数控车床工艺设计参考

数控车床加工工艺设计

摘要:数控车削加工设计以机械制造中的工艺基本理论为基础，结合数控机床高精度、

高效率和高柔性等特点综合多方面的知识，处理数控加工中的工艺问题。对零件进行编

程加工之前，工艺分析具有非常重要口勺作用。在比较数控车床加工工艺与老式加工工艺

的基础上，对数控车床加工工艺中的关键问题进行了深入分析，总结了数控车床的工艺

设计措施。通过实例，证明了对日勺地进行数控车床加工工艺分析与设计有助于提高零件

加工质量和生产效率。本文通过对零件图样分析、工艺路线日勺拟订、切削用量的选择等

几方面进行了简介。

关键词:数控加工工艺分析图样分析工艺路线

Abstract:thenumericalcontrolturningprocessingdesigninmechanical

manufacturingprocessofthebasictheory,combinedwiththecharacteristics

ofncmachineandhighprecision,highefficiencyandhighflexibleintegrated

variousknow!edge,solveprocessproblemsinncmachining.Analysisofparts

beforeusingtheprogrammingprocess,processhasaveryimportantrole.Tn

comparingnumericalcontrollathemachiningprocessandtraditionalprocessing

technology,onthebasisofthekeyissuesintheprocessofnclathecarried

onthethoroughanalysis,summarizestheprocessdesignmethodofnclathe.

Throughtheinstance,provesthecorrectlyforCNClathemachiningprocess

analysisanddesigntoimprovepartsprocessingqua!ityandproduction

efficiency.Thisarticlethroughtopartspatternanalysis,theformulationof

processroute,severalaspectssuchastheselectionofcuttingparameterare

introduced.

