畢業(yè)論文數(shù)控車(chē)削加工工藝及編程.

1、江蘇省徐州機(jī)電工程高等職業(yè)學(xué)校2012屆畢業(yè)論文 目 錄目錄1摘要21、 數(shù)控概述3 （一）數(shù)控機(jī)床簡(jiǎn)介3 （二）數(shù)控機(jī)床特點(diǎn)3 （三）數(shù)控機(jī)床的組成3 （四）數(shù)控機(jī)床發(fā)展趨勢(shì)42、 數(shù)控加工工藝分析與編程6 （一）零件圖分析6 （二）切削加工順序的安排6 （三）工件的裝夾7 （四）刀具的選擇7 （五）切削用量的選擇10 （六）手工編程123、 結(jié)束語(yǔ)154、 參考文獻(xiàn)16數(shù)控車(chē)削加工工藝及編程摘要：本文根據(jù)數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)，針對(duì)具體的零件，進(jìn)行了工藝方案的分析，工裝方案的確定，刀具和切削用量的選擇，確定加工順序和加工路線，數(shù)控加工程序編制。通過(guò)整個(gè)工藝的過(guò)程的制定，充分體現(xiàn)了數(shù)控設(shè)備在保證加工

2、精度，加工效率，簡(jiǎn)化工序等方面的優(yōu)勢(shì)。關(guān)鍵詞：數(shù)控 工藝分析 加工方案 加工路線 編程 一 數(shù)控概述（一）數(shù)控機(jī)床簡(jiǎn)介數(shù)控機(jī)床是數(shù)字控制機(jī)床（Computer numerical control machine tools）的簡(jiǎn)稱(chēng)，是一種裝有程序控制系統(tǒng)的自動(dòng)化機(jī)床。該控制系統(tǒng)能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號(hào)指令規(guī)定的程序，并將其譯碼，從而使機(jī)床動(dòng)作并加工零件。數(shù)控機(jī)床種類(lèi)繁多，由數(shù)控系統(tǒng)通過(guò)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)去控制各運(yùn)動(dòng)部件的動(dòng)作，主要用于軸類(lèi)和盤(pán)類(lèi)回轉(zhuǎn)體零件的多工序加工，具有高精度、高效率、高柔性化等綜合特點(diǎn)，適合中小批量形狀復(fù)雜零件的多品種、多規(guī)格生產(chǎn)。（二）數(shù)控機(jī)床特點(diǎn)隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展

3、，采用數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床品種日益增多，有車(chē)床、銑床、鏜床、鉆床、磨床、齒輪加工機(jī)床和電火花加工機(jī)床等。此外還有能自動(dòng)換刀、一次裝卡進(jìn)行多工序加工的加工中心、車(chē)削中心等。1）具有高度柔性、適應(yīng)性強(qiáng)2）生產(chǎn)準(zhǔn)備周期短3）工序高度集中4）生產(chǎn)效率和加工精高、質(zhì)量穩(wěn)定5）能完成復(fù)雜型面的加工6）技術(shù)含量高7）減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、改善勞動(dòng)條件8）有利于生產(chǎn)管理（三）數(shù)控機(jī)床的組成 數(shù)控機(jī)床一般由下列幾個(gè)部分組成： 1、輸入裝置 輸入裝置的作用是將程序載體（信息載體）上的數(shù)控代碼傳遞并存入數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)。根據(jù)控制存儲(chǔ)介質(zhì)的不同，輸入裝置可以是光電閱讀機(jī)、磁帶機(jī)或軟盤(pán)驅(qū)動(dòng)器等。數(shù)控機(jī)床加工程序也可通過(guò)鍵盤(pán)用手工方式直接輸

