控制阀的组合设计与数控加工论文

1、1.1 题目：阀的组合设计与数控加工本题目为工业生产流程中常见的控制阀，经抽象简化而成一阀体与阀芯的组合。此阀体孔与阀芯的配合精度影响到生产流程中液体介质的输送控制，要求达到开启灵活，泄漏少，具体要求如下所示。完成一套带底阀的圆筒型容器的设计、加工、检测、机器人组装及方案分析本题目的设计，考核学生在机电产品设计制造、数控编程、数控加工、工艺和成本分析等方面的综合能力和创新精神。1.2阀体零件要求阀体零件如下图所示。1.阀体外侧面上部10mm范围，要求加工成基本尺寸为Ø78mm的圆柱面，尺寸公差按GB/T1804-m制造（自由尺寸公差）。2.阀体外侧面下部20mm范围，要求加工成为&#

2、216;78mm上偏差为0，下偏差为-0.046的圆柱面，此尺寸作为尺寸测量环节的测量项目。图1-1 阀体及阀芯制作要求3.在阀体外侧面中部，如图1-1中所标出50mm范围内的几何形状自定。4.柱型结合面的配合高度为9±0.5 mm；配合部位的形状、配合公差及阀体和阀芯表面粗糙度等各项技术要求由学生自行设计并标注在设计图纸上。5.阀体内壁高度尺寸的有效测量范围为以阀体中心为原点，直径尺寸为45mm至65mm的阀体内侧底面部分。6.阀体底孔或阀芯廓线须由不少于4段的圆弧和不少于4段直线组成。要求至少有4段圆弧其各自的弧长应不小于8mm，至少有4段直线且每段直线长度应不小于8mm；阀体底

3、孔或阀芯廓线少于4段圆弧和4段直线的判为未完成。1.4阀体零件的加工要求阀体和阀芯加工要有普通机床加工和数控加床加工相结合完成，加工精度达到图纸要求。此阶段主要目的，考察学生的工艺综合能力，特别是数控编程和数控加工能力第二章 结构设计2.1设计概述在认真研究领会毕业设计要求的基础上，设计了一组阀体与阀芯组成的控制阀。设计中充分考虑了结构形状、配合公差、表面粗糙度、生产批量等方面对比赛要求的影响，编制了合理的加工工艺，选择了合理的加工设备，确定了适当的加工参数，进行了实际加工、测量、装配，结果显示加工操作方便，易于装配，开户灵活、工作效率高。2.2 设计思路和方案设计思路按照工艺合理、成本最低、

4、泄漏少的总体要求，以流体力学计算为依据，经比较选择确定适宜的结构、尺寸精度及公关配合形式。通过论证分析，制定成本分析方案和工程管理方案。设计方案：阀体与阀芯配合柱面非圆轮廓曲线采用六段圆弧和六段直线相间，这种设计不但满足直线和圆弧长度、数量的要求，同时还满足建模计算确立的指导原则，符合大赛要求。加工部位具有形状对称，加工相对简单，切屑最少等特点，按生产批量和具体加工条件，计算生产成本；对生产组织、资源匹配质量控制等进行工程管理方案设计。2.3 设计图纸毕业实训机械加工工艺过程卡片总3页第1页编号： 1产品名称阀生产纲领1件/年零件名称阀 体生产批量1件/月材料6061-T6毛坯种类棒料毛坯外形

5、尺寸80×85每毛坯可制作件数1每台件数1备注单件生产序号工序名称工序内容工 序 简 图机床夹具刀具量具附具工时（min）1数控车夹毛坯外圆车端面钻中心孔钻30mm通孔粗车30mm的内孔至68mm×2.5mm精车至70-0.05 -0.12mm×3mm粗车外圆面至78.8mm长40mm粗车78.8mm×20mm外圆面至78.2mm精车78.2mm×20mm外圆面至780 -0.046mmCK6136数控车床三爪卡盘外圆车刀3mm中心钻内孔车刀30mm麻花钻游标卡尺0-150mm122数控车调头，夹精车后780 -0.046mm×20m

6、m外圆一端，夹紧长度18mm,百分表以找正车端面,到规定长度80mm40mm扩孔钻扩内孔深66mm60mm扩孔钻扩内孔深66mm粗车内孔至69mm×67mm精车内孔70-0.05 -0.09mm×68±0.1mm粗车、半精车78.40 -0.1mm×50mm，78+0.12 -0.02mm×10mm外圆加工余量为0.1mm精车两外圆至规定尺寸CK6136数控车床四爪卡盘外圆车刀内孔车刀40mm扩孔钻60mm扩孔钻游标卡尺0-150mm百分表18编制（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期）毕业实训机械加工工艺过程卡片总3页第2页编号： 2产

