軸套類數(shù)控車削加工工藝及編程設(shè)計(jì)說(shuō)明書

1、目 錄1.設(shè)計(jì)題目及零件圖11.1數(shù)控車零件設(shè)計(jì)題目及零件圖11.2數(shù)控銑零件設(shè)計(jì)題目及零件圖12.工藝設(shè)計(jì)22.1數(shù)控車零件工藝設(shè)計(jì)22.1.1工藝分析22.1.2工藝安排22.2數(shù)控銑零件工藝設(shè)計(jì)32.2.1工藝分析32.2.2工藝安排33.零件工藝規(guī)程44.程序設(shè)計(jì)44.1數(shù)控車零件程序設(shè)計(jì)44.1.1機(jī)床的選擇44.1.2刀具的選擇44.1.3數(shù)值計(jì)算54.1.4切削參數(shù)的選擇54.2數(shù)控銑零件程序設(shè)計(jì)64.1.1機(jī)床的選擇64.1.2刀具的選擇64.1.3數(shù)值計(jì)算64.1.4切削參數(shù)的選擇75.數(shù)控加工程序清單75.1數(shù)控車零件程序清單75.2數(shù)控銑零件程序清單106.數(shù)控車、銑床程

2、序仿真結(jié)果166.1數(shù)控車床程序仿真結(jié)果166.2數(shù)控銑床程序仿真結(jié)果177.設(shè)計(jì)總結(jié)18參考書及資料目錄文獻(xiàn)191. 零件的分析如圖1.1所示為軸套零件三維模型圖，圖1.2所示為軸套二維零件圖（圖中有不清晰之處請(qǐng)參加CAD圖），試制定出該零件的加工工藝方案，編制其數(shù)控加工程序，并對(duì)程序進(jìn)行仿真加工。圖1.2 零件三維圖圖1.1 零件二維圖1.1零件的尺寸標(biāo)注分析零件圖上的尺寸是制造、檢驗(yàn)零件的重要依據(jù)，生產(chǎn)中要求零件圖中的尺寸不允許有任何差錯(cuò)。在零件圖上標(biāo)注尺寸，除要求正確、完整和清晰外，還應(yīng)考慮合理性，既要滿足設(shè)計(jì)要求，又要便于加工、測(cè)量。關(guān)于尺寸標(biāo)注主要包括功能尺寸、非功能尺寸、公稱尺寸

3、、基本尺寸、參考尺寸、重復(fù)尺寸等等。該零件圖說(shuō)標(biāo)注的尺寸均完整，符合國(guó)家要求，位置準(zhǔn)確，表達(dá)清楚。1.2零件的幾何要素分析從圖1.1分析得知，該零件的結(jié)構(gòu)主要由圓柱面、圓弧面、圓錐面、螺紋頭、螺紋孔、槽等特征組成，這些特征在普通車床上難以完成，需要在數(shù)控車上加工。1.3零件的技術(shù)要求分析該零件的尺寸精度要求有：尺寸52的尺寸精度等級(jí)為IT7級(jí)、尺寸35的尺寸精度等級(jí)為IT7級(jí)、尺寸36的尺寸精度等級(jí)為IT10級(jí)、尺寸20的尺寸精度等級(jí)為IT7級(jí)、尺寸S50的尺寸精度等級(jí)為IT8-9級(jí)、尺寸3-4的尺寸精度等級(jí)為IT9級(jí)、尺寸3-3的尺寸精度等級(jí)為IT9級(jí)，其余未注尺寸精度公差按IT12進(jìn)行控制

4、。各軸段的位置精度有：145的精度為IT10級(jí)、73的精度等級(jí)為IT9-10級(jí)、30的精度等級(jí)為IT8-9級(jí)、26的精度等級(jí)為IT9-10級(jí)、20的精度等級(jí)為IT9-10級(jí)、19的精度等級(jí)為IT9-10級(jí)。表面粗糙度要求有：35外圓、S50圓弧面、20與45圓錐面、20內(nèi)孔的表面粗糙度為Ra1.6um，其余未注表面粗糙度為Ra3.2um。綜上所述，該零件的加工精度較高，應(yīng)設(shè)計(jì)比較合理的加工方案，選擇合適的刀具，合適的切削參數(shù)等等。2.毛坯及夾具的確定2.1毛坯的確定2.1.1常見的毛坯種類(1) 鑄件鑄件適用于形狀較復(fù)雜的零件毛坯。其鑄造方法有砂型鑄造、精密鑄造、金屬型鑄造、壓力鑄造等。 (2

5、) 鍛件鍛件適用于強(qiáng)度要求高、形狀比較簡(jiǎn)單的零件毛坯。其鍛造方法有自由鍛和模鍛兩種。(3) 型材型材有熱軋和冷拉兩種。熱軋適用于尺寸較大、精度較低的毛坯；冷拉適用于尺寸較小、精度較高的毛坯。(4) 焊接件焊接件是根據(jù)需要將型材或鋼板等焊接而成的毛坯件。(5) 冷沖壓件冷沖壓件毛坯可以非常接近成品要求，在小型機(jī)械、儀表、輕工電子產(chǎn)品方面應(yīng)用廣泛。2.1.2毛坯選擇時(shí)應(yīng)考慮的因素(1) 零件的材料及機(jī)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。 (2) 零件的結(jié)構(gòu)形狀與外形尺寸(3) 生產(chǎn)綱領(lǐng)的大小(4) 現(xiàn)有生產(chǎn)條件(5) 充分利用新工藝、新材料為節(jié)約材料和能源，提高機(jī)械加工生

