軸類零件的數(shù)控加工工藝與編程論文

1、摘要軸是組成機器的重要零件之一，其主要功用是用來支撐回轉(zhuǎn)零件并傳遞運動和轉(zhuǎn)矩。機械產(chǎn)品的更新速度越來越快，數(shù)控加工技術(shù)作為先進生產(chǎn)力的代表，在機械及相關(guān)行業(yè)領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用，機械制造的競爭，其實質(zhì)是數(shù)控技術(shù)的競爭。本文完成軸類零件的數(shù)控加工工藝與編程；首先進行圖紙的分析，然后再進行毛坯的選擇、機床的選擇、切削用量的確定、工藝卡片的制定等，最后完成了此軸的工藝分析。編程時根據(jù)所編的工序進行粗車、精車等。關(guān)鍵詞：數(shù)控加工；工藝過程；加工工序；加工路線；數(shù)控編程目錄前 言第 1 章序言1.1 零件的加工工藝1.2 數(shù)控車床概述1.3 鏜孔工藝1.4 螺紋加工工藝1.5 分析加工對象第 2 章工藝

2、過程卡及加工工序卡2.1 數(shù)控加工工藝內(nèi)容的選擇2.2 工藝過程2.3 加工工序的劃分2.4 編制工藝過程卡2.5 切削用量的選擇2.6 編制加工工序卡第 3 章加工路線圖3.1 刀具加工進給路線的確定3.2 繪制刀具加工路線圖第 4 章數(shù)控刀具表/數(shù)控編程基礎(chǔ)4.1 本零件加工所用刀具4.2 編程基礎(chǔ)第 5 章程序的編程結(jié)論致謝參考文獻附錄前言一、選題背景：數(shù)控是數(shù)字控制(Numerical Control，NC)的簡稱。從廣義上講，是指利用數(shù)字化信息實行控制，也就是利用數(shù)字控制技術(shù)實現(xiàn)的自動控制系統(tǒng)，其被控對象可以是各種生產(chǎn)過程。而這里主要從狹義上理解，也就是利用數(shù)字化信息對機床軌跡和狀態(tài)

3、實行控制，例如數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控線切割機床、數(shù)控加工中心等。1.數(shù)控機床與普通機床相比，數(shù)控機床有如下特點：（1）加工精度高，具有穩(wěn)定的加工質(zhì)量；（2）可進行多坐標的聯(lián)動，能加工形狀復雜的零件；（3）加工零件改變時，一般只需要更改數(shù)控程序，可節(jié)省生產(chǎn)準備時間；（4）機床本身的精度高、剛性大 ,可選擇有利的加工用量， 生產(chǎn)率高（一般為普通機床的 35 倍）；（5）機床自動化程度高，可以減輕勞動強度；二、數(shù)控機床的特點：（6）對操作人員的素質(zhì)要求較高，對維修 人員的技術(shù)要求更高。2.數(shù)控機床以其精度高、效率高、自動化程度高、能適應(yīng)中小批量多品種復雜零件的加工等優(yōu)點，在機械加工中得到廣泛應(yīng)用。

4、概括起來，數(shù)控機床的加工特點有以下幾方面：（1）適應(yīng)性強，適合于單件加工，特別是中小批量復雜零件的加工（2）加工精度高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定（3）生產(chǎn)效率高（4）能實現(xiàn)復雜的運動（5）良好的經(jīng)濟效率（6）自動化程度高（7）有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化三、數(shù)控機床的組成數(shù)控機床一般由下列幾個部分組成：（1）主機，他是數(shù)控機床的主題，包括機床身、立柱、主軸、進給機構(gòu)等機械部件。他是用于完成各種切削加工的機械部件。（2）數(shù)控裝置，是數(shù)控機床的核心，包括硬件（印刷電路板、CRT 顯示器、鍵盒、紙帶閱讀機等）以及相應(yīng)的軟件，用于輸入數(shù)字化的零件程序，并完成輸入信息的存儲、數(shù)據(jù)的變換、 插補運算以及實現(xiàn)各種控制功能。（