7、品名称阀生产纲领1件/年零件名称阀 体生产批量1件/月材料6061-T6毛坯种类棒料毛坯外形尺寸80×85每毛坯可制作件数1每台件数1备注单件生产序号工序名称工序内容工 序 简 图机床夹具刀具量具附具工时（min）3铣长孔向下夹78mm外圆柱面,用寻边器对刀粗铣非圆柱面内孔留加工余量1mm半精铣非圆柱面内孔留加工余量0.1mm精铣达到实际尺寸钻两销孔中心孔4.9mm麻花钻钻两销定位孔底孔5mm铰刀铰两定位销孔,保证孔距为56±0.01mm雕刻学校标识XKN713数控铣床三爪卡盘10mm立铣刀，4.9mm麻花钻，5mm铰刀，3mm中心钻，4mm针式雕铣刀寻边器游标卡尺0-15

8、0mm84铣雕用分度头撑夹70-0.05 -0.09mm内孔,用投影法编程雕该标识(深度0.15mm)XDK6050数控铣雕机分度头针式雕铣刀18编制（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期）毕业实训机械加工工艺过程卡片总2页第1页编号：3产品名称阀生产纲领1件/年零件名称阀 芯生产批量1件/月材料6061-T6毛坯种类棒料毛坯外形尺寸45×60每毛坯可制作件数1每台件数1备注单件生产序号工序名称工序内容工 序 简 图机床夹具刀具量具附具工时（min）1数控车夹毛坯外圆一端：车端面粗车外圆至41mm×22.5粗车、半精车外圆至20mm×10精车20mm外圆钻中

9、心孔钻4.2mm螺纹底孔攻丝M5倒角切断保证长度23mmCK6140车床三爪卡盘外圆车刀切断刀3中心钻4.2mm麻花钻M5丝锥游标卡尺0-150mm7.52数控车调头，夹20mm外圆车端面,到保证长度12mm倒角CK6140车床三爪卡盘外圆车刀游标卡尺0-150mm1.53铣夹20mm外圆，编程加工非圆曲面,粗铣留加工余量0.2mm精铣至标准尺寸锪钻倒角CKN713数控铣床三爪卡盘12mm立铣刀30°锪钻游标卡尺0-150mm寻边器7.8毕业实训机械加工工艺过程卡片总2页第1页编号：4产品名称阀生产纲领36000件/年零件名称阀 芯生产批量3000件/月材料6061-T6毛坯种类棒料

10、毛坯外形尺寸42×25每毛坯可制作件数1每台件数1备注单件生产序号工序名称工序内容工 序 简 图机床夹具刀具量具附具工时（min）1车夹毛坯外圆一端加工端面车平钻中心孔粗车毛坯外圆至21mm精车外圆至20mm钻4.2mm孔攻丝M5切断Ck6136数控车床液压卡盘外圆车刀切断刀A3中心钻4.2mm麻花钻 M5丝锥游标卡尺0-150mm2.12铣夹20mm外圆， 铣上端面，到规定长度编程加工非圆曲面锪钻倒角CKN713数控铣床液压卡盘12mm立铣刀30°锪钻游标卡尺0-150mm4.5编制（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期）第四章 数控机床的选择4.2.1数控机床的分

11、类1.按运动方式分类(1)点位控制系统 点位控制系统是指数控系统只控制刀具或机床工作台，从一点淮确地移动到另一点，而点与点之间运动的轨迹不需要严格控制的系统。为了减少移动部件的运动与定位时间，一般先以快速移动到终点附近位置，然后以低速准确移动到终点定位位置，以保证良好的定位精度。移动过程中刀具不进行切削。使用这类控制系统的主要有数控坐标镗床、数控钻床、数控冲床等。(2)点位直线控制系统点位直线控制系统是指数控系统不仅控制刀具或工作台从一个点准确地移动到下一个点，而且保证在两点之间的运动轨迹是一条直线的控制系统。刀具移动过程可以进行切削。应用这类控制系统的有数控车床、数控钻床和数控铣床等。(3)

12、轮廓控制系统 轮廓控制系统也称连续切削控制系统，是指数控系统能够对两个或两个以上的坐标轴同时进行严格连续控制的系统。它不仅能控制移动部件从一个点淮确地移动到另一个点，而且还能控制整个加工过程每一点的速度与位移量，将零件加工成一定的轮廓形状。应用这类控制系统的有数控铣床、数控车床、数控齿轮加工机床和加工中心等。2.按控制方式分类(1)开环控制数控机床开环控制系统的特征是系统中没有检测反馈装置，指令信息单方向传送，并且指令发出后，不再反馈回来，故称开环控制。受步进电动机的步距精度和工作频率以及传动机构的传动精度影响，开环系统的速度和精度都较低。但由于开环控制结构简单，调试方便，容易维修，成本较低，