6、產(chǎn)率，應(yīng)充分考慮精密鑄造、精鍛、冷軋、冷擠壓、粉末冶金、異型鋼材及工程塑料等在機(jī)械中的應(yīng)用。2.1.3毛坯的確定綜合考慮，根據(jù)以上因素及零件的技術(shù)要求，確定該零件的毛坯為棒料，其尺寸為55155mm，材料為45鋼。2.2夾具的選擇2.2.1數(shù)控車床工裝夾具的概念（1）數(shù)控車床夾具的定義和分類在數(shù)控車床上用于裝夾工件的裝置稱為車床夾具。車床夾具可分為通用夾具和專用夾具兩大類。通用夾具是指能夠裝夾兩種或兩種以上工件的夾具，例如車床上的三爪卡盤、四爪卡盤、彈簧卡套和通用心軸等；專用夾具是專門為加工某一特定工件的某一工序而設(shè)計(jì)的夾具。（2）夾具作用在數(shù)控車削加工過(guò)程中，夾具是用來(lái)裝夾被加工工件的，因此

7、必須保證被加工工件的定位精度，并盡可能做到裝卸方便、快捷。選擇夾具時(shí)應(yīng)優(yōu)先考慮通用夾具。使用通用夾具無(wú)法裝夾、或者不能保證被加工工件與加工工序的定位精度時(shí)，才采用專用夾具。專用夾具的定位精度較高，成本也較高。專用夾具的作用為：1）保證產(chǎn)品質(zhì)量2）提高加工效率3）解決車床加工中的特殊裝夾問(wèn)題4）擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍使用專用夾具可以完成非軸套、非輪盤類零件的孔、軸、槽和螺紋等的加工，可擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍。2.2.2零件基準(zhǔn)與加工定位基準(zhǔn)（1）基準(zhǔn)1）設(shè)計(jì)基準(zhǔn)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是設(shè)計(jì)工件時(shí)采用的基準(zhǔn)。例如軸套類和輪盤類零件的中心線。軸套類和輪盤類零件都是屬于回轉(zhuǎn)體類，通常將徑向設(shè)計(jì)基準(zhǔn)設(shè)置在回轉(zhuǎn)體軸線上，將軸向

8、設(shè)計(jì)基準(zhǔn)設(shè)置在工件的某一端面或幾何中心處。2）加工定位基準(zhǔn)加工定位基準(zhǔn)即在加工中工件裝夾定位時(shí)的基準(zhǔn)。數(shù)控車床加工軸套類及輪類零件的加工定位基準(zhǔn)只能是被加工件的外圓表面、內(nèi)圓表面或零件端面中心孔。3）測(cè)量基準(zhǔn)被加工工件各項(xiàng)精度測(cè)量和檢測(cè)時(shí)的基準(zhǔn)。機(jī)械加工工件的精度要求包括尺寸精度、形狀精度和位置精度。尺寸誤差可使長(zhǎng)度測(cè)量量具檢測(cè)；形狀誤差和位置誤差要借助測(cè)量夾具和量具來(lái)完成。在數(shù)控車削加工中盡量使得工件的定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合。盡量使工件的加工基準(zhǔn)和工件的定位基準(zhǔn)與工件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，是保證工件加工精度的重要前提條件。（2）數(shù)控車床定位基準(zhǔn)的選擇定位基準(zhǔn)的選擇包括定位方式的選擇和被加工件定位面

9、的選擇。在數(shù)控車削加工中，較短軸類零件的定位方式通常采用一端外圓固定，即用三爪卡盤、四爪卡盤或彈簧套固定工件的外圓表面，此定位方式對(duì)工件的懸伸長(zhǎng)度有一定限制，工件懸伸過(guò)長(zhǎng)會(huì)在切削過(guò)程中產(chǎn)生變形，工件懸伸過(guò)長(zhǎng)還會(huì)增大加工誤差甚至掉活。對(duì)于切削長(zhǎng)度較長(zhǎng)的軸類零件可以采用一夾一頂，或采用兩頂尖定位。在裝夾方式允許的條件下，零件的軸向定位面盡量選擇幾何精度較高的表面。2.2.3常見的夾具（1）圓周定位夾具在數(shù)控車削加工中，粗加工、半精加工的精度要求不高時(shí)，可利用工件或毛坯的外圓表面定位。1）三爪卡盤三爪卡盤是最常用的車床也是數(shù)控車床的通用卡具。三爪卡盤最大的優(yōu)點(diǎn)是可以自動(dòng)定心。它的夾持范圍大，但定心精

10、度不高，不適合于零件同軸度要求高時(shí)的二次裝夾。三爪卡盤常見的有機(jī)械式和液壓式兩種。液壓卡盤裝夾迅速、方便，但夾持范圍小，尺寸變化大時(shí)需重新調(diào)整卡爪位置。數(shù)控車床經(jīng)常采用液壓卡盤，液壓卡盤特別適用于批量加工。2）軟爪由于三爪卡盤定心精度不高，當(dāng)加工同軸度要求較高的工件、或者進(jìn)行工件的二次裝夾時(shí)，常使用軟爪。通常三爪卡盤的卡爪要進(jìn)行熱過(guò)處理，硬度較高，很難用常用刀具切削。軟爪是改變上述不足而設(shè)計(jì)制造的一種具有切削性能的夾爪。加工軟爪時(shí)要注意以下幾方面的問(wèn)題：.軟爪要在與使用時(shí)相同的夾緊狀態(tài)下進(jìn)行車削，以免在加工過(guò)程中松動(dòng)和由于反向間隙而引起定心誤差。車削軟爪內(nèi)定位表而時(shí)，要在軟爪尾部夾一適當(dāng)?shù)膱A盤

11、，以消除卡盤端面螺紋的間隙。.當(dāng)被加工件以外圓定位時(shí)，軟爪夾持直徑應(yīng)比工件外圓直徑略小。其目的是增加軟爪與工件的接觸面積。軟爪內(nèi)徑大于工件外徑時(shí)，會(huì)造成軟爪與工件形成三點(diǎn)接觸,此種情況下夾緊牢固度較差，所以應(yīng)盡量避免。當(dāng)軟爪內(nèi)徑過(guò)小時(shí)，會(huì)形成軟爪與工件的六點(diǎn)接觸，不僅會(huì)在被加工表面留下壓痕，而且軟爪接觸面也會(huì)變形。這在實(shí)際使用中都應(yīng)該盡量避免。軟爪有機(jī)械式和液壓式兩種。軟爪常用于加工同軸度要求較高的工件的二次裝夾。3）卡盤加頂尖在車削質(zhì)量較大的工件時(shí)，一般工件的一端用卡盤夾持，另一端用后頂尖支撐。為了防止工件由于切削力的作用而產(chǎn)生的軸向位移，必須在卡盤內(nèi)裝一限位支撐，或者利用工件的臺(tái)階面進(jìn)行限