Keywords:thencmachiningprocessanalysispatternanalysisprocessroute

目录

摘要............................................................1

引言...........................................................11

第1章数控加工概述.............................................5

1.1数控加工原理.................................................5

1.2数控加工的特点...............................................5

第2章数控加工工艺分析.........................................7

2.1机床的合理选用.............................................7

2.2数控加工零件的I工艺性分析....................................7

2.3加工措施的选择与加工方案确实定..............................7

2.4工艺与工步的划分.............................................7

2.5零件的安装与夹具的选择......................................8

2.6刀具的选择与切削用量确实定.................................9

2.7对刀点和换刀点偏实定.......................................9

2.8工艺加工路线确实定.........................................10

第3章数控加工程序编制.........................................11

3.1数控程序编制的定义.........................................11

3.2数控程序编制的措施.........................................11

3.3字与字日勺功能..............................................11

3.4程序格式.................................................12

3.5数控机床的坐标系...........................................12

3.6常用编程指令...............................................13

第4章数控车床加工实例.......................................15

4.1零件图样分析................................................15

4.2工艺措施....................................................15

4.3确认定位基准和装夹方式.....................................15

4.4加工路线和进给路线.........................................16

4.5刀具选择....................................................17

4.6工艺卡片....................................................18

4.7切削用量选择...............................................18

4.8数控加工程序单.............................................19

第5章数控车加工操作流程.......................................21

5.1开机........................................................21

5.2参照工艺分析...............................................21

5.3编程........................................................21

5.4模拟........................................................21

5.5用试刀法对刀...............................................22

5.6自动循环加工...............................................23

结论..........................................................24

致谢..........................................................25

参照文献........................................................26

引言

制造业是我国国民经济的支柱产业，其增长值约占我国国内生产总值日勺40%以上，

而先进欧I制造技术是振兴制造业系统工程的重要构成部分。二十一世纪是科学技术突飞

猛进、不停获得新突破的世纪，它是数控技术全面发展的时代。数控机床代表一种民族

制造工业现代化日勺水平，伴随现代化科学技术的迅速发展，制造技术和自动化水平H勺高

下已成为衡量一种国家或地区经济发展水平的重要标志。

数控车床是目前使用最广泛的数控机床之一。数控车床重要用于加工轴类、盘类

等回转体零件。通过数控加工程序日勺运行，可自动完毕内外圆柱面、圆锥面、成形表面、

螺纹和端面等工序的切削加工，并能进行车槽、钻孔、扩孔、钱孔等工作。车削中心可

在一次装夹中完毕更多的加工工序，提高加工精度和生产效率，尤其适合于复杂形状回

转类零件的加工。

数控机床日勺加工工艺与通用机床日勺加工工艺有许多相似之处，但在数控机床上加

工零件比通用机床加工零件日勺工艺规程要复杂得多。在数控加工对刀前，要将机床的运

动过程、零件的工艺过程、刀具日勺形状、切削用量和走刀路线等都编入程序，这就规定

程序设计人员具有多方面的知识基础。合格区I程序员首先是一种合格日勺工艺人员，否则

就无法做到全面周到地考虑零件加工日勺全过程，以和对欧I、合理地编制零件日勺加工程序。

本文重要讨论的就是作为制造业的构成部分数控车床。重要内容有有关数控车床的

数控加工原理、加工工艺分析、刀具的选用、数控车加工操作流程。

第1章数控加工概述

1.1数控加工原理

当我们使用机床加工零件时，一般都需要对机床的多种动作进行控制，一是控制

动作的先后次序，二是控制机床各运动部件日勺位移量。采用一般机床加工时，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H勺。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,

不过零件的加工精度受凸轮、靠模制造精度的影响，并且工序准备时间也很长C

采用数控机床加工零件时，只需要将零件图形和工艺参数、加工环节等以数字信息

出J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，输入给机床，即可由数控装置替代人的大脑和双手H勺大

