數(shù)控技術(shù)畢業(yè)設(shè)計（論文）數(shù)控加工工藝設(shè)計及編制

1、安徽國防科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書題 目數(shù)控加工工藝設(shè)計及編制 專 業(yè) 機械工程系 班 級 07數(shù)控2 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 2010年 4 月 20 日目 錄1 摘 要.32 數(shù)控加工概述.43 數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢.64 數(shù)控加工工藝設(shè)計.95 數(shù)控車削實例.156 畢業(yè)設(shè)計小結(jié).247 參考文獻.25摘要簡要介紹了當(dāng)今世界數(shù)控技術(shù)及裝備發(fā)展的趨勢及我國數(shù)控裝備技術(shù)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)化的現(xiàn)狀，在此基礎(chǔ)上討論了在我國加入wto和對外開放進一步深化的新環(huán)境下，發(fā)展我國數(shù)控技術(shù)及裝備、提高我國制造業(yè)信息化水平和國際競爭能力的重要性，并從戰(zhàn)略和策略兩個層面提出了發(fā)展我國數(shù)控技術(shù)及裝備的幾點看法。裝備工業(yè)的技術(shù)

2、水平和現(xiàn)代化程度決定著整個國民經(jīng)濟的水平和現(xiàn)代化程度，數(shù)控技術(shù)及裝備是發(fā)展新興高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和尖端工業(yè)（如信息技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)、生物技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)、航空、航天等國防工業(yè)產(chǎn)業(yè)）的使能技術(shù)和最基本的裝備。馬克思曾經(jīng)說過“各種經(jīng)濟時代的區(qū)別，不在于生產(chǎn)什么，而在于怎樣生產(chǎn)，用什么勞動資料生產(chǎn)”。制造技術(shù)和裝備就是人類生產(chǎn)活動的最基本的生產(chǎn)資料，而數(shù)控技術(shù)又是當(dāng)今先進制造技術(shù)和裝備最核心的技術(shù)。當(dāng)今世界各國制造業(yè)廣泛采用數(shù)控技術(shù)，以提高制造能力和水平，提高對動態(tài)多變市場的適應(yīng)能力和競爭能力。此外世界上各工業(yè)發(fā)達國家還將數(shù)控技術(shù)及數(shù)控裝備列為國家的戰(zhàn)略物資，不僅采取重大措施來發(fā)展自己的數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)，而且在“

3、高精尖”數(shù)控關(guān)鍵技術(shù)和裝備方面對我國實行封鎖和限制政策。總之，大力發(fā)展以數(shù)控技術(shù)為核心的先進制造技術(shù)已成為世界各發(fā)達國家加速經(jīng)濟發(fā)展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑。數(shù)控技術(shù)是用數(shù)字信息對機械運動和工作過程進行控制的技術(shù)，數(shù)控裝備是以數(shù)控技術(shù)為代表的新技術(shù)對傳統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)和新興制造業(yè)的滲透形成的機電一體化產(chǎn)品，即所謂的數(shù)字化裝備，其技術(shù)范圍覆蓋很多領(lǐng)域：(1)機械制造技術(shù)；(2)信息處理、加工、傳輸技術(shù)；(3)自動控制技術(shù)；(4)伺服驅(qū)動技術(shù)；(5)傳感器技術(shù)；(6)軟件技術(shù)等。數(shù)控加工概述1.1零件的加工程序編寫及校驗 在數(shù)控機床上加工零件，不管數(shù)控機床使用的是何種操作系統(tǒng)，必須要有與數(shù)控機

4、床相適應(yīng)的數(shù)控加工程序。首先，學(xué)生根據(jù)老師給出的零件圖自行編制加工程序。在編制加工程序的時候先要分析零件圖，根據(jù)零件圖的技術(shù)要求來分析加工工藝路線，確定加工步驟，合理選擇加工中每一道工序中要使用的刀具以及加工中的切削用量參數(shù)，并進行與數(shù)控加工程序相關(guān)的數(shù)學(xué)處理。在數(shù)學(xué)處理時會出現(xiàn)一些繁瑣的坐標(biāo)計算問題，為簡化計算和縮短計算時間，我們讓學(xué)生在計算機模擬房內(nèi)利用autocad軟件先繪制零件圖，在利用autocad軟件的查詢命令予以解決并記下數(shù)據(jù)，通過工藝分析與數(shù)學(xué)計算，再根據(jù)所確定的工藝路線與零件加工步驟來編寫程序。在編寫完整的數(shù)控加工程序后，利用蘇空機床制造商提供的配套數(shù)控仿真教學(xué)軟件在計算機模

5、擬室進行反復(fù)仿真模擬，一檢查程序的真確性，同時對坐標(biāo)值、進給量、刀補值等參數(shù)進一步處理，以適應(yīng)實際的加工需。1.2加工材料及刀具、夾具的準(zhǔn)備 程序準(zhǔn)備僅僅是第一步，程序檢查通關(guān)后，接下來就是加工材料及刀具的準(zhǔn)備。這一步工作做得如何，將直接影響到數(shù)控操作的最終效果和學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，因此要格外認真，分析仔細。 目前，職業(yè)技術(shù)學(xué)校供數(shù)控機床操作教學(xué)的材料主要是尼龍棒，選用材料最大滿足要求，同時要考慮經(jīng)濟性。根據(jù)我校的實際情況選擇適當(dāng)?shù)牟牧?。夾具的選擇比較簡單，如在數(shù)控車床上加工尼龍棒直接用三爪自定心卡盤夾緊即可。 但在實際機床加工應(yīng)用中，要綜合考慮機床的技術(shù)要求、夾具的特點、工件材料的性能、加工工序