12、位。此種裝夾方法比較安全可靠，能夠承受較大的軸向切削力，安裝剛性好，軸向定位準(zhǔn)確，所以在數(shù)控車削加工中應(yīng)用較多。4）芯軸和彈簧芯軸當(dāng)工件用已加工過(guò)的孔作為定位基準(zhǔn)時(shí)，可采用芯軸裝夾。這種裝夾方法可以保證工件內(nèi)外表面的同軸度，適用于批量生產(chǎn)。芯軸的種類很多。常見的芯軸有圓柱芯軸、小錐度芯軸，這類芯軸的定心精度不高。彈簧芯軸（又稱漲心芯軸），既能定心，又能夾緊，是一種定心夾緊裝置。5）彈簧夾套彈簧夾套定心精度高，裝夾工件快捷方便，常用于精加工的外圓表面定位。它特別適用于尺寸精度較高、表面質(zhì)量較好的冷拔圓棒料的夾持。它夾持工件的內(nèi)孔是規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)系列，并非任意直徑的工件都可以進(jìn)行夾持。6）四爪卡盤加工

13、精度要求不高、偏心距較小、零件長(zhǎng)度較短的工件時(shí)，可以采用四爪卡盤進(jìn)行裝夾，如圖3-12所示。四爪卡盤的四個(gè)卡爪是各自獨(dú)立移動(dòng)的，通過(guò)調(diào)整工件夾持部位在車床主軸上的位置，使工件加工表面的回轉(zhuǎn)中心與車床主軸的回轉(zhuǎn)中心重合。但是，四爪卡盤的找正煩瑣費(fèi)時(shí)，一般用于單件小批生產(chǎn)。四爪卡盤的卡爪有正爪和反爪兩種形式。（2）中心孔定位夾具1）兩頂尖撥盤兩頂尖定位的優(yōu)點(diǎn)是定心正確可靠，安裝方便。主要用于精度要求較高的零件加工。頂尖作用是進(jìn)行工件的定心，并承受工件的重量和切削力。頂尖分前頂尖和后頂尖。兩頂尖裝夾工件時(shí)的安裝為：先使用對(duì)分夾頭或雞心夾頭夾緊工件一端的圓周，再將撥桿旋入三爪卡盤，并使撥桿伸向?qū)Ψ謯A頭

14、或雞心夾頭的端面。車床主軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)三爪卡盤轉(zhuǎn)動(dòng)，隨之帶動(dòng)撥桿同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，由撥桿撥動(dòng)對(duì)分夾頭或雞心夾頭，撥動(dòng)工件隨三爪卡盤的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)。兩頂尖只對(duì)工件有定心和支撐作用，必須通過(guò)對(duì)分夾頭或雞心夾頭的撥桿帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)。使用兩頂尖裝夾工件時(shí)的注意事項(xiàng)：.前后頂尖的連線應(yīng)該與車床主軸中心線同軸，否則會(huì)產(chǎn)生不應(yīng)有的錐度誤差。.尾座套筒在不與車刀干涉的前提下，應(yīng)盡量伸出短些，以增加剛性和減小振動(dòng)。.中心孔的形狀應(yīng)正確，表面粗糙度應(yīng)較好。.兩頂尖中心孔的配合應(yīng)該松緊適當(dāng)。2）撥動(dòng)頂尖車削加工中常用的撥動(dòng)頂尖有內(nèi)、外撥動(dòng)頂尖和端面撥動(dòng)頂尖兩種。.內(nèi)、外撥動(dòng)頂尖這種頂尖的錐面帶齒，能嵌入工件，撥動(dòng)件旋轉(zhuǎn)。.端面

15、撥動(dòng)頂尖這種頂尖種用端面撥爪帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)，適合裝夾工件的直徑在50mm150mm之間。（3）其他車削工裝夾具數(shù)控車削加工中有時(shí)會(huì)遇到一些形狀復(fù)雜和不規(guī)則的零件，不能用三爪或四爪卡盤裝夾，需要借助其他工裝夾具，如花盤、角鐵等夾具。1）花盤被加工零件回轉(zhuǎn)表面的軸線與基準(zhǔn)面相垂直，且表面外形復(fù)雜的零件可以裝夾在花盤上加工。2）角鐵被加工零件回轉(zhuǎn)表面的軸線與基準(zhǔn)面相平行、且表面外形復(fù)雜的零件可以裝夾在角鐵上加工。2.2.4夾具的確定（1）定位基準(zhǔn)的選擇粗基準(zhǔn)的選擇：選擇零件的毛坯外圓為粗基準(zhǔn)。精基準(zhǔn)的選擇：以兩端面中心孔為精基準(zhǔn)。（2）裝夾方式的選擇通過(guò)對(duì)該零件的分析，確定該零件的裝夾在粗車以及車左頭

16、時(shí)可直接用三爪卡盤裝夾；車右端及中間部位時(shí)，由于工件伸出卡盤外的長(zhǎng)度較長(zhǎng)，故需要選用卡盤加頂尖的方式裝夾。3.刀具的選擇數(shù)控車床一般采用機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具，所用的刀具，要求有可靠的斷屑性能，足夠的耐用，刀片轉(zhuǎn)位后有精確的重復(fù)定位精度，刀片要有足夠的夾緊可靠性，此外，由于數(shù)控車床功率比較大，剛性強(qiáng)，要求刀具壽命較長(zhǎng)，質(zhì)量相對(duì)穩(wěn)定，因此，對(duì)刀片材料的要求高，以保證刀具壽命，一般情況下大多使用涂層刀片。3.1刀具材料的選擇刀片材料要根據(jù)零件材料及熱處理后的材料性能合理選用。對(duì)與一般低碳鋼，低碳低合金鋼的加工刀片材料可以選擇普通硬質(zhì)合金或超微粒子硬質(zhì)合金材料，在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中（ISO），硬質(zhì)合金通常分為三大類