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1T所示。

零件工毛坯

图纸作

台

输入装伺服机构工件

编程部分机床格制部分

图IT数控加工原理框图

1.2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。除手工装夹毛坯外，其他所有加工过程

都可由数控机床自动完毕C若配合自动装卸手段，见是无人控制工厂日勺基本构成环节。

数控加工减轻了操作者的劳动强度，改善了劳动条件；省去了划线、多次装夹定位、检

测等工序和其辅助操作，有效地提高了生产效率。

(2)对加工对象日勺适应性强。变化加工对象时，除了更换刀具和处理毛坯装夹方式

外，只需重新编程即可，不需要作其他任何复杂日勺调整，从而缩短了生产准备周期。

(3)加工精度高，质量稳定。加工尺寸精度在0.005〜0.01mm之间，不受零件复

杂程度的影响。由于大部分操作都由机器自动完毕，因而消除了人为误差，提高了批量

零件尺寸的一致性，同步精密控制H勺机床上还采用了位置检测装置，愈加提高了数控加

工的精度。

(4)易于建立与计算机间的通信联络，轻易实现群控。由于机床采用数字信息控制，

易于与计算机辅助设计系统连接，形成CAD/CAM一体化系统，并且可以建立各机床间的

联络，轻易实现群控。

(5)在可靠性方面，国外数控装置的MTBF值已达6000h以上，伺服系统日勺MTBF

值到达30000h以上，体现出非常高的可靠性。

第2章数控加工工艺分析

2.1机床的合理选用

数控机床一般最适合加工具有如下特点的I零件：

(1)多品种、小批量生产的零件或新产品试制中向零件。

(2)轮廓形状复杂，或对加工精度规定较高日勺零件。

(3)用一般机床加工E寸需用昂贵工艺装备(工具、夹具和模具)日勺零件。

(4)需要多次改型的零件。

（5）价值昂贵，加工中不容许报废的关键零件。

（6）需要最短生产周期的急需零件。

2.2数控加工零件的工艺性分析

（1）零件图上尺寸数据的给出，应符合程序编制以便H勺原则

（2）零件各加工部位日勺构造工艺性应符合数控加工的特点

2.3加工措施的选择与加工方案确实定

（1）加工措施的选择

加工措施的选择原则是：同步保证加匚精度和表面粗糙度日勺规定。此外，述应考虑

生产率和经济性日勺规定，以和既有生产设备等实际状况。

（2）确定加工方案的原则

零件上精度规定较高的表面加工，常常是通过粗加工、半精加工和精加工逐渐到达

日勺。对于这些表面，要根据质量规定、机床状况和毛坯条件来确定最终附加工方案。

确定加工方案时，首先应当根据重要表面日勺精度和表面粗糙度日勺规定，初步确定为

到达这些规定所需要日勺加工措施。此时要考虑到数控机床使用日勺合理性和经济性，并充

足发挥数控机床日勺功能。原则上数控机床仅进行较复杂零件重要基准的加工和零件日勺精

加工。

2.4工艺与工步的划分

（1）工序的划分

1）以零件的装夹定位方式划分工序

由于每个零件构造形状不一样，各个表面的技术规定也不一样，因此在加二中，其

定位方式就各有差异。一般加工零件外形时，以内形定位；在加工零件内形时以外形定

位。可根据定位方式日勺不一样来划分工序。

2）按粗、精工序划分加工

根据零件的加工精度、刚度和变形等原因来划分工序时，可按粗、精加工分开日勺原

则来进行划分工序，即先进行粗加工，再进行精加工。此时可以使用不一样H勺机床或不

一样日勺刀具进行加工。一般在一次安装中，不容许将零件日勺某一部分表面加工完毕后，

再加工零件日勺其他表面。

为了减少换刀次数，缩短空行程运行时间，减少不必要的定位误差，可以按照使用

相似刀具来集中加工工序内措施来进行零件的加工工序划分。尽量使用同一把刀具加工

出能加工到的所有部位，然后再更换另一把刀具加工零件的其他部位。在专用数控机床

和加工中心中常常采用这种措施。

（2）工步日勺划分

工步的划分重要从加工精度和生产效率两方面来考虑。在一种工序内往往需要采用

不一样的J切削刀具和切削用量对不一样的表面进行加工。为了便于分析和描述复杂日勺零

件，在工序内又细分为工步。工步划分的原则是：

1）同一表面按粗加工、半精加工、精加工依次完毕，或所有加工表面按先粗加工

后精加工分开进行。

2）对于既有铳削平面又有链孔加工表面的零件，可按先铳削平面后镇孔进行加工。

由于按此措施划分工步，可以提提高孔H勺加工精度。由于铳削平面时切削力较大，零件

