毕业论文数控车床轴套零件加工设计

1、毕 业 设 计（论文）（说 明 书） 题 目： 数控车床轴套零件加工毕业设计 姓 名： 编 号： 平顶山工业职业技术学院 年 月 日摘 要数控加工是机械行业一门新的专业，数控技术是数字程序控制数控机械实现自动工作的技术。它广泛用于机械制造和自动化领域，较好地解决多品种、小批量和复杂零件加工以及生产过程自动化问题。随着计算机、自动控制技术的飞速发展，数控技术已广泛地应用于数控机床、机器人以及各类机电一体化设备上。同时，社会经济的飞速发展，对数控装置和数控机械要求在理论和应用方面有迅速的发展和提高。随着社会需求个性化、多样化的发展，生产规模沿着小批量大批量多品种变批量的方向发展，以及以计算机为代表

2、的高技术和现代化管理技术的引入，渗透与融合，不断地改变着传统制造技术的面貌和内涵，从而形成了先进制造技术。数控就是一种自动控制技术，它所控制的一般是位置、角度、速度等机械量。数控机床，就是采用了数控技术的机床，它是一个装有程序控制的机床，该系统能够逻辑地处理具有使用号码或其他符号编码指令规定的程序。本设计从数控加工前应做的准备开始到数控加工工艺分析、数控刀具及其选择、工件装夹方式与数控加工夹具的选择、程序编制等内容以及数控加工时应注意的问题做了一一的说明。关键词：数控机床,工艺设计,程序编制Abstract NC machining is a new professional machiner

3、y industry, the numerical control technology is the digital program control of CNC machine to realize automatic working technology. It is widely used in mechanical manufacturing and automation, better solve the many varieties, small batch and complex parts processing and automation of production pro

4、cesses. With the rapid development of computer, automatic control technology, numerical control technology has been widely used in CNC machine tools, robots and all kinds of electromechanical integration equipment. At the same time, the rapid development of social economy, the NC equipment and CNC m

5、achinery have rapidly developed and improved in the aspects of theory and application. With the development of social demand for personalized, diversified, the scale of production along the small batch - mass - multiple species and batch of the direction of development, and the introduction of high

6、technology and modern management technology with computer technology as the representative, penetration and integration, constantly changing appearance and connotation of traditional manufacturing technology, which formed the advanced manufacturing technology. Numerical control is a kind of automati

7、c control technology, its control is position, angle, speed mechanical quantity. CNC machine tools, CNC technology is the use of the machine, it is loaded with the program control machine tool, the system can logically processing has provisions for the use of numbers or other symbols coded instructi

8、on program.It should be noted that the design from the NC processing should be done before the start to the CNC machining process analysis and selection, CNC tool, workpiece clamping and machining fixture selection, programming and NC machining problems of the one one instructions.Keywords: CNC mach

9、ine tool,process design,program目 录摘 要1Abstract2第1章 绪论51.1 数控机床21世纪最新发展趋势51.1.1 个性化是市场适应性发展趋势51.1.2 个性化的发展趋势51.1.3 开放性是体系结构的发展趋势61.2 数控加工原理和特点61.2.1 数控加工原理61.2.2 数控加工的特点71.3 数控加工工艺概念和工艺过程71.3.1 数控加工工艺71.3.2 数控加工工艺过程71.3.3 数控加工工艺与数控编程的关系71.4 数控车削加工的主要对象及加工过程81.4.1 加工对象81.4.2 加工过程8第2章 零件的工艺分析102.1 轴承套零

10、件图的工艺分析102.1.1 轴承套零件图的工艺分析102.1.2 工艺措施112.2 轴承套定位基准和装夹方式的选择112.2.1 定位基准的选择112.2.2 装夹方式的选择122.2.3 确定轴承套的定位基准和装夹方式122.3 轴承套加工顺序和进给路线的确定132.3.1 加工顺序安排的原则132.3.2 进给路线的确定132.3.3 确定轴承套的加工顺序及进给路线142.4 轴承套加工刀具的选择162.4.1 数控车刀的类型及选用162.4.2 轴承套数控加工的刀具选择162.5 轴承套加工切削用量的选择172.5.1 切削用量的选用原则172.5.2 轴承套加工的切削用量选择18第

