)N25 G54 T0202 (换2号刀）N26 G0 X30.0 Z0.0N27 G01 X-0.1 F0.1N28 Z1.0N29 G0 X30.0 Z2.0N30 G70 P11 Q19 F0.1 （精加工外轮廓）N31 G0 X100.0N32 Z100.0N33 G28 U0 W0N34 G50 S600N35 G96 S50 M03N36 G54 T0303 (换3号刀）N37 G0 X30.0 Z0.1N38 G0 Z-77N39 G01 X-1.0 F

45、0.1 （切断）N40 G01 Z-76N41 G0 X30 M09 （关闭冷却液）N42 G0 X100.0N43 Z100.0N44 G28 U0 W0 （回机床原点）N45 M05 （主轴停止）N46 M30 （程序结束）取出工件，反向装夹O1004 （后半段外轮廓加工）N1 G50 S1800N2 G96 S200 M03N3 G54 T0101 M08 (换1号刀）N4 G0 X30.0 Z0.1N5 G01 X-1.0 F0.1N6 G0 X30.0 Z1.0N7 G71 U1.0 R1.0 （粗加工外轮廓）N8 G71 P Q U0.2 W0.1 F0.1N9 G0 G42 X0

46、 /nsN10 G0 Z0N11 G01 X20 Z-1.0 F0.1 C1.0 （nsnf描述外轮廓）N12 G01 Z-9.95N13 G01 X20 Z-10.95 C1.0N14 G01 X30 /nfN15 G0 X100.0N16 Z100.0N17 G28 U0 W0G50 S1800G96 S150 M03G54 T0202 （换2号刀）G0 X30.0 Z1.0G70 P Q U W0 F0.1 （精加工外轮廓）G0 X100.0Z100.0G28 U0 W0M05 M30第八章 数控机床的正确清洁与维护 数控车床具有机、电、液于一身、技术密集和知识密集的特点，是一种自动化程

47、度高、结构复杂且又昂贵的先进加工设备。为了充分发挥其效益，减少故障的发生，必须做好日常维护工作，所以要求数控车床维护人员不仅要有机械、加工工艺以及液压气动方面的知识，也要具备电子计算机、自动控制、驱动及测量技术等知识，这样才能全面了解、掌握数控车床，及时搞好维护工作。数控机床主要的日常维护与保养工作的内容： 1、选择合适的使用环境：数控车床的使用环境（如温度、湿度、振动、电源电压、频率及干扰等）会影响机床的正常运转，发扬民主在安装机床时应严格要求做到符合机床说明书规定的安装条件和要求。 2、应为数控车床配备数控系统编程、操作和维修的专门人员：这些人员应熟悉所用机床的机械部分、数控系统、强电设备

48、、液压、气压等部分及使用数控车床。 3、长期不用数控车床的维护与保养：在数控车床闲置不用时，应经常经数控系统通电，在机床锁住情况下，使其空运行。在空气温度较大的霉雨季节应该天天通电，利用电器元件本身发热驱走数控柜内的潮气，以保证电子部件的性能稳定可靠。 4、数控系统中硬件控制部分的维护与保养：每年让有经验的维修电工检查一次。检测有关的参考电压是否在规定范围内，如电源模块的各路输出电压、数控单元参考电压等，若不正常并清除灰尘；检查系统内各电器元件联接是否松动；检查各功能模块使用风扇运转是否正常并清除灰尘；检查伺服放大器和主轴放大器使用的外接式再生放电单元的联接是否可靠，清除灰尘；检测各功能模块使

49、用的存储器后备电池的电压是否正常，一般应根据厂家的要求定期更换。对于长期停用的机床，应每月开机运行4小时，这样可以延长数控机床的使用寿命。 5、机床机械部分的维护与维修与保养：操作者在每班加工结束后，应清扫干净散落开拖板、导轨等处的切削；在工作时注意检查排屑器是否正常以免造成切屑堆积，损坏导轨精度，危及滚珠丝杠与导轨的寿命；在工作结束前，应将各伺服轴回归原点后停机。 6、机床主轴电机的维护与保养：维修电工应每年检查一次伺服电机和主轴电机。着重检查其运行噪声、温升，若噪声过大，应查明原因，是轴承等机械问题还是与其相配的放大器的参数设置问题，采取相应措施加以解决。对于直流电机，应对其电刷、换向器等

50、进行检查、调整、维修或更换，使其工作状态良好。检查电机端部的冷却风扇运转是否正常并清扫灰尘；检查电机各联接插头是否松动。 7、机床测量反馈元件的维护与保养：检测元件采用编码器、光栅尺的较多，也有使用感应同下尺、磁尺旋转变压器等。维修电工每周应检查一次检测元件联接是否松动，是否被油液或灰尘污染。 8、机床电气部分的维护与保养：具体检查可按如下步骤进行：（1）检查三相电源的电压值是否正常，有无偏相，如果输入的电压超出允许范围则进行相应调整结构；（2）检查所有电气联接是否良好； （3）检查各类开头是否有效，可借助于数控系统CRT显示的自诊断画面及可编程机床控制器（PMC）、输入输出模块上的LED指示灯检查确