易发生变形。先铳平面后镶孔，可以使其有一段时间恢复变形，并减少由此变形引起对

孔的精度的影响。

3）按使用刀具来划分工步。某些机床工作台『、J回转时间比换刀时间短，可以采用

按使用刀具划分工步，以减少换刀次数，提高加工效率。

2.5零件的安装与夹具的选择

（1）定位安装的基本原则

1）力争设计基准、工艺基准和编程计算基准统一。

2）尽量减少装夹次数，尽量在一次定位装夹后，加工出所有待加工表面。

3）防止采用占机人工调整加工方案，以便能充足发挥出数控机床欧I效能。

（2）选择夹具的基本原则

数控加工的特点对夹具提出了两点规定：一是要保证夹具日勺坐标方向要与机床日勺坐

标方向相对固定不变；二是要协调零件日勺和机床坐标系日勺尺寸关系。除此之外，还应当

考虑如下几点：

1）当零件加工批量不大时，应当尽量采用组合夹具、可调式夹具或其他通用夹具,

以缩短生产准备时间，节省生产费用。

2）在成批生产时才考虑使用专用夹具。

3）零件时装卸要迅速、以便、可靠，以缩短数控机床日勺停止时间。

4）夹具上各零部件应当以不阻碍机床对零件各表面附加工。夹具要敞开，其定位

夹紧机构的元件不能影响加工中日勺走刀运行。

2.6刀具的选择与切削用量确实定

（1）刀具日勺选择

数控加工的刀具材料，规定采用新型优质材料，一般原则是尽量选用硬质合金；精

密加工时，还可选择性能更好更耐磨的陶瓷、立方氮化硼和金刚石刀具，并应优选刀具

参数。

（2）切削用量确实定

合理选择切削用量的原则是：粗加工时，一般以提高生产率为主，但也应当考虑加

工成本。半精加工和精加工时，一般应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率和经济

性和加工成本。

1）确定切削深度t（mm）o

在机床、工件和刀具刚度容许日勺状况下，应以至少的进给次数切除待加工余量，最

佳一次切除待加工余量，以提高生产效率。

2）确定切削速度V（m/min）。

加人切削速度，也能提高生产效率。但提高生产效率的最有效措施还是应尽量采用

大的切削深度t。

3）确定进给速度f（mm/min或mm/r）。

进给速度是数控机床切削用量中日勺重要参数。重要根据零件的加工精度和表面粗糙

度规定以和刀具与零件的I材料性质来选用。当加工精度和表面粗糙度规定高时，进给速

度f应当选择得小些。最大进给速度受机床刚度和进给系统的性能决定，并与数控系统

脉冲当量的大小有关。

2.7对刀点和换刀点确实定

选择对刀点日勺原则是：

（1）选择的对刀点便与数学处理和简化程序编制。

（2）对刀点在机床上轻易校准。

（3）加工过程中便于检查。

（4）引起的加工误差小。

2.8工艺加工路线确实定

确定工艺加工路线的I原则是：

(1)保证零件的加工精度和表面粗糙度。

(2)以便数值计算，减少编程工作量。

(3)缩短加工运行路线，减少空运行行程。

在确定工艺加工路线时，还要考虑零件的加工余量和机床、刀具日勺刚度，需要确定

是一次走刀，还是多次走刀来完毕切削加工，并确定在数控铳削加工中是采用逆铳加工

还是顺铳加工等。

第3章数控加工程序编制

3.1数控程序编制的定义

编制数控加工程序是使用数控机床的一项重要技术工作，理想口勺数控程序不仅应当保证

加工出符合零件图样规定内合格零件，还应当使数控机床的功能得到合理n勺应用与充足

口勺发挥，使数控机床能安全、可靠、高效的工作。

数控编程是指从零件图纸到获得数控加工程序内所有工作过程。编程工作重要包

括：

(1)分析零件图样和制定工艺方案

(2)数学处理

(3)编写零件加工程序

(4)程序检查

3.2数控程序编制的措施

数控加工程序日勺编制措施重要有两种：手工编制程序和自动编制程序。

(1)手工编程

手工编程指重要由人工来完毕数控编程中各个阶段的工作。

(2)计算机自动编程

自动编程是指在编程过程中，除了分析零件图样和制定工艺方案由人工进行外，其

他工作均由计算机辅助完毕。

采用计算机自动编程时，数学处理、编写程序、检查程序等工作是由计算机自动完

毕的)，由于计算机可自动绘制出刀具中心运动轨迹，使编程人员可和时检查程序与否对

日勺，需要时可和时修改，以获得对的日勺程序。又由于计算机自动编程替代程序编制人员

完毕了繁琐日勺数值计算，可提高编程效率几十倍乃至上百倍，因此处理了手工编程无法

处理日勺许多复杂零件日勺编程难题。因而，自动编程的特点就在于编程工作效率高，可处