11、3章 轴承套的数控编程与加工213.1 轴承套零件图的数学处理213.1.1 编程原点及换刀点的选择213.1.2 走刀轨迹点参数值的计算213.2 编制零件加工程序223.2.1 数控编程注意事项：223.2.2 编制加工程序223.3 轴承套的加工293.3.1 装刀具293.3.2 装工件303.3.3 对刀303.4 零件加工时的注意事项313.4.1 固定进刀退刀模式313.4.2 换刀点设定模块化313.4.3 养成规范的调试动作313.5 程序输入、校验及首件试切313.6 数控加工工艺文件的编制32总 结33参考文献34致 谢35第1章 绪论1.1 数控机床21世纪最新发展趋势

12、高速化、高精度化、高可靠性、复合化、智能化、柔性化、集成化和开放性是当今数控机床行业的主要发展方向。1.1.1 个性化是市场适应性发展趋势当今的市场，国际合作的格局逐渐形成，产品竞争日趋激烈，高效率、高精度加工手段的需求在不断升级，用户的个性化要求日趋强烈，专业化、专用化、高科技的机床越来越得到用户的青睐。1.1.2 个性化的发展趋势1.复合化数控机床的功能复合化的发展，其核心是在一台机床上要完成车、铣、钻、攻丝、绞孔和扩孔等多种操作工序，从而提高了机床的效率和加工精度，提高生产的柔性。2.高速化、高精度化、高可靠性高速化：提高进给速度与提高主轴转速。高精度化：其精度从微米级到亚微米级，乃至纳

13、米级(高可靠性：一般数控系统的可靠性要高于数控设备的可靠性在一个数量级以上，但也不是可靠性越高越好，因为商品受性能价格比的约束。3.智能化智能化的内容包括在数控系统中的各个方面：为追求加工效率和加工质量方面的智能化；为提高驱动性能及使用连接方便等方面的智能化；简化编程、简化操作方面的智能化；还有如智能化的自动编程、智能化的人机界面等，以及智能诊断、智能监控等方面的内容，方便系统的诊断及维修。4.柔性化、集成化当今世界上的数控机床向柔性自动化系统发展的趋势是：从点(数控单机、加工中心和数控复合加工机床)、线(FMC、FMS、FTL、FML)向面(工段车间独立制造岛FA)、体(CIMS、分布式网络

14、集成制造系统)的方向发展，另一方面向注重应用性和经济性方向发展。柔性自动化技术是制造业适应动态市场需求及产品迅速更新的主要手段，是各国制造业发展的主流趋势，是先进制造领域的基础技术。1.1.3 开放性是体系结构的发展趋势新一代数控系统的开发核心是开放性。开放性有软件平台和硬件平台的开放式系统，采用模块化，层次化的结构，并通过形式向外提供统一的应用程序接口。为解决传统的数控系统封闭性和数控应用软件的产业化生产存在的问题。目前许多国家对开放式数控系统进行研究，数控系统开放化已经成为数控系统的未来之路。目前开放式数控系统的体系结构规范、通信规范、配置规范、运行平台、数控系统功能库以及数控系统功能软件

15、开发工具等是当前研究的核心。网络化数控装备是近两年的一个新的焦点。数控装备的网络化将极大地满足生产线、制造系统、制造企业对信息集成的需求，也是实现新的制造模式如敏捷制造、虚拟企业、全球制造的基础单元。国内外一些著名数控机床和数控系统制造公司都在近两年推出了相关的新概念和样机。数控技术的问世已有40多年的历史，它是由机械学、控制学、电子学、计算机科学四大基础学科发展起来的一门综合性新型学科。技术发展的需要对21世纪的数控技术提出了更高的要求。1.2 数控加工原理和特点1.2.1 数控加工原理当我们使用机床加工零件时，通常都需要对机床的各种动作进行控制，一是控制动作的先后次序，二是控制机床各运动部

16、件的位移量。采用普通机床加工时，这种开车、停车、走刀、换向、主轴变速和开关切削液等操作都是由人工直接控制的。采用自动机床和仿形机床加工时，上述操作和运动参数则是通过设计好的凸轮、靠模和挡块等装置以模拟量的形式来控制的，它们虽能加工比较复杂的零件，且有一定的灵活性和通用性，但是零件的加工精度受凸轮、靠模制造精度的影响，而且工序准备时间也很长。采用数控机床加工零件时，只需要将零件图形和工艺参数、加工步骤等以数字信息的形式，编成程序代码输入到机床控制系统中，再由其进行运算处理后转成驱动伺服机构的指令信号，从而控制机床各部件协调动作，自动地加工出零件来。当更换加工对象时，只需要重新编写程序代码，输入给

17、机床，即可由数控装置代替人的大脑和双手的大部分功能，控制加工的全过程，制造出任意复杂的零件。数控加工的原理如图1.1所示。图1.1 数控加工原理框图1.2.2 数控加工的特点总的来说，数控加工有如下特点：1. 自动化程度高，具有很高的生产效率。2. 对加工对象的适应性强。3. 加工精度高，质量稳定。4. 易于建立与计算机间的通信联络，容易实现群控。1.3 数控加工工艺概念和工艺过程1.3.1 数控加工工艺数控加工工艺是采用数控机床加工零件时所运用的各种方法和技术手段的总和，应用于整个数控加工工艺过程。数控加工工艺是伴随着数控机床的产生、发展而逐步完善起来的一种应用技术，它是人们大量数控加工实践

18、的总结。1.3.2 数控加工工艺过程数控加工工艺过程是指利用切削工具在数控机床上直接改变加工对象的形状、尺寸、表面位置、表面状态等，使其成为成品和半成品的过程。数控加工工艺过程往往不是从毛坯到成品的整个工艺过程，而仅是几道数控加工工序工艺过程的具体描述。1.3.3 数控加工工艺与数控编程的关系数控加工工艺是数控编程的前提和依据，没有符合实际的、科学合理的数控加工工艺，就没有真正可行的数控加工程序。而数控编程就是将制定的数控加工工艺内容程序化。 1.4 数控车削加工的主要对象及加工过程1.4.1 加工对象1.轮廓形状特别复杂或难以控制尺寸的回转体零件 因车床数控装置都具有直线和圆弧插补功能，还有

19、部分车床数控装置具有某些非圆曲线插补功能，故能车削由任意直线和平面曲线轮廓组成的形状复杂的回转体零件。 2.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。例如：尺寸精度高（达0.001 mm或更小）的零件，圆柱度要求高的圆柱体零件，素线直线度、圆度和倾斜度均要求高的圆锥体零件等。 3.带特殊螺纹的回转体零件这些零件是指特大螺距（或导程）、变（增减）螺距、等螺距与变螺距或圆柱与圆锥螺纹面之间作平滑过渡的螺纹零件，以及高精度的模数螺纹零件（如圆柱、圆弧蜗杆）和端面（盘形）螺纹零件等。 数控车床车削螺纹时，主轴转向不必像普通车床那样交替变换，它

20、可以一刀又一刀不停顿地循环，直到完成，因此它车螺纹的效率很高。由于数控车床一般采用硬质合金成型刀片，可以使用较高的转速，因而车削出来的螺纹精度高，表面粗糙度小。 4. 淬硬工件的加工在大型模具加工中，有不少尺寸大而形状复杂的零件，这些零件热处理后的变形量较大，磨削加工有困难，因此，可以用陶瓷车刀在数控机床上对淬硬后的零件进行车削加工，以车代磨，提高加工效率。 1.4.2 加工过程1.分析零件图纸要分析零件的材料、形状、尺寸、精度及毛坯形状和热处理要求等，以便确定该零件是否适宜在数控机床上加工，或适宜在哪类数控机床上加工。有时还要确定在某台数控机床上加工该零件的哪些工序或哪几个表面。 2. 确定

21、工艺过程确定零件的加工方法(如采用的工夹具、装夹定位方法等)和加工路线(如对刀点、走刀路线)，并确定加工用量等工艺参数(如切削进给速度、主轴转速、切削宽度和深度等)。3.数值计算根据零件图纸和确定的加工路线，算出数控机床所需输入数据，如零件轮廓相邻几何元素的交点和切点，用直线或圆弧逼近零件轮廓时相邻几何元素的交点和切点等的计算。4. 编写零件程序单根据加工路线计算出的数据和已确定的加工用量，结合数控系统的程序段格式编写零件加工程序单。此外，还应填写有关的工艺文件，如数控加工工序卡片、数控刀具卡片、工件安装和零点设定卡片等。5. 程序输入即将编制好的程序输入到数控车床中。6.程序校验与首件试切在

22、数控车床上对程序进行验证，检查程序是否能在系统中通过，并在机床上进行试切加工，完成工艺方面的调整。 第2章 零件的工艺分析 如图2.1为典型轴套类零件，该零件材料为45钢，无热处理和硬度要求，试对该零件进行数控车削工艺分析（单件小批量生产）。图2.1 轴承套零件2.1 轴承套零件图的工艺分析2.1.1 轴承套零件图的工艺分析该零件主要由内外圆柱面、内圆锥面、圆弧面及外螺纹等表面组成，零件图尺寸标注完整，轮廓描述清楚。其中50、52外圆有较高的尺寸精度和表面粗糙度要求，并且对32孔的径向圆跳动公差为0.01mm；左端面则对32孔轴线的垂直度公差为0.01mm；78外圆有较高的表面粗糙度要求，外圆

