軸類零件的編程加工畢業(yè)設計范文

1、設計任務書設計題目：設計題目：復合軸數(shù)控車加工工藝設計與編程軸類零件的編程加工設計目的：設計目的：1、能對數(shù)控車床零件進行加工工藝分析，制定有關卡；2、掌握常見數(shù)控車削零件的編程，并能運用有關編程軟件對復雜零件進行自動編程；3、掌握數(shù)控車床日常保養(yǎng)與維護。設計要求：設計要求：1、 了解數(shù)控的構成與使用規(guī)程。2、 繪制零件的 CAD 圖。下圖所示：3、 一定要保證零件的車削精度，不能出現(xiàn)零件有損壞的情況。4、 選擇合適的刀具。5、 選擇合適的夾具。6、 編寫零件的數(shù)控程序，并檢查執(zhí)行程序。設計進度要求：設計進度要求：第一階段(4.74.14)：確定畢業(yè)設計題目。第二階段(4.154.18)：查閱

2、文獻，收集資料。第三階段(4.194.21)：擬定總體方案設計。第四階段(4.224.26)：完成零件圖繪制及其他設計任務。第五階段(4.274.30)：對畢業(yè)設計初稿內容進行修改。第五階段(5.15.4)：對設計進行修改,完善。5 5 月月 5 5 日前交畢業(yè)設計日前交畢業(yè)設計。指導教師：指導教師： 周周 隆隆 興興 QQ:QQ: 電郵：電郵：說明：說明：同學們好，上面為設計任務書，你們要認真思考，加工的零件圖自己繪制，不同學們好，上面為設計任務書，你們要認真思考，加工的零件圖自己繪制，不能和上面的一樣。能和上面的一樣。下面為上下面為上“軸類零件的編程加工”畢業(yè)設計范文，同學們可參考。畢業(yè)設

3、計范文，同學們可參考。書寫一定要認真書寫一定要認真, , 1000010000 字以上。字以上。 （范文約（范文約 1600016000）注意時間在注意時間在 5.55.5 之前要和畢業(yè)登記表一同放入檔案帶交給我之前要和畢業(yè)登記表一同放入檔案帶交給我不按期交納影響畢業(yè)的不按期交納影響畢業(yè)的, ,有補考的同學于有補考的同學于 5 5 月月 5 5 日到校最后一次考試日到校最后一次考試. .同學們幸同學們幸苦了苦了, ,加點班加點班, ,祝同學們學業(yè)有成祝同學們學業(yè)有成! !目目 錄錄摘要 .1 數(shù)控技術概述 .1 1.1 數(shù)控加工簡介 .1 1.2 數(shù)控加工必須遵循的一般原則 .2 1.3 數(shù)控

4、加工工藝特點與內容 .3 1.4 數(shù)控加工的步驟 .32 刀具和切削用量的選擇 .5 2.1 數(shù)控機床對刀具的要求 .5 2.2 數(shù)控加工刀具材料的選擇 .5 2.3 切削用量的選擇 .63 夾具的選擇.9 3.1 夾具的基本概念: .9 3.2 夾具的選擇: .9 3.3 夾具的類型: .9 3.4 夾具的作用: .9 3.5 零件的安裝:.104 數(shù)控機床的坐標系統(tǒng) .11 4.1 機床坐標系 .11 4.2 工件坐標系.115 數(shù)控車削工藝 .12 5.1 數(shù)控加工工藝內容的選擇.12 5.2 數(shù)控加工零件的工藝性分析.12 5.3 工藝分析及處理.14 5.4 螺紋加工的尺寸計算.15

5、 5.5 編寫程序.16 5.6 備注 .196 運行調試 .21 6.1 機床運行校驗 .217 數(shù)控加工的優(yōu)勢 .23結 論 .25致 謝 .26參考文獻 .27摘摘 要要隨著科學技術和工業(yè)生產的飛速發(fā)展，國民經濟各個部門迫切需要各種各樣質量優(yōu)、性能好、效率高、能耗低、價格廉的機械產品。其中，產品設計是決定產品性能、質量水平、市場競爭力和經濟效益的重要環(huán)節(jié)。因此，采用數(shù)控加工就成了最好的選擇，因為它加工效率高、質量好、加工精度高。數(shù)控技術是與機床的自動控制密切結合而發(fā)展起來的，如今數(shù)控技術已廣泛應用于化工生產、石油精煉、造紙、鋼鐵生產等工藝流程控制及其他各個方面。近代大工業(yè)生產中，機械加工

6、工藝過程的自動化是提高產品質量和生產率的重要措施。數(shù)控機床的誕生，較好解決了精密復雜多品種單件或小批量機械零件加工自動化的問題本設計主要介紹數(shù)控加工技術概述、數(shù)控加工的切削基礎、數(shù)控加工工藝設計及數(shù)控加工工藝文件、數(shù)控加工的工具系統(tǒng)、數(shù)控加工夾具、復雜形狀零件的數(shù)控加工工藝、數(shù)控車削和加工中心的加工工藝。關鍵詞：工序確定，數(shù)控編程，工藝分析，數(shù)控加工1 數(shù)控技術概述數(shù)控機床是一種高效的自動化加工設備，它嚴格按照加工程序，自動對工件進行加工。從數(shù)控系統(tǒng)外部輸入的直接用于加工的程序稱為數(shù)控加工程序，簡稱數(shù)控程序，它是機床數(shù)控系統(tǒng)的應用軟件。與數(shù)控系統(tǒng)應用軟件對應的是數(shù)控系統(tǒng)內部的系統(tǒng)軟件，系統(tǒng)軟件

