典型零件数控加工工艺设计

底职业技术学院毕业论文设计题目：典型零件的数控加工工艺设计专业：数控技术姓名：系部：机电工程系学号：班级：10数控大一班指导老师：张翠娟老师日期：2013年1月2日

刖言目前，市场急需数控技术人才，而现代高新技术企业在数控方面既需要有扎实的基础理论知识研发型人才，更需要有较强动手能力的技能型人才。根据市场的需求，必须加强实践的学习，以培养自己解决实际问题的基本技能。数控加工工艺在数控技术应用专业中占有极其重要的位置，学习数控加工工艺的目的之一就是具备中等复杂程度零件的数控加工工艺能力。数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术，数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造的渗透形成的机电一体化产品，即所谓的数字化装备，数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，对国计民生的一些重要行业（IT、汽车、医疗、轻工等的发展起着越来越重要的作用，因为这些行业所需要装备的数字化已是现代发展的大趋势。总之，它是从零件图纸到获得数控加工程序的全过程。本人以严谨务实的认真态度进行了此次设计，但由于知识水平与实际经验有限。在设计中会出现一些错误、缺点和疏漏，诚请评审老师提出批评和指正。关键词:数控技术；数控加工；数控加工工艺；数控编程。关键词:数控技术；数控加工；数控加工工艺；数控编程。目录TOC\o"1-5"\h\z前言2概述6第一章、选择本课题的目的及意义7\o"CurrentDocument"1.1数控技术7\o"CurrentDocument"1.2数控编程7\o"CurrentDocument"1.3数控仿真8\o"CurrentDocument"1.4数控技术发展趋势81.4.1性能发展方向81.4.2功能发展方向91.4.3体系结构的发展方向10第二章、工艺方案分析11\o"CurrentDocument"2.1零件图的技术要求11\o"CurrentDocument"2.2零件图分析及毛坯的选择11\o"CurrentDocument"2.3设备的选择12\o"CurrentDocument"2.4数控加工工艺的基本特点13\o"CurrentDocument"2.5确定加工方法14\o"CurrentDocument"2.6确定加工方案15第三章、确定零件的定位基准和装夹方式15\o"CurrentDocument"3.1粗基准选择原则16\o"CurrentDocument"3.2精基准选择原则17\o"CurrentDocument"3.3定位基准18\o"CurrentDocument"3.4装夹方式18第四章、工艺过程18\o"CurrentDocument"4.1工序的划分18\o"CurrentDocument"4.2工步的划分19\o"CurrentDocument"4.3数控加工工艺规程的制订194.4工艺路线的拟定214.4.1加工方法的选择214.4.2加工顺序的安排224.4.3划分方法23第五章、确定加工顺序及进给路线23\o"CurrentDocument"5.1零件加工必须遵守的安排原则23\o"CurrentDocument"5.2进给路线24第六章切削用量的选择与编程24\o"CurrentDocument"6.1切削用量的选择24\o"CurrentDocument"6.2背吃刀量的选择25\o"CurrentDocument"6.3主轴转速的选择25\o"CurrentDocument"6.4进给量的选取26\o"CurrentDocument"6.5进给速度的选取26\o"CurrentDocument"6.6程序的编写27第七章典型轴类零件加工工艺31\o"CurrentDocument"7.1零件图分析32\o"CurrentDocument"7.2制订加工工艺327.2.1确定装夹方案327.2.2确定加工顺序及进给路线327.2.3选择刀具337.2.4选择切削用33\o"CurrentDocument"7.3编制数控加工程序34第八章套类零件的工艺分析36\o"CurrentDocument"8.1零件图的分析37\o"CurrentDocument"8.2工序的划分37\o"CurrentDocument"8.3制定加工工艺378.3.1确定装夹方案378.3.2确定加工顺序及进给路线37\o"CurrentDocument"8.4切削用量的选择39\o"CurrentDocument"8.5编制数控加工程序40第九章螺纹车削加工工艺分析429.1零件图的分析43\o"CurrentDocument"9.2加工方案及加工路线的确定449.2.1零件的装夹及夹具的选择449.2.2刀具和切削用量的选择449.2.3尺寸计算44\o"CurrentDocument"9.3程序编程45第十章结束语47第十一章致谢词48参考文献49Abstractnumericalcontroltechnologyistousedigitalinformationtomechanicalmotionandworkingprocesscontroltechnology,numericalcontrolequipmentinthenumericalcontroltechnology,asarepresentativeofthenewtechnologytothetraditionalmanufacturingindustryandemergingmanufacturingthepenetrationoftheformationoftheelectromechanicalintegrationproducts,theso-calleddigitalequipment,notonlythenumericalcontroltechnologyapplicationforthetraditionalmanufacturingindustryhasbroughttherevolutionarychange,makethemanufacturingindustrytobecomethesymbolofindustrialization,andalongwithnumericalcontroltechnologyunceasingdevelopmentandapplicationdomainexpansion,andthepeople'slivelihoodofsomeimportantindustry(IT,automobile,medical,lightindustry,thedevelopmentofplayingamoreandmoreimportantrole,becausetheseindustryneedtoequipthedigitizationalreadyisthemoderndevelopmenttrends.Andthenumericalcontrolprocessingtechnologyiswiththegenerationanddevelopmentofnumericalcontrolmachineandimprovedstepbystepupanapplicationofthetechnology,isthemechanicalmanufacturingpersonnelengagedinthenumericalcontrolprocessingtimeofexperience.Ncmachiningtechnologyistousethemethodofnumericalcontrolmachinetoolprocessingcomponents.Inthenumericalcontrolprocessing,theuseoftherotarymotionofthestraight-linemovementandthecuttingtoolorcurvemotiontochangethesizeandshapeoftheblank,theblankprocessingincompliancewiththerequirementofaccuracyparts.Thenumericalcontrolturningprocessingistousetherotarymotionofthecuttingtoolrelativetotheworkpiececuttingprocessingmethod.Turningbackformachiningparts,internalandexternalconesurfaceandface,circulararcsurface,groove,threadandrotaryshapeface,theuseofthecuttingtoolsismainlylathetool.Thenumericalcontrolturningprocessingisthetypicalrepresentativeofmodernmanufacturingtechnology,manufacturingineveryfieldofthewidelyapplicationsuchasaerospace,automotive,precisionmachinery,etc.Inshort,itisfromdrawingstogetthewholeprocessofncmachiningprocess.Theindustryhasbecomeanindispensableprocessingmethod.Keywords:thenumericalcontroltechnology;Turningprocessing;Numericalcontrolprocessingtechnology;CNCprogramming通过这次设计可以使我们学会对相关学科中的基本理论、基本知识进行综合运用，同时使对本专业有较完整的、系统的认识，从而达到巩固、扩大、深化所学知识的目的，培养和提高综合分析问题和解决问题的能力，以及培养科学的研究和创造能力。随着社会经济的快速发展，人们对生活用品的要求也越来越高，企业对生产效率也有相应的提高。数控机床的出现实现了广大人们的这一愿望。数控车削加工工艺是实现产品设计、保证产品的质量、保证零件的精度，节约能源、降低消耗的重要手段。是企业进行生产准备、计划调度、加工操作、安全生产、技术检测和健全劳动组织的重要依据。也是企业对高品质、高品种、高水平，加速产品更新，提高经济效益的技术保证。这不但满足了广大消费者的目的，即实现了产品多样化、产品高质量、更新速度快的要求，同时推动了企业的快速发展，提高了企业的生产效率。机械工业是国民经济各部门的装备军，而数控加工在机械行业占有领头羊的地位，因此国民经济各部门的生产技术水平和所取得的经济效益，在很大程度上取决于机械行业和数控行业中所能提供的机械装备的技术性能、指令和可靠性。因此数控加工技术水平和生产规模是衡量一个国家科技水平和经济实力的重要标志。数控工艺规程的编制是直接指导产品或零件制造工艺过程和操作方法的工艺文件，它将直接影响企业产品质量、效益、竞争能力。本文通过对典型轴类零件数控加工工艺的分析，对零件进行编程加工，给出了对于典型零件数控加工工艺分析的方法，对于提高制造质量、实际生产具有一定的意义。第一章、选择本课题的目的及意义1.1数控技术数控技术(NumericalControl)是近代发展起来的一种自动控制技术，是用数字化信息实现机床控制的一种方法。数字控制机床(NmericallyControlMachineTool)是采用数控技术的机床，简称数控机床。数控机床是一种装有数控系统的机床，该系统能逻辑地处理具有使用数字号码或其他符号编码指令规定的程序。数控系统是一种控制系统，它能自动完成信息的输入、译码、运算，从而控制机床的运动和加工过程。1908年，穿孔的金属薄片互换式数据载体问世；19世纪末，以纸为数据载体并具有辅助功能的控制系统被发明；1938年，香农在美国麻省理工学院进行了数据快速运算和传输，奠定了现代计算机，包括计算机数字控制系统的基础。数控技术是与机床控制密切结合发展起来的。1952年，第一台数控机床问世，成为世界机械工业史上一件划时代的事件，推动了自动化的发展。它是采用计算机实现数字程序控制的技术。这种技术用计算机按事先存贮的控制程序来执行对设备的控制功能。由于采用计算机替代原先用硬件逻辑电路组成的数控装置，使输入数据的存贮、处理、运算、逻辑判断等各种控制机能的实现，均可通过计算机软件来完成。