數(shù)控車床的程序編制與工藝分析

題目：數(shù)控車床的程序編制與工藝分析摘要世界制造業(yè)轉(zhuǎn)移，中國正在逐步成為世界加工廠。美國、德國、韓國等國家已經(jīng)進(jìn)入工業(yè)化發(fā)展的高技術(shù)密集時代與微電子時代，鋼鐵、機(jī)械、化工等重工業(yè)正逐漸向發(fā)展中國家轉(zhuǎn)移。我國目前經(jīng)濟(jì)發(fā)展已經(jīng)過了發(fā)展初期，正處于重化工業(yè)發(fā)展中期。機(jī)床是人類，進(jìn)行生產(chǎn)勞動的重要工具，也是社會生產(chǎn)力發(fā)展水平的重要指標(biāo)。普通機(jī)床經(jīng)歷了近兩百年的歷史。隨著電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)及自動化，精密機(jī)械與測量等技術(shù)的發(fā)展與綜合應(yīng)用，生產(chǎn)了機(jī)電一體化的新型機(jī)床一一數(shù)控機(jī)床。數(shù)控機(jī)床一經(jīng)使用就顯示出了它獨特的優(yōu)越性和強(qiáng)大生命力，使原來不能解決的許多問題，找到了科學(xué)解決的途徑。數(shù)控車床是數(shù)字程序控制車床的簡稱，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車床的特點于一身，是國內(nèi)使用量最大，覆蓋面最廣的一種數(shù)控機(jī)床，也是一種通過數(shù)字信息，控制機(jī)床按給定的運動軌跡，進(jìn)行自動加工的機(jī)電一體化的加工裝備，經(jīng)過半個世紀(jì)的發(fā)展，數(shù)控機(jī)床已是現(xiàn)代制造業(yè)的重要標(biāo)志之一，在我國制造業(yè)中，數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用也越來越廣泛，是一個企業(yè)綜合實力的體現(xiàn)。關(guān)鍵詞：數(shù)控;工業(yè)化發(fā)展;加工程序;工藝分析;刀具目錄1數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生與簡介2數(shù)控機(jī)床的編程方法2.1手工編程2.2自動編程3數(shù)控機(jī)床程序的編制3.1數(shù)控編程的基本概念3.2數(shù)控編程的步驟4工藝分析方法4.1零件圖的工藝性分析4.1.1分析零件的幾何要素4.1.2分析了解工件的工藝基準(zhǔn)4.2切削用量的選擇4.2.1確定合理切削用量的意義4.2.2選擇切削用量的一般原則5零件加工編程實例5.1零件的工藝分析：5.1.1圖紙分析5.1.2工藝處理5.2刀具的選擇及對刀5.3數(shù)值計算5.4編寫程序5.5填寫數(shù)控加工工序卡1數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生與簡介數(shù)控車床即裝備了數(shù)控系統(tǒng)的車床。由數(shù)控系統(tǒng)通過伺服驅(qū)動系統(tǒng)去控制各部件的動作，主要用于軸類與盤類回轉(zhuǎn)體零件的多工序加工，具有高效率，高精度，高柔性化等綜合特點，適合中小批量形狀復(fù)雜零件的多品種，多規(guī)格生產(chǎn)。在機(jī)械制造工業(yè)中并不是所有的產(chǎn)品零件都具有很大的批量，單件與小批量生產(chǎn)的零件（批量在10?100件）約占機(jī)械加工總量的80%以上。尤其是在造船、航天、航空、機(jī)床、重型機(jī)械以及國防工業(yè)更是如此。為了滿足多品種，小批量的自動化生產(chǎn)，迫切需要一種靈活的，通用的，能夠適用產(chǎn)品頻繁變化的柔性自動化機(jī)床。數(shù)控機(jī)床就是在這樣的背景下誕生與發(fā)展起來的。它為單件、小批量生產(chǎn)的精密復(fù)雜零件提供了自動化的加工手段。數(shù)控車床按車削中心是在普通數(shù)控車床基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種復(fù)合加工機(jī)床。車床種類很多，但主要結(jié)構(gòu)都是由：車床主體，數(shù)控裝置，伺服系統(tǒng)三大部分組成。隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控車床的工序和工藝將更加復(fù)合化和集中化。即把各種工序（如車、銑、鉆等）都集中在一臺數(shù)控車床上來完成。目前國際上出現(xiàn)的雙主軸結(jié)構(gòu)就是這種構(gòu)思的體現(xiàn)。2數(shù)控機(jī)床的編程方法2.1手工編程由人工完成零件圖樣分析、工藝處理、數(shù)值計算、書寫程序清單直到程序的輸入和檢驗。