5、3）驅(qū)動裝置，他是數(shù)控機床執(zhí)行機構(gòu)的驅(qū)動部件，包括主軸驅(qū)動單元、進給單元、主軸電機及進給電機等。他在數(shù)控裝置 的控制下通過電氣或電液伺服系統(tǒng)實現(xiàn)主軸和進給驅(qū)動。當幾個 進給聯(lián)動時，可以完成定位、直線、平面曲線和空間曲線的加工。（4）輔助裝置， 指數(shù)控機床的一些必要的配套部件，用以保證數(shù)控機床的運行，如冷卻、排屑、潤滑、照明、監(jiān)測等。它包括液壓和氣動裝置、排屑裝置、交換 工作臺、數(shù)控轉(zhuǎn)臺和數(shù)控分度頭，還包括刀具及監(jiān)控檢測裝置等。（5）編程及其他附屬設(shè)備，可用來在機外進行零件的程序編制、存儲等。自從 1952 年美國麻身理工學院研制出世界上第一臺數(shù)控機床以來，數(shù)控機床在制造工業(yè)，特別是在汽車、航空

6、航天、 以及軍事工業(yè)中被廣泛地應(yīng)用，數(shù)控技術(shù)無論在硬件和軟件方面， 都有飛速發(fā)展。四、數(shù)控機床的分類及應(yīng)用按工藝用途分類金屬切削類數(shù)控機床,包括數(shù)控車床,數(shù)控鉆床,數(shù)控銑床,數(shù)控磨床,數(shù)控鏜床發(fā)及加工中心.這些機床都有適用于單件、小批量和多品種和零件加工，具有很好的加工尺寸的一致性、很高的生產(chǎn)率和自動化程度，以及很高的設(shè)備柔性。金屬成型類數(shù)控機床；這類機床包括數(shù)控折彎機，數(shù)控組合沖床、數(shù)控彎管機、數(shù)控回轉(zhuǎn)頭壓力機等。數(shù)控特種加工機床；這類機床包括數(shù)控線（電極）切割機床、數(shù)控電火花加工機床、數(shù)控火焰切割機、數(shù)控激光切割機床、專用組合機床等。其他類型的數(shù)控設(shè)備；非加工設(shè)備采用數(shù)控技術(shù)，如自動裝配機

7、、多坐標測量機、自動繪圖機和 工業(yè)機器人等。按運動方式分類點位控制；點位控制數(shù)控機床的特點 是機床的運動部件只能夠?qū)崿F(xiàn)從一個位置到另一個位置的精確運動，在運動和定位過程中不進行任何加工工序。如數(shù)控鉆床、數(shù)按坐標鏜床、數(shù)控焊機和數(shù)控彎管機等。直線控制；點位直線控制的特點是機床的運動部件不僅要實現(xiàn)一個坐標位置到另一個位置的精確移動和定位，而且能實現(xiàn)平 行于坐標軸的直線進給運動或控制兩個坐標軸實現(xiàn)斜線進給運動。輪廓控制；輪廓控制數(shù)控機床的特點是機床的運動部件能夠?qū)崿F(xiàn)兩個坐標軸同時進行聯(lián)動控制。它不僅要求控制機床運動部件的起點與終點坐標位置，而且要求控制整個加工過程每一點的速度和位移量，即要 求控制運

8、動軌跡，將零件加工成在平面內(nèi)的直線、曲線或在空間的曲面。按控制方式分類開環(huán)控制；即不帶位置反饋裝置的控制方式。半閉環(huán)控制；指在開環(huán)控制伺服電動機軸上裝有角位移檢測裝置，通過檢測伺服電動機的轉(zhuǎn)角間接地檢測出運動部件的位移反饋給數(shù)控裝置的比較器，與輸入的指令進行比較，用差值控制運動部件。閉環(huán)控制；是在機床的最終的運動部件的相應(yīng)位置直接直線或回轉(zhuǎn)式檢測裝置，將直接測量到的位移或角位移值反饋到數(shù)控 裝置的比較器中與輸入指令移量進行比較，用差值控制運動部件， 使運動部件嚴格按實際需要的位 移量運動?！案咝省⒏呔?、高性能、一機多用 ”是數(shù)控機床技術(shù)發(fā)展的總趨勢。1. 機床復合技術(shù)進一步擴展隨著數(shù)控機床