7、是用于數(shù)控系統(tǒng)工作控制的1.11.1 數(shù)控加工簡介數(shù)控加工簡介一、是高速加工技術發(fā)展迅速高速加工技術發(fā)展迅速，在高檔數(shù)控機床中得到廣泛應用。應用新的機床運動學理論和先進的驅動技術，優(yōu)化機床結構，采用高性能功能部件，移動部件輕量化，減少運動慣性。在刀具材料和結構的支持下，從單一的刀具切削高速加工，發(fā)展到機床加工全面高速化，如數(shù)控機床主軸的轉速從每分鐘幾千轉發(fā)展到幾萬轉、幾十萬轉；快速移動速度從每分鐘十幾米發(fā)展到幾十米和超過百米；換刀時間從十幾秒下降到 10 秒、3 秒、1 秒以下，換刀速度加快了幾倍到十幾倍。應用高速加工技術達到縮短切削時間和輔助時間，從而實現(xiàn)加工制造的高質量和高效率。二、是精密

8、加工技術有所突破通過機床結構優(yōu)化、制造和裝配的精化，數(shù)控系統(tǒng)和伺服控制的精密化，高精度功能部件的采用和溫度、振動誤差補償技術的應用等，從而提高機床加工的幾何精度、運動精度，減少形位誤差、表面粗糙度。加工精度平均每 8 年提高 1 倍，從1950 年至 2000 年 50 年內提升 100 倍。目前，精密數(shù)控機床的重復定位精度可以達到 1m，進入亞微米超精加工時代。三、是技術集成和技術復合趨勢明顯技術集成和技術復合是數(shù)控機床技術最活躍的發(fā)展趨勢之一，如工序復合型車、銑、鉆、鏜、磨、齒輪加工技術復合，跨加工類別技術復合金切與激光、沖壓與激光、金屬燒結與鏡面切削復合等，目前已由機加工復合發(fā)展到非機加

9、工復合，進而發(fā)展到零件制造和管理信息及應用軟件的兼容，目的在于實現(xiàn)復雜形狀零件的全部加工及生產過程集約化管理。技術集成和復合形成了新一類機床復合加工機床，并呈現(xiàn)出復合機床多樣性的創(chuàng)新結構。四、是數(shù)字化控制技術進入了智能化的新階段數(shù)字化控制技術發(fā)展經歷了三個階段:數(shù)字化控制技術對機床單機控制；集合生產管理信息形成生產過程自動控制；生產過程遠程控制，實現(xiàn)網絡化和無人化工廠的智能化新階段。智能化指工作過程智能化，利用計算機、信息、網絡等智能化技術有機結合，對數(shù)控機床加工過程實行智能監(jiān)控和人工智能自動編程等。加工過程智能監(jiān)控可以實現(xiàn)工件裝卡定位自動找正，刀具直徑和長度誤差測量，加工過程刀具磨損和破損診

10、斷、零件裝卸物流監(jiān)控，自動進行補償、調整、自動更換刀具等，智能監(jiān)控系統(tǒng)對機床的機械、電氣、液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障自動診斷、報警、故障顯示等，直至停機處理。隨著網絡技術的發(fā)展，遠程故障診斷專家智能系統(tǒng)開始應用。數(shù)控系統(tǒng)具有在線技術后援和在線服務后援。人工智能自動編程系統(tǒng)能按機床加工要求對零件進行自動加工。在線服務可以根據用戶要求隨時接通 INTERNET 接受遠程服務。采用智能技術來實現(xiàn)與管理信息融合下的重構優(yōu)化的智能決策、過程適應控制、誤差補償智能控制、故障自診斷和智能維護等功能，大大提高成形和加工精度、提高制造效率。信息化技術在制造系統(tǒng)上的應用，發(fā)展成柔性制造單元和智能網絡工廠，并進一步向制造系統(tǒng)

11、可重組的方向發(fā)展。五、是極端制造擴張新的技術領域極端制造技術是指極大型、極微型、極精密型等極端條件下的制造技術。極端制造技術是數(shù)控機床技術發(fā)展的重要方向。重點研究微納機電系統(tǒng)的制造技術，超精密制造、巨型系統(tǒng)制造等相關的數(shù)控制造技術、檢測技術及相關的數(shù)控機床研制，如微型、高精度、遠程控制手術機器人的制造技術和應用；應用于制造大型電站設備、大型艦船和航空航天設備的重型、超重型數(shù)控機床的研制；IT 產業(yè)等高新技術的發(fā)展需要超精細加工和微納米級加工技術，研制適應微小尺寸的微納米級加工新一代微型數(shù)控機床和特種加工機床；極端制造領域的復合機床的研制等1.21.2 數(shù)控加工必須遵循的一般原則數(shù)控加工必須遵循

12、的一般原則（1）結合本校數(shù)控基地的情況，合理安排合計內容。也可以采用與校外企業(yè)合作的方式設計課題。（2）必須保障人身安全和設備安全，在編程操作前應熟悉數(shù)控機床的操作說明書，并按照操作規(guī)程操作。（3）兼顧加工精度和加工效率，在保證加工精度的前提下，認真進行公工藝分析，制定出合理的工藝方案，選擇合理的切削用量。（4）注意培養(yǎng)獨立獲取知識、新技術、新信息的能力，掌握科學研究的方法。1.31.3 數(shù)控加工工藝特點與內容數(shù)控加工工藝特點與內容1.3.11.3.1 基本特點基本特點在普通機床上加工零件時，使用工藝規(guī)程或工藝卡片來規(guī)定每道工序的操作程序，操作者按工藝卡上規(guī)定的程序加工零件。數(shù)控機床加工工藝與

