典型零件的工藝分析【年熱賣數(shù)控畢業(yè)論文】

文】目錄序言摘要1.數(shù)控加工工藝及設(shè)備1.1數(shù)控加工設(shè)備概述1.2數(shù)控加工原理和基本概念1.3數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系統(tǒng)1.4插補(bǔ)原理和加工精度和誤差2.典型零件數(shù)控加工工藝分析規(guī)程2.1確定零件毛坯尺寸2.2確定零件的定位基準(zhǔn)2.3加工余量的確定2.4零件加工順序及進(jìn)給路線2.5刀具的選擇2.6裝夾方式的選擇2.7冷卻液的選擇2.8切削用量的選擇3.數(shù)控加工刀具卡和工序卡4.零件程序的編制5.表面粗糙度6.加工中的注意事項(xiàng)總結(jié)參考文獻(xiàn)摘要隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)控機(jī)床在我國(guó)機(jī)械加工行業(yè)中得到越來越廣泛的應(yīng)用。它不僅解決了普通機(jī)床難以解決的許多加工難題，而且提高了加工精度和生產(chǎn)效率，同時(shí)也對(duì)加工工藝和刀具設(shè)計(jì)提出了許多新的、更高的要求。為使這些先進(jìn)的設(shè)備更好地發(fā)揮作用，必須解決這些問題。本設(shè)計(jì)通過對(duì)典型零件加工工藝及分析，從毛胚的選定，零件的定位，加工方案，到最后加工成型等方面分析壹個(gè)典型零件的加工工藝?！娟P(guān)鍵詞】:軸類零件;數(shù)控車削;工藝分析;【KeyWords】:shaftcomponents;technique;clamp;第壹章數(shù)控加工工藝及設(shè)備基礎(chǔ)1.1數(shù)控加工設(shè)備概述1.1.1數(shù)控機(jī)床的組成1.計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置（CNC裝置）計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置是計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的核心。其主要作用是根據(jù)輸入的零件加工程序或操作命令進(jìn)行相應(yīng)的處理，然后輸出控制命令到相應(yīng)的執(zhí)行部件（伺服單元、驅(qū)動(dòng)裝置和PLC些都是在CNC裝置協(xié)調(diào)控制、合作組織下，使整個(gè)系統(tǒng)有條不紊地工作。它主要由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、位置控制板、PLC接口板、通信接口板、擴(kuò)展功能模塊以及相應(yīng)的控制軟件等模塊組成。2.伺服單元、驅(qū)動(dòng)裝置和測(cè)量裝置伺服單元和驅(qū)動(dòng)裝置包括主軸伺服驅(qū)動(dòng)裝置、主軸電動(dòng)機(jī)、進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)裝置及進(jìn)給電動(dòng)機(jī)。測(cè)量裝置是指位置和速度測(cè)量裝置，它是實(shí)現(xiàn)主軸、進(jìn)給速度閉環(huán)控制和進(jìn)給位置閉環(huán)控制的必要裝置。主軸伺服系統(tǒng)的主要作用是實(shí)現(xiàn)零件加工的切削運(yùn)動(dòng)，其控制量為速度。進(jìn)給伺服系統(tǒng)的主要作用是實(shí)現(xiàn)零件加工的成形運(yùn)動(dòng)，其控制量為速度和位置，特點(diǎn)是能靈敏、準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)CNC裝置的位置和速度指令。3.控制面板控制面板有稱操作面板，是操作人員和數(shù)控機(jī)床（系統(tǒng)）進(jìn)行信息交互的工具。操作人員能夠通過它對(duì)數(shù)控機(jī)床（系統(tǒng)）進(jìn)行操作、編程、調(diào)試或?qū)C(jī)床參數(shù)進(jìn)行設(shè)定和修改，也能夠通過它了解或查詢數(shù)控機(jī)床（系統(tǒng)）的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。它是數(shù)控機(jī)床的壹個(gè)輸入輸出部件，主要由按鈕站狀態(tài)燈、按鍵陣列（功能和計(jì)算機(jī)鍵盤壹樣）和顯示器等部分組成。4.控制介質(zhì)和程序輸入輸出設(shè)備控制介質(zhì)是記錄零件加工程序的媒質(zhì)，是人和機(jī)床建立聯(lián)系的介質(zhì)。程序輸入輸出設(shè)備是CNC系統(tǒng)和外部設(shè)備進(jìn)行信息交互的裝置，其作用是將記錄在控制介質(zhì)上的零件加工程序輸入CNC系統(tǒng)，或?qū)⒁颜{(diào)試好的零件加工程序通過輸出設(shè)備存放或記錄在相應(yīng)的介質(zhì)上。目前數(shù)控機(jī)床常用的控制介質(zhì)和程序輸入輸出設(shè)備是磁盤和磁盤驅(qū)動(dòng)器等。CAD（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)）/CAMFMSCIMS（計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)）的基本技術(shù)。目前在數(shù)控機(jī)床上常用的通信方式有：串行通信；自動(dòng)控制專用借口；網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。