17、，即K、P、M分別相當(dāng)與我國(guó)國(guó)標(biāo)中的YG、YT YW類。通常情況下又分別在K、P、M三種代號(hào)后附加上01、05、20、40、50等數(shù)字進(jìn)行更進(jìn)一步細(xì)分。一般來(lái)講數(shù)字越小者硬度更高，但 韌性降低，數(shù)字越大韌性高但硬度降低。一般情況下K類主要用于加工鑄鐵、有色金屬及非金屬材料；P類主要用于加工普通鋼；M類主要用于加工難加工鋼，鑄鐵及有色金屬。超微粒子硬質(zhì)合金適合加工不銹鋼、高錳高及耐熱鋼，選用時(shí)可結(jié)合具體加工工藝參數(shù)合理選擇。在數(shù)控車削中，為提高刀具壽命，實(shí)際應(yīng)用中大多使用涂層刀具材料。涂層刀具是在韌性較好的工具表面涂上一層耐磨損，耐溶著、耐反應(yīng)的物質(zhì)，使刀具在切削中同時(shí)具有硬而不易破損的性能。涂

18、層的方法分為兩大類，一為物質(zhì)涂層PVD，另為化學(xué)涂層CVD，一般來(lái)說(shuō)，物理涂層是在550以下將金屬和氣體離子化后噴涂在工具表面；而化學(xué)涂層則是將各種化合物通過(guò)化學(xué)反應(yīng)來(lái)沉積在工具上形成表面皮膜，一般普遍采用中溫涂層，溫度控制在800左右。用于涂層常見的材料有Tic、TiN、TiCN、AI2O3等陶瓷材料，涂層厚度為5?15um。由于這些陶瓷材料都具有耐磨損（硬度高），耐化學(xué)反應(yīng)等性能。所以涂層刀具是數(shù)控機(jī)床最為廣泛使用的刀具類型，從非金屬、鋁合金、到鑄鐵鋼以及高強(qiáng)度鋼、高硬度鋼和耐熱合金、鈦合金等難加工材料的切削中均可使用，比普通較硬質(zhì)合金的性能要好，性能價(jià)格比較高，是數(shù)控機(jī)床用刀具材料的首選

19、。對(duì)于普通鋼材，優(yōu)先選擇涂層刀片，高速連續(xù)切削選用涂層厚度為515um多為CVD法制造刀片。沖擊較強(qiáng)的斷續(xù)切削時(shí)，要求涂膜的附著強(qiáng)度以及涂層對(duì)工具的韌性不會(huì)產(chǎn)生太大的影響，所以選擇涂層厚度為2?3um左右采用PVD涂層的刀片。對(duì)于普通灰鑄鐵加工來(lái)講，線速度小于300m/min以下宜采用涂層硬質(zhì)合金，線速度300?500m/min以內(nèi)可采用陶瓷刀具。3.2常用的車刀選用3.2.1外圓、端面車刀的選用加工外圓及臺(tái)階是刀片的形狀有刀尖角為80菱形刀片，55菱形刀片，圓形刀片，方形刀片，等邊三角形刀片和35菱形刀片，其標(biāo)準(zhǔn)后角通常有0、7、11、25、30等幾種規(guī)格。主偏角主要有45、50、60、75

20、、85、90、93、95等形式。一般情況下加工臺(tái)階軸類零件宜采用裝有80菱形刀片的95車刀，這種車刀的特點(diǎn)是前角和副偏角較大，摩擦小，消振散熱性好，不易拉毛零件表面，加工外圓或端面都很好用。粗加工外圓或端面則可采用裝80菱形刀片的車刀，這時(shí)不用80刀尖而是用100刀尖的菱形刀片，這樣不但進(jìn)一步提高刀尖的強(qiáng)度，而且還提高了刀片的利用率有效提高粗加工時(shí)的加工效率。重切削時(shí)應(yīng)考慮選擇圓形刀片，以滿足切削要求，提高加工效率。斷屑槽形式選用應(yīng)結(jié)合粗、精加工，切削用量，切削連續(xù)性等方面合性選用。標(biāo)準(zhǔn)刀桿截面通常為矩形、正方形和圓性三種，從成本和使用方便性上考慮，應(yīng)優(yōu)先采用正方形截面刀桿，刀桿的標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度32

21、?500mm，一般情況下，為提高切削過(guò)程的刀具剛度，在能夠滿足加工需要，又不會(huì)與零件其他部位產(chǎn)生干涉的情況下，刀桿長(zhǎng)度不宜過(guò)長(zhǎng)。刀桿結(jié)構(gòu)還要根據(jù)零件加工時(shí)的走刀方向，選擇左手刀或右手刀。選擇刀片角度和刀桿結(jié)構(gòu)和連接形式時(shí)，要充分考慮零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，以避免零件加工時(shí)刀具與零件其他部位產(chǎn)生干涉。刀片主要裝夾形式同前所述，采用正方形刀片的刀具具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造工藝好等優(yōu)點(diǎn)。80-84角菱形刀片，刀尖和刀邊抗破損的能力最強(qiáng)。3.2.2孔加工刀具的選用加工內(nèi)孔時(shí)，最常采用裝有80菱形刀片的95車刀或采用裝有60三角形刀片的91車刀。若加工內(nèi)孔徑比外空徑大的臺(tái)階孔時(shí)宜采用裝有55菱形刀片的110車刀，這樣

22、在加工大內(nèi)徑臺(tái)階孔時(shí)，可避免與零件直徑小的內(nèi)孔發(fā)生干涉（圖3.1）。為了防止切削拉毛零件加工表面，刀片斷屑槽的選擇一定要合理，要求選用槽性較窄有多級(jí)斷屑槽或點(diǎn)式斷屑槽等斷屑性能好的刀片。選擇刀片角度和刀桿結(jié)構(gòu)和連接形式時(shí)，要充分考慮零件內(nèi)孔的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，避免零件加工時(shí)刀具與零件發(fā)生干涉。一般情況下，只要不影響排屑，應(yīng)盡量選擇剛性較好的車刀，由于圓形刀桿比方形刀桿截面積大些，刀具剛性好，并且刀尖還能與刀桿軸線在同一平面內(nèi)，所以應(yīng)優(yōu)先選擇圓形刀桿加工內(nèi)孔。對(duì)于一些精度要求高，變形要求小的零件加工，應(yīng)考慮選用帶冷卻孔的刀桿，以降低加工過(guò)程中的切削熱，減少零件變形。圖切槽刀具的選用標(biāo)準(zhǔn)切