13、普通機床加工工藝在原則上基本相同，但數(shù)控加工的整個過程是自動進行的。1）數(shù)控加工的工序內容比普通機床的工序加工內容復雜。2）數(shù)控機床加工程序的編制比普通機床工藝規(guī)程的編制復雜。1.3.21.3.2 基本內容基本內容數(shù)控加工工藝主要包括以下幾個方面：1）選擇適合在數(shù)控機床上加工的零件，確定工序內容。2）分析被加工的零件圖樣，明確加工內容及技術要求，在此基礎上確定零件的加工方案，制定數(shù)控加工工藝路線。3）設計數(shù)控加工工序。如工步的劃分零件的定位與家具的選擇、刀具的選擇、切削用量的確定等。4）調整數(shù)控加工工序的程序。5）分配數(shù)控加工的容差。6）處理數(shù)控機床上部分工藝指令。1.41.4 數(shù)控加工的步驟

14、數(shù)控加工的步驟必須利用設計前一到二周的時間研究設計計劃和任務書，了解產品的工藝性和公差等級，在初步明確設計要求的基礎上，可以步驟進行設計方案的論證。（1）分析零件圖樣根據任務書，畫出零件圖，并對工件的形狀、尺寸、精度等級、表面粗糙度、刀具及等技術進行分析。（2）確定加工工藝方案根據上述的分析，選擇加工方案，確定加工順序，加工路線、裝夾方式、切削用量材料等，要求有詳細的設計過程和合理的參數(shù)。（3）數(shù)值計算根據零件圖的尺寸，確定工藝路線及設計的坐標系，計算運動軌跡，得到刀位數(shù)據（4）編寫零件加工程序根據數(shù)控系統(tǒng)的功能指令及程序格式，逐步編寫加工程序單，寫出有關的工藝文件如工序卡、數(shù)控刀具卡、刀具明

15、細表、加工工序單等。（5）程序校驗程序編完后，對程序進行校驗，一般采用機床空運轉方式，來檢查機床的動作和運行軌跡的正確性，以校驗程序。2 2 刀具和切削用量的選擇刀具和切削用量的選擇2.12.1 數(shù)控機床對刀具的要求數(shù)控機床對刀具的要求為了保證數(shù)控機床的加工精度，提高生產率及降低刀具的消耗，在選用刀具時對刀具提出了很高的要求，如能可靠的斷屑，有高的耐用度，可快速調整和更換等。因此數(shù)控機床對刀具的選擇應滿足以下要求：1適應高速切削要求，具有良好的切削性能為提高生產率和加工高硬度材料的要求，數(shù)控機床向著高速度、大進給、高剛性和大功率發(fā)展。中工作進給由 0m/min5m/min 提高到 0m/min

16、15m/min。等規(guī)格的數(shù)控車床，其主軸最高轉速一般為 3000r/min5000r/min ,2 高的可靠性數(shù)控機床加工的基本前提之一是刀具的可靠性。3 較高的刀具耐用度4. 高精度5. 可靠的斷屑及排屑措施6 精確迅速的調整7 自動快速的換刀8 刀具標準化、模塊化、通用化及復合化2.22.2 數(shù)控加工刀具材料的選擇數(shù)控加工刀具材料的選擇機械加工中常用的刀具材料主要有高速鋼、硬質合金、立方氮化硼(CBN)、陶瓷等。由于重型切削的特點(切削深度大，余量不均，表面有硬化層)，刀具在粗加工階段的磨損形式主要是磨粒磨損。由于切削溫度高，盡管切削速度處于積屑瘤發(fā)生區(qū)，但高溫可以使切屑與前刀面的接觸部位

17、處于液態(tài)，減小了摩擦力，抑制了積屑瘤的生成，所以刀具材料的選擇應要求耐磨損、抗沖擊，刀具涂層后硬度可達80HRC，具有高的抗氧化性能和抗粘結性能，因而有較高的耐磨性和抗月牙洼磨損能力。硬質合金涂層具有較低的摩擦系數(shù)，可降低切削時的切削力及切削溫度，可以大大提高刀具耐用度(涂層硬質合金刀片的耐用度至少可提高 1 倍)等優(yōu)點，但由于涂層刀片的鋒利性、韌性、抗剝落和抗崩刃性能均不及未涂層刀片，故不適用高硬度材料和重載切削的粗加工。只有硬質合金刀具適合于重型切削的粗加工。硬質合金分為鎢鈷類(YG)、鎢鈷鈦類(YT)和碳化鎢類(YW)。加工鋼料時，由于金屬塑性變形大，摩擦劇烈，切削溫度高，YG 類硬質合

18、金雖然強度和韌性較好，但高溫硬度和高溫韌性較差，因此在重型切削中很少應用。與之相比，YT 類硬質合金刀具適于加工鋼料，由于 YT 類合金具有較高的硬度和耐磨性，尤其是具有高的耐熱性，抗粘結擴散能力和抗氧化能力也很好，在加工鋼料時刀具磨損較小，刀具耐用度較高，因此 YT 類硬質合金是重型加工時較常用的刀具材料。因此，本次加工選用 YG 類硬質合金材料的刀具。根據加工要求選用四把刀具，T01 為粗加工車刀，故選用 90硬質合金機夾偏刀；T02 為硬質合金機夾偏刀，其副偏角應較大，用于加工圓弧和精加工；T03 為硬質合金機夾切斷刀，其刀片寬度為 3mm，用于切槽、切斷等車削加工；T04 為 60硬質