5.PLC、機(jī)床I/O（輸入/輸出）電路和裝置PLC是用于進(jìn)行和邏輯運(yùn)算、順序動(dòng)作有關(guān)的I/O控制，它由硬件和軟件組I/O電路和裝置是用于實(shí)現(xiàn)I/O行程開關(guān)、接觸器等組成的邏輯電路。它們共同完成以下任務(wù)：接受CNC的MST指令，對(duì)其進(jìn)行譯碼且轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)，控制輔助裝置完成機(jī)床相應(yīng)的開關(guān)動(dòng)作。接受操作面板和機(jī)床側(cè)的I/OCNC裝置，經(jīng)其處理后，輸出指令控制CNC系統(tǒng)的工作狀態(tài)和機(jī)床的動(dòng)作。6.機(jī)床主體機(jī)床主體是數(shù)控系統(tǒng)的控制對(duì)象，是實(shí)現(xiàn)加工零件的執(zhí)行部件。它主要由住運(yùn)動(dòng)部件（主軸、主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)）、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)部件（工作臺(tái)、拖板及相應(yīng)的傳APC）系統(tǒng)、自動(dòng)刀具交換（ATC）系統(tǒng)和輔助裝置（如冷卻、潤(rùn)滑、排屑、轉(zhuǎn)位和夾緊裝置等）組成。1.2數(shù)控加工原理和基本概念1.2.1數(shù)控加工原理：數(shù)控技術(shù)是現(xiàn)代先進(jìn)制造技術(shù)的核心。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)為了縮短生產(chǎn)周期，滿足市場(chǎng)上不斷變化的需求，機(jī)械制造業(yè)正經(jīng)歷著從大批量到小批量及單件生產(chǎn)的轉(zhuǎn)變過程，而傳統(tǒng)的制造手段已滿足不了當(dāng)前技術(shù)的發(fā)展和市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的要求，數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，有效的解決了上述問題，它使傳統(tǒng)的制造方式發(fā)生了根本的轉(zhuǎn)變。當(dāng)下數(shù)控技術(shù)已成為制造業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、柔性化、集成化生產(chǎn)的基礎(chǔ)技術(shù)，現(xiàn)代的CAD/CAM，F(xiàn)MS和CIMS、敏捷制造和智能制造等，都是建立在數(shù)控技術(shù)之上。數(shù)控技術(shù)應(yīng)用計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)（CNC）有許多優(yōu)點(diǎn)：1.柔性好由硬件邏輯電路構(gòu)成的專用硬件數(shù)控裝置，若想改變系統(tǒng)的功能，必須重新布線；具有靈活性計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)只要改變相應(yīng)控制軟件，就可改變和擴(kuò)展其功能，滿足用戶的不同需要。2、功能強(qiáng)可利用計(jì)算機(jī)技術(shù)及其外圍設(shè)備，增強(qiáng)數(shù)控系統(tǒng)及數(shù)控機(jī)床的功能。例如，利用計(jì)算機(jī)圖形顯示功能，檢查編程的刀具軌跡，糾正編程錯(cuò)誤，仍可校驗(yàn)刀具和機(jī)3、可靠性高計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)可使用磁帶、軟盤等多種輸入裝置，避免了以往數(shù)控機(jī)床由于頻繁地開啟光電閱讀機(jī)而造成的信息出錯(cuò)的缺點(diǎn)。和硬件數(shù)控相比，計(jì)算機(jī)數(shù)控盡量減少硬件電路，顯著地減少了焊點(diǎn)、接插件和外部聯(lián)線，提高了可靠性。此外，計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)壹般都具備自診斷功能，當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，能顯示出故障信息，便于維修或預(yù)防操作失誤，減少維修停機(jī)時(shí)間。這壹切使得現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)的無故障運(yùn)行時(shí)間大為增加。4、易于實(shí)現(xiàn)機(jī)電壹體化由于計(jì)算機(jī)電路板上采用大規(guī)模集成電路和先進(jìn)的印制電路排版技術(shù)，只要采用數(shù)塊印制電路板即可構(gòu)成整個(gè)控制系統(tǒng)，而將數(shù)控裝置連同操作面板裝入壹個(gè)不大的數(shù)控箱內(nèi)，有力地促進(jìn)了機(jī)電壹體化。5、經(jīng)濟(jì)性好采用微機(jī)數(shù)控系統(tǒng)后，系統(tǒng)的性能價(jià)格比大為提高，當(dāng)下不但大型企業(yè)，就是中小型企業(yè)也逐漸采用微機(jī)數(shù)控系統(tǒng)了。1.2.2數(shù)控加工的基本概念：數(shù)控即為數(shù)字控制(NumericalControl)，是用數(shù)字化信號(hào)對(duì)機(jī)床的運(yùn)動(dòng)及其加工過程進(jìn)行控制的壹種方法，簡(jiǎn)稱數(shù)控（NC數(shù)控機(jī)床：就是采用了數(shù)控技術(shù)的機(jī)床，或者說是裝備了數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床。