理复杂形状零件日勺编程难题。

3.3字与字的功能

(1)字符与代码

字符是用来组织、控制或表达数据日勺某些符号，如数字、字母、标点符号、数学运

算符等。

(2)字

在数控加工程序中，字是指一系列按规定排列日勺字符，作为一种信息单元存储、传

递和操作。字是由一种英文字母与随即的若干位十进制数字构成，这个英文字母称为地

址符。

如：“X2500”是一种字,X为地址符,数字“2500”为地址中的内容。

(3)字欧I功能

构成程序段日勺每•种字均有其特定的I功能含义，如下是以FANUC-0M数控系统的规

范为主来简介的。

(4)次序号字N

次序号又称程序段号或程序段序号。次序号位于程序段之首，由次序号字N和后续

数字构成。便于程序检查少用

(5)准备功能字G

准备功能字日勺地址符是G,又称为G功能或G指令，是用于建立机床或控制系统工

作方式的一种指令。

(6)尺寸字

尺寸字用于确定机床上刀具运动终点日勺坐标位置。

其中，第一组X,Y,Z,U,V,W,P,Q,R用于确定终点日勺直线坐标尺寸；第二

组A,B,C,D,E用于确定终点的角度坐标尺寸；第三组I,J,K用于确定圆弧轮廓

日勺圆心坐标尺寸。在某些数控系统中，还可以用P指令暂停时间、用R指令圆弧的半径

等。

(7)进给功能字F

进给功能字的地址符是F,又称为F功能或F指令，用于指定切削的进给速度。对

于车床，F可分为每分钟进给和主轴每转进给两种，对于其他数控机床，一般只用每分

钟进给。F指令在螺纹切削程序段中常用来指令螺纹日勺导程。

(8)主轴转速功能字S

主轴转速功能字H勺地址符是S,又称为S功能或S指令，用于指定主轴转速。单位

为r/mirio

(9)刀具功能字T

刀具功能字日勺地址符是T,又称为T功能或T指令，用于指定加工时所用刀具的编

号。对于数控车床，其后内数字还兼作指定刀具长度赔偿和刀尖半径赔偿用。

(10)辅助功能字M

辅助功能字H勺地址符是M,后续数字一般为1〜3位正整数，又称为M功能或M指令,

用于指定数控机床辅助装置的开关动作。

3.4程序格式

（1）程序段格式

一种数控加工程序是若干个程序段构成的。程序段格式是指程序段中日勺字、字符和

数据日勺安排形式。程序段格式举例：

N30GO!X88.1Y30.2E500S3000T02M08

N40X90（本程序段省略了续效字“GOLY30.2,F500,S3000,T02,M08”,但它们日勺

功能仍然有效）

在程序段中，必须明班构成程序段的各要素：

移动目的I：终点坐标值X、Y、Z沿怎样的轨迹移动：准备功能字G；

进给速度：进给功能字F；切削速度：主轴转速功能字S；

使用刀具：刀具功能字T；机床辅助动作：辅助功能字M。

3.5数控机床的坐标系

（1）机床坐标系确实定

机床相对运动的规定（运动定则）

在机床上，我们一直认为工件静止，而刀具是运动日勺。这样编程人员在不考虑机

床上工件与刀具详细运动的状况下，就可以根据零件图样，确定机床日勺加工过程。

（2）机床坐标系的规定

原则机床坐标系中X、Y、Z坐标轴的互相关系用右手笛卡尔直角坐标系决定。

在数控机床上，机床的动作是由数控装置来控制的，为了确定数控机床上时成形运

动和辅助运动，必须先确定机床上运动的位移和运动的方向，这就需要通过坐标系来实

现，这个坐标系被称之为机床坐标系。

例如铳床上，有机床的纵向运动、横向运动以和垂向运动。在数控加工中就应当用机床

坐标系来描述。

原则机床坐标系中X、Y、Z坐标轴日勺互相关系用右手笛卡尔直角

坐标系决定：

1）伸出右手日勺大拇指、食指和中指，并互为90°。则大拇指代表X坐标，食指代表

Y坐标，中指代表Z坐标。

2）大拇指的指向为X坐标时正方向，食指日勺指向为Y坐标日勺正方向，中指的指向为Z

坐标日勺正方向。

3）围绕X、Y、Z坐标旋转的旋转坐标分别用A、B、C表达，根据右手螺旋定则，大

拇指的指向为X、Y、Z坐标中任意轴的正向，则其他四指日勺旋转方向即为旋转坐标A、B、

C的正向。

（3）运动方向日勺规定

增大刀具与工件距离内方向即为各坐标轴时正方向，下图为数控车床上两个运动的I

正方向。

（4）坐标轴方向确实定

1）Z坐标

Z坐标的运动方向是由传递切削动力H勺主轴所决定的I，即平行于主轴轴线的坐标轴

即为Z坐标，Z坐标时正向为刀具离动工件日勺方向。

2）X坐标