9、技術(shù)進步，復合加工技術(shù)日趨成熟，包括銑 -車復合、車銑復合、車 -鏜-鉆-齒輪加工等復合，車磨復合，成形復合加工、特種復合加工等，復合加工的精度和效率大大提高。 “一臺機床就是一個加工廠 ”、“一次裝卡，完全加工”等理念正在被更多人接受，復合加工機床發(fā)展正呈現(xiàn)多樣化的態(tài)勢。2.智能化技術(shù)有新突破數(shù)控機床的智能化技術(shù)有新的突破，在數(shù)控系統(tǒng)的性能上得到了較多體現(xiàn)。如：自動調(diào)整干涉防碰撞功能、斷電后工件自動退出安全區(qū)斷電保護功能、加工零件檢測和自動 補償學習功能、高精度加工零件智能化參數(shù)選用功能、加工過程 自動消除機床震動等功能進入了實用化階段，智能化提升了機床 的功能和品質(zhì)。五、數(shù)控機床的技術(shù)發(fā)展

10、趨勢3.機器人使柔性化組合效率更高機器人與主機的柔性化組合得到廣泛應(yīng)用，使得柔性線更加靈活、功能進一步擴展、柔性線進一步縮短、效率更高。機器人 與加工中心、車銑復合機床、磨床、齒輪加工機床、工具磨床、電加工機床、鋸床、沖壓機床、激光加工機床、水切割機床等組成多種形式的柔性單元和 柔性生產(chǎn)線已經(jīng)開始應(yīng)用。4.精密加工技術(shù)有了新進展數(shù)控金切機床的加工精度已從原來的絲級（ 0.01mm）提升到目前的微米級（ 0.001mm），有些品種已達到 0.05m 左右。超精密數(shù)控機床的微細切削和磨削加工，精度可穩(wěn)定達到 0.05m 左右，形狀精度可達 0.01m 左右。采用光、電、化學等能源的特種加工精度可達

11、到納米級（ 0.001m）。通過機床結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化、機床零部件的超精加工和精密裝配、采用高精度的全閉環(huán)控制及溫度、振動等動態(tài)誤差補償技術(shù)，提高機床加工的幾何精度，降低形位誤差、表面粗糙度等，從而進入亞微米、納米級超精加工時代。5.功能部件性能不斷提高功能部件不斷向高速度、高精度、大功率和智能化方向發(fā)展，并取得成熟的應(yīng)用。全數(shù)字交流伺服電機和驅(qū)動裝置，高技術(shù)含量的 電主軸、力矩電機、直線電機，高性能的直線滾動組件，高精度主軸單元等功能部件推廣應(yīng)用，極大的提高數(shù)控機床的技術(shù)水平。本軸類零件圖如下圖所示：實體圖第 1 章序言1.1 軸類零件的加工工藝：軸類零件是機器中經(jīng)常遇到的典型零件之一。它在機械中

12、主要 用于支承齒輪、帶輪、凸輪以及連桿等傳動件，以傳遞扭矩。按結(jié) 構(gòu)形式不同，軸可以分為階梯軸、錐度心軸、光軸、空心軸、曲軸、凸輪軸、偏心軸、各種絲杠等。它主要用來支承傳動零部件，傳遞 扭矩和承受載荷。軸類零件是旋轉(zhuǎn)體零件，其長度大于直徑，一般 由同心軸的外圓柱面、圓錐面、內(nèi)孔和螺紋及相應(yīng)的端面所組成。 根據(jù)結(jié)構(gòu)形狀的不同，軸類零件可分為光軸、階梯軸、空心軸和曲 軸等。1.1.2 軸類零件一般加工要求及方法軸類零件加工工藝規(guī)程注意點軸類零件中工藝規(guī)程的制訂，直接關(guān)系到工件質(zhì)量、勞動生產(chǎn)率和經(jīng)濟效益。一零件可以有幾種不同的加工方法，但只有某一種較合理，在制訂機械加工工藝規(guī)程中，須注意以下幾點。1