數(shù)控系統(tǒng)：數(shù)控機(jī)床中的程序控制系統(tǒng)，它能夠自動(dòng)閱讀輸入載體上事先給定的程序，且將其譯碼，從而使機(jī)床運(yùn)動(dòng)和加工工件。1.3數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系統(tǒng)1.3.1坐標(biāo)系(1)機(jī)床的坐標(biāo)系統(tǒng)，包括所有實(shí)際存在的機(jī)床軸。(2)點(diǎn)、運(yùn)動(dòng)方向。(3)ISO對(duì)數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系統(tǒng)的規(guī)定如下：采用笛卡爾直角坐標(biāo)系，右手定則。1.3.2數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)軸及其運(yùn)動(dòng)方向(1)Z軸坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)的定義Z軸：平行于機(jī)床主軸的坐標(biāo)軸。正方向：為從工作臺(tái)到刀具夾持的方向，即刀具遠(yuǎn)離工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)方向。(2)X軸坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)的定義X軸在工件徑向上，平行于橫滑座；X軸正方向：為刀具離開工件旋轉(zhuǎn)中心的方向。(3)Y軸坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)的定義Y軸的正方向則根據(jù)X和Z軸按右手法則確定。1.3.3坐標(biāo)原點(diǎn)在NC機(jī)床上能夠確定不同的原點(diǎn)和參考點(diǎn)位置，這些參考點(diǎn)的作用：1.用于機(jī)床定位；2.對(duì)工件尺寸進(jìn)行編程。它們是：(1)機(jī)床原點(diǎn)(M)(MachineOrigin或homeposition)是建立測(cè)量機(jī)床運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)的起始點(diǎn)。(2)機(jī)床參考點(diǎn)(R)(referencepoint)用行程開關(guān)設(shè)置的壹個(gè)物理位置，和機(jī)床原點(diǎn),心的參考點(diǎn)為機(jī)床的自動(dòng)換刀位置。(3)程序原點(diǎn)(W)程序原點(diǎn)：又稱工件原點(diǎn)(PartOrigin)工件坐標(biāo)系：以工件原點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)建立起來的直角坐標(biāo)系。(4)裝夾原點(diǎn)：FixtureOrigin(又稱卡盤零點(diǎn))，能夠和工件原點(diǎn)重合。1.3.4絕對(duì)坐標(biāo)和相對(duì)坐標(biāo)(1)10G90指令表示使用絕對(duì)坐標(biāo)編程。(2)相對(duì)坐標(biāo)表示法：將刀具運(yùn)動(dòng)位置的坐標(biāo)值表示為相對(duì)于前壹位置坐標(biāo)的增量，即為目標(biāo)點(diǎn)絕對(duì)坐標(biāo)值和當(dāng)前點(diǎn)絕對(duì)坐標(biāo)值的差值，這種坐標(biāo)的表示法稱之為相對(duì)11G91指令表示使用相對(duì)坐標(biāo)編程，有的數(shù)控系統(tǒng)用X、Y、Z表示絕對(duì)坐標(biāo)代碼，用U、V、W表示相對(duì)坐標(biāo)代碼。在壹個(gè)加工程序中能夠混合使用這二種坐標(biāo)表示法編程。1.4插補(bǔ)原理和加工精度和誤差1.4.1插補(bǔ)原理：在實(shí)際加工中，被加工工件的輪廓形狀千差萬別，嚴(yán)格說來，為了滿足幾何尺寸精度的要求，刀具中心軌跡應(yīng)該準(zhǔn)確地依照工件的輪廓形狀來生成，對(duì)于簡(jiǎn)單的曲線數(shù)控系統(tǒng)能夠比較容易實(shí)現(xiàn)，但對(duì)于較復(fù)雜的形狀，若直接生成會(huì)使算法變得很復(fù)雜，計(jì)算機(jī)的工作量也相應(yīng)地大大增加，因此，實(shí)際應(yīng)用中，常采用壹小段直線或圓弧去進(jìn)行擬合就可滿足精度要求(也有需要拋物線和高次曲線擬合的情況)，這種擬合方法就是“插補(bǔ)，實(shí)質(zhì)上插補(bǔ)就是數(shù)據(jù)密化的過程。插補(bǔ)的任每個(gè)中間點(diǎn)計(jì)算所需時(shí)間直接影響系統(tǒng)的控制速度，而插補(bǔ)中間點(diǎn)坐標(biāo)值的計(jì)算插補(bǔ)算法經(jīng)過幾十年的發(fā)展，不斷成熟，種類很多。壹般說來，從產(chǎn)生的數(shù)學(xué)模型來分，主要有直線插補(bǔ)、二次曲線插補(bǔ)等；從插補(bǔ)計(jì)算輸出的數(shù)值形式來分，主要有脈沖增量插補(bǔ)(也稱為基準(zhǔn)脈沖插補(bǔ))和數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ)。1.4.2加工精度和誤差：加工精度和加工誤差加工精度：零件加工后的實(shí)際幾何參數(shù)（尺寸、形狀和位置）和理想幾何參數(shù)相符合的程度。符合程度越高則加工精度就越高。