X坐标平行于工件的装夹平面，一般在水平面内。确定X轴的方向时，要考虑两种

状况：

a假如工件做旋转运动，则刀具离动工件的方向为X坐标的正方向。

b假如刀具做旋转运动，则分为两种状况：Z坐标水平时，观测者沿刀具主轴向工

件看时，+X运动方向指向右方；Z坐标垂直时，观则者面对刀具主轴向立柱看时，+X

运动方向指向右方。右图所示为数控车床日勺X坐标C

3）Y坐标

在确定X、Z坐标时正方向后，可以用根据X和Z坐标时方向，按照右手直角坐

标系来确定Y坐标的方向。

（5）机床原点日勺设置

机床原点是指在机床上设置日勺一种固定点，即机床坐标系的原点。它在机床装配、

调试时就已确定下来，是数控机床进行加工运动的基准参照点。

（6）机床参照点

机床参照点是用于对机床运动进行检测和控制的固定位置点。

机床参照点日勺位置是由机床制造厂家在每个进给轴上用限位开关精确调整好的，坐

标值已输入数控系统中。因此参照点对机床原点日勺坐标是一种已知数。

一般在数控铳床上机床原点和机床参照点是重叠日勺；而在数控车床上机床参照点是

离机床原点最远日勺极限点.下图为数控车床的参照点与机床原点。

3.6常用编程指令

数控加工程序是由多种功能字按照规定日勺格式构成的。

（1）绝对尺寸指令和增量尺寸指令

在加工程序中，绝对尺寸指令和增量尺寸指令有两种体现措施。

a绝对尺寸指机床运动部件日勺坐标尺寸值相对于坐标原点给出。

b增量尺寸指机床运动部件日勺坐标尺寸值相对于前一位置给出。

(2)G功能字指定

G90指定尺寸值为绝对尺寸。

G91指定尺寸值为增量尺寸。

(3)用尺寸字的地址符指定(本课程中车床部分使用)

绝对尺寸的尺寸字的地址符用X、Y、Z

增量尺寸的尺寸字的)地址符用U、V、W

(4)坐标平面选择指令

坐标平面选择指令是用来选择圆弧插补的I平面和刀具赔偿平面的。

G17表达选择XY平面,

G18表达选择ZX平面,

G19表达选择YZ平面。

程序格式:

XY平面:

G17G02(R〜)

G17G03(R〜)

ZX平面:

G18G02I〜K〜(R〜)

G18G03I(R〜)

YZ平面:

G19G02(R〜)

G19G03Z〜Y〜J〜K〜(R〜)F〜

第4章数控车床加工实例

图4-1数控加工零件图

4.1零件图样分析

(1)材料选45#中碳热扎钢，无热处理和硬度规定日勺热扎钢(图4-1数控加工零件

图)

(2)成型表面构成：由圆柱而、圆锥面、球面、圆弧而以和螺纹面构成。各表而精

度规定较高以和表面粗糙度规定为Rai.6,用数控车削均可完毕。

(3)轴段右侧有两段顺逆圆弧，应选用机械间隙赔偿的数控机床去完毕。

4.2工艺措施

(1)尺寸精度规定和表面粗糙度规定，一般取表面粗糙度为七级精度，使用高等精

度数控CJK6140即可保证零件附加工规定，编程时，直接带入详细尺寸。

(2)轴段右侧有两段顺逆圆弧，应选用带机械间隙赔偿日勺数控机床去完毕。

(3)各成型表面连接无复杂程度中等，不须用可转位刀片，用一-般车削硬质合金刀

即可。

(4)选毛坯件:45#碳热扎圆钢，取50X150mm

(5)数控加工前先在普床上完毕外圆的准备加工，使之为48nlm,同步获得工件的回

转轴线、再平端面。

4.3确定定位基准和装夹方式

(1)定位基准：

X方向：坯件回转轴线

Z方向：坯件端面

设计基准和定位基准与工艺基准三者重叠；在对应加工之前基准端面要先加工。

(2)装夹方式：三爪自定心卡盘，手工夹紧夹持端。对坯料多出部分插入主轴内部,

加工时依次完毕四根轴日勺加工。在数控机床上分别加工各成型面，最终用切割刀切除。

综上所述，首先在普床上平端面、加工外圆清除表面的I余量到达规定，然后把工件

放到数控车床上确定左段用三爪自定心卡盘夹持，加工圆球、圆弧、圆锥、倒角、退刀

槽和螺纹，最终用切割刀切断即可完毕。

(3)装夹图如图4-2所示：

4.4加工路线和进给路线

(1)粗车外表面

先平端面，然后遵照由粗到精，从右到左(由近到远)的加工原则；加工时从右到

左粗车各面，粗车时留精加工余量0.5mm。加工时用复合固定循环中日勺轴向粗车循环指

令(G73)自动完毕加工，以减少计算时间，方面编程。加工路线如图4-3所示，用一

把刀即可完毕因此内容。

图4-3加工路线和进给路线图

(2)精车外表面

编程时用G70指令对应G71指令进行精车，一刀完毕。走刀路线如上图4-3所

不O

(3)槽加工

一刀完毕。走刀路线如下图4-4所示:

