數(shù)控編程工藝分析論文

1、畢業(yè)論文（設(shè)計與制造）題目：零件加工工藝分析與編程學(xué)生姓名：王成學(xué)號班 級：08數(shù)控專 業(yè)：數(shù)控技術(shù)與應(yīng)用分 院：湖州市技師學(xué)院分院指導(dǎo)教師：王偉2010 年 10 月 19 日在數(shù)控車削中，程序貫穿整個零件的加工過程。由于每個人的加工方法不同, 編制加工程序也各不相同，但最終的目的是為了提高數(shù)控車床的生產(chǎn)效率，因此 對于選擇最合理的加工路線顯得尤為重要。本文將從確定走刀路線、選擇合適的 g指令等細節(jié)出發(fā)，分析在數(shù)控車削屮程序的編制方法。關(guān)鍵詞：編制程序走刀路線g指令車削過程一、碗dim牛本論文所加工的零件典型軸類零件則屈丁階梯軸。二零件的加工所用機床型號cnc6140d：該車床可以實現(xiàn)軸類、

2、盤類的內(nèi)外表而，錐而、圓弧、螺紋、 鎮(zhèn)孔、狡孔加工，也可以實現(xiàn)非圓曲線加工。本零件將采用fanuc系統(tǒng)進行加工：主要特點fanuc公司的數(shù)控系統(tǒng)具冇高質(zhì)量、高性能、全功能，適用于各種機床和生 產(chǎn)機械的特點。三 零件加工的工藝及路線對于本文所加工的典型軸類零件，將采用“粗車一精車”的車削方式，即 分別對本零件的兩個端面、外圓、螺紋、外圓錐度、切槽、i員i弧、鎮(zhèn)孔七個步驟 進行粗加工和精加工。3.1鎮(zhèn)孔工藝：根據(jù)工件的加工要求，可選擇三種銳削方案。在一根錘桿上安排粗、精切鐸刀來分擔余量的切除，備孔后再倒角。為了 不影響生產(chǎn)節(jié)拍，兩把粗、精切鎮(zhèn)刀需同時工作。由于是在鎮(zhèn)桿上鉆孔及攻絲， 進一步削弱了鎮(zhèn)

3、桿的剛性及強度。而鎮(zhèn)削余量的不均勻分布使得切削力很大，兩 把鏗刀同時工作使機床功率不足，因此不可避免地要引起切削振動，無法滿足工 件加工精度和表而粗糙度要求。在同一根錘桿上安排粗、精切鋰刀來分擔余量的去除：其中任何兩把刀都 不得同時工作。采用該方案雖然口j降低切削力，但鎮(zhèn)桿長度增加了兩倍，造成鎮(zhèn) 桿剛性不足；同吋單件加工工吋也增加了一倍，保證不了生產(chǎn)節(jié)拍。安排兩臺機床，即增加一臺半精鏗床來分擔余量的精加工。該方案雖可解 決問題，但工件加工成本太高。對于本零件中的孔，將采用鎮(zhèn)刀對其進行加工，并安排粗、糟鐸來分擔余 量的切除，鋰孔后再倒角。3. 2螺紋加工工藝3. 2. 1普通螺紋的尺寸分析數(shù)控車

4、床對普通螺紋的加工需要一系列尺寸，普通螺紋加工所需的尺寸計算 分析主要包括以卜兩個方面：螺紋加工前工件直徑考慮螺紋加工牙型的膨脹量，螺紋加工前工件直徑d/d-0.1p,即螺紋大徑 減0.1螺距，一般根據(jù)材料變形能力小取比螺紋大徑小0到0.5。螺紋加工進刀量螺紋加進刀量口j以參考螺紋底徑，即螺紋刀最終進刀位置。螺紋小徑為：大徑一2倍牙高；牙高=0.54p （p為螺距）螺紋加工的進刀量應(yīng)不斷減少，具體進刀量根據(jù)刀具及工作材料進行選擇。3. 2. 2普通螺紋的編程加工在目前的數(shù)控車床中，螺紋切削一般有三種加工方法:g32直進式切削方法、 g76斜進式切削方法和g82直進式切削方法，由于切削方法的不同