加工誤差：零件加工后的實(shí)際幾何參數(shù)對(duì)理想幾何參數(shù)的偏離程度稱為加工誤差。加工誤差的大小表示了加工精度的高低，加工誤差是加工精度的度量?！凹庸ぞ取焙汀凹庸ふ`差”是評(píng)定零件幾何參數(shù)準(zhǔn)確程度的倆種不同概念。生產(chǎn)實(shí)際中用控制加工誤差的方法或現(xiàn)代主動(dòng)適應(yīng)加工方法來保證加工精度。第二章典型零件數(shù)控加工工藝分析規(guī)程材料：45鋼2.1.1零件材料常用45鋼，精度較高的軸可選用40Cr、軸承鋼GCr15、彈簧鋼65Mn，也可選用球墨鑄鐵；對(duì)高速、重載的軸，選用20CrMnTi、20Mn2B、20Cr等低碳合金鋼或38CrMoAl氮化鋼。在此典型零件圖樣中,零件材料選用45鋼2.1.2毛坯常用圓棒料和鍛件；大型軸或結(jié)構(gòu)復(fù)雜的軸采用鑄件。毛坯經(jīng)過加熱鍛造后，可使金屬內(nèi)部纖維組織沿表面均勻分布，獲得較高的抗拉、抗彎及抗扭強(qiáng)度。在此零件中,應(yīng)先粗車出且鉆好中心孔。毛坯選φ60㎜棒料。2.2確定零件的定位基準(zhǔn)在最初工序只能用工件毛坯上的未加工的表面作為定位基準(zhǔn)，這樣的基準(zhǔn)稱為粗基準(zhǔn)。用已經(jīng)加工過的表面作為定位基準(zhǔn)則稱為精基準(zhǔn)。另外，為了滿足工藝需要，在工件上專門設(shè)計(jì)的定位基準(zhǔn)（頂尖孔），稱為輔助基準(zhǔn)。1粗基準(zhǔn)的選擇——為了保證加工表面和不加工表面的位置尺寸要求，應(yīng)選擇不加工表面作粗基準(zhǔn)?！粢ＷC某加工表面切除的余量厚度均勻，應(yīng)選擇該表面作為基準(zhǔn)。——為保證各加工表面都有足夠的加工余量，應(yīng)選擇毛坯余量小的表面作為粗基準(zhǔn)。——選擇粗基準(zhǔn)的表面，應(yīng)盡可能平整，不能有飛邊，澆注系統(tǒng)，冒口，或其他表面缺陷，以便使工件定位穩(wěn)定可靠，夾緊方便?！及闱闆r下粗基準(zhǔn)不重復(fù)使用。2精基準(zhǔn)的選擇選擇精基準(zhǔn)，主要應(yīng)考慮如何減少定位誤差，保證加工精度，使工件裝夾方便，可靠，夾緊結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。——基準(zhǔn)重合原則：即選用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，以避免定位基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合而引起的基準(zhǔn)不重合誤差?！鶞?zhǔn)統(tǒng)壹原則：應(yīng)采用同壹組基準(zhǔn)定位加工零件上盡可能多的表面，這就是基準(zhǔn)統(tǒng)壹原則。這樣做能夠簡(jiǎn)化工藝規(guī)程的制訂工作，減少夾具設(shè)計(jì)、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?！詾榛鶞?zhǔn)原則：某些要求加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?！榛鶞?zhǔn)原則：當(dāng)對(duì)工件上倆個(gè)相互位置精度要求很高的表面進(jìn)行加工時(shí)，需要用倆個(gè)表面互相作為基準(zhǔn)，反復(fù)進(jìn)行加工，以保證位置精度要求。必須指出，定位基準(zhǔn)選擇不能單單考慮本工序定位，夾緊是否合理，而應(yīng)結(jié)合整個(gè)工藝路線進(jìn)行統(tǒng)壹考慮，使先行工序?yàn)楹罄m(xù)工序創(chuàng)造條件，使每個(gè)工序都有合適額定位基準(zhǔn)和夾緊方式。所以我的定位基準(zhǔn)從左邊加工則選擇左端面為定位基準(zhǔn)，調(diào)頭則以右端面為定位基準(zhǔn)。2.3加工余量的確定：(1)加工余量的概念由于毛坯不能達(dá)到零件所要求的精度和表面粗糙度，因此要留有加工余量，以便經(jīng)過機(jī)械加工來達(dá)到這些要求。加工余量是指加工過程中從加工表面切除的金屬層厚度。加工余量分為工序余量和總余量。工序余量工序余量是指某壹表面在壹道工序中切除的金屬層厚度。2．工序基本余量、最大余量、最小余量及余量公差由于毛坯制造和各個(gè)工序尺寸都存在著誤差，加工余量也是個(gè)變動(dòng)值。當(dāng)工序尺寸用基本尺寸計(jì)算時(shí)，所得到的加工余量稱為基本余量或公稱余量。最小余量Zmin是保證該工序加工表面的精度和質(zhì)量所需切除的金屬層最小厚度。最大余量Zmax是該工序余量的最大值。(2)確定加工余量的方法加工余量大小，直接影響零件的加工質(zhì)量和生產(chǎn)率。加工余量過大，不僅增加機(jī)械加工勞動(dòng)量，降低生產(chǎn)率，而且增加材料、工具和電力的消耗，增加成本。但若加工余量過小，又不能消除前工序的各種誤差和表面缺陷，甚至產(chǎn)生廢品。因此，必須合理地確定加工余量。其確定的方法有：1．經(jīng)驗(yàn)估算法經(jīng)驗(yàn)估算法是根據(jù)工藝人員的經(jīng)驗(yàn)來確定加工余量。為避免產(chǎn)生廢品，所確定的加工余量壹般偏大。適于單件小批生產(chǎn)。2．查表修正法此法根據(jù)有關(guān)手冊(cè)，查得加工余量的數(shù)值，然后根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)修正。這是壹種廣泛使用的方法。3．分析計(jì)算法這是對(duì)影響加工余量的各種因素進(jìn)行分析，然后根據(jù)壹定的計(jì)算式來計(jì)算加工余故很少應(yīng)用。通過查表修正法確定加工余量為0.2。