1.2数控编程数控编程是目前CAD/CAPP/CAM系统中最能明显发挥效益的环节之一，其在实现设计加工自动化、提高加工精度和加工质量、缩短产品研制周期等方面发挥着重要作用。在诸如航空工业、汽车工业等领域有着大量的应用。由于生产实际的强烈需求，国内外都对数控编程技术进行了广泛的研究，并取得了丰硕成果。数控编程是从零件图纸到获得数控加工程序的全过程。它的主要任务是计算加工走刀中的刀位点（cutterlocationpoint简称CL点）。刀位点一般取为刀具轴线与刀具表面的交点，多轴加工中还要给出刀轴矢量。1.3数控仿真技术从工程的角度来看，仿真就是通过对系统模型的实验去研究一个已有的或设计中的系统。分析复杂的动态对象，仿真是一种有效的方法，可以减少风险，缩短设计和制造的周期，并节约投资。计算机仿真就是借助计算机，利用系统模型对实际系统进行实验研究的过程。它随着计算机技术的发展而迅速地发展，在仿真中占有越来越重要的地位。数控机床加工零件是靠数控指令程序控制完成的。为确保数控程序的正确性，防止加工过程中干涉和碰撞的发生，在实际生产中，常采用试切的方法进行检验。但这种方法费工费料，代价昂贵，使生产成本上升，增加了产品加工时间和生产周期。后来又采用轨迹显示法，即以划针或笔代替刀具，以着色板或纸代替工件来仿真刀具运动轨迹的二维图形（也可以显示二维半的加工轨迹），有相当大的局限性。对于工件的三维和多维加工，也有用易切削的材料代替工件（如，石蜡、木料、改性树脂和塑料等）来检验加工的切削轨迹。但是，试切要占用数控机床和加工现场。为此，人们一直在研究能逐步代替试切的计算机仿真方法，并在试切环境的模型化、仿真计算和图形显示等方面取得了重要的进展，目前正向提高模型的精确度、仿真计算实时化和改善图形显示的真实感等方向发展。1.4数控技术发展趋势1.4.1性能发展方向机床向高速化方向发展，可充分发挥现代刀具材料的性能。不但可大幅度提高加工效率，降低加工成本，而且还提高零件的表面加工质量和精度；要提高加工效率，首先必须提高切削和进给速度，同时，还要缩短加工时间；要确保加工质量，必须提高机床部件运动轨迹的精度，对数控系统的可靠性而言，一般要高于被控设备的可靠性在一个数量级以上，它是高速、高效、高精度的基本保证。高速、精密是机床发展永恒的目标。随着科学技术突飞猛进的发展，机电产品更新换代速度加快，对零件加工的精度和表面质量的要求也愈来愈高。为满足这个复杂多变市场的需求，当前机床正向高速切削、干切削和准干切削方向发展，加工精度也在不断地提高。另一方面，电主轴和直线电机的成功应用，陶瓷滚珠轴承、高精度大导程空心内冷和滚珠螺母强冷的低温高速滚珠丝杠副及带滚珠保持器的直线导轨副等机床功能部件的面市，也为机床向高速、精密发展创造了条件。数控机床的可靠性是数控机床产品质量的一项关键性指标。数控机床能否发挥其高性能、高精度和高效率，并获得良好的效益，关键取决于其可靠性的高低。数控机床与传统机床相比，增加了数控系统和相应的监控装置等，应用了大量的电气、液压和机电装置，易于导致出现失效的概率增大；工业电网电压的波动和干扰对数控机床的可靠性极为不利，而数控机床加工的零件型面较为复杂，加工周期长，要求平均无故障时间在2万小时以上。为了保证数控机床有高的可靠性，就要精心设计系统、严格制造和明确可靠性目标以及通过维修分析故障模式并找出薄弱环节。国外数控系统平均无故障时间在7-10万小时以上，国产数控系统平均无故障时间仅为10000小时左右，国外整机平均无故障时间达800小时以上，而国内最高只有300小时。科学技术发展到今天，实时系统和人工智能相互结合，人工智能正向着具有实时响应的、更现实的领域发展，而实时系统也朝着具有智能行为的、更加复杂的应用发展，由此产生了实时智能化控制这一新的领域。在数控技术领域，实时智能控制的研究和应用正沿着几个主要分支发展，如自适应控制、模糊控制、神经网络控制、专家控制、学习控制、前馈控制等。1.4.2功能发展方向1、数控车床设计CAD化随着计算机应用的普及及软件技术的发展，CAD技术得到了广泛发展。CAD不仅可以替代人工完成繁琐的绘图工作，更重要的是可以进行设计方案选择和大件整机的静、动态特性分析、计算、预测及优化设计，可以对整机各工作部件进行动态模拟仿真。在模块化的基础上在设计阶段就可以看出产品的三维几何模型和逼真的色彩。采用CAD，还可以大大提高工作效率，提高设计的一次成功率，从而缩短试制周期，降低设计成本，提高市场竞争能力。通过对机床部件进行模块化设计，不仅能减少重复性劳动，而且可以快速响应市场，缩短产品开发设计周期。2、科学计算可视化科学计算可视化可用于高效处理和解释数据，使信息交流不再局限于用文字和语言表达，而可以直接使用图形、图像、动画等可视信息。在数控技术领域，可视化技术用于CAD\CAM，如自动编程设计、参数自动设定、刀具补偿和刀具管理数据的动态和显示以及加工过程的可视化仿真演示等。3、插补和补偿方式多样化插补方式有多种多样，如直线式插补、圆弧插补、圆柱插补、极坐标插补、螺旋插补、NANO插补、NURBS插补等。补偿方式有间隙补偿、垂直度补偿、象限误差补偿、螺距和测量系统误差补偿等。4、内装高性能PLC在CNC系统内装高性能PLC控制模块，可直接用梯形图或高级语言编程，具有直观的在线调试和在线帮助功能。用户可在标准PLC用户程序基础上进行编辑修改，从而方便地建立自己的应用程序。5、多媒体技术应用多媒体技术是集计算机、声像和通信技术与一体，使计算机具有综合处理声音、文字、图像和视频信息的能力，在数控领域，应用多媒体技术可以做到信息处理综合化、智能化，在实时监控系统和现场设备的故障诊断、生产过程参数监测等方面有着重大的应用价值［5］。6、用户界面图形化当前INTERNET、虚拟现实、科学计算可视化以及多媒体等技术也对用户界面提出了更高的要求。图形用户界面极大地方便了非专业用户的使用，人们可以通过窗口和菜单进行操作，便于蓝图编程和快速编程、三维彩色立体动态图形显示、图形模拟、图形动态跟踪和仿真、不同方向的视图和局部显示比例缩放功能的实现。1.4.3体系结构的发展方向1、集成化采用高度集成化的CPU、RISC芯片和大规模可编程集成电路FPGA、EPLD、CPLD以及专用集成电路ASIC芯片，可提高数控系统的集成度和软硬运行速度。