數(shù)控機床加工工藝編制及實例分析畢業(yè)論文

1、畢 業(yè) 論 文題 目 數(shù)控機床加工工藝編制及實例分析專 業(yè) 數(shù)控加工與維護工程 班 級 學(xué) 生 指導(dǎo)教師 西安工業(yè)大學(xué)函授部二 0 0 九 年摘 要數(shù)控機床是一種技術(shù)密集度及自動化程度很高的機電一體化加工設(shè)備,是綜合應(yīng)用計算機、自動控制、自動檢測及精密機械等高新技術(shù)的產(chǎn)物。數(shù)控加工的實質(zhì)就是通過用特定處理方式下的數(shù)字信息去自動控制機械裝置進行動作。數(shù)控機床是數(shù)字控制技術(shù)與機床相結(jié)合的產(chǎn)物，機床數(shù)控技術(shù)是通過數(shù)控機床加工技術(shù)而實現(xiàn)的，應(yīng)用數(shù)控技術(shù)的關(guān)鍵在于用好數(shù)控機床。數(shù)控車床是數(shù)字控制車床的簡稱，它集通用性好的萬能型車床、加工精度高的精密型車床和加工效率高的專用型普通車床的特點于一身，是國內(nèi)使

2、用面最大、覆蓋面最廣的一種數(shù)控機床。數(shù)控車床的功能主要是用于加工回轉(zhuǎn)類工件，而加工的過程是先編程后加工，編程前先要進行工藝分析，確定加工工藝路線，針對所選用的數(shù)控系統(tǒng)指令的特點，確定編程的方法。目前數(shù)控車床的編程方法主要有兩種，即手工編程和自動編程。隨著我國機加工水平的提高數(shù)控機床的使用會更普及,但數(shù)控機床工藝編程在使用單位中是個常見的問題,本文將對數(shù)控機床中較常用的數(shù)控車床加工工藝問題進行探討。文中介紹了數(shù)控車削加工工藝制定的一般流程，包括：在編制數(shù)控程序初期，分析零件圖特征結(jié)構(gòu)，以確定出合理的加工方案；根據(jù)零件的外形及幾何尺寸，選擇合理的夾裝方式；選擇合適的程序原點和換刀點；合理選擇加工路

3、線以減少空行程、提高生產(chǎn)效率，并利用循環(huán)等數(shù)控指令提高編程的速度和質(zhì)量；刀具選擇；切削用量選擇等。為學(xué)習(xí)和掌握數(shù)控編程提供有效的方法與技巧。最后通過實例，進一步分析了典型零件的數(shù)控加工工藝編制的具體過程。以及編制工藝時應(yīng)注意的細節(jié)問題。關(guān)鍵詞：數(shù)控車床、車削加工、加工工藝、工件裝夾目 錄第一章 數(shù)控車削加工工藝的一般過程1.1分析零件圖, 確定加工內(nèi)容11.2確定裝夾方案21.3擇合適的程序原點和換刀點21.4確定加工順序及走刀路線41.5刀具選擇 61.6切削用量選擇9第二章 典型零件數(shù)控加工工藝編制實例分析2.1數(shù)控車床編程指令102.2典型零件加工實例分析 122.3數(shù)控車床加工操作步驟

4、162.4工藝編制時的注意問題172.5數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢 17總結(jié)致謝參考文獻第一章 數(shù)控車削加工工藝的一般流程1.1分析零件圖，確定加工內(nèi)容1.1.1 數(shù)控加工工藝內(nèi)容的選擇對于一個零件來說，并非全部加工工藝過程都適合在數(shù)控機床上完成,而往往只是其中的一部分工藝內(nèi)容適合數(shù)控加工。這就需要對零件圖樣進行仔細的工藝分析，選擇那些最適合、最需要進行數(shù)控加工的內(nèi)容和工序（1）適于數(shù)控加工的內(nèi)容 在選擇時，一般可按下列順序考慮：l 通用機床無法加工的內(nèi)容應(yīng)作為優(yōu)先選擇內(nèi)容；l 通用機床難加工，質(zhì)量也難以保證的內(nèi)容應(yīng)作為重點選擇內(nèi)容；l 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

5、存在富裕加工能力時選擇（2）不適于數(shù)控加工的內(nèi)容 加工內(nèi)容采用數(shù)控加工后，在產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率與綜合效益等方面都會得到明顯提高。相比之下，下列一些內(nèi)容不宜選擇采用數(shù)控加工：l 占機調(diào)整時間長。如以毛坯的粗基準定位加工第一個精基準，需用專用工裝協(xié)調(diào)的內(nèi)容；l 加工部位分散，需要多次安裝、設(shè)置原點。這時，采用數(shù)控加工很麻煩，效果不明顯，可安排通用機床補加工；l 按某些特定的制造依據(jù)（如樣板等）加工的型面輪廓1.1.2 數(shù)控加工工藝性分析結(jié)合編程的可能性和方便性提出一些必須分析和審查的主要內(nèi)容。（1）尺寸標注應(yīng)符合數(shù)控加工的特點 在數(shù)控編程中，所有點、線、面的尺寸和位置都是以編程原點為基準的。因此零

6、件圖樣上最好直接給出坐標尺寸，或盡量以同一基準引注尺寸。（2）幾何要素的條件應(yīng)完整、準確 在程序編制中，編程人員必須充分掌握構(gòu)成零件輪廓的幾何要素參數(shù)及各幾何要素間的關(guān)系。因為在自動編程時要對零件輪廓的所有幾何元素進行定義，手工編程時要計算出每個節(jié)點的坐標，無論哪一點不明確或不確定，編程都無法進行。（3）定位基準可靠 在數(shù)控加工中，加工工序往往較集中，以同一基準定位十分重要。因此往往需要設(shè)置一些輔助基準，或在毛坯上增加一些工藝凸臺。如左下圖所示的零件，為增加定位的穩(wěn)定性，可在底面增加一工藝凸臺，如下圖所示。 1.2確定裝夾方案數(shù)控編程前，一定要根據(jù)加工零件的形狀特點和精度要求，考慮零件的裝夾方