19、合金機夾螺紋刀，用于螺紋車削加工。同時把四把到在自動換刀刀架上安裝好，且都對好刀，把它們的刀偏值輸入相應的刀具參數(shù)中。本設計中加工的工件材料為 45 號鋼，因此選擇的刀具材料為 YT 類硬質合金。2.32.3 切削用量的選擇切削用量的選擇合理選擇切削用量的原則是，粗加工時，一般以提高生產率為主，但也應考慮經濟性和加工成本；半精加工和精加工時，應在保證加工質量的前提下，兼顧切削效率、經濟性和加工成本。具體數(shù)值應根據機床說明書、切削用量手冊，并結合經驗而定。切削深度 ap。在機床、工件和刀具剛度允許的情況下，ap就等于加工余量，這是提高生產率的一個有效措施。為了保證零件的加工精度和表面粗糙度，一般

20、應留一定的余量進行精加工。數(shù)控機床的精加工余量可略小于普通機床。切削寬度 ae。一般 ae與刀具直徑 d 成正比，與切削深度成反比。經濟型數(shù)控加工中，一般 ae的取值范圍為：ae=（0.60.9）Dc。 切削速度 Vc。提高 Vc 也是提高生產率的一個措施，但 Vc 與刀具耐用度的關系比較密切。隨著 Vc 的增大，刀具耐用度急劇下降，故 Vc 的選擇主要取 決于刀具耐用度。另外，切削速度與加工材料也有很大關系，例如車削合金剛 30CrNi2MoVA 時，Vc 可采用 8m/min 左右；而用同樣車削鋁合金時，Vc 可選 200m/min 以上。數(shù)控編程時，編程人員必須確定每道工序的切削用量，并

21、以指令的形式寫入程序中。切削用量包括主軸轉速、背吃刀量及進給速度等。對于不同的加工方法，需要選用不同的切削用量。切削用量的選擇原則是：保證零件加工精度和表面粗糙度，充分發(fā)揮刀具切削性能，保證合理的刀具耐用度；并充分發(fā)揮機床的性能，最大限度提高生產率，降低成本。從刀具的壽命（耐用度）出發(fā)，切削用量的選擇方法是：先選取被吃刀量，其次確定進給速度，最后確定主軸轉速。2 23 31 1 背吃刀量確定背吃刀量確定背吃刀量根據機床、工件和刀具的剛度來決定，在剛度允許的條件下，應盡可能使背吃刀量等于工件的加工余量，這樣可以減少走刀次數(shù)，提高生產效率。為了保證加工表面質量，可留少量精加工余量，一般 0.10.

22、5mm。2 23 32 2 進給速度的確定進給速度的確定進給速度是數(shù)控機床切削用量中的重要參數(shù)，主要根據零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性質選取。最大進給速度受機床剛度和進給系統(tǒng)的性能限制。確定進給速度的原則： 1）當工件的質量要求能夠得到保證時，為提高生產效率，可選擇較高的進給速度。一般在 100200mm/min 范圍內選取。2）在切斷、加工深孔或用高速鋼刀具加工時，宜選擇較低的進給速度，一般在2050mm/min 范圍內選取。3）當加工精度，表面粗糙度要求高時，進給速度應選小些，一般在2050mm/min 范圍內選取。4）刀具空行程時，特別是遠距離“回零”時，可以設定該

23、機床數(shù)控系統(tǒng)設定的最高進給速度。5）由于本設計的加工屬于半精加工，因此，選用介于兩者之間的進給速度，即50mm/min100mm/min。2 23.33.3 主軸轉速的確定主軸轉速的確定 1） 光車外圓時主軸轉速。 光車外圓時主軸轉速應根據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等條件所允許的切削速度來確定。切削速度除了計算和查表選取以外，還可以根據實踐經驗確定。需要注意的是，交流變頻調速的數(shù)控車床低速輸出力矩小，因而切削速度不能太低。切削速度確定后，用公式 n=1000v/D 計算主軸轉速 n(r/min)。式中v-切削速度，單位為 m/min，由刀具的耐用度決定；n-主軸轉速

24、，單位為 r/min；D-工件直徑或刀具直徑，單位為 mm。計算的主軸轉速 n 最后要根據機床說明書選取機床有的或較接近的轉速。硬質合金外圓車刀切削速度的參考值ap（mm）（0.3，2(2,6(6,10f（mm/r）(0.08,0.3(0.3,0.6(0.6,1工件材料熱處理狀態(tài)vc(m/min)低碳鋼、易切鋼熱軋1401801001207090熱軋130160901106080中碳鋼調質10013070905070熱軋10013070905070合金結構鋼調質8011050704060工具鋼退火9012060805070HBS1909012060805070灰鑄鐵HBS=1902258011

25、050704060高錳鋼1020銅及銅合金20025012018090120鋁及鋁合金300600200400150200鑄鋁合金（WSI13%)1001808015060100注：切削鋼及灰鑄鐵時刀具耐用度約為 60min 2）車螺紋時主軸的轉速。在車削螺紋時，車床的主軸轉速將受到螺紋的螺距P（或導程）大小、驅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)，推薦不同的主軸轉速選擇范圍。大多數(shù)經濟型數(shù)控車推薦車螺紋時的主軸轉速 n(r/min)為：n（1200/P）-k。式中：P-被加工螺紋螺距（mm） ； k-保險系數(shù)，一般取為 80。此外，在安排粗、精車削用量