6、、切削用量以及其他相關(guān)因素來真確選用刀具和夾具，而在學(xué)習(xí)過程中要求學(xué)生把準(zhǔn)材料當(dāng)成金屬來加工，用金屬來料的切削參數(shù)來計算，在加工過程中合理的分配加工余量，將粗加工和精加工進行區(qū)分。通過以上做法，加工出的工件符合圖紙要求，效果良好，達到數(shù)控機床操作的目的。1.3數(shù)控機床的調(diào)整與對刀數(shù)控加工程序編寫完和零件材料準(zhǔn)備好以及選擇恰當(dāng)?shù)牡毒吆?，要對?shù)控機床進行調(diào)整潤滑、檢查等工作，確保屬龍機床的性能。然后在進行對刀，是數(shù)控機床的每一把刀具的刀位點在刀架轉(zhuǎn)為后或換刀后，每把刀的刀位點的位置都重合在同一點。在對刀完成后即進行零件的試加工，已檢查程序與對刀的準(zhǔn)確性，如果試加工的零件的尺寸精度與形位公差不符合圖

7、紙要求，則要進行刀具偏差的微量調(diào)修，然后在進行試加工，一直到所加工的零件符合圖紙要求，通過試加工以后，就可以對零件批量加工了。一個數(shù)控加工的零件是否合格，數(shù)控機床的對刀起到關(guān)鍵作用，也就是說所加工的零件是否合格的基本保證是對刀要準(zhǔn)確?？上攵匾?。 1.4安全教育工作 適時不要忘記安全，牢記安全第一宗旨。只對機械加工特點，在操作進行安全教育是重要的。要求學(xué)生嚴格遵守數(shù)控實驗室管理制度、數(shù)控機床安全操作規(guī)程。同時我們還要以一些違反操作過程而造成傷亡的典型案例來教育學(xué)生，要求學(xué)生在操作過程重要嚴肅、認真和細心，從而增強學(xué)生的安全意識。在上機前我們還將數(shù)控機床操作步驟以講義的形式分發(fā)學(xué)生，要求學(xué)生

8、細心掌握和領(lǐng)會，學(xué)生在數(shù)控機床操作中一定要按操作規(guī)程要求去做，確保不發(fā)生安全事故。教師只要在數(shù)控機床操作前認真做好準(zhǔn)備工作，在數(shù)控機床操作教學(xué)中精心的組織和指導(dǎo)，就一定能夠收到很好的教學(xué)效果數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，而且隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴大，他對國計民生的一些重要行業(yè)（it、汽車、輕工、醫(yī)療等）的發(fā)展起著越來越重要的作用，因為這些行業(yè)所需裝備的數(shù)字化已是現(xiàn)代發(fā)展的大趨勢。從目前世界上數(shù)控技術(shù)及其裝備發(fā)展的趨勢來看，其主要研究熱點有以下幾個方面14。2.1高速、高精加工技術(shù)及裝備的新趨勢效率、質(zhì)量是先進制造技術(shù)

9、的主體。高速、高精加工技術(shù)可極大地提高效率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，縮短生產(chǎn)周期和提高市場競爭能力。為此日本先端技術(shù)研究會將其列為5大現(xiàn)代制造技術(shù)之一，國際生產(chǎn)工程學(xué)會（cirp）將其確定為21世紀的中心研究方向之一。在轎車工業(yè)領(lǐng)域，年產(chǎn)30萬輛的生產(chǎn)節(jié)拍是40秒/輛，而且多品種加工是轎車裝備必須解決的重點問題之一；在航空和宇航工業(yè)領(lǐng)域，其加工的零部件多為薄壁和薄筋，剛度很差，材料為鋁或鋁合金，只有在高切削速度和切削力很小的情況下，才能對這些筋、壁進行加工。近來采用大型整體鋁合金坯料“掏空”的方法來制造機翼、機身等大型零件來替代多個零件通過眾多的鉚釘、螺釘和其他聯(lián)結(jié)方式拼裝，使構(gòu)件的強度、剛度和

10、可靠性得到提高。這些都對加工裝備提出了高速、高精和高柔性的要求。從emo2001展會情況來看，高速加工中心進給速度可達80m/min，甚至更高，空運行速度可達100m/min左右。目前世界上許多汽車廠，包括我國的上海通用汽車公司，已經(jīng)采用以高速加工中心組成的生產(chǎn)線部分替代組合機床。美國cincinnati公司的hypermach機床進給速度最大達60m/min，快速為100m/min，加速度達2g，主軸轉(zhuǎn)速已達60 000r/min。加工一薄壁飛機零件，只用30min，而同樣的零件在一般高速銑床加工需3h，在普通銑床加工需8h；德國dmg公司的雙主軸車床的主軸速度及加速度分別達12*!000r

11、/mm和1g。在加工精度方面，近10年來，普通級數(shù)控機床的加工精度已由10m提高到5m，精密級加工中心則從35m，提高到11.5m，并且超精密加工精度已開始進入納米級(0.01m)。在可靠性方面，國外數(shù)控裝置的mtbf值已達6 000h以上，伺服系統(tǒng)的mtbf值達到30000h以上，表現(xiàn)出非常高的可靠性。為了實現(xiàn)高速、高精加工，與之配套的功能部件如電主軸、直線電機得到了快速的發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域進一步擴大。2.2 5軸聯(lián)動加工和復(fù)合加工機床快速發(fā)展采用5軸聯(lián)動對三維曲面零件的加工，可用刀具最佳幾何形狀進行切削，不僅光潔度高，而且效率也大幅度提高。一般認為，1臺5軸聯(lián)動機床的效率可以等于2臺3軸聯(lián)動機