23、柱面表面粗糙度为Ra1.6m。零件材料为45钢，切削加工性能较好，无热处理和硬度要求。 2.1.2 工艺措施通过上述分析，采用以下几点工艺措施： 1.对图样上带公差的尺寸，编程时全部取其平均值。 2.左右端面均为多个尺寸的设计基准，相应工序加工前，应该先将左右端面车出来。 3.外圆对内孔的径向圆跳动要求在0.01mm内，掉头装夹时，除了要包一层铜皮外，夹紧时用力要适中，不可过大。如果不能保证，则采用软卡爪装夹。 4.内孔与左端面应在一次装夹中加工出，以保证端面与内孔轴线的垂直度。 5. 轴承套外圆为IT7级精度，采用粗车半精车精车可以满足要求。 6.内孔尺寸较小，镗1:20锥孔与镗32孔及15

24、°锥面时需掉头装夹。2.2 轴承套定位基准和装夹方式的选择2.2.1 定位基准的选择 1.精基准的选择原则 （1） 基准重合原则。为避免基准重合误差，方便编程，应选用设计基准作为定位基准，并使设计基准、定位基准、编程原点三者统一，这是最佳考虑的方案。因为当加工面的定位基准与设计基准不重合，且加工面与设计基准不在一次安装中同时加工出来的情况下，会产生基准重合误差。 （2）基准统一原则。在多工序或多次安装中，选用相同的定位基准，这样既可保证各加工表面间的相互位置精度，避免或减少因基准转换而引起的误差。 （3）自为基准原则。精加工或光整加工工序要求余量小而均匀，因此选择加工表面本身作为定位

25、基准，称为自为基准原则。 （4）便于装夹原则。所选精基准应能保证工件定位准确稳定，装夹方便可靠，夹具结构简单适用，操作方便灵活，能加工尽可能多的内容。 （5）便于对刀原则。批量加工时，在工件坐标系已经确定的情况下，采用不同的定位基准为对刀基准建立工件坐标系，会使对刀的方便性不同，有时甚至无法对刀。这时就要分析此种定位方案是否能满足对刀操作的要求，否则原设工件坐标系须重新设定。 2.粗基准的选择原则（1）非加工表面原则。为了保证加工面与不加工面之间的位置要求，应选不加工面为粗基准。 （2）加工余量最小原则。以余量最小的表面作为粗基准，以保证各加工表面有足够的加工余量。（3）重要表面原则。为保证重

26、要表面的加工余量均匀，应选择重要加工面为粗基准。 （4）不重复使用原则。粗基准未经加工，表面比较粗糙且精度低，二次安装时，其在机床上（或夹具中）的实际位置可能与第一次安装时不一样，从而产生定位误差，导致相应加工表面出现较大的位置误差。因此，粗基准一般不应重复使用（5）便于工件装夹原则。作为粗基准的表面，应尽量平整光滑，没有飞边、冒口、浇口或其他缺陷，以便使工件定位准确、夹紧可靠。2.2.2 装夹方式的选择1.在三爪自定心卡盘上装夹 三爪自定心卡盘的三个卡爪是同步运动的，能自动定心，一般不需找正。三爪自定心卡盘装夹工件方便、省时，自动定心好，但夹紧力较小，因此适用于装夹外形规则的中、小型工件。用

27、三爪自定心卡盘装夹精加工过的表面时，被夹住的工件表面应包一层铜皮，以免夹伤工件表面。 2.在两顶尖之间顶两头装夹 3.用卡盘和顶尖一夹一顶装夹 车削质量较大的工件时要一端用卡盘夹住，另一端用后顶尖支撑。为了防止工件由于切削力的作用而产生轴向位移，必须在卡盘内装一限位支承或利用工件的台阶面限位，这样比较安全，能承受较大的轴向切削力，且安装刚性好，轴向定位准确，因此应用比较广泛。 2.2.3 确定轴承套的定位基准和装夹方式 1.内孔加工定位基准：内孔加工时以外圆定位；装夹方式：用三爪自动定心卡盘夹紧，掉头装夹加工时，使用百分表进行找正，并在装夹部位包一层铜皮。 2.外轮廓加工定位基准：确定零件轴线