13、仍被广泛应用于经济型数控机床上。(2)半闭环控制数控机床半闭环控制数控机床不是直接检测工作台的位移量，而是采用转角位移检测元件，测出伺服电动机或丝杠的转角，推算出工作台的实际位移量，反馈到计算机中进行位置比较，用比较的差值进行控制。由于反馈环内没有包含工作台，故称半闭环控制。半闭环控制精度较闭环控制差，但稳定性好，成本较低，调试维修也较容易，兼顾了开环控制和闭环控制两者的特点，因此应用比较普通。(3)闭环控制数控机床闭环控制系统的特点是，利用安装在工作台上的检测元件将工作台实际位移量反馈到计算机中，与所要求的位置指令进行比较，用比较的差值进行控制，直到差值消除为止。可见，闭环控制系统可以消除机

14、械传动部件的各种误差和工件加工过程中产生的干扰的影响，从而使加工精度大大提高。速度检测元件的作用是将伺服电动机的实际转速变换成电信号送到速度控制电路中，进行反馈校正，保证电动机转速保持恒定不变。常用速度检测元件是测速电动机。闭环控制的特点是加工精度高，移动速度快。这类数控机床采用直流伺服电动机或交流伺服电动机作为驱动元件，电动机的控制电路比较复杂，检测元件价格昂贵。因而调试和维修比较复杂，成本高。按工艺用途分类，数控机床可分为数控钻床、车床、铣床、镗床、磨床和齿轮加工机床等，还有压床、冲床、弯管机、电火花切割机、火焰切割机等。加工中心是带有刀库及自动换刀装置的数控机床，它可以在一台机床上实现多

15、种加工。工件一次装夹，可完成多种加工，既节省辅助工时，又提高加工精度。加工中心特别适用于箱体、壳体的加工。车削加工中心可以完成所有回转体零件的加工。数控机床的结构及各部件工作原理数控机床由程序编制及程序载体、输入装置、数控装置（CNC）、伺服驱动及位置检测、辅助控制装置、机床本体等几部分组成。 1.程序编制及程序载体数控程序是数控机床自动加工零件的工作指令。在对加工零件进行工艺分析的基础上，确定零件坐标系在机床坐标系上的相对位置，即零件在机床上的安装位置；刀具与零件相对运动的尺寸参数；零件加工的工艺路线、切削加工的工艺参数以及辅助装置的动作等。得到零件的所有运动、尺寸、工艺参数等加工信息后，用

16、由文字、数字和符号组成的标准数控代码，按规定的方法和格式，编制零件加工的数控程序单。编制程序的工作可由人工进行；对于形状复杂的零件，则要在专用的编程机或通用计算机上进行自动编程（APT）或CAD/CAM设计。编好的数控程序，存放在便于输入到数控装置的一种存储载体上，它可以是穿孔纸带、磁带和磁盘等，采用哪一种存储载体，取决于数控装置的设计类型。2.输入装置输入装置的作用是将程序载体（信息载体）上的数控代码传递并存入数控系统内。根据控制存储介质的不同，输入装置可以是光电阅读机、磁带机或软盘驱动器等。数控机床加工程序也可通过键盘用手工方式直接输入数控系统；数控加工程序还可由编程计算机用RS232C或

17、采用网络通信方式传送到数控系统中。零件加工程序输入过程有两种不同的方式：一种是边读入边加工（数控系统内存较小时），另一种是一次将零件加工程序全部读入数控装置内部的存储器，加工时再从内部存储器中逐段逐段调出进行加工。 3.数控装置数控装置是数控机床的核心。数控装置从内部存储器中取出或接受输入装置送来的一段或几段数控加工程序，经过数控装置的逻辑电路或系统软件进行编译、运算和逻辑处理后，输出各种控制信息和指令，控制机床各部分的工作，使其进行规定的有序运动和动作。零件的轮廓图形往往由直线、圆弧或其他非圆弧曲线组成，刀具在加工过程中必须按零件形状和尺寸的要求进行运动，即按图形轨迹移动。但输入的零件加工程

18、序只能是各线段轨迹的起点和终点坐标值等数据，不能满足要求，因此要进行轨迹插补，也就是在线段的起点和终点坐标值之间进行“数据点的密化”，求出一系列中间点的坐标值，并向相应坐标输出脉冲信号，控制各坐标轴（即进给运动的各执行元件）的进给速度、进给方向和进给位移量等。 4.驱动装置和位置检测装置驱动装置接受来自数控装置的指令信息，经功率放大后，严格按照指令信息的要求驱动机床移动部件，以加工出符合图样要求的零件。因此，它的伺服精度和动态响应性能是影响数控机床加工精度、表面质量和生产率的重要因素之一。驱动装置包括控制器（含功率放大器）和执行机构两大部分。目前大都采用直流或交流伺服电动机作为执行机构。位置检