12、床，特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進行高速銑削淬硬鋼零件時，5軸聯(lián)動加工可比3軸聯(lián)動加工發(fā)揮更高的效益。但過去因5軸聯(lián)動數(shù)控系統(tǒng)、主機結(jié)構(gòu)復(fù)雜等原因，其價格要比3軸聯(lián)動數(shù)控機床高出數(shù)倍，加之編程技術(shù)難度較大，制約了5軸聯(lián)動機床的發(fā)展。當(dāng)前由于電主軸的出現(xiàn)，使得實現(xiàn)5軸聯(lián)動加工的復(fù)合主軸頭結(jié)構(gòu)大為簡化，其制造難度和成本大幅度降低，數(shù)控系統(tǒng)的價格差距縮小。因此促進了復(fù)合主軸頭類型5軸聯(lián)動機床和復(fù)合加工機床（含5面加工機床）的發(fā)展。在emo2001展會上，新日本工機的5面加工機床采用復(fù)合主軸頭，可實現(xiàn)4個垂直平面的加工和任意角度的加工，使得5面加工和5軸加工可在同一臺機床上實現(xiàn)，還可實現(xiàn)傾斜面和

13、倒錐孔的加工。德國dmg公司展出dmuvoution系列加工中心，可在一次裝夾下5面加工和5軸聯(lián)動加工，可由cnc系統(tǒng)控制或cad/cam直接或間接控制。2.3 智能化、開放式、網(wǎng)絡(luò)化成為當(dāng)代數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢21世紀的數(shù)控裝備將是具有一定智能化的系統(tǒng)，智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個方面：為追求加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化，如加工過程的自適應(yīng)控制，工藝參數(shù)自動生成；為提高驅(qū)動性能及使用連接方便的智能化，如前饋控制、電機參數(shù)的自適應(yīng)運算、自動識別負載自動選定模型、自整定等；簡化編程、簡化操作方面的智能化，如智能化的自動編程、智能化的人機界面等；還有智能診斷、智能監(jiān)控方面的內(nèi)容、方便系統(tǒng)

14、的診斷及維修等。為解決傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)封閉性和數(shù)控應(yīng)用軟件的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)存在的問題。目前許多國家對開放式數(shù)控系統(tǒng)進行研究，如美國的ngc(the next generation work-station/machine control)、歐共體的osaca(open system architecture for control within automation systems)、日本的osec(open system environment for controller)，中國的onc(open numerical control system)等。數(shù)控系統(tǒng)開放化已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)的未來之路。所

15、謂開放式數(shù)控系統(tǒng)就是數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)可以在統(tǒng)一的運行平臺上，面向機床廠家和最終用戶，通過改變、增加或剪裁結(jié)構(gòu)對象（數(shù)控功能），形成系列化，并可方便地將用戶的特殊應(yīng)用和技術(shù)訣竅集成到控制系統(tǒng)中，快速實現(xiàn)不同品種、不同檔次的開放式數(shù)控系統(tǒng)，形成具有鮮明個性的名牌產(chǎn)品。目前開放式數(shù)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)規(guī)范、通信規(guī)范、配置規(guī)范、運行平臺、數(shù)控系統(tǒng)功能庫以及數(shù)控系統(tǒng)功能軟件開發(fā)工具等是當(dāng)前研究的核心。 網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控裝備是近兩年國際著名機床博覽會的一個新亮點。數(shù)控裝備的網(wǎng)絡(luò)化將極大地滿足生產(chǎn)線、制造系統(tǒng)、制造企業(yè)對信息集成的需求，也是實現(xiàn)新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業(yè)、全球制造的基礎(chǔ)單元。國內(nèi)外一些著名數(shù)控機床

16、和數(shù)控系統(tǒng)制造公司都在近兩年推出了相關(guān)的新概念和樣機，如在emo2001展中，日本山崎馬扎克（mazak)公司展出的“cyberproduction center”（智能生產(chǎn)控制中心，簡稱cpc)；日本大隈（okuma）機床公司展出“it plaza”（信息技術(shù)廣場，簡稱it廣場)；德國西門子(siemens)公司展出的open manufacturing environment（開放制造環(huán)境，簡稱ome）等，反映了數(shù)控機床加工向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展的趨勢。數(shù)控加工工藝設(shè)計3.1毛坯選擇時應(yīng)考慮因素 （1） 零件的材料及機械性能要求 零件材料的工藝特性和力學(xué)性能大致決定了毛坯的種類。例如鑄鐵零件用鑄