13、)粗基準選擇：有非加工表面，應(yīng)選非加工表面作為粗基準。對所有表面都需加工的鑄件軸，根據(jù)加工余量最小表面找正。且選擇平整光滑表面，讓開澆口處。選牢固可靠表面為粗基準，同時，粗基準不可重復使用。2)精基準選擇：要符合基準重合原則，盡可能選設(shè)計基準或裝 配基準作為定位基準。符合基準統(tǒng)一原則。盡可能在多數(shù)工序中用 同一個定位基準。盡可能使定位基準與測量基準重合。選擇精度高、安裝穩(wěn)定可靠表面為精基準。工藝規(guī)程制訂得是否合理，直接影響工件的質(zhì)量、勞動生產(chǎn)率和經(jīng)濟效益。一個零件可以用幾種不同的加工方法制造，但在一定的條件下，只有某一種方法是較合理的。軸類零件加工的技術(shù)要求尺寸精度軸類零件的主要表面常為兩類，

14、一類是與軸承的內(nèi)圈配合的外圓軸頸，即支承軸頸，用于確定軸的位置并支承軸，尺寸精度要求較高，通常為 IT5IT7；另一類為與各類傳動件配合的軸頸，即配合軸頸，其精度稍低，通常為 IT6IT9。幾何形狀精度主要指軸頸表面、外圓錐面、錐孔等重要表面的 圓度、圓柱度。其誤差一般應(yīng)限制在尺寸公差范圍內(nèi)，對于精密軸， 需在零件圖上另行規(guī)定其幾何形狀精度。該典型軸類零件長度為120mm，螺紋大徑為 30mm、長度為 15mm，外圓錐面的錐度為 10o、長度為 10mm，圓弧總長為 16mm、半徑分別有 11mm/3mm/2mm，所鏜的孔直徑為 24mm、長度為 20mm。相互位置精度包括內(nèi)、外表面，重要軸面

15、的同軸度、圓的徑向跳動、重要端面對軸心線的垂直度、端面間的平行度等。該典型軸類零件外圓相互位置精度為 0.020.04 之間，圓的徑向跳動為0.02，端面與軸心線保持垂直，兩端端面要保持平行?？椎谋砻媾c外表面也應(yīng)保持平行。表面粗糙度 軸的加工表面都有粗糙度的要求，一般根據(jù)加工的可能性和經(jīng)濟性來確定。該軸類零件的直徑為 42mm 的外圓、外圓錐度及孔的內(nèi)表面的粗糙度均為 1.6，其它位置的粗糙度為 3.2。在加工該軸類零件時，需采用粗車與精車結(jié)合的方法，在粗加工零件表面輪廓時，必須保證 0.5mm 的精加工余量，必要時需使用刀偏表，對刀具進給時進行誤差的控制，有效地減小誤差，方能確定該零件在加工

16、精度方面的各種要求。1.1.3 軸類零件加工的工藝路線外圓加工的方法很多，但主要采用 粗車半精車精車對于一般常用材料，這是外圓表面加工采用的最主要的工藝路線。對于本文所加工的典型軸類零件，將采用“粗車精車”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、圓弧、鏜孔七個步驟進行粗加工和精加工。1.2 數(shù)控車床概述1.2.1 數(shù)控車床特點數(shù)控車床與其他類型的車床相比有下列特點：1）通用性強，生產(chǎn)率高，加工精度高且穩(wěn)定，操作者勞動強度低。2）適合于復雜零件的加工。3）換批調(diào)整方便，適合于多種中小批柔性自動化生產(chǎn)。4）便于實現(xiàn)信息流自動化，在數(shù)控車床基礎(chǔ)上，可實現(xiàn)CIMS（計算機集成