2.4零件加工順序及進(jìn)給路線:2.4.1加工順序:(1)先粗后精:先對(duì)各表面進(jìn)行粗加工,全部粗加工結(jié)束后再進(jìn)行半精加工和精加工,逐步提高加工精度。(2)先近后遠(yuǎn):離對(duì)刀點(diǎn)近的部位先加工，離對(duì)刀點(diǎn)遠(yuǎn)的部位后加工。先加工左邊,然后掉頭加工右邊。先進(jìn)行粗車加工，后進(jìn)行后車加工（加工余量0.22.4.2進(jìn)給路線：加工路線的確定首先必須保持被加工零件的尺寸精度和表面質(zhì)量，其次考慮數(shù)值計(jì)算簡(jiǎn)單、走刀路線盡量短、效率較高等。因精加工的進(jìn)給路線基本上都是沿其零件輪廓順序進(jìn)行的，因此確定進(jìn)給路線的工作重點(diǎn)是確定粗加工及空行程的進(jìn)給路線。下面將具體分析：(1)加工路線和加工余量的關(guān)系在數(shù)控車床仍未達(dá)到普及使用的條件下，壹般應(yīng)把毛坯件上過多的余量，特則要注意程序的靈活安排。安排壹些子程序?qū)τ嗔窟^多的部位先作壹定的切削加工。①對(duì)大余量毛坯進(jìn)行階梯切削時(shí)的加工路線圖1所示為車削大余量工件的倆種加工路線，圖（a）是錯(cuò)誤的階梯切削路線，圖（b）按1→5的順序切削，每次切削所留余量相等，是正確的階梯切削路線。因?yàn)樵谕瑯颖吵缘读康臈l件下，按圖（a）方式加工所剩的余量過多。根據(jù)數(shù)控加工的特點(diǎn)，仍能夠放棄常用的階梯車削法，改用依次從軸向和徑向進(jìn)刀、順工件毛坯輪廓走刀的路線（如圖2所示）②分層切削時(shí)刀具的終止位置當(dāng)某表面的余量較多需分層多次走刀切削時(shí)，從第二刀開始就要注意防止走刀到終點(diǎn)時(shí)切削深度的猛增。（2）刀具的切入、切出在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行加工時(shí)，要安排好刀具的切入、切出路線，盡量使刀具沿輪廓的切線方向切入、切出。尤其是車螺紋時(shí)，必須設(shè)置升速段δ1和降速段δ2（如圖4車刀升降而影響螺距的穩(wěn)定。（3）確定最短的空行程路線確定最短的走刀路線，除了依靠大量的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)外，仍應(yīng)善于分析，必要時(shí)輔以壹些簡(jiǎn)單計(jì)算。（4）確定最短的切削進(jìn)給路線切削進(jìn)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(jìn)給路線時(shí)，應(yīng)同時(shí)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。2.5刀具的選擇和普通機(jī)床加工方法相比，數(shù)控加工對(duì)刀具提出了更高的要求，不僅需要?jiǎng)傂院谩⒕雀?，而且要求尺寸穩(wěn)定，耐用度高，斷屑和排屑性能好；同時(shí)要求安裝調(diào)整方便，這樣來滿足數(shù)控機(jī)床高效率的要求。數(shù)控機(jī)床上所選用的刀具常采用適應(yīng)高速切削刀具材料（如高速鋼、超細(xì)粒度硬質(zhì)合金）且使用可轉(zhuǎn)位刀片。1）車削用刀具及其選擇數(shù)控車削常用的車刀壹般分尖形車刀、圓弧形車刀以及成型車刀三類。2）尖形車刀尖形車刀是以直線形切削刃為特征的車刀。這類車刀的刀尖由直線形的主副切削刃構(gòu)成，如90°內(nèi)外圓車刀、左右端面車刀、切槽（切斷）車的選擇方法和普通車削時(shí)基本相同，但應(yīng)結(jié)合數(shù)控加工的特點(diǎn)（如加工路線、加工干涉等）進(jìn)行全面的考慮，且應(yīng)兼顧刀尖本身的強(qiáng)度。3）圓弧形車刀圓弧形車刀是以壹圓度或線輪廓度誤差很小的圓弧形切削刃為特征的車刀。該車刀圓弧刃每壹點(diǎn)都是圓弧形車刀的刀尖，應(yīng)此，刀位點(diǎn)不在圓弧上，而在該圓弧的圓心上。圓弧形車刀能夠用于車削內(nèi)外表面，特別適合于車削各種光滑連接（凹形）的成型面。選擇車刀圓弧半徑時(shí)應(yīng)考慮倆點(diǎn)：壹是車刀切削刃的圓弧半徑應(yīng)小于或等于零件凹形輪廓上的最小曲率半徑，以免發(fā)生加工干涉；二是該半徑不宜選擇太小，否則不但制造困難，仍會(huì)因刀尖強(qiáng)度太弱或刀體散熱能力差而導(dǎo)致車刀損壞。4）成型車刀成型車刀也稱樣板車刀，其加工零件的輪廓形狀完全由車刀刀刃的形狀和尺寸決定。在數(shù)控加工中，應(yīng)盡量少用或不用成型車刀。通過之上介紹我所選的刀具為圓弧車刀、非矩形車槽刀和螺紋刀。2.6裝夾方式的選擇在數(shù)控機(jī)床上加工零件時(shí)，為保證工件的加工精度和加工質(zhì)量，必須使工件位于機(jī)床上的正確位置，也就是通常所說的“定位，然后將它固定也就是通常所說的“夾緊”。工件在機(jī)床上定位和夾緊的過程稱為工件的裝夾2.6.1工件的定位原理（1）六點(diǎn)定位原理工件在空間有六個(gè)自由度，即沿X、Y、Z三個(gè)坐標(biāo)方向的移動(dòng)自由度和繞X、Y、Z三個(gè)移動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)自由度A、B、C，如下圖所示。要確定工件在空間的位置，需要按壹定的要求安排六個(gè)支撐點(diǎn)也就是通常所說的定位元件，以限制加工工件的自由度，這就是工件定位的“六點(diǎn)定位原理”。需要指出的是，工件形狀不同，定位表面不同，定位點(diǎn)的布置情況也各不相同。