17、造毛坯：鋼制零件當(dāng)形狀較簡單且力學(xué)性能要求不高時常用棒料，對于重要的鋼制零件，為獲得良好的力學(xué)性能，應(yīng)選用鍛件，當(dāng)形狀復(fù)雜力學(xué)性能要求不高時用鑄鋼件；有金屬零件常用型材或鑄造毛坯。（2） 零件的結(jié)構(gòu)形狀與外形尺寸 大型且結(jié)構(gòu)較簡單的零件毛坯多用砂型鑄造或自由鑄；零件復(fù)雜的毛坯多用鑄造；小型零件可用模鍛件或壓力鑄造毛坯；板狀鋼制零件多用鍛件毛坯；軸類零件的毛坯，若臺階直徑相差不大，也用棒料，反之，選擇鍛。（3） 生產(chǎn)綱領(lǐng)大小 大批大量生產(chǎn)中，應(yīng)采用精度和生產(chǎn)效率較高的毛坯制造方法。鑄件采用金屬模機器造型和精密制造，鑄件用模鍛或精密鍛造。在單間小批量生產(chǎn)中用木模手工造型或自由鍛來制造毛坯。（4）

18、現(xiàn)有生產(chǎn)條件 確定毛坯時，必須結(jié)合具體的生產(chǎn)條件，如現(xiàn)場毛坯制造的實際水平和能力外協(xié)的可能性等，否則就不現(xiàn)實。（5） 充分利用新工藝 新材料 為節(jié)約材料和能源，提高機械加工生產(chǎn)率，應(yīng)充分考慮精密鑄造、精鍛、冷軋、冷擠壓、粉末冶金、異性鋼材及工程塑料等在機械中的運用，這樣，可大大減少機械加工量，甚至不需要進行加工，經(jīng)濟效益非常顯著。3.2粗基準(zhǔn)原則 選擇粗基準(zhǔn)時，主要要求保證各加工面有足夠的余量，使加工面與不加工面的位置符合圖樣要求，并特別注意要盡快獲得基準(zhǔn)面，據(jù)特選擇時應(yīng)考慮以下原則：（1） 選擇重要表面為粗基準(zhǔn) 為保證工件上重要表面的加工余量小而均勻，則應(yīng)選擇該表面為粗基準(zhǔn)。所謂重要表面一般

19、是工件上如加工精度及表面質(zhì)量要求較高的表面，如床身的導(dǎo)軌面，車床上主軸箱的主軸孔，都是各自重要的表面，因此，加工床身和主軸箱時，應(yīng)以導(dǎo)軌面或主軸孔為粗基準(zhǔn)。（2） 選擇不加工表面為粗基準(zhǔn) 為了保證加工面與不加工面的位置要求，一般應(yīng)選擇不加共勉為粗基準(zhǔn)。如果工件上有多個不加工面，應(yīng)選擇其中與加工面要求較高的不加工面為粗基準(zhǔn)，以便保證精度要求，是外形對稱等。（3） 選擇加工余量最小的表面為粗基準(zhǔn) 在沒有要求保證重要表面加工余量均勻的情況下，如果零件上每個表面都要加工，則應(yīng)選擇其中加工余量最小的表面為粗基準(zhǔn)，一避免該表面在加工時因余量不足而留下部分毛坯面，造成工件廢品。（4） 選擇較為平整光潔、加工

20、面積較大的表面為粗基準(zhǔn) 以便工件定位可靠、夾緊方便。（5） 粗基準(zhǔn)在同一尺寸方向上只能使用一次 因為粗基準(zhǔn)本身都是未經(jīng)機械加工的毛坯面，其表面粗糙及精度低，若重復(fù)使用將產(chǎn)生較大的誤差。實際上，無論精基準(zhǔn)還是粗基準(zhǔn)的選擇，上述原則都不能同時滿足，有事還是相互矛盾的。因此，在選擇時因根據(jù)具體情況進行分析，權(quán)衡利弊，保證其主要的要求。3.3精基準(zhǔn)的原則 制定工藝規(guī)程時，定位基準(zhǔn)選擇的正確是否，對能否保證零件的尺寸精度和相互位置精度要求，以及對零件各表面間的加工順序安排都有很大影響，當(dāng)用來夾具安裝時，定位基準(zhǔn)的選擇還會影響到夾具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度。因此，定位基準(zhǔn)的選擇是一個很重要的工藝問題。應(yīng)當(dāng)重視。 選

21、擇定位基準(zhǔn)時，主要應(yīng)考慮保證加工精度和工件安裝的方便可靠。氣選擇原則如下：（1） 基準(zhǔn)重合原則 即選用設(shè)計基準(zhǔn)作為基準(zhǔn)，以避免定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)補充和而引起的基準(zhǔn)補充和誤差。（2） 基準(zhǔn)統(tǒng)一原則 應(yīng)采用同一基準(zhǔn)位加工零件上盡可能多的表面，這就是基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。這樣做可以簡化工藝規(guī)程的制訂工作，減少夾具設(shè)計、制造工作量和成本，縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期；由于減少了基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換，便于保證各加工表面的相互位置精度。例如加工軸類零件時，采用兩中心孔定位加工各外圓表面，就符合基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。箱體零件采用一面兩孔定位，齒輪的齒坯和齒形加工多采用齒輪的內(nèi)孔及一端面為定位基準(zhǔn)，均屬于基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。（4） 自為基準(zhǔn)原則某些要求加

22、工余量小而均勻的精加工工序，選擇加工表面本身作為定位基準(zhǔn)，稱為自為基準(zhǔn)原則。（5） 互為基準(zhǔn)原則當(dāng)對工件上兩個相互位置精度要求很高的表面進行加工時，需要用兩個表面互相作為基準(zhǔn)，反復(fù)進行加工以保證位置精度要求。例如要保證精密齒輪的齒圈跳動精度，在齒面淬硬后，先以齒面定位磨內(nèi)孔，在以內(nèi)孔定位磨齒面，從而保證位置精度。在如車床主軸的前排錐孔與主軸支撐軸頸間有嚴格的同軸度要求，加工時就是先以軸頸外圓為定位基準(zhǔn)加工錐孔，在以錐孔為定位基準(zhǔn)加工外圓，如此反復(fù)多次，最終達到加工要求。這都是互為基準(zhǔn)的典型實例。（6） 便于裝夾原則所選精基準(zhǔn)應(yīng)保證工件安裝可靠，夾具設(shè)計簡單、操作方便。3.4 加工階段的劃分那些