7、法。在選取定位夾緊方案時，應(yīng)考慮如何提高數(shù)控機床的工作效率和降低操作者的勞動強度。同時也便于加工程序的編制。設(shè)計的工裝夾具應(yīng)力求以最少的裝夾次數(shù)完成所有表面的加工，以減少裝夾誤差，盡可能選用組合夾具、標準化和通用化的夾具。特別是在數(shù)控銑床、加工中心等機床上加工批量不大、形狀復(fù)雜的零件時。使用的工裝夾具更應(yīng)具有通用性。以縮短零件加工的生產(chǎn)準備時間，減少制造費用，設(shè)計出的夾具應(yīng)裝夾方便、快速，定位準確、可靠。在確定定位和夾緊方案時應(yīng)注意以下幾個問題：（1）盡可能做到設(shè)計基準、工藝基準與編程計算基準的統(tǒng)一；（2）盡量將工序集中，減少裝夾次數(shù)，盡可能在一次裝夾后能加工出全部待加工表面；（3）避免采用占

8、機人工調(diào)整時間長的裝夾方案；（4）夾緊力的作用點應(yīng)落在工件剛性較好的部位如下圖所示薄壁套的軸向剛性比徑向剛性好，用卡爪徑向夾緊時工件變形大，若沿軸向施加夾緊力，變形會小得多。1.3擇合適的程序原點和換刀點1.3.1 基本原則： 工件坐標系是編程者根據(jù)編程需要確定的坐標系，坐標系原點也稱為程序原點。當(dāng)對刀點選定0囊對刃過程完成)以后，便確定了機床坐標系與工件坐標系之間的相互位置關(guān)系。工件坐標系的合理確定。對數(shù)控加工程序的編制及工件的找正都很重要。程序原點的選擇要盡量滿足編程簡單、尺寸換算少、加工誤差小等要求。為了提高加工精度，方便計算和編程，通常在編制車自4數(shù)控加工程序時。將程序原點選定在工件軸

9、線與工件前端面或后端面或卡盤爪前端面的交點上。并盡量使編程基準與設(shè)計基準或裝配基準重舍。在編制數(shù)控加工程序時，應(yīng)考慮不同工序問的換刀位置。數(shù)控車床的換刀位置沒有固定點，換刀點應(yīng)設(shè)置在零件的外部。并確保換刀過程的安全性。要避免刀具與非加工表面干涉。并防止刀具與工件或機床碰撞。如加工工件上的退刀槽，進刀時切削速度應(yīng)較低，退刀的方向必須與工件退刀槽方向平行；如徑向退刀槽，應(yīng)先退x方向，再退z方向；斜向退刀槽應(yīng)x，z方向同時斜向退刀。1.3.2 基本概念（1） 刀位點：用于確定刀具在機床坐標系中位置的刀具上的特點。（2） 對刀點：確定刀具與工件相對位置的點（起刀點）。對于數(shù)控機床來說，在加工開始時，確

10、定刀具與工件的相對位置是很重要的，這一相對位置是通過確認對刀點來實現(xiàn)的。對刀點是指通過對刀確定刀具與工件相對位置的基準點。對刀點可以設(shè)置在被加工零件上，也可以設(shè)置在夾具上與零件定位基準有一定尺寸聯(lián)系的某一位置，對刀點往往就選擇在零件的加工原點。對刀點的選擇原則如下：l 所選的對刀點應(yīng)使程序編制簡單；l 對刀點應(yīng)選擇在容易找正、便于確定零件加工原點的位置；l 對刀點應(yīng)選在加工時檢驗方便、可靠的位置；l 對刀點的選擇應(yīng)有利于提高加工精度。l 對刀點 可以是工件或夾具上的點，或者與它們相關(guān)的易于測量的點。l 對刀點 確定之后，機床坐標系與工件坐標系的相對關(guān)系就確定了。例如，加工下圖所示零件時，當(dāng)按照

11、圖示路線來編制數(shù)控加工程序時，選擇夾具定位元件圓柱銷的中心線與定位平面a的交點作為加工的對刀點。顯然，這里的對刀點也恰好是加工原點。 （3）換刀點：換刀點是為加工中心、數(shù)控車床等采用多刀進行加工的機床而設(shè)置的，因為這些機床在加工過程中要自動換刀。對于手動換刀的數(shù)控銑床，也應(yīng)確定相應(yīng)的換刀位置。為防止換刀時碰傷零件、刀具或夾具，換刀點常常設(shè)置在被加工零件的輪廓之外，并留有一定的安全量。 1.4確定加工順序及走刀路線1.4.1加工工序一般的排列原則(1)先粗加工，后精加工用較短加工時間，得到較高質(zhì)量和精度的零件。在進行切削加工時，應(yīng)合理安排粗加工、精加工工序。粗加工：應(yīng)當(dāng)在保證加工質(zhì)量、刀具耐用度

12、和機床-工件-刀具系統(tǒng)剛性的前提下，充分發(fā)揮機床的性能和刀具切削性能，盡量采用較大的切削深度、較大走刀速度，并使各部分余量盡可能均勻，即盡可能減少走刀次數(shù)，縮短粗加工時間。精加工主要實現(xiàn)零件加工的精度和表面質(zhì)量，通常零件的最終輪廓(表面)應(yīng)由最后一刀連續(xù)加工而成。(2)同一把刀工序盡量集中在數(shù)控加工時，為了減少換刀所占用的輔助時間，即可按刀具集中工序的方法加工零件，盡可能用同一把刀具加工完零件表面上的切削部分。(3)走刀路徑最短走刀路徑的選擇主要是粗加工及空行程走刀路徑的選定。數(shù)控加工一個零件的時間(工時)是切削加工與輔助時間兩部分總和。零件加工的時間與選擇的加工路徑和切削走刀的方式相關(guān)，粗加