5、，編程方法 不同，造成加工誤差也不同。我們在操作使用上要仔細分析，爭取加工出精度高 的零件。g32直進式切削方法，由于兩側(cè)刃同時工作，切削力較大，而且排削困難, 因此在切削時，兩切削刃容易磨損。在切削螺距較大的螺紋時，由于切削深度較 大，刀刃磨損較快，從而造成螺紋中徑產(chǎn)生誤差；但是其加工的牙形精度較高， 因此-般多用于小螺距螺紋加工。由于其刀具移動切削均靠編程來完成，所以加 工程序較長；由于刀刃容易磨損，因此加工中要做到勤測量。g76斜進式切削方法，由于為單側(cè)刃加工，加工刀刃容易損傷和磨損，使 加工的螺紋面不直，刀尖角發(fā)生變化，而造成牙形精度較差。但由于其為單側(cè)刃 工作，刀具負載較小，排屑容易

6、，并且切削深度為遞減式。因此，此加工方法一 般適用于大螺距螺紋加工。由于此加工方法排屑容易，刀刃加工工況較好，在螺 紋精度要求不高的情況下，此加工方法更為方便。在加工較高精度螺紋時，可采 用兩刀加工完成，既先用g76加工方法進行粗車，然后用g32加工方法精車。 但要注意刀具起始點要準確，不然容易亂扣，造成零件報廢。 g82直進式切削方法，螺紋切削循環(huán)同g32螺紋切削-樣，在進給保持 狀態(tài)下，該循環(huán)在完成全部動作之后再停止動作。螺紋加工完成后可以通過觀察螺紋才型判斷螺紋質(zhì)量及時采取措施，當螺紋 牙頂未尖時，增加刀的切入量反而會使螺紋大徑增大，增大量視材料塑性而定， 當牙頂已被削尖時增加刀的切入量

7、則大徑成比例減小，根據(jù)這一特點耍正確對待 螺紋的切入量，防止報廢。木零件屮螺紋的切削加工就采用g82直螺紋切削循環(huán)加工的方法，并且使 用粗車與精車結(jié)合切削方式（精加工余量為0.5mm）,須先倒角后車螺紋。33切削用量的確定在工藝系統(tǒng)剛度和機床功率允許的情況下，盡可能選取較大的背吃刀量，以 減少進給次數(shù)。當零件精度要求較高時，則應(yīng)考慮留出精車余量，其所留的精車 余量一般比普通車削時所留余量小，常取00.5 mm。本零件屈于典型軸類零件, 其中包含了螺紋、圓錐、切槽、圓弧、鐸孔等工藝內(nèi)容，其背吃刀量分別為：粗 加工表面為1.5、精加工表面為0.1,加工圓錐、切槽及圓弧的背吃刀量與加工表 面時一樣,

8、粗鎮(zhèn)孔為1.25、精鎮(zhèn)孔為0.25,螺紋則為:粗車1.25、精車0.1。3. 3. 2進給量f (有些數(shù)控機床用進給速度vf)進給量f的選取應(yīng)該與背吃刀量和主軸轉(zhuǎn)速相適應(yīng)。在保證工件加工質(zhì)量的 前提下，可以選擇較高的進給速度(2000 nmi/min以下)。在切斷、車削深孔或榕 車時，應(yīng)選擇較低的進給速度。當?shù)毒呖招谐烫貏e是遠距離“回零”時，可以設(shè) 定盡量高的進給速度。粗車時，一般取f=0.30.8 mm/r,精車時常取f=0.10.3 mm/r,切斷時f=0.05 0.2 mm/ro本論文屮加工該典型軸類零件采用的進給量為：粗加工表而(圓錐、 圓弧、切槽等)為0.14、精加工表面為0.04,

9、粗備孔為0.09、精錘孔為0.04,螺 紋粗車為0.08、螺紋精車為0.03o3. 4主軸轉(zhuǎn)速的確定(1) 光車外圓時主軸轉(zhuǎn)速光車外圓時主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)根據(jù)零件上被加工部位的直徑，并按零件和刀具材料 以及加工性質(zhì)等條件所允許的切削速度來確定。加工本零件時的主軸轉(zhuǎn)速為：粗 加工時500、精加工時800。(2) 車螺紋吋主軸的轉(zhuǎn)速在車削螺紋時，車床的主軸轉(zhuǎn)速將受到螺紋的螺距p (或?qū)С?大小、張動 電機的升降頻特性，以及螺紋插補運算速度等多種因素影響，故對于不同的數(shù)控 系統(tǒng)，推薦不同的主軸轉(zhuǎn)速選擇范圍。大多數(shù)經(jīng)濟型數(shù)控車床推薦車螺紋時的主 軸轉(zhuǎn)速n(r/min)為:n w (1200/p) -k(5-1