23、加工質(zhì)量要求較高或較復(fù)雜的零件，通常將整個工藝路線劃分以下幾個階段：（1） 粗加工階段-主要任務(wù)是切除各表面上的大部分余量，其關(guān)鍵問題是提高生產(chǎn)率。（2） 半精加工階段-完成次要表面的加工，并為主要表面的經(jīng)加工做準(zhǔn)備。（3） 精加工階段-保證各主要表面達到圖樣要求，其主要問題是如何保證加工質(zhì)量。（4） 光整加工階段-對于表面粗糙度的要求很細和尺寸精度要求很高的表面，還需要進行光整加工階段。這個階段的主要目的是提高表面質(zhì)量，一般不能用于提高形狀精度和謂之精度。常用的方法有金剛車、研磨、銜磨、超精加工、鏡面磨、拋光及無屑加工等。劃分加工階段的原因：（1） 保證加工質(zhì)量 粗加工時，由于加工余量大，所

24、受切削力、夾緊力也大，將引起較大的變形，如果劃分階段連續(xù)進行粗精加工，上述變形來不及恢復(fù)，將音響加工精度。所以，需要劃分加工階段，使粗加工產(chǎn)生的誤差和變形，通過半精加工予以糾正，并逐步提高零件的精度和表面質(zhì)量。（2） 合理使用設(shè)備 粗加工要求采用剛度好、效率高而精度較低的機床，精加工則要求機床精度高。劃分加工階段后，可避免以精加粗，可以充分的發(fā)揮機床的性能，延長使用壽命。(3) 便于安裝熱處理工序，使冷熱加工工序配合的更好，粗加工后，一般要安排去應(yīng)力時效處理，以消除內(nèi)應(yīng)力。精加工前要安排淬火等最終處理，其變形可以通過精加工于以消除。(4) 有利于及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷（如鑄件的砂眼氣孔等）粗加工時

25、去除了加工面 的大部分余量，若發(fā)現(xiàn) 了毛坯缺陷，及時予以報廢，以免繼續(xù)加工造成工 時浪費。應(yīng)當(dāng)指出：加工階段的劃分不是絕對的，必須根據(jù)工件的加工精度要求和工件的鋼性來決定。一般來說，工件精度要求越高、剛性越差，劃分階段應(yīng)越細；當(dāng)工件批量小、精度要求不太高、工件剛性較好時也可以不分或少分的階段；重型零件由于輸送及裝夾困難，一般在一次裝夾下完成粗精加工，為了彌補不分階段帶來的弊端，常常在粗加工工步后松開工件，然后以較小的夾緊力重新夾緊，在繼續(xù)進行精加工工步。3.5順序的安排（1） 切削加工順序的安排1、 先粗后精 先安排粗加工，中間安排半精加工，最后安排精加工和光整加工。2、 先主后次 先安排零件

26、的裝配基面和工作表面等主要表面的加工，后安排如鍵槽、緊固用的光孔和螺紋孔等次要表面的加工，由于次要加工的工作量小，后常與主要表面有位置精度要求，所以一般放在主要表面的半精加工之后，精加工之前進行。3、 先面后孔 對于箱體、支架、連桿、底座等零件，先加工用作定位的平面和孔的端面，然后在加工孔。這樣可使工件定位夾緊穩(wěn)定可靠，利于保證孔和平面的位置精度，減小大騙局的磨損，同時也給孔加工帶來方便。4、 基面先行 用作精基準(zhǔn)的平面，要首先加工出來。所以，第一道工序一般是進行定位面的粗加工和半精加工（有時包括精加工），然后在以精基面定位加以其他表面。例如，軸類零件頂尖孔的加工。（2） 熱處理工序的安排 處

27、理可提高材料的力學(xué)性能，改善金屬的切削性能以及消除殘余應(yīng)力。在制定工藝路線時，應(yīng)根據(jù)零件的技術(shù)要求和材料的性質(zhì)，合理的安排熱處理的工序。1、 退火于正火 退火和正火的目的是為了消除組織的不均勻，細化晶粒，改善金屬的加工性能。對高碳鋼零件用退火降低其硬度，對低碳鋼零件用正火提高硬度，以獲得適中的較好的可切削性，同時能消除毛坯制造中的應(yīng)力。退火于正火一般安排在機械加工之前進行。2、 時效處理 以消除內(nèi)應(yīng)力、減少工件的變形為目的。為了消除殘余應(yīng)力，在工藝過程中需安排時效處理。對于一般鑄件，常在粗加工前后粗加工后安排一次時效處理；對于要求較高的零件，在半精加工后尚需在安排一次時效處理；對于一些剛性較差