23、槽刀一般分為雙刃單面結(jié)構(gòu)、按工藝方法不同主要分為徑向、軸向、切斷三種類型。通常情況下，切槽刀大多為成形刀，刀頭形狀根據(jù)零件上槽的形狀可分為直切槽刀和圓弧切槽刀也可根據(jù)零件需要定做特殊槽型和復(fù)合刀具。在使用切槽刀車削內(nèi)槽時(shí)，為使排屑方便，防止切屑拉毛零件，應(yīng)充分考慮斷屑槽的形狀。切槽刀的刀桿結(jié)構(gòu)形式較多，刀片夾緊形式主要有兩種，即自?shī)A式夾緊和螺釘上壓式壓緊結(jié)構(gòu)。采用螺釘上壓式方式用與大直徑零件的切斷。刀片深槽，采用螺釘上壓式用于小直徑零件的切斷。刀片主要形式有單頭刀片和雙頭可轉(zhuǎn)位刀片，刀桿形式要避免與零件發(fā)生干涉，降低振動(dòng)的前提下，要滿足加工質(zhì)量，確保剛性，降低車削振動(dòng)、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。的原則合理選用

24、。3.2.4螺紋加工刀具的選用車螺紋刀片按切削形式可以分為切頂槽型螺紋刀片和非切頂槽螺紋刀片；按螺紋標(biāo)準(zhǔn)分為米制和英制兩種形式，按加工特點(diǎn)可分為內(nèi)、外螺紋刀片、按螺紋線方向分為正、反螺紋。刀片結(jié)構(gòu)主要分為兩刃單面和三刃單面兩種形式。通常情況下應(yīng)盡量選用可重磨底面帶有120V形定位面的切頂型升刃單面式刀片，為減少切削刀和振動(dòng)力，刀片應(yīng)選擇正面前角結(jié)構(gòu)，刀片的其他角度要結(jié)合上述不同情況區(qū)別選用。螺紋刀桿分方形和圓形截面兩種類型，前者價(jià)格較低，后者剛性和加工精度較好，刀片與刀桿連接時(shí)需要增加力墊，刀桿按照螺紋旋線方向?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)型反向型，一定要根據(jù)零件螺紋旋線方向合理選用。除以上刀具外，在一些特殊的形狀車

25、削時(shí)，還引用到成型車刀。3.3該零件加工所用的刀具根據(jù)其結(jié)構(gòu)特性以及刀具的類型，確定該零件所需的刀具如表3-1所示。表3-1 數(shù)控車削加工刀具卡待加工表面刀具名稱刀具規(guī)格刀具材料端面端面車刀95車刀硬質(zhì)合金粗車外圓外圓車刀90硬質(zhì)合金精車外圓外圓車刀84硬質(zhì)合金車圓弧面外圓車刀75硬質(zhì)合金切外槽外槽刀刀寬2.5mm硬質(zhì)合金鉆底孔麻花鉆18mm高速鋼車內(nèi)孔車鏜刀60硬質(zhì)合金切內(nèi)槽內(nèi)槽刀刀寬4mm硬質(zhì)合金車內(nèi)螺紋內(nèi)螺紋車刀60硬質(zhì)合金4.工藝路線及其工藝卡片4.1工藝路線的確定4.1.1表面加工方法的選擇選擇表面加工方法時(shí)，一般先根據(jù)表面的加工精度和表面粗糙度要求，選定最終加工方法，然后再確定精加

26、工前的準(zhǔn)備工序的加工方法，即確定加工方案。由于獲得同一精度和同一粗糙度的方案有好幾種，選擇時(shí)還要考慮生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性，考慮零件的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸大小、材料和熱處理要求及工廠的生產(chǎn)條件等。該零件的表面加工方法如下：（1）外圓的加工方法 粗車精車。（2）內(nèi)孔輪廓的加工方法 鉆粗鏜精鏜。（3）槽的加工方法 粗切精切。4.1.2加工順序的安排數(shù)控車削加工順序應(yīng)按照一下原則進(jìn)行。（1）基面先行原則 用作基準(zhǔn)的表面應(yīng)優(yōu)先加工出來(lái)，因?yàn)槎ㄎ换鶞?zhǔn)的表面越精確，裝夾誤差就越小。故第一道工序一般是進(jìn)行定位面的粗加工和半精加工(有時(shí)包括精加工)，然后再以精基準(zhǔn)加工其他表面。加工順序安排遵循的原則是上道工序的加工能為后面

27、的工序提供精基準(zhǔn)和合適的夾緊表面。（2）先粗后精 切削加工時(shí)，應(yīng)先安排粗加工工序，在較短的時(shí)間內(nèi)，將精加工前大量的加工余量去掉，同時(shí)盡量滿足精加工的余量均勻性要求。當(dāng)粗加工后所留余量的均勻性滿足不了精加工要求時(shí)，則可安排半精加工作為過(guò)渡性工序，以便使精加工余量小而均勻。在安排可以一刀或多刀進(jìn)行的精加工工序時(shí)，其零件的最終輪廓應(yīng)由最后一刀連續(xù)加工而成。為充分釋放粗切加工時(shí)殘存在工件內(nèi)的應(yīng)力，在粗、精加工工序之間可適當(dāng)安排一些精度要求不高部位的加工。如切槽、倒角、鉆孔等（3）先近后遠(yuǎn) 盡可能采用最少的裝夾次數(shù)和最少的刀具數(shù)量，以減少重新定位或換刀所引起的誤差。一次裝夾的加工順序安排是先近后遠(yuǎn)，特別