19、测装置将数控机床各坐标轴的实际位移量检测出来，经反馈系统输入到机床的数控装置之后，数控装置将反馈回来的实际位移量值与设定值进行比较，控制驱动装置按照指令设定值运动。5.辅助控制装置辅助控制装置的主要作用是接收数控装置输出的开关量指令信号，经过编译、逻辑判别和运动，再经功率放大后驱动相应的电器，带动机床的机械、液压、气动等辅助装置完成指令规定的开关量动作。这些控制包括主轴运动部件的变速、换向和启停指令，刀具的选择和交换指令，冷却、润滑装置的启动停止，工件和机床部件的松开、夹紧，分度工作台转位分度等开关辅助动作。由于可编程逻辑控制器（PLC）具有响应快，性能可靠，易于使用、编程和修改程序并可直接启

20、动机床开关等特点，现已广泛用作数控机床的辅助控制装置。6.机床本体数控机床的机床本体与传统机床相似，由主轴传动装置、进给传动装置、床身、工作台以及辅助运动装置、液压气动系统、润滑系统、冷却装置等组成。但数控机床在整体布局、外观造型、传动系统、刀具系统的结构以及操作机构等方面都已发生了很大的变化。这种变化的目的是为了满足数控机床的要求和充分发挥数控机床的特点。4.3数控插补原理4.5数控铣床的基本操作1.现场了解数控机床的组成及功能。2.数控铣床的安全启动：(1)接通电源并启动系统；(2)进行手动“回零”；(3)利用手轮离开零点到安全位置（X、Y处于中间位置，Z处于较高位置）。3.控制面板各功能

21、键的使用：“回零”、“手动”、“手轮”、“主轴正反转”、“编辑”、“POS”、“PROG”、“OFFSET”等的操作应用图4-5 KV650数控铣床的操作面板 4.用MDI功能控制机床运行（程序指令：G91G00X-10Y-10Z10），观察工作台的移动及机床坐标的变化。5.在数控铣床中输入以下程序，练习程序的录入。O0001G54G； M03S800；G43Z150.0H01；Z10.0；G01Z-1.0F100；X-50.0F200；G80G49G40G90G17；Y-50.0；X50.0；Y65.0；Z10.0G00Z100.0；M05；M30；6.现场讲解演示数控铣床对刀的基本步骤。数

22、控机床具有加工精度高、能作直线和圆弧插补以及在加工过程中能进行多轴联动等功能特点。数控铣床主要用于壳体类零件的加工，能自动完成球面、抛物面、椭球面等各种曲面的加工，并能进行铣槽、钻孔、扩孔、铰孔、镗孔等工作；熟悉掌握数控机床的操作面板是运用数控机床加工工件的前提；数控铣床对刀操作是正确加工工件的基础，其目的是寻找编程原点在机床坐标系中的坐标值。附：数控铣床安全操作规程 (1)禁止随意乱动数控铣床及其附件，以免造成人身伤害。(2)避免身体与铣床（如电器柜等）接触，以防触电；参观者必须与加工区域保持一定的安全距离。(3)穿戴整齐；严禁戴手套上机床操作；女生务必戴安全帽。(4)严格遵守先开线路总电源

23、，再开铣床强电电源，然后开NC电源，最后才开驱动电源（即打开控制系统）的开机顺序操作。(5)机床起动前应检查手柄、调节扳手等工具是否从机床上移开，以免工作台杂乱，引发事故。工具、量具都应放在指定位置，不可随便乱放，更不能放在床面上。(6)在更换钻头、铣刀等附件前，务必使机床完全停止；在加工过程中需要换刀时，务必按下“机床锁住”和“Z轴锁住”按钮，并按照换刀步骤正确换刀。(7)加工时精力集中，头和身体远离机床回转部位；出现问题应立即按下机床的急停开关，并向实习老师报告。机床工作时不许人离开。无人加工时应切断电源，待机床完全停止运行后，方可离开。(8)加工过程中出现任何问题都应及时向实习老师反映。

24、(9)爱护量具，保持量具的清洁，用后擦净、涂油，放入工具盒内。(10)实习时保持机床清洁和工作周边位置环境清洁，每天用后必须清理机床和打扫卫生。搞卫生时不准用湿棉纱或其他带水物件接触或擦拭机床。(11)关机前，务必将X、Y轴停在中间位置，Z轴处于较高位置。(12)关机时先按下急停开关，然后退出电脑系统，再关闭NC电源，最后关闭机床强电电源以及线路总电源。第五章 数控加工编程5.1概述把零件的加工工艺路线、工艺参数、刀具的运动轨迹、位移量、切削参数（主轴转速、进给量、切削深度等）以及辅助功能（换刀、主轴正反转、切削液开关等）按照数控机床规定的指令代码及程序格式编写成加工程序单，输入到数控机床的控