適用于點位加工或幾何形狀不太復(fù)雜的零件，不僅費時，而且編制復(fù)雜零件還容易出錯。2.2自動編程自動編程是用計算機(jī)把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，也就是說數(shù)控編程的大部分工作由計算機(jī)來實現(xiàn)。利用CAD或者CAM軟件，實現(xiàn)造型及圖象自動編程。其中典型的是MasterCAM軟件，其可以完成銑削二坐標(biāo)、三坐標(biāo)、四坐標(biāo)和五坐標(biāo)、車削、線切割的編程，這種軟件功能單一，簡單易學(xué)。3數(shù)控機(jī)床程序的編制3.1數(shù)控編程的基本概念編程就是將加工零件的加工順序、刀具運動軌跡的尺寸數(shù)據(jù)、工藝參數(shù)（主運動和進(jìn)給運動速度、切削深度）以及輔助操作（換刀、主軸正反轉(zhuǎn)、冷卻液開關(guān)、刀具夾緊、松開等）加工信息，用規(guī)定的文字、數(shù)字、符號組成的代碼，按一定格式編寫成加工程序。3.2數(shù)控編程的步驟數(shù)控編程是指從零件圖紙分析到獲得數(shù)控加工程序的全部工作過程。如圖1所示，編程工作主要包括：4工藝分析方法數(shù)控機(jī)床的加工工藝與通用機(jī)床的加工工藝有許多相同之處，但在數(shù)控機(jī)床上加工零件比通用機(jī)床加工零件的工藝規(guī)程要復(fù)雜得多。在數(shù)控加工前，要將機(jī)床的運動過程、零件的工藝過程、刀具的形狀、切削用量和走刀路線等都編入程序，這就要求程序設(shè)計人員具有多方面的知識基礎(chǔ)。合格的程序員首先是一個合格的工藝人員，否則就無法做到全面周到地考慮零件加工的全過程，以及正確、合理地編制零件的加工程序。4.1零件圖的工藝性分析4.1.1分析零件的幾何要素首先從零件圖的分析中，了解工件的外形、結(jié)構(gòu)，工件上須加工的部位，及其形狀、尺寸精度、和表面粗糙度；了解各加工部位之間的相對位置和尺寸精度；了解工件材料及其它技術(shù)要求。從中找出工件經(jīng)加工后，必須達(dá)到的主要加工尺寸和重要的位置尺寸精度。4.1.2分析了解工件的工藝基準(zhǔn)包括其外形尺寸、在工件上的位置、結(jié)構(gòu)及其他部位的相對關(guān)系等。對于復(fù)雜工件或較難分辨的工藝基準(zhǔn)的零件圖時，尚需詳細(xì)分析有關(guān)裝配圖，了解該零件的裝配使用要求，找準(zhǔn)工件的工藝基準(zhǔn)。4.2切削用量的選擇4.2.1確定合理切削用量的意義數(shù)控加工時對同一加工過程選用不同的切削用量，會產(chǎn)生不同的切削效果。合理的切削用量應(yīng)能保證工件的質(zhì)量要求（如加工精度和表面粗糙度），在切削系統(tǒng)強(qiáng)度、剛性允許的條件下充分利用機(jī)床功率，最大限度地發(fā)揮刀具的切削性能，并保證刀具具有一定的使用壽命。4.2.2選擇切削用量的一般原則（1）粗車時切削用量的選擇粗車時一般以提高效率為主，兼顧經(jīng)濟(jì)性和加工成本。提高切削速度、加大進(jìn)給量和切削深度都能提高生產(chǎn)率。其中切削速度對刀具壽命的影響最大，切削深度對刀具壽命的影響最小，所以考慮粗加工切削用量時首先應(yīng)選擇一個盡可能大的切削深度，以減少進(jìn)給次數(shù)，其次選擇較大的進(jìn)給速度，最后在刀具使用壽命和機(jī)床功率允許的條件下選擇一個合理的切削速度。（2）精車、半精車時切削用量的選擇精車和半精車的切削深度是根據(jù)零件加工精度和表面粗糙度要求及粗車后留下的加工余量決定的，一般情況是一次去除余量。當(dāng)零件精度要求較高時，通常留0.2-0.4mm（直徑值）的精車余量。精車和半精車的切削深度較小，產(chǎn)生的切削力也較小。5零件加工編程實例5.1零件的工藝分析:5.1.1圖紙分析毛坯尺寸650X114。

圖1車削加工實例（1）加工內(nèi)容：此零件加工包括車端面，外圓，倒角，圓弧，螺紋，槽等。（2）工件坐標(biāo)系：該零件加工需調(diào)頭，從圖紙上尺寸標(biāo)注分析應(yīng)設(shè)置2個坐標(biāo)系，2個工件零點均定于裝夾后的右端面（精加工面）。裝夾*50外圓，平端面，對刀，設(shè)置第1個工件原點。此端面做精加工面，以后不再加工。調(diào)頭裝夾*48外圓，平端面，測量總長度，設(shè)置第2個工件原點（設(shè)在精加工端面上）。（3）換刀點:（120，200）（4）公差處理：尺寸公差取中值。（5）工步和走刀路線的確定，按加工過程確定走刀路線如下：裝夾*50外圓表面，探出65mm，粗加工零件左側(cè)外輪廓：2X45。倒角，*48外圓，R20，R16，R10圓弧。精加工上述輪廓。手工鉆孔，孔深至尺寸要求。