应用FPD平板显示技术，可提高显示器性能。2、模块化硬件模块化易于实现数控系统的集成化和标准化。根据不同的功能需求，将基本模块，如CPU、存储器、位置伺服、PLC、输入输出接口、通讯等模块，制作成为标准的系列化产品，通过积木方式进行功能裁剪和模块数量的增减，构成不同档次的数控系统。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，如加工过程的自适应控制，工艺参数自动生成；为提高驱动性能及使用连接方面的智能化，如前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负载自动选定模型、自整定等；简化编程、简化操作方面的智能化，如智能化的自动编程、智能化的人机界面等；还有智能诊断、智能监控等方面的内容，以方便系统的诊断及维修等。4、网络化网络化数控装备是近年来机床发展的一个热点。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。数控机床联网可进行远程控制和无人化操作。通过机床联网，可在任何一台机床上对其他机床进行编程、设定、操作、运行，不同机床的画面可同时显示在每一台机床的屏幕上。5、开放化为适应数控进线、联网、普及型个性化、多品种、小批量、柔性化及数控迅速发展的要求，最重要的发展趋势是体系机构的开放性。开放式的数控系统具有如下优点：品种减少、批量增加，易于满足用户要求；开放式的标准框架，促进各行业的软件厂商参与；软件开发效率提高，产品更新加快；可使整机具有个性化，降低开发成本；减少对系统提供商的依赖，保护自己的专有技术；购买机床时的初期成本透明化；能实现用户自身独特的FA系统设计；用户界面的一致性，易于使用和培训。第二章、工艺方案分析■:?n1.-r.■:?n1.-r.2.1零件图的技术要求去除毛刺，尖角倒钝。未注角均为45度。无热处理和硬度要求。2.2零件图分析及毛坯的选择该零件表面由圆柱面、圆锥面、圆弧面、螺纹面及沟槽等表面组成。该零件的几何元素之间的关系表达的很清楚完整，其中多个直径的尺寸精度有较严格的要求，零件的表面部分表面粗糙度要求也较高。选用毛坯为45#钢，①55mmX150mm，无热处理和硬度要求在确定数控加工零件和加工内容后，根据所了解的数控机床性能及实际工作经验，需要对零件图进行工艺分析，以减少后续编程和加工中可能出现的失误，零件图的工艺分析可以从以下几个方面考虑［5］。审查零件图的完整性和正确性。对轮廓零件，审查构成轮廓各几何元素的尺寸或相互关系的标准是否准确完整。例如：在实际工件中常常会遇到图纸中给出的几何元素的相互关系不正确、缺尺寸，使编程计算无法完成。或虽然给出了几何元素的相互关系，但同时又给出了引起矛盾的相关尺寸、尺寸多余等同样给编程带来困难。审查零件图中的尺寸标准方式是否适应数控加工的特点。对数控加工来说，最倾向于以同一基准引注尺寸或直接给出坐标尺寸，这种标准方法便于编程，也便于尺寸之间的相互协调，在保持设计、工艺、检测基准与编程原点位置的一致性方面带来很大方便，由于零件设计人员往往在尺寸标准中较多地考虑装机等使用性能，而不得不采取局部分散的标准方法，这样会给工序安排与数控加工带来诸多不全。事实上，由于数控加工精度及重复定位精度都很高，不会因产生较大的积累误差而破坏使用特性，因而改变局部分散标准法为集中引注或坐标式标注是安全可行的。审查零件图样中构成轮廓的几何元素是否充分。在自动编程时，要对构成轮廓的所有几何元素进行定义，手工编程时要计算出每一个基点坐标，无论哪一点不明确或不确定，编程都无法进行。所以在审查图样时一定要仔细认真，发现问题要及时同有关人员更改。审查和分析零件所要求的加工精度，尺寸公差是否都可以得到保证。数控机床尽管比普通机床加工精度高，但数控加工车普通加工一样，在加工过程中都会遇到受力变形的困扰，因此对于薄壁零件、刚性差的零件加工，一定注意加强零件加工部位的刚性，防止变形的产生。特殊零件的处理。对于一些特殊零件，例如对于厚度尺寸有要求的大面积薄壁板零件，由于数控加工时的切削力和薄板的弹性退让容易产生切削面的振动，影响到尺寸公差和表现粗糙度的要求。因此加工这些零件时应采取特别的工艺处理手段，例如改进装夹方式，采用合适的加工顺序和刀具，选择恰当的粗精加工余时等。2.3设备的选择据该零件的外形是轴类零件，比较适合在车床上加工，由于零件上既有切槽尺寸精度又有圆弧数值精度，在普通车床上是难以保证其技术要求。所以要想保证技术要求，只有在数控车床上加工才能保证其加工的尺寸精度和表面质量。机床我们选用CK6142车床,HNC数控系统。其参数如下表：表2CK6142车床的主要技术参数参数型号CK6142加工能力床身上最大回转直径mm420刀架上最大回转直径mm200最大工件长度mm2000最大车削长度mm1870床身导轨宽度mm400主轴主轴端部代号C6主轴孔径mm58主轴锥孔mm主轴转速（四段无级）r/min27.5-220063X/Z向最小进给增量mm0.0005/0.001进给X/Z向快移速度mm/min4000/8000X向最大行程mm300电动刀架工位数H42525刀架刀杆截面mm25X2尾座套筒直径m75尾座尾座套筒行程150尾座套筒锥孔Morse5主电动机功率kw7.5电机机床质量kg1900,2000,2500,3500,4500,机床外形尺寸（长，宽，高）mm1806,2091,2376,2946,3516X1170X16002.4数控加工工艺的基本特点在数控机床上加工零件和在普通机床上加工零件所涉及的工艺问题大相同，处理方法也没有太大的差别，但数控机床是自动加工的，因而有以下几点特点.八\\：（1）数控加工的工序内容比普通车床的加工内容复杂，加工的精度度更高，加工的表面质量高，加工的内容较丰富。（2）数控机床加工的程序编制比普通车床的加工编制复杂些，这是因为数控机床加工存在对到，换刀以及退刀等特点，这都无一例外的变成程序的内容，正是由于这个特点，促使对加工程序的正确性和合理性要求极高，不能有丝毫的差错，否则加工不出合格的零件。2.5确定加工方法加工方法的选择原则是保证加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求。