28、为定位基准；装夹方式：用三爪自动定心卡盘夹紧，掉头装夹加工时，使用百分表进行找正，并在装夹部位包一层铜皮。2.3 轴承套加工顺序和进给路线的确定2.3.1 加工顺序安排的原则1.先粗后精 对于粗精加工在一道工序内进行的加工内容，应先对各表面进行全部粗加工，然后再进行半精加工和精加工，以逐步提高加工精度。此工步顺序安排的原则要求：粗车在较短的时间内将工件各表面上的大部分加工余量切掉。若粗车后所留余量的均匀性满足不了精加工的要求，则要安排半精车，以此为精车做准备。为保证加工精度，精车一定要一刀切出。 2.先近后远 先近后远即在一般情况下，离对刀点近的部位先加工，离对刀点远的部位后加工，以缩短刀具移

29、动距离，减少空行程时间。对车削而言，先近后远还可以保持工件的刚性，有利于切削加工。 3.先内后外、内外交叉 先内后外、内外交叉的原则是指粗加工时先进行内腔、内形粗加工，后进行外形粗加工；精加工时先进行内腔、内形精加工，后进行外形精加工。上述原则并不是一成不变的，对于某些特殊情况，需要采用灵活可变的方案。2.3.2 进给路线的确定1.最短的空行程路线确定最短的走刀路线，除了依靠大量的实践经验外，还应善于分析，必要时可辅以一些简单的计算。（1）灵活设置程序循环起点。在车削加工编程时许多情况下采用固定循环指令编程。 （2）合理安排返回换刀点。在手工编制较复杂轮廓的加工程序时，在不换刀的前提下，执行退

30、刀动作时，应不用返回到换刀点。安排走刀路线时，应尽量缩短前一刀终点与后一刀起点间的距离，方可满足走刀路线最短的要求。2.最短的切削进给路线 若能使切削进给路线最短，就可有效地提高生产效率，降低刀具的损耗。安排最短切削进给路线时，应同时兼顾工件的刚性、加工工艺性等要求，不能顾此失彼。 3.零件轮廓精加工一次走刀完成 如果需要以一刀或多刀进行精加工，则其最后一刀要沿轮廓连续加工而成，尽量避免在连续的轮廓中安排切入、切出、换刀或停顿，以免因切削力突然变化而造成弹性变形，使光滑连接的轮廓上产生刀痕等缺陷。 2.3.3 确定轴承套的加工顺序及进给路线1.加工顺序的确定加工顺序的确定按由内到外、由粗到精、

31、由近到远的原则确定。在一次装夹中加工出较多的工件表面外。结合本零件结构特征，轴承套左、右端面分别为多个尺寸的设计基准，故可先加工一端内孔及外轮廓表面，然后掉头再加工另一端内孔及外轮廓表面。确定的加工顺序为：平端面钻中心孔钻32孔的底孔26粗镗32内孔、15°锥面及C0.5倒角精镗32内孔、15°锥面及C0.5倒角粗车50外圆、58台阶面、R5圆弧、C2倒角及78外圆面半精车50外圆、58台阶面、R5圆弧、C2倒角及78外圆面精车50、78外圆面掉头装夹平端面保证总长尺寸粗镗1:20锥孔精镗1:20锥孔粗车螺纹大径、52外圆及C2倒角半精车螺纹大径、52外圆及C2倒角精车52

32、外圆车螺纹退刀槽车M45外螺纹。2.进给路线的确定进给路线的确定主要在于确定粗加工及空行程的进给路线。在保证加工质量的前提下，使加工具有最短的走刀路线，不仅可以节省整个加工过程的执行，还能减少一些不必要的刀具损耗及机床进给机构滑动部件的磨损。根据以上分析，在FANUC 0i-Mate-TC系统数控车床上加工零件时，该零件走刀路线很简单，都只要采用G71、G70粗车、精车循环指令加工内孔和外圆，可免去许多复杂的计算过程，而且程序变得简化。经过分析后，该零件外轮廓表面的粗车走刀路线见表2.1和表2.2。 表2.1 轴承套装夹及外轮廓加工走刀路线图零件图号ZCT01工件装夹及外轮廓加工走刀路线图工艺

33、序号01零件名称轴承套装夹次数一次最后一刀路线：ABCDEA表2.2 轴承套装夹及外轮廓加工走刀路线图零件图号ZCT01工件装夹及外轮廓加工走刀路线图工艺序号02零件名称轴承套装夹次数一次最后一刀路线：ABCDEA2.4 轴承套加工刀具的选择2.4.1 数控车刀的类型及选用数控车削用的车刀一般分为三类，即尖形车刀、圆弧形车刀和成型车刀。 当数控车床进行粗加工时，要求刀具强度高，耐用度好，以满足粗加工背吃刀量大、进给速度高的要求。当数控车床进行精加工时，要选用精度高，锋利、耐用度高的刀具，以保证加工精度。为方便对刀和减少刀具安装时间，尽量使用机夹刀，刀具材料最好选用涂层硬质合金刀片。刀片的几何结