4、入數(shù)控系統(tǒng)；數(shù)控加工程序還可由編程計(jì)算機(jī)用RS232C或采用網(wǎng)絡(luò)通信方式傳送到數(shù)控系統(tǒng)中。 2、數(shù)控裝置 數(shù)控裝置是數(shù)控機(jī)床的核心。數(shù)控裝置從內(nèi)部存儲(chǔ)器中取出或接受輸入裝置送來(lái)的一段或幾段數(shù)控加工程序，經(jīng)過(guò)數(shù)控裝置的邏輯電路或系統(tǒng)軟件進(jìn)行編譯、運(yùn)算和邏輯處理后，輸出各種控制信息和指令，控制機(jī)床各部分的工作，使其進(jìn)行規(guī)定的有序運(yùn)動(dòng)和動(dòng)作。3、 伺服系統(tǒng) 是以機(jī)床移動(dòng)部件的位置和速度為控制量的自動(dòng)控制系統(tǒng)，又稱(chēng)隨動(dòng)系統(tǒng)、拖動(dòng)系統(tǒng)或伺服機(jī)構(gòu)。在數(shù)控機(jī)床上，伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)接收來(lái)自CNC裝置（插補(bǔ)裝置或插補(bǔ)軟件）的進(jìn)給指令脈沖，經(jīng)過(guò)一定的信號(hào)變換及電壓、功率放大，再驅(qū)動(dòng)各加工坐標(biāo)軸按指令脈沖運(yùn)動(dòng)，這些軸有

5、的帶動(dòng)工作臺(tái)，有的帶動(dòng)刀架，通過(guò)幾個(gè)坐標(biāo)軸的綜合聯(lián)動(dòng)，使刀具相對(duì)于工件產(chǎn)生各種復(fù)雜的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，加工出所要求的復(fù)雜形狀工件。4、 反饋裝置 是在機(jī)床的運(yùn)動(dòng)部件的相應(yīng)位置直接或間接直線或回轉(zhuǎn)式檢測(cè)裝置，將直接或間接測(cè)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(jìn)行比較，用差值控制運(yùn)動(dòng)部件，使運(yùn)動(dòng)部件嚴(yán)格按實(shí)際需要的位移量運(yùn)動(dòng)。5、 輔助裝置 指數(shù)控機(jī)床的一些必要的配套部件，用以保證數(shù)控機(jī)床的運(yùn)行，如冷卻、排屑、潤(rùn)滑、照明、監(jiān)測(cè)等。它包括液壓和氣動(dòng)裝置、排屑裝置、交換工作臺(tái)、數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)和數(shù)控分度頭，還包括刀具及監(jiān)控檢測(cè)裝置等。編程及其他附屬設(shè)備：可用來(lái)在機(jī)外進(jìn)行零件的程序編制、存儲(chǔ)等。

6、6、機(jī)床本體 數(shù)控機(jī)床的機(jī)床本體與傳統(tǒng)機(jī)床相似，由主軸傳動(dòng)裝置、進(jìn)給傳動(dòng)裝置、床身、工作臺(tái)以及輔助運(yùn)動(dòng)裝置、液壓氣動(dòng)系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、冷卻裝置等組成。但數(shù)控機(jī)床在整體布局、外觀造型、傳動(dòng)系統(tǒng)、刀具系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)以及操作機(jī)構(gòu)等方面都已發(fā)生了很大的變化。這種變化的目的是為了滿足數(shù)控機(jī)床的要求和充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床。（四）數(shù)控機(jī)床發(fā)展趨勢(shì)高速、精密、復(fù)合、智能和綠色是數(shù)控機(jī)床技術(shù)發(fā)展的總趨勢(shì)，近幾年來(lái)，在實(shí)用化和產(chǎn)業(yè)化等方面取得可喜成績(jī)。主要表現(xiàn)在以下方面。1、機(jī)床復(fù)合技術(shù)進(jìn)一步擴(kuò)展隨著數(shù)控機(jī)床技術(shù)進(jìn)步，復(fù)合加工技術(shù)日趨成熟，包括銑-車(chē)復(fù)合、車(chē)銑復(fù)合、車(chē)-鏜-鉆-齒輪加工等復(fù)合，車(chē)磨復(fù)合，成形復(fù)合加工、特種復(fù)

7、合加工等，復(fù)合加工的精度和效率大大提高。“一臺(tái)機(jī)床就是一個(gè)加工廠”、“一次裝卡，完全加工”等理念正在被更多人接受，復(fù)合加工機(jī)床發(fā)展正呈現(xiàn)多樣化的態(tài)勢(shì)。 2、智能化技術(shù)有新突破數(shù)控機(jī)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(dòng)調(diào)整干涉防碰撞功能、斷電后工件自動(dòng)退出安全區(qū)斷電保護(hù)功能、加工零件檢測(cè)和自動(dòng)補(bǔ)償學(xué)習(xí)功能、高精度加工零件智能化參數(shù)選用功能、加工過(guò)程自動(dòng)消除機(jī)床震動(dòng)等功能進(jìn)入了實(shí)用化階段，智能化提升了機(jī)床的功能和品質(zhì)。3、機(jī)器人使柔性化組合效率更高機(jī)器人與主機(jī)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(jìn)一步擴(kuò)展、柔性線進(jìn)一步縮短、效率更高。機(jī)器人與加工中心、