25、制装置中，从而控制机床加工零件，这一过程称为数控机床程序的编制。5.1.1 数控编程的基本概念根据被加工零件的图纸及其技术要求、工艺要求等切削加工的必要信息，按数控系统所规定的指令和格式编制数控加工指令序列5.1.2 数控编程方法简介数控编程方法：数控编程方法可以分为两类：一类是手工编程，另一类是自动编程。  (1)手工编程  手工编程是指编制零件数控加工程序的各个步骤，即从零件图纸分析、工艺决策、确定加工路线和工艺参数、计算刀位轨迹坐标数据、编写零件的数控加工程序单直至程序的检验，均由人工来完成。 对于点位加工或几何形状不太复杂的轮廓加工，几何计算较简单，程序段

26、不多，手工编程即可实现。如简单阶梯轴的车削加工，一般不需要复杂的坐标计算，往往可以由技术人员根据工序图纸数据，直接编写数控加工程序。 但对轮廓形状不是由简单的直线、圆弧组成的复杂零件，特别是空间复杂曲面零件，数值计算则相当繁琐，工作量大，容易出错，且很难校对，采用手工编程是难以完成的(2)自动编程 自动编程是采用计算机辅助数控编程技术实现的，需要一套专门的数控编程软件，现代数控编程软件主要分为以批处理命令方式为主的各种类型的语言编程系统和交互式CADCAM 集成化编程系统。  APT是一种自动编程工具（Automatically Program

27、med Tool）的简称，是对工件、刀具的几何形状及刀具相对于工件的运动等进行定义时所用的一种接近于英语的符号语言。在编程时编程人员依据零件图样，以APT语言的形式表达出加工的全部内容，再把用APT语言书写的零件加工程序输入计算机，经APT语言编程系统编译产生刀位文件（CLDATA file），通过后置处理后，生成数控系统能接受的零件数控加工程序的过程，称为APT语言自动编程。  采用APT语言自动编程时，计算机（或编程机）代替程序编制人员完成了繁琐的数值计算工作，并省去了编写程序单的工作量，因而可将编程效率提高数倍到数十倍，同时解决了手工编程中无法解决的许多复杂

28、零件的编程难题。  交互式CAD/CAM集成系统自动编程是现代CAD/CAM集成系统中常用的方法，在编程时编程人员首先利用计算机辅助设计(CAD)或自动编程软件本身的零件造型功能，构建出零件几何形状，然后对零件图样进行工艺分析，确定加工方案，其后还需利用软件的计算机辅助制造(CAM)功能，完成工艺方案的制订、切削用量的选择、刀具及其参数的设定，自动计算并生成刀位轨迹文件，利用后置处理功能生成指定数控系统用的加工程序。因此我们把这种自动编程方式称为图形交互式自动编程。这种自动编程系统是一种CAD与CAM高度结合的自动编程系统。  集成化数控编程的主要特点：零件的几何形状可在零

29、件设计阶段采用CAD/CAM集成系统的几何设计模块在图形交互方式下进行定义、显示和修改， 最终得到零件的几何模型。编程操作都是在屏幕菜单及命令驱动等图形交互方式下完成的，具有形象、直观和高效等优点。 5.1.3数控编程的基础数控机床是一种用计算机来控制的机床。用来控制机床的计算机，不管是专用计算机还是通用计算机，都统称为数控系统。数控机床的运动和辅助冻动作均受控于数控系统发出的指令。而数控系统的指令是由程序员根据材料的材质、加工要求、机床的特性和系统所规定的指令格式编制的。任何一种数控机床，在其数控系统中若没有输入程序指令，数控机床就不能工作。数控系统的种类繁多，它们使用的数控程序语

30、言规则和格式也不尽相同。5.1.4 编程的几何基础 标准规定，不论机床的具体运动结果如何，机床的运动统一按工件静止而刀具相对于工件运动来描述，并以右手笛卡尔坐标系表达，其坐标轴用X，Y，Z表示，用来描述机床的主要平动轴，称为基本坐标轴，若机床有转动轴，标准规定绕X，Y和Z轴转动的轴分别用A、B、C表示，其正向按右手螺旋定则确定。5.2机床坐标系为了确定机床的运动方向和移动距离，就要在机床上建立一个坐标系，该坐标系就叫机床坐标系，也叫标准坐标系。5.2.1机床上固有的坐标系数控机床的主轴与机床坐标系的Z轴重合或平行2.孔加工刀具孔加工刀具一般可分为两大类：一类是从实体材料上加工出孔的刀具，常用的