13、工時選擇較大的切削深度便可有效地減少切削走刀的次數(shù)，有利于減少切削時間；同樣，粗加工若能取較大的進給速度，也能切實減少切削時間，因此，在保證加工質(zhì)量的前提下，使加工程序具有最短的走刀路線，不僅可以節(jié)省整個加工過程的切削時間，還能減少一些不必要的刀具磨損及其他浪費。通常情況下，空行程路線的長短對零件的加丁時間影響較大。若能合理選擇起刀點、換刀點，合理安排各路徑間空行程(走刀)銜接，都能有效縮短空行程長度。走刀最短路徑的優(yōu)化除了依靠實踐經(jīng)驗之外，還應(yīng)多加分析，并可輔以一些簡單四則運算、三角關(guān)系校驗。有一些中、高檔cam軟件帶有空行程軌跡優(yōu)化功能，對空行程軌跡進行裁剪，可縮短單件輔助時間，有助于提高

14、數(shù)控加工的效率，切實有效地降低生產(chǎn)成本，增加競爭力。對于回轉(zhuǎn)體類的車削零件，一般包括圓柱面(外圓、內(nèi)孔)、回轉(zhuǎn)曲面、倒角、圓錐、退刀槽、螺紋加工、割斷等操作工序，一般工藝為：粗車(割槽)精車(包括倒角)螺紋割斷等工序。1.4.2 確定走刀路線走刀路線就是刀具在整個加工工序中的運動軌跡，它不但包括了工步的內(nèi)容，也反映出工步順序。走刀路線是編寫程序的依據(jù)之一。確定走刀路線時應(yīng)注意以下幾點：（1） 尋求最短加工路線 如加工下圖所示零件上的孔系。中圖的走刀路線為先加工完外圈孔后，再加工內(nèi)圈孔。若改用右圖的走刀路線，減少空刀時間，則可節(jié)省定位時間近一倍，提高了加工效率。 件零 路線1 路線2（2） 最終

15、輪廓一次走刀完成為保證工件輪廓表面加工后的粗糙度要求，最終輪廓應(yīng)安排在最后一次走刀中連續(xù)加工出來。如下圖為用行切方式加工內(nèi)腔的走刀路線，這種走刀能切除內(nèi)腔中的全部余量，不留死角，不傷輪廓。但行切法將在兩次走刀的起點和終點間留下殘留高度，而達不到要求的表面粗糙度。所以如采用中圖的走刀路線，先用行切法，最后沿周向環(huán)切一刀，光整輪廓表面，能獲得較好的效果。右圖也是一種較好的走刀路線方式。（3） 選擇切入切出方向 考慮刀具的進、退刀（切入、切出）路線時，刀具的切出或切入點應(yīng)在沿零件輪廓的切線上，以保證工件輪廓光滑；應(yīng)避免在工件輪廓面上垂直上、下刀而劃傷工件表面；盡量減少在輪廓加工切削過程中的暫停（切削

16、力突然變化造成彈性變形），以免留下刀痕，如右圖所示。 （4）選擇使工件在加工后變形小的路線 對橫截面積小的細長零件或薄板零件應(yīng)采用分幾次走刀加工到最后尺寸或?qū)ΨQ去除余量法安排走刀路線。安排工步時，應(yīng)先安排對工件剛性破壞較小的工步。1.5刀具的類型及選用1.5.1 車刀的類型 數(shù)控車削用的車刀一般分為三類：即尖形車刀、圓弧形車刀和成型車刀。n 尖形車刀 以直線形切削刃為特征的車刀一般稱為尖形車刀。如90o內(nèi)、外圓車刀，左、右端面車刀，切槽(斷)車刀及刀尖倒棱很小的各種外圓和內(nèi)孔車刀。 這類車刀加工時，零件的輪廓形狀主要由直線形主切削刃位移后得到n 圓弧形車刀 圓弧形車刀的特征是：構(gòu)成主切削刃的刀

17、刃形狀為一圓度誤差或線輪廓度誤差很小的圓弧。該圓弧刃上每一點都是圓弧形車刀的刀尖，因此，刀位點不在圓弧上，而在該圓弧的圓心上，編程時要進行刀具半徑補償。n 成型車刀 成型車刀俗稱樣板車刀，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。 數(shù)控車削加工中，常見的成型車刀有小半徑圓弧車刀、非矩形車槽刀和螺紋車刀等。在數(shù)控加工中，應(yīng)盡量少用或不用成型車刀，當(dāng)確有必要選用時，則應(yīng)在工藝準備的文件或加工程序單上進行詳細說明。1.5.2 常用車刀的幾何參數(shù)n 尖形車刀的幾何參數(shù) 尖形車刀的幾何參數(shù)主要指車刀的幾何角度。選擇方法與使用普通車削時基本相同，但應(yīng)結(jié)合數(shù)控加工的特點如走刀路線及加工干涉等進行全

18、面考慮。 選擇尖形車刀不發(fā)生干涉的幾何角度，可用作圖或計算的方法。n 圓弧形車刀的幾何參數(shù) 圓弧形車刀的選用圓弧形車刀具有寬刃切削(修光)性質(zhì)，能使精車余量相當(dāng)均勻而改善切削性能，還能一刀車出跨多個象限的圓弧面。 圓弧形車刀的幾何參數(shù) 圓弧形車刀的幾何參數(shù)除了前角及后角外，主要幾何參數(shù)為車刀圓弧切削刃的形狀及半徑。 選擇車刀圓弧半徑的大小時，應(yīng)考慮兩點：第一，車刀切削刃的圓弧半徑應(yīng)當(dāng)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，第二，該半徑不宜選擇太小，否則既難于制造，還會因其刀頭強度太弱或刀體散熱能力差，使車刀容易受到損壞。1.5.3機夾可轉(zhuǎn)位車刀的選用 為了減少換刀時間和方便對