28、是在粗加工時(shí)，通常安排離起刀點(diǎn)近的部位先加工，離起刀點(diǎn)遠(yuǎn)的部位后加工，以便縮短刀具移動(dòng)距離，減少空行程時(shí)間。對(duì)于車削加工，先近后遠(yuǎn)有利于保持毛坯件或半成品件的剛性，改善其切削條件。（4）先內(nèi)后外，內(nèi)外交叉 對(duì)既有內(nèi)表面(內(nèi)腔)，又有外表面需加工的零件，安排加工順序時(shí)，應(yīng)先進(jìn)行內(nèi)、外表面的粗加工，后進(jìn)行內(nèi)、外表面的精加工。切不可將零件上一部分表面(外表面或內(nèi)表面)加工完畢后，再加工其它表面(內(nèi)表面或外表面)。4.1.3工藝路線的確定根據(jù)其表面加工方法及加工順序的原則，確定該零件的工藝路線如下：工序：粗車端面、外圓、打中心孔。 工步1 夾毛坯外圓粗車一頭端面及外圓，打中心孔。 工步2 夾上步粗車后

29、的外圓，粗車另一頭端面及外圓，打中心孔。工序：卡盤加頂尖裝夾，車左端大外圓、中間圓弧段。 工步1 粗車外圓。 工步2 精車外圓。 工步3 切槽。 工步4 粗車中間圓弧段。 工步5 精車中間圓弧段。工序：夾左端外圓，頂右端中心孔，車左端錐面、螺紋頭、中間錐面及其槽。 工步1 粗車右端外圓、錐面、螺紋大徑、中間錐面。 工步2 精車右端外圓、錐面、螺紋大徑、中間錐面。 工步3 切中間錐面上3-3槽、切螺紋退刀槽。 工步4 車外螺紋。工序：夾右端52外圓，將右端向外伸出25mm，車右端35外圓、鉆、鏜內(nèi)孔、車內(nèi)螺紋。 工步1 粗車外圓。 工步2 鉆底孔。 工步3 粗鏜內(nèi)孔。 工步4 精鏜內(nèi)孔。 工步5

30、 切內(nèi)螺紋退刀槽。 工步6 車內(nèi)螺紋。 工步7 精車外圓。4.2工藝卡片的制定數(shù)控加工工藝文件一般包括機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片和數(shù)控加工工序卡片，它們指引者加工操作人員進(jìn)行加工，是機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中必不可少的部分，其填寫過(guò)程包括以下幾個(gè)方面。（1）工藝文件的校核；（2）工藝文件的會(huì)簽；（3）工藝文件的批準(zhǔn)；（4）工藝文件的更改。該零件的工藝卡片如下列表所示。表4-1 機(jī)械加工工藝過(guò)程卡機(jī)械加工工藝過(guò)程卡零件名稱軸套材料45鋼毛坯尺寸55150mm序號(hào)工序名稱工序內(nèi)容車間設(shè)備工裝下料裁剪毛坯普車粗車端面、外圓、打中心孔。金工CA6140普車三爪自定心卡盤數(shù)車車左端大外圓、中間圓弧段。金工GS98

31、0TD三爪卡盤、尾座頂尖數(shù)車車左端錐面、螺紋頭、中間錐面及其槽。金工GS980TD三爪卡盤、尾座頂尖數(shù)車車右端35外圓、鉆、鏜內(nèi)孔、車內(nèi)螺紋。金工GS980TD軟爪終檢檢驗(yàn)各尺寸是否合格檢驗(yàn)室表4-2 工序的數(shù)控加工工序卡數(shù)控加工工序卡零件名稱夾具名稱使用設(shè)備工序號(hào)程序編號(hào)O0001軸套三爪定心卡盤廣州數(shù)控車床工步號(hào)工序內(nèi)容刀具號(hào)刀具名稱背吃刀量mm主軸轉(zhuǎn)速r/mm進(jìn)給速度mm/r備注1粗車外圓T0190外圓車刀1500120自動(dòng)2精車外圓T0284外圓車刀0.280080自動(dòng)3切槽T035mm外槽刀35030自動(dòng)4粗車中間圓弧段T0475外圓車刀500100自動(dòng)5精車中間圓弧段T0475外圓

32、車刀0.280080自動(dòng)6檢驗(yàn)表4-3 工序的數(shù)控加工工序卡數(shù)控加工工序卡零件名稱夾具名稱使用設(shè)備工序號(hào)程序編號(hào)O0002軸套三爪定心卡盤廣州數(shù)控車床工步號(hào)工序內(nèi)容刀具號(hào)刀具名稱背吃刀量mm主軸轉(zhuǎn)速r/mm進(jìn)給速度mm/r備注1粗車右端外圓、錐面、螺紋大徑、中間錐面T0190外圓車刀1500120自動(dòng)2精車右端外圓、錐面、螺紋大徑、中間錐面T0284外圓車刀0.280080自動(dòng)3切中間錐面上3-3槽、切螺紋退刀槽T032.5mm槽刀40030自動(dòng)4車M27螺紋T0460螺紋車刀4002自動(dòng)5檢驗(yàn)表4-4 工序的數(shù)控加工工序卡數(shù)控加工工序卡零件名稱夾具名稱使用設(shè)備工序號(hào)程序編號(hào)O0003軸套三爪

33、定心卡盤廣州數(shù)控車床工步號(hào)工序內(nèi)容刀具號(hào)刀具名稱背吃刀量mm主軸轉(zhuǎn)速r/mm進(jìn)給速度mm/r備注1粗車外圓T0190外圓車刀1500120自動(dòng)2手動(dòng)鉆底孔18麻花鉆300手動(dòng)3粗鏜內(nèi)孔T0260鏜刀0.8400100自動(dòng)4精鏜內(nèi)孔T0260鏜刀0.175070自動(dòng)5切內(nèi)螺紋退刀槽T034mm內(nèi)槽刀30050自動(dòng)6車內(nèi)螺紋T0460內(nèi)螺紋車刀4002自動(dòng)7精車外圓T0584外圓車刀80080自動(dòng)5.數(shù)控編程5.1數(shù)控編程的定義及分類5.1.1數(shù)控編程的定義編程是將加工零件的加工順序、刀具運(yùn)動(dòng)軌跡的尺寸數(shù)據(jù)、工藝參數(shù)（主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)速度、切削深度）以及輔助操作（換刀、主軸正反轉(zhuǎn)、冷卻液開關(guān)、刀具