由于获得同一级精度及表面粗糙度的加工方法一般有许多，因而在实际选择时，要结合零件的形状、尺寸大小和形位公差要求等全面考虑。图上几个精度要求较高的尺寸，因其公差值较小，所以编程时没有取平均值，而取其基本尺寸。在轮廓线上，有个锥度10度坐标P1、和一处圆弧切点P2，在编程时要求出其坐标，P1（45.29，75）P2（35，56.46）。通过以上数据分析，考虑加工的效率和加工的经济性，最理想的加工方式为车削，考虑该零件为大批量加工，故加工设备采用数控车床。根据加工零件的外形和材料等条件，选用CJK6032数控机床。加工路线应保证被加工工件的精度和表秒粗糙度。设计加工路线要减少空行程时间，提高加工效率。简化数值计算和减少程序段，减轻编程的工作量。根据工件的外形，刚度，加工余量，机床系统的刚度等情况，确定循环加工的次数。合理设计刀具的切入与切出的方向，采用单向趋近定位方法，避免传动系统反向间隙而产生定位误差。2.6确定加工方案零件上比较精密表面的加工，常常是通过粗加工、半精加工和精加工逐步达到的。对这些表面仅仅根据质量要求选择相应的最终加工方法是不够的，还应正确地确定从毛坯到最终成形的加工方案。加工顺序的安排应根据工件的结构和毛坯的状况，选择工件定位和安装方式，重点要保证工件的刚度不被破坏，尽量减少变形。因此，加工顺序的安排应遵循以下的原则：（1）上道工序的加工不能影响下道工序的定位与夹紧。（2）先加工工件的内腔后加工工件的外轮廓。（3）尽量减少重复定位与换刀次数。在一次安装加工多道工序中，先安排对工件刚性破坏较小的工序。毛坯先夹持左端，车右端轮廓113mm处，右端加H^39mm、S①42mm、R9mm、①35mm、锥度为10度的外圆，①52mm.调头装夹已加H^52mm外圆，左端加工①25mmX33mm、切退刀槽、加工螺纹M25mmX1.5mm.该典型轴加工顺序为：预备加工---车端面---粗车右端轮廓---精车右端轮廓---切槽---工件调头---车端面---粗车左端轮廓---精车左端轮廓---切退刀槽---粗车螺纹---精车螺纹。第三章、确定零件的定位基准和装夹方式3.1粗基准选择原则选择重要表面为粗基准为保证工件上重要表面的加工余量小而均匀，则应选择该表面为粗基准。所谓重要表面一般是工件上加工精度以及表面质量要求较高的表面，如床身的导轨面，车床主轴箱的主轴孔，都是各自的重要表面。因此，加工床身和主轴箱时，应以导轨面或主轴孔为粗基准。选择不加工表面为粗基准为了保证加工面与不加工面间的位置要求，一般应选择不加工面为粗基准。如果工件上有多个不加工面，则应选其中与加工面位置要求较高的不加工面为粗基准，以便保证精度要求，使外形对称等。毛坯孔与外圆之间偏心较大，应当选择不加工的外圆为粗基准，将工件装夹在三爪自定心卡盘中，把毛坯的同轴度误差在镗孔时切除，从而保证其壁厚均匀。选择加工余量最小的表面为粗基准在没有要求保证重要表面加工余量均匀的情况下，如果零件上每个表面都要加工，则应选择其中加工余量最小的表面为粗基准，以避免该表面在加工时因余量不足而留下部分毛坯面，造成工件废品。选择较为平整光洁、加工面积较大的表面为粗基准以便工件定位可靠、夹紧方便。粗基准在同一尺寸方向上只能使用一次因为粗基准本身都是未经机械加工的毛坯面，其表面粗糙且精度低，若重复使用将产生较大的误差。3.2精基准选择原则1.尽可能采用设计基准或装配基准作为定位基准。一般的套、齿轮坯和皮带轮，精加工时一般利用心轴以内孔作为定位基准来加工外圆及其他表面一般先车好内孔和螺纹，然后把它安装在主轴上再车配安装三爪自定心书盘的凸肩和端面。这种加工方法的定位基准和装配基准重合.使装配精度容易达到满意的效果。尽可能使定位基准和测量基准重台。A和B之间的长度公差为O,测量基准面为人。心轴加工时，因为轴向定位基准是A面，这样定位基准跟测量基准重台，使工件容易达到长度公差要求。如果用c面作为长度定位基准，由于c面与A面之间也有一定误差，这样就产生了间接误差，误差累计后，很难保证要求。尽可能使基准统一。除第一道工序外，其余加工表面尽量采用同一个精基准，因为基准统一后，可减少定位误差，提高加工精度，使装夹方便。如一般轴类工件的中心孔，在车、铣、磨等工序中，始终用它作为精基准。X如齿轮加T时，先把内孔加工好，然后始终以孔作为精基准。必须指出.当本原则与上述原则②抵触而不能保证加工精度时，就必须放彝这个原则。选择精度较高、形状简单和尺寸较大的表面作为精基准。这样可以减少定位误差，使定位稳固.还可使工件减少变形。内圆磨具套筒，外圆长度较长，形状复杂，在车削和磨削内孔时，应以外圆作为定位精基准。3定位基准基准重合原则：选择加工表面的设计基准为定位基准;基准统一原则：自为基准原则，互为基准原则。3.4装夹方式数控机床与普通机床一样也要全里选择定位基准和夹紧应力求设计、工艺与编程计算的基准统一，减少装夹次数，尽可能在一次定位装夹后，加工出全部待加工表面，避免采用占机人工调整式加工方案，以充分发挥数控机床的效能。装夹应尽可能一次装夹加工出全部或最多的加工表面。由零件图可分析，应先装夹毛坯由35mm的棒料的一端，夹紧其78mm的长度加工内孔。然后将棒料卸下，装夹山55mm的圆柱表面，加工另一端的沟槽及圆弧。这样两次装夹即可完成零件的所有加工表面，且能保证其加工精度要求。工艺过程4.1工序划分在数控机床上加工零件，工序可以比较集中，在一次装夹中尽可能完成大部分或全部工序。一般工序划分有以下几种方式：按零件装卡定位方式划分工序由于每个零件结构形状不同，各加工表面的技术要求也有所不同，故加工时，其定位方式则各有差异。一般加工外形时，以内形定位；加工内形时又以外形定位。因而可根据定位方式的不同来划分工序。2）粗、精加工划分工序［根据零件的加工精度、刚度和变形等因素来划分工序时，可按粗、精加工分开的原则来划分工序，即先粗加工再精加工。此时可用不同的机床或不同的刀具进行加工。通常在一次安装中，不允许将零件某一部分表面加工完毕后，再加工零件的其他表面。3）按所用刀具划分工序&为了减少换刀次数，压缩空程时间，减少不必要的定位误差，可按刀具集中工序的方法加工零件，即在一次装夹中，尽可能用同一把刀具加工出可能加工的所有部位，然后再换另一把刀加工其他部位。在专用数控机床和加工中心中常采用这种方法。4.2工步的划分工步的划分主要从加工精度和效率两方面考虑。在一个工序内往往需要采用不同的刀具和切削用量，对不同的表面进行加工。为了便于分析和描述较复杂的工序，在工序内又细分为工步。下面以加工中心为例来说明工步划分的原则：1）同一表面按粗加工、半精加工、精加工依次完成，或全部加工表面按先粗后精加工分开进行。2）对于既有铣面又有镗孔的零件，可先铣面后镗孔，使其有一段时间恢复，可减少由变形引起的对孔的精度的影响。3）按刀具划分工步。某些机床工作台回转时间比换刀时间短，可采用按刀具划分工步，以减少换刀次数，提高加工生产率。总之，工序与工步的划分要根据具体零件的结构特点、技术要求等情况综合考虑。4.3数控加工工艺规程的制订机械加工工艺过程卡片（厂名）产品型号零件图号产品名称减速箱输出轴零件名称减速箱轴首输出共2页第1页材料牌45钢毛坯种类锻件毛坯外型尺寸每毛坯可制作件数1每台件数1备注