19、刀，便于實現(xiàn)機械加工的標準化，數(shù)控車削加工時，應(yīng)盡量采用機夾刀和機夾刀片，機夾刀片常采用可轉(zhuǎn)位車刀。 n 刀片材質(zhì)的選擇 其中應(yīng)用最多的是硬質(zhì)合金和涂層硬質(zhì)合金刀片。選擇刀片材質(zhì)的主要依據(jù)是被加工工件的材料、被加工表面的精度、表面質(zhì)量要求、切削載荷的大小以及切削過程有無沖擊和振動等。n 可轉(zhuǎn)位車刀的選用刀片的緊固方式在國家標準中，一般緊固方式有上壓式（代碼為c）、上壓與銷孔夾緊（代碼m）、銷孔夾緊（代碼p）和螺釘夾緊（代碼s）四種。刀片外形的選擇 刀片外形與加工的對象、刀具的主偏角、刀尖角和有效刃數(shù)等有關(guān)。在選用時，應(yīng)根據(jù)加工條件惡劣與否，按重、中、輕切削有針對性地選擇。在機床剛性、功率允許的

20、條件下，大余量、粗加工應(yīng)選用刀尖角較大的刀片，反之，機床剛性和功率小、小余量、精加工時宜選用較小刀尖角的刀片。刀桿頭部形式的選擇 刀桿頭部形式按主偏角和直頭、彎頭分有1518種，各形式規(guī)定了相應(yīng)的代碼，國家標準和刀具樣本中都一一列出，可以根據(jù)實際情況選擇。 刀片后角的選擇 常用的刀片后角有n（0）、c（7）、p（11）、e（20）等。一般粗加工、半精加工可用n型；半精加工、精加工可用c、p型。左右手刀柄的選擇 左右手刀柄有r（右手）、l（左手）、n（左右手）三種。選擇時要考慮車床刀架是前置式還是后置式、主軸的旋轉(zhuǎn)方向以及需要的進給方向等。刀尖圓弧半徑的選擇 刀尖圓弧半徑不僅影響切削效率，而且關(guān)

21、系到被加工表面的粗糙度及加工精度。從刀尖圓弧半徑與最大進給量關(guān)系來看，最大進給量不應(yīng)超過刀尖圓弧半徑尺寸80， 否則將惡化切削條件。因此，從斷屑可靠出發(fā)，通常對于小余量、小進給車削加工應(yīng)采用小的刀尖圓弧半徑，反之宜采用較大的刀尖圓弧半徑。粗加工時，注意以下幾點： a、為提高刀刃強度，應(yīng)盡可能選取大刀尖半徑的刀片，大刀尖半徑可允許大進給； b、在有振動傾向時，則選擇較小的刀尖半徑； c、常用刀尖半徑為1.21.6； d、粗車時進給量不能超過下表給出的最大進給量，作為經(jīng)驗法則，一般進給量可取為刀尖圓弧半徑的一半。 精加工時，注意以下幾點：刀尖半徑（）0.40.81.21.62.4最大推薦進給量（/

22、r）0.250.350.40.70.51.00.71.31.01.8a、精加工的表面質(zhì)量不僅受刀尖圓弧半徑和進給量的影響，而且受工件裝夾穩(wěn)定性、夾具和機床的整體條件等因素的影響；b、在有振動傾向時選較小的刀尖半徑； c、非涂層刀片比涂層刀片加工的表面質(zhì)量高1.6切削用量選擇數(shù)控車削中的切削用量包括切削深度、主軸轉(zhuǎn)速、進給速度。它們的選擇原則與普通車床所要求的基本對應(yīng)致，在一段連續(xù)的加工程序中可以設(shè)置多種不同的轉(zhuǎn)速和進給量，甚至設(shè)定恒線速以適應(yīng)零件不同表面的加工情況。還可以利用數(shù)控車床的操作面板上各種倍率開關(guān)隨時手動進行調(diào)整，來實現(xiàn)切削用量的合理配置。切削用量的選用一般遵循以下原則：l 對于高效

23、率的金屬切削機床加工來說，被加工材料、切削刀具、切削用量是三大要素。經(jīng)濟的、有效的加工方式，要求必須合理地選擇切削條件。l 編程人員在確定每道工序的切削用量時，應(yīng)根據(jù)刀具的耐用度和機床說明書中的規(guī)定去選擇。在選擇切削用量時要充分保證刀具能加工完一個零件，或保證刀具耐用度不低于一個工作班，最少不低于半個工作班的工作時間。l 背吃刀量主要受機床剛度的限制，在機床剛度允許的情況下，盡可能使背吃刀量等于工序的加工余量，這樣可以減少走刀次數(shù)，提高加工效率。對于表面粗糙度和精度要求較高的零件，要留有足夠的精加工余量，數(shù)控加工的精加工余量可比通用機床加工的余量小一些。l 編程人員在確定切削用量時，要根據(jù)被加

24、工工件材料、硬度、切削狀態(tài)、背吃刀量、進給量，刀具耐用度，最后選擇合適的切削速度。下表為車削加工時的選擇切削條件的參考數(shù)據(jù)。l被切削材料名稱輕切削切深0.510mm進給量0.050.3mm/r一般切削切深14mm進給量0.20.5mm/r重切削切深512進給量0.40.8mm/r優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼10#1002501502508022045#602307022080180合金鋼750mpa10022010023070220750mpa702208022080200第二章 典型零件數(shù)控加工工藝編制實例分析2.1數(shù)控車床編程指令2.1.1 坐標的取法z軸x軸主軸軸線方向徑向方向正方向：刀具遠離工件的方