8、車(chē)銑復(fù)合機(jī)床、磨床、齒輪加工機(jī)床、工具磨床、電加工機(jī)床、鋸床、沖壓機(jī)床、激光加工機(jī)床、水切割機(jī)床等組成多種形式的柔性單元和柔性生產(chǎn)線已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用。 4、精密加工技術(shù)有了新進(jìn)展數(shù)控金切機(jī)床的加工精度已從原來(lái)的絲級(jí)（0.01mm）提升到目前的微米級(jí)（0.001mm），有些品種已達(dá)到0.05m左右。超精密數(shù)控機(jī)床的微細(xì)切削和磨削加工，精度可穩(wěn)定達(dá)到0.05m左右，形狀精度可達(dá)0.01m左右。采用光、電、化學(xué)等能源的特種加工精度可達(dá)到納米級(jí)（0.001m）。通過(guò)機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化、機(jī)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(dòng)等動(dòng)態(tài)誤差補(bǔ)償技術(shù)，提高機(jī)床加工的幾何精度，降低形位誤差、

9、表面粗糙度等，從而進(jìn)入亞微米、納米級(jí)超精加工時(shí)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(jī)和驅(qū)動(dòng)裝置，高技術(shù)含量的電主軸、力矩電機(jī)、直線電機(jī)，高性能的直線滾動(dòng)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(jī)床的技術(shù)水平。二 數(shù)控加工工藝分析與編程（一）零件圖分析 圖1軸類(lèi)零件2零件圖分析如圖1所示,該零件包括有圓柱、退刀槽、圓弧、螺紋及橢圓等表面；其多個(gè)直徑尺寸有較嚴(yán)的尺寸公差和表面粗糙度值等要求。 （二）切削加工順序的安排 先粗后精 先安排粗加工，中間安排半精加工，最后安排精加工和光整加工。 先主后次 先安排

10、零件的裝配基面和工作表面等主要表面的加工，后安排如鍵槽、緊 固用的光孔和螺紋孔等次要表面的加工。由于次要表面加工工作量小，又常與主要表面有位 置精度要求，所以一般放在主要表面的半精加工之后，精加工之前進(jìn)行。先面后孔 對(duì)于箱體、支架、連桿、底座等零件，先加工用作定位的平面和孔的端面，然后再加工孔。這樣可使工件定位夾緊穩(wěn)定可靠，利于保證孔與平面的位置精度，減小刀具的磨損，同時(shí)也給孔加工帶來(lái)方便?；嫦刃?用作精基準(zhǔn)的表面，要首先加工出來(lái)。所以，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)，然后再以精基面定位加工其它表面。例如，軸類(lèi)零件頂尖孔的加工綜上所訴：此零件的的加工順序如下：

11、1.先進(jìn)行左端部分的加工，加工至77mm，左端部分加工順序（1）加工外輪廓（2）切槽2調(diào)頭加工，調(diào)頭之后的加工順序(1)加工外輪廓(2)切槽（3）車(chē)螺紋（三）工件的裝夾1 定位基準(zhǔn)的選擇在制定零件加工的工藝規(guī)程時(shí)，正確地選擇工件的定位基準(zhǔn)有著十分重要的意義。定位基準(zhǔn)選擇的好壞，不僅影響零件加工的位置精度，而且對(duì)零件各表面的加工順序也有很大的影響。合理選擇定位基準(zhǔn)是保證零件加工精度的前提，還能簡(jiǎn)化加工工序，提高加工效率。 2定位基準(zhǔn)選擇的原則1）基準(zhǔn)重合原則。為了避免基準(zhǔn)不重合誤差，方便編程，應(yīng)選用工序基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，盡量使工序基準(zhǔn)、定位基準(zhǔn)、編程原點(diǎn)三者統(tǒng)一。2）便于裝夾的原則。所選擇的定位