10、)式中p被加工螺紋螺距，nun；k保險系數(shù)，一般取為80。加工該典型軸類零件時的主軸轉(zhuǎn)速為：粗車時500、精車時800。3. 5編制加工工序卡數(shù)控加工工序卡1零件名稱典型軸類零件圖號圖1夾具名稱卡盤設(shè)備名稱及型號數(shù)控車床cnc6140d材料名稱及牌號45號鋼硬度hrc68工序名稱加工螺紋 工序號12x45 -一 2s 33x0.021459q8工步號工步內(nèi)容切削用量刀具量具nfap編號名稱名稱1粗車端而5000141. 51t0101游標卡尺2精車端面8000. 040. 11t0101千分尺3粗車外圓5000141. 51t0101游標卡尺4精車外圓8000. 040. 11t0101千分尺

11、5倒角500014151t01016粗車螺紋5000. 081. 252t0202游標卡尺7精車螺紋8000. 030. 12t0202千分尺數(shù)控加工工序卡2零件名稱典型軸類零件圖號圖2夾具名稱卡盤設(shè)備名稱及型號數(shù)控車床cnc6140d材料名稱45號鋼硬度iirc68工序名稱加工圓錐工序號2及牌號 03.025 a2x45/o§o 1ikj25一丄jw 330.02 n29651450.08工步切削用量刀具量具工步內(nèi)容號nf%編號名稱名稱1粗車外圓5000.141. 5t0101 外圓車刀游標卡尺2精車外圓800 0.040. 1t0101 外圓車刀千分尺3倒角5000.141. 5

12、t0101外圓車刀4粗車圓錐5000. 141. 5t0101外圓車刀游標卡尺5精車圓錐8000. 040. 1t0101外圓車刀千分尺數(shù)控加工工序卡3零件名稱典型軸類零件圖號圖3夾具名稱k盤數(shù)控車床cnc6140d材料名45號鋼破度1irc68丁序名稱切槽t-序號設(shè)備名稱及型號稱及牌2x45/25-33.0?010).025.0383-3、0.0329145*0.080-v-o oout e工步內(nèi)容車槽（粗車）車槽（精車）切削用量0148000. 04651. 50. 01刀具編號t0303t0303名稱切槽切槽量具名稱游標卡尺千分尺145*0.08 00.025 agu) n 0卜寸kc數(shù)

13、控加工工序卡4零件名稱典型軸類零件圖號圖4夾具名稱卡盤設(shè)備名稱及型號數(shù)控車床cnc6140d材料名稱及牌號45號鋼硬度hrc68工序名稱車圓弧工序號4工步號工步內(nèi)容切削用量刀具量具nfclp編號名稱名稱1粗車端面5000. 141. 5t0101外圓車丿j游標卡尺2精車端面8000. 040. 01t0101外圓車刀千分尺3粗車外圓5000. 141. 5t0101外圓車丿j游標卡尺4精車外圓8000. 040. 01t0101外圓車刀千分尺5粗車圓弧5000. 141. 5t0404尖刀游標卡尺6精車岡弧8000. 04 0. 01 t0404尖刀千分尺零件名稱典型軸類零件圖號圖5夾具名稱卡

14、盤設(shè)備名稱及型號數(shù)控車床cnc6140d材料名稱及牌號45號鋼碩度hrc68工序名稱鎮(zhèn)孔工序號5數(shù)控加工工序卡5 0o.o25|a69ojx0cw2533s.0b2x45/5f_15oo3e6p呢296514558工步號工步內(nèi)容切削用量刀具量具nfhp編號名稱名稱1錘孔（粗車）5000. 091. 25to 105鎮(zhèn)刀游標卡尺2鎮(zhèn)孔（精車）8000. 040. 25to 105鋰刀千分尺!1!加工路線圖4. 1刀具加工進給路線的確定：（1）合理安排“冋零”路線在手工編制較復(fù)雜輪廓的加工程序時，為使其計 算過程盡量簡化，既不易出錯，乂便于校核，編程者有時將毎一刀加工完后的刀 具終點通過執(zhí)行“回零

15、”（即返回對刀點）指令，使其全都返回到對刀點位置，然后再進行后續(xù)程序。這樣會增加走刀路線的距離，從而大大降低生產(chǎn)效率。因 此，在合理安排“回零”路線時，應(yīng)使其前一刀終點與后一刀起點間的距離盡量 減短，或者為零，即可滿足走刀路線為最短的要求。(2) 切削進給路線短，可有效地提高生產(chǎn)效率，降低刀具損耗等。在安排粗 加工或半精加工的切削進給路線時，應(yīng)同時兼顧到被加工零件的剛性及加工的工 藝性等要求，不要顧此失彼(3) 圖3-1為粗車工件時幾種不同切削進給路線的安排示例。其中，圖3-1 (a) 表示利用數(shù)控系統(tǒng)具有的封閉式復(fù)合循環(huán)功能而控制車刀“沿著工件輪廓”進行 走刀的路線；圖3-1 (b)為利用其