号序工序名称工序内容车间段设备工艺装备工时准终单件设计（日期）审核（日期）标准化（日期）会签期标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期2010年1220描图描校底图号装订号数控刀具卡片产品名称或智能单向阀门零件名称阀门件一零件图号FM-1程序编号%0001

4.4工艺路线的拟定4.4.1加工方法的选择根据每个加工表面的精度要求，（尺寸、形状、位置、精度及表向粗造度对照各种加工方法能达到的精度及粗糙度，选择最合理的加工方法。例：加工一直经^35H7▽0.8的孔钻孔一扩孔一铰钻孔f拉钻孔一粗镗一半粗镗一精镗加工材料的性质：如淬火钢专用磨削，有色金属常用金刚镗或者高速精密车削考虑生产类型：即生产率和经济性问题。在大批大量生产中可用专用高效设备，如平面和孔可采用拉削加工代替铣、^叭镗。考虑本厂（本车间）的现有设备及技术要求，能达到的加工经济精度。4.4.2加工顺序的安排先加工基准面再加工其他表面加工平面后加工孔加工主要表面，后加工次精加工阶段要的表面安排粗加工工序，后安排精加工工序4.4.3划分方法粗加工阶段半精加工阶段精加工阶段精密、超精密或光整加工阶段对精度要求很高的工件，在工艺过程的最后安排珩磨、研磨、精密磨、超精加工、金刚车、金刚镗或其它特种方法加工，以达到最终的精度要求。第五章、确定加工顺序及进给路线5.1零件加工必须遵守的安排原则基面先行工面基准为后刀面的加工提供基准面，所以应该先平左端面作为基准面；先主后次所加工的表面均为重要表面所以按照从左到有的顺序；先粗后精削去大部分的金属余量再进行成型切削，保证零件的尺寸要求和质量要求；先面后孔工零件左端面，再加工零件内孔综上所述，加工顺序为：平左端面＞粗车外圆＞加工内孔＞精车轮廓一＞粗精车螺纹一＞粗车外圆一＞切槽一＞车削圆弧一＞切槽一＞精车轮廓5.2进给路线编程时，为了保证被加工零件的精度和表面粗糙度能达到工件图样的要求，精加工的进给路线基本上都是沿其零件轮廓图顺序进行。其确定原则为：在保证加工质量的前提下，使加工程序具有最短的进给路线，即最短的空行程路线和切削进给路线，使数值计算简单，以减少编程工作量。第六章切削用量的选择与编程6.1切削用量的选择要遵循粗加工转速要低，精加工转速要高的基本原则。加工材料一45钢，□b=200Mpa工件尺寸一坯件D=55mm，车削后d=52mm，加工长度=145mm，加工后的要求一车削后零件的便面粗糙度为Ra1.6um和Ra3.2um，同轴度为60.02um。车床一ck6142，粗加工时用三爪卡盘自定心装夹，精加工用软爪。6.2背吃刀量的选择选择背吃刀量ap:背吃刀量是根据粗、精加工要求、已知的加工余量及加工系统刚性和机床功率来确定。粗加工：为提高生产效率，在刀具强度、加工系统刚性允许条件下，尽量一次切除余量即：ap=A(A为工件半径方向余量)2若余量多，表面粗糙一平、有硬皮等，可将加工余量分二次切除即：aP1=(3〜1134)A；ap2=(〜)A工件加工余量3mm，分为粗加工和精加工两次走到粗加工余量取2.5mm，由于加工余量只有2.5mm，故可一次走到完成。精加工余量为七二(52.5-52)/2=0.25mm,由表3查得选取刀杆尺寸BXH=16mmX25mm刀片厚度为4.5mm。粗车毛坯，可以选择YT15硬质合金车刀。6.3主轴转速的选择车直线和圆弧轮廓时查表取粗车的切削速度Vc90m/min，精车的切削速度%12°m/min。而主轴转速根据毛坯直径计算，并结合车床说明书选取：粗车时，取主轴转速n=500r/min；精车时，取主轴转速n=700r/min。车螺纹时取主轴转速n=320r/min，钻中心孔时，主轴转速n=800r/min；钻底孔时，主轴转速n=500r/min6.4进给量的选取在粗车碳素钢材料时根据附表9,刀杆的尺寸为16X25mm、ap=2.5mm，及工件的直径为55mm，f=0.5mm-0.7mm/r。6.5进给速度的选取粗车时，选择f=0.5mm/r，精车时，取/二°.2mm/r，计算得：粗车进给速度f=25。mm/min；精车进给速度f=140mm/min。车螺纹的进给量等于螺纹螺距，即f=2mm/r。切削用量表切削用量背吃刀量/mm主轴转速/（r/min）进给量/（mm/r）进给速度/（mm/min）工步粗加工精加工粗加工精加工粗加工精加工粗加工精加工平端面500钻中心孔800加工420底孔0.255007000.2140车轮廓30.255007000.50.5250350车螺纹0.10.130030022600600