25、向2.1.2 絕對值和增量值絕對值：x、z增量值：u、wx直徑尺寸z軸向尺寸u增量的兩倍w增量值快速定位指令（g00模態(tài)代碼指令格式 g00 x（u）_ z（w）_指令說明: x、z 后面的值為終點坐標值 u、w 后面的值是現(xiàn)在點與目標點之間的距離 與方向指令功能: 表示刀具以機床給定的快速進給速度移動 到目標點直線插補指令（g01）模態(tài)代碼指令格式g01x（u）_ z（w）_ f_指令功能 g01指令使刀具以設(shè)定的進給速度從所在 點出發(fā)，直線插補至目標點。指令說明 x、z 后面的值為終點坐標值 u、w 后面的值是現(xiàn)在點與目標點之間的距離與方向 f 以f給定速度進行切削加工，在無新的f指令替代

26、前一直有效圓弧插補指令（g02、 g03 ）模態(tài)代碼指令格式 g02i_ k_ f_g03x（u）_ z（w）_r_ f_指令功能 g02、g03指令表示刀具以進給速度 從圓弧起點向圓弧終點進行圓弧插補 指令說明 1）g02為順時針圓弧插補指令 g03為逆時針圓弧插補指令2）x、z為圓弧終點坐標值 u、w為圓弧終點相對于圓弧起點的坐標增量3）r為圓弧半徑q 在0180 r為正值 q 在180360 r為負值 r編程只適用于非整圓的圓弧插補直線切削循環(huán)指令 （g90）（單一循環(huán)）指令格式 g90 x（u）_ z（w）_ f_指令說明 x、z 表示切削終點坐標值；u、w 表示切削終點相對循環(huán)起點的

27、坐標分量；f 表示進給速度 u軸向走刀輪廓切削循環(huán)指令 （g71）指令格式 g71 a _ i _ k _ d _ f _ e _ s _ g71 p _ q _ i _ k _ d _ f _ e _ s _ 指令說明 a 調(diào)用子程p、q p起始段號 q結(jié)束段號i x軸向精車余量（直徑值）k z軸向精車余量d 粗車進刀深度（半徑值）f 進給速度e 斜面上的進給量徑向走刀輪廓切削循環(huán)指令（g72）指令格式 g72 a _ i _ k _ d _ f _ e _ s _ g72 p _ q _ i _ k _ d _ f _ e _ s _ 指令說明 a 調(diào)用子程序p、q p起始段號 q結(jié)束段號

28、i x軸向精車余量k z軸向精車余量d 粗車進刀深度f 進給速度e 斜面上的進給量w平行工件輪廓切削循環(huán)指令（g73）指令格式 g73 a _ u _ w _ i _ k _ d _ f _ e _ s _ g73 p _ q _ u _ w _ i _ k _ d _ f _ e _ s _指令說明 u、w x軸和z軸向粗車余量 u（半徑值） i x軸向精車余量 k z軸向精車余量 d 循環(huán)次數(shù)（粗車）2.2典型零件加工實例分析例1：模具芯軸的加工 圖1是模具芯軸的零件圖。零件的徑向尺寸公差為0. 01mm。角度公差為0. 1,材料為灰鑄鐵。毛坯尺寸為66mm 100mm,批量30件。加工方

29、案如下:工序1:用三爪卡盤夾緊工作一端,加工66mm 38mm柱面。工序2:用三爪卡盤夾緊工件64一端,另一端用頂尖頂住。加工24mm 62mm柱面,如圖2所示。工序3: 鉆螺紋底孔; 精車20表面,加工錐面,如圖3所示; 攻螺紋。工序4:加工r19. 4圓弧面、24圓柱面、角14錐面和角15錐面,裝夾方式如圖7所示。a為換刀點,遠離工作,以求安全。b為起刀點,既是復(fù)合循環(huán)的起點,又是循環(huán)的終點。裝夾時增加一個工藝環(huán),目的是每加工一個零件進行一次校刀。裝夾時用手將工件推向三抓卡盤。工序4的加工過程:先用復(fù)合循環(huán)g71指令分若干次一層層加工,逐漸靠近由efgh i等基點組成的回轉(zhuǎn)面。后兩次循環(huán)的

30、走刀路線都與bcdefghib相似。用g71指令完成粗加工。精加工用g70指令完成,走刀路線是bcdefghib,如圖4所示。再用固定循環(huán)指令加工出最后一個15的到錐面,如圖5所示。例2：外表面加工例如,要加工形狀圖（略）所示的零件,采用手工編程方法比較合適。由于不同的數(shù)控系統(tǒng)其編程指令代碼有所不同,因此應(yīng)根據(jù)設(shè)備類型進行編程。(1)確定加工路線按先主后次,先粗后精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,再精加工,然后車退刀槽,最后加工螺紋和圓弧。(2)裝夾方法和對刀點的選擇(3)選擇刀具根據(jù)加工要求,選用四把刀, 1號為外圓車刀, 2號為為車螺紋刀, 3號為切槽刀, 4號

31、為圓弧車刀。采用試切法對刀,對刀的同時把端面加工出來。(4)確定切削用量車外圓,粗車主軸轉(zhuǎn)速為500 r /min,進給速度為0. 3mm / r,精車主軸轉(zhuǎn)速為800 r /min,進給速度為0.08mm / r,切槽和車螺紋時,主軸轉(zhuǎn)速為300 r /min,進給速度為0. 1mm / r。(5)程序編制確定軸心線與球頭中心的交點為編程原點,零件的加工程序如下:主程序jxcp1. mpfn05 g90 g95 g00 x80 z100 (換刀點)n10 t1d1m03 s500m08 (外圓車刀)- cname =“l(fā)01”r105 = 1 r106 = 0. 25 r108 = 1. 5