17、制造系統(tǒng)）。1.2.2 工作內(nèi)容根據(jù)零件圖要求，工作人員進行數(shù)控編程，輸入到數(shù)控車床數(shù)控系統(tǒng)；將零件原料按規(guī)定要求放置在預(yù)定位置上；等數(shù)控車床自動生產(chǎn)出產(chǎn)品后，使用測量檢測儀器，對有精度誤差的產(chǎn)品進行誤差補償；日常的車床維護和保養(yǎng)及常用故障排除。1.3 鏜孔工藝：根據(jù)工件的加工要求，保證同軸度可選擇以下方案（1）在一根鏜桿上安排粗、精切鏜刀來分擔余量的切除，鏜孔后再倒角。為了不影響生產(chǎn)節(jié)拍，兩把粗、精切鏜刀需同時工作。由于是在鏜桿上鉆孔及攻絲，進一步削弱了鏜桿的剛性及強度。而鏜削余量的不均勻分布使得切削力很大，兩把鏜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

18、表面粗糙度要求。（2）在同一根鏜桿上安排粗、精切鏜刀來分擔余量的去除：其中任何兩把刀都不得同時工作。采用該方案雖然可降低切削力，但鏜桿長度增加了兩倍，造成鏜桿剛性不足；同時單件加工工時也增加了一倍，保證不了生產(chǎn)節(jié)拍。（3）安排兩臺機床，即增加一臺半精鏜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，將采用鏜刀對其進行加工，并安排粗、精鏜來分擔余量的切除，鏜孔后再倒角。1.4 螺紋加工工藝1.4.1 普通螺紋的尺寸分析數(shù)控車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下兩個方面：（1）螺紋加工前工件直徑考慮螺紋加工牙型的膨脹量，螺紋加

19、工前工件直徑 D/d0.1P，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 0.1 到 0.5。（2）螺紋加工進刀量螺紋加進刀量可以參考螺紋底徑，即螺紋刀最終進刀位置。螺紋小徑為：大徑倍牙高；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。1.4.2 普通螺紋的編程加工在目前的數(shù)控車床中，螺紋切削一般有四種加工方法：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，G92 螺紋車削循環(huán)由于切削方法的不同，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。1）G32 直

20、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，因此一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。2）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，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

21、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。3）G82 直進式切削方法，螺紋切削循環(huán)同 G32 螺紋切削一樣， 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。4）G92 可使螺紋加工用車削循環(huán)完成，螺紋的導程范圍及主軸速度的限制等與 G32 螺紋車削相同。螺紋加工完成后可以通過觀察螺紋牙型判斷螺紋質(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

22、的切入量則大徑 成比例減小，根據(jù)這一特點要正確對待螺紋的切入量，防止報廢。本零件是采用廣數(shù)車床加工，固采用 G92 加工螺紋。1.5 分析加工對象（零件圖樣）在設(shè)計零件的加工工藝規(guī)程時，首先要對加工對象進行深入分析。對于數(shù)控車削加工應(yīng)考慮以下幾方面：1.5.1. 構(gòu)成零件輪廓的幾何條件在車削加工中手工編程時，要計算每個節(jié)點坐標；在自動編程時，要對構(gòu)成零件輪廓所有幾何元素進行定義。因此在分析零件圖時應(yīng)注意：（1）零件圖上是否漏掉某尺寸，使其幾何條件不充分，影響到零件輪廓的構(gòu)成；（2）零件圖上的圖線位置是否模糊或尺寸標注不清，使編程無法下手；（3）零件圖上給定的幾何條件是否不合理，造成數(shù)學處理困難