圖數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)軸（2）限制自由度和工件加工要求的關(guān)系根據(jù)工件加工表面的不同加工要求，有些自由度對(duì)加工要求有影響，有些自由度對(duì)加工要求無影響，對(duì)加工要求有影響的自由度必須限制，而不影響加工要求的自由度不必限制。（3）完全定位和不完全定位工件的六個(gè)自由度都被限制的定位成為完全定位，工件被限制的自由度少于六個(gè)，但不影響加工要求的定位，成為不完全定位，完全定位和不完全定位是實(shí)際加工中工件最常用的定位方式。（4）工件安裝的基本原則在數(shù)控機(jī)床上工件安裝的原則和普通機(jī)床相同，也要合理地選擇定位基準(zhǔn)和夾緊方案。為了提高數(shù)控機(jī)床的效率，在確定定位基準(zhǔn)和夾緊方案時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：①力求設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)和編程計(jì)算基準(zhǔn)的統(tǒng)壹。②盡量減少裝夾次數(shù)，盡可能在壹次定位和裝夾后就能加工出全部待加工表面。③避免采用占機(jī)調(diào)整式方案，以充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的效能。2.6.2工件的夾緊金屬切削加工過程中，為保證工件定位時(shí)確定的正確位置，防止工件在切削力、離心力、慣性力或重力等作用下產(chǎn)生位移和振動(dòng)，必須將工件夾緊。這種保證加工精度和安全生產(chǎn)的裝置稱為夾緊裝置。（1）對(duì)夾緊的基本要求①工件在夾緊過程中，不能改變工件定位后所占據(jù)的正確位置。②夾緊力的大小適當(dāng)，既要保證工件在加工過程中的位置不能發(fā)生任何變動(dòng)，又要使工件不產(chǎn)生大的夾緊變形；同時(shí)也要使得加工振動(dòng)現(xiàn)象盡可能小。③操作方便、省力、安全。④夾緊裝置的自動(dòng)化程度及復(fù)雜程度，應(yīng)和工件的批量大小相適應(yīng)。（2）夾緊力方向和夾緊點(diǎn)的確定①夾緊力應(yīng)盡可能朝向主要定位基準(zhǔn)，這樣能夠保證夾緊工件時(shí)不破壞工件的定位，影響工件的加工精度要求。②夾緊力方向應(yīng)有利于減少夾緊力，要求能夠在最小的夾緊力作用下，完成零件的加工過程。③夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)選在工件剛性較好的方向和方位上，這壹原則對(duì)剛性較差的零件特別重要，能夠保證零件的夾緊變形量最小。④夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近零件的加工表面，保證主要夾緊力的作用點(diǎn)和加工表面之間的距離最短，可有效提高零件裝夾的剛性，減少加工過程中的振動(dòng)。⑤夾緊力的作用方向應(yīng)在定位支撐的有效范圍內(nèi)，不破壞零件的定位要求。2.6.3夾具的選擇數(shù)控加工對(duì)夾具主要有倆大要求：壹是夾具應(yīng)具有足夠的精度和剛度；二是夾具應(yīng)有可靠的定位基準(zhǔn)。選用夾具時(shí)，通?？紤]以下幾點(diǎn)：1）盡量選用可調(diào)整夾具、組合夾具及其它通用夾具，避免采用專用夾具，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間。2）在成批生產(chǎn)時(shí)才考慮采用專用夾具，且力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。3）裝卸工件要迅速方便，以減少機(jī)床的停機(jī)時(shí)間。4）夾具在機(jī)床上安裝要準(zhǔn)確可靠，以保證工件在正確的位置上加工。2.6.4夾具的類型數(shù)控車床上的夾具主要有倆類：壹類用于盤類或短軸類零件，工件毛坯裝夾在帶可調(diào)卡爪的卡盤（三爪、四爪）中，由卡盤傳動(dòng)旋轉(zhuǎn)；另壹類用于軸類零件，毛坯裝在主軸頂尖和尾架頂尖間，工件由主軸上的撥動(dòng)卡盤傳動(dòng)旋轉(zhuǎn)。2.7冷卻液的選擇對(duì)于不同切削加工類型，金屬的切除特性是不壹樣的，較難的切削加工對(duì)切削液要求也較高。切削過程的難易程度，按從難到易的次序排列如下：內(nèi)拉削－外拉削－攻絲－螺紋加工－滾齒－深孔鉆－鏜孔－用成形刀具切削螺紋－高速低進(jìn)給切削螺紋－銑削－鉆孔－刨削－車削(單刃刀具)－鋸削磨削。2.8切削用量的確定合理選擇切削用量對(duì)于發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的最佳效益有著至關(guān)重要的關(guān)系。選擇切削用量的原則是：粗加工時(shí)，壹般以提高生產(chǎn)率為主，但也應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)性和加工成本；半精加工和精加工時(shí)，應(yīng)在保證加工質(zhì)量的前提下，兼顧切削效率、經(jīng)濟(jì)性和加工成本。具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機(jī)床說明書、刀具說明書、切削用量手冊(cè)，且結(jié)合經(jīng)驗(yàn)而定。2.8.1切削深度tt等于加工余量，這是提高生產(chǎn)率的壹個(gè)有效措施。為了保證零件的加工精度和表面粗糙度，壹般應(yīng)留壹定的余量進(jìn)行精加工。背吃刀量的大小主要依據(jù)機(jī)床、夾具、刀具和工件組成的工藝系統(tǒng)的剛度來決定，在系統(tǒng)剛度允許的情況下，為保證以最少的進(jìn)給次數(shù)去除毛坯的加工余量，根據(jù)被加工零件的余量確定分層切削深度，選擇較大的背吃刀量，以提高生產(chǎn)效率。