26、時，應注意機床說明書給定的允許切削用量范圍，對于主軸采用交流變頻調速的數(shù)控車床，由于主軸在低速時扭矩降低，尤其應注意此時的切削用量的選擇?？傊邢饔昧康木唧w數(shù)值應根據機床性能、相關的手冊并結合實際經驗用類比方法確定。同時，使主軸轉速、切削深度及進給速度三者能相互適應，以形成最佳切削用量。3 3 夾具的選擇夾具的選擇3.13.1 夾具的基本概念夾具的基本概念: :1) 什么是夾具: 在車床上廣泛使用的三爪卡盤，頂尖和銑床上用的平口虎鉗等都屬于夾具。一般來說，夾具夾具是安裝在機床上的，用以裝夾工件和引導刀具的裝置.它屬于工藝裝備。在機床-刀具-工件-夾具組成的工藝系統(tǒng)中，夾具是一個重要的環(huán)節(jié) 。

27、進一步講，夾具安裝于機床的工作臺或底座上，或機床的主軸上,工件安裝并夾緊于夾具中的正確位置，引導或調整刀具或砂輪使之處于相對夾具的正確位置，進行工件的加工，從而獲得合格的工件。3.23.2 夾具的選擇夾具的選擇: :數(shù)控加工對夾具主要有兩大要求：一是夾具應具有足夠的精度和剛度；二是夾具應有可靠的定位基準。選用夾具時，通?？紤]以下幾點：1）盡量選用可調整夾具、組合夾具及其它通用夾具，避免采用專用夾具，以縮短生產準備時間。 2）在成批生產時才考慮采用專用夾具，并力求結構簡單。 3）裝卸工件要迅速方便，以減少機床的停機時間。 4）夾具在機床上安裝要準確可靠，以保證工件在正確的位置上加工。 3.33.

28、3 夾具的類型夾具的類型: :數(shù)控車床上的夾具主要有兩類：一類用于盤類或短軸類零件，工件毛坯裝夾在帶可調卡爪的卡盤（三爪、四爪）中，由卡盤傳動旋轉；另一類用于軸類零件，毛坯裝在主軸頂尖和尾架頂尖間，工件由主軸上的撥動卡盤傳動旋轉。本設計加工的是小型零件，因此采用三爪卡盤。3.43.4 夾具的作用夾具的作用: :1) 保證工件加工精度，穩(wěn)定產品質量。由于夾具在機床上和工件在夾具中的裝夾位置均已確定，所以工件在加工中的位置得到可靠的保證，且不受劃線質量和找正技術水平等因素的影響。2) 擴大機床使用范圍，充分發(fā)揮機床潛力，對于中小工廠，由于機床品種，規(guī)格和數(shù)量有限,為了適應生產的需要，充分發(fā)揮現(xiàn)有設

29、備的潛力，往往通過設計不同的夾具來進一步擴大機床的工作范圍達到一機多用的目的。3.53.5 零件的安裝零件的安裝: :數(shù)控機床上零件的安裝方法與普通機床一樣，要合理選擇定位基準和夾緊方案，注意以下兩點： 1）力求設計、工藝與編程計算的基準統(tǒng)一，這樣有利于編程時數(shù)值計算的簡便性和精確性。 2）盡量減少裝夾次數(shù)，盡可能在一次定位裝夾后，加工出全部待加工表面。4 4 數(shù)控機床的坐標系統(tǒng)數(shù)控機床的坐標系統(tǒng)在數(shù)控編程時，為了描述機床的運動，簡化程序編制的方法及保證記錄數(shù)據的互換性，數(shù)控機床的坐標和運動方向均已標準化。數(shù)控機床各坐標軸按標準 JB3051-82 確定后，還要確定坐標系原點的位置，這樣坐標系

30、才能確定下來。依原點的不同，數(shù)控機床的坐標系統(tǒng)分為機床坐標系和工件坐標系。4.14.1 機床坐標系機床坐標系以機床原點為坐標原點建立起來的 X、Y、Z 軸直角坐標系，稱為機床坐標系。而標準的機床坐標系中 x、y、z 坐標軸的相互關系用右手笛卡爾直角坐標系決定。機床原點是指在機床上設置的一個固定點，也稱機床零點。它在機床裝配、調試時就已確定下來數(shù)控機床進行加工運動的基準參考點。機床零點是通過機床參考點間接確定的，機床參考點也是機床上的一個固定點，其與機床零點間有一確定的相對位置，一般設置在刀具運動的 X、Y、Z 正向最大極限位置。在機床每次通電之后，工作之前，必須進行回機床零點操作，使刀具運動到

31、機床參考點，其位置由機械檔塊確定。這樣，通過機床回零操作，確定了機床零點，從而準確地建立機床坐標系，即相當于數(shù)控系統(tǒng)內部建立一個以機床零點為坐標原點的機床坐標系。機床坐標系是機床固有的坐標系，一般情況下，機床坐標系在機床出廠前已經調整好，不允許用戶隨意變動。4.24.2 工件坐標系工件坐標系工件圖樣給出以后，首先應找出圖樣上的設計基準點。其他各項尺寸均是以此點為基準進行標注。該基準點稱為工件原點。以工件原點為坐標原點建立的 X、Y、Z 軸直角坐標系，稱為工件坐標系。工件坐標系是用來確定工件幾何形體上各要素的位置而設置的坐標系，工件原點的位置是人為設定的，它是由編程人員在編制程序時根據工件的特點