31、有麻花钻、中心钻和深孔钻等；另一类是对工件上已有孔进行再加工的刀具，常用的有扩孔钻、铰刀及镗刀等。例如，下图示标准高速钢麻花钻的结构。工作部分（刀体）的前端为切削部分，承担主要的切削工作，后端为导向部分，起引导钻头的作用，也是切削部分的后备部分。图6-4 孔加工刀具（麻花钻）3.铣刀铣刀是一种应用广泛的多刃回转刀具，其种类很多。按用途分有：1）加工平面用的，如圆柱平面铣刀、端铣刀等；2）加工沟槽用的，如立铣刀、T形刀和角度铣刀等；3）加工成形表面用的，如凸半圆和凹半圆铣刀和加工其它复杂成形表面用的铣刀。铣削的生产率一般较高，加工表面粗糙度值较大。图6-5 铣刀用平底立铣刀铣削内槽底部时，由于槽

32、底两次走刀需要搭接，而刀具底刃起作用的半径Re=R-r,设直径为d=2 Re=2（R-r）,编程时取刀具半径为Re=0.95（R-r）。对于一些立体型面和变斜角轮廓外形的加工，常用球形铣刀、环形铣刀、鼓形铣刀、锥形铣刀和盘铣刀。如图6-5，6-9 所示。铣刀一般由刀片、定位元件、夹紧元件和刀体组成。由于刀片在刀体上有多种定位与夹紧方式，刀片定位元件的结构又有不同类型，因此铣刀的结构形式有多种，分类方法也较多。选用时，主要可根据刀片排列方式。刀片排列方式可分为平装结构和立装结构两大类。(1)平装结构(刀片径向排列)(2)平装结构铣刀（如图6-6所示）的刀体结构工艺性好，容易加工，并可采用无孔刀片

33、(刀片价格较低，可重磨)。由于需要夹紧元件，刀片的一部分被覆盖，容屑空间较小，且在切削力方向上的硬质合金截面较小，故平装结构的铣刀一般用于轻型和中量型的铣削加工。图6-6 平装结构铣刀(3)立装结构(刀片切向排列)(4)立装结构铣刀（如图6-7所示）的刀片只用一个螺钉固定在刀槽上，结构简单，转位方便。虽然刀具零件较少，但刀体的加工难度较大，一般需用五坐标加工中心进行加工。由于刀片采用切削力夹紧，夹紧力随切削力的增大而增大，因此可省去夹紧元件，增大了容屑空间。由于刀片切向安装，在切削力方向的硬质合金截面较大，因而可进行大切深、大走刀量切削，这种铣刀适用于重型和中量型的铣削加工。图6-7 立装结构

34、铣刀 4.拉刀拉刀是一种加工精度和切削效率都比较高的多齿刀具，广泛应用于大批量生产中，可加工各种内、外表面。拉刀按所加工工件表面的不同，可分为各种内拉刀和外拉刀两类。使用拉刀加工时，除了要根据工件材料选择刀齿的前角、后角，根据工件加工表面的尺寸（如圆孔直径）确定拉刀尺寸外，还需要确定两个参数：（1）齿升角af即前后两刀齿（或齿组）的半径或高度之差；（2）齿距p即相邻两刀齿之间的轴向距离。图6-8 拉刀5.齿轮刀具齿轮刀具是用于加工齿轮齿形的刀具。按刀具的工作原理，齿轮分为成形齿轮刀具和展成齿轮刀具。常用的成形齿轮刀具有盘形齿轮铣刀和指形齿轮刀具等。常用的展成齿轮刀具有插齿刀、齿轮滚刀和剃齿刀等

35、。选用齿轮滚刀和插齿刀时，应注意以下几点：(1)刀具基本参数（模数、齿形角、齿顶高系数等）应与被加工齿轮相同。(2)刀具精度等级应与被加工齿轮要求的精度等级相当。(3)刀具旋向应尽可能与被加工齿轮的旋向相同。滚切直齿轮时，一般用左旋齿刀。图6-9 齿轮刀具（盘形铣刀）五、自动线与数控机床刀具这类刀具的切削部分总的来说与一般刀具没有多大区别不同情况，只是为了适应数控机床和自动线加工的特点，对它们提出了更高的要求。六、标准化刀具目前，数控机床上大多使用系列化、标准化刀具，对可转位机夹外圆车刀、端面车刀等的刀柄和刀头都有国家标准及系列化型号；对于加工中心及有自动换刀装置的机床，刀具的刀柄都已有系列化