12、基準(zhǔn)應(yīng)能保證定位準(zhǔn)確、可靠，定位、夾緊機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單、易操作，敞開(kāi)性好，能夠加工盡可能多的表面。3）便于對(duì)刀的原則。批量加工時(shí)在工件坐標(biāo)系已經(jīng)確定的情況下，保證對(duì)刀的可能性和方便性。 3確定零件的定位基準(zhǔn)以左右端大端面為定位基準(zhǔn)。 4裝夾方式的選擇為了工件不致于在切削力的作用下發(fā)生位移，使其在加工過(guò)程始終保持正確的位置，需將工件壓緊夾牢。合理的選擇夾緊方式十分重要，工件的裝夾不僅影響加工質(zhì)量，而且對(duì)生產(chǎn)率，加工成本及操作安全都有直接影響。5數(shù)控車(chē)床常用的裝夾方式1）在三爪自定心卡盤(pán)上裝夾。三爪自定心卡盤(pán)的三個(gè)卡爪是同步運(yùn)動(dòng)的，能自動(dòng)定心，一般不需要找正。該卡盤(pán)裝夾工件方便、省時(shí)，但夾緊力小，適用于裝

13、夾外形規(guī)則的中、小型工件。2）在兩頂尖之間裝夾。對(duì)于尺寸較大或加工工序較多的軸類(lèi)工件，為了保證每次裝夾時(shí)的裝夾精度，可用兩頂尖裝夾。該裝夾方式適用于多序加工或精加工。3）用卡盤(pán)和頂尖裝夾。當(dāng)車(chē)削質(zhì)量較大的工件時(shí)要一段用卡盤(pán)夾住，另一段用后頂尖支撐。這種方式比較安全，能承受較大的切削力，安裝剛性好，軸向定位準(zhǔn)確，應(yīng)用較廣泛。4）用心軸裝夾。當(dāng)裝夾面為螺紋時(shí)再做個(gè)與之配合的螺紋進(jìn)行裝夾，叫心軸裝夾。這種方式比較安全，能承受較大的切削力，安裝剛性好，軸向定位準(zhǔn)確。 6 確定合理的裝夾方式裝夾方法：先用三爪自定心卡盤(pán)毛坯右端，加工左端達(dá)到工件精度要求；再工件調(diào)頭，用三爪自定心卡盤(pán)毛坯左端54，再加工右

14、端達(dá)到工件精度要求。（如見(jiàn)：圖2和圖3） 圖2 調(diào)頭裝夾 圖3 （四）刀具的選擇為適應(yīng)數(shù)控機(jī)床加工精度高、加工效率、加工工序集中及零件裝夾次數(shù)少的要求，數(shù)控刀具具有很高的切削效率.高精度.高重復(fù)定位精度.可靠度和耐用度 。選擇刀具通常要考慮（1）被加工工件的材料及性能（2）切削工藝的類(lèi)別（3）被加工工件的幾何形狀，零件精度，加工余量（4）被吃刀量，進(jìn)給速度，切削速度考慮到以上因素故粗車(chē)時(shí)，要選用強(qiáng)度高，耐用度高的刀具以滿足粗車(chē)時(shí)大吃刀量，大進(jìn)給量的要求.精車(chē)時(shí)要選用精度高,耐用度好的刀具以保證加工精度的要求.由此可知加工時(shí)用的刀具為： 1）車(chē)端面：選用硬質(zhì)合金45度車(chē)刀，粗、精車(chē)用一把刀完成。

15、 2) 粗、精車(chē)外圓：（因?yàn)槌绦蜻x用 G71循環(huán)所以粗、精車(chē)選用同一把刀）硬質(zhì)合金60度放型車(chē)刀，（因?yàn)橛袌A弧輪廓）以防與工件輪廓發(fā)生干涉,如果有必要就用圖形來(lái)檢驗(yàn).3)車(chē)槽: 選用硬質(zhì)合金車(chē)槽刀（刀長(zhǎng)12mm，刀寬4mm）4)車(chē)螺紋:選用60度硬質(zhì)合金外螺紋車(chē)刀.（如見(jiàn)表1）表1（刀具卡片）產(chǎn)品名稱(chēng)或代號(hào)零件名稱(chēng)典型軸零件圖號(hào)序號(hào) 刀具號(hào)刀具規(guī)格名稱(chēng)數(shù)量加工表面?zhèn)渥?T01硬質(zhì)合金端面45度車(chē)刀1粗、精車(chē)端面2T02硬質(zhì)合金60度放型車(chē)刀1粗、精車(chē)外輪廓3T03硬質(zhì)合金車(chē)槽刀1切槽4T0460度硬質(zhì)合金外螺紋車(chē)刀1粗、精車(chē)螺紋（五）切削用量的選擇切削用量包括切削速度,背吃刀量和進(jìn)給量.對(duì)于不