34、夾緊松開等）加工信息，用規(guī)定的文字、數(shù)字、符號(hào)組成的代碼，按一定格式編寫成加工程序。5.1.2數(shù)控編程的分類數(shù)控編程又可分為手工編程和自動(dòng)編程兩類。手工編程時(shí)，整個(gè)程序的編制過(guò)程是由人工完成的。這要求編程人員不僅要熟悉數(shù)控代碼及編程規(guī)則，而且還必須具備有機(jī)械加工工藝知識(shí)和數(shù)值計(jì)算能力。對(duì)于點(diǎn)位加工或幾何形狀不太復(fù)雜的零件，數(shù)控編程計(jì)算較簡(jiǎn)單，程序段不多，手工編程即可實(shí)現(xiàn)。自動(dòng)編程是用計(jì)算機(jī)把人們輸入的零件圖紙信息改寫成數(shù)控機(jī)床能執(zhí)行的數(shù)控加工程序，就是說(shuō)數(shù)控編程的大部分工作有計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。5.1.3編程方法的選擇該零件的刀具軌跡路徑主要由直線、圓弧組成，坐標(biāo)點(diǎn)尺寸計(jì)算方便，故采用手工編程的方式

35、編制其加工程序。5.2編程原點(diǎn)的確定該零件為規(guī)則的回轉(zhuǎn)型零件，其坐標(biāo)原點(diǎn)可設(shè)在軸的兩端面中心上，這樣方便編程坐標(biāo)的計(jì)算。其坐標(biāo)原點(diǎn)如圖5.1所示。圖5.1 坐標(biāo)原點(diǎn)5.3加工程序清單5.3.1工序的加工程序清單程序解釋說(shuō)明O0001程序號(hào)T0101（90外圓車刀）換1號(hào)刀M03 S500主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速500M08切削液開G00 X55 Z2快速運(yùn)動(dòng)至切削起點(diǎn)G90 X53 Z-112 F120粗車外圓至53mm X52.2 Z-112粗車外圓至52.2mmG00 X100 Z100快速運(yùn)動(dòng)至換刀位置T0202（84外圓車刀）換2號(hào)刀M03 S800主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速800G00 X51.99 Z2

36、快速運(yùn)動(dòng)至切削起點(diǎn)G01 Z-112 F80精車外圓至51.99mmX53 退刀G00 X100 Z100快速運(yùn)動(dòng)至換刀位置T0303（5mm槽刀）換3號(hào)槽刀M03 S350主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速350G00 X54 Z-72快速運(yùn)動(dòng)至切削位置G01 X34.7 F30切槽G00 X100徑向退刀Z100軸向退刀T0404（70外圓車刀）換4號(hào)刀M03 S500主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速500G00 X54 Z-71快速運(yùn)動(dòng)至循環(huán)起點(diǎn)G73 U8.5 W0.5 R7建立G73外圓車削循環(huán)G73 P100 Q200 U0.2 W0.2 F100設(shè)定起終程序段、精加工余量N100 G01 X34.7 F120徑向進(jìn)刀

37、 Z-72軸向進(jìn)刀 G03 X44.592 Z-101.31 R25車圓弧R25 G02 X52 Z-111 R7車圓弧R7N200 G01 X53退刀M03 S750主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速750G70 P100 Q200精車圓弧面G00 X100 Z100快速運(yùn)動(dòng)至換刀位置M05主軸停止M09切削液關(guān)M30程序結(jié)束5.3.2工序的加工程序清單程序解釋說(shuō)明O0002程序號(hào)T0101（90外圓車刀）換1號(hào)刀M03 S500主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速500M08切削液開G00 X54 Z2快速運(yùn)動(dòng)至循環(huán)起點(diǎn)G71 U2 R2 建立G71車削循環(huán)G71 P100 Q200 U0.2 W0.2 F120設(shè)定起終程序段，精

38、車余量N100 G00 X22.4徑向進(jìn)刀 G01 Z0 F100靠近工件 X26.4 Z-2 F80倒角 Z-19車螺紋大徑 X33.4平端面 X40 W-8車錐面 X51.99平端面N200 W-7車外圓G00 Z-75快速運(yùn)動(dòng)至下一切削點(diǎn)G71 U2 R2建立G71車削循環(huán)G71 P300 Q400 U0.2 W0.2 F120設(shè)定起終程序段，精車余量N300 G00 X42.5快速進(jìn)刀 G01 Z-78 F100切削進(jìn)刀 X51.99 Z-105車錐面N400 Z-106退刀G00 X100徑向退刀Z100軸向退刀T0202（84外圓車刀）換2號(hào)刀M03 S800主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速800G

39、00 X54 Z2快速運(yùn)動(dòng)至循環(huán)起點(diǎn)G70 P100 Q200精車N100至N200之間的程序段G00 X51.99 Z-75快速運(yùn)動(dòng)至下一個(gè)循環(huán)起點(diǎn)G70 P300 Q400精車N300至N400之間的程序段G00 X100 Z100快速運(yùn)動(dòng)至換刀位置T0303（2.5mm槽刀）換3號(hào)刀M03 S400主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速400G00 X54 Z-99快速運(yùn)動(dòng)至第一個(gè)切槽點(diǎn)G01 X36 F30切第一個(gè)槽第一刀X54 F100退刀W0.49運(yùn)動(dòng)至第二刀起刀點(diǎn)X36 F30切第一個(gè)槽第二刀X54 F100退刀G00 X52 Z-92快速運(yùn)動(dòng)至第二個(gè)切槽點(diǎn)G01 X36 F30切第二個(gè)槽第一刀X52