36、和标准化的规定，如锥柄刀具系统的标准代号为TSGJT，直柄刀具系统的标准代号为DSGJZ。 此外，对所选择的刀具，在使用前都需对刀具尺寸进行严格的测量以获得精确数据，并由操作者将这些数据输入数据系统，经程序调用而完成加工过程，从而加工出合格的工件。 七、对刀点、换刀点的设置 工件装夹方式在机床确定后，通过确定工件原点来确定了工件坐标系，加工程序中的各运动轴代码控制刀具作相对位移。例如：某程序开始第一个程序段为N0010 G90 G00 X100 Z20 ，是指刀具快速移动到工件坐标下 X=100mm Z=20mm处。究竟刀具从什么位置开始移动到上述位置呢？所以在程序执行的一开始，必须确定刀具在

37、工件坐标系下开始运动的位置，这一位置即为程序执行时刀具相对于工件运动的起点，所以称程序起始点或起刀点。此起始点一般通过对刀来确定，所以，该点又称对刀点。 在编制程序时，要正确选择对刀点的位置。对刀点设置原则是： 1）便于数值处理和简化程序编制。 2）易于找正并在加工过程中便于检查。 3）引起的加工误差小。对刀点可以设置在加工零件上，也可以设置在夹具上或机床上，为了提高零件的加工精度，对刀点应尽量设置在零件的设计基准或工艺基准上。例：以外圆或孔定位零件，可以取外圆或孔的中心与端面的交点作为对刀点。 实际操作机床时，可通过手工对刀操作把刀具的刀位点放到对刀点上，即“刀位点”与“对刀点”的重合。所谓

38、“刀位点”是指刀具的定位基准点，车刀的刀位点为刀尖或刀尖圆弧中心；平底立铣刀是刀具轴线与刀具底面的交点；球头铣刀是球头的球心，钻头是钻尖等。用手动对刀操作，对刀精度较低，且效率低。而有些工厂采用光学对刀镜、对刀仪、自动对刀装置等，以减少对刀时间，提高对刀精度。 加工过程中需要换刀时，应规定换刀点。所谓“换刀点”是指刀架转动换刀时的位置，换刀点应设在工件或夹具的外部，以换刀时不碰工件及其它部件为准。 第七章 阀体实际加工与编程7.1加工步骤1.选择材料：铝合金6061-T6。下料：按图纸尺寸直径长度加大5MM。2.选用机床：1）数控车车工车序加工至图纸尺寸。2）数控加工中心用三抓卡盘卡外圆，加工

39、底面文字及孔。运行加工程序O000013.采用刀具：（1）3合金刻字刀（2）10合金铣刀（3）2.5中心（4）4.8钻头 (5) 5铰刀。4.用分度头卡内孔加工圆柱面上的文字，运行加工程序O00002。5.去毛刺入库。7.2阀体编程O0001N3G0G17G40G49G80G90N5T01M06N7G0G90G54X-23.795Y15.602A0.S500N9G43H1Z50.N11Z2.N13G1Z-.1F120.N15X-24.543Y14.65F300.N35G0Z50N39Z2.N41G1Z-.1F120.N43X-28.054Y15.71F300.N47X-30.095N55X-2

40、7.995N57Y8.318N73Y11.643N75X-26.087N95Y8.318N109X-21.646N115X-27.479N117Y15.002N121G0Z50.N125Z2.N127G1Z-.1F120.N129X-25.671Y-8.423F300.N133X-28.787N139X-25.763N143X-28.463N149X-26.087N153X-29.304N159X-26.687N179X-23.712N195Y-12.88N209X-20.663N215X-26.004N219X-21.971N225X-25.463N229X-21.155N235X-25.1

41、04N243G0Z50.N247Z2.N249G1Z-.1F120.N251X-26.987Y-14.146F300.N257Y-15.413N259X-23.663N261Y-16.121N267Y-12.796N275X-26.412N279G0Z50.N283Z2.N285G1Z-.1F120.N287Y-13.805F300.N289X-23.663N291Y-12.58N293X-26.471N295G0Z50.N297Y-13.996N299Z2.N301G1Z-.1F120.N303Y-15.221F300.N305X-23.663N307Y-13.996N309X-26.471

42、N311G0Z50.N315Z2.N317G1Z-.1F120.N319X-13.543Y-22.267F300.N325X-10.351N327Y-28.292N329X-14.394N337X-5.802N343X-9.811N345Y-22.124N347X-6.294N353X-13.843N355G0Z50.N359Z2.N361G1Z-.1F120.N363X7.42Y-24.917F300.N381Y-25.951N393G0Z50.N397Z2.N399G1Z-.1F120.N401Y-28.583F300.N403X6.097N411X15.014N417X11.822N41