32、選定的，所以也稱編程原點。數(shù)控車床加工零件的工件原點一般選擇在工件右端面、左端面或卡爪的前端面與 Z 軸的交點上。5 5 數(shù)控車削工藝數(shù)控車削工藝在進行數(shù)控加工工藝設計時，一般應進行以下幾方面的工作：數(shù)控加工內容的選擇；數(shù)控加工工藝得分析；數(shù)控加工工藝路線的設計。5.15.1 數(shù)控加工工藝內容的選擇數(shù)控加工工藝內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，選擇那些是最適合、最需要進行數(shù)控加工的內容和工序。再考慮選擇內容時應結合本企業(yè)設備的實際，立足與解決難題、攻克關鍵問題和提高生產效率，

33、充分發(fā)揮數(shù)控加工的優(yōu)勢。一、適于數(shù)控加工的內容在選擇時，一般可按下列順序考慮：（1）通用機床無法加工的內容應做為優(yōu)先選擇內容；（2）通用機床難加工，質量也難以保證的內容應作為重點選擇內容；（3）通用機床加工效率低、工人手工操作勞動強度大的內容，可在數(shù)控機床尚存在富裕加工能力時選擇。二、不適于數(shù)控加工的內容一般來說，上述這些加工內容采用數(shù)控加工后，在產品質量、生產效率與綜合效益方面會得到明顯提高。相比之下，下列一些內容不宜選擇采用數(shù)控加工：（1）占機調整時間長（2）加工部位分散，需要多次安裝、設置原點。（3）按某些特定的制造依據（如樣板等）加工的型面輪廓。此外，再選擇和決定加工內容時，也要考慮生

34、產批量、生產周期、工序間周轉情況等等?？傊M量做到合理，達到多、好、省的目的。要防止把數(shù)控機床當普通機床使用。5.25.2 數(shù)控加工零件的工藝性分析數(shù)控加工零件的工藝性分析理想的加工程序不僅應保證加工出符合圖樣的合格工件，同時應能使數(shù)控機床的功能得到合理的應用和充分的發(fā)揮。數(shù)控機床是一種高效率的自動化設備，它的效率高于普通機床的 23 倍，所以，要充分發(fā)揮數(shù)控機床的這一特點，必須熟練掌握其性能、特點、使用操作方法，同時還必須在編程之前正確地確定加工方案。由于生產規(guī)模的差異，對于同一零件的加工方案是有所不同的，應根據具體條件，選擇經濟、合理的工藝方案。一、加工工序劃分在數(shù)控機床上加工零件，工序

35、可以比較集中,一次裝夾應盡可能完成全部工序。與普通機床加工相比，加工工序劃分有其自己的特點，常用的工序劃分原則有以下兩種。1保證精度的原則 數(shù)控加工要求工序盡可能集中，常常粗、精加工在一次裝夾下完成，為減少熱變形和切削力變形對工件的形狀、位置精度、尺寸精度和表面粗糙度的影響，應將粗、精加工分開進行。對軸類或盤類零件，將各處先粗加工，留少量余量精加工，來保證表面質量要求。同時，對一些箱體工件，為保證孔的加工精度，應先加工表面而后加工孔。2 提高生產效率的原則數(shù)控加工中，為減少換刀次數(shù)，節(jié)省換刀時間，應將需用同一把刀加工的加工部位全部完成后，再換另一把刀來加工其它部位。同時應盡量減少空行程，用同一

36、把刀加工工件的多個部位時，應以最短的路線到達各加工部位。實際中，數(shù)控加工工序要根據具體零件的結構特點、技術要求等情況綜合考慮。二、加工路線的確定在數(shù)控加工中，刀具（嚴格說是刀位點）相對于工件的運動軌跡和方向稱為加工路線。即刀具從對刀點開始運動起，直至結束加工程序所經過的路徑，包括切削加工的路徑及刀具引入、返回等非切削空行程。加工路線的確定首先必須保證被加工零件的尺寸精度和表面質量，其次考慮數(shù)值計算簡單，走刀路線盡量短，效率較高等。5.35.3 工藝分析及處理工藝分析及處理（1）零件圖工藝分析。零件是一個由圓弧面、外圓錐面、外圓柱面、螺紋構成的外形較復雜的軸類。85mm 外圓柱面直徑處不加工，其

37、它各處加工精度要求一樣，材料為 45 鋼，選擇毛坯為 85mm260mm。（2）加工方案及加工路線的確定。 以零件右端面中心作為坐標原點建立工件坐標系。根據零件尺寸精度及技術要求，應將粗、精加工分開來考慮，確定的加工工藝路線為：車削右端面粗車 80.5mm、62.5、外圓錐面、48.5mm粗車圓弧面精車倒角、螺紋實際外圓 47.85mm、外圓錐面、62mm 外圓柱面、80mm 外圓柱面、圓弧面切槽 345mm車削 M48mm1.5mm 的螺紋。（3）零件的裝夾及夾具的選擇。 采用該機床本身的標準卡盤，零件伸出三爪卡盤235mm 左右，找正并用頂尖配合夾緊工作。（4）刀具選擇。 刀具材料為 W1