16、同的加工方法需要選擇不同的切削用量。粗加工時(shí)一般以加工效率為主通常選擇較大的背吃刀量和進(jìn)給量,采用較小的切削速度 .精加工時(shí)通常選擇較小的背吃刀量和進(jìn)給量采用較高的切削速度。（如見(jiàn)表2）表2（切削用量卡片）主軸轉(zhuǎn)速s/(r/min)進(jìn)給量f/(mm/r)背吃刀量ap/mm粗車(chē)外圓 8000.21.5精車(chē)外圓 12000.10.2粗車(chē)螺紋 701.50.4精車(chē)螺紋 701.50.1切槽 1150.04 用以上數(shù)據(jù)編制工藝卡如下：（表3）單位名稱(chēng)產(chǎn)品名稱(chēng)或代號(hào)零件名稱(chēng)零件圖號(hào)典型軸工序號(hào)程序編號(hào)夾具名稱(chēng)使用設(shè)備車(chē)間001 O1111三爪自定心卡盤(pán)Cjk6032數(shù)控車(chē)間工步號(hào)工步內(nèi)容刀具號(hào)刀具規(guī)格主

17、軸轉(zhuǎn)速r/min進(jìn)給速度mm/r背吃刀量mm備注1車(chē)端面T0145度刀5000.1手動(dòng)2粗車(chē)外輪廓T0290度防型刀8000.21.5自動(dòng)3精車(chē)外圓輪廓T0290度防型刀12000.10.2自動(dòng)4切槽T03切槽刀1150.04自動(dòng)工序號(hào)程序編號(hào)夾具名稱(chēng)使用設(shè)備車(chē)間00202222三爪自定心卡盤(pán)Cjk6032數(shù)控車(chē)間工步號(hào)工步內(nèi)容刀具號(hào)刀具規(guī)格主軸轉(zhuǎn)速r/min進(jìn)給速度mm/r背吃刀量mm備注1車(chē)端面T0145度刀5000.1手動(dòng)2粗車(chē)外輪廓T0290度防型刀8000.21.5自動(dòng)3精車(chē)外圓輪廓T0290度防型刀12000.10.2自動(dòng)4切退刀槽T03切槽刀1150.04自動(dòng)5粗車(chē)螺紋T0460

18、度外螺紋刀701.50.4自動(dòng)6精車(chē)螺紋T0460度外螺紋刀701.50.1自動(dòng)編制審核批準(zhǔn)年 月 日共 頁(yè) 第頁(yè)工件的毛坯為65X150mm，45號(hào)鋼（六）手工編程工件左端加工O1111MO3 S800T0202G99G00 X68.0 Z2.0G71U1.5R1.0G71P1Q2U0.4W0.01F0.2N1GO1X26.0ZO.0X28.0Z-1.0Z-15.0X31.0Z-25.0X48.0G03X54.0Z-28.0R3.0G01Z-67.0X60.0Z-78.0N2X68.0Z2.0M03S1200G70P1Q2F0.1G00X68.0Z150.0T0303M03S115G00X61.0Z-67.0G01X42.0F0.04G00X68.0Z150.0M05M30調(diào)頭加工O2222T0202M03S800G99G00X68.0Z2.0G71U1.5R1.0G71P3Q4U0.4W0.01F0.2N3G01X26.0Z0.0X29.85Z-2Z-25.0#1=-25.0#2=-55.0WHILE#1GE#2DO1#3=#1+61.43#4=31.5*SQRT1-#3*#3/61.43*61.43G01X2*#4Z#1F0.2#1=#1-0.01END1G02X60.0Z-68.0R10.0N4G00X68.0Z2.0M03S12