图4-4槽加工图

(4)螺纹加工

由于螺纹系易损面，应后加工。编程时可用G92螺纹循环指令完毕加工。走刀

路线如如图4-5所示：

4.5刀具选择

刀具材料为硬质合金，经几何分析sina=0C/0K=6.5/7.5=0.866得到a=60度,Kr

不小于30为安全。

(1)粗车时循环车削轮廓一一取一般硬质合金90度右偏刀，从右向左车外廓，副

偏角为55度，取nk较大的刀以防止干涉，取刀杆直径D=20mmX20mni<)

(2)精车轮廓一一用硬质合金90度右偏刀，刀尖尖角为55度，刀杆D=20nimX20mm,

为保证刀尖圆角半径r不不小于构造上最小圆弧半径，取r=0.15~0.2mm0

(3)切槽刀：切削刀宽为5mm,刀衲D=20mmX20imn。

(4)螺纹刀：使用6。度外螺纹硬质合金右刀,刀柄20mmX20mm。

(5)切割刀：切削刃宽为4mm,刀柄D=25mmX25mm

(6)将以上所选定的刀具参数填入如下数控加工刀具卡。

4.6工艺卡片

表4-1工艺卡片

序号刀具号刀具规格数量工序内容备注

与名称

90度右偏硬

粗车外轮

T01自动

1质合金外网1

廓和端面

刀

2T0290度右偏硬1精车外表面自动

质合金刀

3T03刀刃宽为5mm1切退刀槽自动

的切槽刀

4T0460度的硬质1车螺纹外螺纹

合金螺纹刀

5T05切割刀1切端面宽4mm

4.7切削用量选择

(1)背吃刀量

外廓：粗车背吃刀量3.0mm

精车余量背吃刀量0.5mm

螺纹：粗车背吃刀量0.4mm循环依次减少

精车余量背吃刀量0.1mm

(2)主轴转速

该零件H勺加工面由圆柱、圆锥、螺纹、球面等表面构成，由于工件材料为45#

中碳钢。

4.8数控加工程序单

表4-2数控加工程序单

零件图01零件启动轴编制易汉

名称辉

程序号00001编制2023-11-22审核

日期

00001程序号

G50X150.0Z200.0T0100；迅速定位

G96M03S700T0101；主轴正转、恒线速度设定

GOOX50Z3.0；迅速定位

G71U3.0RO.5；粗车循环进给量设定

G71PIOQ20U0.5WO.3F0.4；粗车循环进给量设定

N10GOOXO；迅速定位

GO1ZOFO.15S1OOO；设定精车进给量和转速

G02X10Z-10RIO；顺圆弧加工

G01Z-26.5R4.0；外轮廓加工

G01X12.0；外轮廓加工

X13.5Z-28；外轮廓加工

Z-49.5；外轮廓加工

X16；外轮廓加工

X18.0Z-51；外轮廓加工

Z-64.5.0；外轮廓加工

N20GOOX50.0Z3.0；退回至循环起点

GOOX150.0Z200.0T0202；退回至安全点换02号刀

GOOX50.0Z3.0S1000FO.15；主轴转速设定、进给量设

定

G70PIOQ20；精车循环

GOOX150.0Z200.0；迅速退刀返回安全点

T0303S400FO.15；换03号刀主轴转速进给量

设定

GOOX40.0Z-49.5；迅速定位

G01X24.0FO.1；加工槽

G04XI.0；暂停1秒

G01X23.0；退回至加工起点

GOOX50.0Z3.0；迅速退刀

GOOX150.0Z20G.0；迅速退刀返回安全点

T0404S600：换04号刀中轴转速设定

GOOX30.0Z-25.0；迅速定位至加工起点

G92X26.2Z-47.0Fl.5；螺纹循环第一次走刀

X25.6；切螺纹第二次走刀

X25.2；切螺纹第三次走刀

X25.04；切螺纹第四次走刀

X25.04；走空刀切除毛刺

GOOX50.0Z3.0；退刀