38、8Cr4V。將所選定的刀具參數(shù)填入數(shù)控加工刀具卡片中數(shù)控加工刀具卡片數(shù)控加工刀具卡片產品名稱或代號零件名稱軸 1零件圖號序號刀具號刀具規(guī)格名稱數(shù)量加工表面?zhèn)渥?T0190硬質合金外圓車刀1粗車外輪廓表面20202T02副偏角較大的硬質合金車刀1精車輪廓及圓弧20203T03切槽刀1切 3mm 槽B=3mm 20204T0460外螺紋車刀1螺紋車削2020編制審核批準共 1 頁第 1 頁（5）確定切削用量。 根據被加工表面質量要求、刀具材料和工件材料，參考機床說明書、削用量手冊或有關資料選取切削速度與每轉進給量，最后根據實踐經驗進行修正，計算結果填入下表中。綜合前面分析的各項內容，并將其填入下表

39、所示的數(shù)控加工工藝卡片。軸的數(shù)控加工工藝卡軸的數(shù)控加工工藝卡產品名稱或代號零件名稱零件圖號單位名稱濟源職業(yè)技術學院XXX軸 1XXX工序號程序編號夾具名稱使用設備車間001SKC01.MPF三爪卡盤數(shù)控車床數(shù)控中心工步號 工步內容（mm）刀具號刀具規(guī)格（mm）主軸轉速（r/min）進給速度(mm/min)備注1從左至右粗車各面T0120205000.32從左至右精車各面T0120208000.13切槽T0320203504車 M481.5 螺紋T042020800編制審核批準年 月 日共 1 頁第 1 頁5.45.4 螺紋加工的尺寸計算螺紋加工的尺寸計算螺紋牙型深度：t=0.65 P=0.65

40、1.5mm=0.975mmD 大=D 公稱-0.1 P=48mm-0.11.5mm=47.85mmD 小=D 公稱-1.3 P=48mm-1.31.5mm=46.05mm螺紋加工分為 4 刀，第 1 刀：=47mm; 第 2 刀；=46.40mm 第 3 刀：=46.10mm；第 4 刀：=46.05mm。5.55.5 編寫程序編寫程序SKC01.MPFN1O G90 G95 G00 X80 Z100 ；刀架回換刀點N20 T01 M03 S500 ；調用 1 號粗車刀，主軸正轉 n=500r/minN30 G00 X88 Z0N40 G01 X-0.5 F0.3 ；車削右端面N50 Z2N6

41、0 G00 X80.5N70 G01 Z-220 ；粗車外圓柱面 80.5mmN80 X86N90 G00 Z2N100 X75.5N110 G01 Z-130 ；粗車外圓柱面 75.5mmN120 X77N130 G00 Z2N140 X70.5N150 G01 Z-130 ；粗車外圓柱面 70.5N160 X72N170 G00 Z2N180 X65.5N190 G01 Z-130 ；粗車外圓柱面 65.5mmN200 X67N210 G00 Z2N220 X62.5N230 G01 Z-130 ；粗車外圓柱面 62.5mmN240 X64N250 G00 Z2N260 X57.5N270

42、 G01 Z-60N280 X62.5 Z-120 ；粗車外圓錐面N290 G00 Z2N300 X52.5N310 G01 Z-60N320 X62.5 Z-120 ；粗車外圓錐面N330 G00 Z2N340 X48.5N350 G01 Z-60N360 X62.5 Z-120 ；粗車外圓錐面N370 G00 X80 Z100 M05 ；快速退刀到換刀點，主軸停轉N380 M00 ；程序暫停N390 T02 M03 S800 ；調用 2 號精車刀N400 G00 X93.48 Z-150 ；調用子程序時的起刀點位置 N410 L01 P5 ；調用子程序 5 次N420 G00 Z2N430

43、 X44.85N440 G01 Z0 F0.1N450 X47.85 Z-1.5 ；車倒角N460 Z-60N470 X50N480 X62 Z-120 ；精車削錐面N490 Z-130N500 X78N510 X80 Z-131N520 Z-150N530 G02 X80 Z-210 CR=70 ；車削圓弧面N540 G01 Z-220N550 X85N560 G00 X80 Z100 M05 ；快速退刀到換刀點，主軸停轉N570 M00 ；程序暫停N580 T03 M03 S350 ；調用 3 號切槽刀N590 G00 X52 Z-60N600 G01 X45 F0.1N610 G04 F

44、2 ；暫停 2sN620 G01 X52N630 G00 X80 Z100 M05 ；快速退刀到換刀點，主軸停轉N640 M00 ；程序暫停N650 TO4 M03 S800 ；調用 4 號螺紋刀N660 G00 X47 Z3 M08 ；開冷卻液N670 G33 Z-58.5 K1.5 ；車削第一刀螺紋N680 G00 X52N690 Z3N700 X46.4N710 G33 Z-58.5 K1.5 ；車削第二刀螺紋N720 G00 X52N730 Z3N740 X46.2N750 G33 Z-58.5 K1.5 ；車削第三刀螺紋N760 G00 X52N770 Z3N780 X46.05N7

45、90 G33 Z-58.5 K1.5 ；車削第四刀螺紋N800 G00 X52 M09 ；冷卻液關閉N810 X80 Z100 M05 ；快速退刀到換刀點，主軸停轉N820 M02 ；程序結束子程序 L01L01.SPFN10 G91 X-2.6 ；增量編程N20 G02 Z-60 CR=70N30 G01 X2N40 G00 Z60N50 G01 X-2N60 G90 ；絕對編程N70 M17 ；子程序結束5.65.6 備注備注1、F功能F功能指令用于控制切削進給量.在程序中，有兩種使用方法.每分種進給量：F編程格式：G95F其中 F 后面的數(shù)字表示的是主軸每轉進給量，單位為 mm/r.每分