23、。（4）零件圖上尺寸標注方法應(yīng)適應(yīng)數(shù)控車床加工的特點，應(yīng)以同一基準標注尺寸或直接給出坐標尺寸。1.5.2.尺寸精度要求分析零件圖樣尺寸精度的要求，以判斷能否利用車削工藝達到， 并確定控制尺寸精度的工藝方法。在該項分析過程中，還可以同時進行一些尺寸的換算，如增量尺寸與絕對尺寸及尺寸鏈計算等。在利用數(shù)控車床車削零件時，常常對零件要求的尺寸取最大和最小極限尺寸的平均值作為編程的尺寸依據(jù)。1.5.3.形狀和位置精度的要求零件圖樣上給定的形狀和位置公差是保證零件精度的重要依據(jù)。加工時，要按照其要求確定零件的定位基準和測量基準，還可以根 據(jù)數(shù)控車床的特殊需要進行一些技術(shù)性處理，以便有效的控制零件 的形狀和

24、位置精度。1.5.4 表面粗糙度要求表面粗糙度是保證零件表面微觀精度的重要要求，也是合理選擇數(shù)控車床、刀具及確定切削用量的依據(jù)。1.5.5 材料與熱處理要求零件圖樣上給定的材料與熱處理要求，是選擇刀具、數(shù)控車床型號、確定切削用量的依據(jù)。第 2 章工藝過程卡/加工工序卡2.1 數(shù)控加工工藝內(nèi)容的選擇在選擇時，一般可按下列順序考慮：（1）通用機床無法加工的內(nèi)容應(yīng)作為優(yōu)先選擇的內(nèi)容；（2）通用機床難加工，質(zhì)量也難保證的內(nèi)容應(yīng)作為重點選擇的內(nèi)容；（3）通用機床加工效率低、工人手工操作勞動強度大的內(nèi)容，可在數(shù)控機床尚存在富裕加工能力時選擇。工藝規(guī)程是指導施工的技術(shù)文件。一般包括以下內(nèi)容：零件加工的工藝路

25、線，各工序的具體加工內(nèi)容，切削用量、工時定額以及所采用的設(shè)備和工藝裝備等。工藝規(guī)程的主要內(nèi)容1) 產(chǎn)品特征，質(zhì)量標準。2) 原材料、輔助原料特征及用于生產(chǎn)應(yīng)符合的質(zhì)量標準。3)生產(chǎn)工藝流程。4)主要工藝技術(shù)條件、半成品質(zhì)量標準。5)生產(chǎn)工藝主要工作要點。6)主要技術(shù)經(jīng)濟指標和成品質(zhì)量指標的檢查項目及次數(shù)。7)工藝技術(shù)指標的檢查項目及次數(shù)。8)專用器材特征及質(zhì)量標準。2.2 工藝過程在生產(chǎn)過程中，那些與有原材料轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品直接相關(guān)的過程稱為工藝過程。它包括毛坯制造、零件加工、熱處理、質(zhì)量檢驗和機器裝配等。而為保證工藝過程正常進行所需要的刀具、夾具制造， 機床調(diào)整維修等則屬于輔助過程。在工藝過程中，

26、以機械加工方法按一定順序逐步地改變毛坯形狀、尺寸、相對位置和性能等，直至成為合格零件的那部分過程稱為機械加工工藝過程。為了便于工藝規(guī)程的編制、執(zhí)行和生產(chǎn)組織管理，需要把工藝過程劃分為不同層次的單元。它們是工序、安裝、工位、工步和走刀。其中工序是工藝過程中的基本單元。零件的機械加工工藝過程由若干個工序組成。在一個工序中可能包含有一個或幾個安裝，每一個安裝可能包含一個或幾個工位，每一個工位可能包含一個或幾個工步，每一個工步可能包括一個或幾個走刀。工序 一個或一組工人，在一個工作地或一臺機床上對一個或同時對幾個工件連續(xù)完成的那一部分工藝過程稱為工序。劃分工序的依據(jù)是工作地點是否變化和工作過程是否連續(xù)