16、程序循環(huán)功能安排的“三角形”走刀路線；圖 3-1 (c)為利用其矩形循環(huán)功能而安排的“矩形”走刀路線。(b) “三角形”走刀圖3-1走刀路線示例本文零件的加工刀具進給路線為“沿工件輪廓走刀”，因為本零件屬于典型 軸類零件，結(jié)合了螺紋、圓錐、槽、圓弧和孔五個工藝，如果采用“矩形”走刀 或“三角形”走刀，不論是走刀路線或是工藝編程將會非常麻煩，而采用“沿工 件輪廓走刀”就會避免這樣的問題，使整個加工過程變得簡單易操作。4. 2繪制刀具加工路線圖刀具加工路線圖五.數(shù)控刀具表/數(shù)控編程5.1本零件加工所用刀具：外圓車刀(t0101)、切槽刀(t0202)、尖刀(t0303)、螺紋刀(t0404)、 鎮(zhèn)

17、刀(t0105)車刀按用途分為外圓車刀、端面車刀、內(nèi)孔車刀、切斷刀、切槽 刀等多種形式。外圓車刀用于加工外圓柱面和外圓錐面，它分為直頭和彎頭兩種。 彎頭車刀通用性較好，可以車削外圓、端面和倒棱。外圓車刀又可分為粗車刀、 精車刀和寬刃光刀，精車刀刀尖圓弧半徑較大，可獲得較小的殘留面積，以減小 表而粗糙度；寬刃光刀用于低速精車；當外圓車刀的主偏角為90度時，可用于 車削階梯軸、凸肩。端面及剛度較低的細長軸。外i員i車刀按進給方向又分為左偏 刀和右偏刀。車刀在結(jié)構(gòu)上可分為整體車刀、焊接車刀和機械夾固式車刀。整體車刀主要 是整體高速鋼車刀，截面為正方形或矩形，使用時可根據(jù)不同用途進行刃磨；整 體車刀耗

18、用刀具材料較多，一般只用作切槽。切斷刀使用。焊接車刀是將硬質(zhì)合 金刀片用焊接的方法固定在普通碳鋼刀體上。它的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、剛性 好、使用靈活、制造方便，缺點是由于焊接產(chǎn)生的應(yīng)力會降低硬質(zhì)合金刀片的使 用性能，有的甚至?xí)a(chǎn)生裂紋。機械夾固車刀簡稱機夾車刀，根據(jù)使用情況不同 乂分為機夾重磨車刀和機夾可轉(zhuǎn)位車刀。序號名稱刀具號1外圓車刀t01012螺紋刀t02023切槽刀t03034尖刀t04045鎮(zhèn)刀t01055.2零件加工程02010；n001 goo g97 s500 t0101n002 m03n003 m08n004 g00x58z2n005 g01z-2f50n006x25n007

19、x5n008x0n009 gooxloozloon010 g00x58z0n011 g71u1r1p016q024x0. 5z0. 1f100n012 gooxloozloon013 m05n014 moon015 goo g97 s800 t0101n016 g00x58z0n017 g01x26f80n018z-2n019 g01x30w-2f70n020 g01z-35f100n021x50f70n022x52z-36f70n023z-53f100n024x41.75z-84f70n025 gooxloon026zloon027 m05n028 moon029 goo g97 s600

20、t0202n030 m03n031 m08n032 goozon033x29.8n034 g01z-27f70n035x32f120n036zon037 g82x292z-27f2n038g82x28.8z-27f2n039g82x28.4z-27f2n040g82x28.2z-27f2n041g82x28.0z-27f2n042g82x28.0z-27f2n043gooxloozloon043mosn044moon045goo g97 s600 t0303n046m03n047m08n048g00x53z-33n049g01x52f100n050z61n051x39f70n052x52f120n053z65n054x39f70n055x52f120n056z69n057x39f70n058x52f120n059gooxloon060zloon061mosn062moon063goo g97 s600 t0101n064m03n065m08n066g00x57z2n067g01z-3f120n068x20f100n069x5f70n070x0f50n071gooxloozloon072mosn073moon074 goo g97 s600 t0404n075 m03n076 m08n077 g00x57z2n078 g71u1r1p0