在數(shù)控加工中，為保證零件必要的加工精度和表面粗糙度，留少量的余量(0.2～0.5mm)，在最后的精加工中沿輪廓走壹刀。粗加工時(shí)，除了留有必要的半精加工和精加工余量外，在工藝系統(tǒng)剛性允許的條件下，應(yīng)以最少的次數(shù)完成粗加工。留給精加工的余量應(yīng)大于零件的變形量和確保零件表面完整性。輪廓粗車循環(huán)時(shí)選ap=3ap=0.25ap=0.4精車ap=0.1㎜。2.8.2切削寬度L在編程中切削寬度稱為步距，壹般切削寬度L和刀具直徑D深度成反比。在粗加工中，步距取得大有利于提高加工效率。在使用平底刀進(jìn)行切削時(shí)，壹般L的取值范圍為：L=(0.6～0.9)D。而使用圓鼻刀進(jìn)行加工，刀具直徑應(yīng)扣除刀尖的圓角部分，即d=D-2r，(D為刀具直徑，r為刀尖圓角半徑)，而L能夠取得(0.8～0.9)d。而在使用球頭刀進(jìn)行精加工時(shí)，步距的確定應(yīng)首先考慮所能達(dá)到的精度和表面粗糙度。2.8.3切削線速度VCm/minVC值也是提高生產(chǎn)率的壹個(gè)有效措施，但VCVCVC明書中提供刀具的切削速度推薦參數(shù)VC。另外，切削速度VC值仍要根據(jù)工件的材料硬度來作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。2.8.4主軸轉(zhuǎn)速n主軸轉(zhuǎn)速的單位是r/min，壹般根據(jù)切削速度VC來選定。計(jì)算公式為：其中：VC——切削速度。d——零件或刀具的直徑(mm)。其中，DC為刀具直徑(mm)。在使用球頭刀時(shí)要作壹些調(diào)整，球頭銑刀的計(jì)算直徑Deff要小于銑刀直徑DCDC算直徑Deff計(jì)算。數(shù)控機(jī)床的控制面板上壹般備有主軸轉(zhuǎn)速修調(diào)(倍率)實(shí)際加工情況對(duì)主軸轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)整。2.8.5進(jìn)給速度Vf進(jìn)給速度是指機(jī)床工作臺(tái)在作插位時(shí)的進(jìn)給速度，Vf的單位為mm/min。Vf應(yīng)根據(jù)零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具和工件材料來選擇。Vf的增加也能夠提高生產(chǎn)效率，可是刀具的耐用度也會(huì)降低。加工表面粗糙度要求低時(shí)，Vf可選擇得大些。進(jìn)給速度能夠按下面公式進(jìn)行計(jì)算：其中：Vf表示工作臺(tái)進(jìn)給量，單位為mm/minn表示主軸轉(zhuǎn)速，單位為轉(zhuǎn)/z表示刀具齒數(shù)，單位為齒；fZ表示進(jìn)給量，單位為mm/齒；fz值由刀具供應(yīng)商提供。在數(shù)控編程中，仍應(yīng)考慮在不同情形下選擇不同的進(jìn)給速度。如在初始切削進(jìn)刀時(shí)，特別是Z軸下刀時(shí)，因?yàn)檫M(jìn)行端銑，受力較大，同時(shí)考慮程序的安全性問題，所以應(yīng)以相對(duì)較慢的速度進(jìn)給。另外在Z軸方向的進(jìn)給由高往低走時(shí)，產(chǎn)生端切削，能夠設(shè)置不同的進(jìn)給速度。在切削過程中，有的平面?zhèn)认蜻M(jìn)刀，可能產(chǎn)生全刀切削即刀具的周邊都要切削，切削條件相對(duì)較惡劣，能夠設(shè)置較低的進(jìn)給速度。在加工過程中，Vf最大進(jìn)給速度要受到設(shè)備剛度和進(jìn)給系統(tǒng)性能等的限制。在實(shí)際的加工過程中，可能對(duì)各個(gè)切削用量參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，如使用較高的進(jìn)給速度進(jìn)行加工，雖然刀具的壽命有所降低，但節(jié)省了加工時(shí)間，反而能有更好的效益。對(duì)于加工中不斷產(chǎn)生的變化，數(shù)控加工中的切削用量選擇在很大程度上依賴不斷積累經(jīng)驗(yàn)，從而保證零件的加工質(zhì)量和效率，充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)。第三章數(shù)控加工的刀具卡和工序卡3.1.1數(shù)控加工刀具卡片刀具號(hào)類型刀具材料備注1號(hào)刀90外圓車刀硬質(zhì)合金車外輪廓2號(hào)刀槽寬為5mm外切槽刀硬質(zhì)合金車外槽3號(hào)刀60外螺紋刀硬質(zhì)合金車外螺紋3.1.2數(shù)控加工工序卡零件名零件圖號(hào)數(shù)控系稱統(tǒng)工工步內(nèi)容（進(jìn)給路G功能T功能轉(zhuǎn)速/進(jìn)給速背吃加工余量步線）（r/min）度刀量/mm號(hào)/(mm/mi/mmn)安裝1：三爪自定心卡盤夾1車左端面G94T04044501002粗車加工左端外輪廓G71T01014501201.50.83精車加工左端外輪廓G70T01011000900.85車削外槽G01T0202350806車削螺紋G92T0303450100安裝2：三爪自定心卡盤夾（調(diào)頭夾Φ34處）1車右端端面G94T010180010012粗車加工右端外輪廓G71T01018001201.50.23精車加工右端外輪廓G70T01011200800.24.