28、、精度要求特別高的重要零件（如精密絲杠、主軸等），常常在每個加工階段之間都安排一次時效處理。 2、 調(diào)質(zhì) 對零件淬火后在高溫回火，能消除內(nèi)應(yīng)力、改善加工性能并能獲得較好的綜合力學(xué)性能。一般安排在粗加工之后進行。對一些性能要求不高的零件，調(diào)質(zhì)也常作最終熱處理。3、 淬火、滲碳淬火滲氮 它們的主要目的是提高零件的硬度和耐磨度，常安排在精加工（消磨）之前進行，其中滲氮由于熱處理溫度較低，零件變形很小，也可以安排在精加工之后。（3） 輔助工序安排 檢驗工序是主要的輔助工序，除每到工序由操作者自行檢驗外，在粗加工后，精加工之前，零件轉(zhuǎn)換車間時，以及重要工序之后和全部加工完畢、進庫之前，一般都要安排檢驗工

29、序。除檢驗外，其他輔助工序有：表面強化和去毛刺、倒棱、清洗、防銹等。正確的安排輔助工序是十分重要的。如果安排不當(dāng)后遺漏，將會給后續(xù)工序和裝配帶來困難，甚至?xí)绊戠P平的質(zhì)量，所以必須給與重視。3.6集中與分散 過以上所述，零件加工的工步順序已經(jīng)安排，如何將這些工步組成工序，就需要考慮采用工序集中還是工序分散的原則。（1） 工序集中 就是將零件的加工集中在少數(shù)幾道工序中完成，每到工序加工內(nèi)容多，工藝路線短。其主要特點是：1、 可以采用高效機床和工藝裝備，生產(chǎn)率高；2、 減少了設(shè)備數(shù)量以及操作人員和占地面積，節(jié)省人力、物力；3、 減少了公斤安裝的次數(shù)，利于保證表面間的位置精度；4、 采用的工裝設(shè)備結(jié)

30、構(gòu)復(fù)雜，調(diào)整維修較困難，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大。（2） 工序分散 就是將零件的加工分散到很多道工序內(nèi)完成，每到工序的內(nèi)容少，工藝路線很長，其主要特點是： 1、 設(shè)備和工藝裝備比較簡單，便于調(diào)整，容易適應(yīng)產(chǎn)品的變換；2、 對工人的技術(shù)要求較低；3、 可以采用最合理的切削用量，減少機動時間；4、 所需設(shè)備和工藝裝備的數(shù)目多，操作人員多，占地面積大。在擬定的工藝路線時，工序集中或分散的程度，主要取決與生產(chǎn)規(guī)模、零件的結(jié)構(gòu)特點和技術(shù)要求，有時，還要考慮各工序生產(chǎn)節(jié)拍的一致性。一幫情況下，單件小批生產(chǎn)時，只能工序集中，在一臺普通機床上加工出盡量多的表面；大批量生產(chǎn)時，即可以采用多刀、多軸等高效、自動機床，將工

31、序集中，也可以將工序分散后組織流水生產(chǎn)。批量生產(chǎn)應(yīng)盡可能采用效率較高的半自動機床，是工序適當(dāng)?shù)募?，從而有效的提高生產(chǎn)率。對于重型零件，為了減少工件裝卸和運輸?shù)膭趧恿浚ば驊?yīng)適應(yīng)集中；對于剛性差且精度高的精密工件，則工序應(yīng)適當(dāng)分散。 數(shù)控車削實例 加工圖所示的零件，毛坯直徑為45mm，長為370，材料為q235；未注倒角1*45，其余ra12.5。 4.1工件坐標(biāo)系工件坐標(biāo)系是確定零件圖上個幾何要素，（點、直線和圓?。┑臑橹⒌淖鴺?biāo)系。編程人員可以在工件坐標(biāo)系中描述工件的形狀，換言之，程序中的書記要參照工件坐標(biāo)系。工件坐標(biāo)系直接影響到編程時的計算量、程序的繁簡程度及零件的加工精度，因此編程

32、是一定要恰當(dāng)?shù)倪x擇工件的坐標(biāo)系。工件的坐標(biāo)系的原點及工件原點，選擇工件零點時，最好最好要是零件圖紙上的尺寸值能夠方便的轉(zhuǎn)換成坐標(biāo)值。在數(shù)控床及車削加工中心上加工回轉(zhuǎn)體類零件，一般把工件零點選在工件前端面或后端面上與主軸中心線的交點處；而在銑床及鏜床加工中心上加工零件，一般把工件零點選在工件的中心定位孔或外輪廓的某一角上，再進到深度方向的零點，則可選在工件表面。當(dāng)工件在機床上工作臺面固定以后，在加工前，首先要建立工件坐標(biāo)系。工件坐標(biāo)系是指已確定的工件原基準(zhǔn)所建立的坐標(biāo)系。工件坐標(biāo)系一般用g92設(shè)置。4.2數(shù)控程序編程（1） 數(shù)控程序編程的內(nèi)容及步驟數(shù)控編程的主要內(nèi)容有：分析零件圖樣；確定加工工藝

33、過程；數(shù)值計算；編零件加工程序；制作控制介質(zhì)；校對程序；首件試切后模擬加工軟件驗證。數(shù)控編程是指零件圖紙到后的數(shù)控加工程序的全部工作過程。編程工作主要包括以下內(nèi)容： 1）分析零件圖樣，確定加工工藝方案。在確定加工工藝方案時，編程人員要根據(jù)圖樣及零件的形狀、尺寸、技術(shù)要求進行分析，選擇加工方案，確定加工順序、加工路線、工序工部的安排、裝卡方式、刀具及節(jié)切削參數(shù)等，其額定合理的走到路線及確定合理的切削用量等，同時還要考慮所用數(shù)控機床的規(guī)格、性能、數(shù)控系統(tǒng)的功能等數(shù)控機床的指令功能，充分發(fā)揮機床的功效，加工路線要短，正確的選擇對刀點、換刀點、減少換刀數(shù)。1工藝方案及工藝路線 在加工中心上加工零件，工