粗加工孔內(nèi)輪廓。精加工孔內(nèi)輪廓。調(diào)頭裝夾*48外圓，粗加工零件右側(cè)外輪廓：2X45。倒角，螺紋外圓，*36端面，錐面，*48外圓到圓弧面。5.2刀具的選擇及對刀刀具的選擇和切削用量的確定，根據(jù)加工內(nèi)容確定所用刀具如圖2所示:圖2T0101外輪廓粗加工：刀尖圓弧半徑0.8mm，切深2mm，主軸轉(zhuǎn)速800r/min，進(jìn)給速度150mm/min。T0202外輪廓粗加工：刀尖圓弧半徑0.8mm，切深0.5mm，主軸轉(zhuǎn)速1500r/min,進(jìn)給速度80mm/min。T0303切槽：刀寬4mm,主軸轉(zhuǎn)速450r/min,進(jìn)給速度20mm/min。T0404加攻螺紋：刀尖角60°，主軸轉(zhuǎn)速400r/min,進(jìn)給速度2mm/r（螺距）T0505鉆孔：鉆頭直徑16mm，主軸轉(zhuǎn)速450r/min。T0606內(nèi)輪廓粗加工：刀尖圓弧半徑0.8mm,切深1mm，主軸轉(zhuǎn)速500r/min,進(jìn)給速度100mm/min。5.3數(shù)值計算

未知點坐標(biāo)計算：P1(40.7,-33.52),P2(42.95,-53.36)螺紋尺寸計算：螺紋外圓=32-0.2=31.85.4編寫程序外圓M06T0303內(nèi)孔刀外圓M06T0202切斷刀O0002G00Z10T0101外圓刀M03S400T0404鉆頭X0M03S600N130GOOZ-30M03S500G01Z-28F0.2N10G00X30Z5X40G00Z5X10G71Q3R1.5G01X28F0.15X0X19Z-10G71P20Q110u0.5w0.3F0.2；G04X3G01Z-50F0.15Z5N20G01Z0F0.2G01X40F0.2G04X3G00X100N30X30Z-2G0X100G01Z10F0.6Z100N40Z-30Z100G00X80Z80M05N50X36M05M30N60X45Z-42M30N70Z-52N80G02X42.95Z-53.36R10F0.2N90G03X40.7Z-73.5R16F0.2N100G02X45Z-84R20F0.2N110G01Z-112F0.2N120GOOX100Z1005.5填寫數(shù)控加工工序卡工廠數(shù)控加工工序卡片零件名稱材料軸類45#鋼工序號程序編號夾具名稱三爪自定心卡盤車間數(shù)控中心工步號工步內(nèi)容刀具號主軸轉(zhuǎn)速進(jìn)給速度1粗精車左端面外形T016000.22切斷T024000.153粗精車圓弧表面T036000.24粗車內(nèi)孔加工T045000.15通過這次畢業(yè)設(shè)計，讓我對工廠實際零件加工的總體工藝流程有了一定的了解和掌握，這對我今后參加工作將會有很大的幫助。通過這次畢業(yè)設(shè)計，使我意識到了自己存在的不足之處，使我也清楚了自己今后應(yīng)該努力的方向，也使我對以前的知識有了更好、更全面的溫習(xí)和鞏固，對以前所學(xué)的專業(yè)知識總體有了更深入的了解。由于畢業(yè)設(shè)計的內(nèi)容涉及到很多的專業(yè)知識，如CAD制圖、公差與技術(shù)測量、金屬工藝、機(jī)械制造工藝、數(shù)控機(jī)床和夾具、數(shù)控編程等等，因此畢業(yè)設(shè)計可以說是對我從高中（職業(yè)高中）和大學(xué)兩年共五年來所學(xué)專業(yè)知識和技能的綜合考查。但畢業(yè)設(shè)計的完成絕不是學(xué)習(xí)的終結(jié)，我將會很好的總結(jié)這次畢業(yè)設(shè)計的經(jīng)驗，并將其應(yīng)用到我以后的工作中去。本文從數(shù)控車床的簡介、數(shù)控編程的方法、工藝性分析、數(shù)控編程的步驟及數(shù)控編程加工實例等幾方面，比較詳細(xì)的說明了車削零件加工的方法與步驟。數(shù)控機(jī)床代表一個民族制造業(yè)現(xiàn)代化的水平，隨著現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，制造技術(shù)和自動化水平的高低已成為衡量一個國家或地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。作為跨世紀(jì)的新一代，我們手牽手，向前邁。我們有信心我國機(jī)械制造業(yè)會更加輝煌，祖國的明天也會更加美好。參考文獻(xiàn)張超英等，數(shù)控機(jī)床加工工藝、編程及操作實訓(xùn)，高等教育出版社，2003明興祖主編，數(shù)控加工技術(shù)，北京化學(xué)工業(yè)出版社2002顧京主編，數(shù)控加工編程及操作，北京高等教育出版社2003沈建峰主編，數(shù)控車工高級，機(jī)