6.6程序的编写6.6程序的编写分析零件图确定工艺过程对零件图样要求的形状、尺寸、精度、材料及毛坯进行分析，明确加工内容与要求；确定加工方案、走刀路线、切削参数以及选择刀具及夹具等。数值计算根据零件的几何尺寸、加工路线、计算出零件轮廓上的几何要素的起点、终点及圆弧的圆心坐标等。编写加工程序在完成上述两个步骤后，按照数控系统规定使用的功能指令代码和程序段格式，编写加工程序单。将程序输入数控系统程序的输入可以通过键盘直接输入数控系统，也可以通过计算机通信接口输入数控系统。检验程序与首件试切利用数控系统提供的图形显示功能，检查刀具轨迹的正确性。对工件进行首件试切，分析误差产生的原因，及时修正，直到试切出合格零件。FANUC系统编程常用指令(1)快速定位(G00或G0)，刀具以点位控制方式从当前所在位置快速移动到指令给出的目标位置。指令格式：G00X(U)Z(W)；直线插补(G01或G1)，指令格式：G01X(U)Z(W)F；圆弓瓜插补(G02或G2，G03或G3)，指令格式：G02X(U)_Z(W)_I_K_F_；或G02X(U)Z(W)RF；G02为顺时针圆弧插补指令，G03为逆时针圆弧插补指令。G04暂停G20英制尺寸(英寸)输入G21公制尺寸(毫米)输入G27返回参考点检测G28自动返回参考点G50工件坐标系设定循环加工指令当车削加工余量较大，需要多次进刀切削加工时，可采用循环指令编写加工程序，这样可减少程序段的数量，缩短编程时间和提高数控机床工作效率。根据刀具切削加工的循环路线不同，循环指令可分为单一固定循环指令和多重复合循环指令。单一固定循环指令对于加工几何形状简单、刀具走刀路线单一的工件，可采用固定循环指令编程，即只需用一条指令、一个程序段完成刀具的多步动作。固定循环指令中刀具的运动分四步：进刀、切削、退刀与返回。外圆切削循环指令(G90)指令格式：G90X(U)_Z(W)_R_F_指令功能：实现外圆切削循环和锥面切削循环。多重复合循环指令(G70——G76)运用这组G代码，可以加工形状较复杂的零件，编程时只须指定精加工路线、径向轴向精车留量和粗加工背吃刀量，系统会自动计算出粗加工路线和加工次数，因此编程效率更高。在这组指令中，G71、G72、G73是粗车加工指令，G70是G71、G72、G73粗加工后的精加工指令，G74是深孔钻削固定循环指令，G75是切槽固定循环指令，G76是螺纹加工固定循环指令。外圆粗加工复合循环(G71)指令格式：G71UAdReG71PnsQnfUAuWAwFfSsTt指令功能切除棒料毛坯大部分加工余量，切削是沿平行Z轴方向进行。端面粗加工复合循环(G72)指令格式:G72WAdReG72PnsQnfUAuWAwFfSsTt指令功能:切削是沿平行乂轴方向进行。固定形状切削复合循环(G73)指令格式：G73UAiWAkRdG73PnsQnfUAuWAwFfSsTt指令功能:适合加工铸造、锻造成形的一类工件。精车复合循环(G70)指令格式：G70PnsQnf指令功能：用G71、G72、G73指令粗加工完毕后，可用精加工循环指令。螺纹加工自动循环指令单行程螺纹切削指令G32(G33,G34)指令格式：G32X(U)_Z(W)_F_指令功能：切削加工圆柱螺纹、圆锥螺纹和平面螺纹。螺纹切削循环指令(G92)指令格式:G92X(U)_Z(W)_R_F_指令功能：切削圆柱螺纹和锥螺纹。螺纹切削复合循环(G76)指令格式：G76PmraQAdminRdG76X(U)_Z(W)_RiPkQAdFf指令功能：该螺纹切削循环的工艺性比较合理，编程效率较高。辅助功能(M代码)M00程序暂停M01程序选择暂停M02程序结束M03主轴正转M04主轴反转M05主轴停止M08切屑液开M09切削液关M30纸带结束并返回程序头M98调用子程序M99子程序结束返回主程序第七章典型轴类零件加工工艺技术要求：1、未注倒角；2、毛坯：由45mm；3、工件材料：45钢。图7-17.1分析零件图由图可知，该工件材料为45钢，无热处理及硬度要求。该零件表面由圆柱面、圆锥面、圆弧及直螺纹组成，且有较高的精度和粗糙度要求，特别是SR20mm球面和643mm圆柱面，其粗糙度为1.6Um。该零件的尺寸标注完整、正确，零件轮廓描述清楚。7.2制定加工工艺7.2.1确定装夹方案因工件长度较短，可用三爪自定心卡盘直接夹紧工件外圆左端，工件伸出卡盘110mm，将工件右端面中心设置为工件零点，作为加工测量及编程的基准点。本工件在一次装夹中即能加工出全部的工件表面。7.2.2确定加工顺序及进给路线加工顺序按先粗后精、由近到远的原则确定，根据本工件的结构特征，可按下列步骤进行。（1）先车削工件右端面（对刀前手工完成），并以此端面的中心作为原点建立工件坐标系；（2）采用G73功能对工件外形进行粗车，然后用G70进行精车；（3）进行切槽加工；采用循环功能车削螺纹；（4）切断工件。因该数控车床具有循环功能，只要编程正确，数控系统就会自动确定粗车及螺纹车削进给路线，因此，该零件的粗车循环和车削螺纹循环不需要人为确定进给路线，我们只要指定零件的精车路线。本工件的精车路线是从右到左沿零件表面轮廓进给。7.2.3选择刀具车削本例工件，所需刀具数量较少，具体如下：（1）T01：90°外圆粗车刀。因工件SR20的圆球要求过象限切削，为防止刀具与工件轮廓发生干涉，车刀副偏角不能太小，本例选Kr'=35°。（2）T02：外圆精车刀。在精车中仍要考虑与工件轮廓的干涉，同时要考虑工件的表面质量，本例选择尖形车刀（Kr'=50°）。

T03:切断刀，刀宽取4mm,用于车槽及切断。T04：硬质合金60°外螺纹车刀，刀尖角取59°30’，刀尖圆弧半径取0.2mm。7.2.4选择切削用量切削用量的选择要根据切削用量的选择原则，结合数控机床和被加工工件的特点进行选择，并经过实际加工进行适当调整，本例切削用量的选择如下：⑴背吃刀量：粗车时，选择背吃刀量ap=3mm；精车时，选择背吃刀量ap=0.25mm。⑵主轴转速：粗车时，主轴转速n=500r/min；精车时，主轴转速n=1000r/min；车削螺纹时，主轴转速n=400r/min；切槽、切断时，主轴转速n=400r/min。⑶进给量：粗车时，为提高切削效率，可选择较高的进给量，本例取/=0.3mm/r；精车时，为提高工件表面质量，进给量应选择得小一些，本例取/=0.1mm/r；车削螺纹时的进给量应等于螺纹导程，即/=2mm/r。7.3编制数控加工程序O4009;N10N20N30N40T0101;G97G00G71S500X48U1M03;Z2;W0R5;N50N60N70N80N90N100N110N120N130N140N150N160N170N180N190N50N60N70N80N90N100N110N120N130N140N150N160N170N180N190N200N210N220N230N240N250N260N270N280N290N300N310N320N330N340N350N360N370N380N390N400N410N420N430N440N450N460N470G03X30R2;G01Z-34;X38Z-41;W-3;G03X33.14Z-65.27R20F0.07;G02X34W-3R3;G01Z-71F0.1;G02X39.97W-3R3F0.07;G01W-8F0.1;X42.98;W-10;X46;G01X150Z100;M05;M00;T0202;G50S2000;G96S120M03;G00X48Z2;G70P60Q210F0.1;G00X150Z100;M05;M00;T0303;G97S400M03;G00X31Z5;Z-24;G01X20.5F0.05;G04X1;G01X150Z100;G00X150Z100;M05;M05;G97S500M03;T0404;G00X28Z5;G92X23.1Z-22F2;X22.4;