34、序十分的集中，大多數(shù)零件要求在一次裝卡中完成全部工序，但是零件的粗加工，特別是鑄件、鍛件毛坯的基準(zhǔn)面、定位面應(yīng)該事先在普通機床上完成之后，在裝到加工中心上進行加工。這樣可以發(fā)揮加工中心的特點，保持加工中心的精度，延長及使用壽命并降低使用成本。數(shù)控機床上確定工藝方案、工藝路線的原則是：a、 應(yīng)考慮機床使用的合理性、經(jīng)濟性，充分發(fā)揮數(shù)控機床的功能b、 保證零件的加工精度和表面粗糙度要求c、 盡量縮短加工路線，減少空行程和換刀次數(shù)，一提高生產(chǎn)效率d、 盡量使數(shù)值計算方便，程序段少，以減少程序工作量e、 合理選取起刀點、切入點和切入方式，保證切入過程平穩(wěn)，沒有沖擊f、 保證加工過程的安全性，避免刀具與

35、非加工面的干涉 在連續(xù)銑削平面零件內(nèi)外輪廓時，安排好刀具的切入、切入路線。盡量沿輪廓曲線的延長線工入、切出，以免交接處出現(xiàn)刀痕。在劃分工序時，除了按“先粗后精”、“先面后孔”等原則保證零件質(zhì)量外，常用道具集中的方法，急用一把刀加工完相應(yīng)的個位置，再換另一把刀，加工相應(yīng)的其他位置，以減少空行程和換刀時間。在加工中心上加工零件，其加工工序的劃分視加工零件的具體情況具體分析。 2零件的安裝及夾具選擇 在加工零件上加工零件，工序集中，因此安裝零件時必須選擇好裝卡方式，應(yīng)考慮以下幾點：a、 盡量選擇通用、組合夾具，一次安裝中把零件的所有加工面都加工出來，零件的定為基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)重合，以減少定位誤差。使用

36、組合夾具，生產(chǎn)準(zhǔn)備周期短，家具零件可以反復(fù)使用，經(jīng)濟效果好。b、 應(yīng)特別注意迅速完成零件的定位及加緊過程，以減少輔助時間，當(dāng)零件批量大，精度要求較高時，可以考慮采用專用夾具，但結(jié)構(gòu)該簡單。c、 所用夾具應(yīng)便于協(xié)調(diào)工件和機床坐標(biāo)的尺寸關(guān)系。d、 零件的定位、夾緊部位應(yīng)不妨礙各部門的加工、刀具更換以及重要部位測量。e、 夾緊力應(yīng)通過靠近主要支撐點所組成的三角形內(nèi)，應(yīng)靠近切削部位，并在剛性較好的地方，盡量不要再被加工孔徑的上方，以減少零件的變形。f、 零件的裝卡、定位要考慮刀重復(fù)安裝的一致性，以減少對刀時間，提高同一零件加工的一致性。3、正確的選用編程坐標(biāo)系 對于數(shù)控程序編程時，正確的使用編程遠點及

37、程序坐標(biāo)系是很重要的。編程坐標(biāo)系的遠點也是數(shù)控加工的對刀時間，提高同一零件的選擇原則如下：a、 選擇的編程原點及編程坐標(biāo)系應(yīng)使程序編程簡單；b、 編程原點應(yīng)選在容易找正、并在加工過程中便于檢查的位置；c、 引起的加工誤差小4切削用量 數(shù)控機床用的刀具應(yīng)滿足安裝調(diào)整方便、剛性好、精度高、耐用度好的要求。選用刀具時應(yīng)根據(jù)工件材料的性能、機床的加工能力、加工工序的類型、切削用量以及其他與加工有關(guān)的因素來選擇刀具。程序編制時，編程人員必須確定每道工序的切削用量。切削用量包括：主軸轉(zhuǎn)速、進給速度、切削深度、切削寬度等。 切削深度由機床、刀具、工件的剛度確定，在剛度允許的條件下，粗加工取較大的切削深度，以

38、減少走刀次數(shù)，提高生產(chǎn)效率；對于精度和表面粗糙度有較高要求的零件，應(yīng)留有足夠的加工余量，精加工取較小切削深度，以獲得表面質(zhì)量。主軸轉(zhuǎn)速由機床允許的切削速度及工件直徑選取。最大進給速度則按零件加工精度、表面粗糙度要求選取。粗加工取最大值，精加工取最小值。進給速度受機床及進給系統(tǒng)性能限制。 主軸轉(zhuǎn)速n要根據(jù)允許的切削速度v來選擇，其計算公式為 n=1000v/iid式中n-主軸轉(zhuǎn)速r/min; v-切削速度，受刀具耐用度限制，m/mind-刀具直徑，mm。進給速度 f （mm/min）或進給量（mm/r）是切削用量的主要參數(shù)，在主軸轉(zhuǎn)速一定的情況下，進給速度f決定了切削厚度。進給速度要根據(jù)零件加工