34、构（如刀尖圆角、几何角度等）应根据加工零件的形状决定。特别要注意的是在加工球面时要选用副偏角大的刀具，以免刀具的后刀面与工件产生干涉。2.4.2 轴承套数控加工的刀具选择选用45°硬质合金端面车刀车端面，刀号T01；选用3.15中心钻钻3.15的中心孔，刀号T02；选用26锥柄麻花钻钻底孔，刀号T03；选用不通孔硬质合金镗刀粗精镗内孔，刀号T04；选用93°硬质合金外圆粗车刀粗车外轮廓表面，刀号T05；选用93°硬质合金外圆精车刀精车外轮廓表面，刀号T06；选用5mm宽的硬质合金切槽刀车螺纹退刀槽，刀号T07；选用60°外螺纹车刀车M45外螺纹，刀号T0

35、8。将所选刀具参数填入表2.3轴承套数控加工刀具卡片中，以便于编程和操作管理。 表2.3 轴承套数控加工刀具卡片产品名称或代号SKC01零件名称轴承套零件图号ZCT01程序编号01、02序号刀具号刀具名称加工表面刀尖半径（mm）备注1T0145°硬质合金端面车刀车端面2T023.15中心钻钻中心孔3T0326锥柄麻花钻钻底孔4T04不通孔硬质合金镗刀粗精镗内孔0.45T0593°硬质合金外圆粗车刀粗车外轮廓表面1.26T0693°硬质合金外圆精车刀精车外轮廓表面0.47T075mm宽的硬质合金切槽刀车螺纹退刀槽8T0860°外螺纹车刀车M45外螺纹2.5

36、 轴承套加工切削用量的选择2.5.1 切削用量的选用原则切削用量选择是否合理，对于能否充分发挥机床的潜力和刀具的切削性能，实现优质、高产、低成本和安全操作具有很重要的作用。 切削用量的选择原则是：粗车时，首先考虑选择尽可能大的背吃刀量p，其次选择较大的进给量f，最后确定一个合适的切削速度Vc。增大背吃刀量p可使走刀次数减少，增大进给量f有利于断屑。精车时，加工精度和表面粗糙度要求较高，加工余量不大且较均匀，选择切削用量时应着重考虑如何保证加工质量，并在此基础上尽量提高生产率。因此，精车时应选用较小（但不能太小）的背吃刀量p和进给量f，并选用性能高的刀具材料和合理的几何参数，以尽可能提高切削速度

37、Vc。 2.5.2 轴承套加工的切削用量选择1.背吃刀量的选择 粗加工时，在工艺系统刚性和机床功率允许的情况下，尽可能取较大的背吃刀量，以减少进给次数；精加工时，为保证零件的加工精度和表面粗糙度要求。根据被加工表面质量要求、刀具材料、工件材料和机床性能，参考切削用量手册或有关资料选取：粗车外轮廓p=2mm，半精车外轮廓p=0.75mm，精车p=0.4mm；粗镗p=1mm，精镗p=0.3mm。2.进给量的选择 粗加工时，根据加工材料、刀杆尺寸、工件直径及已确定的背吃刀量，参照切削用量手册或有关资料并结合机床使用说明书，选取：粗车f=0.2mm/r，粗镗f=0.15mm/r；半精加工、精加工时，按

38、照表面粗糙度要求，根据工件材料、刀尖圆弧半径和切削速度，选取：半精车f=0.15mm/r，精车f=0.1mm/r，精镗f=0.1mm/r。3.主轴转速的选择 根据已确定的背吃刀量、进给量和工件、刀具材料耐用度，参考切削用量手册或有关资料，查表选取切削速度Vc，粗车Vc=120m/min，半精车Vc=130m/min，精车Vc=140m/min，粗镗Vc=60m/min，精镗Vc=70m/min，然后利用公式（25）计算出主轴转速。Vc =dn/1000 （25）式中：n为工件或刀具的转速(r/min) Vc为切削速度(m/min) d为切削刃选定点所对应的工件或刀具的回转直径(mm)结合实践经