27、。例如，在車床上加工一批軸，既可以對每一根軸連續(xù)地進行粗加工和精加工，也可以先對整批軸進行粗加工，然后再依次對它們進行精加工。在第一種情形下，加工只包括一個工序；而在第二種情形下，由于加工過程的連續(xù)性中斷，雖然加工是在同一臺機床上進行的，但卻成為兩個工序。工序是組成工藝過程的基本單元，也是生產(chǎn)計劃的基本單元。本論文中所加工的典型軸類零件將分五個工序來完成整個加工過程。安裝 在機械加工工序中，使工件在機床上或在夾具中占據(jù)某一正確位置并被夾緊的過程，稱為裝夾。有時，工件在機床上需經(jīng)過多次裝夾才能完成一個工序的工作內(nèi)容。在數(shù)控車床上加工本零件將采用卡盤進行裝夾，在加將采用鉆頭進行輔助加工。工位 采用

28、轉(zhuǎn)位（或移位）夾具、回轉(zhuǎn)工作臺或在多軸機床上加工時，工件在機床上一次裝夾后，要經(jīng)過若干個位置依次進行加工，工件在機床上所占據(jù)的每一個位置上所完成的那一部分工序就稱為工位。簡單來說，工件相對于機床或刀具每占據(jù)一個加工位置所完成的那部分工序內(nèi)容，稱為工位。為了減少因多次裝夾而帶 來的裝夾誤差和時間損失，常采用各種回轉(zhuǎn)工作臺、回轉(zhuǎn)夾具或移 動夾具，使工件在一次裝夾中，先后處于幾個不同的位置進行加工。、】、“、工具不變的條件下，所連續(xù)完成的那一部分工序內(nèi)容稱為工 步。生產(chǎn)中也常稱為“進給”。整個工藝過程由若干個工序組成。每一個工序可包括一個工步或幾個工步。每一個工步通常包括一個工 作行程，也可包括幾個

29、工作行程。為了提高生產(chǎn)率，用幾把刀具同 時加工幾個加工表面的工步，稱為復合工步，也可以看作一個工步， 例如，組合鉆床加工多孔箱體孔。走刀加工刀具在加工表面上加工一次所完成的工步部分稱為走刀。例如軸類零件如果要切去的金屬層很厚，則需分幾次切削， 這時每切削一次就稱為一次走刀。因此在切削速度和進給量不變的 前提下刀具完成一次進給運動稱為一次走刀。2.3 加工工序的劃分數(shù)控加工工序的劃分一般可按下列方法進行。（1）刀具集中分序法就是按所用刀具劃分工序，用同一把刀具加工完零件上所有可以完成的部位。在用第二把刀、第三把完成它們可以完成的其它部位。這樣可減少換刀次數(shù),壓縮空程時間，減少不必要的定位誤差。（

30、2）以加工部位分序法對于加工內(nèi)容很多的零件，可按其結(jié)構(gòu)特點將加工部分分成幾個部分，如內(nèi)形、外形、曲面或平面等。一般先加工平面、定位面，后加工孔；先加工簡單的幾何形狀，再加工復雜的幾何形狀；先加工精度較低的部位，再加工精度要求較高的部位。（3）以粗、精加工分序法對于易發(fā)生加工變形的零件，由于粗加工后可能發(fā)生的變形而需要進行校形，故一般來說凡要進行粗、精加工的都要將工序分開。綜上所述，在劃分工序時，一定要視零件的結(jié)構(gòu)與工藝性，機床的功能，零件數(shù)控加工內(nèi)容的多少，安裝次數(shù)及本單位生產(chǎn)組織狀況靈活掌握。另建議采用工序集中的原則還是采用工序分散的原則，要根據(jù)實際情況來確定，但一定力求合理。而本文中的零件

31、則需采用第二種方法，即“以加工部位分序法”，該零件由螺紋、圓錐、槽、圓弧、鏜孔五部分組成，分別用不同的加工刀具，所以用這種分序法最為合適。運用編制加工工藝過程卡與工序卡的方式來敘述本零件的加工，顯得簡易明了，通俗易懂，是數(shù)控加工本零件的必然要求。2.4 編制工藝過程卡毛坯種類棒料材料牌號45 號鋼毛坯尺寸45mmX120mm序號工種工步工藝內(nèi)容備注工具夾具刀具量具1下料45x120卡盤游標卡尺、千分尺2車床車端面、外 圓 、 倒角粗車一端面、外圓、倒角中心鉆卡盤45外圓車刀3精車一端面、外圓、倒角4車圓錐粗車圓錐外圓車刀5精車圓錐6車螺紋粗車螺紋螺紋刀7精車螺紋8車槽粗車車槽切槽刀9精車車槽1