32、 (設(shè)置坯料切削循環(huán)參數(shù))r109 = 7 r110 = 2 r111 = 0. 3 r112 = 0. 08n15 lcyc95 (調(diào)用坯料切削循環(huán)粗加工)n20 g00 x80 z100m05m09n25m00n30 t2d1m03 s800m08 (外圓車刀)n35 r105 = 5 (設(shè)置坯料切削循環(huán)參數(shù))n40 lcyc95 (調(diào)用坯料切削循環(huán)精加工)n45 g00 x80 z100m05m09n55 t3d1m03 s300m08 (切槽車刀,刀寬4mm)n60 g00 x37 z - 23n65 g01 x26 f0. 1n70 g01 x37n75 g01 z - 22n80

33、g01 x25. 8n85 g01 z - 23n90 g01 x37n95 g00 x80 z100m05m09n100m00n105 t4d1m03 s300m08 (三角形螺紋車刀)r100 = 29. 8 r101 = - 3 r102 = 29. 8 (設(shè)置螺紋切削循環(huán)參數(shù))r103 = - 18 r104 = 2 r105 = 1 r106 = 0. 1r109 = 4 r110 = 2 r111 = 1. 24 r112 = 0r113 = 5 r114 = 1n110 lcyc97 (調(diào)用螺紋切削循環(huán))n115 g00x80 z100m05m09n120m00n125 t3d1

34、m03 s300m08 (切斷車刀,刀寬4mm)n130 g00 x45 z - 60n135 g01 x0 f0. 1n140 g00 x80 z100m05m09n145m02子程序l01. spfn05 g01x0 z12n10 g03 x24 z0 cr = 12n15 g01 z - 3n20 g01 x25. 8n25 g01 x29. 8 z - 5n30 g01 z - 23n35 g01 x33n40 g01 x35 z - 24n45 g01 z - 33n50 g02 x36. 725 z - 37. 838 cr = 14n55 g01 x42 z - 45n60 g0

35、1 z - 60n65 g01 x45n70m172.3 數(shù)控車床加工操作步驟 2.4 工藝編制時的注意問題1、粗、精加工分開編程為了提高零件的精度并保證生產(chǎn)效率。車削工件輪廓的最后一刀，通常由精車刀來連續(xù)加工完成。因此，粗、精加工應(yīng)分開編程。并且，刀具的進、退位置要考慮妥當(dāng)，盡量不要在連續(xù)的輪廓中切人切出或換刀及停頓，以免困切削力的突然變化而造成彈性變形，致使光滑連接的輪廓上產(chǎn)生劃傷、形狀突變或滯留刀痕等缺陷。2、編程時常取零件要求尺寸的中值作為編程尺寸依據(jù)如果遇到比機床所規(guī)定的最小編程單位還要小的數(shù)值時，應(yīng)盡量向其最大實體尺寸圓整。3、編程時盡量符臺各點重臺的原則 編程的原點要和設(shè)計的基準

36、、對刀點的位置盡量重合，減少由于基準不重合所帶來的誤差。在很多精況下，圖樣上的尺寸基準與編程所需要的尺寸基準不一致，故應(yīng)首先將圖樣上的各個尺寸換算為編程坐標系中的尺寸。當(dāng)需要掌握控制某些重要尺寸的允許變動量時，還要通過尺寸鏈解算才能得到。然后才可進行下一步編程工作。4、巧利用切斷刀倒角對切斷面帶倒角的零件。在批量車削加工中比較普遍，為了便于切斷并避免掉頭倒角，可利用切斷刀同時完成車倒角和切斷兩個工序，教果較好。同時切刀有兩個刀尖，在編程中要注意使用哪個刀尖以及刀寬問題，防止對刀加工時出錯。2.5數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢2.5.1國內(nèi)外數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展概況隨著計算機技術(shù)的高速發(fā)展，傳統(tǒng)的制造業(yè)開始了根本

37、性變革，各工業(yè)發(fā)達國家投入巨資，對現(xiàn)代制造技術(shù)進行研究開發(fā)，提出了全新的制造模式。在現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，數(shù)控技術(shù)是關(guān)鍵技術(shù)，它集微電子、計算機、信息處理、自動檢測、自動控制等高新技術(shù)于一體，具有高精度、高效率、柔性自動化等特點，對制造業(yè)實現(xiàn)柔性自動化、集成化、智能化起著舉足輕重的作用。目前，數(shù)控技術(shù)正在發(fā)生根本性變革，由專用型封閉式開環(huán)控制模式向通用型開放式實時動態(tài)全閉環(huán)控制模式發(fā)展。在集成化基礎(chǔ)上，數(shù)控系統(tǒng)實現(xiàn)了超薄型、超小型化；在智能化基礎(chǔ)上，綜合了計算機、多媒體、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等多學(xué)科技術(shù)，數(shù)控系統(tǒng)實現(xiàn)了高速、高精、高效控制，加工過程中可以自動修正、調(diào)節(jié)與補償各項參數(shù)，實現(xiàn)了在線診斷和智

38、能化故障處理。 長期以來，我國的數(shù)控系統(tǒng)為傳統(tǒng)的封閉式體系結(jié)構(gòu)，cnc只能作為非智能的機床運動控制器。加工過程變量根據(jù)經(jīng)驗以固定參數(shù)形式事先設(shè)定，加工程序在實際加工前用手工方式或通過cad/cam及自動編程系統(tǒng)進行編制。cad/cam和cnc之間沒有反饋控制環(huán)節(jié)，整個制造過程中cnc只是一個封閉式的開環(huán)執(zhí)行機構(gòu)。在復(fù)雜環(huán)境以及多變條件下，加工過程中的刀具組合、工件材料、主軸轉(zhuǎn)速、進給速率、刀具軌跡、切削深度、步長、加工余量等加工參數(shù)，無法在現(xiàn)場環(huán)境下根據(jù)外部干擾和隨機因素實時動態(tài)調(diào)整，更無法通過反饋控制環(huán)節(jié)隨機修正cad/cam中的設(shè)定量，因而影響cnc的工作效率和產(chǎn)品加工質(zhì)量。由此可見，傳統(tǒng)