46、種進給量：G編程格式：G94F其中 F 后面的數(shù)字表示的是每分種進給量，單位為 mm/min.2、S 功能S 功能指令用于控制主軸轉速編程格式：S其中 S 后面的數(shù)字表示主軸轉速，單位為 r/min.3、T 功能T 功能指令用于選擇加工所用刀具編程格式：T其中 T 后面通常有兩位數(shù)表示所選擇的刀具號碼。但也有 T 后面用四位數(shù)字，前兩位是刀具號，后兩位是刀具補償號，又是刀尖圓弧半徑補償號。4、M 功能M03：主軸順時針旋轉M04：主軸逆時針旋轉M05：主軸旋轉停止M08：冷卻液開M09：冷卻液關M06:換刀M30:程序停止，并復位到起始位置5、G 功能G00:快速移動點定位G01:直線插補G9

47、5:每轉進給量G90:絕對編程G91;增量編程6 6 運行調試運行調試6.16.1 機床運行校驗機床運行校驗（1）先開機床接通 CNC 和機床電源，系統(tǒng)啟動后進入“加工”操作區(qū) JOG 運行方式（2）檢查機床開啟后發(fā)現(xiàn)機床會出現(xiàn)報警信號，這時，需按下 K1，使機床加上驅動力。這時才能正常操作機床。（3）回參考點回參考點只能在 JOG 的方式下運行。用機床控制面板上“回參考點鍵”啟動回參考點。在“回參考點”窗口中顯示該坐標軸是否必須回參考點：如出現(xiàn)“”，則說明未回參考點，如出現(xiàn)，則說明已回參考點，按下坐標方向鍵（正方向鍵），把每坐標都回參考點，通過選擇另一方式如 MDA AUTO 或JOG 來結

48、束回參考點。（4）參數(shù)設定在 CNC 進行工作前，必須對一些參數(shù)進行設定，對機床和刀具進行調整：1輸入刀具參數(shù)及刀具補償參數(shù)2輸入/修改零點偏置3輸入設定數(shù)值刀具參數(shù)包括刀具幾何參數(shù)，磨損量參數(shù)、刀具量參數(shù)和刀具型號參數(shù)等。有些參數(shù)如 R 參數(shù)則一般不需修改 （5）裝夾工件按照前面指定的裝夾方式裝夾工件（6）對刀把每一把刀具都調到自己設定的編程零點，把編程零點所在機床坐標值輸入機床中（7）輸入程序把自己編的程序輸入機床定一個名字，對程序進行檢查，確保程序本身沒有錯誤以及也沒有輸入錯誤。（8）模擬仿真按下 MDA 鍵，按擴展鍵，再按編程仿真進入仿真系統(tǒng)，對程序進行仿真，檢查仿真出的工件圖形與要加

49、工的工件有多大出入，并不斷對程序進行修改，直到仿真的工件完全正確為止。（9）實際加工退出仿真系統(tǒng)，先按復位鍵，剛開始時可進行單步加工，按下步加工鍵。這時要一手按啟動鍵，一手按停止鍵，如發(fā)現(xiàn)異常情況應立即停止。直到確定程序無誤后方可按自動加工鍵，加工完成后，最后取下工件。（10）加工完成7 7 數(shù)控加工的優(yōu)勢數(shù)控加工的優(yōu)勢1.數(shù)控加工就是將加工數(shù)據和工藝參數(shù)輸入到機床，機床的控制系統(tǒng)對輸入信息進行運算與控制，并不斷地向直接指揮機床運動的電動機功能部件機床的伺服機構發(fā)送脈沖信號，伺服機構對脈沖信號進行交換和放大處理，然后由傳動機構驅動數(shù)控機床，從而加工零件，所以數(shù)控加工的關鍵是加工數(shù)據和工藝參數(shù)的

50、獲取，即數(shù)控編程。 2.數(shù)控編程及其發(fā)展數(shù)控機床和普通機床不同，整個加工過程中不需要人的操作，而由程序來進行控制。在機床上加工零件時，首先要分析零件圖樣的要求、確定合理的加工路線及工藝參數(shù)、計算刀具中心運動軌跡及其位置數(shù)據；然后把全部工藝過程以及其他輔助功能（主軸的正轉與反轉、切削液的開與關、變速、換刀等）按運動順序，用規(guī)定的指令代碼及程序格式編制成數(shù)控加工程序，經過調試后記錄在控制介質上；最后輸入到書空機床的數(shù)控裝置中，以此控制數(shù)控機床完成工件的全部加工過程。因此，把從零件圖樣開始到獲得正確的程序載體為止的全過程稱為零件加工程序的編制。3.數(shù)控編程一般分為手工編程和自動編程兩種。（1）手工編程。手工編程是指程序編制的整個過程步驟幾乎全部是由人工來完成的。對于幾何形狀不太復雜的零件，所需要的加工程序不長，計算也比較簡單，出錯的機會較少，這時用手工編程即及時又經濟，因而手工編程仍被廣泛地應用于形狀簡單的點位加工及平面輪廓加工中。但是工件復雜，特別是加工非圓弧曲線、曲面等表面，或工件加