43、9Y-27.324N439Y-21.624N447Y-28.583N449X9.781N451Y-21.624N459G0Z50.N463Z2.N465G1Z-.1F120.N467X20.801Y-15.792F300.N499Y-15.39N515Y-10.374N517X28.15N523X23.95N525Y-8.215N533X19.617N539X23.374N559G0Z50.N563Z2.N565G1Z-.1F120.N567X25.025Y7.144F300.N575Y9.757N577X29.319N583X25.478N585Y10.107N601X22.286N609X

44、26.619N617X21.003N625X24.962N627Y8.257N637Y7.874N647G0Z50.N651Z2.N653G1Z-.1F120.N655X21.95Y11.9F300.N663X28.562N679X26.462N697X22.094N699Y13.682N701X21.903N719G0Z50.N723Z2.N725G1Z-.1F120.N727X23.757Y13.877F300.N751G0Z50.N755Z2.N757G1Z-.1F120.N759X25.013Y13.682F300.N783G0Z50.N787Z2.N789G1Z-.1F120.N79

45、1G3X-7.232R7.232F300.N795G0Z50.N797X7.066N799Z2.N801G1Z-.1F120.N803G3X-7.066R7.066F300.N807G0Z50.N811Z2.N813G1Z-.1F120.N815X6.055Y27.074F300.N825X4.73Y27.N895G0Z50.N899Z2.N901G1Z-.1F120.N903X5.411Y28.544F300.N957X1.572Y23.335N987G0Z50.N991Z2.N993G1Z-.1F120.N995X4.224Y29.92F300.N1095G0Z50.N1099Z2.N11

46、01G1Z-.1F120.N1103G.133F300.N1105GN1107GN1109GN1111GN1113GN1115GN1117GN1119GN1121GN1123GN1125GN1129GN1131GN1133GN1151GN1153GN1165GN1167G0Z50.N1171Z2.N1173G1Z-.1F120.N1175X-2.278Y24.48F300.N1249G0Z50.N1251M5N1253G91G28Z0.N1257M01N1259T2M6N1261G0G90G54X2.793Y1.321A0.S250N1263G43H2Z50.M8N1265Z2.N1267G1

47、Z-14.F2000.N1269Y9.321F1200.N1271G3X-.207Y12.321R3.N1273G1X-4.25N1275GN1277GN1279GN1281GN1283GN1285G1X4.25N1287GN1289GN1291GN1293GN1295GN1297G1X-.207N1299X-2.207N1301G3X-5.207Y9.321R3.N1303G1Y1.321N1307Y10.321N1309G3X-.207Y13.321R3.N1311G1X-4.25N1313GN1315GN1317GN1319GN1321GN1323G1X4.25N1325GN1327GN

48、1329GN1331GN1333GN1335G1X-.207N1337X-2.207N1339G3X-5.207Y10.321R3.N1341G1Y2.321N1345Y10.371N1347G3X-.207Y13.371R3.N1349G1X-4.25N1351GN1353GN1355GN1357GN1359GN1361G1X4.25N1363GN1365GN1367GN1369GN1371GN1373G1X-.207N1375X-2.207N1377G3X-5.207Y10.371R3.N1379G1Y2.371N1381G0Z50.N1383M5N1385G91G28Z0.M9N1389

49、M01N1391T3M6N1393G0G90G3N1395G43H3Z100.N1397G98G81Z-2.R2.F200.N1399X28.N1401G80N1403M5N1405G91G28Z0.N1409M01N1411T4M6N1413G0G90G800M3N1415G43H4Z100.M8N1417G98G81Z-7.R2.F100.N1419X28.N1421G80N1423M5N1425G91G28Z0.M9N1429M01N1431T5M6N1433G0G90G200M3N1435G43H5Z100.M8N1437G98G81Z-5.R2.F10.N1439X28.N1441G

50、80N1443M5N1445G91G28Z0.M9N1447G28X0.Y0.N1449M307.3阀芯数控加工程序O0002N102G0G17G40G49G80G90N106G0G90G3N108Z50.N110Z10.N112G1Z-13.F2000.N114G41D1Y-39.361F1500.N116G3X0.Y-24.361R15.N118G1X-4.25N120G2X-18.972Y-15.861R17.N122GN124G2Y8.5R17.N126GN128G2X-4.25Y24.361R17.N130G1X4.25N132G2X18.972Y15.861R17.N134GN136G2Y-8.5R17.N138GN140G2X4.25Y-24.361R17.N142G1X0.N144X-3.N146G3X-18.Y-39.361R15.N148G1G40Y-44.361N150G0Z50.N151G91G28Y0.N152M5N158M3第八章 成本分析l8.1单件小批量生产类型的成本分析根据零件单件小批量工艺设计方案工艺过程卡片可知，该零件毛坯为棒料，可在市场上直接购得；同时由零件工艺过程卡得知，工艺过程由三道工序组成，其加工设备采用两台CK6140车床和一台XH714数控铣床。工艺方案