39、cnc系統(tǒng)的這種固定程序控制模式和封閉式體系結(jié)構(gòu)，限制了cnc向多變量智能化控制發(fā)展，己不適應(yīng)日益復(fù)雜的制造過程，因此，大力發(fā)展以數(shù)控技術(shù)為核心的先進制造技術(shù)已成為我們國家加速經(jīng)濟發(fā)展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑。隨著計算機技術(shù)的高速發(fā)展，傳統(tǒng)的制造業(yè)開始了根本性變革，各工業(yè)發(fā)達國家投入巨資，對現(xiàn)代制造技術(shù)進行研究開發(fā)，提出了全新的制造模式。在現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，數(shù)控技術(shù)是關(guān)鍵技術(shù)，它集微電子、計算機、信息處理、自動檢測、自動控制等高新技術(shù)于一體，具有高精度、高效率、柔性自動化等特點，對制造業(yè)實現(xiàn)柔性自動化、集成化、智能化起著舉足輕重的作用。目前，數(shù)控技術(shù)正在發(fā)生根本性變革，由專用型封閉式開

40、環(huán)控制模式向通用型開放式實時動態(tài)全閉環(huán)控制模式發(fā)展。在集成化基礎(chǔ)上，數(shù)控系統(tǒng)實現(xiàn)了超薄型、超小型化；在智能化基礎(chǔ)上，綜合了計算機、多媒體、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等多學(xué)科技術(shù)，數(shù)控系統(tǒng)實現(xiàn)了高速、高精、高效控制，加工過程中可以自動修正、調(diào)節(jié)與補償各項參數(shù)，實現(xiàn)了在線診斷和智能化故障處理。 長期以來，我國的數(shù)控系統(tǒng)為傳統(tǒng)的封閉式體系結(jié)構(gòu)，cnc只能作為非智能的機床運動控制器。加工過程變量根據(jù)經(jīng)驗以固定參數(shù)形式事先設(shè)定，加工程序在實際加工前用手工方式或通過cad/cam及自動編程系統(tǒng)進行編制。cad/cam和cnc之間沒有反饋控制環(huán)節(jié)，整個制造過程中cnc只是一個封閉式的開環(huán)執(zhí)行機構(gòu)。在復(fù)雜環(huán)境以及多變

41、條件下，加工過程中的刀具組合、工件材料、主軸轉(zhuǎn)速、進給速率、刀具軌跡、切削深度、步長、加工余量等加工參數(shù)，無法在現(xiàn)場環(huán)境下根據(jù)外部干擾和隨機因素實時動態(tài)調(diào)整，更無法通過反饋控制環(huán)節(jié)隨機修正cad/cam中的設(shè)定量，因而影響cnc的工作效率和產(chǎn)品加工質(zhì)量。由此可見，傳統(tǒng)cnc系統(tǒng)的這種固定程序控制模式和封閉式體系結(jié)構(gòu)，限制了cnc向多變量智能化控制發(fā)展，己不適應(yīng)日益復(fù)雜的制造過程，因此，大力發(fā)展以數(shù)控技術(shù)為核心的先進制造技術(shù)已成為我們國家加速經(jīng)濟發(fā)展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑。2.5.2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

42、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)的發(fā)展起著越來越重要的作用。盡管十多年前就出現(xiàn)高精度高速度的趨勢，但是科學(xué)技術(shù)的發(fā)展是沒有止境的，高精度、高速度的內(nèi)涵也在不斷變化，目前正在向著精度和速度的極限發(fā)展。 效率、質(zhì)量是先進制造技術(shù)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

43、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。 總 結(jié)數(shù)控機床是綜合應(yīng)用計算機、自動控制、自動檢測及精密機械等高新技術(shù)的產(chǎn)物。它的出現(xiàn)以及所帶來的巨大效益引起世界各國科技界和工業(yè)界的普遍重視。隨著數(shù)控機床已是衡量一個國家機械制造業(yè)技術(shù)改造的必由之路，是未來工廠自動化的基礎(chǔ)。需要大批量能熟練掌握數(shù)控機床編程、操作、維修的人員和工程技術(shù)人員。但

44、是我們裝備制造業(yè)仍存在“六有六缺”的隱憂，即“有規(guī)模、缺實力，有數(shù)量、缺巨人，有速度、缺效益，有體系、缺原創(chuàng)，有單機、缺成套，有出口、缺檔次。目前，振興我國機械裝備制造業(yè)的條件已經(jīng)具備，時機也很有利。我們要以高度的使命感和責(zé)任感，采取更加有效的措施，克服發(fā)展中存在的問題，把我國從一個制造業(yè)大國建設(shè)成一個制造業(yè)強國，成為世界級制造業(yè)基地之一。數(shù)控技術(shù)的廣泛應(yīng)用給傳統(tǒng)的制造業(yè)的生產(chǎn)方式，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)帶來了深刻的變化。也給傳統(tǒng)的機械，機電專業(yè)的人才帶來新的機遇和挑戰(zhàn)。通過本次畢業(yè)設(shè)計讓我們畢業(yè)生更好的熟悉數(shù)控機床，確定加工工藝，學(xué)會分析零件，掌握數(shù)控編程。為即將走上工作崗位打下良好的基礎(chǔ)。致 謝時光匆匆

45、如流水，轉(zhuǎn)眼便是畢業(yè)時節(jié)，春夢秋云，聚散真容易。離校日期已日趨臨近，畢業(yè)論文的的完成也隨之進入了尾聲。從開始進入課題到論文的順利完成，一直都離不開老師、同學(xué)、朋友給我熱情的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意!三年寒窗，所收獲的不僅僅是愈加豐厚的知識，更重要的是在閱讀、實踐中所培養(yǎng)的思維方式、表達能力和廣闊視野。很慶幸這些年來我遇到了許多恩師益友，無論在學(xué)習(xí)上、生活上還是工作上都給予了我無私的幫助和熱心的照顧，讓我在諸多方面都有所成長。感恩之情難以用語言量度，謹以最樸實的話語致以最崇高的敬意。最后要感謝的是我的父母，他們不僅培養(yǎng)了我對中國傳統(tǒng)文化的濃厚的興趣，讓我在漫長的人生旅途中使心靈有了虔敬的歸