39、某些特殊情況。例如，當(dāng)加工圓弧段時，并要考慮加工效率。編程中在選擇進給量進需注意零件加工中某些特殊情況。例如，當(dāng)加工圓弧段時，切削點的實際進給速度并不等于編程值。 5加工刀具的選擇 加工中心的主軸轉(zhuǎn)速較高，某些特殊用途的加工中心，主軸轉(zhuǎn)速高達數(shù)萬轉(zhuǎn)/分鐘，因此數(shù)控刀具的強度與耐用度至關(guān)重要。目前硬質(zhì)合金涂鍍刀具等已廣泛運用與加工中心，陶瓷刀具具立方氮化硼刀具也開始在加工中心上運用。一般說來，數(shù)控機床所運用刀具應(yīng)具有較高的耐用度和剛度，刀具材料抗脆性好，有良好的斷削性和易更換等特點。例如，在加工中心上進行銑削加工時，選擇刀具注意：平面銑削應(yīng)用不重磨硬質(zhì)合金端銑刀或立銑刀。一般采用二次走刀，第一次

40、走刀最好用端銑刀粗銑，沿工件表面連續(xù)走刀。選好每次走刀寬度和銑刀直徑，使執(zhí)行刀刀痕不影響精銑精度。加工余量大又不均勻時，銑刀直徑應(yīng)選小點。精加工是銑刀直徑要選大點，最好能包容加工面的整個寬度。立銑刀和含硬質(zhì)合金刀片主要用于加工凸臺、凹槽和箱口面。為了提高槽寬的加工的精度，減少銑刀的種類，加工時可采用直徑比寬小的銑刀，先銑槽中間的位置，然后用刀具補償功能銑槽的兩邊。6選擇走刀路線 走刀路線是指數(shù)控加工過程中刀具相對于工件的運動軌跡和方向，每道工序加工路線的確定是非常重要的，因為它于零件加工的精度和表面的質(zhì)量密切相關(guān)。確定走刀路線的一般原則是保證零件的加工精度和表面粗糙度；方便數(shù)值計算，減少編程工

41、作量；縮短走刀路線，減少進退刀時間和其他輔助時間；盡量減少程序段落，減少占用存儲空間。 圖 心軸零件3.3心軸零件的手工編程解：采用華中數(shù)控系統(tǒng)編程。表加工外圓及螺紋的程序 程序 0001 n10 g92 x100 z10 n20 m03 s500 n30 m06 t0101 n40 g00 z5 n50 x47 z2 n60 g80 x42.5 z-364 f300 n70 g80 x38 z-134.2 f300n80 g80 x35.5 z134.2 f300n90 g80 x30 z-47.2 f300 n100 g80 x28.5 z47.2 f300n110 g00 x100n12

42、0 z10n125 t0101n130 m06 t0303n140 s800n150 g00 z1n160 x24n170 g01 x28 z-1 f100n180 z-47.5n190 x32.85n200 x34.85 z-48.5n210 z-70.5n220 x35n230 z-134.5n240 g00 x100n250 z10n255 t0300n260 m06 t0202n270 s300n280 g00 x45 z-134.5n290 g01 x34 f50n300 x36n310 g00 z70.5n320 g01 x33n330 x36n340 z-69.5n350 x33

43、n360 x36n370 g00 x100n380 z10n385 t0200n390 m06 t0404n400 s400n410 g00 x37 z-45n420 g76 r4 a60 x33.65 z-72 i0 k0.8 f1.5n430 g00 x100n440 z10n450 m06 t0202n460 s300n470 g00 z-363.5n480 x45n490 g01 x5 f50n500 g00 x100n510 z10n520 t0202n530 m05n540 m02程序結(jié)束精加工 20mm的內(nèi)孔0002n10 g92 x100 z50n20 m03 s600n30

44、m06 t0101n40 g90 g00 x20 z2n50 g01 x14 z-2 f100n60 z0n70 g00 x100 z50n80 t0100n90 m06 t0202n100 g00 x24 z1n110 g01 x20 z-1 f100n120 z-35n130 x18n140 g00 f50n150 x100n160 t0200 n170 m05n180 m02采用一夾一頂裝夾工作，粗、精加工外圓及加工螺紋。所用工具有外圓粗加工正偏刀（t01）、刀寬為2mm的切槽刀（t02）、外圓精加工（t03）。加工工藝路線為：粗加工42mm的外圓（留余量：徑向0.5mm，軸向0.3mm

45、）-粗加工28mm的外圓（留余量：徑向0.5mm,軸向0.3mm）-精加工28mm的外圓-精加工螺紋的外圓（34.85mm）-精加工35mm的外圓-切槽-加工螺紋-切斷。調(diào)頭用銅片墊夾42mm外圓，百分表找正后，精加工20mm的內(nèi)孔。所用刀具有45端面刀（t01）、內(nèi)孔精車刀（t02）。加工工藝路線為：加工端面-精加工20mm的內(nèi)孔。 數(shù)控車床加工編程典型實例分析（1） 確定加工路線 按先主后次，先精后粗的加工原則確定加工路線，采用固定循環(huán)指令對外輪廓進行粗加工，在精加工，然后車退刀槽，最后加工螺紋。（2） 裝夾方法和對刀點的選擇 采用三爪自定心卡盤自定心夾緊，對刀點選在工件的右端面與回轉(zhuǎn)軸線的交點。（3） 選擇刀具 根據(jù)加工要求，選用四把刀，1號為粗加工外圓車刀，2號為精加工外圓車刀，3號為切槽刀，4號為車螺紋刀。采用試切法對刀，對刀的同時，把端面加工出來