39、验，最终确定的主轴转速为：粗加工n=600 r/min，半精车n=800 r/min，精车n=1000 r/min，精镗n=700 r/min，车螺纹n=500r/min。 4.数控加工工艺卡片拟订 将前面分析的各项内容综合成表2.4、表2.5所示的数控加工工艺卡片。表2.4 轴承套数控加工工序卡片单位名称产品名称或代号零件名称材料零件图号平顶山工业职业技术学院 机械工程系SKC01轴承套45钢ZCT01工序号程序编号夹具名称使用设备车间01O2001三爪卡盘CKA6150数控车床数控车间工步号工 步 内 容刀 具 号刀具规格（mm）主轴转速（r/min）进给量（mm/r）背吃刀量（mm）备注

40、1平端面T0125×25600手动2钻3.15中心孔T023.15400手动3钻32孔的底孔26T0326400手动4粗镗32内孔、15°锥面、R1圆角及C0.5倒角T0420×206000.151自动5精镗32内孔、15°锥面、R1圆角及C0.5倒角T0420×207000.10.3自动6粗车50外圆、58台阶面、R5圆弧、C2倒角及78外圆面T0525×256000.22自动7半精车50外圆、58台阶面、R5圆弧、C2倒角及78外圆面T0625×258000.150.75自动8精车50、78外圆面T0625×2

41、51000.0.10.4自动编制徐汝男审核批准2014年4月20日共 1 页第 1 页表2.5 轴承套数控加工工序卡片单位名称产品名称或代号零件名称材料零件图号平顶山工业职业技术学院 机械工程系SKC01轴承套45钢ZCT01工序号程序编号夹具名称使用设备车间02O2002三爪卡盘CKA6150数控车床数控车间工步号工 步 内 容刀 具 号刀具规格（mm）主轴转速（r/min）进给量（mm/r）背吃刀量（mm）备注1 掉头装夹平端面保证总长尺寸T0125×25600手动2粗镗1:20锥孔T0420×206000.151自动3精镗1:20锥孔T0420×207000

42、.10.3自动4 粗车螺纹大径、52外圆及C2倒角T0525×256000.22自动5 半精车螺纹大径、52外圆及C2倒角T0625×258000.150.75自动6精车52外圆T0625×2510000.10.4自动7车螺纹退刀槽T0725×255000.1自动8车M45外螺纹T0825×255001.5自动编制徐汝男审核批准2014年4月20日共 1 页第 1 页第3章 轴承套的数控编程与加工3.1 轴承套零件图的数学处理3.1.1 编程原点及换刀点的选择从理论上说，编程原点选在任何位置都是可以的。但实际上，原点选择的不恰当会使下一步的坐标

43、计算变得很麻烦。所以，确定编程坐标系原点的原则有以下几点：1.编程原点的选择要便于坐标计算。尽量选择能直观地确定零件基点坐标值的一些特殊点为坐标原点，可以简化计算的工作量，也便于程序检查。2.编程原点的选择要便于加工中的对刀。因为对刀的目的是要确定编程原点在工件毛坯上的位置，即找出该点在机床坐标系中的坐标值，使图样上的编程坐标系转化为加工中的工件坐标系。3.编程原点要尽量选在设计基准上并以设计基准为定位基准。这样可避免基准不重合而产生的误差，以利于保证加工精度。4.对称零件的编程原点应选在对称中心。具体应用哪条原则，要视具体情况，在保证质量的前提下，按按操作方便和效率高来选择。对于该零件，其左

44、右端面为其设计基准，其编程原点便设在零件的左端面或右端面与主轴轴线的交点处。换刀点是指刀架转位换刀时的位置。换刀点应设在工件或夹具外部，以刀架转位时不碰到工件或其他部件为准，并留有一定的安全区。该零件的换刀点设在点（150，200）处。3.1.2 走刀轨迹点参数值的计算根据加工零件图样，按照设定的编程坐标系、已确定的加工路线和允许的编程误差，计算编程时所需要的数据。1.对图样上带公差的尺寸，各尺寸应按公差取其中间值。如50取49.97，52取51.96，35取35.042.15°锥面的起点定在其延长线Z=2 mm处，X的值根据斜度15°求得。X=12tan15°=

45、12×0.268=3.216。因此，在Z=2 mm的延长线上，X切入点为X=32+2×3.216=38.432mm。3.计算锥孔小端直径d：（D-d）/L=1:20，d=（20D-L）/20=（20×32-78）/20=28.1 mm。镗锥孔时，起刀点设在其延长线处，即Z=2 mm处，该点X=32.1 mm。4.加工外圆柱螺纹M45时，外圆柱应实际车削到的尺寸为：D1=D-0.13p=45-0.13×1.5=44.805 mm；车螺纹时螺纹底径应车削到的尺寸为：d1=D-1.25p=45-1.25×1.5=43.125 mm。5.其他轨迹点坐标