32、0圓弧插粗車圓弧尖刀11補精車圓弧12鏜孔鏜孔（粗車）鏜刀13鏜孔（精車）2.5 切削用量的確定2.5.1 背吃刀量 apt 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 0.10.5。本零件屬于典型軸類零件，其中包含了螺紋、圓錐、切槽、圓弧、鏜孔等工藝內(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，粗鏜孔為 1.25、精鏜孔為 0.25,螺紋則為：粗車1.25、精車 0.1。2.5.2 進

33、給量 f（有些數(shù)控機床用進給速度 Of）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/min 以下）。在切斷、車削深孔或精車時，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/r，精車時常取 f=0.10.3/r，切斷時 f=0.050.2/r。本論文中加工該典型軸類零件采用的進給量為：粗加工表面（圓錐、圓弧、切槽等）為 0.14、精加工表面為 0.04，粗鏜孔為 0.09、精鏜孔為 0.04，螺紋粗車為 0.08、螺紋精車為 0.03。2.5.3 主軸轉(zhuǎn)速的

34、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）車螺紋時主軸的轉(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蹋?大小、驅(qū)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（1200/P）k(5-1)式中P被加工螺紋螺距，； 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

35、800。2.6 編制加工工序卡數(shù)控加工工序卡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1工步號工步內(nèi)容切削用量刀具量具nfapt編號名稱名稱1粗車端面500014151T0101游標卡尺2精車端面1000004011T0101千分尺3粗車外圓500014151T0202游標卡尺4精車外圓1000004011T0202千分尺5倒角500014151T01016粗車螺紋4000081252T0303游標卡尺7精車螺紋800003012T0303千分尺數(shù)控加工工序卡零件名稱典型軸類零件圖號圖 2夾具名

36、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工序名稱加工圓錐工序號2工步號工步內(nèi)容切削用量刀具量具nfapt編號名稱名稱1粗車外圓50001415T0202外圓車刀游標卡尺2精車外圓80000401T0202外圓車刀千分尺3倒角50001415T0101外圓車刀4粗車圓錐50001415T0202外圓車刀游標卡尺5精車圓錐80000401T0202外圓車刀千分尺數(shù)控加工工序卡零件名稱典型軸類零件圖號圖 3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工序名稱切槽工序號3工步號工步內(nèi)容切削用量刀具量具nfapt編

37、號名稱名稱1車槽（粗車）50001415T0404切槽刀游標卡尺2車槽（精車）800004001T0404切槽刀千分尺數(shù)控加工工序卡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nfapt編號名稱名稱1粗車端面50001415T010145刀游標卡尺2精車端面800004001T010145刀千分尺3粗車外圓50001415T0202外圓車刀游標卡尺4精車外圓800004001T0202外圓車刀千分尺5粗車圓弧50001415T0505尖刀游標卡尺6精車圓弧800004

38、001T0505尖刀千分尺第 3 章加工路線圖3.1 刀具加工進給路線的確定：(1)合理安排“回零”路線在手工編制較復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，又便于校核，編程者有時將每一刀加工完后的刀具終點通過執(zhí)行“回零”（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

39、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。(a)沿工件輪廓走刀(b)“三角形”走刀(c)“矩形”走刀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”

40、就會避免這樣的問題，使整個加工過程變得簡單易操作。如圖 3-1 所示。第 4 章數(shù)控刀具表/數(shù)控編程基礎(chǔ)4.1 本零件加工所用刀具：45車刀（TO1O1）外圓車刀（TO2O2）、切槽刀（TO3O3）、尖刀（TO4O4）、螺紋刀（T0505）、鏜刀（TO6O6）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，以減小表面粗糙度；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。外圓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；整體車刀耗用刀具材料較多，一般只用作切槽。切斷刀使用。焊接車刀