N480X21.9;N490X21.6;N500X21.45;N510X21.4;N520G00X150Z100;N530M05;N540M00;N550T0303;N560G50S1200;N570G96S50M03;N580G00X48Z5;G590Z-94;N600G75R0.3;N610G75X0.5P2000;N620G00X100;N630Z100M05;N640M30;第八章套类零件的工艺分析铸铁图8-18.1零件图的分析由可知，本工件材料为铸铁，工序加工内容较多，但精度要求不是很高。从结构上看，该零件包括内、外表面的加工，外型有平面、锥面及螺纹组成，内型有圆弧、平面、内沟槽及内锥面等组成。其结构形状较复杂，适合数控车削加工。该零件的尺寸标注完整、正确，尺寸基准统一，有利于定位基准与编程原点的统一。零件轮廓描述清楚，无热处理及硬度要求。8.2工序的划分本工件为一盘类零件，根据零件的结构，需经两次装夹方可完成零件的加工。其工序的划分可根据两次装夹来划分，第一工序为夹持工件右部，先加工工件左端面及工件外圆的车削加工。本工序因内容较简单，本处不作介绍，第二工序为调头装夹工件，并进行工件的内、外形加工，具体如下所述。8.3制定加工工艺8.3.1确定装夹方案用三爪自定心卡盘反爪夹紧工件左端外圆，将工件右端面中心设置为工件零点，作为加工测量及编程的基准点。8.3.2确定加工顺序及进给路线确定加工顺序按先粗后精、由内到外的原则确定，并在一次装夹中应尽可能加工出较多的工件表面。根据本工件的结构特征，可按下列步骤进行。⑴粗车右端面及工件外表面由于是粗加工，为减少刀具的数量及换刀次数，本例可选用一把刀具车削工件端面，并将工件外表面车削成形。外表面的车削可采用固定循环功能，其进给路线只须给定外形精车路线即可，如图8-2所示。图8-2⑵粗车内表面本工件内表面由圆弧、直线构成，加工时可先当作一台阶孔处理，然后再粗车圆弧。也可直接采用数控系统的固定循环功能，整体粗车内表面，本例将采用固定循环的方法进行。采用固定循环粗车时，要特别注意退刀路线的安排，以防发生撞刀事故。⑶精车内表面及内沟槽至图纸尺寸其加工内容包括R50圆弧面、659、642内孔及内沟槽，内表面进给路线。⑷精车外形至图纸尺寸依次加工右端面、696外圆、螺纹退刀槽、6108外圆、圆锥及6136外圆，其进给路线如图8-3所示。图8-3⑸车削螺纹刀具及切削用量的选择根据工件各加工表面的形状、加工要求及工件材料，合理选择刀具。本例除螺纹刀外，其余均选用机夹可转位车刀。具体选择见表。刀具卡片产品名弥或代蜀XXXPXXX*程序偏夺O«B源名林刀辫径/岫i旧刀胸*TON三觥。25X25P啷角沏pT02Q网调车小551龄13X13。楠p如T03『&蜥13X13P0.2Pp加§13X13"0.W赚侦"5。♦S5*龄25X25^0Xp6。T岬6BB瞄业*25X2*刃尖务=5730f倡制。XXX。•麝XXX*5腊XXXP共顷#第1辨8.4切削用量的选择应根据切削用量的选择原则，及被加工表面质量要求、刀具材料和工件材料，参考切削用量手册或有关资料进行选取，本例具体切削用量的选择见。工序卡片在确定好加工的进给路线及加工刀具之后，为直观起见，可结合零件定位和加工的具体情况，绘制一份刀具调整图，来描述刀具的种类、形状、安装位置、刀尖类型及刀位点等情况，同时还能反映工件的装夹方式、待加工部位及工件的坐标原点等。工艺文件主要包括加工工序卡片、刀具卡片、进给路线图等。工艺文件是编制零件数控加工程序的主要依据，加工工序卡片包括各工步的加工内容、所用刀具及切削用量等；刀具卡片包括各工步所用刀具的型号、刀片牌号、刀尖半径等刀具参数。8.5编制数控加工程序O4010;N10M42;N20G21G97G99;N30T0101;N40S800M03;N50G00X150Z2;N60G94X0Z0;N70G71U3R0.5;N80G71P90Q190U0.25W0.1F0.3S800;尊位在存“戳校加工H岸声片--产晶等!Wort的号7心悻与耕*・4【事浅/强序隼％■■■夹JL名融■'天且钢句・,匣洋遇蚤•=■珈・04010*'三4C：KK4Cig5W控中心，xw寮g导U主玷对迎进滋―(navJr')-^LZ■军削at面”2牌车好星既.*3-曲分方吨Q01gm的精加工会qTOl^3007幅革工怦内携■面rS.1P*1湖UMg如0.1nonBnWSdTsfrda-aT02+160040.2<r-■P枯军内建面柬辑遂反寸2“L"辛削|\1柯博至赛豪尺寸MTOH^SOOt'O.L<幅车夕卜患面洋旱#尺寸；丁口5衬qDIA口.卫5『军凯MWxL.5的也散2TQ*第41页：共50页W卢at蛇XXQ丰技二XXXa批曜，XXX3共1孤二_雎1页4N90X93;N100G01Z0F0.15;N110X96C-1.5;N120Z-30;N130X92Z-35.49;N140Z-39;N150X108R1;N160Z-47;N170X136Z-57R1;N180Z-59;N190X140;N200G00X100Z100;N210M05;N220M00;N230T0202;N240S600M03;N250G00X30Z5;N260G71U-2R0.5;N270G71P280Q340U-0.25W0.1F0.2;N280G01X72Z0F0.1;N290G02X59Z-21.726R50;N300G01Z-33;N310X43C3;N320Z-75;N330X40;N340G00X30Z5;N350G70P380Q340;N360G28U0W0M05;N370M00;N380T0404;N390S800M03;N400G00X0