46、值可直接根据图样尺寸算出。3.2 编制零件加工程序3.2.1 数控编程注意事项：1.养成良好的编程习惯。在程序段第一行设定指令，保证编制的程序在执行是不受到前面程序执行时留下的影响，如在第一段写入N10 G54 G99 G21 G40 G97 G992.熟悉所使用机床的力学性能、所规定使用的指令、编程格式，能充分发挥数控机床的功能。3.编程坐标系与工件坐标系选择，合理运用编程指令中坐标系变换指令，保证运算和使用简便。4.使用优化结构编制高效程序。5.对零件加工工艺等方面知识了解充分，制定合理工艺方案。选择最短的加工路线，能充分缩短加工时间，提高生产效率。3.2.2 编制加工程序根据零件的加工顺

47、序和工艺参数，应用数控系统的各种功能指令，编写零件加工程序。该轴承套零件轮廓简单，使用G71、G70粗车、精车循环指令加工内孔和外圆，编程容易，程序结构得到简化。程序按加工部位分四部分，每部分后都有M05（主轴停）、M00（程序暂停）程序。这样便于对每个部位加工后进行检查。轴承套数控加工程序工艺序号01程序编号O2001零件名称轴承套使用设备CKA6150数控车床程序段号程序注释N10G54建立工件坐标系N20M03S600主轴正转，转速600 r/min N30T0404调04号镗刀，04号刀补N40M08切削液开N50G99G00X26Z5转进给，快速进刀至起刀点N60G71U1R1内孔粗

48、加工循环程序N70精加工单边余量0.3N80G00X38.432N90G42G01Z2F0.1建立刀具半径右补偿N100G01X32Z-10F0.1N110G01Z-29F0.1N120G03X30Z-30R1F0.1N130N140N150G01Z-33F0.1N160G01X24F0.1N170G40G00Z5取消刀具半径右补偿N180M03S700主轴变速，转速为700 r/minN190G70P80Q170内孔精加工N200G00X150Z200返回换刀点N210M05主轴停止N220M09切削液关N230M00程序暂停N240M03S600主轴正转，转速为600 r/minN250T

49、0505调05号外圆粗车刀，05号刀补N260M08切削液开N270G99G00X80Z5转进给，快速进刀至起刀点N271G71U2R1外圆粗加工循环程序N280半精加工单边余量0.75N290G00X45.97N300G42G01Z0F0.15建立刀具半径右补偿N310N320G01Z-30F0.15N330G01X58F0.15N340G02X68Z-35R5F0.15N350G01X74F0.15N360N370G01Z-63F0.15N380G01X85F0.15N390G40G00Z5取消刀具半径右补偿N400G00X150Z200返回换刀点N410T0606调06号外圆精车刀，06

50、号刀补N420M03S800主轴正转，转速800 r/minN430G00X80Z5快速进刀至起刀点N440G70P290Q390半精加工外轮廓N450G00X150Z200返回换刀点N460M05主轴停止N470M09切削液关N480M00程序暂停N490M03S1000主轴正转，转速为1000 r/minN500M08切削液开N510G99G00X49.97Z3转进给，快速进刀至起刀点N520G01Z-30F0.1精车50外圆N530G01X78F0.1N540G01Z-63F0.1精车78外圆N550G01X85F0.1N560G00Z200N570X150返回换刀点N580M05主轴停

51、止N590M09切削液关N600M30程序暂停工艺序号02程序编号O2002零件名称轴承套使用设备CKA6150数控车床程序段号程序注释N10G54建立工件坐标系N20M03S600主轴正转，转速600 r/min N30T0404调04号镗刀，04号刀补N40M08切削液开N50G99G00X26Z5转进给，快速进刀至起刀点N60G71U1R1内孔粗加工循环程序N70精加工单边余量0.3N80G00X32.1N90建立刀具半径右补偿N100N110G01X26F0.1N120G40G00Z5取消刀具半径右补偿N130M03S700主轴变速，转速为700 r/minN140G70P80Q120精加工内孔N150G00X150Z200返回换刀点N160M05主轴停止N170M09切削液关N180M00程序暂停N190M03S600主轴正转，转速600 r/minN200T0505调05号外圆粗车刀，05号刀补N210M08切削液开N220G99G00X80Z5转