40、F100退刀W0.49運(yùn)動(dòng)至第二刀起刀點(diǎn)X36 F30切第二個(gè)槽第二刀X52 F100退刀G00 X50 Z-85快速運(yùn)動(dòng)至第三個(gè)切槽點(diǎn)G01 X36 F30切第三個(gè)槽第一刀X50 F100退刀W0.49運(yùn)動(dòng)至第二刀起刀點(diǎn)X36 F30切第三個(gè)槽第二刀X54 F100退刀G00 Z-19快速運(yùn)動(dòng)至螺紋退刀槽切削起點(diǎn)G01 X23 F30切第一刀X50 F100退刀Z-17.5運(yùn)動(dòng)至第二刀起點(diǎn)X23 F30切第二刀X50 F100退刀G00 X100 Z100快速運(yùn)動(dòng)至換刀點(diǎn)T0404（60螺紋車刀）換4號(hào)刀M03 S400主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速400G00 X29 Z2快速運(yùn)動(dòng)至循環(huán)起點(diǎn)G76 P Q

41、100 R100建立G76螺紋車削循環(huán)G76 X24.4 Z-17 P1200 Q500 F2設(shè)定參數(shù)G00 X100 Z100快速運(yùn)動(dòng)至換刀點(diǎn)M05主軸停止M09切削液關(guān)M30程序結(jié)束5.3.3工序的加工程序清單程序解釋說(shuō)明O0003程序號(hào)T0101（90外圓車刀）換1號(hào)刀M03 S500主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速500M08切削液開G00 X54 Z2快速運(yùn)動(dòng)至循環(huán)起點(diǎn)G71 U1 R1建立G71車削循環(huán)G71 P100 Q200 U0.5 W0.5 F120設(shè)定起終程序段，精加工余量N100 G00 X0快速進(jìn)刀 G01 Z0 F80靠近工件 X33平端面 X35 Z-1倒角 Z-15車外圓 G02

42、 X45 Z-20 R5倒圓角 G01 X47.99平端面 X51.99 W-2倒角N200 X54退刀G00 X100 Z100快速運(yùn)動(dòng)至換刀點(diǎn)M00程序暫停，用尾座鉆頭鉆孔T0202（60鏜刀）換2號(hào)刀M03 S400主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速400M08切削液開G00 X19.8 Z2快速運(yùn)動(dòng)切削起點(diǎn)G01 Z-30.5 F100粗鏜內(nèi)孔G00 X16退刀Z2退刀X20.01進(jìn)刀至精鏜位置M03 S750主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速750G01 Z-30.5 F50精鏜內(nèi)孔G00 X16退刀Z2X21.4快速進(jìn)刀至螺紋小徑位置G01 Z-20 F100鏜螺紋孔底徑G00 X16退刀Z100X100快速運(yùn)動(dòng)至換刀位

43、置T0303（4mm內(nèi)槽刀）換3號(hào)刀M03 S300主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速300G00 X0Z-20快速運(yùn)動(dòng)至下刀點(diǎn)G01 X24 F30切內(nèi)槽X0退刀G00 Z100X100快速運(yùn)動(dòng)至換刀點(diǎn)T0404（60內(nèi)螺紋車刀）換4號(hào)刀M03 S400主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速400G00 X19 Z2快速運(yùn)動(dòng)至循環(huán)起點(diǎn)G76 P Q100 R100建立G76螺紋車削循環(huán)G76 X23.4 Z-18 P1200 Q500 F2設(shè)定參數(shù)G00 X100 Z100快速運(yùn)動(dòng)至換刀位置T0505（84外圓車刀）換5號(hào)刀M03 S800主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速800G00 X54 Z2快速運(yùn)動(dòng)至循環(huán)起點(diǎn)G70 P100 Q200精車外輪廓G

44、00 X100 Z100快速運(yùn)動(dòng)至換刀位置M05主軸停止M09切削液關(guān)M30程序結(jié)束6.仿真加工仿真加工的目的是為了校驗(yàn)所編制的程序是否有誤。下面運(yùn)用斯沃?jǐn)?shù)控仿真軟件V6.20版對(duì)程序進(jìn)行仿真加工。其操作界面（FANUC OiT）如圖6.1所示。圖6.1 FANUC OiT操作面板首先新建一個(gè)文本文檔，將上一章中的程序清單復(fù)制并粘貼至文本文檔內(nèi)，然后保存成擴(kuò)展名為.CNC（或NC）文件。然后打開仿真軟件，對(duì)機(jī)床進(jìn)行回零，然后按下編輯按鈕，再單擊程序，在操作面板中輸入O7788，按下“插入”鍵，然后在菜單欄中單擊“文件”下的“打開”，選擇剛剛保存好的文件O0001確定后將看到面板上出現(xiàn)所編制的程

45、序。（1）設(shè)置刀具 根據(jù)該工序所需的刀具，在仿真機(jī)床中設(shè)置好刀具。（2）設(shè)置毛坯 單擊菜單欄中“工件操作”下的“設(shè)置毛坯”，在界面中設(shè)置為棒料，工件長(zhǎng)度為150，直徑為55，材料選擇40碳素結(jié)構(gòu)鋼。（3）對(duì)刀 首先在刀具管理中，將1號(hào)刀（外圓粗車刀）轉(zhuǎn)到加工位置（一般機(jī)床默認(rèn)1號(hào)刀在加工位），然后單擊菜單欄中“工件操作”下的“快速定位”，在對(duì)話框中選擇軸中心。將刀具移到軸中心后，然后在操作面板中單擊“刀補(bǔ)”按鈕，選擇MDI（錄入）方式，根據(jù)現(xiàn)在位置（相對(duì)位置）下的坐標(biāo)值，將其輸入至1號(hào)刀補(bǔ)中，如：先按下U-260，再按“輸入“鍵。這樣第1把刀的刀補(bǔ)就設(shè)置好了。（4）仿真加工 在設(shè)置好刀具補(bǔ)償后，可以開始仿真加工了，首先關(guān)閉機(jī)床窗門，然后將功能鍵中的“循環(huán)啟動(dòng)”打開，再按下“循環(huán)啟動(dòng)”按鈕，開始切削，其各工序程