程序的編制程序1說明零件左端部分加工O0001;N10M03S700;N20T0101;程序名N30G00X55Z2;N40G71U1.5R1;主軸正轉(zhuǎn)，700r/min的轉(zhuǎn)速正轉(zhuǎn)N50G71P60Q150U0.5W0.1F0.3;90度的外圓車刀N60G01X10F0.1;快速定位N70Z0;外徑粗車循環(huán)，給定加工參數(shù)N80G03X20Z-5R5;N90G01Z-11;直線插補(bǔ)N100X29;N110X33Z-13;圓弧插補(bǔ)N120Z-35直線插補(bǔ)N130X34N140G02X48Z-48R7N150G01Z-60N160G70P60Q150N170G00X100Z100圓弧插補(bǔ)N180T0202M03S350直線插補(bǔ)N190G00Z-35精加工循環(huán)N200X38快速退刀N210G01X29F0.08切槽刀、350r/min的轉(zhuǎn)速正轉(zhuǎn)N220X38快速定位N230G00X100N240Z100直線插補(bǔ)N250T0303M03S500N260G00X35Z-8退刀N270G92X33Z-33F2N280X32.260°螺紋刀、500r/min的轉(zhuǎn)速正轉(zhuǎn)N290X31.6快速定位N300X31螺紋循環(huán)加工N310X30.6N320X30.4N330X30.4N340G00X100Z100N350M05N360M30快速退刀調(diào)頭主軸停止O0002;N10M03S700;N20T0101;程序結(jié)束N30G00X55Z2;N40G71U1.5R1;N50G71P60Q120U0.5W0.1F0.3;N60G01X24F0.1;700r/min的轉(zhuǎn)速正轉(zhuǎn)N70X28Z-2;90°外圓車刀N80Z-10快速定位N90X30外圓粗加工循環(huán)N100G03X40Z-15R5N110G01W-5直線插補(bǔ)N120X44N130X44W-2N140G70P60Q120N150G00X100圓弧插補(bǔ)N160Z100直線插補(bǔ)N170M05N180M30精加工循環(huán)快速退刀主軸停止程序結(jié)束5.表面粗糙度表面粗糙度是指加工表面具有的較小間距和微小峰谷不平度。其倆波峰或倆波谷之間的距離（波距）很?。ㄔ?mm于微觀幾何形狀誤差。表面粗糙度越小，則表面越光滑。表面粗糙度的大小，對(duì)機(jī)械零件的使用性能有很大的影響，主要表當(dāng)下以下幾個(gè)方面：1）表面粗糙度影響零件的耐磨性。表面越粗糙，配合表面間的有效接觸面積越小，壓強(qiáng)越大，磨損就越快。2）表面粗糙度影響配合性質(zhì)的穩(wěn)定性。對(duì)間隙配合來說，表面越粗糙，就越易磨損，使工作過程中間隙逐漸增大；對(duì)過盈配合來說，由于裝配時(shí)將微觀凸峰擠平，減小了實(shí)際有效過盈，降低了聯(lián)結(jié)強(qiáng)度。3）表面粗糙度影響零件的疲勞強(qiáng)度。粗糙零件的表面存在較大的波谷，它們像尖角缺口和裂紋壹樣，對(duì)應(yīng)力集中很敏感，從而影響零件的疲勞強(qiáng)度。4）表面粗糙度影響零件的抗腐蝕性。粗糙的表面，易使腐蝕性氣體或液體通過表面的微觀凹谷滲入到金屬內(nèi)層，造成表面腐蝕。5）表面粗糙度影響零件的密封性。粗糙的表面之間無法嚴(yán)密地貼合，氣體或液體通過接觸面間的縫隙滲漏。6）表面粗糙度影響零件的接觸剛度。接觸剛度是零件結(jié)合面在外力作用下，抵抗接觸變形的能力。機(jī)器的剛度在很大程度上取決于各零件之間的接觸剛度。7）影響零件的測(cè)量精度。零件被測(cè)表面和測(cè)量工具測(cè)量面的表面粗糙度都會(huì)直接影響測(cè)量的精度，尤其是在精密測(cè)量時(shí)。此外，表面粗糙度對(duì)零件的鍍涂層、導(dǎo)熱性和接觸電阻、反射能力和輻射性能、液體和氣體流動(dòng)的阻力、導(dǎo)體表面電流的流通等都會(huì)有不同程度的影響。表面粗糙度的實(shí)際應(yīng)用：表面粗糙度對(duì)零件使用情況有很大影響。壹般說來，表面粗糙度數(shù)值小，會(huì)要正確、合理地選用表面粗糙度數(shù)值。在設(shè)計(jì)零件時(shí)，表面粗糙度數(shù)值的選擇，是根據(jù)零件在機(jī)器中的作用決定的。總的原則是：在保證滿足技術(shù)要求的前提下，選用較大的表面粗糙度數(shù)值。具體選擇時(shí)，能夠參考下述原則：（1）工作表面比非工作表面的粗糙度數(shù)值小。（2）摩擦表面比不摩擦表面的粗糙度數(shù)值小。摩擦表面的摩擦速度愈高，所受的單位壓力愈大，則應(yīng)愈高；滾動(dòng)磨擦表面比滑動(dòng)磨擦表面要求粗糙度數(shù)值小。（3）對(duì)間隙配合，配合間隙愈小，粗糙度數(shù)值應(yīng)愈小；對(duì)過盈配合，為保證連接強(qiáng)度的牢固可靠，載荷愈大，要求粗糙度數(shù)值愈小。壹般情況間隙配合比過盈醞合粗糙度數(shù)值要小。（4）配合表面的粗糙度應(yīng)和其尺寸精度要求相當(dāng)。配合性質(zhì)相同時(shí)，零件尺寸愈小，則應(yīng)粗糙度數(shù)值愈?。煌季鹊燃?jí)，小尺寸比大尺寸要粗糙度數(shù)值小，軸比孔要粗糙度數(shù)值?。ㄌ貏e是IT8～I(xiàn)T5（5）受周期性載荷的表面及可能會(huì)發(fā)生應(yīng)力集中的內(nèi)圓角、凹稽處粗糙度數(shù)值應(yīng)較小。壹、數(shù)控車床程序輸入階段1．程序輸入時(shí)應(yīng)正確，避免字母、數(shù)字和符號(hào)的輸入錯(cuò)誤。2．程序輸入應(yīng)符合系統(tǒng)格式。二、數(shù)控車床零件加工操作準(zhǔn)備階段1．檢查數(shù)控系統(tǒng)是否已回參考點(diǎn)。2．安裝車刀，確認(rèn)車刀安裝的刀位和程序中編程所需的刀號(hào)壹致13．對(duì)刀。(應(yīng)將零件端面和外圓用車刀手動(dòng)加工壹刀。)4．車刀對(duì)刀完畢后，應(yīng)確認(rèn)對(duì)刀的正確性，確認(rèn)精車刀