GOOX150.0Z200.0；迅速退刀返回安全点

M05TOOOO：取消刀具赔偿

M30；程序停止

第5章数控车加工操作流程

5.1、开机

(1)打开电源开关。

(2)打开数控机床开关。

(3)按机床操作面板上［NC启动］按钮。

(4)稍等一点时间，再按［NC准备好］按钮。

(5)回零。

1)先按［X手轮方式，再按［X100手轮倍率］,逆时针转动［FANUC手轮］,使刀

架向X方向移动一段距离；再按［Z手轮方式］,逆时针转动［FANUC手轮］,使刀

架向Z方向移动一段距离。

2)按［回零方式按钮，再按［-Z轴fX轴IX轴一Z轴］中［IX轴］、［-Z

轴］按钮。

3)按［POS］按钮，屏幕上出现(X0.000Z1000),表达机床已经回零。

(6)启动主轴

1)按［编辑方式］,再按［PROG］编程按钮,编几种程序段,如

00011；

M03S500；

T0101；

2)按［单段］。

3)按［自动方式］,再按［循环启动］，机床主轴运转。

4)按［主轴停止］］键，机床停止转动。

5.2、参照工艺分析

5.3、编程

注意：编程时，假如出现错误，把光标移到出错的程序段处，用［CAN］擦除，再重

新编程；假如对程序段的某个内容要进行修改，则可在下面编上某个对时的内容，然后

按［替代］键，修改编程；按［OEB［键出现(；)；按［INPUT］按钮把整个程序段输入编程

处。

5.4、模拟

模拟重要检查编程日勺对日勺与否。操作环节：

(1)按［CSTM/GR］按钮，出现模拟框图形；

(2)按［机床锁］按钮，再按［自动方式］以和［循环启动］按钮。

(注：模拟后来，规定重新回零，假如自己能确定编程H勺对时与否，可不用模拟，

以节省加工时间，提高加工效率。)

5.5、用试刀法对刀

(1)用三爪卡盘把毛坯的右端夹紧。

(2)装刀。

1)当刀架离工件比较远时.,可按［X100手轮倍率］和［X手轮方式］或［Z手轮方式］,

转动［FANUC手轮］,使刀架靠近工件。

2)把外圆车刀装在1号刀位上。试切时，若有凸台或凹坑，证明刀尖与工件轴线

不等高，可通过调整垫刀片厚度，使刀尖严格地与工件轴线等高。

(3)试切法对外圆车刀

1)对Z轴。按［X100手轮倍率］和［X手轮方式］,逆时针转动［FANUC手轮］,沿X

方向较快进给靠近工件，再按［X10手轮倍率］，用较慢日勺进给速度车端面，车完端面后,

顺时针转动［FANUC手轮］,沿X方向退回,按［主轴停］按钮,停机。按［0FSET］按钮,移

动［-fIf］按钮，在屏幕出现［磨损/外形］时，把光标定位在［G01U0.000W

0.000］0^［W0.000］处；在下边段」处，输入Z0,再按［刀具测量］按钮，按显示屏的［测

量］键，在原先O0.000］日勺地方就变成［W—665.848］,Z方向对刀完毕，如图5-1所

示。

图5-1

2）对X轴。选较小的切削深度，按［X10手轮倍率］和［Z手轮方式］,逆时针转动

［FANUC手轮］,车大概10~15mm长的距离,再顺时针转动［FANUC手轮］,把车刀退至离

工件约90nmi左右，（防止转动刀架时，刀具碰到工件），按［主轴停］按钮，停机。测

出所车工件H勺直径d为32.2mm,在下边［＞］处,输入X32.2,按［刀具测量］按钮，再

按显示屏上相对应的［测量］键，在原先［U0.000］的地方就变成［U—408.340］c

（4）输入磨耗值。

按［磨损/外形］的磨损下边H勺键，出现［偏置/磨损］时，先用光标移动在W01的U值

上，输入磨耗值0.5mm。

5.6、自动循环加工

（1）粗加工和半精加工

1）按［编辑方式］,再按［PR0G］编程按钮,出现00001程序；

2）按