46、依，而且也為我能夠順利的完成畢業(yè)論文提供了巨大的支持與幫助。在未來的日子里，我會更加努力的學(xué)習(xí)和工作，不辜負父母對我的殷殷期望！我一定會好好孝敬和報答他們！ 參考文獻【1】 徐宏海數(shù)控加工工藝北京： 化學(xué)工業(yè)出版社，2004【2】 廖效果數(shù)字控制機床武漢：華中科技大學(xué)出版社【3】 于春生數(shù)控機床編程及應(yīng)用北京：高等教育出版社，2001【4】 華茂發(fā)數(shù)控機床加工工藝北京：機械工業(yè)出版社，2002【5】 楊偉群數(shù)控工藝培訓(xùn)教程北京：清華大學(xué)出版社，2002【6】 蔡復(fù)之. 實用數(shù)控加工技術(shù). 北京:兵器工業(yè)出版社, 1995.【7】 于華. 數(shù)控機床的編程及實例. 北京:機械工業(yè)出版社, 1996

47、.【8】 張超英數(shù)控車床北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003付：外文翻譯 電火花加工 電火花加工法對加工超韌性的導(dǎo)電材料（如新的太空合金）特別有價值。這些金屬很難用常規(guī)方法加工，用常規(guī)的切削刀具不可能加工極其復(fù)雜的形狀，電火花加工使之變得相對簡單了。在金屬切削工業(yè)中，這種加工方法正不斷尋找新的應(yīng)用領(lǐng)域。塑料工業(yè)已廣泛使用這種方法，如在鋼制模具上加工幾乎是任何形狀的模腔。 電火花加工法是一種受控制的金屬切削技術(shù)，它使用電火花切除（侵蝕）工件上的多余金屬，工件在切削后的形狀與刀具（電極）相反。切削刀具用導(dǎo)電材料（通常是碳）制造。電極形狀與所需型腔想匹配。工件與電極都浸在不導(dǎo)電的液體里，這種液體通常是輕潤

48、滑油。它應(yīng)當(dāng)是點的不良導(dǎo)體或絕緣體。 用伺服機構(gòu)是電極和工件間的保持0.00050.001英寸（0.010.02mm）的間隙，以阻止他們相互接觸。頻率為20000hz左右的低電壓大電流的直流電加到電極上，這些電脈沖引起火花，跳過電極與工件的見的不導(dǎo)電的液體間隙。在火花沖擊的局部區(qū)域，產(chǎn)生了大量的熱量，金屬融化了，從工件表面噴出融化金屬的小粒子。不斷循環(huán)著的不導(dǎo)電的液體，將侵蝕下來的金屬粒子帶走，同時也有助于驅(qū)散火花產(chǎn)生的熱量。 在最近幾年，電火花加工的主要進步是降低了它加工后的表面粗糙度。用低的金屬切除率時，表面粗糙度可達24vin.(0.050.10vin)。用高的金屬切除率如高達15in3

49、/h(245.8cm3/h)時，表面粗糙度為1000vin.(25vm)。 需要的表面粗糙度的類型，決定了能使用的安培數(shù),電容,頻率和電壓值。快速切除金屬（粗切削）時，用大電流,低頻率,高電容和最小的間隙電壓。緩慢切除金屬（精切削）和需獲得高的表面光潔度時，用小電流,高頻率,低電容和最高的間隙電壓。 與常規(guī)機加工方法相比，電火花加工有許多優(yōu)點。 1 . 不論硬度高低，只要是導(dǎo)電材料都能對其進行切削。對用常規(guī)方法極難切削的硬質(zhì)合金和超韌性的太空合金，電火化加工特別有價值。 2 . 工件可在淬火狀態(tài)下加工，因克服了由淬火引起的變形問題。 3 . 很容易將斷在工件中的絲錐和鉆頭除。 4 . 由于刀具

50、（電極）從未與工件接觸過，故工件中不會產(chǎn)生應(yīng)力。 5 . 加工出的零件無毛刺。 6 . 薄而脆的工件很容易加工，且無毛刺。 7 . 對許多類型的工件，一般不需第二次精加工。 8 .隨著金屬的切除，伺服機構(gòu)使電極自動向工件進給。 9 .一個人可同時操作幾臺電火花加工機床。 10.能相對容易地從實心坯料上，加工出常規(guī)方法不可能加工出來的極復(fù)雜的形狀。 11.能用較低價格加工出較好的模具。12.可用沖頭作電極，在陰模板上復(fù)制其形狀，并留有必須的間隙。electrical discharge machiningelectrical discharge machining has proved espe

51、cially valuable in the machining of super-tough, electrically conductive materials such as the new space-age alloys. these metals would have been difficult to machine by conventional methods, but edm has made it relatively simple to machine intricate shapes that would be impossible to produce with c

52、onventional cutting tools. this machining process is continually finding further applications in the metal-cutting industry. it is being used extensively in the plastic industry to produce cavities of almost any shape in the steel molds. electrical discharge machining is a controlled metal removal t

53、echnique whereby an electric spark is used to cut (erode) the workpiece, which takes a shape opposite to that of the cutting tool or electrode. the cutting tool (electrode) is made from electrically conductive material, usually carbon. the electrode, made to the shape of the cavity required, and the workpiece are both submerged in a dielectric fluid, which is generally a light lubricating oil. this dielectric fluid should be a nonconductor (or poor conductor) of electricity. a servo mechanism maintains a gap of about 0.0005 to 0.001 in. (0.01 to 0.02 mm) betwe